KR100768947B1 - 리소그래피 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 기판상에 패터닝된 빔을 이미징하기 이전에 투영빔을 패터닝하는데 사용되는 1이상의 패터닝수단의 일부를 가리는 마스킹 디바이스를 갖는 리소그래피 투영장치가 제공된다. 상기 마스킹 디바이스는 제1방향으로 상기 패터닝수단의 상기 일부를 가리는 제1마스킹수단 및 상이한 제2방향으로 상기 일부를 가리는 제2마스킹수단을 포함하며, 상기 제1 및 제2마스킹수단은 서로에 대해 기계적으로 결합되지 않는 배열로 상기 초점 평면의 부근에 배치된다.

Description

리소그래피 장치{Lithographic Apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 도시하는 도면;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 디바이스를 도시하는 도면;

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 디바이스의 3차원 개요(overview)를 도시하는 도면;

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 블레이드를 도시하는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 일부의 YZ 평면에서 단면을 도시하는 도면;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 블레이드의 스택킹(stacking)을 도시하는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 일부의 YZ 평면에서의 단면을 도시하는 도면;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재상에 장착된 마스킹 디바이스의 X-블레이드를 도시하는 도면;

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부재상에 장착된 X-블레이드의 상세도;

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 Y-블레이드용 지지부재의 평면도; 및

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 X 및 Y 조립체 지지 프레임내에 통합된 Z 조작기(Z manipulator)의 상세도이다.

상기 도면에서, 대응하는 참조 번호는 대응하는 부분을 나타낸다.

본 발명은,

- 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템을 포함하되, 상기 방사선시스템은, 사용시 상기 투영빔이 통과하는 초점 평면을 한정(define)하고;

- 소정 위치에서 패터닝수단을 지지하는 지지구조체를 포함하되, 상기 패터닝수단은 필요한 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 하는 역할을 하며;

- 상기 투영빔으로부터 상기 패터닝수단의 적어도 일부를 가리는(obscure) 마스킹 디바이스를 포함하되, 상기 마스킹 조립체는 상기 위치에 대해 제1방향으로 상기 위치의 일부를 가리도록 배치된 제1마스킹수단, 상기 위치에 대해 상이한 제2방향으로 상기 위치의 일부를 가리도록 배치된 제2마스킹수단을 포함하고;

- 기판을 유지하는 기판테이블;

- 상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 이미징하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다.

여기서 사용되는 "패터닝수단"이라는 용어는 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝 수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.

- 프로그램가능한 거울 어레이. 이러한 장치의 예로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울 어레이의 대안적인 실시예는 적절히 국부화된 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지 로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 거울 어레이에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다.

- 프로그래밍가능한 LCD 어레이. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는, 예를 들어 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 1998년 2월 27일에 출원된 US 일련번호 제 09/180,011호(WO 98/40791호)에는 트윈스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서 인용 참조되고 있다.

예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 이미징될 수 있다. 일반적으로, 한장의 웨이퍼에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반평행한 방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속력의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.

때로는 마스크의 소정 부분만이 투영빔에 의하여 기판으로 이미징되는 것을 보장하는 것이 바람직하거나 필요하다. 예를 들어, 마스크는 1보다 많은 패턴을 포함할 수 있는데, 그것 중 하나만이 주어진 노광에 사용된다. 또한, 때로는 표유 광(stray light)이 기판상에 입사되는 것을 막는 것이 바람직하거나 필요하다. 이러한 기능을 이용하는 리소그래피 투영시스템에서 통상적으로 이는 일루미네이터내의 중간 평면(intermediate plane)에 마스크 마스킹 디바이스(mask masking device)를 제공함으로써 달성된다.

마스크가 일루미네이터에 대해 고정되는 스테퍼 시스템에서, 마스크 마스킹 디바이스는 마스크에 인접하여 제공되고 일루미네이터 및 마스크에 대해서 고정된다.

종래의 마스킹 디바이스는 1이상의 가동 블레이드(movable blade)를 포함한다. 어떤 종래의 디바이스에서는 2세트의 가동 블레이드가 제공된다. 종래에는 2세트의 블레이드가 지지체에 기계적으로 결합되고, 각각의 지지체는 공통 프레임상에 장착된다. 따라서, 종래에는 상기 세트의 블레이드가 서로에 대해 기계적으로 결합된다. 종래에는 2세트의 블레이드가 조명 유닛내의 평면에 배치될 수 있다. 가동 블레이드의 각각의 세트는, 일 방향, 즉 Y-방향으로 함께 그리고 떨어져서 이동하도록 배치된 1쌍의 블레이드(이후, Y-블레이드라 함)를 포함하며, 다른 1쌍의 블레이드(이후, X-블레이드라 함)는 Y-블레이드에 수직한 방향, 즉 X-방향으로 함께 그리고 떨어져서 이동하도록 배치된다. 현재에는, 2가지 종류의 마스크 마스킹 구성, 즉 정적 노광에 대한 마스킹 및 스캐닝 노광에 대한 마스킹이 있다. 정적 노광시, 마스크의 일부는 노광 지속기간동안 차단된다. 스캐닝 노광시, 마스크의 일부는 사전설정된 시간동안 차단된다.

블레이드는 각각 X-블레이드와 Y-블레이드간의 사전설정된 거리가 존재하도록 설정될 수 있다. 종래에는, Y-블레이드는 스캐닝동안 이동할 수 있도록 배치되지만, X-블레이드는 이동가능하지만 일반적으로 스캐닝동안 정지해 있도록 배치된다. X-블레이드가 이동되어야 하는 경우, 이는 일반적으로 스캔과 스캔 사이에 행해진다. 정적 노광의 경우, X-블레이드는 노광과 노광 사이에 이동될 수 있다. 스캐닝 노광의 경우, 특히 Y-블레이드는 추가 이동을 수행하도록 배치되어 방사선소스에 의한 패터닝수단의 스캐닝이 행해지도록 한다. 스캐닝 사이클이 시작되기 이전에, 블레이드는 여하한의 방사선이 패터닝수단에 입사되는 것을 방지하도록 배치된다. 스캐닝 사이클의 시작 시, Y-블레이드는 스캐닝 거리까지 개방된다. 스캐닝 사이클의 종료 시, Y-블레이드는 특히 광이 패터닝수단에 입사되는 것이 방지되는 위치로 이동하여, 스캐닝 사이클의 종료 시 광이 패터닝수단에 입사되지 않는다.

본 발명자들은 종래의 마스킹 디바이스로 인해 문제가 발생한다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 마스킹 디바이스가 마스크를 스캔하도록 배치되는 경우에 문제가 생긴다. 보다 높은 스캐닝 속도를 요구함에 따라, 종래의 마스킹 디바이스는 목적을 이루지 못한다. 특히, 몇몇 종래의 마스킹 디바이스에서는 결합된 X-Y 블레이드들의 질량이 관성을 생성하여, Y-블레이드들이 각각 그들의 스캐닝 위치까지 개방되고 스캐닝 위치의 종료시 폐쇄되도록 충분히 빠르게 가속 및 감속될 수 없도록 한다. 또한, 큰 이동 질량은 종래의 모터에 의해서는 외란(disturbance)이 상기 장치의 다른 부분들로 전달되지 않게 하면서 충분히 높은 스캐닝 속도로 만족할만하게 이동될 수 없다.

본 발명의 목적은, 스캐닝 및 정적 노광 동안에 리소그래피 투영장치의 마스크의 위치들을 효율적으로 마스킹할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 및 또 다른 목적들은 서두문에 개시된 바 있는 리소그래피 장치에서 달성되며, 상기 제1 및 제2마스킹수단은 서로에 대해 기계적으로 결합되지 않는 배열(arrangement)로 초점 평면의 부근에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 배치는, 상기 제1 및 제2마스킹수단이 서로로부터 격리되어 있지만, 효율적인 마스킹 기능을 제공한다는 점에서 장점을 제공한다. 또 다른 장점은 제1마스킹수단 및 상기 장치의 프레임으로부터의 진동 및 외란이 제2마스킹수단을 방해하지 않으며, 그 반대의 경우에도 마찬가지이다는 점이다. 결합되지 않은 마스킹수단은 결합된 마스킹수단보다 낮은 질량을 가진다. 따라서, 보다 낮은 구동력이 요구되므로, 보다 높은 가속 및 스캐닝 속도가 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 리소그래피 투영장치가 제공되고, 상기 제1마스킹수단에는 냉각 디바이스가 제공된다.

