KR100665750B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템(IL), 패터닝수단(M)을 지지하는 지지구조체(MT), 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단, 기판(W)을 잡아주는 기판테이블(WT), 상기 패터닝된 빔을 기판(W)의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템(PL), 상기 패터닝수단(M) 및 상기 기판(W) 중 1이상을 위한 위치 센서(IF)들 중 1이상과 상기 투영시스템(MF)이 배치되는 기준프레임(MF)을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 장치는 상기 투영시스템(PL) 및 상기 기준프레임(MF) 중 1이상과 열적 상호작용하여 상기 투영시스템(PL) 및 상기 기준프레임(MF) 중 1이상으로 또는 그로부터의 열전달을 위한 열전달시스템(HT-PL, HT-MF)을 더 포함하고, 상기 열전달시스템(HT-PL,HT-MF)은 상기 기준프레임(MF)으로부터 기계적으로 고립된 추가 프레임에 커플링된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 도;
도 2는 도 1에 나타낸 리소그래피 장치의 상세도;
도 3은 도 1에 나타낸 리소그래피 장치의 추가 상세도;
도 4는 본 발명의 추가 실시예에 따른, 도 1에 나타낸 리소그래피 장치의 상세도이다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부상으로 필요한 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는 예를 들어, 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 마스크와 같은 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 생성하는데 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층을 갖는 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 하나 또는 몇개의 다이의 일부를 포함함)상으로 묘화(image)될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 노광되 는 인접해 있는 타겟부들의 네트워크를 포함한다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟부상으로 전체 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스테퍼(stepper)와, 주어진 방향("스캐닝"방향)으로 투영빔을 통한 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사되는 이른바 스캐너(scanner)를 포함한다.
리소그래피 장치에서, 웨이퍼상으로 묘화될 수 있는 피처들의 크기는 투영 방사선의 파장에 의하여 제한된다. 보다 높은 밀도의 디바이스 및 그에 따른 보다 높은 작동 속도로 집적 회로들을 생산하기 위해서는, 보다 작은 피처들을 묘화할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 가장 최근의 리소그래피 투영장치는 수은 램프 또는 엑시머 레이저에 의하여 생성되는 자외선 광을 채용하는 한편, 대략 13nm의 보다 짧은 파장의 방사선을 사용하도록 제안되어 왔다. 이러한 방사선은 극자외선(EUV) 또는 연성 x-레이(soft x-ray)라 지칭된다. 달리 제안된 방사선 종류들은 전자빔 및 이온빔을 포함한다. 빔의 이러한 형태들은 마스크, 기판 및 광학 구성요소들을 포함하는 빔 경로가 진공으로 유지되는 요건을 EUV와 공유한다. 서브-미크론의 정확도가 요구되는 경우, 심지어 매우 작은 교란들이 손상을 줄 수 있다. 종래의 리소그래피 장치들에서는, 다중 기능을 제공하고 크게 안정적인 환경을 요하는 기준프레임 및 투영시스템과 같은 임계(critical) 구성요소들의 열-기계적 변형을 초래하는 장치내의 동적 열 부하들이 묘화의 정확도와 관련된 문제들을 계속해서 야기한다. 하지만, 요구되는 높은 진공은 흡수되는 열을 감소(sink)시키기가 어렵고 상대적으로 높은 흡수와 관련되기 때문에, EUV와 같은 보다 짧은 파장에서의 투 영빔을 갖는 리소그래피 장치에서는 이러한 문제들이 더욱 악화된다.
본 발명의 목적은 임계 구성요소들의 열-기계적 변형을 초래하는 리소그래피 장치에서의 열 부하와 관련된 문제들에 대처하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 서로에 대한 그리고 광학 시스템에 대한 측정 시스템의 상대적인 변위들의 감소를 가져오는, 기준프레임 및 상기 기준프레임상에 장착되는 광학 구성요소들의 열적 드리프트(thermal drift)를 저감시킴으로써 임계 구성요소들의 열적 안정성을 향상시키는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 기준프레임 및 광학 시스템의 요구되는 능동적 열 콘디셔닝 용량(active thermal conditioning capacity)이 저감될 수 있기 때문에, 상기 기준프레임 및 광학 시스템의 열적 실딩(thermal shielding)에 의하여 동적 성능을 향상시키는 것이다.
본 발명의 일 형태에 따르면,
- 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;
- 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블;
- 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;
- 상기 패터닝수단 및 상기 기판 중 1이상을 위한 위치 센서들 중 1이상과 상기 투영시스템이 배치되는 기준프레임; 및
- 상기 기준프레임이 장착되고, 그것의 진동이 상기 기준프레임에 영향을 미 치는 것을 방지하기 위하여 진동 고립 시스템이 제공되는 추가 프레임을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되고,
상기 장치는:
- 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상으로 또는 그로부터의 열전달을 위해 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상과의 열적 상호작용에서 열전달시스템을 더 포함하고; 상기 열전달시스템은 상기 추가 프레임과 커플링되는(coupled) 것을 특징으로 한다.
열전달시스템을 제공함으로써, 그리고 상기 열전달시스템을 기준프레임으로부터 기계적으로 고립되는 추가 프레임에 커플링시킴으로써, 특히, 열전달시스템내의 유체의 움직임에 의해 야기되는 열전달에 의하여 유발되는 진동들이 기준프레임으로부터 고립된다. 따라서, 투영시스템 또는 기준프레임 자체로 또는 그로부터의 열 전달로 인하여 기준프레임의 열적 안정성은 향상되나, 상기 열전달시스템에 의하여 야기되는 어떠한 기계적 교란들도 겪지 않는다. 이는, 개선된 묘화 품질을 가져온다. 기준프레임으로 또는 그로부터 열전달이 일어나는 경우, 이는 묘화 품질을 더욱 향상시키는 기준프레임의 열적 안정성의 추가적인 향상을 가져온다. 결국, 이동 평균 및 이동 표준 편차가 감소되는데, 이는 전체 성능의 향상을 나타낸다. 상기 이동 평균은 열적 드리프트와 같은 낮은 주파수의 교란들에 의한 영향을 받게되며, 상기 이동 표준 편차는 진동과 같은 높은 주파수 교란들에 의한 영향을 받게된다는 것에 유의해야 한다.
