KR101195628B1 - 편평한 물체의 대향면상에 광학 장치를 포커싱하는 방법 - Google Patents

편평한 물체의 대향면상에 광학 장치를 포커싱하는 방법 Download PDF

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Abstract

유체 쿠션 위에서 물리적으로 접촉시키지 않고 고정되었거나 또는 이동하는 편평한 물체를 지지하는 장치가 제공된다. 상기 물체는 부동성의 유체 쿠션 갭을 두고 있고, 상기 장치는 갭을 전체적 또는 국부적으로 조정하게 된다. 상기 장치는: 물체를 접촉하지 않고 지지하는 제1 플랫폼을 포함하며, 상기 플랫폼은 하나 이상의 섹터들로 구성된 편평한 액티브 면을 가지며, 각 섹터는 하나 이상의 다수의 기본 셀들을 가지며, 각 기본 셀은 압력 유동 제한부를 통해, 상기 기본 셀이 놓여있는 섹터와 연관된 고압 매니폴드에 유동적으로 연결된 다수의 압력 출구들 중 하나 이상을 가지며, 상기 고압 매니폴드는 주 공급 파이프라인을 통해 가압된 유체 공급부에 유동적으로 연결되며 하나 이상의 다수의 유체 배출 채널들은, 주 배출 파이프라인을 가지며 상기 기본 셀이 놓여 있는 섹터와 연관된 저압 매니폴드에 유동적으로 연결되며; 상기 유동 제한부는 유체 복귀 스프링 거동을 특징적으로 나타내며; 하나 이상의 압력 제어 밸브는 하나 이상의 섹터들의 두개의 주 공급 파이프라인들 중 적어도 하나에 배치되어 그 섹터의 두개의 매니폴드들 중 적어도 하나의 압력 레벨을 제어한다.

Description

편평한 물체의 대향면상에 광학 장치를 포커싱하는 방법{A METHOD FOR FOCUSING AN OPTICAL DEVICE ON A FACING SURFACE OF A FLAT OBJECT}
본 발명은 전체적 및 국부적 거리 조정 방법 및 시스템 및 비접촉 지지 플랫폼, 또한 편평한 물체의 대향면상에 광학 장치를 포커싱하는 방법에 관한 것이다.
현재의 시스템들에서는, 예컨대, 원형의 반도체(SC)의 얇은 웨이퍼(700마이크로미터 및 그 미만) 등의 기판의 표면의 광학적 검사를 위한 프로세스의 일부, 또는 "척"으로 알려져 있는 지지 플랫폼에 웨이퍼가 부착되는, SC 포토리소그라피 프로세스의 일부가 제공된다. 이러한 프로세스를 실행하기 위해서는, 예컨대, 광학 장치에 대한 웨이퍼 대향면의 거리를 국부적인 방식으로 조정하도록, 광학 장치에 대해, 척을 수직으로 이동(또는 이와 다르게 광학 장치를 수직으로 이동)시킬 필요가 있다. 이러한 시스템들은, 예컨대 수 나노미터까지의 량으로, 비교적 높은 정확도로 포커싱을 제공하도록 전자-기계학적 및/또는 압전기 조정 기구를 사용한다. 또한, 이러한 시스템들은, 예컨대, 물체 및 고정 광학 장치 사이의 상대적인 평면(XY) 이동을 제공하도록, "스텝퍼"로 알려진, 기구를 사용할 수 있다. 많은 경우들에서, 스텝퍼에 의해 요구되는 평면 이동(주사 또는 횡단 이동)은, 예컨대, 수십 및 심지어 수 마이크로미터의 량으로, 매우 정확하게 3차원 방식으로 행해질 수 있 다. 현재의 시스템은 물체의 대향면 및 광학 장치 사이에 측면 상대 이동을 제공하도록 선형적 이동(예컨대, 선형적으로 이동하는 면적 6m2의 얇고(1mm 미만), 장방형이며 넓은 포맷의 평판 디스플레이(FPD)를 지지하는 정확한 플랫폼들의 경우), 물체의 회전 운동 및/또는 평면(XY) 운동을 이용한다. 따라서, 광학 장치 아래의 초점 거리는, 측면으로 이동하는 물체와 연관하여, 적어도 국부적으로, 동적으로 조정되어야 한다.
따라서, 이러한 시스템들의 처리 능력은 포커싱 기구의 응답 시간 및/또는 측면 이동 기구의 응답 시간에 연관되어 있다. 예컨대, 비교적 무거운 척은, 상대적으로 느린 응답 시간을 나타낼 수 있다.
예컨대, 진공 또는 정전기 기구에 의해, 웨이퍼가 척에 의해 고정될 때, 웨이퍼 및 척 사이에 갇혀지는 0.5마이크로미터 이상의 사이즈를 가진 서브-마이크론 입자가 있다면 오작동의 다른 문제가 발생할 수 있다. 상기 입자는 웨이퍼 대향면의 국부적인 변형을 야기하여, 예컨대, 검사 또는 포토리소그라피 프로세스에서의 결정적인 실패를 초래할 수 있다. 이러한 입자는 국부적 비평행 특성(작은 충돌)을 발생시켜서 포커싱 기구가 그러한 국부적 웨이퍼 변형을 보상할 수 없도록 할 수 있다.
또한, 기판들(실리콘 웨이퍼 등), 및 척들 사이의 접촉은, 예컨대, 후면 오염을 야기함에 의한 손상 및/또는 정전기적 손상(ESD), 또는 웨이퍼로의 기계적 손상을 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 부동성의 유체 쿠션 갭을 두고 있는, 고정되었거나 또는 이동하는 편평한 물체를, 유체 쿠션 위에서 물리적으로 접촉시키지 않고 지지하며, 상기 갭을 전체적 또는 국부적으로 조정하기 위한 장치로서 :
물체를 접촉하지 않고 지지하는 제1 플랫폼을 포함하며, 상기 플랫폼은 하나 이상의 섹터들로 구성된 편평한 액티브 면을 가지며, 각 섹터는 하나 이상의 다수의 기본 셀들을 가지며, 각 기본 셀은 압력 유동 제한부를 통해, 상기 기본 셀이 놓여있는 섹터와 연관된 고압 매니폴드에 유동적으로 연결된 다수의 압력 출구들 중 하나 이상을 가지며, 상기 고압 매니폴드는 주 공급 파이프라인을 통해 가압된 유체 공급부에 유동적으로 연결되며 하나 이상의 다수의 유체 배출 채널들은, 주 배출 파이프라인을 가지며 상기 기본 셀이 놓여 있는 섹터와 연관된 저압 매니폴드에 유동적으로 연결되며;
상기 유동 제한부는 유체 복귀 스프링 거동을 특징적으로 나타내며;
하나 이상의 압력 제어 밸브는 하나 이상의 섹터들의 두개의 주 파이프라인들 중 적어도 하나에 배치되어 그 섹터의 두개의 매니폴드들 중 적어도 하나의 압력 레벨을 제어하는, 고정 또는 이동하는 편평한 물체의 지지 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 압력 제어 밸브는 상기 가압 유체 공급부의 하나 이상의 고압 매니폴드들 사이의 주 공급 파이프라인에 삽입되어, 고압 매니폴드의 압력 레벨을 제어한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 압력 제어 밸브는 주 배출 파이프라인에 삽입되어, 저압 매니폴드의 적어도 하나의 섹터의 압력 레벨을 제어한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 하나의 압력 제어 밸브는 주 공급 파이프라인에 삽입되고, 제2 압력 제어 밸브는 주 배출 파이프라인에 삽입되어, 하나 이상의 섹터들의 차동 갭 제어를 허용한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 갭은 100-500 미크론의 범위 내이다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 압력 제어 밸브는 상기 갭을 50-250 미크론 범위에서 조정함에 의해 상기 갭을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 각 섹터의 저압 매니폴드는 주 배출 파이프라인을 통해 대기압 아래의 압력의 저장부에 유동적으로 연결되며, 따라서 압력 출구 및 유체 배출 채널들은 지지된 물체 및 플랫폼의 액티브 면 사이에 진공 예비부하 유체 쿠션을 유지한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 갭은 10-100 미크론의 범위 내이다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 압력 제어 밸브는 상기 갭을 5-50 미크론 범위에서 변화시킴에 의해 상기 갭을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 섹터들은 전체적인 갭 조정을 위한 하나의 섹터만을 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 압력 유동 제한부는 자체 적응식 분리형 오리피스(SASO) 유동 제한부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 유동 제한부는 상기 다수의 유체 배출 채널들 중 적어도 하나 및 저압 매니폴드 사이에 삽입되어, 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 진공 유동 제한부는 자체 적응식 분리형 오리피스(SASO) 유동 제한부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 액티브 면은 원형이다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 섹터들은, 환형이고 동심으로 배열된 환형의 형상으로 된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 액티브 면은 장방형이다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 섹터들은 평행으로 배열된 장방형 형상으로 된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 하나 이상의 인접한 비접촉 지지 플랫폼에는 장치의 액티브 면과 동일 평면 상에 있는 액티브 면이 더 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 섹터들이 중간의 수동 영역들에 의해 분리된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 중간의 수동 영역들의 표면들은 액티브 영역의 표면보다 낮다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체, 플랫폼 또는 둘다를 이동시키는 이동기구가 더 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 이동 기구가 플랫폼 또는 물체를 회전시키는 회전 기구를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 이동 기구가 플랫폼 또는 물체를 선형적으로 이동시키는 선형적 이동 기구를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 이동 기구가 플랫폼 또는 물체를 평면을 가로질러 이동시키는 평면 이동 기구를 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 제어 유닛이 상기 이동 기구를 제어한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 액티브 면이 하나 이상의 서비스 구멍들을 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 하나 이상의 보조 장치가 더 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 보조 장치는 랜딩 기구, 리미터, 정렬부, 그립퍼, 부동 그립퍼를 포함하는 보조 장치의 그룹에서 선택된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 보조 장치에는 굴곡부가 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 보조 장치는 유체 쿠션에 의해 지지된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 하나 이상의 섹터의 하나 이상의 매니폴드의 체적을 변화시키도록 하나 이상의 피스톤이 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 피스톤을 제어 유닛이 제어한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 유체 쿠션의 유체는 공기이고, 공기 쿠션 지지부가 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 플랫폼에 의해 발생되는 유체 쿠션에 의해 지지될 중간 판을 더 포함하고, 상기 중간 판은 물체를 접촉하여 지지한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 중간 판 및 플랫폼의 액티브 면 사이의 유체 쿠션을 분리하여 격리시키는 외주의 가요성 절연 요소를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 플랫폼에 의해 발생되는 유체 쿠션에 의해 지지될 중간 판을 더 포함하고, 상기 중간 판은 물체를 접촉하지 않고 지지한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 섹터들의 하나 이상의 압력 제어 밸브를 제어함에 의해 상기 갭을 전체적으로 또는 국부적으로 조정하는 제어 유닛이 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 제어 유닛과 소통하는 하나 이상의 센서가 더 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 하나 이상의 센서는 근접 센서, 위치 센서, 거리 센서, 압력 레벨 센서, 두께 센서를 포함하는 그룹에서 선택된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 유체 쿠션 갭은 (a) 플랫폼의 액티브 면과 대향하는 얇고 편평한 물체의 표면 및 (b) 플랫폼의 액티브 면 사이의 거리에 대해 전체적 또는 국부적으로 조정된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 유체 쿠션 갭은 (a) 플랫폼에 의해 지지된 얇고 편평한 물체의 표면 및 (b) 플랫폼 위에 결합된 공구, 또는 가상의 기준 사이의 거리에 대해 전체적 또는 국부적으로 조정된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 제2 대향 플랫폼이 더 제공되고, 상기 제2 대향 플랫폼은 다수의 기본 셀들 중 하나 이상을 갖는 편평한 액티브 면을 포함하고, 각 기본 셀은 압력 유동 제한부를 통해 고압 매니폴드에 유동적으로 연결된 다수의 압력 출구들 중 하나 이상을 가지며, 상기 고압 매니폴드는 주 공급 파이프라인을 통해 가압된 유체 공급부에 유동적으로 연결되며 하나 이상의 다수의 유체 배출 채널들은, 주 배출 파이프라인에 연결된 저압 매니폴드에 유동적으로 연결되며, 상기 대향하는 플랫폼의 액티브 면은 제1 플랫폼에 대해 평행 및 대칭으로 조립된, 제1 플랫폼과 사실상 동일하며, 따라서 물체의 이중 측면 지지부를 형성한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 제2 대향 플랫폼의 액티브 면은 분리되어 제어 가능한 섹터들로 분할된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 두개의 대향하는 플랫폼 중 적어도 하나의 하나 이상의 섹터의 저압 매니폴드는, 진공 예비 부하 유체 쿠션을 형성하도록, 상기 하나 이상의 섹터의 주 배출 파이프라인을 통해 대기압 아래의 압력 저장부에 유동적으로 연결된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 두개의 대향하는 플랫폼들 사이의 거리는 물체의 예상되는 명목상의 두께 및 유체 쿠션들의 두개의 갭들에 의해 미리 결정된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 이중 측면 형태는 제1 플랫폼에 공급되는 압력 레벨 및 대기압 아래의 압력이 제2 대향 플랫폼에 공급되는 압력 레벨 및 대기압 아래의 압력 레벨과 다른 경우에 작동된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 대향하는 섹터들은 차동 갭 제어를 허용하도록 동시에 제어된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 대향하는 섹터들이 동일하다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 플랫폼들 중 적어도 하나가 물체를 관찰하기 위한 접근을 용이하게 하도록 하나 이상의 서비스 구멍을 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 플랫폼의 액티브 면은 편평한 면과 대향하고 그 면 위에 부동 형태로 되어 있지만, 부동 갭은 거리 및 평행도 제어를 허용하도록 하나 이상의 압력 제어 밸브에 의해 국부적으로 또는 전체적으로 제어된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 플랫폼은 이동 기구에 의해 편평한 면을 측면으로 가로질러 이동하여, 물체를 지지한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 플랫폼은 소정 기준에 대해 프로세스 공구의 거리를 국부적으로 또는 전체적으로 조정하도록, 프로세스 공구를 보유한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 플랫폼은 공기 역학적 포커싱을 위해 광학 장치를 보유하게 된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체를 보유 또는 이동시키도록 효율적으로 단단한 부동성의 비교적 얇고 넓은 처리 요소가 더 제공되고, 상기 요소는 결합된 효과적인 강도를 형성하도록 AM 강도의 유체 쿠션에 의해 지지된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 사실상 편평한 물체의 편평도 또는 부동 갭을 전체적 또는 국부적으로 조정하는 방법으로서 :