상기 배치는, 제1마스킹수단을 냉각시키면, 투영빔의 방향으로의 마스킹수단의 제1세트의 블레이드의 치수(두께)가 종래의 블레이드에 비하여 감소될 수 있다는 장점을 제공한다. 보다 얇은 제1세트의 블레이드는 종래의 블레이드보다 초점 평면의 영역의 공간을 적게 차지하므로, 제2세트의 블레이드가 초점 평면의 근처에 배치될 수 있어, 예리한 에지(sharp edge)를 가진 양호한 마스킹에 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,

- 전체적으로 또는 부분적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 조명시스템을 이용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 소정 위치에 패터닝수단을 지지하는 지지구조체를 제공하는 단계를 포함하되, 상기 지지구조체는 필요한 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하고;

- 상기 투영빔 및 패터닝된 빔으로부터 상기 패터닝수단 중 적어도 하나의 일부를 선택적으로 가리는 단계를 포함하되, 상기 위치에 대해 제1방향으로 상기 일부를 선택적으로 가리도록 제1마스킹수단을 이용하고 상기 위치에 대해 상이한 제2방향으로 상기 부분을 선택적으로 가리는 제2마스킹수단을 이용하며;

- 상기 방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 상기 패터닝된 빔을 투영시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공되며,

서로에 대해 기계적으로 결합되지 않는 배열로 상기 투영빔의 초점 평면의 부근에 상기 제1마스킹수단과 상기 제2마스킹수단을 배치시키는 것을 특징으로 한다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 이미징된다. 이 이미징 단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 이미징된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC(집적 회로) 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 어레이가 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 상기 장치는 많은 여타의 응용례를 가짐을 이해하여야 한다. 상기 리소그래피장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정디스플레이(LCD), 박막자기헤드의 제조에도 채택될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체될 수 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외선 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚ 범위인) 극자외(EUV)선을 포함한 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포괄하여 사용된다.

이하, 첨부한 개략적인 도면을 참조하여 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예들을 서술한다.

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는;

ㆍ방사선(예를 들어, UV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특히 이 경우 방사선시스템은 방사선소스(LA)도 포함한다);

ㆍ마스크(예를 들어, 레티클)의 일부를 선택적으로 차폐시키기 위해 제공되는 마스킹 디바이스(MD);(다른 실시예에서, 마스킹 디바이스는 패터닝된 투영빔의 일부를 선택적으로 차폐시키기 위해 제공될 수도 있다);

ㆍ마스킹 디바이스를 통하여 마스크(MA)를 통과하는 방사선을 투영시키기 위해 제공되는 릴레이 광학기(relay optics; RL);

ㆍ마스크(MA)를 유지하는 마스크 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)상으로 마스크(MA)의 조사된 부분을 이미징시키는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 투영 렌즈); 및

ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트코팅된 실리콘웨이퍼)을 유지하는 기판 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과마스크를 구비한) 투과형이다. 하지만, 일반적으로 상기 장치는 (예를 들어, 반사마스크를 구비한) 예를 들어 반사형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상기 언급한 바와 같은 형태의 프로그램 가능한 거울 어레이와 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

상기 소스(LA)(예를 들어, 수은 램프, KrF 엑시머 레이저 또는 플라즈마소스)는 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기분포의 외측반경 및/또 는 내측반경범위(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함할 수 있다. 또한, 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 콘덴서(CO)는 입사하는 광을 인티그레이터(IN)로 투영시킨다. 인티그레이터(IN)는, 예를 들어, 쿼츠 로드로 구성될 수 있으며 빔의 단면에 걸쳐 투영될 빔의 세기분포를 개선시키는데 사용된다. 따라서, 인티그레이터(IN)는 투영빔(PB)의 조명 균일성을 개선시킨다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.

방사선시스템은 릴레이 광학기(RL)를 더 포함할 수 있다. 상기 릴레이 광학기는 리소그래피 장치내에 장착된 밀봉된 조립체인 것이 바람직하며, 확장 광학기(expansion optics), 마스크를 향해 투영빔을 지향시키는 거울, 또 다른 콘덴서 렌즈 및 투영 렌즈를 포함한다. 릴레이 광학기(RL)의 기능은 레티클 마스크 "초점" 평면상에 마스킹 디바이스 "이미지" 평면을 이미징하는 것이다. 릴레이 광학기(RL)는 선택적이다. 그것의 주요 기능은, 충분히 작은 에지 폭을 갖는 마스킹 디바이스의 블레이드를 이미징하고, 투영렌즈의 입구 퓨필 함수(entrance pupil function)를 매칭시키며, 마스크의 균일한 조명을 제공하는 것이다.

도 1과 관련하여, 상기 소스(LA)는 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만, 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서, 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치내부로 들어오게 할 수도 있다. 본 발명 및 청구항은 이들 시나리오를 모두 포함한다.

도 1에서, 마스킹 디바이스(MD)는 일루미네이터(IL)와 릴레이 광학기(RL) 사 이에 놓여진다. 하지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 마스킹 디바이스(MD)는 마스크(MA) 바로 위에 놓일 수도 있다. 마스킹 디바이스(MD)는 공간 필터이다. 마스킹 디바이스상에 떨어지는 투영빔의 일부는, 바람직하게 반사되거나 흡수될 것이다. 마스킹 디바이스상에 떨어지지 않은 투영빔의 일부만이 투과될 것이다. 마스킹 디바이스는 마스크상으로 "슬릿"을 투영시킨다. 하기에 서술되는 바와 같이, 마스킹 디바이스는 투영빔이 통과하는 슬릿의 치수를 제어하기 위해서 제어가능하다.

마스킹 디바이스(MD)를 통과한 직후, 또는 릴레이 광학기(RL)를 통과한 직후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상의 마스크홀더내에 유지되는 마스크(MA)를 거친다. 마스크(MA)를 통하여 투과된(반사마스크의 경우, 반사된) 빔(PB)은 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 장행정모듈(long stroke module)(개략위치설정) 및 단행정모듈(미세위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 단행정모듈에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스캔모드에서는, 주어진 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 주어진 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 본 발명은, 특히 스캔모드에 적용가능하다. 하지만, 본 발명은, 마스킹 디바이스가 패터닝수단과 함께 이동하도록 배치되는 동기의 스캐닝(synchronous scanning)이나 마스킹 디바이스의 이동 프로파일이 패터닝수단의 그것과 상이한 동기의 스캐닝에의 적용성에 관하여 제한되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 디바이스를 도시한다. 마스킹 디바이스(MD)는 제1마스킹수단 및 제2마스킹수단을 포함한다. 마스킹수단은 판 또는 블레이드, 또는 사용시에 패터닝수단이 위치되는 위치를 선택적으로 가리기에 적합한 여타의 구성물일 수 있다. 마스킹 디바이스는 블레이드(4a, 4b, 6a, 6b)를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 블레이들은 2세트의 블레이드, 즉 X-블레이드 및 Y-블 레이드를 형성하도록 배치되는 것이 바람직하다. 2세트의 블레이드는 서로에 대해 기계적으로 결합되지 않는다. 다시 말해, 상기 블레이드는, X 또는 Y 블레이드 중 어느 하나에 발생된 진동이 Y 또는 X 블레이드로 또한 그 반대로 전달되지 않는 방식으로 장착된다. X 및 Y 블레이드의 장착은 이후에 보다 상세히 서술된다. 또한, 블레이드는 판 또는 가리기에 적합한 여타의 구성물로 간주될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, Y 블레이드(4a, 4b)가 구동되는 동안, X-블레이드(6a, 6b)는 노광중에 정지해 있다. 하지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않으며, Y-블레이드는 정지해 있을 수 있거나, X-블레이드가 이동하는 동안 Y-블레이드가 정지해 있을 수 있다. 스캐닝중에 이동하는 블레이드(이후, Y 블레이드라 함)는 소프트웨어 및 전자기기에 의하여 제어된다. 이와 유사하게, X-블레이드도 소프트웨어 및 전자기기로 제어된다. 현재 통용되는 종래 기술에 따르면, Y-블레이드는 Y-방향으로 함께 그리고 떨어져서 이동하며, Y-방향은 스캐닝 방향, 즉 마스크테이블 및 기판테이블이 스캐닝 노광시에 이동되는 방향임을 유의한다. 이동 블레이드는 필요한 스캐닝 프로파일에 따라 이동하도록 제어된다. 스캐닝 사이클의 종료 시, 블레이드는 광원을 차단하도록 배치됨에 따라 광원이 패터닝수단에 입사되는 것을 방지한다. 스캐닝 사이클이 시작되면, 블레이드는 이동하도록 제어되어 광원이 패터닝수단상에 입사된다. 광원의 치수는 스캐닝 슬릿으로 지칭되는 것을 결정한다. 스캐닝 슬릿의 치수는, 특히 광원 및 쿼츠 로드에 의하여 결정된다. 통상적으로, 스캐닝 방향인 Y-방향으로의 스캐닝 슬릿 폭은 변동될 수 있고 노광될 마스크의 치수와 같은 팩터들에 따라 선택될 것이다. 블레이드는 가능한 한 신속하게 스캐닝 폭으로 가속된 다. 블레이드의 통상적인 가속도는 10m/s/s를 초과하며 45m/s/s의 영역까지이다. 개방된 위치에서, Y-블레이드 조립체는 마스크에 걸쳐 사전설정된 스캐닝 속도, 통상적으로 500mm/s를 넘는 속도로 스캐닝된다. 일단, 마스크가 스캐닝되면, 블레이드는 이동되어 광원을 차단하도록 배치되고, 따라서 광원이 패터닝수단에 입사되는 것이 방지된다. 이는, 슬릿을 가능한 한 신속하게 차단하기 위해서 예를 들어 개방된 블레이드를 서로를 향해 가속시킴으로써 행해질 수 있다. 대안적으로, 슬릿을 차단하기 위해서 블레이드들 중 하나만이 스캐닝 방향으로 이동될 수도 있다. 예를 들어, 트레일링 블레이드(trailing blade)가 스캔 방향으로 이동될 수 있거나, 또는 리딩 블레이드(leading blade)가 스캐닝 방향과 반대 방향으로 트레일링 블레이드를 향하여 이동될 수 있다. 하지만, 블레이드의 이동은 상술된 예시로 제한되지 않으며, 본 발명의 블레이드는 여하한의 사전설정된 스캐닝 프로파일에 따라 이동하도록 제어될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 블레이드는 정지한 채로 유지될 수도 있고 폐쇄되거나 일정한 슬릿 폭으로 유지될 수도 있다.