본 발명의 제2형태에 따르면,
- 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;
- 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블;
- 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;
- 상기 패터닝수단 및 상기 기판 중 1이상을 위한 위치 센서들 중 1이상과, 상기 투영시스템이 배치되는 기준프레임을 포함하고,
상기 기준프레임과의 열적 상호작용에서 상기 기준프레임으로 또는 그로부터의 열전달을 위한 열전달시스템을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.
상기 기준프레임으로 또는 그로부터의 열을 전달하기 위한 열전달시스템을 제공함으로써, 상기 기준프레임의 열적 환경이 콘디셔닝된다. 바람직한 실시예에서, 상기 추가 프레임은 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상이 배치되는 진공 챔버의 적어도 일부를 형성한다.
진공 챔버의 적어도 일부를 형성하는 추가 프레임에 열전달시스템을 커플링시킴으로써, 기준 구조체를 사용할 수 있어 장치의 복잡성을 증가시키지 않게 된다. 투영시스템 및 기준프레임이 진공 챔버내에 배치되기 때문에, 진공의 원상태(integrity)를 손상(compromise)시킬 수도 있는 어떠한 추가 구조체들도 제공할 필요가 없다.
바람직한 실시예에서는, 상기 기준프레임 표면의 적어도 일부로 또는 그로부터의 열 방사선을 차단하기 위하여 1이상의 열 방사선 실드가 배치된다.
상기 기준프레임의 적어도 일부 주위에 열 실드를 제공함으로써, 기준프레임의 열적 안정성이 더욱 향상된다. 실딩을 제공함으로써, 요구되는 열전달 용량이 저감된다. 요구되는 열전달의 양을 저감시킴으로써, 동적 안정성이 향상되고 장치, 특히 진공 챔버에서 열전달시스템으로부터의 유체의 누출의 위험이 저감된다.
바람직한 실시예에서는, 상기 열 실드는 방사선을 상기 기준프레임으로부터 멀리 반사시키도록 배치되는 적어도 부분적으로 반사성인 표면을 포함한다.
방사선을 기준프레임으로부터 멀리 반사시키기 위해 반사면을 제공함으로써, 상기 기준프레임의 열적 안정성이 더욱 향상되고, 따라서 요구되는 열전달의 용량을 더욱 저감시키며, 이에 의해 장치에서의 유체 누출의 위험을 저감시킬 수 있다.
바람직한 실시예에서는, 상기 기준프레임의 또 다른 부분과 관련하여 높은 강성(stiffness)을 나타내는 상기 기준프레임의 일부를 실딩하기 위해 열 실드가 배치된다.
상기 기준프레임의 특정 부분들을 선택적으로 실딩함으로써, 장치의 복잡성을 실질적으로 증가시키지 않고 최적의 열적 안정성이 달성될 수 있다.
바람직한 실시예에서는, 열전달시스템이, 상기 실드를 통해 상기 기준프레임으로 또는 그로부터 열을 전달하기 위해서 상기 열 방사선 실드와 열적으로 상호작용한다. 열전달시스템을 실드와의 열적 상호작용 상태에 배치함으로써, 열전달시스템을 상기 기준프레임과의 직접적인 열적 상호작용 상태에 배치함으로써 발생될 수 있는 어떠한 진동 교란도 기준프레임이 겪지 않고 상기 기준프레임의 열적 안정성이 더욱 향상된다.
바람직한 실시예에서, 열전달시스템은 상기 기준프레임과 상기 투영시스템 중 1이상으로 또는 그로부터 열을 전달하는 유체를, 각각 공급 및 애브덕팅(abducting)하는 공급 요소 및 애브덕션 요소를 포함하는데, 상기 공급 및 애브덕션 요소 중 1이상은 추가 프레임상에 장착된다. 상기 요소들내의 유체의 움직임은 진동 교란의 주요 원인이라는 것이 밝혀졌다. 따라서, 이들 요소들을, 특히 추가 고립 프레임에 연계시킴으로써, 투영시스템과 기준프레임 중 1이상상의 진동 교란들의 주요 원인이 제거된다.
바람직한 실시예에서, 상기 열전달시스템은 상기 기준프레임의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치되는 복수의 열 실드를 포함하는데, 상기 열전달시스템은 열적 감쇠기(thermal damper)로서 작용할 수 있게 상기 기준프레임과 상기 열전달시스템 사이의 다량의 열적 절연 물질을 실질적으로 둘러싸도록 배치된다.
이러한 방식으로, 기준프레임을 향한 동적 열 부하가 현저히 저감된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면,
- 기판을 제공하는 단계;
- 조명시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계;
- 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 투영시스템을 사용하여 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;
- 상기 투영시스템을 지지하는 기준프레임을 제공하는 단계;
- 상기 기준프레임내의 진동이 상기 기준프레임에 영향을 미치지 않도록 진 동 고립 시스템이 제공된 추가 프레임상에 상기 기준프레임을 장착하는 단계를 포함하고,
- 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상과의 열적 상호작용 상태에 있도록 배치되는 열전달시스템을 사용하여 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상으로 또는 그로부터 열을 전달하는 단계; 및
- 상기 열전달시스템을 상기 추가 프레임에 커플링시키는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 추가 형태에 따르면,
- 기판을 제공하는 단계;
- 조명시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계;
- 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 투영시스템을 사용하여 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;
- 상기 투영시스템을 지지하는 기준프레임을 제공하는 단계를 포함하고,
- 상기 기준프레임과 열적 상호작용 상태에 있도록 배치되는 열전달시스템을 사용하여 상기 기준프레임으로 또는 그로부터 열을 전달하는 단계를 특징으로 하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 리소그래피 장치의 사용에 대하여 언급하였으나, 상기 리소그래피 장치는 집적 광학시스템의 제조, 자기 도메인 메모리, 액정표시패널(LCD), 박막자기헤드 등을 위한 가이던스 및 검출패턴의 제조와 같은 다른 응용례들을 가지고 있음을 이해해야 할 것이다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어는 각각 "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 것임을 이해할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트의 층을 기판에 적용하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)이나 메트롤로지 또는 검사 툴에서 노광 전 또는 후에 처리될 수도 있다. 적용이 가능할 경우, 본 명세서의 내용은 상기 및 기타 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 기판은 예를 들어 다중 층 IC를 생성시키기 위하여 한번 이상 처리될 수 있어서, 본 명세서에서 사용된 기판이라는 용어는 다중 처리된 층을 이미 포함하는 기판을 지칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 자외선(UV)(예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚) 과 극자외(EUV)선 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위)뿐만 아니라 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성시키는 것과 같이 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 수단을 지칭하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 투영빔에 부여되는 패턴은 기판 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 대응하지는 않는다는데 유의해야 한다. 일반적으로, 투영빔에 부여되는 패턴은 집적회로와 같은 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정 기능층에 해당할 것이다.