접촉하지 않고 물체를 지지하는 제1 플랫폼을 제공하며, 상기 플랫폼은 하나 이상의 섹터들로 구성된 편평한 액티브 면을 가지며, 각 섹터는 하나 이상의 다수의 기본 셀들을 가지며, 각 기본 셀은 압력 유동 제한부를 통해, 상기 기본 셀이 놓여있는 섹터와 연관된 고압 매니폴드에 유동적으로 연결된 다수의 압력 출구들 중 하나 이상을 가지며, 상기 고압 매니폴드는 주 공급 파이프라인을 통해 가압된 유체 공급부에 유동적으로 연결되고 하나 이상의 다수의 유체 배출 채널들은, 주 배출 파이프라인을 가지며 상기 기본 셀이 놓여 있는 섹터와 연관된 저압 매니폴드에 유동적으로 연결되며; 상기 유동 제한부는 유체 복귀 스프링 거동을 특징적으로 나타내며; 하나 이상의 압력 제어 밸브는 하나 이상의 섹터들의 두개의 주 파이프라인들 중 적어도 하나에 배치되어 그 섹터의 두개의 매니폴드들 중 적어도 하나의 압력 레벨을 제어하도록 하는 단계;
유체 쿠션을 유지하는 단계;
상기 유체 쿠션 위에 물체를 배치하는 단계; 및
섹터 제어에 의해 물체의 편평도 또는 부동 갭을 하나 이상의 압력 제어 밸브에 의해 전체적 또는 국부적으로 조정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체의 대향면 및 기준 요소 사이의 거리를 조정하도록 사용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 광학 장치에 대해 물체의 표면을 포커싱하도록 이용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체의 표면 상에 광학 장치를 포커싱하도록 이용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 기준 평면에 대해 물체의 표면의 평행도를 조정하도록 이용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체 상에 힘이 가해질 때, 물체의 표면의 평행도를 조정하도록 이용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 폐쇄 또는 개방 제어 루프용 피드백 정보를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 전체적 또는 국부적 자동 포커싱을 위해 사용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체의 표면의 곡률을 조정하도록 이용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체 상에 힘이 가해질 때, 물체의 표면의 곡률을 조정하도록 이용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체에 균일한 힘을 용이하게 인가하도록 곡률 조정이 실행된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 플랫폼의 액티브 면의 편평도의 사전 조정을 위해 이용된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 제2 대향 플랫폼이 더 제공되고, 상기 제2 대향 플랫폼은 다수의 기본 셀들 중 하나 이상을 갖는 편평한 액티브 면을 포함하고, 각 기본 셀은 압력 유동 제한부를 통해 고압 매니폴드에 유동적으로 연결된 다수의 압력 출구들 중 하나 이상을 가지며, 상기 고압 매니폴드는 주 공급 파이프라인을 통해 가압된 유체 공급부에 유동적으로 연결되며 하나 이상의 다수의 유체 배출 채널들은, 주 배출 파이프라인에 연결된 저압 매니폴드에 유동적으로 연결되며, 상기 대향하는 플랫폼의 액티브 면은 제1 플랫폼에 대해 평행 및 대칭으로 조립되어, 사실상 제1 플랫폼과 동일하며, 따라서 물체의 이중 측면 지지부를 형성하게 되는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 상기 물체는 고정 위치에 지지된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체와 프로세스 공구 사이에 제어된 상대 주사 동작이 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 물체와 프로세스 공구 사이에 제어된 상대적인 횡단 이동이 제공된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 유체 쿠션 갭 조정 특징에 더하여, 상기 장치가 프로세스를 보조할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일부 바람직한 실시예들에 따르면, 유체 쿠션 갭 조정 특징에 더하여, 상기 장치가 프로세스를 실행할 수 있게 된다.
본 발명의 주요 과제는 본 명세서의 결론 부분에 특히 잘 기재되어 분명하게 주장하고 있다. 그러나, 본 발명은, 그의 목적, 특징 및 장점들과 함께 작동의 구성 및 방법 양자에 대해, 첨부 도면들과 함께 이하의 상세한 설명을 참조함에 의해 가장 잘 이해될 수 있을 것이다.
도1은 비접촉 지지 플랫폼에 기초하며, 유체 쿠션 갭을 전체적으로 조정하는 공기 역학적 수단을 가진 장치를 개략적으로 나타낸 단면도,
도2a-2c는 도1의 장치의 비접촉 지지 플랫폼의 여러 개의 액티브 면들을 개략적으로 나타낸 도면,
도3은 플랫폼의 액티브 면이 개별적으로 제어 가능한 두개 이상의 섹터들로 분할된 비접촉 지지 플랫폼에 기초하며, 유체 쿠션 갭을 전체적 또는 국부적으로 조정하는 공기 역학적 수단을 가진 장치를 개략적으로 나타낸 단면도,
도4a-4f는 여러 개의 섹터들의 배열이 도시된, 도3의 장치의 지지 플랫폼의 액티브 면의 도면,
도5-7은 비접촉 지지 플랫폼과 연관된 일부 외주 장비를 나타낸 도면,
도8a-c는 비접촉 지지 플랫폼과 연관된 여러 개의 회전 기구를 나타낸 도면,
도9a-b는 비접촉 지지 플랫폼과 연관된 평면 이동을 행하는 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도10a-b는 비접촉 지지 플랫폼과 연관된 평면 이동을 행하는 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도11a-11d는 유체 쿠션 갭을 전체적 또는 국부적으로 조정하는 공기 역학적 수단을 가진 여러 가지의 넓은 포맷의 비접촉 플랫폼을 개략적으로 나타낸 도면,
도12a-12b는 가요성 매체와 연관된 비접촉 플랫폼을 개략적으로 나타낸 도면,
도13a-13b는 물체를 지지하도록 중간 판을 가진 비접촉 지지 플랫폼을 개략 적으로 나타낸 도면,
도14a-14b는 물체를 보유하는 양측면 비접촉 지지 플랫폼을 개략적으로 나타낸 도면,
도15는 광학 장치를 보유하는 비접촉 지지 플랫폼을 개략적으로 나타낸 도면이다.
설명의 간단화 및 명료화를 위해, 도면들에 도시된 요소들은 반드시 축척으로 일치되지 않는다. 예컨대, 일부 요소들의 치수들은 명료화를 위해 다른 요소들에 대해 과장되어 있다. 또한, 대응하거나 또는 유사한 요소들을 나타내도록 도면들 중에서 적절한 참조 부호들이 반복적으로 나타나 있다.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해 수많은 특정의 상세 내용들이 설명된다. 그러나, 당업자들이라면 본 발명은 이들 특정의 상세 내용 없이도 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 다른 예들에서, 잘 알려져 있는 방법, 절차, 부품들 및 회로들은 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 상세하게 설명하지 않는다.
간단화 및 명료화를 위해, "조정"이라는 용어는 기준 장치 또는 가상의 기준에 대한 물체의 대향하는 면 사이의 거리의 조정을 의미한다. 본 발명에서의 용어 "포커싱"은 "조정"과 유사하고 종종 광학적 배향 시스템에 대해 사용된다. 이 방향은 사실상 물체의 대향면에 대해 수직한 수직 방향으로서 간주되고 있다. 본 발명에서의 용어 "배치"는 수직 방향에 대해 사실상 직각인 평면에서 물체를 측면으로 이동시키는 것을 의미한다.
간단화 및 명료화를 위해, 많은 경우들에 용어 기판은 공기역학적(AM) 수단에 의해 조정되는 거리에서, 장치와 대향하는 물체로서 사용된다. 또한, 간단화 및 명료화를 위해, 용어 "AM"은, 많은 경우들에 공기 등의 기체를 포함하지만, 일부 다른 경우들에는 본 발명의 본질에 대해 액체도 고려될 수 있는, "유체역학적" 수단을 의미한다. 용어 "유체 쿠션"은, 일반화를 위한 목적으로, 본 발명에서 사용되고 있다. 그러나, 대부분의 경우들에서 공기는 유체로 되고 따라서 "유체 쿠션"은 "공기 쿠션"을 의미한다. 본 발명에서 용어 "AM 수단" 또는 "AM 조정 수단"은 후술되는 바와 같이 비접촉 플랫폼, 또는 비접촉 플랫폼의 각 섹터에 제공된 압력 레벨을 국부적으로 또는 전체적으로 제어함에 의해 유체 쿠션 갭을 조정함을 의미한다.
이하의 상세한 설명에서, 용어 "자동 포커싱"은 개방 또는 폐쇄 루프 제어를 이용하여 광학 장치로부터 원하는 거리로 물체의 대향면 또는 물체 상의 지점을 동적인 방식으로 수직으로 조정함에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들은, 고정되거나 또는 움직이는 물체가 유체 쿠션에 의해 비접촉으로 지지되거나, 또는 중간의 판에 의해 접촉되어 보유되거나 또는 비접촉 플랫폼 자체에 의해 보유되는 중에, 물체의 대향면에서 기준 장치로의 거리, 기준 면에 대한 물체의 대향면의 평행도, 및 물체 자체의 대향면의 편평도 또는 곡률 또는 대향면에 가해지는 힘을, AM 수단에 의해, 국부적 또는 전체적으로 조정하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 물체는, 예컨대 둥근 실 리콘 웨이퍼, 또는 넓은 포맷의 장방형 FPD 글라스 등의, 비교적 얇고 또는 비교적 둥근 물체로 될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, AM 수단에 의한 조정은 물체를 지지하는 비접촉 지지 플랫폼의 액티브 면 및 물체 사이에 형성된 유체 쿠션의 갭을 국부적 또는 전체적으로 제어함에 의해 이루어진다.
도1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 비접촉 상태로 물체(110)를 지지하기 위한 비접촉 플랫폼(102)을 가진 장치(100)의 단면을 개략적으로 나타내고 있다. 상기 장치(100)는 물체(110)와 대향하는 플랫폼(102)의 액티브 면(140)에 의해 발생된 유체 쿠션(108)의 갭 ε을 전체적으로 제어하는 공기역학적(AM) 수단을 가진다. 물체는, 예컨대, 실리콘 웨이퍼로 될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 장치(100)는 물체(110)를 지지하도록 유체 쿠션(108)을 발생하는 비접촉 플랫폼(102)을 포함한다. 이러한 비접촉 지지 플랫폼의 실시예들은 2002년 12월 27일, "고성능 비접촉 지지 플랫폼"이라는 명칭으로, 국제 특허 출원 PCT/IL02/01045호로 출원되어, 2003년 7월 24일, PCT 공개 WO 030/60961(참조문헌1)로 공개된 문헌에 개시되며, 그의 전체 내용은 본 발명에 참조되어 포함되어 있다.
본 발명의 장치, 시스템 및/또는 방법의 실시예들은 참조문헌1에 개시된 바와 같은 비접촉 지지 플랫폼에 대한 것이다. 본 발명의 장치, 시스템 및/또는 방법의 다른 실시예들은 임의의 다른 적절한 비접촉 지지 플랫폼 또는 요소들에 대한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 플랫폼(102)은 참고문헌1에 기재된 바와 같이 진공 예비부하(PV 타입) 비접촉 지지 플랫폼을 포함할 수 있다. 지지 플랫폼(102)의 액티브 면(140)은 다수의 기본 셀들 중 하나 이상을 포함하고, 각각의 기본 셀은 하나 이상의 압력 출구(114) 및 하나 이상의 유체 배출 채널(106)을 가진다. 각각의 압력 출구(114)는 각각의 압력 유동 제한부(112)를 통해 고압 매니폴드(150)에 유동적으로 연결된다. 매니폴드(150)는 주 공급 파이프라인(170)을 통해, 예컨대 원하는 큰 유속으로 원하는 압력치를 제공하기 위한 펌프 또는 임의의 다른 적절한 장치에 의해 제공되는 고압 저장부(116)에 유동적으로 연결된다. 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 예컨대 유입되는 유체를 필터링하는 서브 마이크로 필터 등의 필터(138)가, 예컨대 저장부(116) 및 매니폴드(150) 사이에 배치될 수 있다. 플랫폼(102)의 액티브 면(140)에 입구들(115)을 갖는, 각각의 유체 배출 채널(106)은 저압 매니폴드(152)에 유동적으로 연결된다. 매니폴드(152)는 주 배출 파이프라인(171)을 통해, 예컨대 원하는 진공 레벨을 제공할 수 있는, 도면에 도시된 바와 같은 진공 펌프 또는 진공원을 이용하여 저압 소스(118)에 유동적으로 연결된다.