블레이드용 제어수단은, 모션 컨트롤러(7)로 전달되는 고급 명령어(high level command)를 생성하는 드라이버(8)를 포함한다. 통상적으로, 드라이버(8)는 소프트웨어 드라이버이다. 고급 명령어로부터, 프로그램가능한 모션 컨트롤러(7)는 증폭기(6)로 전달되는 제어 신호를 생성하며, 상기 증폭기(6)는 모터 권선(moter winding; 1)을 구동시키기 위해 상기 제어 신호에 따라 전류를 발생시킨다. 또한, 블레이드(4a, 4b, 6a, 6b)의 위치에 관한 데이터를 제공하는 위치측정 디바이스(3)가 제공된다. 상기 데이터는 증폭기(6)를 통하여 모션 컨트롤러(7)로 피드백된다.

블레이드를 구동시키는 모터의 적어도 일부분은 블레이드 또는 블레이드 지지부재로 통합된다. 각각의 블레이드에 모터(1, 2) 및 위치설정 측정수단(3)이 제공되어 있는 것을 도 2에서 알 수 있다. 모터(1, 2)는 구동되는 블레이드와 접촉하지 않는 1이상의 모터 권선(1), 및 자석(2)을 포함한다. 상기 자석은 모터 권선(1)이 배치된 중간부(19)상에 직접 장착된다. 자석(2)이 배치된 상기 중간부(19)는 X 블레이드용 블레이드 지지부재의 "팬 핸들(pan handle)"과 비슷하며, Y 블레이드에 대해서 상기 자석은 광학 블레이드 에지와 떨어져 있는 단부인 블레이드의 후방 단부에 통합되어 있다. 상기 중간부는 블레이드와 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 반드시 그럴 필요는 없다. 또한, 블레이드 및 중간부(19)가 단일 물질로 구성되어 있을 필요는 없다.

블레이드는 블레이드 지지부재에 의하여 지지되는 것이 바람직하다. Y-블레이드용 블레이드 지지부재는 비-접촉 베어링을 포함한다. 상술된 모터(1, 2)는 비-접촉 리니어 모터인 것이 바람직하다. 이것들의 특징은, 블레이드의 이동 질량을 감소시키고 내구성을 향상시킨다. 또한, 비-접촉 베어링 및 모터의 사용은 마찰력을 감소시키므로, 상기 시스템내의 다른 구성요소들의 외란을 유발하지 않으면서 블레이드가 보다 빨리 가속될 수 있게 한다. 또한, 이로 인해 블레이드의 이동성의 정확성이 개선되어, 블레이드가 보다 높은 속도로 이동되고 보다 높은 가속도로 가속될 수 있게 한다.

도 2에서, 드라이버(8)의 작용은 중간부(19)를 통하여 블레이드로 병진(translate)된다. 모터 코일은 블레이드 지지체상에 제공되는 것이 바람직하며, 종래에서와 마찬가지로, 블레이드보다는 중간부(19)를 둘러싸도록 배치된다. 이러한 배치는 열 발생 코일이 고정된 프레임상에 배치되기 때문에, 가동 케이블 및 호스가 없어도 되는 이점을 제공한다. 따라서 수명이 길어질 수 있다. 상기 배치는, 케이블이 이동 부분들에 연결될 필요가 없어, 이동 부분들을 구동시키는 모터들간의 크로스 토크가 생기지 않아, 장치의 수명이 연장되는 또 다른 이점을 제공한다. 자석(2)에는 구동 신호에 응답하는 블레이드(들)가 제공된다. 본 발명에 따라 구성되고 구동되는 블레이드는, 초당 550mm까지의 속도의 웨이퍼스테이지에서의 스캐닝을 지지할 수 있고, 또한 45m/s/s의 블레이드 가속도가 되기 쉬운 한편, 10㎛ 미만의 트랙킹 오차(tracking error)를 유지하는 것이 입증되었다. 구동 기구내의 그리고 블레이드 자체상의 이동 부분들의 수를 감소시키면, 개선된 신뢰성이 관찰되었다. 또한, 예를 들어 이동 부분들 간의 슬립(slip)이 제거되었다.

또한, 도 2는 마스킹 디바이스의 일 실시예에 대한 그것의 위치를 나타내는 마스크테이블(MT)(및 마스크(MA))의 평면도임을 알 수 있다. 마스크테이블(MT)은 위치설정수단(미도시됨)에 의하여 자체적으로 이동할 수 있다.

일 실시예에서, 마스킹 디바이스는 마스크테이블(MT)상에 제공될 수 있으며, 마스킹 디바이스(MD)는 기계적으로 결합되어 있기 때문에 마스크테이블(MT)과 함께 이동한다. 다른 실시예에서, 마스킹 디바이스(MD)는 전기적으로, 자기적으로 또는 전자기적으로 마스크테이블(MT)상에 결합될 수 있다. 마스킹 디바이스는 떼어낼 수 있는(demountable) 것이 바람직하다. 대안적으로, 마스킹 디바이스(MD)는 마스크 테이블(MT) 자체보다는 위치설정수단(PM)의 긴-행정 또는 짧은-행정 모듈에 결합될 수 있다.

도 2에서, 2쌍의 블레이드(4a, 4b, 6a, 6b)는 마스킹 디바이스(MD)를 사용하여 마스크(MA)(또는 패터닝된 빔)가 가려지는 정도에 관한 선택성을 제공하는데 사용되며, 화살표로 표시된 방향으로 이동가능하다. 도 2에서 알 수 있듯이, 2개의 블레이드(4a, 4b)는 비-접촉 리니어 모터(1, 2)를 통하여 블레이드(6a, 6b)에 수직으로 장착된다. 블레이드(4a, 4b)는 Y-방향으로 함께 그리고 떨어져서 이동하며(Y-블레이드), 블레이드(6a, 6b)는 X-방향으로 함께 그리고 떨어져서 이동한다(X-블레이드). 도 2에서, 4개의 블레이드 모두는 모션 컨트롤러(7) 및 드라이버(8)를 통하여 모션 컨트롤러 및 패터닝수단의 드라이버에 결합될 수 있다.

그러므로, 이미 서술된 바와 같이 블레이드는 일반적으로 2가지 형태의 이동을 수행한다는 것을 알 수 있다. 첫째는 패터닝수단에 입사되는 광원 또는 패터닝된 빔 중 하나를 차단하거나 차단하지 않기 위한(unblock)하는 이동이다. 상기 이동은 가려지는 패터닝된 빔 또는 마스크의 일부를 조정하기 위해, 2개가 1쌍인 블레이드가 서로에 대해 이동되는 폐쇄/개방 이동을 포함한다. 두번째는 마스크테이블의 이동의 트랙을 유지시키기 위해, 2개가 1쌍인 블레이드가 동일한 벡터(vecter)만큼 이동하는 트랙킹 이동이다. 상술된 바와 같이, 블레이드가 마스크테이블에 직접 결합되는 경우, 트랙킹 이동이 자동으로 수행된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서, 스캐닝 중에 X-블레이드는 정지해 있는 것이 더욱 추가된다. 하지만, X-블레이드는 이러한 것으로 제한되지 않는다. 서로에 대해 X-블레이드를 이동시키기 위해서 모터들이 제공된다.