패터닝수단은 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝수단의 예로는 마스크, 프로그램 가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크타입을 포함한다. 프로그램 가능한 거울 어레이의 예로는 작은 거울들의 매트릭스 배열을 들 수 있는데, 상기 거울들 각각은 입사되는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키기 위하여 개별적으로 경사질 수 있고; 이러한 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다. 패터닝수단의 각 예시에 있어서, 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있고, 가령 투영시스템에 대하여 패터닝수단이 원하는 위치에 있도록 보장할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "레티클" 또는 "마스크"란 용어의 어떠한 사용도 좀 더 일반적인 용어인 "패터닝수단"과 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어, 사용되는 노광방사선에 대하여 적절하거나 또는 침지유체(immersion fluid)의 사용이나 진공의 사용과 같은 여타의 팩터들에 대하여 적절한, 굴절광학시스템, 반사광학시스템 및 카타디옵트릭 광학시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 "렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
또한, 조명시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 위한 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학구성요소를 포괄 할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 수도 있다.
리소그래피장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태일 수 있다. 이러한 "다수스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수도 있다.
또한, 리소그래피장치는 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어 물에 기판이 침지되는 형태일 수도 있다. 침지액은 리소그래피장치내의 여타의 공간, 예를 들어 마스크와 투영시스템의 제1요소 사이에 적용될 수도 있다. 당 업계에서는 투영시스템의 개구수를 증가시키는 침지 기술이 잘 알려져 있다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는:
- 방사선(예를 들어, UV 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 조명시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝수단(MA)(예를 들어, 마스크)을 지지하고, 아이템 PL에 대하여 패터닝수단을 정확히 위치시키는 제1위치설정수단(PM)에 연결된 제1지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT);
- 기판(W)(예를 들어, 레지스트코팅된 웨이퍼)을 잡아주고, 아이템 PL에 대 하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단(PW)에 연결된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및
- 패터닝수단(MA)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함)상에 묘화(imaging)시키는 투영시스템(PL)(예를 들어, 반사형 투영렌즈)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사형 마스크 또는 상술된 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울 어레이를 채용한) 반사형이다. 대안적으로는, 상기 장치는 (예를 들어, 투과형 마스크를 채용한) 투과형일 수도 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 상기 방사선 소스와 리소그래피 장치는, 예를 들어 상기 방사선 소스가 플라즈마 방전 소스인 경우 별도의 객체일 수 있다. 이러한 경우에, 상기 방사선 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성한다고 볼 수 없으며, 방사선 빔은 일반적으로 예를 들어, 적절한 콜렉팅 거울 및/또는 스펙트럼 정화 필터를 포함하는 방사선 콜렉터의 도움으로 방사선 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)를 거쳐간다. 여타의 경우, 예를 들어, 방사선 소스가 수은램프인 경우에는 상기 방사선 소스는 상기 장치의 통합된 일부일 수 있다. 상기 방사선 소스(SO)와 일루미네이터(IL)는 방사선 시스템이라 칭할 수도 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 빔의 각도 세기분포를 조정하는 조정수단을 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면에서의 세기 분포의 적어도 외측 및/또는 내측의 반경크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 상기 일루미네이터는 그 단면에서 소정의 균일성 및 세기 분포를 갖는, 투영빔(PB)이라 칭해지는 콘디셔닝된 방사선 빔을 제공한다.
상기 투영빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)상에 입사된다. 마스크(MA)에 의해 반사되어 투영빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하고, 상기 렌즈는 기판(W)의 타겟부(C)위에 상기 빔(PB)을 포커스한다. 제2위치설정수단(PW) 및 위치센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단(PM) 및 위치센서(IF1)가, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블들(MT 및 WT)의 이동은, 위치설정수단들(PM 및 PW)의 일부를 형성하는 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, 스테퍼의 경우에는 (스캐너와는 대조적으로) 마스크테이블(MT)이 짧은행정 액추에이터에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬마크(M1, M2) 및 기판 정렬마크(P1,P2)를 사용하여 정렬될 수도 있다.
도시된 장치는 다음의 바람직한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 투영빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에(즉, 단일 정적노광) 타겟부(C)상에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 시프트 되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 정적노광시에 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 마스크테이블(MT)과 기판테이블(WT)이 동시에 스캐닝되는 한편 투영빔에 부여된 패턴이 소정 타겟부(C)(즉, 단일 동적노광)상에 투영된다. 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영시스템(PL)의 확대(축소) 및 이미지 반전(image reversal) 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시의 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 한편, 스캐닝동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서는, 마스크테이블(MT)이 프로그램가능한 패터닝수단을 잡아주어 기본적으로 정적인 상태로 유지되며, 투영빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안 기판테이블(WT)이 움직이거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스방사선소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 기판테이블(WT)의 매 이동후, 또는 스캔시 연속적인 방사선펄스들 사이에서 필요에 따라 프로그램가능한 패터닝수단이 업데이트된다. 이 작동 모드는, 위에서 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝수단을 활용하는 마스크없는(maskless) 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전체적으로 상이한 사용 모드가 채용될 수도 있다.