압력 출구들(114) 및 입구들(115)은 표면(140) 및 물체(110)의 대향하는 하부면(148) 사이의 갭 ε에 지지용 유체 쿠션(108)을 유지할 수 있도록 유도되는 압력을 제공한다. 압력 유동 제한부(112)는 특징적으로 유체 복귀 스프링 거동을 나타낸다. 예컨대, 유동 제한부(112)는 2000년 8월 20일자로, "유체 분사에 의해 힘을 유도하는 장치"라는 명칭으로 출원되어, 2001년 3월 22일자로, PCT 공개 WO 01/19572(참조문헌2)호로 공개된, 국제 출원 PCT/IL00/00500호에 기재된 자체 적응 분할 오리피스(SASO) 노즐로 될 수 있고, 상기 특허 출원의 전체 내용은 본 발명에 참조되어 포함되어 있다.
참조문헌1에 개시된 바와 같이, 비접촉 진공 예비부하(PV) 플랫폼(102)은 물체(110)가 갭 ε을 두고 접촉하지 않고 안정적으로 고정된 경우에 플랫폼(102)의 액티브 면(140)의 입구들(115) 및 출구들(114)에 의해 클램핑 PV 유체 쿠션(108)을 생성한다. 출구들(114)은 표면(148) 상에 유도되는 상방으로의 힘을 제공하며, 배출 입구들(115)은 표면(148) 상에 유도되는 하방으로의 힘들을 제공할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 하나 이상의 진공 채널들(106)이, 예컨대 유동 제한부(112)에 비해 공기 역학적 저항이 비교적 낮은 것을 특징으로 하는, 참조문헌2에 기재된 유동 제한부와 유사한, 유동 제한부를 선택적으로 포함할 있다. 유동 제한부(112) 및 배출 채널들용 유동 제한부의 제공은 유동 제한부를 통한 대량 유동이 제한될 때 액티브 면(140)이 물체(110)에 의해 완전하게 커버되지 않는 경우에 매우 중요하다.
참조문헌1에 개시된 바와 같이, PV 타입 유체 쿠션의 상방으로의 압력은 갭의 약간의 감소에도 반응하여 크게 증가하며, 결과적으로 균형적인 명목상의 갭이 유지될 수 있도록 갭의 반대쪽으로의 증가를 위해 힘을 가하게 된다. 역으로, PV 타입 유체 쿠션의 압력은 갭의 약간의 증가에도 반응하여 크게 증가하며, 결과적으로 균형적인 명목상의 갭이 유지될 수 있도록 갭의 반대쪽으로의 감소를 위해 힘을 가하게 된다. 이러한 반대방향으로의 힘의 작용에 의해 안정적인 균형을 얻게 되 며, 이로써 상기 갭 ε이 정확하게 유지될 수 있다. 또한, PV 타입 클램핑 플랫폼은, 예컨대 참조문헌1에 개시된 바와 같이, 물체의 수직의 비접촉 지지 또는 거꾸로 뒤집히는 등의, "뒤집힘" 또는 수직 셋업의 일부로서 제공될 수 있다.
장치(100)는 하나 이상의 압력 제어 장치를 포함한다. 장치(100)는 주 공급 파이프라인(170)에 배치되어 고압 매니폴드(151)의 압력 레벨을 조절하는 압력 제어 밸브(124)(CV1)를 포함한다. 장치(100)는 주 배출 파이프라인(171)에 배치되어 저압 매니폴드(152)의 압력 레벨을 조절하는 압력 제어 밸브(120)(CV2)를 포함한다. 당업자라면, 장치(100)가 잘 알려져 있는 임의의 다른 적절한 압력 및/또는 진공 제어 장치를 부가적으로 또는 대체하여 포함할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 유체 쿠션 갭 ε은 5μ 내지 100μm의 범위 또는 그 이상으로 될 수 있다. 고압 매니폴드의 압력 레벨은 10밀리바 및 500밀리바 사이로 될 수 있고, 저압 매니폴드의 저압(대기압 아래) 레벨은 5밀리바 및 300밀리바 사이로 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 임의의 다른 적절한 압력 레벨이 이용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 고압 매니폴드(150)의 압력 레벨은 제어 밸브(124)에 의해 증가 또는 감소될 수 있는 반면에 저압 매니폴드(152)의 저압 레벨은 제어되지 않는다. 따라서, 고압 매니폴드(150)의 압력 레벨이 증가될 때 유체 쿠션 갭 ε이 증가되고 고압 매니폴드(150)의 압력 레벨이 감소될 때 유체 쿠션 갭 ε이 감소된다. 이와 다르게, 저압 매니폴드(152)의 압력 레벨이 제어 밸 브(120)에 의해 증가 또는 감소될 수 있는 반면에 고압 매니폴드(150)의 고압 레벨은 제어되지 않을 수 있다. 따라서, 저압 매니폴드(152)의 압력 레벨이 증가될 때 유체 쿠션 갭 ε이 증가되고 고압 매니폴드(150)의 압력 레벨이 감소될 때 유체 쿠션 갭 ε이 감소된다. 양자의 경우들에, 값들(120,124)에 의해 부여된 압력 변화는 미리 결정된 작동 압력 레벨의 수십분의 일까지의 밀리바보다 훨씬 작은 범위로 될 수 있다. 결과적으로, 유체 쿠션 갭 ε은, 미리 결정된 유체 쿠션 명목 갭의 수십분의 일까지의 나노미터의 몇십분의 일의 범위에서 변화될 수 있다. 이 경우들에, AM 조정 메카니즘의 민감도는 고압 매니폴드(150) 또는 저압 매니폴드(152)의 압력 레벨에서 약 1밀리바의 변화 당 몇십분의 일 나노미터로 될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 고압 매니폴드(150) 또는 저압 매니폴드(152) 양쪽의 압력 레벨은 매우 민감한 방식으로 유체 쿠션 갭 ε을 조정하기 위해 증가될 수 있다. 예컨대, 고압 매니폴드(150)의 압력 레벨을 증가시키고 동시에 미리 결정된 테이블에 따라 저압 매니폴드(152)의 압력 레벨을 감소시킴에 의해, 유체 쿠션 갭 ε의 매우 민감한 AM 메카니즘 조정이 형성된다. 이와 다르게, 고압 매니폴드(150)의 압력 레벨을 감소시키고 동시에 임의의 미리 결정된 다른 테이블에 따라 저압 매니폴드(152)의 압력 레벨을 증가시킴에 의해, 유체 쿠션 갭 ε의 매우 민감한 AM 메카니즘 조정이 형성된다. 이러한 동시적인 조정들을 이하 고감도의 갭 ε의 조정(고압 매니폴드(150) 및 저압 매니폴드(152) 양쪽의 압력 레벨에서 약 1밀리바의 변화 당 몇 나노미터)을 제공하는 "차동 조정 모드"라 한다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 장치(100)는 매니폴드(150)에 연결 된 피스톤(160), 및/또는 매니폴드(152)에 유동적으로 연결된 피스톤(162)를 포함한다. 피스톤(160) 및/또는 (162)은 매니폴드(150,152)의 압력 레벨의 일시적인 미세 조정 및/또는 신속한 응답을 제공하도록, 예컨대 제어 유닛(134)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 장치(100)의 제어 유닛(134)은 유체 쿠션 갭 ε을 조정하도록 압력 제어 밸브(120,124) 및 피스톤(160,162)을 제어할 수 있다. 따라서, 장치(100)는, 유체 쿠션 갭 ε을 제어함에 의해, 물체(110)의 대향면(144) 및 위에 장착된 기준 장치(132) 사이의 수직 거리 δ를 전체적으로 제어함으로써, 예컨대, 도1에 도시된 바와 같이, 렌즈(146)를 가진 광학 장치(132)에 대해, 적어도 상기 대향면(144) 부분에 초점을 맞출 수 있게 한다. 당업자라면, 상기 거리 δ는 갭 ε을 감소 또는 증가시킴에 관련하여 증가 또는 감소될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 거리 δ는 상기한 바와 같이 갭 ε의 변화 범위에 대응하는 범위에서 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 매니폴드(150,152)의 압력 레벨의 변화에 대한 상기 거리 δ의 조정 감도는 상기한 바와 같이 갭 ε의 변화 감도에 대응하게 된다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 장치(100)의 제어 유닛(134)은 상기 거리 δ를 제어하는 개방 루프 제어부를 공급하여, 예컨대, 광학 장치와 연관되는 개방 루프 자동 초점 기구 등의, 개방 루프 AM 조정 기구를 성립할 수 있다. 제어 유닛(134)에는 상기 갭 ε의 값 및 매니폴드(150,152)의 압력 레벨의 대응하는 값 사이에, 예컨대 사전에 얻어진 보정 데이터에 기초한 룩업 테이블(LUT)의 형태의 소정 관계가 제공된다. 제어 유닛(134)은 밸브들(120) 또는 (124) 및 피스톤(160,162) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
당업자들이라면, 원하는 정확도로, 기준 장치(132)에 대해 상기 거리 δ를 조정하기 위한 비교적 짧은 반응 시간은, 상기한 개방 루프 AM 조정 장치를 사용함에 의해 이루어진다. 또한, 저 중량 물체(110)가, 그 물체(110)의 질량 만이 이동될 때, 진공 예비 부하 비접촉 플랫폼(102)에 의해 고정되는 경우, 반응 시간이 매우 짧게 될 수 있음을 강조하는 것이 가장 중요하다.
또한, 유닛(134)은, 예컨대 전체적인 비편평부 및/또는 웨이퍼(110) 두께 또는 플랫폼(102)의 대향면(140)에 대응하는 예비적인 측정으로부터 데이터를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 제어 유닛(134)은 상기 거리 δ를 제어하는 폐쇄 루프 제어부를 공급하여, 예컨대, 광학 장치와 연관되는 폐쇄 루프 자동 초점 기구 등의, 폐쇄 루프 AM 조정 기구를 성립할 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 제어 유닛(134)에는 폐쇄 루프 제어가 실행될 때 장치(100)의 제어 유닛(134)에 의해 피드백 데이터를 수신하는 여러 가지 센서 그룹들이 제공된다. 일반성을 훼손시키지 않고, AM 수단에 의한 폐쇄 루프 제어가 실행될 때 프로세스를 제어하고 피드백 신호를 얻기 위해 필요하게 되는, 다음의 센서들이 장치(100)에 대해 포함될 수 있다:
갭 ε를 감지하도록 잘 알려져 있는 바와 같은 근접 센서(136)
거리 δ를 감지하기 위한 잘 알려져 있는 거리 센서(130)
매니폴드(150,152)에서의 압력 레벨을 측정하는 압력 센서
밸브(120)의 위치 상태에 관한 데이터를 수신하는 센서
피스톤(160,162)의 위치 상태에 관한 데이터를 수신하는 센서 및
물체(110)의 두께를 측정하는 센서(도시 안됨)
센서(130) 및/또는 센서(136)는 각각, 예컨대 잘 알려져 있는 바와 같이, 광전자 감지 장치 또는 용량성 감지 장치 등의, 임의의 적절한 광학 또는 다른 비접촉 거리 감지 장치를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 유닛(134)은 임의의 원하는 데이터를 처리할 수 있는 임의의 적절한 알고리즘을 실행할 수 있다. 예컨대, 상기 알고리즘은 종전 작동들의 예비 처리 데이터를 처리할 수 있다. 부가적으로 또는 이와 다르게, 상기 알고리즘은, 예컨대, 지지 플랫폼의 기계적 비편평도에 대응하거나 및/또는 비정밀 장치에 대응하거나 및/또는 물체(100)의 비편평도 및 두께에 대응하는, 예비 데이터를 처리할 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 물체(110)는, 예컨대, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼(110), 플랫폼(102) 및/또는 장치(132)를 측면으로 이동함에 의해, 장치(132)에 대해 측면으로 배치될 수 있다. 상기 장치(132)에 대해 물체(110)의 적어도 일부의 조정은, 물체(110)가 장치(132)에 대한 상대적인 측면 이동 시에 고정되어 있을 때, 상기한 바와 같이 상기 거리 δ를 제어함에 의해 이루어진다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 장치(100)의 원하는 정확도의 조정은 마이크로미터 또는 심지어 수십분의 일 마이크로미터의 오더로 될 수 있다. 이 경우, 주 배출 파이프라인(171)의 출구를 대기압으로 직접 도입할 수 있다. 이 때, 플랫폼(102)의 액티브 면(140)은 참조문헌1에 기재된 바와 같이 PA 타입 유체 쿠션을 발생한다. 따라서, 플랫폼(102)은 물체(110)를 사실상 접촉하지 않고 지지하는 PA 타입 비접촉 지지 플랫폼으로 된다. PA 타입 플랫폼의 통상의 유체 쿠션 갭들은 100-500마이크로미터이다.