도 3a는 마스킹 디바이스(MD)의 3차원 개요를 도시한다. 특히, X-블레이드(6a, 6b) 및 Y-블레이드(4a, 4b)가 (예를 들어, 인티그레이터(IN)를 포함하는) 인티그레이터 하우징(9)에 대해 어떠한 방식으로 배치되는지를 알 수 있다. 도 3a에서, Y-블레이드(4a, 4b)는 X-블레이드(6a, 6b)의 투영빔(PB)의 방향으로의 하류에 배치된다. 도시된 실시예에서 X-블레이드는 투영빔(PB)의 열적 충격을 견디도록 구성된다. 하지만, 대안적인 실시예에서 Y-블레이드(4a, 4b)는 X-블레이드(6a, 6b)의 상류에 배치될 수 있다. 도 3a는 블레이드가 형성하는 슬릿의 형상을 알 수 있다.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 디바이스(MD)를 도시하는 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 일부의 YZ 평면에서의 단면도를 도시한다.

도 3b를 참조로, 본 발명의 마스킹 디바이스, 특히 블레이드들의 특징, 서로에 대한 그들의 배치 및 리소그래피 장치의 또 다른 구성요소가 더욱 상세히 서술된다. 본 발명의 소정 실시형태에 따르면, 2세트의 블레이드의 구성 및 배치는 서로로부터 2세트의 블레이드의 서로로부터의 그리고 프레임으로의 블레이드의 기계적인 결합의 디커플링(decoupling)을 생기게 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 블레이드는 프레임에 기계적으로 결합되기보다는 에어 베어링상에 플로팅(float)한다. 따라서, Y 블레이드는 진동과 같은 X-블레이드부터의 또는 프레임으로부터의 외란을 쉽게 받지 않는다. 특히, 종래의 마스킹 디바이스와 대조적으로, X 및 Y 블레이드는 배치가능하도록 구성되어 그들의 위치 및 이동성이 다른 세트의 블레이드의 위치 및 이동성에 의하여 직접 결정되지 않는다. 블레이드를 결합시키지 않으면(uncoupling), 가동 질량이 최소화된다. 종래의 가동 블레이드 무게가 600g을 초과한 반면, 본 발명에 따른 블레이드는 100g 정도의 무게를 가진다. 이는, 특히 구동 모터의 자석들이 블레이드 또는 블레이드 지지부재내에 통합된 경우의 직접 구동(direct drive)의 이용 및 서로로부터 2세트의 블레이드의 기계적인 디커플링에 의해 달성되었다.

도 3b는 인티그레이터 하우징(9)내에 장착된 인티그레이터(IN), 바람직하게는 쿼츠 로드를 도시한다. 또한, 인티그레이터(IN)의 투영빔(PB)의 방향으로의 하류에 배치된 마스킹 디바이스(MD)도 도시된다. 마스킹 디바이스(MD)의 하류에 배치된 릴레이 광학기(RL)의 일부가 또한 도시된다. 노광될 마스크(MA)(미도시됨)는 투영빔(PB)의 방향으로의 릴레이 광학기의 하류에 배치된다. 마스킹 디바이스(MD)는 방사선 빔으로부터 마스크(MA)의 일부분을 선택적으로 가리도록 배치된 2세트의 블레이드(4, 6)를 포함한다. Y 블레이드(4)는 마스크의 스캐닝 방향인 Y-방향으로도 함께 그리고 떨어져서 이동할 수 있다. 원칙적으로, X-블레이드(6)는 스캔 중에 서로에 대해 이동되지 않는다. 따라서, 스캔 중에 X-블레이드 사이의 거리는 일정하다. 하지만, X-블레이드(6)는 마스크상의 이미지의 폭에 의하여 결정되는 바와 같이, 필요에 따라 스캔 프로파일에 의하여 서로에 대해 이동될 수 있다.

방사선시스템 및 마스크에 대한 마스킹 디바이스의 위치가 중요하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 방사선시스템(LA, Ex, IL)은 방사선 소스, 일루미네이터 및 릴레이 광학기의 광학 구성요소들에 따른 사전 설정된 위치에서, 마스크의 파일링된 평면(filed plane)과 실질적으로 켤레인 평면에 대응하는 초점 평면(10)을 갖는 빔을 생성한다. 도 3b는 위치 10에서의 초점 평면을 도시하고 있으나 초점 평면은 변할 수도 있다. 이 경우, 초점 평면에 대한 블레이드의 위치의 Z-방향으로의 적응(adaptation)이 필요할 수 있으며, 바람직하게는 도 8에 도시된 바와 같은 Z-조작기를 사용한다.

종래의 마스킹 디바이스에서, 모든 블레이드는 블레이드의 기계적인 안정성과 블레이드가 차단하는 방사선에 의하여 쉽게 생길 수 있는 열적 부하를 견딜 수 있게 하는데 필요한 소정 두께를 가진다. 이는 종래의 마스킹 디바이스에서 모든 블레이드가 함께 결합되고 빔의 초점 평면내에 배치되어야만 하는 결과를 가져온다. 종래에는 X 및 Y 블레이드를 디커플링할 수 없는데, 그 이유는 그것들의 두께로 인해 두 블레이드가 초점 평면내의 임계 한계치(critical limit)내에 배치되지 않기 때문이다. 본 발명의 발명자들은 초점 평면내에 블레이드를 직접 배치하지 않아도 마스크상으로 슬릿의 예리한 광학 에지를 투영시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 특히, 쿼츠 로드의 단부가 Z-방향으로 초점 평면의 마진(margin)들 중 하나의 단부에 배치되고 Y-블레이드가 Z-방향으로 상기 마진의 반대 단부에 배치되는 경우, Y-블레이드로부터 기계적으로 디커플링된 방식으로 X-블레이드를 배치할 수 있도록 공간이 제공되는 한편, 여전히 예리하게 포커스되는 슬릿이 패터닝수단상으로 투영되도록 한다는 것을 발견하였다. 하지만 최적의 마스킹을 위해서, 상기 블레이드들은 빔의 초점 평면(10)의 소정 거리, 바람직하게는 약 50㎛의 거리내에 배치되는 것이 바람직하다.

도 3b에서, X 블레이드라고도 하는 정지한 블레이드(6)는 200㎛ 미만의 거리 에 그리고 바람직하게는 가동 블레이드(4)로부터 약 100㎛의 거리(11)내에 배치되는 것이 바람직하다. 도시된 예시에서 초점 평면(10)은 정지한 블레이드와 가동 블레이드 사이에 놓인다. 공차는 인티그레이터(IN)와 관련된다. 인티그레이터(IN)의 쿼츠 로드의 하류 단부 평면과 인티그레이터 하우징(9) 사이의 거리 더하기 공차는 화살표(13)으로 도시되어 있다. 정지한 블레이드는 쿼츠 로드의 단부 더하기 공차(13)로부터의 거리(12)에 배치된다. 상기 거리(12)는 100㎛미만인 것이 바람직하다. 쿼츠 로드의 단부와 빔의 초점 평면의 거리는 화살표(14)로 도시되며, 이 거리는 통상적으로 300 내지 600㎛ 정도이다.

스캐닝 중에 정지한(즉, X) 블레이드는 스캐닝 중에 가동하는(즉, Y) 블레이드보다 얇게 구성되고 정지한 블레이드는 가동 블레이드의 빔 상류에 배치되어 있는 것을 도 3에서 알 수 있다. 이 구성은 하기에 보다 상세히 서술된다. 본 발명은 하기의 주어진 예시로 제한되지 않는다. 스캐닝 중에 정지한 블레이드는 대안적으로 두꺼울 수 있으며 스캐닝 중에 가동하는 블레이드는 대안적으로 얇을 수도 있다.

마스킹 디바이스, 및 특히 블레이드는 투영 빔 방사선으로부터의 많은 열적 응력을 받기 쉽다. 상기 언급된 바와 같이, 블레이드 상의 열적 부하는 종래의 마스킹 디바이스에서의 블레이드가 1 내지 3mm 정도의 큰 두께를 가지기 때문이다. 또한, 종래의 블레이드의 냉각이 제한된다. 마스킹 디바이스에 의하여 차단된 방사선의 에너지는 장치의 구성요소들과 블레이드 자체에 영향을 줄 수 있기 때문에 마스킹 디바이스에 대해 문제가 된다. 이러한 문제에 대처하기 위해서, 블레이드에 투영 빔 방사선에 대하여 반사성을 가지는 표면이 제공될 수 있다. 특정 예시에서, 블레이드에는 자외 반사 코팅이 제공된다. 하지만, 이것만으로는 충분할 수 없으며, 또한 본 발명과 함께 사용되도록 계획된 모든 광원 파장에 대하여 허용될 수 없다.