상기 예시의 리소그래피 투영장치는 빔(PB)이 마스크(MA)상에 부딪쳐 기판 (W)의 타겟 영역상에 이르는 진공챔버(VC)를 포함한다. 진공챔버(VC)는 지지구조체, 기판테이블, 투영시스템 및 기준프레임을 포함하는 그룹으로부터 선택된 1이상의 구성요소를 둘러싼다. 도 1에 나타낸 실시예에서, 진공챔버는 추가적으로 일루미네이터(IL), 패터닝수단(MA), 기판(W) 및 상기 패터닝수단(MA) 및 기판(W)의 위치를 각각 감지하기 위해 상기 기준프레임(MF)상에 배치되는 센서(IF)들을 포함할 수도 있다. 진공펌프(VP)는 진공챔버와 관련되어 있다. 상기 진공펌프(VP)는 적어도 부분적인 진공을 생성하며, 통상적으로는 진공챔버(VC)내의 높은 진공을 형성한다. 진공챔버(VC)의 적어도 일부분은 베이스프레임(BF)에 의하여 형성된다. 기준프레임(MF) 및 베이스프레임(BF)에 대해서는 아래에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
리소그래피 장치내에서, 그것이 진공챔버인지 아닌지의 여부와는 무관하게 다양한 열전달시스템이 제공되어 상기 장치내의 구성요소들의 열적 환경을 콘디셔닝한다. 열전달시스템은, 열 실드, 예를 들어 소위 수동적 열 실드(passive heat shield) 및/또는 소위 능동적 열 실드(active heat shield)를 포함하는 상이한 구성요소들을 포함할 수 있다. 수동적 열 실드는 통상적으로 능동적 온도 콘디셔닝이 없는 플레이트이며, 바람직한 실시예에서 상기 플레이트는 양 측면 모두에서 방사선에 대해 반사성이 높다. 예를 들어, 그것은 통상적으로 0.1 이하 영역의 방사율(emissivity)을 갖는다. 능동적 열 실드에서, 상기 실드의 온도는 능동적으로 콘디셔닝되고 제어된다. 바람직한 실시예에서, 상기 플레이트는 온도 임계 부의 외측을 향하여 방사선에 대해 반사성이 높다. 예를 들어, 그것은 0.1 이하 영역의 방사율을 가질 수 있고 온도 임계 부를 향하여 큰 방사성을 가질 것이다. 예를 들어, 그 것은 0.7 이상의 방사율을 가질 수도 있는데, 이는 온도 임계 부의 온도 제어를 도울 것이다. 본 발명의 열전달시스템은 능동 및 수동 열 실드를 포함할 것이나 그들로 제한되지는 않는다. 능동 열 실드 온도를 제어하기 위한 예로는, 플레이트내의 또는 플레이트 최상부상의 채널을 통하여 온도 제어 매체의 강제 유동(forced flow)을 제공하거나, 또는 상기 온도 센서 및 제어 루프가 요구될 온도 제어를 위해 플레이트를 통한 냉각 매체의 유동을 제공하고 매체공급부에서 또는 직접적으로 실드에서 능동적으로 제어되는 히터를 제공하거나, 또는 열전(thermo-electric) (Peltier) 요소들을 사용하거나, 또는 열 실드 온도를 제어하기 위해 열 파이프를 사용함으로써 온도 제어되는 플레이트를 제공하는 것을 포함하나, 이들로 제한되지는 않는다.
이하의 설명에서는, 열 실드가 언급될 경우 특정 실시예에서 특정한 형태에 대한 분명한 언급이 없는 한, 수동적이거나 능동적 또는 그 둘 모두일 수 있다. 진동들은 1이상의 능동적 열 실드가 사용될 때 문제들을 야기한다는 것이 알려졌다. 한편, 수동적 열 실드는 베이스프레임 및/또는 기준프레임 중 어느 하나 상에 장착될 수 있고, 능동적 열 실드는 베이스프레임상에 장착되는 것이 바람직하다는 것이 알려졌다.
기준프레임(MF)은 소위 "메트롤로지" 프레임으로도 알려져 있다. 상기 기준프레임(MF)은 그에 대하여 패터닝수단 및 웨이퍼 중 1이상이 측정되는 기준면을 제공하고, 주요 장치 구조체로부터 기계적으로 고립되어 있다. 특히, 상기 기준프레임(MF)은 진동 고립 시스템(13,14)에 의해서 상기 베이스프레임(BF)으로부터 고립 된다. 상기 진동 고립 시스템은 지지부(13) 및 탄성부재(14)를 포함한다. 도 1에는, 지지부(13)와 탄성부재(14)만 도시되어 있으나, 복수의 지지부 및 탄성부재(14)가 존재할 수 있다. 기준프레임(MF)은 통상적으로 인바(InvarTM)와 같은 낮은 열팽창계수를 갖는 재료로 만들어진다. 예를 들어, 바람직한 실시예에서는, 열팽창계수가 2.5×10-6 K-1 이하의 영역내에 있다. 기준프레임(MF)은 위치센서와 같은 감응성(sensitive) 구성요소, 예를 들어 간섭계(IF)를 지지한다. 추가적으로, 특정 리소그래피 장치에 따라, 기준프레임은 투영시스템(PL)을 지지할 수도 있다. 또한, 기준프레임은 그 위에서 지지되는 상기 구성요소들을 진동으로부터 고립시킨다. 기준프레임(MF)은 간섭계(IF)와 같은 메트롤로지 시스템 및 통상적으로는 투영시스템(PL)까지도 지지하는 한편, 베이스프레임(BF)은 여타 구성요소들을 지지한다. 상기 베이스프레임(BF) 두가지 기능을 제공한다. 한편으로는, 진공챔버(VC)의 적어도 일부를 형성한다. 다른 한편으로는, 진동 고립 시스템(13,14), 긴행정모듈을 포함하는 기판테이블(WT) 및 지지구조체(MT)와 같은 특정 장치 구성요소들을 지지한다. 일 실시예에서, 베이스프레임(BF)은 제조 플로어(fabrication floor)와 접촉해 있으나, 대안적으로는 그렇지 않을 수 있다.