물체를 비접촉으로 고정하는 PV 타입 플랫폼의 안정성은 매우 높은 덤핑(예컨대, 매우 안정적인 비접촉 지지가 제공됨)을 특징으로 하는 한편, PA 타입 플랫폼들은, 예컨대, 두께 0.7mm의 얇은 실리콘 웨이퍼 또는 FPD 글라스의 중량이 약 0.2그램/cm2 등의, 저 중량 물체가 지지될 때, (전술한 바와 같은) 안정성 및 정확성에 대해 상당히 감소한 성능을 나타내는 차이점이 있다. 그러나, PV 타입 플랫폼에 의해 매우 무거운 물체가 지지될 때, 물체 중량은 유체 쿠션에 대해 예비 부하로 되고, 결과적으로 안정성 및 정확성에 대한 성능이 상당히 개선된다. 따라서, 무거운 물체를 지지할 때 AM 수단에 의한 거리 조정을 위해 PA 플랫폼의 제공이 가장 추천되며, 정확도는 적어도 수 마이크로미터의 범위로 제한된다. 또한, PV 플랫폼은, 예컨대 얇은 웨이퍼 또는 넓은 포맷의 얇은 FPD 글라스 등의 비편평한 기판 들을 편평화할 수 있는 능력을 갖지만, PA 타입 플랫폼들은 이러한 얇은 기판들을 편평화할 수 없으므로, 물체가 편평하지 않을 때 PV 플랫폼을 이용하는 것이 추천된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 플랫폼(102)은, 예컨대 후술하는 바와 같이 임의의 적절한 플랫폼 형태를 포함할 수 있다.
도2a 및 2b를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라, 각각, 플랫폼 (200) 및 플랫폼 형태(210)에 대응하는 표면(140)의 평면도를 개략적으로 나타내고 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 플랫폼(200)은 둥근 액티브 면(202)을 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 둥근 형태(210)는 하나의 환형 액티브 면을 포함한다. 섹션(212)은 액티브 면의 섹션이다. 섹션(212) 영역은 물체(110)를 전체적으로 지지하기에 충분히 크다. 또한, 상기 형태(210)는 섹션(212)에 대해 하강된 또는 동일한 레벨에 있는, 비액티브 섹션(214)을 포함할 수 있다. 상기 섹션(214)은, 예컨대 섹션(212) 위에 유지된 유체 쿠션에 의해 유도되는, 압력을 감소시키도록, 섹션(214) 위에 축적된 유체를 배출할 수 있는 하나 이상의 배출 구멍(216)을 포함한다. 후술하는 랜딩 기구가 비액티브 섹션(214)에 추가되어, 상기 기구를 구멍들(216) 중 일부에 선택적으로 조합되게 할 수 있다.
당업자라면 본 발명의 다른 실시예들에 따라, 플랫폼(102)에 대해 임의의 다른 적절한 플랫폼 형태가 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 도2c에 도시된 바와 같이 본 발명의 범위에 장방형 플랫폼이 포함된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 장방형 플랫폼(220)은 장방형 액티브 면(222)을 포함한다.
도3을 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른, 장치(300)의 단 면도를 나타내고 있다. 장치(300)는 유체 쿠션(308)에 의해 접촉하지 않고 물체(310)를 지지하는 비접촉 지지 플랫폼(302)을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 플랫폼(302)은, 예컨대, 참조문헌1에 기재된 바와 같이, PV 타입 유체 구션을 유지할 수 있는 AM 형태 등의, PV 타입 비접촉 지지 플랫폼을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에 따르면, 장치(300)의 플랫폼(302)의 액티브 면(340)은, 예컨대, 섹터들(380,381,382)과 같은, 두개 이상의 섹터들로 분할될 수 있다. 구체적으로, 장치(300)는 도1에 도시된 장치(100)와 유사하지만, 그의 액티브면(340)은 두개 이상의 섹터들로 분할되고, AM 수단을 이용함에 의해 상기 섹터들 중 하나 이상을 선택적으로 제어함에 의해, 유체 쿠션 갭 ε의 국부적인 조정을 제공하는 새로운 옵션이 형성된다. 또한, 여러 개의 섹터들로 비접촉 지지 플랫폼(302)의 액티브 면(340)을 분할함에 의해, AM 수단에 의한 기준 장치(332)에 대한 거리 뿐만 아니라, 기준 장치(332)의 기준면에 대한 전체 또는 국부적 방식의 물체(310)의 대향면(344)에 평행하게 조정할 수 있게 된다. 또한, 상기 대향 면(344)에 힘이 가해지는 경우에, 가상의 평면에 대한 물체(310)의 대향면(344)의 편평도를 조정할 수 있게 된다. 또한, AM 수단을 이용하여 물체(310) 상에 국부적인 방식으로 더 복잡한 조작을 실시할 수 있다. 일부 예들은:
대향면(344)의 곡률 조정
대향면(344)에 힘이 가해질 때 힘의 조정
대향면(344)에 힘이 가해질 때, 대향면(344) 위에 균일하게 가해지기 위한 힘의 조정
본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 후술하는 바와 같이, 예컨대 대향면(340) 등의, 물체(310)의 표면(348)의 대응하는 부분 및 플랫폼(302)의 상부면(340) 부분 사이에 유체 쿠션 갭 ε을 국부적 또는 전체적 방식으로 조정하도록 AM 수단에 의해 하나 이상의 상기 섹터들이 동시에 또는 분리되어 제어될 수 있다. 플랫폼(102)(도1)과 유사하게, 플랫폼(302)의 액티브 면(340)의 섹터들(380,381,382) 각각은 다수의 기본 셀들 중 하나를 포함할 수 있고, 각각의 기본 셀은 각 섹터들의 고압 매니폴드(351,355,361)에 각각의 제한 노즐에 의해 유동적으로 연결된 하나 이상의 압력 출구들을 포함하고, 하나 이상의 유체 배출 채널들이 섹터들 각각의 저압 매니폴드(353,357,359)에 유동적으로 연결된다. 장치(100)(도1)와 유사하게, 각 섹터의 고압 매니폴드는 개별적인 주 공급 파이프라인을 통해 압력원(318)에 유동적으로 연결되며, 각 섹터의 저압 매니폴드는 개별적인 주 배출 파이프라인을 통해, 예컨대 진공원(316) 등의 저압 압력원에 유동적으로 연결된다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, AM 수단에 의해 국부적인 방식으로 유체 쿠션 갭 ε을 제어하기 위해, 하나 이상의 압력 제어 밸브들(383,386,388)이 각 섹터의 개별적인 주 공급 파이프라인에 제공되어 각 섹터의 고압 매니폴드의 압력 레벨을 제어하거나, 및/또는 하나 이상의 압력 제어 밸브들(384,385,387)이 각 섹터의 개별적인 주 배출 파이프라인에 제공되어 각 섹터의 고압 매니폴드의 압력 레벨을 제어할 수 있다. 각 섹터의 두개의 매니폴드 중 하나의 압력 레벨을 제 어함에 의해, AM 수단에 의해 유체 쿠션 갭 ε을 국부적인 방식으로 조정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 각 섹터의 양 매니폴드의 압력 레벨을 동시에 제어함에 의해, 민감한 차동 조정 모드를 채용할 때 AM 수단에 의해 유체 쿠션 갭 ε을 국부적인 방식으로 조정할 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 장치(300)에 대해 기술되는 선택적인 배열들과 유사하게 장치(300)에 의해 적용되는 여러 개의 선택적인 배열들이 제공된다. 간단화를 위해, 일부 개조예를 이하에 간단하게 설명한다.
섹터들 중 일부가 커버되지 않았을 때, 섹터들 중 적어도 일부에서, 배출 채널에 유동 제한부를 추가할 수 있다.
섹터들 중 적어도 일부에 대해, 주 배출 파이프라인의 출구를 대기압 상태로 도입하여, 섹터들 중 적어도 일부가 PA 타입 유체 쿠션을 형성하고, 따라서 일부 경우들에 나머지 섹터들이 PV 타입 유체 쿠션을 형성하게 된다.
장치(300)의 매니폴드들 중 적어도 일부에 피스톤을 추가할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 장치(300)은 각 섹터의 주 파이프라인들에 제공되는 압력 제어 밸브를 이용함에 의해 각 섹터의 각 매니폴드에서의 압력 레벨을 제어할 수 있는 제어 유닛(334)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 주 작동 밸브(317,319)가 제어 유닛(334)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 장치(300)는 유체 쿠션 갭 ε을 AM 수단에 의해 국부적 또는 전체적 방식으로 조정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 장치(300)는 지지된 물체의 대향면 부분 및 기준 장치 사이의 거리 δ를 국부적 또는 전체적 방식으로 조정함에 의해, 유체 쿠션 갭 ε을 AM 수단에 의해 국부적 또는 전체적 방식으로 조정할 수 있다. 또한, 유체 쿠션 갭 ε을 AM 수단에 의해 국부적 또는 전체적 방식으로 조정함에 의해, 지지된 물체의 대향면 부분 및 기준면 사이의 평행도를 AM 수단에 의해 국부적 또는 전체적 방식으로 조정할 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 제어 유닛(334)은 기준 장치에 대해, 거리 δ를 자동으로 조정하는 개방 루프 제어 또는 폐쇄 루프 제어를 실행할 수 있다. 제어 유닛(334)은 장치(300)의 각 섹터의 압력 레벨을 제어할 수 있고 장치(100)의 제어 유닛(134)에 대해 기술된 바와 유사한 피드백 센서를 가진다. 제어 유닛(334)은 장치(300) 및 임의의 주변 장치에 제공된 측면 이동 기구를 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 제어 유닛(334)은 기준 광학 장치에 대해, 거리 δ를 자동 포커싱하는 개방 루프 제어 또는 폐쇄 루프 제어를 실행할 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 플랫폼(302)의 각 섹터의 매니폴드에 제공되는 압력 레벨들이 임의의 원하는 공간 및/또는 시간, 계획에 따라 제어될 수 있다. 예컨대, 편평도 및/또는 평행 및/또는 수직 거리 보정, 또는 임의의 다른 예비 처리 레벨링, 또는 임의의 예비 처리 보정을 위해, 국부적 또는 전체적으로 시간 독립적으로 조절된다. 플랫폼(302)의 각 섹터의 매니폴드들에 제공되는 압력 레벨들은, 예컨대, 물체가 정지되었거나 또는 기준 장치에 대해 상대적으로 측면 이동하는 양쪽의 경우들에서, 유체 쿠션 갭 ε을 국부적 또는 전체적으로 조정하도록, 일시적으로, 시간 의존적으로 조절되어 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플랫폼(302)은 후술하는 바와 같이 임의의 원하는 형상 및 크기의 하나 이상의 섹터들을 포함하는 임의의 적절한 소정의 섹터 형상을 포함할 수 있다.
도4a-4f를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 섹터 형태들(400,410,420,430,440,450)에 대응하는 액티브 면(340)의 평면도를 개략적으로 나타내고 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 섹터(400)(도4a)는 외부 섹터(402) 및 내부 섹터(404)를 포함한다. 이 형태는, 예컨대, 섹터(402)의 압력에 대해 섹터(404)의 압력을 증가시킴에 의해 이루어질 수 있는, 구부려진 물체를, 편평하게 하는데 효과적이다. 따라서, 물체(310)가 유체 쿠션에 의해 접촉하지 않고 지지될 때 물체(310)(예컨대, 둥근 웨이퍼)의 상부면의 편평도가 증가될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 형태(410)(도4b)는 액티브 면(340) 위에 물체(310)를 지지하도록 유체 쿠션을 유지하기 위해 제1 섹터(412) 및 제2의 기다란 섹터(414)를 포함한다. 상기 형태(410)는, 예컨대, 슬롯(415)을 따라 반경방향 주사 운동으로 이동하는 광학 장치(332)와 연관되어 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 형태(420)(도4c)는, 각각 액티브 면(340)의 환형 부분에 대응하는 갭을 국부적으로 조정할 수 있는, 다수의 환 형 섹터들(422,424,426,428)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 형태(430)(도4d)는, 각각 액티브 면(340)의 대응하는 반경방향 부분의 액체 쿠션 갭 ε을 국부적으로 조정할 수 있는, 다수의 반경방향 섹터들(431,432,433,434,435,436,437,438)을 포함한다.하나 이상의 반경방향 섹터들이, 예컨대 액체 쿠션 갭 ε의 반경방향 및 환형의 조정을 허용하도록, 하나 이상의 서브 섹터들로 분할될 수 있다. 예컨대, 섹터(431)는 서브 섹터(439a,439b)로 분할될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 형태(440)(도4e)는, 예컨대, 수동 부분(214) 및/또는 하나 이상의 배출구들(216) 등의, 형태(210)(도2a)와 유사한 형상을 포함한다. 상기 형태(440)는 다수의 반경방향 외주 섹터들(442,443,444,445,446,447,448,449)을 포함한다. 예컨대, 하나 이상의 섹터들(441,442,443,444,445,446,447,448)이 (가상 기준면을 포함하는) 기준면에 대해 평행으로 조정을 허용하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 형태(450)(도4f)는 액티브 면(340)의 소정 부분에 대응하는 다수의 분리된 섹터들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 섹터들이, 예컨대 액티브 면(340)의 하나 이상의 대응하는 부분들 위에 분리된 유체 쿠션을 유지하도록 될 수 있다. 이 섹터들은, 예컨대, 장방형 섹터(456), 원형 섹터(452,458,459), 또는 육각형 섹터(454) 등의 임의의 다각형 섹터 등의,임의의 원하는 크기 및/또는 형상의 섹터들을 포함할 수 있다. 분리된 섹터들 사이의 중간 영역들은 액티브 면(340)의 하부 또는 그 면과 정렬될 수 있다.