블레이드에, 특히 도 3b에 도시된 예시에서는 상류 블레이드에, 즉 정지한 X-블레이드에 충분한 냉각수단을 제공함으로써, 블레이드의 두께가 감소될 수 있다는 것을 발견하였다. 일 실시예에서, 정지한 블레이드는 가동 블레이드에 대해 비대칭적으로 냉각된다. 즉, 정지한 또는 상류의 블레이드에 적용된 냉각량은 다른 세트의 블레이드에 적용된 것과 상이하며, 냉각량이 보다 큰 것이 바람직하다. 또한, X-블레이드를 충분한 정도로 냉각시킴으로써 X 블레이드의 두께가 감소될 수 있다는 것을 발견하였다. 냉각이 충분한 경우, X-블레이드는 충분히 얇게 만들어져서, Y-블레이드가 X-블레이드의 하류에 있도록 충분한 공간이 존재하는 한편, 충분히 예리한 슬릿이 패터닝수단상으로 투영되게 하도록 초점 평면의 충분히 작은 거리내에 여전히 존재하게 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 냉각도관(cooling duct)은 블레이드 지지부재내에 제공된다. 이러한 도관으로 인해, 종래의 공기 호스가 존재하지 않는다. 상기 도관은, 냉각시키기 위해 다양한 구성을 가질 수 있으며, 공기 및/또는 물과 같은 다양한 냉각제들을 공급하는데 사용될 수 있다. 냉각을 위해, 블레이드 지지부재내에 도관이 제공된다. 냉각제는 도관을 통하여 상기 지지부재상에 제공된 유입구로부터 유출구로 공급된다. 상기 유출구는 지지부재내에 제공되는 개구부를 포함하는 것이 바람직하다. 도관은 냉각될 블레이드에 인접하여 배치되는 것이 바람직하다. 물은 블레이드 밑에서 도관을 통하여 바람직하게는 프레임상에 제공되는 유출구로 순환된다. 이하에서, 도 6 및 도 7을 참조하여 마스킹 디바이스(MD)의 냉각을 보다 상세히 서술한다.

블레이드가 배치되는 조악한(harsh) 환경의 관점에서, 블레이드, 특히 X-블레이드용 물질의 선택은 중요하다. X 및 Y 블레이드용 물질의 선택은 열 팽창 계수(알파), 열 전도성(람다), 내마모성 및 UV 및 DUV 방사선에 대한 반사 계수의 최적의 조합을 제공한다. 따라서, 도면에 도시된 블레이드는, 예를 들어 세라믹 또는 다이아몬드 물질로 만들어질 수 있다. 바람직한 블레이드용 물질은 화학 기상 성장 다이아몬드(CVD 다이아몬드), 알루미늄, 텅스텐-구리 합금 및 실리콘 카바이드일 수 있으며, 이 모두는 요구되는 특성의 양호한 조합을 나타낸다. 특히, CVD 다이아몬드가 바람직하다. X-블레이드의 두께는 투영빔의 방향으로 약 0.4mm인 것이 바람직하다. 상기 언급된 이들 특성 이외에도, X- 및 Y-블레이드의 물질은 블레이드가 강성이면서 가능한 한 가볍게 하기 위해, 또한 블레이드의 이동 질량을 감소시키기 위해, 높은 영률(Young's module) 및 낮은 밀도를 가지는 것이 중요하다. 도면에 도시된 Y-블레이드는, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 베릴륨 합금(AlBe)으로 만들어질 수 있다. 바람직한 Y-블레이드용 물질은 금속 매트릭스 복합물(metal matrix composite), 세라믹, 다이아몬드, 베릴륨 합금 및 그라파이트를 포함한다. Y-블레이드의 두께는 6mm 정도이다. 하지만, 상기 언급된 이러한 물질 이외에도, 블레이드는 일반적으로 강성이고 경량이면서 방사선에 견딜 수 있거나 이러한 특성을 가지는 코팅층들이 제공될 수 있는 물질을 포함하는 여하한의 적절한 물질로 만들어질 수 있다. 또한, 소정 세라믹과 같은 몇몇 물질들은 본 명세서에서 인용참조되고 있는 유럽 특허 출원 번호 00304336.1(출원인 참조번호: P-0183)에 개시된 바와 같이, 입사 방사선으로 인한 가열을 제거하기 위해 그 안에 1이상의 냉각 채널을 포함할 수 있는 장점을 가진다.

블레이드의 폴리싱되지 않은 표면상에 반사방지(anti reflective) 코팅을 하면, 마스킹 디바이스 조립체내에 원치 않는 반사가 감소된다는 것을 발견하였다. 이는 빔의 패터닝의 정확성이 개선되게 한다.

도 4는 도 2의 마스킹 디바이스의 Y-Z 평면에서의 단면도를 도시한다. 특히, 도 4는 X 및 Y 블레이드의 스택킹을 도시한다. X-블레이드(6)가 평면내에 도시된다. 마스킹 디바이스(MD)는 마스크 위에 배치된다. 도 4에는 또한, X-블레이드(6)가 블레이드 지지부재(15)상에 장착되고 그 위에 히트 싱크(heat sink; 16)가 제공되어 있는 것을 볼 수 있다. 클램핑 디바이스(17)는 히트 싱크(16)에 X 블레이드를 클램핑하도록 제공되어, X 블레이드와 히트 싱크 사이의 양호한 열 접촉이 X 블레이드의 냉각을 촉진시킨다. 일 실시예에서, 마스킹 수단은 블레이드 지지체상에 장착된 블레이드를 포함하며, 높은 열 전도성을 가지는 물질의 층(18)이 상기 블레이드와 상기 블레이드 지지체 사이에 배치된다.

도 5는 블레이드에 지지를 제공하는 제1블레이드 지지부재(15)상에 장착된 X 블레이드(6)를 도시한다. 지지부재(15)는 U-형 부재(22)를 포함하며, 각각의 블레이드의 대향 에지(6c, 6d)는 U-형 부재의 대향 아암에 의하여 지지된다. 또한, 지지부재(15)는 U-형의 각각의 코너의 저부로부터 연장되는 부분(23)을 포함한다. 2개의 블레이드를 지지하기 위해서, 2개의 U-형상 부재가 함께 H-형 부재를 형성한다. 냉각부재(24a)는 지지부재(15)내에 제공된다. 특히, 액체, 예를 들어 물 냉각은 냉각도관(24a)에 의하여 제공되지만, 상기 도관은 가스 냉각에도 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 도관(24b)은 X 블레이드의 가스 베어링으로 가스를 공급할 수 있다. 또한, 도관(24b)에 의하여 공급된 가스는 블레이드의 냉각에 기여하는 것을 알 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 가스 도관(24b)은 블레이드로부터 물 냉각도관(24a)보다 더욱 멀리 배치된다. 특히, 가스 및 액체 도관(24a, 24b)은 지지부재(15)의 대향 측면상에 배치된 실질적으로 평행한 도관이다. 상술된 냉각수단 이외에도 또는 상기 냉각수단에 선택적으로, 지지부재(15)에는 마스킹 디바이스가 열적 사이클링을 포함하는 열적 응력에 대해 개선된 작용을 나타낼 수 있게 하는 추가 피처들이 제공될 수 있다. 지지부재(15)에는 열적 응력 중에 플렉싱(flexing), 벤딩(bending) 등등과 같은 지지부재의 이동을 최소화하는 이동 제한 수단(50)이 제공될 수 있다. 상기 이동 제한 수단(50)은 지지부재(15)내에 형성된 피처들(51, 52)을 포함한다. 상기 피처들은 다양한 형태 및 구성을 취할 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 상기 피처들은 힌지(51)에 결합된 슬롯(52)을 포함한다. 상기 힌지(51)는 지지부재(15)안으로 파인 구멍들에 의하여 형성된다. 상기 피처들은 구조체에 소정의 유연성을 제공한다. 특정한 방식으로 이동 제한 수단을 배치함으로써, 열적 응력에 대한 지지부재의 반응이 현저히 완화됨을 알 수 있다. 슬롯 및 윙(wing)과 같은 피처의 치수 및 구성은 지지부재의 물질의 팩터와 열적 응력 특성에 의존할 것이다. 또한, 클램핑수단(60)이 지지부재(15)상에 제공된다. 클램핑수단은 블레이드를 클램핑하기 위해 지지부재(15)로부터 연장된 1이상의 핑거를 포함할 수 있다.