진동 고립 시스템(13,14)은 시스템의 특성과 시스템 구성요소들의 개수 및 배치 모두에 대하여, 여러 대안적인 방법으로 실현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 가령, 탄성부재(14)는, 기준프레임(MF)에 대한 탄성지지부에 낮은 강성을 제공하는, 예를 들어 에어마운트(airmounts) 또는, 자기 시스템, 낮은 강성의 기계 빔 을 포함하는 기계 시스템, 압전 시스템, 유체 기반 시스템(fluid based system) 또는 이들의 여하한의 조합과 같은 여타 등가의 시스템으로서 실현될 수도 있다. 상기 기준프레임(MF)은 모노리스 부(monolithic part), 달리 말해 솔리드 블록으로부터 형성될 수 있다. 그것은 캐스팅되거나 하나의 블록으로부터 기계가공될 수도 있다. 기준프레임은 인바(TM)와 같은 매우 낮은 열팽창계수를 갖는 재료로 만들어질 수도 있으나, 메트롤로지 프레임 및 그에 부착되는 구성요소들은 등온을 유지해야 하고, 그렇지 않다 하더라도 최대 온도 변동이 최적으로는 통상적으로 0.1 ℃보다 작아야 한다.
능동적 열전달, 예를 들어 유체 냉각 또는 열 파이프를 사용하는 냉각 또는 열이 전달되도록 하는 여타 형태의 수단들이 기준프레임(MF) 및 투영시스템(PL)과 같은 온도 임계 구성요소(temperature critical component)들의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다는 것이 밝혀져 왔다. 이러한 능동적 열전달은 온도를 안정적으로 유지시키기 위한 제어 루프에 의하여 조절될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 하지만, 이러한 형태의 열전달이 투영시스템(PL) 또는 기준프레임(MF)에 적용될 경우, 예를 들어 강제 냉각 또는 요구되는 기계적 연결들로 인하여 묘화 오차를 가져오는 기계적 진동들을 야기할 수도 있다는 것이 밝혀져 왔다. 이러한 문제들은 열전달 용량, 통상적으로 냉각 용량의 요건들이 증가되는 경우 악화된다. 진공 조건하에서 노광이 일어나도록 요구하는, 필요한 보다 짧은 파장에서 작동되는 경우, 상기 열전달 용량이 증가된다는 것이 밝혀져 왔다. 따라서, 본 발명은 열전달시스템과 관련된 추가적인 문제들에 대처하고, 특히 상기 열전달로 인한 기계적 진동의 영향을 최소 화하는 한편 능동적인 열전달의 영향을 받는 리소그래피 장치의 투영시스템 및 기준프레임과 같은 임계 구성요소들의 온도 안정성을 확보한다.
투영시스템(PL)은 지지부(11) 및 탄성요소(12)를 거쳐 기준프레임(MF)상에서 지지될 수 있다. 도 1은 단 하나의 지지부(11) 및 탄성요소(12)만을 도시하였으나, 대안적으로는 복수의 지지부 및 탄성부재들이 제공될 수도 있다.
기준프레임(MF)은 적어도 부분적으로 열 방사선 실드(20)로 둘러싸여 있다. 상기 열 방사선 실드에는 지지부(21,29)가 제공된다. 지지부 21는 기준프레임(MF) 또는 베이스프레임(BF) 중 하나상에 장착된다. 지지부 29는 베이스프레임(BF)상에 장착된다. 지지부 21 및 29가 베이스프레임(BF)상에 장착될지 기준프레임상에 장착될지의 여부는 상기 실드가 능동적 실딩을 제공할지 수동적 실딩을 제공할지의 여부에 달려 있다. 열 실드(20)에 능동적 냉각이 제공되는 상황에는, 능동적 냉각 지지부(29)가 베이스프레임(BF)상에 장착된다. 열 실드(20)가 수동적 냉각을 제공하는 상황에서는, 수동적 냉각 지지부가 기준프레임(MF)상에 장착될 수 있으나, 그것이 베이스프레임(BF)상에 장착될 수도 있다. 열 실드(20)가 능동적 냉각과 수동적 냉각 둘 모두를 제공하도록 되어 있는 상황에서는, 능동적 냉각 지지부(29) 및 수동적 냉각 지지부(21)가 각각 베이스프레임(BF)상과 기준프레임(MF)상에 장착된다. 열 방사선 실드(20)는 열전달시스템(22,24)과 열적으로 상호작용할 수 있다. 통상적으로, 열전달시스템(22,24)은 열 방사선 실드(20) 부근이나 그에 인접하게 배치된다. 그것은 열 방사선 실드(20)와 열전달시스템(22,24)간의 열적 상호작용을 최적화하기 위하여 열전달시스템(22,24)의 일부를 열 방사선 실드(20)에 고정시키는 장착요소를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 열전달시스템(22,24)은, 이 열전달시스템(22,24)의 적어도 일부를 열 방사선 실드(20)내에 매입(embed)시킴으로써 상기 열 방사선 실드(20)의 통합된 부분(integral part)으로 형성될 수도 있다. 상기 열전달시스템은 열전달 유체용 공급 파이프(22) 및 열전달 유체용 애브덕션 파이프(24)를 포함한다. 열전달시스템(22,24)은 베이스프레임(BF)상에 장착된다. 특히, 공급 및 애브덕션 파이프(22,24)가 베이스 프레임(BF)에 커플링된다.
바람직한 실시예에서, 능동적 열 실드(20)는 베이스프레임(BF)에 통합된다. 이는, 기준프레임의 뷰(view)의 적어도 일부를 둘러싸는 매우 잘 콘디셔닝된 베이스프레임을 구비함으로써 가능하다.
투영시스템(PL)은, 상기 투영시스템(PL)으로 또는 그로부터의 열전달을 위한 열전달시스템(16,18)이 제공될 수도 있는 열 실드로 둘러싸일 수 있다. 상기 시스템은 베이스프레임(BF)상에 장착되는 공급 파이프(16) 및 애브덕션 파이프(18)를 포함할 수 있다. 상기 파이프들(16,18,22,24)은 각각 투영시스템(PL) 및 실드(20)로 또는 그로부터 열을 전달하도록 배치된다.