본 발명에 있어서 각 섹터에 AM 수단에 의해 개별적 제어를 적용함으로써, 또한, 예컨대 기판의 상부면의 국부적 지점에서 광학 장치로의 거리를 조정할 수 있도록 함으로써, 광학 장치의 기준면에 대해 평행 또는 국부적 경사도 동시에 제어할 수 있음을 강조함이 중요하다.
본 발명에 있어서 다수의 기본 셀들(참조문헌1 참조)을 가진 유체 쿠션을 채용함에 의해, 비접촉 플랫폼에 대해, 각 기본 셀 내에서의 큰 유속이 균형적(예컨대, 플랫폼들이 "국부적 균형" 특성일 때)일 때 어떠한 전체적 영향없이 국부적 특성의 매우 균일한 지지 유체 쿠션이 성립된다. 따라서, 예컨대 2X2 미터를 넘는 치수의 넓은 포맷의 FPD 얇은 글라스에 대해서도, 매우 정확하고 안정적인 국부적 특성의 비접촉 지지가 제공된다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예에 따르면, 장치(100)(도1) 또는 (300)(도3)는, 로딩(랜딩) 및 언로딩 시퀀스 중에 물체를 지지하기 위한 "랜딩 메카니즘"을 포함할 수 있다. 도5를 참조하면, 랜딩 메카니즘(500)을 개략적으로 나타내고 있다. 랜딩 메카니즘(500)은, 예컨대 도1 내지 도3을 참조하여 설명된 바와 같은 비접촉 지지 플랫폼(502)에 조합될 수 있다. 랜딩 메카니즘(500)은, 예컨대, 돌출 요소(508)를 가진 3개 이상의 외주 랜딩 핀들(504)을 포함할 수 있다. 랜딩 핀들(504)은 웨이퍼 등의 둥근 물체(506)의 원주를 따라 배치될 수 있다. 핀들(504)은, 예컨대 로딩 및/또는 언로딩 중에, 물체(506) 상에 어떠한 측면으로의 힘도 발생시키지 않고, 플랫폼(502)에 대한 물체(506)의 가능한 수직 이동을 제한할 수 있다. 랜딩 후에, 물체는 플랫폼(502)에 의해 발생된 유체 쿠션에 의해 지지된다. 물 체(506)가 유체 쿠션에 의해 지지될 때, 요소(508)는 예컨대 플랫폼(502) 상부면 1mm 아래로 철회될 수 있다.
이와 다르게 또는 부가적으로, 랜딩 메카니즘(500)은, 예컨대 하나 이상의 하부 랜딩 핀들(520)을 포함할 수 있다. 핀들(520)은 로딩/언로딩 기간 중에 그의 배면을 지지하도록 물체(506) 아래에 배치될 수 있다. 적어도 일부의 핀들(520)은, 잘 알려져 있는 바와 같이, 물체(506)를 고정하도록 진공 패드(도시 안됨)를 포함할 수 있다. 이 경우, 로딩 시퀀스 중에 물체의 측면 위치가 유지될 수 있다.
로딩/언로딩 기간 중에 플랫폼(502)의 매니폴드의 압력 레벨은, (a) 예컨대, 플랫폼(502)의 배출 매니폴드에서의 압력 레벨을 크게 감소시킴에 의해, 플랫폼이 PV 타입 유체 쿠션을 발생할 때 AM 클램핑을 해제하고, (b) 예컨대, 플랫폼(502)의 배출 매니폴드에서의 압력 레벨을 크게 감소시킴에 의해, 또는 플랫폼(502)의 공급 매니폴드에서의 압력 레벨을 증가시킴에 의해, 물체를 상승시키기 위해, 변화될 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예들에 따라, 로딩 및 언로딩 작동에 대한 다른 대안은, 물체를 접촉시키지 않고 플랫폼 위로 플랫폼(502)에 대해 이동시키는 경우 플랫폼(502)에 인접한 비접촉 이송 플랫폼을 이용함에 의해 제공될 수 있다(도11).
본 발명의 실시예에 따르면, 예컨대, 장치들(100)(도1) 또는 (300)(도3) 등의 비접촉 장치는, 예컨대 상기한 바와 같이, 장치의 비접촉 플랫폼의 액티브 면에 수직한 방향으로, 물체를 수직 이동시킬 수 있지만, 예컨대 액티브 면에 평행한 평 면에서, 국부적 또는 전체적으로 유체 쿠션 갭을 조정하는 AM 기구에 대한 어떠한 실질적 방해도 방지하도록, 물체의 어떠한 측면 이동을 방지하는, 임의의 적절한 파지 기구를 제공할 수 있다.
도6a를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 에지 파지 장치(600)의 평면도를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(600)는, 예컨대, 도1 또는 도3을 참조하여 설명된 바와 같이, 비접촉 지지 플랫폼(604)에 의해 지지된 웨이퍼 등의 물체(603)의 원주를 따라, 등간격으로 배치된 3개의 정렬 장치(602)를 포함할 수 있다. 상기 장치(602)는 물체를 플랫폼(604)의 중심에 대해 수평으로 정렬하여, 예컨대, 측면 가속이 발생할 수 있는, 플랫폼(604)의 측면 이동(선형, 평면 또는 원형) 중에, 플랫폼(604)에 대한 물체(603)의 상대적인 측면 이동을 방지할 수 있다.
장치(602)는, 상기한 바와 같이, 예컨대, AM 수단에 의해 유체 쿠션 갭을 조정하는 작동 기간 중에 비접촉 플랫폼에 의해 부여되는 수직력에 대해 상당한 수직력을 부여하지 않고, 물체(603)의 수직 이동을 허용하게 된다. 도6b 및 6c를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 장치(602)의 평면도 및 측면도를 개략적으로 나타내고 있다.
장치(602)는, 예컨대, 측면으로 가속될 수 있는, 플랫폼(604)에 대해 수평으로 동심의 방향으로 물체(603)를 정렬하여, 플랫폼(604)에 대한 물체(603)의 측면 이동을 방지하도록, 베어링(626)에 의해, 유동 휠(624)에 연결될 수 있는 굴곡부(622)에 연결된, 예컨대 푸셔 등의, 수평 배치 기구(620)를 포함할 수 있다. 베어링(626)은 물체(603)의 에지에 대한 유동 휠(624)의 회전을 허용하고, 굴곡 부(622)는 예컨대 AM 수단에 의한 유체 쿠션 갭 조정 중에 상당한 수직력을 발생시키지 않고, 유동 휠(624)의 수직 이동을 허용할 수 있다. 또한, 장치(602)는 굴곡부(622)의 소정 수직 거리 너머로의, 수직 하방 이동을 방지할 수 있는 제한부(628)를 포함할 수 있다. 따라서, 장치(602)는 플랫폼(604)에 대한 물체(603)의 회전 및/또는 수직 이동을 허용하고, 플랫폼(604)에 대한 물체(603)의 측면 이동을 방지할 수 있게 된다.
도7a를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다른 배면 파지 장치(700)의 평면도를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(700)는, 도1 또는 도3을 참조하여 설명된 바와 같이, 비접촉 지지 플랫폼(704)에 의해 지지된 물체(703)의 하부의 소정 위치들에 배치된 하나 이상의 파지 장치(702)를 포함할 수 있다. 상기 장치(702)는 수평으로 가속될 수 있는 플랫폼(704)에 대해 물체(703)의 측면 이동을 방지할 수 있고, 예컨대, 후술하는 바와 같이 AM 수단에 의한 유체 쿠션 갭의 조정 중에 상당한 수직력을 발생시키지 않고, 물체(703)의 수직 이동을 허용할 수 있다.
도7b 및 7c를 참조하면, 장치(702)의 평면도 및 측면도를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(702)는 플랫폼(704) 내측에 장착될 수 있는 선형 베어링 장치(726)에 삽입될 수 있다. 베어링(726)은, 예컨대, 플랫폼(704)의 액티브 면(712)에 수직한 방향으로 상당한 수직력을 발생시키지 않고 장치(702)의 수직 이동을 허용하고, 플랫폼(704)에 대한 물체(703)의 측면 이동을 방지하는 선형 베어링을 포함할 수 있다. 장치(702)는, 예컨대, 파이프(724)를 통해 장치(702)의 공동(721)에 진공을 제공함에 의해, 물체(703)를 파지할 수 있다. 또한, 장치(702)는 진공력에 의한 물 체(703)의 파지 부분의 국부적인 수축을 방지하도록 하나 이상의 지지 핀들(722)을 포함한다. 플랫폼(704) 및 장치(702) 사이에 고정 기구(도시 안됨)가 제공될 수 있다. 고정 기구는, 예컨대, 잘 알려져 있는 바와 같이 기계적 또는 공기 역학적 고정 기구에 기초하고 있다.
일부 예시적인 실시예에 따르면, 베어링(726)은 플랫폼(704)에 대한 물체(703)의 측면 이동을 방지할 수 있는 측면 강도를 가진 환형 공기 베어링 장치로 될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에 따르면, 장치(702)와 연관되어 랜딩 기구(728)가 제공될 수 있다. 랜딩 기구(728)는 두개의 수직 제한부들(731,732)에 의해 제한되는 피스톤(730)을 포함할 수 있다. 상기 기구(728)는 장치(702) 아래에 배치되며, 피스톤(730)이 공기 밸브(733,734)에 의해, 예컨대 로딩 중 또는 언로딩 전의 "상부" 위치 및 랜딩 후의 "하부" 위치 등의, 원하는 수직 위치들로 장치(702)를 수직으로 이동시킬 수 있다. 수직 동작을 원활하게 하도록 댐퍼(도시 안됨)가 제공될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에 따르면, 랜딩 후에, 피스톤(730)의 상부면이 장치(702)와 접촉하지 않고, 예컨대 피스톤(730)이 더 아래로 이동하여 갭(750)이 형성되는 경우 랜딩 기구(728)가 장치(702)와 협력하여 작동하게 된다. 따라서, 장치(702)는 물체가 진공에 의해 고정될 때 물체(703)에 의해 떠 있게 된다. 그러므로, 장치(702)의 중량을 최소화함이 바람직하다.
도7d 및 7e를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 배면 파지 장치(740)의 측면도를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(740)는 웨이퍼 등의 물체(703)의 단면을 파지하는 파지 요소(742)를 포함한다. 예컨대, 상기 요소(742)는 진공 도관(744)을 통해 제공되는, 진공을 이용하여 물체(703)를 파지할 수 있다. 상기 요소(742)는 굴곡부(746)의 제1 단부(747)에 부착될 수 있다. 굴곡부(746)의 제2 단부(749)는 플랫폼(704)에 부착될 수 있다. 도7e는 플랫폼(704)에 대해 다른 위치 및/또는 방위로 플랫폼(704)에 부착된, 3개의 파지 요소들(740)을 포함하는 플랫폼(704)의 평면도를 개략적으로 나타내고 있다. 예컨대, 굴곡부(746)는 물체(703)의 외주에 대해 접선 방향 또는 반경 방향으로 배향될 수 있다. 굴곡부(746)는 플랫폼(704) 아래 또는 옆에 배치될 수 있다. 이 배열은 물체(703)의, 예컨대 비접촉 플랫폼(704)의 액티브 면에 수직한 방향으로 수직 이동을 허용하는 반면에, 유체 쿠션 갭을 국부적으로 또는 전체적으로 조정하는 AM 기구에 대한 임의의 실질적인 방해를 방지하도록, 액티브 면에 평행한 평면에서의, 물체(703)의 측면 이동을 방지할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기한 바와 같은 비접촉 장치는, 예컨대 광학 장치에 의한 물체의 표면의 주사 과정의 일부로서, 광학 장치에 대해 물체를 배치하기 위해, 후술하는 바와 같이, 임의의 적절한 회전 또는 측면 이동 기구를 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이, 파지 요소, 랜딩 기구 및 배열 기구는, 예컨대, 후술하는 바와 같이, 플랫폼을 회전시키거나 또는 측면으로 이동시켜서, 주사 동작을 실현할 수 있게 된다.
도8a를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 비접촉 회전 플랫폼 장 치(800)를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(800)는, 접촉하지 않고 웨이퍼 등의 물체(806)를 지지하도록, 예컨대 도1 또는 도3을 참조하여 설명된 비접촉 플랫폼(804) 및 잘 알려져 있는 화강암 테이블과 같은, 고정 기부(802)를 포함할 수 있다. 플랫폼(804)은 잘 알려져 있는 임의의 지지 기구, 예컨대, 참조문헌1에 기재된 바와 같이, 공기 베어링 또는 기계적 베어링에 의해 지지된 플랫폼 또는 유체 쿠션 지지 플랫폼을 이용하여 기부(802)의 표면 위에 지지될 수 있다. 물체(806)는 플랫폼(804)에 부착된 파지 기구(808)에 의해 측면으로 파지될 수 있다. 장치(800)는, 접촉하지 않고 물체(806)를 지지하는, 기부(802)에 대해 플랫폼(804)을 회전시키는 회전 기구를 포함한다. 예컨대, 장치(800)는 기부(802)에 연결되어 플랫폼(804)의 외주와 접촉하는 구동 휠(810) 및 두개 이상의 유동 휠(812)을 포함한다. 플랫폼(804)은, 모터(도시 안됨)를 이용하여, 구동 휠(810)에 의해 회전될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 예컨대, 플랫폼(802)에 대해 물체(806)의 "중심"을 잡도록, 플랫폼(802)에 대해 원하는 위치에 물체(806)를 배열하기 위해, 플랫폼(802)에 대해 측면으로 이동(통상 수 밀리미터 이동)될 수 있다. 또한, 휠(810)은, 예컨대, 웨이퍼의 노치를 찾도록("노치 파인더"는 잘 알려져 있는 기술임), 플랫폼(802)에 대해 원하는 위치에 물체(806)의 각 위치를 정렬할 수 있게 한다.