도 6은 제1지지부재(15) 상에 장착된 X-블레이드의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 5를 참조하여 서술된 바와 같이, X-블레이드(6)의 대향 에지(6c, 6d)는 U-형 지지부재(15)의 대향 아암 상에 장착된다. 모터 자석(2)은 자석지지부재(23)상에 장착된다. 자석지지부재(23)는 U-형 지지부재(15)의 대향 아암들 사이에 배치된 일부를 포함한다. 도 6에서, 블레이드를 구동시키는 모터(전체가 도시되지 않음)의 일부인 2개의 자석(2)이 도시된다. 또한, 냉각구조체(16, 19, 24)는 지지부재(15)상에 제공된다. 냉각구조체(16, 19, 24)는 지지부재(15)의 각각의 아암에 장착된 부분(16)을 포함하며, 냉각제는 유입구(19)를 통하여 냉각구조체(16, 19, 24)로 도입될 수 있다. 구조체에는 냉각구조체를 통하여, 바람직하게는 냉각구조체의 길이를 따라 연장되는 냉각도관(점선으로 도시됨)(24)이 제공된다. 또한, 지지부재(15)의 각각의 아암상에 장착된 각각의 냉각 부분(19)내에는 냉각도관을 연결시키는 연결 도관이 제공된다. 또한, 냉각 유입구(19) 중 하나는 순환된 냉각제가 구조체(16, 24)를 떠나도록 하는 냉각 유출구(19)로서 기능할 수 있다. 냉각수단은 다양한 유체 냉각제, 가스와 액체 둘 모두에 의하여 냉각을 제공할 수 있다. 바람직한 냉각제는 물이다.

냉각구조체의 부분들은 각각 X-블레이드의 대향 에지(6c, 6d)와 바람직하게 정렬시키기 위해서 지지부재(15)상에 제공된다. 도 6에 도시된 실시예에서, X-블레이드는 냉각구조체(16)에 의하여 직접 지지된다. 하지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않으며, X-블레이드는 지지부재의 프레임에 의하여 지지될 수 있다. 또한, 클램핑 디바이스(17)는 블레이드를 그 자리에 클램핑하기 위해서 지지부재 상에 제공된다. 클램핑 디바이스(17)는 사용시에 X 방향으로 X-블레이드의 에지(6c, 6d)를 따라 X-블레이드의 표면상으로 부착하기 위해 배치되는 복수의 탄성 부재를 포함한다. 탄성 부재는 Z-방향으로의 블레이드를 통하여 아래쪽으로 힘을 가하는 L형 스프링을 포함한다. X-방향의 횡방향 이동은 또 다른 클램핑수단(20, 21)을 제공함으로써 방지된다. 클램핑수단(20, 21)은 스톱(stop)(20) 및 X-방향으로 X-블레이드의 대향 에지(6e, 6f)에 배치된 탄성 수단(21)을 포함하며, 탄성 수단(21)은 스톱(20)을 향하여 X-방향으로 X-블레이드상에 힘을 가하도록 배치된다. 탄성 수단(21)은 스프링을 포함할 수 있고, 스톱(20)은 고정된 앤빌(anvil)을 포함할 수 있다. 도 6에서, 탄성 부재(21)는 평탄한 부분 물질(flat portion material)로 구성된다. L형 절단부는 탄성을 제공하기 위해서 물질의 평탄한 조각내에 제공된다. 클램핑수단의 탄성은 물질의 선택 및 그 부분내의 절단부의 치수에 따라 결정될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 클램핑 디바이스(17)에 의한 Z-방향으로의 또한 클램핑 디바이스(20, 21)에 의한 X-방향으로의 조합된 클램핑 효과가 X-블레이드의 안정되고 정확한 보유(retention)를 제공하는 것을 발견하였다. 특히, X-블레이드는 X 방향 앞쪽으로 이동되는 것이 방지된다.

큰 열적 응력을 받기 쉬운 X-블레이드와 슬라이더 사이의 양호한 열 전도성을 제공하는 것이 중요하며, 슬라이더에 블레이드를 클램핑하는 것이 효과적이고, 슬라이더로 인한 여하한의 열 팽창에 관계 없이 블레이드 및 여하한의 클램핑 구성요소들을 죄어야 하는 것이 발견하였다. Y-블레이드의 경우, "슬라이더"라는 용어는 Y-블레이드 자체를 칭한다. X-블레이드의 경우, "슬라이더"라는 용어는 블레이드가 일부분인 블레이드 지지부재를 칭한다. 또한, 이들 두 조건을 만족시키려면 종래의 마스킹 조립체에서는 문제가 생긴다는 것을 발견하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 바람직한 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 이중 측면 클램핑 기구(double sided clamping mechanism)가 제공된다. 이 실시예에서, X-블레이드는 상술된 바와 같이 그 지지부재(15)의 양쪽상에서 클램핑 디바이스(17)로 클램핑된다. 클램핑 디바이스(17)는 X-블레이드의 상부면을 클램핑한다. 이 배치는 블레이드가 단단히 클램핑됨에 따라 정확한 정렬이 유지되게 하면서, 클램핑하는 그리고 클램핑되는 구성요소들의 열 팽창이 X-방향으로 동일하게 보상되는 장점을 제공한다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 은 포일(silver foil)층은 블레이드와 냉각 몸체 사이에 배치된다. 은층은 양호한 열 전도성을 가진다. 이 배치는 블레이드와 냉각 몸체 사이의 양호한 열 접촉을 유지시키면서 핫 스폿 온도(hot spot temperature)를 감소시키는 또 다른 특정한 장점을 제공한다. 핫 스폿은 블레이드의 센서가 존재하는 경우에 한정되며 참조 번호(6)의 부근에 위치된다. 도 6에 도시된 배치는 블레이드가 양쪽상에 배치된 클램프(17) 사이에서 Y-방향으로 확장하도록 한다. 이는, 열적 부하하에서 블레이드의 앞면 에지(6e)가 X-방향으로 실질적으로 동일한 위치내에 남아 있게 됨에 따라, 예리한 쉐도우 투영(sharp shadow projection)을 유지한다는 것을 의미한다. 따라서, 열적 부하 하에서 X-블레이드는 그 마스킹 성능의 정확성에 있어서의 두드러진 열화를 거의 나타내지 않는다.

또한, 지지부재(15)상에 가해진 여하한의 외란의 충격을 감소시키거나 흡수하는 역할을 하는 버퍼의 형식으로 된, 지지부재(15)의 대향 아암의 각자의 단부상에 배치된 블레이드 댐퍼(blade damper; 18)가 도 6에 도시되어 있다. 또한, 지지부재(15)에는 지지부재의 후방측상에 가스 베어링(미도시됨)이 제공된다. 또한, 지지부재(15)상에 제공되어 있는 가스 베어링을 프리로드(preload)하는데 사용되는 가스 베어링 프리로드 스트립(gas bearing preload strip)(22)이 제공된다. 가스 베어링 프리 로드 스트립(22)은 철과 같은 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다. 지지부재(15)에 인접하여 마스킹 디바이스가 하우징의 정지한 부분내에 배치되는 하우징내에, 가스 베어링의 부분을 형성할 수 있는 자석이 제공된다. 자석은 프리로드 스트립(22)상에 힘을 가하도록 하우징내에 배치된다. 가스 베어링은 자석에 의하여 가해진 힘과 반대인 힘을 가한다. 따라서, 일정한 자력과 일정한 가스압력을 제공함으로써, 가스 베어링의 양호하게 한정된 강성이 달성된다.

도 7은, 특히 사용시에 Y-블레이드 및 냉각구조체를 지지하는 가스 베어링을 도시하는 Y-블레이드(4a, 4b)용 제2지지부재(70)의 평면도를 제공한다. Y-블레이드(4a, 4b)는 제2지지부재(70)내에 형성된 후퇴부(79)내에 배치된 점선으로 도시된다. 또한, 투영빔이 통과하는(또한 Y-블레이드가 부분적으로 이동하는), 지지부재(70)내에 형성된 관통구멍(82)의 아웃라인이 후퇴부(79)의 중심에 도시된다. 또한, Y-블레이드를 지지하는 가스 베어링의 상세가 도 7에 도시된다. 가스 유입구(71)는 지지부재(70)내에 제공된다. 가스는 유입구(71)를 통하여 도입되고 지지부재(70)내에 형성된 도관(80)을 통과한다. 다소 상승된 부분(74)은 후퇴부(79)의 바닥상에 형성된다. 도관(80)은 상승부(74)내에 형성된 개구부(75)에 연결된다. 가스가 유입구(71)로 도입되는 경우, 후퇴부(79)내에 배치된 Y 블레이드는 가스 리빙 개구부(gas leaving opening; 75)에 의하여 지지된다. 사용시에, Y-블레이드는 지지부재(70)로부터 결합되지 않는다. 따라서, 그것과 지지부재(70) 사이에 마찰이 쉽게 생기지 않는다. 이는 Y-블레이드가 적은 에너지를 사용하여 이동되도록 허용함에 따라, Y-블레이드가 증가된 속도로 가속되도록 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 가스 베어링이 제공될 수 있다. Y-블레이드는 사용시에 기계로부터 기계적으로 격리된다.