"열전달"이란 단어가 유체 및 파이프(16,18,22,24)에 대하여 두루 사용되나, 애브덕션 파이프(18,24)를 통해 과도한 열을 제거함으로써, 대부분의 상황하에서 파이프(16,18,22,24)들은 냉각 파이프로서의 역할을 하며 상기 유체는 냉각 유체로서의 역할을 한다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 상기 유체는 상기 투영시스템(PL) 및 기준프레임(MF)을, 투영빔이 존재하지 않는 통상적인 경우보다 높은 온도로 유지하는데 사용될 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 또한, 투영시스템(PL) 및/ 또는 기준프레임(MF)의 온도를 조절하기 위해서 제어 루프(도시 안됨)가 제공될 수도 있다는 것에 유의해야 한다. 이 실시예에서는, 1이상의 센서, 예를 들어 온도 의존적 저항(temperature dependent resistance)이 투영시스템(PL) 및/또는 기준프레임(MF) 또는 실드(20)상에 제공된다. 투영시스템(PL) 및 기준프레임(MF)의 온도는 열 실드의 온도를 조절함으로써 제어된다. 이는, 실드를 통해 또는 상기 실드상에 제공되는 채널들을 통해, 온도 제어 매체, 예를 들어 가스, 유체, 또는 가스/유체 혼합물을 순환시킴으로써 수행될 수도 있다. 또한, 이 매체의 공급 온도는 능동적으로 제어될 수 있다. 대안실시예에서, 저온의 매체가 열 실드로 공급되는데, 상기 열 실드의 온도는 상기 실드상에 장착되는 추가적 히터들에 의하여 조절된다. 추가의 대안실시예에서는, 열전 (Peltier) 요소를 사용하거나 또는 열 파이프들을 사용함으로써 열 실드의 온도가 제어될 수 있다.
열전달시스템은 순환 유체 또는 대안적으로 신선한(fresh) 유체가 공급 파이프(16,22)를 통해 도입되는 관류 유체(through flowing fluid)를 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상기 유체는 액체, 가스나 증기, 또는 그들의 혼합물을 포함할 수 있다. 여타 형태의 능동적 냉각이, 투영시스템(PL) 및/또는 열 파이프와 같은 메트롤로지 프레임(MF)으로 또는 그로부터의 열 전달에 포함될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 특히, 냉각시스템은 예를 들어 서비스(service)로 인한 온도의 드리프트 후 또는 설치후에 장기간의 안정성 및 신속한 온도 안정화를 제공한다.
도 2는 도 1에 나타낸 리소그래피 장치의 상세도이다. 특히, 도 2는 투영시 스템(HT-PL)으로 또는 그로부터 열을 전달하기 위한 열전달시스템의 상세도이다. 투영시스템용 열전달시스템은 공급파이프(16)와 애브덕션 파이프(18) 및 열 실드(17)를 포함한다. 상기 열 실드는 함께 계류중인 우리의 유럽특허출원 P-1558에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 참조를 위해 채용되었다. 투영시스템으로 또는 그로부터 열을 전달하는 유체는 공급 파이프(16)에 의해 도입되어 능동적 열 실드(17)를 통과하여 애브덕션 파이프(18)를 통해 나간다. 파이프들을 통한 유체의 유동에 의하여 야기되는 진동을 피하기 위하여, 공급 및 애브덕션 파이프들은 베이스프레임(BF)상의 각각의 위치(28,29)에 장착된다. 또한, 열 실드(17)는 요소(30)를 베이스프레임(BF)상의 소정 위치에 장착시킴으로써 장착된다. 투영시스템(PL)은 지지요소(11) 및 탄성수단(12)에 의하여 기준프레임(MF)상에 장착될 수 있다. 상기 투영시스템은 거울과 같은 광학 구성요소 및 센서와 액추에이터와 같은 여타 요소들이 장착되는 투영 광학 박스를 포함한다. 나타낸 예시에서, 투영 광학 박스는 기준프레임(MF)상에 장착된다. 상기 기준프레임(MF)은 지지구조체상의 패터닝수단의 위치를 감지하기 위하여 센서, 예를 들어 간섭계가 장착되는 지지구조체 기준프레임부(support structure reference frame portion)(MF-MT)를 포함할 수 있다. 지지구조체 기준프레임부(MF-MT)는 투영 광학 박스상에 배치된다. 기준프레임(MF)은 기판테이블(WT)상의 기판의 위치를 감지하기 위하여 센서, 예를 들어 간섭계가 장착되는 기판테이블 기준프레임부(MF-WT)를 더 포함한다. 기판테이블 기준프레임부는 통상적으로 별도의 프레임을 구성하지 않는다는데 유의해야 한다. 기판테이블 기준프레임부(MF-MT)는 투영시스템(PL)이 장착되는 기준프레임(MF)의 일부분에 부착된다. 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 기준프레임(MF)은 베이스프레임(BF)상에 장착된다. 기준프레임(MF)은 1이상의 탄성부재(14)를 포함하는 진동 고립 시스템(13,14)의 도움으로 베이스프레임(BF)으로부터 고립된다. 베이스프레임(BF)으로부터 기준프레임(MF)을 고립시키고 열전달시스템을 베이스프레임에 커플링시킴으로써, 기준프레임에 어떠한 진동 교란도 도입하지 않고 열적 안정성의 관점에서의 상기 열전달시스템의 장점들이 달성된다. 이러한 방식으로 진공챔버에서의 동적 헤드 부하는 기준프레임의 열-기계적 변형을 가져오지 않을 것이다.
도 3은 도 1에 나타낸 리소그래피 장치의 추가 상세도이다. 특히, 도 3은 기준프레임(HT-MF) 및 열 방사선 실드(20)로 또는 그로부터 열을 전달하는 열전달시스템의 상세도이다. 도 2에 나타낸 구성요소와 동일한 참조번호를 갖는 도 3에 도시된 구성요소들에 대해서는 도 3을 참조하여 다시 설명되지 않으므로, 상기 구성요소들의 설명에 대해서는 도 1 및 2를 참조하면 된다.