도8b를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 비접촉 회전 장치(820)를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(820)는 장치(800)와 많은 점에서 유사하다. 이 장치는 기부(821) 및 기부(821)에 단단하게 연결된 비접촉 플랫폼(822)을 가진다. 물체(826)는, 장치(820)와 유사하게, 요소들(823,824)에 의해 측면으로 고 정된다. 근본적으로, 물체(826)가 고정 플랫폼(822)(장치(800)에서는, 물체 및 플랫폼이 회전함)에 의해 접촉하지 않고 지지되는 경우, 물체(826)의 에지와 접촉하는 구동 휠(824)에 의해 물체(826)가 회전될 수 있다.
도8c를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 비접촉 회전 장치(850)를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(850)는 물체(856)를 지지하는 비접촉 플랫폼(854)을, 예컨대 축(858)을 통해 회전시키는 모터(852)를 포함한다. 플랫폼은 장치(800)와 유사하게 기부(853)에 의해 지지된다.
그러나, 장치(850)는, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, AM 수단에 의해 조정되는 다른 옵션을 나타낸다. 기부(853)는 AM 수단에 의해 조정될 수 있는 유체 쿠션 갭으로 플랫폼(854)을 지지하는 비접촉 플랫폼으로 될 수 있다. 이 경우, 플랫폼(854)은 물체(856)를, 예컨대 접촉된 채 보유할 수 있고 물체(854)와 함께 회전할 수 있다(장치(800)에서는, 물체 및 플랫폼이 회전하지만, AM 수단에 의한 조정은 플랫폼(804)의 액티브 면 및 물체(806)의 배면측 대향면 사이의 유체 쿠션 갭에서 행해졌다).
도8d를 참조하면, 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 회전 장치(860)의 단면도를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(860)는 에지 파지 요소(864)를 이용하여 웨이퍼 등의 물체(868)를 파지할 수 있는 외주 파지 링(862)을 포함하여, 예컨대, 물체(868)가, 물체(868) 상에 수직력을 부여하지 않고, 링(862)에 대한 물체(868)의 측면 이동을 방지하도록 채용된 상기한 가요성 에지 파지 요소에 의해 파지될 수 있다. 링(862) 및 물체(868)는 비접촉 플랫폼(866)에 의해 접촉되 지 않고 지지되며, 구동 휠(865)에 의해 회전될 수 있다. 따라서, 파지 링(862)은 효율적인 고성능 지지용 유체 쿠션을 성립하도록 편평하고 비교적 넓은 하방으로의 대향면을 가지게 된다. 도8a를 참조하여 상기한 바와 유사하게 두개 이상의 유동 휠(도시 안됨)이 추가될 수 있다.
도9a를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 측면 배치 장치(900)를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(900)는 화살표(910)로 나타낸 제어 가능한 평면(XY) 운동 시스템에 연결된, 이동하는 비접촉 플랫폼(904), 및 잘 알려져 있는 화강암 테이블과 같은, 지지 기부(908)를 포함할 수 있다. 플랫폼(904)은, 예컨대 파지 요소(906)를 이용하여, 또는 이와 다르게 하방으로의 보유 진공력의 인가에 의해, 물체(902)와 접촉된 채 보유할 수 있다. 두개의 주 파이프라인(912)(도1에 주 공급 및 배출 파이프라인으로 도시됨)이 유체 쿠션을 발생하도록 플랫폼(904)에 유동적으로 연결된다. 또한, 장치(900)는, 예컨대 그립퍼(906)에 의해, 파지를 제어하는 하나 이상의 제어 채널(914)을 포함할 수 있다. 플랫폼(904)은 아래로 향한 액티브 면을 가지며 따라서 플랫폼(904)의 액티브 면 및 지지 기부(908)의 편평면 사이에 유체 쿠션이 형성된다. 이 경우, 유체 쿠션 갭 제어는 플랫폼(904) 아래에 형성된 유체 쿠션에 가해지는 AM 수단에 의해 제공된다. 플랫폼(904)은 측면으로 배치되어, 예컨대 동작 시스템(910)을 이용하여, 표면(908)에 평행한 평면에서의 측면 운동으로 이동된다.
도9b를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 측면 배치 장치(950)를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(950)는 도8d를 참조하여 상기한 바와 같이, 웨이퍼 등의 물체(954)를 파지할 수 있는 외주 파지 링(958)을 포함할 수 있다. 제어 채널(964)은 파지 링(958)을 제어한다. 또한, 장치(950)는 도1 또는 도3을 참조하여 설명한 비접촉 지지 플랫폼(956)을 포함한다. 두개 이상의 주 파이프라인(962)(주 공급 및 배출 파이프라인)이 제어 채널(964)의 상부면에 유체 쿠션을 발생하도록 플랫폼(964)에 유동적으로 연결된다. 플랫폼(956)은 파지 링(958)에 의해 파지된 물체(954) 및 파지 링(958)을 접촉하지 않고 동시에 지지할 수 있다. 또한 장치(950)는, 예컨대 도9a를 참조하여 상기한 동작 시스템과 유사한, 동작 시스템(960)을 포함하여, 예컨대, 링(958)을 플랫폼(956)의 상부면 위의 평면 운동으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들이 둥근 형태를 가진 물체에 관하여 기술되었지만, 당업자라면 본 발명의 실시예들에 따른 장치는 장방형 형상 등의 임의의 다른 형상, 또는 크기를 가진 물체, 예컨대, 후술하는 바와 같이, 포토리소그라피 과정의 SC 마스크, 또는 검사, 포토리소그라피 또는 임의의 다른 제조 과정 등의 과정 중에 평판 디스플레이(FPD)를 지지하기 위한 넓은 포맷의 AM 플랫폼들에 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도10a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 측면(XY) 배치 장치(1000)를 개략적으로 나타내고 있다. 장치(1000)는 제1의 "X-선형" 이동 시스템(1028), 및 제2의 "Y-선형" 이동 시스템(1018)을 포함한다. 이동 시스템(1018)은 Y 슬라이더(1002,1012)를 따라 이동할 수 있는 캐리지(1010)를 구동하고, 이동 시스템(1028)은 캐리지(1010)에 의해 양 측면에서 지지된 X 슬라이더(1022)를 따라 이동할 수 있는 중앙 캐리지(1020)를 구동할 수 있다. 이동 시스템(1018,1028)은 함께 장치(1000)의 "XY 이동 시스템"을 형성한다. 캐리지(1020)는, 예컨대, SC 포토리소그라피 과정에 대한 마스크 등의 장방형 물체(1030)를 파지할 수 있는 제어 가능한 파지 요소(1024)를 가진 그립퍼(1022)를 포함한다. 물체(1030)는 플랫폼(1040)에 의해 비접촉으로 지지된다. 플랫폼(1040)은 유체 쿠션 갭을 국부적 또는 전체적으로 조정할 수 있다. 물체(1030)는 이동 시스템(1018,1028)에 의해 측면으로 이동되고, 플랫폼(1040)에 의해 접촉되지 않고 지지된다. 또한, 플랫폼(1040)은 X-슬라이더(1022)의 중량을, 적어도 부분적으로, 지지하며, 이를 위해, X-슬라이더(1022)의 하방을 향한 면은 X-슬라이더(1022) 아래의 유체 쿠션을 정확하고 안정적으로 지지할 수 있도록 충분히 넓고 편평해야 한다. 클램핑을 위한 진공 예비 부하 유체 쿠션 등의 매우 큰 공기 역학적 강도(참조문헌1에 기재됨)를 갖는 유체 쿠션을 이용할 때, X-슬라이더(1022)의 전체적인 기능 상의 강도는 X-슬라이더(1022) 자체의 기계적 강도 및 X-슬라이더(1022)를 지지 또는 고정하는 유체 쿠션에 의해 제공되는 부가적 강도의 조합으로 될 것이다.
도10b를 참조하면, 플랫폼(1040)의 액티브 면의 평면도를 개략적으로 나타내며, 플랫폼(1040)은, 예컨대 마스크(1030)의 배면의 조명을 제공하도록 채용된, 구멍(1042)을 포함한다. 이 형태는 마스크(1030)의 배면에 임의의 원하는 추가의 과정을 실행하게 할 수 있다. 플랫폼(1040)은 AM 수단에 의한 유체 쿠션 갭 조정을 제공하도록 중앙 섹터(1044)를 포함할 수 있다. 이와 다르게, 플랫폼(1040)의 전체 액티브 면을 제어함에 의해 전체적인 유체 쿠션 갭 조정이 제공될 수 있다. 양쪽의 경우에, 상기 중앙의 섹터는, 예컨대, 물체 상의 임의의 지점이 장치(1000)의 XY 이동 시스템에 의해 중앙 섹터(1044)에 매우 정확하게 (예컨대, 수 나노미터 이내) 배치될 수 있는 경우에, SC 검사 시스템의 고정 광학 장치 아래의 검사 영역인, "고정 처리 영역"으로 될 수 있다.
일반성을 훼손하지 않고, 상기한 본 발명의 일부 실시예들은, 예컨대, 후술하는 바와 같이, 1.8m x 2.3m "제너레이션-7"FPD 사이즈, 또는 2.3m x 2.6m "제너레이션-8"FPD 사이즈 등의, 큰 치수들을 가진 장방형 FPD 등의, 넓은 물체들에 관한 것이다.
도11a-11d를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른, FPD 패널 등의, 비교적 큰 기판을 배치할 수 있는, 4개의 장치(1101,1102,1103,1104)를 개략적으로 나타내고 있다. 당업자라면 도11a-11d의 장치는 FPD 응용으로 제한되지 않고, 본 발명의 다른 실시예들에 따라, 예컨대, 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 인쇄 판 등의 단단한 매질의 기판들 등의, 임의의 다른 넓은 포맷의 기판을 배치하도록 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 많은 경우들에, 유체 쿠션은 공기 쿠션이다.
먼저, 도11a를 참조한다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 장치(1101)는 FPD 등의 얇고 큰 포맷의 패널(1110)을 지지하도록, 상기한 바와 같이, 넓은 비접촉 지지 플랫폼(1112)을 포함한다. 대부분의 플랫폼(1112)의 액티브 면에서 정확성은 필요없고, 단지 안전한 비접촉 지지(비접촉을 보장함을 의미함) 만을 필요로 한다면, 부정확한 영역들에 대해 PA 타입 유체 쿠션이 채용될 수 있다(참조문헌1에 기재됨). 그러나, 플랫폼(1112)의 기다란 중앙부(1114) 등의 적어도 일부 는, "기다란 프로세스 영역"(도10b에서 주어진 설명과 유사)이라 하는, 상기한 바와 같이(참조문헌1에 기재됨), PV 타입 유체 쿠션이 적용될 수 있는 매우 정확하고 안정적인 영역을 포함할 수 있다. 많은 경우들에, 상기 중앙부(1114) 상에 프로세스 공구가 배치되어, 중앙부(1114)의 중앙선에서의 과정에 작용하게 될 수 있다. 장치(1101)는 패널(1110)을 이송하는 선형적인 구동 시스템(1122)을 포함한다. 그의 에지들(예컨대, 후방 에지 및 선단 에지)에 패널(1110)을 고정하도록 사용될 수 있는, 파지 요소들(1126,1128)(기계 또는 진공 그립퍼)이 플랫폼(1112)에 형성된 하나 이상의 슬롯들(1124)을 통해 구동 시스템(1122)에 연결되지만, 패널(1110)은 그 패널(1110)의 일 에지만이 파지됨에 의해 플랫폼(1112)을 따라 이송될 수 있다. 패널(1110)은 화살표(1120)로 나타낸 방향으로, 전방 및/또는 후방으로 매우 정확하게(예컨대, 수 마이크로미터) 이송될 수 있다. 따라서, 패널(1110)의 상부면의 각 지점은 기다란 프로세스 영역(단면 1114)의 중앙선에 배치될 수 있다. 장치(1101)에 있어서(그리고 장치(1102,1104)에 대해서도), AM 수단에 의한 유체 쿠션 갭 조정은 중앙 섹터(1114)에서 행해진다. 갭 조정은 (a) 예비 보정 조정 동안 (b) 과정 실행 중에 실행될 수 있다.