스캐닝 Y 블레이드는 냉각을 필요로 한다. 블레이드는 상술된 바와 같은 가스 베어링으로 유도된다. 제2지지부재(70)는 가스 베어링 표면(76)을 포함한다. 가스 베어링 표면은 정지해 있으며 냉각시스템(72, 73, 81)에 의하여 냉각되는 유체이다. 또한, Y-블레이드는 냉각 시스템(72, 73, 81)에 의하여 냉각된다. 유체 냉각제, 바람직하는 물은 지지부재(70)내에 형성된 유입구(72)를 통하여 유도된다. 유체는 도관(81)을 통하여 지지부재(70)내에 형성된 유출구(73)로 공급된다. 상기 도관은 상기 후퇴부내에 배치되는 경우에, Y-블레이드의 폭을 지나도록 지지부재(70)내에 형상화되는 것이 바람직하다. 사용시에, 가스 베어링은 Y-블레이드가 지지구조체의 바닥 위로 약 10 내지 20㎛만큼 상승되도록 한다. 열전도는 블레이드로부터 블레이드의 밑면과 냉각된 가스 베어링의 가스 베어링 표면(76) 사이에 형성된 갭을 통하여 전달된다. 이 특정한 배치의 장점은 이동 블레이드에 연결된 가스 또는 액체 호스를 제공하지 않고도 Y 블레이드가 만족할만하게 냉각될 수 있다는 것이다. 이는 마스킹 디바이스의 수명 및 정확성에 유익할 뿐만 아니라 Y-블레이드 조립체의 이동 질량을 감소시킨다.

또 다른 바람직한 실시예에서, X-블레이드는 Y-블레이드가 과열되는 경우에 열 차폐부로서 작용하도록 제어된다. 예를 들어, Y-블레이드가 폐쇄된 장치내에 배치되는 한편, X-블레이드가 개방되거나 부분적으로 개방된 장치내에 배치되는 경우, 투영빔은 Y-블레이드상에서 (X-블레이드 사이의 거리에 따라) 완전히 또는 부분적으로 입사될 것이다. 이로 인해, Y-블레이드가 과열될 수 있다. 하지만, 이는 도 7을 참조하여 서술된 가스 베어링 또한 손상시킬 수 있다. 이러한 상황이 발생하지 않게 하기 위해서, X-블레이드는 Y-블레이드상으로 입사되는 광을 차단하기 위해 이동되도록 제어된다. 특히, 특정 도즈에 대해, 사전설정된 시간보다 긴 시간 주기동안에 광이 Y-블레이드상에 입사되는 경우, 컨트롤러는 X-블레이드가 광원으로부터 Y-블레이드를 차단시키는 소정 위치로 이동하도록 할 것이다. 이 방식으로, X-블레이드는 Y-블레이드를 보호하는 열 차폐부로서 기능한다. 이전에 설명된 바와 같이, X-블레이드는 투영빔에 대해 강건하게 구성되어, 부작용을 겪지 않고 투영빔의 완벽한 충돌(full impact)을 견딜 수 있다.

도 5, 도 6 및 도 7을 참조로, 제1 및 제2마스킹수단은 서로에 대해 기계적으로 결합되지 않은 채로 상기 장치내에 배치됨을 이해할 수 있다. 특히, 제1 및 제2지지부재는 기계적으로 결합되어 있지 않다. X-블레이드 및 Y-블레이드 조립체는 모듈식 유닛인 것이 바람직하다. X-블레이드 조립체 및 Y-블레이드 조립체는 서 로 무관하게 조립되고 테스트되는 2개의 별도의 모듈이다. 완전한 모듈은, 사용을 위해 도 2 내지 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이 서로에 대해 조립된다. 이를 행하기 위해서, X-블레이드 조립체 및 Y-블레이드 조립체의 상기 소정 부분들은 서로 결합된다. 하지만, Y 블레이드에 대해 X 블레이드를 반드시 결합시킬 필요는 없다. 이는 X 블레이드의 이동으로 인한 진동을 포함하는 외란이 Y 블레이드에 영향을 주지 않으며 그 반대의 경우도 영향을 주지 않는 장점을 제공한다. 따라서, 마스킹 조립체는 종래의 조립체보다 조립 및 테스트가 용이하다. 특히, 전체 조립체를 분해하지 않으면서 별도의 구성요소들이 조립되고 테스트될 수 있다. 이는 시간 및 공수(man hour)를 절약한다.

작동시에, 정전기 전하가 리소그래피장치내에 형성될 수 있다는 것을 발견하였다. 이는 소정 센서 및 전자 회로에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 상기 문제를 해결하기 위해서, 바람직한 실시예에서는 1이상의 블레이드에 정전기 방전 로드가 제공되며, 이는 그것을 향해 정전기 전하를 전도(conduct)하고, 따라서 민감한 센서 및 전자 부품으로부터 멀어지도록 한다. 상기 배치는 정전기에 민감한 요소들을 보호하는데 장점을 가진다. 상기 로드는 X 또는 Y 블레이드상에 또는 두 블레이드 모두에 배치될 수 있다. 하지만, 상기 로드는 Y 블레이드상에 배치되는 것이 바람직하다. 바람직하게 그것은 블레이드 중 하나에 장착된 얇게 테이퍼진 로드를 포함한다. 그것의 치수 및 재료는 최적의 정전기 전도(electrostatic conduction)를 제공하면서 최소 질량을 가지도록 선택된다. 상기 로드는, 예를 들어 구리로 만들어질 수 있다.

블레이드를 구동하는 모터는 모터를 제어하기 위한 명령어들의 리스트를 포함하는 소프트웨어에 의하여 제어된다. 종래의 블레이드 조립체에서는 블레이드가 서로 충돌하는 것으로 알려져 있다. 이는, 블레이드를 손상시킬 뿐만 아니라 상기 장치가 수리를 위해 정지해 있는 경우 생산에 영향을 줄 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 블레이드의 위치를 검출하고 제어 수단으로 피드백을 제공하는 센서가 제공된다. 모터에 명령어들을 제공하는 소프트웨어는 감지된 위치 데이터를 고려하도록 적응(adapt)되며 블레이드가 서로 접촉하지 않도록 설계된다. 이 방식으로, 모터를 구동시키는 제어 소프트웨어는 이동 X 또는 Y 블레이드와의 충돌 및 X와 Y 블레이드 사이의 또 다른 충돌을 방지한다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여 이전에 언급된 바와 같이, 초점 평면과 여타의 구성요소들에 대해 블레이드를 정확히 정렬시키기 위해서, Z-방향으로 블레이드의 위치를 조정할 필요가 있을 수 있다. 종래에는 이는 그것들을 지지하는 프레임에 걸쳐 X 및 Y 블레이드 조립체를 포함하는 전체 조립체를 이동시킴으로써 달성된다. 이는 불편하며 거추장스럽다.

도 8은 상기 문제를 극복하는 피처들을 상세히 한 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 특히, 도 8은 Z-방향, 즉 광축선의 방향으로 X 및 Y 블레이드의 위치를 조작하는 조작기 스크루(25)를 도시한다. 프레임(27)은 도 6 및 도 7에 각각 도시된 바와 같이, 장착된 X 및 Y 조립체내에 제공된다. X 및 Y 조립체는 도 8에서 참조 부호(28)로 표시되며 프레임(27)에 의하여 지지된다. 투영빔은 Z 방향으로 개구부(31)를 통하여 투영된다. Z-조작기 스크루(25)는, 회전(turn)되는 경우, 조작기 힌 지들이 제공된 베이스 판(26)상에 힘을 가하는 것을 알 수 있다. X 및 Y (서브) 조립체를 지지하는 프레임(27)은 그 지지프레임상에 고정된 채로 유지된다. Z-방향 조작기(25)는 프레임(27)내에 통합되는 것이 바람직하다.

특히, Z 조작기는 탄성부재상에 작용하여 Z 방향으로 X- 및 Y-조립체(28)상에 힘을 가하는 스크루(25)를 포함하는 조정수단이다. 또한, 필요한 위치가 달성되었으면 Z 방향으로 필요한 위치내에 X- 및 Y-조립체를 유지시키는 Z 조작기 록킹 스크루(29) 및 또 다른 Z 조작기 록킹 디바이스(30)가 제공된다.