투영시스템(HT-PL)을 위한 열전달시스템에서와 같이, 기준프레임(MF)을 위한 열전달시스템은 공급 파이프(22), 애브덕션 파이프(24) 및 선택적으로 전달 파이프(도시 안됨)를 포함한다. 공급 파이프(22)는 열전달시스템으로 유체를 도입시키고 애브덕션 파이프(24)는 상기 시스템으로부터 유체를 제거한다. 투영시스템을 위한 열전달시스템에서와 같이, 기준프레임(HT-MF)을 위한 열전달시스템이 베이스프레임(BF)에 커플링된다. 특히, 공급 파이프(22) 및 애브덕션 파이프(24)는 베이스 프레임(BF)상에 장착된다. 도 3은 또한, 리소그래피 장치가 상기 기준프레임(MF) 표면의 적어도 일부로 또는 그로부터의 열 방사선을 차단하도록 배치되는 1이상의 열 방사선 실드를 포함한다는 것을 나타내고 있다. 열 실드(20)는 기준프레임을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 실드(20)는 기준프레임(MF)상에 장착될 수 있다. 대안적으로, 그것은 베이스프레임(BF)상에 장착될 수도 있다. 실드(20)를 기준프레임(MF)상에 장착시키는 것이 가능한데, 왜냐하면 그것의 열적 콘디셔닝 기능이 수동적인 방식으로 수행되고, 이것은 즉 실드(20)의 기능이 상기 장치내에 발생될 기계적 진동을 야기하지 않기 때문이다. 상기 열 실드(20)는 실질적으로 플레이트 또는 플레이트형 구조의 형태로 이루어질 수 있다. 통상적으로, 열 실드(20)는 방사선을 기준프레임(MF)으로부터 멀리 반사시키도록 배치되는 반사적인 면을 적어도 부분적으로 포함한다. 이 반사면은 금 또는 니켈과 같은 반사성 재료의 코팅에 의하여 제공될 수 있다. 대안적으로, 반사면은 열 실드를 폴리싱 또는 표면처리함으로써 형성될 수도 있다. 일 실시예에서, 열 실드(20)는 기준프레임(MF)의 일부분들을 선택적으로 실딩하도록 배치된다. 기준프레임(MF)의 다른 부분들에 대하여 증가된 강성을 보이는 기준프레임의 상기 부분들은 특히 열 실드(20)에 의하여 부여되는 증가된 열적 안정성으로부터의 장점을 갖는다. 도 2를 참조하면, 투영시스템(HT-PL)을 위한 열전달시스템은 투영 렌즈에 인접하여 배치되는 한편, 기준프레임(HT-MF)의 열전달시스템은 상기 기준프레임으로 또는 그로부터 열을 전달하기 위하여 열 방사선 실드(20)와 열적으로 상호작용하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 열은 열 실드(20)를 통해 기준프레임으로 또는 그로부터 전달된다. 상술된 바와 같이, 대안적으로 열전달시스템(22,24)은 적어도 부분적으로 열 실드(20)에 일체로 형성(integrally formed)될 수도 있다. 상기 열 실드(20)는 기준프레임 (MF)의 상부 및 하부면에 대하여 배치될 뿐만 아니라, 투영시스템(PL)과 접하는(interface) 기준프레임(MF)의 일부에 대하여 배치될 수도 있다. 이 특정 실시예에서, 열 실드(20)에 대한 열전달시스템의 용량을 제한하는 것이 유리할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 추가 실시예에 따른, 도 1에 나타낸 리소그래피 장치의 상세도이다. 진공 조건에서는, 열 실드가 방사선으로부터 기준프레임을 보호하나, 대기 조건에서는 방사선 이외에도 대류가 존재한다. 이러한 문제에 대처하기 위하여, 특정 실시예에서는 열전달시스템(20,40,41)이 기준프레임(MF)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치되는 복수의 열 실드를 포함하도록 되어 있다. 특히, 열 실드는, 상기 기준프레임(MF) 상부면의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치되는 최상부 유동 플레이트(20), 상기 기준프레임(MF) 하부면의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치되는 저부 유동 플레이트(20) 및 상기 기준프레임(MF)의 적어도 측면 부분을 둘러싸도록 배치되는 1이상의 측면 유동 플레이트(40)를 포함한다. 일 실시예에서, 열전달시스템(20,40,41)은, 기준프레임(MF)과 열전달시스템 사이의 많은 열적 절연 재료를 실질적으로 밀봉하도록 배치되어 열적 감쇠기(thermal damper)로서 작용한다. 일 실시예에서, 열전달시스템(20,40,41)은 다량의 가스를 제공하도록 배치된다. 가스, 예를 들어 공기는 그것의 낮은 열 전도율 때문에 선택된다. 대안적으로, 예를 들어 다량의 폼(foam) 또는 여타 열적 절연 물질을 포함하는 다른 재료들이 제공될 수도 있다. 다량의 가스가 사용되는 실시예에서는, 인클로저(enclosure)가 가스를 결속(gas tight)시킬 수 있으나, 이것이 본질적인 것은 아니다. 예를 들어, 가스 인클로저가 약간의 누출을 나타내도록 열 실드(20,40,41)와 기준프레임(MF)간의 유 동 억제가 충분히 큰 경우, 열적 감쇠기 원리는 여전히 유효하게 기능한다. 상기 열적 감쇠기는 주로 가스가 새 공기(fresh air)에 의해 재생되는(refreshed) 것을 방지함으로써 기능하는데, 이는 열적 열 부하의 변동(fluctuations)을 야기할 수 있기 때문이다. 열 실드는 측면에서 폐쇄되어, 플레이트와 기준프레임(MF) 사이로의 가스의 유동을 방지할 수 있다. 가스 갭, 예를 들어 기준프레임(MF)과 유동 플레이트(20,40,41) 사이의 공기는 열적 고립체로서 기능한다. 더 나아가, 유동 플레이트 자체의 열 용량은 상술된 바와 같이 열적 감쇠기로서 기능한다. 이러한 방식으로, 기준프레임(MF)을 향한 동적 열 부하가 현저히 감쇠된다. 또한, 유동 플레이트는 수동적이거나 능동적일 수 있고 또는 수동적 및 능동적으로 콘디셔닝될 수도 있다. 도 4에서, 화살표 50은 가능한 공기의 유동 방향을 예시하고 있다.
본 발명의 특정 실시예들에 대하여 상술하였으나, 본 발명은 설명된 것과 달리 실행될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 상기 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 발명에 따르면, 임계 구성요소들의 열-기계적 변형을 초래하는 리소그래피 장치에서의 열 부하와 관련된 문제들을 해결할 수 있다.