도11b를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 장치(1102)는, 상기한 바와 같이, 접촉하지 않고 패널(1130)을 지지할 수 있는, 플랫폼(1112)과 유사한 비접촉 지지 플랫폼(1132)을 포함한다. 하나 이상의 정밀한 부분(1124)(플랫폼의 전체 풋프린트를 줄이도록 일부 경우에 하나 이상 제공됨을 의미함), 예컨대, 플랫폼(1132)의 중앙의 기다란 프로세스 영역이 제공될 수 있으며, PV 타입 유 체 쿠션이 적용된다. 상기 장치(1102)는 패널(1130)을 이송하기 위한 구동 시스템(1144)을 포함한다. 패널(1130)은 화살표(1140) 방향으로 예컨대 전방 및/또는 후방으로 X 축에 평행하게 이송될 수 있다. 시스템(1144)은 또한 패널(1130)의 적어도 하나의 에지를 클램프하도록 하나 이상의 측면 그립퍼(1142)를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 단면(1134)의 액티브 면은, 예컨대, 프로세스 공구의 사실상 직선의 기준선에 대해, AM 수단에 의해 국부적인 방식으로 유체 쿠션 갭을 조정할 수 있도록, Y 축을 따라 여러 개의 평행한 섹터들(1136)로 분할될 수 있다. 또한, 각 섹터(1136)가, 예컨대, 단면(1143)의 중앙선 전후에서, X 축에 대해 두개의 서브 섹터로 더 분할되면, AM 수단에 의한 국부적인 유체 쿠션 갭의 조정이 프로세스 공구의 편평한 기준면에 대해 패널(1130)의 대향하는 부분의 평행도 향상을 위해 적용될 수 있다.
이제 도11c를 참조하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 장치(1103)는 상기한 바와 같이 중앙 영역에 제공된, 패널(1150)을 지지할 수 있는, 비접촉 지지 플랫폼(1152)을 포함한다. 장치(1103)는 화살표(1160) 방향으로 전방 및/또는 후방으로 패널(1150)을 이송하는 구동 시스템(1164)을 포함한다. 장치(1103)는 패널(1150)을 고정하는 부동적인 측면 그립퍼(1166)를 포함한다. 측면 그립퍼는 패널(1150)의 에지를 파지하는 하나 이상의 기계적 파지 요소(1168)(이와 다르게 진공 파지 요소가 사용될 수 있다)를 포함한다. 파지 요소(1168)는 슬롯(1153)에 부분적으로 삽입되어, 예컨대, 파지 요소(1168)의 이동이 슬롯(1153)을 따라 한정될 수 있다. 그립퍼(1166)는, 예컨대, 효과적인 유체 쿠션 지지를 발생시키도록, PV 타입 지지면(1152a)의 기본 셀의 치수에 대해 비교적 넓게 될 수 있다. 그립퍼(1166)는 PV 타입 유체 쿠션의 공기 역학적 강도에 관련하여 보다 낮은 기계적 강도를 갖는 가요성 구조로 형성될 수 있으며 따라서 플랫폼(1152)의 상부면을 따라 이동하게 된다. 그립퍼(1166)는, 예컨대, 선형적 구동 시스템에 의해 슬라이더(1164)를 따라 이동하는 바와 같이, X 축을 따라 구동되는 캐리지(1162)에 연결부(1165)를 통해 연결될 수 있다. Y 축 사전 정렬 또는 정합을 위한 목적으로, 플랫폼(1152)은 패널(1150)의 측면 에지를 기준 핀들에 대해 미는 하나 이상의 밀어서 정렬하는 요소들(1158)이 제공되거나 또는 이와 다르게 대향하는 에지들에서 다른 측면 요소들을 이용할 수 있다(대향 요소들은 도면에 도시되지 않았다). 상기 요소들(1158)은, 예컨대, 스프링 또는 휨을 이용하여, 패널(150)에 제한된 측면의 힘만이 가해지는 방식으로 설계될 수 있다. 또한, 장치(1103)는 유체 쿠션 갭 조정을 허용하도록 되어 있다. 상세한 내용은 도11a 및 11b에서 설명되었다.
이제 도11d를 참조한다. 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 장치(1104)는 상기한 바와 같이 중앙 영역에 제공된, 패널(1170)을 지지하기 위한, 비접촉 지지 플랫폼(1172)을 포함한다. 패널(1170)은, 그 패널을 구동하는 부동적인 선단 에지 그립퍼(1186)에 의해 파지되어, 화살표(1180)로 나타낸 바와 같이 전방 및/또는 후방으로 X 방향을 따라 이동한다. 그립퍼(1186)는, 부분(1174)에 의해 적어도 부분적으로 지지될 때, 효과적인 유체 쿠션 지지를 발생시키도록, PV 타입 지지면(1152a)의 기본 셀의 치수에 대해 비교적 넓게 될 수 있다. 따라서, 그립퍼(1186)는, 부분(1174)에 의해 적어도 부분적으로 지지될 때, 부분(1174)의 PV 타 입 유체 쿠션의 공기 역학적 강도에 대해 그의 기능적(유효) 강도가 상당하게 연관된 경우 일반적으로 가요성(비교적 얇은 것을 의미함) 및 저 중량 구조로 형성될 수 있다. 선단 에지 그립퍼(1186)는 슬라이더(1184) 위로 이동하는 캐리지(1182)에 의해 X 방향을 따라 구동된다. 이와 다르게, 선단 에지 그립퍼(1186)가 하부측 선형 이동 시스템(1196)에 슬롯(1190)을 통해 연결되는 경우 플랫폼(1172)의 하부 측에 선형 이동 시스템이 적용될 수 있다. 또한, 장치(1104)는 유체 쿠션 갭 조정을 허용하도록 되어 있다. 상세한 내용은 도11a 및 11b에서 설명되었다.
도12a는, 그의 대향하는 표면에서 프로세스가 실행되고 양호하게 기능하는 프로세스를 성립하도록 전체적 또는 국부적 방식으로 정확한 제어 또는 사전 보정이 필요한 경우에, 패널 디스플레이(잘 알려져 있는 OLED)의 가요성 매체, 종이 또는 판지, 플라스틱 매체 및 재료들 또는 임의의 다른 편평하고 가요성의 물체(가요성 매체(1202)라 함) 등의 롤 투 롤(roll to roll) 응용에 대해 AM 거리 조정을 제공하는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 장치(1200)를 나타내고 있다. 이러한 장치는 제조 또는 기계 및 검사 및 테스트 시스템 수리 프로세스를 실행하는 데 유용하다. 장치(1200)는 가요성 매체(1202)를 클램핑 또는 지지하도록 PV 타입 또는 PA 타입 플랫폼(1201)을 가진다. 적어도 하나의 섹터를 가지는, 상기 플랫폼(1201) 및 매체는, 수평면에 대해 0-180도로 될 수 있는 임의의 각 α로 배향될 수 있다(예컨대, 뒤집힌 위치 포함). 예컨대 광학 장치(1202) 등의, 대향하는 프로세스 공구가 매체(1202)에 수직하게 배치된다. 가요성 매체(1202)는 공급 로울러에서 수거 로울러(도면에 도시 안됨)로 이송되며, 매체 이송은 그의 후면에서 매체와 접촉하 는 안내 실린더(1220)를 회전시킴에 의해 재배향될 수 있다. 대부분의 경우 매체는 공급 로울러 및 수거 로울러(T자로 나타냄) 사이에서, 장력이 있는 상태로 유지된다(시간에 대해 균일하고 안정적인 것이 바람직함). 장치(1200)의 플랫폼(1201)은 장치(1210)에 대한 매체(1022)의 대향면 사이의 거리를, 전체적 또는 국부적으로, 조정할 수 있다.
매체(1202)의 장력이 안내 실린더(1220)에 의해 영향받게 되면, 도12b에 도시된 바와 같이 비접촉 원통형 안내 판(1230)을 조합시키도록 선택할 수 있다. 이러한 안내 판들은 실제로 부가적인 비접촉 플랫폼들(참조문헌1 PA 및 PV 참조)이다. 상기 비접촉 원통형 안내 판들(123)은 고정되며 매체 장력에 영향을 미치지 않는다.
그러나, (가요성 매체에 대해서 뿐만 아니라, 일반적 물체에 대해서도), 일부 경우에, (기준 요소 또는 가상의 기준에 대한 유체 쿠션의 갭 또는 거리 또는 평행도를 조정할 수 있는), 비접촉 플랫폼(1201)은 역시 상기 플랫폼과 대향하는 매체 표면 상에서 프로세스를 실행할 수 있도록 서비스 구멍들(도시 안됨)을 가질 수 있다. 또한, 프로세스를 보조하기 위한 프로세스 공구들 또는 공구들(예컨대, 조명, 세정, 가열 또는 광학 검사 시스템)이 플랫폼과 대향하는 표면에 채용될 수 있다. 또한, 비접촉 안내 실린더 또는 임의의 다른 비접촉 지지 및 비접촉 플랫폼이 사용될 때, 전면이 플랫폼(1201)을 향하고 있는 물체의 후면 또는 전면에서 프로세스를 실행할 수 있다(예컨대, 전면은 미소 전자학 패턴이 존재하고, 따라서 어떠한 접촉의 부여도 허용되지 않는다). 또한, 일부 경우 플랫폼(1201) 자체가 프로 세스를 실행할 수 있는 한편, 플랫폼 및 물체 사이의 갭은 국부적 또는 전체적으로 조정되는 점이 가장 중요하다. 이러한 경우들의 일부 예들이 일반적으로 화학제의 사용을 포함하는, 가열, 냉각, 건조, 세정, 또는 유체 처리 등이다.
도13a는, (광학 장치(1330) 등의) 기준 요소에 대해 국부적 또는 전체적 AM 거리 및/또는 평행도 조정을 제공하거나, 또는 매체 자체의 국부적 또는 전체적 편평도 제어를 제공하는, 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른, 장치(1300)를 나타내고 있다. 장치(1300)는 플랫폼(1320)의 하나 이상의 섹터의 하나 이상의 파이프(1231)를 통해 가압 유체를 공급하는 비접촉 지지 플랫폼(1320)을 포함하고, 유체는 플랫폼(1320)의 하나 이상의 섹터의 하나 이상의 파이프(1232)를 통해 배출되며, 따라서 플랫폼(1320)은 PA 타입 비접촉 지지 유체 쿠션을 형성한다. 파이프(또는 파이프들)(1232)은 진공원에 연결될 수 있고, 따라서 플랫폼(1320)은 PV 타입 비접촉 고정 유체 쿠션을 형성한다. 다수의 파이프들이 플랫폼(1320)의 다수의 섹터들에 연관되어 있다. 하나 이상의 압력 제어 밸브(도시 안됨)가 하나 이상의 파이프(1231) 또는 파이프(1232)에 삽입된다. 플랫폼(1320)은 물체(1301)를 접촉하여 보유 또는 지지하는 중간 판(1310)을 지지한다. 파이프(1311)가 진공원에 연결되는 경우에, 예컨대, 정전기 척을 사용하여, 또는 진공의 하방 보유력을 인가함에 의해, 보유할 수 있게 된다. 중간 판(1310)이 물체(1301)를 보유하고 있을 때, 전체의 기계적인 강도 또는 두개의 연결된 요소들(중간 판(1310) 및 물체(1301))의 강도는 크게 증가될 수 있다. 특히, 이는 물체(1301)가 매우 얇은 경우에 (예컨대, 50마이크로미터 실리콘 웨이퍼) 매우 중요하다. 도13a에 기준 요소(1330)가 도시되 어 있지만, 많은 다른 작동 모드에서는 이러한 기준은 단지 가상의 기준으로 됨을 주지해야 한다. 이러한 모드는 물체(1301)의 대향면의 원하는 굴곡의 형성 또는 물체(1301)의 대향면의 편평도 향상, 또는 물체 상에 가해지는 힘의 균형, 또는 힘의 제어를 위해, 물체의 편평도의 조정을 포함한다.
도13b는, 장치(1300)와 유사하지만, 중간 판(1350) 자체가 비접촉 플랫폼(1370)(AM 수단에 의해 국부적 또는 전체적으로 제어되는 갭 ε1을 가짐)에 의해 지지되는 바와 같이 접촉하지 않고(갭 ε2을 가짐) 물체(1351)를 지지 또는 고정할 수 있는 비접촉 플랫폼으로 되는, 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른, 장치(1350)를 나타내고 있다. 파이프(1361)를 통해 가압 유체가 제공되어 접촉하지 않고 물체(1351)를 지지하는 PA 타입 유체 쿠션을 형성한다. 배출 파이프(1362)를 대기압 아래의 소스에 연결할 때, 접촉하지 않고 물체(1351)를 고정하는 PV 타입 유체 쿠션이 형성된다. 또한, 압력을 조정함에 의해(예컨대, 가압된 공기 공급에서 진공 흡입으로) 비접촉 지지에서 접촉 보유로 절환할 수 있는 옵션이 있다.