블레이드, 특히 통상적으로 Y-블레이드의 상류에 배치되는 X-블레이드는 인티그레이터(IN)의 쿼츠 로드의 단부와 접촉하지 않게 하는 것이 중요한데, 그 이유는 만약 그렇게 된다면 쿼츠 로드가 손상을 입을 수 있기 때문이다. 상기 문제를 해결하기 위해서는 블레이드가 쿼츠 로드의 출구면의 사전설정된 거리내에 들어오는 것을 감지하도록 쿼츠 로드의 하류 단부 부근에 센서가 제공된다. 블레이드가 출구면의 사전설정된 거리내에 있는 것을 센서가 검출하면, 작업자는 출구면으로부터 Z 방향으로 블레이드를 이동시키도록 Z 조작기를 제어하기 위해 검출된 신호를 사용할 수 있다. 이 배치는 장치의 신뢰성을 개선시키고 인티그레이터(IN)를 손상시킬 위험성을 감소시킨다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 서술하였지만, 본 발명이 서술된 바와 다르게 실시될 수도 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 스캐닝 및 정적 노광 동안에 리소그래피 투영장치의 마스 크의 위치들을 효율적으로 마스킹할 수 있는 장치 및 방법이 제공된다.

Claims (39)

1. 리소그래피 투영장치에 있어서,

   - 방사선의 투영빔을 제공하고, 사용시 상기 투영빔이 통과하는 초점 평면을 한정하는 조명시스템;

   - 필요한 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체; 및

   - 상기 투영빔으로부터 상기 패터닝수단의 적어도 일부를 가리는 마스킹 디바이스;

   - 기판을 유지하는 기판테이블; 및

   - 상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 이미징하는 투영시스템을 포함하며,

   상기 마스킹 디바이스는 제1방향으로 상기 패터닝수단의 일부를 가리도록 배치된 제1마스킹수단 및 상기 제1방향과는 상이한 제2방향으로 상기 패터닝수단의 일부를 가리도록 배치된 제2마스킹수단을 포함하고,

   상기 제1 및 제2마스킹수단은 서로에 대해 기계적으로 결합되지 않는 배열로 상기 초점 평면의 부근에 배치되며, 상기 제1 및 제2마스킹수단은 각자의 비-접촉식 리니어 모터에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2마스킹수단의 각각은 각자 별도의 제1 및 제2지지부재상에 지지되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1마스킹수단에는 냉각수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 냉각수단은 상기 제1지지부재내에 통합되는 냉각구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 냉각구조체는 냉각유체가 도입되는 유입구, 상기 냉각유체가 통과하는 냉각도관, 및 상기 냉각유체가 상기 냉각구조체에서 나오는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 냉각수단은 물 냉각을 제공하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2마스킹수단에는 냉각수단이 제공되고, 상기 제1마스킹수단 및 상기 제2마스킹수단은 서로에 대해 상이한 온도(different degree)로 냉각되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1마스킹수단은 블레이드 지지체 상에 장착된 블레이드를 포함하고, 높은 열 전도성을 가지는 물질의 층이 상기 블레이드와 상기 블레이드 지지체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 물질은 은인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1마스킹수단은 투영빔의 방향으로 0.5mm 미만의 두께를 가지는 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2마스킹수단은 각각 제1 및 제2쌍의 가동 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1마스킹수단은, 화학기상성장 다이아몬드, 알루미늄, 텅스텐-구리 합금, 및 실리콘 카바이드를 포함하는 그룹으로부터 선택된 물질들 중 하나로 만들어진 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
13. 삭제
14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제2마스킹수단에는 상기 각자의 비-접촉식 선형 모터의 일부를 형성하는 자석이 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2마스킹수단은 X 및 Y 방향으로 함께 그리고 떨어져서 이동하도록 배치된 1쌍의 블레이드를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
16. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제2마스킹수단은 가스 베어링에 의하여 상기 제2지지부재상에 지지되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 가스 베어링은 상기 제2마스킹수단을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
18. 제17항에 있어서,

    상기 제2지지부재는 가스가 상기 제2마스킹부재를 지지하도록 통과하는 가스 베어링 표면을 포함하고, 상기 제2지지부재는 상기 가스 베어링 표면을 냉각시키기 위한 냉각구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 냉각구조체는 냉각제가 도입되는 유입구, 상기 냉각제가 통과하는 도관, 및 상기 냉각제가 상기 구조체에서 나오는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
20. 제16항에 있어서,

    상기 제2마스킹수단과 상기 제2지지부재 사이의 상기 가스 베어링에 의하여 제공된 갭을 통해 상기 제2마스킹수단으로부터 열이 전도되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
21. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1마스킹수단은 폐쇄된 위치에 배치되는 경우 상기 투영빔으로부터 상기 제2마스킹수단을 보호하기 위한 셔터로서 작용하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
22. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1마스킹수단 및 상기 제2마스킹수단은 모듈식 유닛인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
23. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 마스킹수단들 중 하나 이상에는 정전기 방전 디바이스가 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
24. 제23항에 있어서,

    상기 정전기 방전 디바이스는 상기 장치의 특정 구성요소로부터 멀어지도록 정전기 전하를 지향시키기 위하여 상기 마스킹수단들 중 하나 이상의 블레이드상에 장착된 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
25. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2마스킹수단은 1쌍의 블레이드를 포함하고, 상기 마스킹수단들 중 어떠한 1쌍의 블레이드라도 그 쌍의 각각의 블레이드 사이의 충돌을 회피시키는 제어수단에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
26. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2지지부재에는 상기 투영빔의 방향으로 상기 제1 및 제2마스킹수단의 위치를 조정하는 조정수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
27. 제26항에 있어서,

    상기 조정수단은 탄성부재상에 작용하는 스크루를 포함하고, 상기 스크루 및 상기 탄성부재는 프레임상에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
28. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제2방향은 Y-방향으로의 스캐닝 방향에 해당하고, 상기 제1방향은 X 방향으로의 비-스캐닝 방향에 해당하며, 상기 X 방향은 상기 Y-방향에 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
29. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1마스킹수단은 블레이드 지지체 상에 장착된 블레이드를 포함하고, 상기 블레이드가 상기 블레이드 지지체에 의하여 2개의 대향 단부에서 지지되도록 상기 블레이드 지지체에 상기 블레이드를 클램핑하는, 상기 블레이드의 상기 대향 단부에 제공된 클램핑수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
30. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 마스킹수단 중 어느 하나에라도 반사방지 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
31. - 전체적으로 또는 부분적으로 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

    - 조명시스템을 이용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

    - 필요한 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체를 제공하는 단계;

    - 상기 투영빔 및 상기 패터닝된 빔으로부터 상기 패터닝수단 중 하나 이상의 일부를 선택적으로 가리는 단계를 포함하되, 제1방향으로 상기 패터닝수단의 일부를 선택적으로 가리는 제1마스킹수단을 이용하고 상기 제1방향과는 상이한 제2방향으로 상기 패터닝수단의 일부를 선택적으로 가리는 제2마스킹수단을 이용하며;

    - 상기 방사선감응재층의 타겟부상으로 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법에 있어서,

    서로에 대해 기계적으로 결합되지 않는 배열로 상기 투영빔의 초점 평면의 부근에 상기 제1마스킹수단과 상기 제2마스킹수단을 배치시키며, 상기 제1 및 제2마스킹수단은 각자의 비-접촉식 리니어 모터에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
32. 삭제
33. 삭제
34. 방사선 빔으로부터 리소그래픽 패터닝 디바이스의 적어도 일부를 가리는 마스킹 디바이스에 있어서,

    상기 패터닝 디바이스가 지지되는 위치에서, 제1방향으로 상기 패터닝 디바이스의 일부를 가리도록 배치된 제1마스킹수단;

    상기 제1방향과는 상이한 제2방향으로 상기 패터닝 디바이스의 일부를 가리도록 배치된 제2마스킹수단을 포함하여 이루어지고,

    상기 제1 및 제2마스킹수단은 서로에 대해 기계적으로 결합되지 않는 배열로 상기 초점 평면의 부근에 배치되며, 상기 제1 및 제2마스킹수단은 각자의 비-접촉식 리니어 모터에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 마스킹 디바이스.
35. 제34항에 있어서,

    상기 제1 및 제2마스킹수단 각각은 각자 별도의 제1 및 제2지지부재상에 지지되는 것을 특징으로 하는 마스킹 디바이스.
36. 제35항에 있어서,

    상기 제1마스킹수단에는 냉각수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 마스킹 디바이스.
37. 제36항에 있어서,

    상기 냉각수단은 상기 제1지지부재내에 통합되는 냉각구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스킹 디바이스.
38. 제37항에 있어서,

    상기 냉각구조체는 냉각유체가 도입되는 유입구, 상기 냉각유체가 통과하는 냉각도관, 및 상기 냉각유체가 상기 냉각구조체에서 나오는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스킹 디바이스.
39. 제34항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 또는 제2마스킹수단은, CVD 다이아몬드 또는 텅스텐-구리 합금 또는 실리콘 카바이드를 포함하는 조성을 갖는 마스킹 판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스킹 디바이스.

Images