Claims (25)

  1. 리소그래피 장치에 있어서:
    - 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;
    - 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;
    - 상기 패터닝수단 및 상기 기판 중 1이상을 위한 위치 센서들 중 1이상과, 상기 투영시스템이 배치되는 기준프레임; 및
    - 상기 기준프레임이 장착되고, 그것의 진동이 상기 기준프레임에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 진동 고립 시스템이 제공되는 추가 프레임을 포함하는 리소그래피 장치로서,
    상기 장치는, 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상으로 또는 그로부터의 열전달을 위해, 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상과 열적 상호작용하는 열전달시스템을 더 포함하고; 상기 열전달시스템은 상기 추가 프레임과 커플링되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  2. 리소그래피 장치에 있어서,
    - 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;
    - 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;
    - 상기 패터닝수단 및 상기 기판 중 1이상을 위한 위치 센서들 중 1이상과, 상기 투영시스템이 배치되는 기준프레임을 포함하고,
    상기 기준프레임으로 또는 그로부터의 열전달을 위해, 상기 기준프레임과 열적 상호작용하는 열전달시스템을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 추가 프레임은 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상이 배치되는 진공 챔버의 적어도 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지구조체, 상기 기판테이블, 상기 투영시스템 및 상기 기준프레임을 포함하는 그룹으로부터 선택된 1이상의 구성요소를 밀봉하는 진공챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준프레임 표면의 적어도 일부로 또는 그로부터의 열 방사선을 차단하도록 배치되는 1이상의 열 방사선 실드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열 실드는 전체 또는 부분적으로 상기 기준프레임을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 실드는 상기 기준프레임상에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 실드는 상기 추가 프레임상에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 열 실드는 플레이트인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 열 실드는 방사선을 상기 기준프레임으로부터 멀리 반사시키도록 배치되는, 전체 또는 부분적으로 반사성인 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준프레임 표면의 전체 또는 부분은, 전체 또는 부분적으로 반사성인 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 열 실드는 상기 기준프레임의 일부와 관련하여 높은 강성을 나타내는 상기 기준프레임의 또 다른 일부를 실딩하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 열전달시스템은 상기 열 방사선 실드와 열적 상호작용하여 상기 실드를 통해 상기 기준프레임으로 또는 그로부터 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전달시스템은, 상기 기준프레임 및 상기 투영시스템 중 1이상으로 또는 그로부터 열을 전달하기 위한 유체를, 각각 공급 및 애브덕팅하는 공급요소 및 애브덕션 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 열 실드에는, 열 전 요소 및 가열 요소 중 1이상이 제공되며, 상기 가열 요소는 상기 열 실드를 콘디셔닝하기 위한 열 파이프 및 냉각 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 열 전 요소 및 가열 요소 중 1이상은 상기 추가 프레임상에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전달시스템은 상기 기준프레임의 전체 또는 일부분을 둘러싸도록 배치되는 복수의 열 실드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 열 실드는, 상기 기준프레임 상부면의 전체 또는 일부분을 둘러싸도록 배치되는 최상부 유동 플레이트, 상기 기준프레임 하부면의 전체 또는 일부분을 둘러싸도록 배치되는 저부 유동 플레이트 및 상기 기준프레임의 측면의 전체 또는 일부분을 둘러싸도록 배치되는 1이상의 측면 유동 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 열전달시스템은 상기 기준프레임과 상기 열전달시스템 사이의 다량의 열적 절연 물질을 실질적으로 밀봉시키도록 배치되어 열적 감쇠기로서의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 열전달시스템은 수동적 및 능동적 중 1이상으로 콘디셔닝되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  21. 디바이스 제조방법에 있어서:
    - 기판을 제공하는 단계;
    - 조명시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계;
    - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    - 투영시스템을 사용하여 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;
    - 상기 투영시스템을 지지하는 기준프레임을 제공하는 단계;
    - 상기 기준프레임의 진동이 상기 기준프레임에 영향을 미치지 않도록 진동 고립 시스템이 제공된 추가 프레임상에 상기 기준프레임을 장착하는 단계를 포함하 고,
    - 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상과 열적 상호작용 상태에 있도록 배치되는 열전달시스템을 사용하여 상기 투영시스템과 상기 기준프레임 중 1이상으로 또는 그로부터 열을 전달하는 단계; 및
    - 상기 열전달시스템을 상기 추가 프레임에 커플링시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  22. 디바이스 제조방법에 있어서:
    - 기판을 제공하는 단계;
    - 조명시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계;
    - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    - 투영시스템을 사용하여 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;
    - 상기 투영시스템을 지지하는 기준프레임을 제공하는 단계를 포함하고,
    - 상기 기준프레임과 열적 상호작용 상태에 있도록 배치되는 열전달시스템을 사용하여 상기 기준프레임으로 또는 그로부터 열을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  23. 리소그래피 장치에 있어서:
    - 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;
    - 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;
    - 상기 패터닝수단 및 상기 기판 중 1이상을 위한 위치 센서들 중 1이상과, 상기 투영시스템이 배치되는 기준프레임을 포함하고,
    - 상기 기준프레임과 열적 상호작용하여 상기 기준프레임으로 또는 그로부터의 열전달을 위한 열전달시스템을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  24. 리소그래피 장치에 있어서:
    - 방사선 투영빔을 제공하는 조명시스템;
    - 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 상기 패터닝된 빔을 상기 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템;
    - 상기 지지구조체, 상기 기판테이블 및 상기 투영시스템을 포함하는 그룹으로부터 선택된 1이상의 구성요소를 밀봉하는 진공챔버; 및
    - 상기 장치에서 움직임 또는 열이 발생되도록 야기할 수 있는 상기 장치의 복수의 구성요소들 중 1이상이 장착되는 베이스 프레임을 포함하고,
    상기 베이스 프레임은 상기 진공챔버의 전체 또는 부분을 형성하는 것을 특 징으로 하는 리소그래피 장치.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 공급 요소 및 애브덕션 요소 중 1이상은 상기 추가 프레임상에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
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