도14a는, 제1 비접촉 플랫폼(1410)이 제2의 대향하는 비접촉 플랫폼(1420)과 마주보고 있는, 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른, 장치(1400)를 나타내고 있다. 플랫폼(1410,1420)은 서로 대칭으로 대향하며 서로 평행하다. 대부분의 경우 상기 플랫폼들은 동일하며 서로 대향하는 유사한 섹터들을 가진다. 고정 또는 이동되는, 물체(1430)는 그의 양측면들에서, 플랫폼(1410)에서 유체 쿠션 갭 ε1을 그리고 플랫폼(1420)에서 유체 쿠션 갭 ε2을 두고, 비접촉으로 보유된다. 따라서, 두개의 대향하는 플랫폼 사이의 설정 거리는 물체(1430)의 유체 쿠션 갭 ε1+ ε2 의 물체(1430)의 명목상의 두께에 의해 결정된다. 일부 경우들에, 예컨대 실제로 상부 플랫폼(1420)만이 PV 타입 유체 쿠션에 의해 물체를 고정하고 따라서 AM 조정 수단에 대한 지배를 하게 되고, 플랫폼(1410) 아래의 제2 플랫폼은 로딩/언로딩 및 안전을 위한 이유로 작용하게 됨을 의미하는, 플랫폼의 작용상의 지배를 분리시킬 수 있도록 부가적인 분리 거리가 추가될 수 있다. (1421) 등의 구멍들은 플랫폼(1420)에 (또는 양 플랫폼들에) 형성되어, 도14a에 도시된 바와 같이, 물체(1430)의 대향면으로의 접근 또는 관찰(광학 장치(1440)가 물체(1430)의 상부면을 주사함)을 용이하게 한다. 일부 경우에, 물체(1430) 상으로의 국부적인 굽힘력을 피하도록, 공기 역학적 방식으로 활성이 아닌 프로세스 영역(1411)이 제공될 수 있다.
도14b는 도14a에 도시된 장치(1400)와 유사한 양측면 비접촉 장치(1450)를 나타내고 있다. 또한, 플랫폼(1410,1420)은 히터(1412,1422)를 포함한다. 또한, 도14b는 장치(1450)의 출구 영역(1480)에, 프로세스 공구(광학 장치(1440) 등)를 배치할 가능성을 나타내고 있다.
일부 경우들에, 상기 플랫폼들은 여러 가지 방식들로 유사하지 않게 될 수 있다. 예컨대(일반성을 훼손하지 않고),
하나의 플랫폼이 제2 것보다 크다.
두개의 플랫폼들 중 하나 이상이 PA 타입 유체 쿠션을 발생할 수 있다(그리 고 양쪽이면-PP 타입 양측면 장치가 형성된다).
두개의 플랫폼들 중 하나 이상이 PV 타입 유체 쿠션을 발생할 수 있다(그리고 양쪽이면-PV-PV 타입 양측면 장치가 형성된다).
하나 또는 양 플랫폼들이 섹터들로 분할된 액티브 면들을 가지거나, 또는 하나 만이 섹터들로 분할되거나, 또는 양 플랫폼들이 섹터들을 갖지 않는다.
일부 경우들에, 플랫폼(1420,1410)의 섹터들이 동일하지 않다.
일부 경우들에, 동일 액티브 면의 하나 이상의 섹터에 다른 섹터들에 적용된 유체 쿠션에 대해 다른 타입의 유체 쿠션이 제공된다.
일부 경우들에, 상기 플랫폼들의 하나 이상의 섹터만이 AM 수단에 의해 제어되고 일부 다른 경우들에 양 플랫폼들 중 하나 이상의 섹터가 AM 수단에 의해 제어된다.
일부 경우들에, AM 수단에 의해 ε1 및 ε2이 국부적 또는 전체적으로 조정되거나, 또는 일부 다른 경우들에, AM 수단에 의해 ε1 또는 ε2 중 하나가 국부적 또는 전체적으로 조정된다.
일부 경우에, 각 플랫폼의 섹터들에 공급되는 (대기압 아래의 압력 레벨을 포함하는) 압력 레벨이 제2 플랫폼에 공급되는 압력 레벨과 다르다.
일부 경우들에, 두개의 플랫폼들 사이의 지배권을 절환하도록 작동 시퀀스 중에 압력 레벨이 변화될 것이다.
도15는 AM 수단에 의해 광학적 포커싱을 허용하는, 본 발명의 또 다른 예시 적인 실시예들에 따른, 장치(1500)를 나타내고 있다. 경량의 최적의, 보유 장치(1501)는 광학 장치(1502)를 보유한다. 상기 보유 장치는 얇고 편평한 하방 대향면을 가지며 단단하고 안정적인 지지부를 가진 비접촉 플랫폼(1503)의 대향 액티브 면에 의해 발생되는 PV 타입 유체 쿠션에 의해 지지된다. 플랫폼(1503)은 물체(1510)의 상부면을 볼 수 있게 하도록 구멍을 가진다. 플랫폼(1503)의 액티브 면은, 예컨대 도4e에 도시된 바와 같이, 여러 개의 섹터들로 분할되어, 물체(1510)의 상부면의 지점에 대한 광학 장치(1502) 사이의 거리의 포커싱을 허용하고, 물체(1510)의 상부면 및 광학 장치(1502)의 기준면(보는 방향에 대해 수직) 사이의 평행도를 국부적 또는 전체적으로 조정할 수 있게 된다. 일반적으로, 광학 장치가 사용될 수 있지만, 임의의 다른 유용한 장치들이 사용될 수 있고, 일부 경우들에 요소(1502)는 공기역학적으로 작용하며 하방으로 향해 있고 장치를 보유하는 플랫폼으로 되며, 또한 요소(1503)는 상방으로 향한 편평한 면을 가진 단단하고 안정적인 지지 요소로 될 수 있다.
본 발명의 모든 장치 및 장치 형태들에 따르면, 본 발명의 모든 장치들의 본질적인 기능은 물체를 제어 가능하게 비접촉으로 지지하는 것이다. 또한, 제어라는 용어는 AM 수단에 의해 유체 쿠션 갭을 조정하는 수단을 의미한다. 또한, AM 수단(공기 역학 또는 유체 역학적 AM 스탠드)은 물체를 지지하는 비접촉 플랫폼의 하나 이상의 섹터의 하나 이상의 매니폴드들의 압력 레벨을 조절하는 것임을 이해하기 바란다. 이는 임의의 압력 제어 밸브의 제어에 의해, 또한 매니폴드에 삽입되어 제공되는 임의의 피스톤에 의해 행해진다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 본 발명에 대한 장치들은, 대부분 호스팅 시스템들과 결합되도록 설계된 비접촉 플랫폼을 가진다. 이 플랫폼은 이하의 목적들(예컨대, 유체 쿠션 갭 조정의 선택들)에 대해 전체적 및/또는 국부적 방식으로 유체 쿠션 갭 조정을 허용하기 위해 개별적으로 제어되는 여러 개의 섹터들로 분할되는 액티브 면을 가진다 :
물체의 상부면 또는 하부면(예컨대, 액티브 면에 대향하는), 또는 그의 단면을, 지지 플랫폼의 액티브 면에서 원하는 거리(예컨대, 유체 쿠션 갭)에 있도록 조정한다.
물체의 상부면, 또는 그의 단면을, 플랫폼 위에 위치하는, 프로세스 공구(예컨대, 광학 장치)의 라인 또는 기준점에서 원하는 거리에 있도록 조정한다.
지지 플랫폼에 가상으로 부착될 완전 편평한 기준 면에 대해 물체의 상부면 또는 하부면의 편평도를 조정한다.
물체의 상부면을 플랫폼 위의 프로세스 공구(예컨대, 세정 헤드 또는 슬릿 코팅기 디스펜서 또는 측면 이동 광학 장치)의 편평한 기준면에 평행하게 되도록 물체의 상부면을 조정한다.
플랫폼 위의 프로세스 공구의 편평한 기준면에 평행하게 되도록 물체의 상부면을 조정한다.
상기 마지막 두가지 조정 조건을 동시에 행한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 본 발명에 대한 장치들은 상기 장치에 의해 채용되는 다른 임무들(예컨대, 유체 쿠션 갭 조정 목적 이외)을 가질 수 있다. 일 반성을 훼손하지 않고, 일부 추가의 임무들이 프로세스를 보조할 수 있다. 예컨대
본 발명에 대한 장치는 추가의 가열 또는 냉각 요소들에 의해 프로세스를 보조할 수 있다.
본 발명에 대한 장치는 추가의 조명원에 의해 프로세스를 보조할 수 있다.
본 발명에 대한 장치는 추가의 프로세스 제어 센서들에 의해 프로세스를 보조할 수 있다.
본 발명에 대한 장치는 추가의 조명원에 의해 프로세스를 보조할 수 있다.
일반성을 훼손하지 않고, 일부 추가의 임무들이 프로세스 공구의 본질적 임무들로 될 수 있다. 예컨대
본 발명에 대한 장치는 열 프로세스를 실행할 수 있다.
본 발명에 대한 장치는 습식 세정 또는 건식 세정 프로세스(화학제가 포함됨), 및 물체 건조를 실행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 많은 경우들에 유체 쿠션이 공기 쿠션으로 될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들이 유체로서 공기를 이용하는 비접촉 지지 플랫폼을 참조하여 설명되었지만, 당업자라면 임의의 다른 적절한 기체, 예컨대 질소, 아르곤 또는 헬륨 등이, 잘 알려져 있는 D.I. 워터 또는 심지어 화학제 등의 액체와 마찬가지로, 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 물체 및 플랫폼의 액티브 면 사이에 형성된 유체 쿠션은, 예컨대 프로세스 중에 유체 쿠션 환경에서 (웨이퍼 등의) 물체의 전방 측 환경을 접촉하지 않고 분리시키도록, AM 수단에 의해 동적으로 분리될 수 있다. 이는, 예컨대, 플랫폼의 에지에서 진공 흡입을 채용함에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 비접촉 지지 플랫폼은, 예컨대, D.I. 워터 등의 액체를 사용하여, 예컨대 액체에 침지될 때 물체 상에 프로세스가 적용되는 등의, 액체 환경에서 실행되는 프로세스 중에, 물체를 지지하기 위한 워터 쿠션을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 장치는, (a) 대기압 조건에서, (b) 대기압 조건에 비해 상당히 더 높은 압력 조건에서, (c) 약 10밀리바 이상(절대 압력)의 진공 레벨 등의, 진공 조건에서 작동되는 프로세스 기계의 일부로서 사용될 수 있다.
당업자라면 AM 수단에 의한 유체 쿠션 갭의 국부적 또는 전체적 조정이 어떠한 제어 시스템, 예컨대 시스템의 수동의 사전 보정 또는 서비스 작동 중의 시스템의 수시 보정 등이 없이 행해질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러나 대부분의 경우 AM 수단에 의한 유체 쿠션 갭의 국부적 또는 전체적인 자동 제어를 허용하고 또한 프로세스와 연관된 제어 임무들 또는 물체의 이동 시스템을 제어하도록 제어 유닛이 제공된다. 일반성을 훼손하지 않고 일부 상황들에서 자동으로 제어되는 프로세스가 채용된다:
예컨대, 검사 시스템 또는 포토리소그라피 시스템의 AM 자동 포커싱 시스템을 성립하도록, 동작이 정확하게 제어될 때 물체가 비접촉 플랫폼에 의해 지지되어 정지 또는 측면으로 이동되는 경우, 기준 공구에 대한, 물체의 표면 또는 물체의 단면의 거리 및/또는 평행도를, 유체 쿠션 갭을 국부적 또는 전체적 조정하는 AM 수단에 의해, 매우 정확하게(예컨대, 특수 프로세스 요구에 대해) 자동으로 제어한다.
예컨대, 비접촉 플랫폼에 의해 균일하게 가열하기 위한 갭 제어 등의, 동작이 정확하게 제어될 때 물체가 비접촉 플랫폼에 의해 안정적으로 지지되어 정지 또는 측면으로 이동되는 경우, 물체의 표면 또는 물체의 단면의 표면 편평도 또는 플랫폼 자체의 액티브 면에 대한 거리(예컨대, 유체 쿠션 갭)를, 유체 쿠션 갭을 국부적 또는 전체적 조정하는 AM 수단에 의해, 매우 정확하게(예컨대, 특수 프로세스 요구에 대해) 자동으로 제어한다.
당업자들이라면 본 발명에 따른 AM 수단에 의한 유체 쿠션 갭의 국부적 또는 전체적 조정이 다음의 양태들에서 고성능을 제공하기 위한 목적으로 됨을 알 수 있을 것이다:
거리 조정을 위한 고 정확도 및 고감도 유체 쿠션 갭 제어
물체의 표면의 편평도 또는 평행도를 조정하기 위한 고 정확도 및 고감도 유체 쿠션 갭 제어
물체의 질량, 또한, 광 처리 요소들만이 적용되는 사실로 인해 시간 반응을 크게 개선함에 의해 향상되는 동적 성능
고도의 정확한 배치(예컨대, 물체의 측면 위치)
일반성을 훼손하지 않도록, 당업자라면 본 발명에 대한 비접촉 지지 플랫폼의 사용은 임의의 상대적 물체의 처리를 목적으로 하고 있음을 알 수 있을 것이다. 그러나, 특히 대부분의 본 발명의 장치들은 얇고 비교적 넓으면서, 편평한, 예컨대 SC 웨이퍼 또는 FPD 기판, 어느 정도 가요성 있는 물체들 등의 물체를 접촉하지 않고 지지 또는 고정하기 위한 목적을 갖고 있다.
당업자라면 비접촉 지지 플랫폼의 사용은, 예컨대, 스크래치 또는 임의의 손상에 연관된 미끌림 등의 임의의 기계적 손상 방지, 및 후면 입자 오염 및 ESD 연관 손상을 방지하는 등의, 웨이퍼의 지지된 표면이 지지 플랫폼과 접촉되는 경우 발생할 수 있는 손상을 방지할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
상기한 본 발명이 예컨대 주로 광학적 배향의 프로세스들인, 포토리소그라피 프로세스 또는 검사에 관한 것이지만, 당업자라면 본 발명의 장치가, 예컨대, MEMS, 광학 및/또는 글라스 프로세스 등의, SC 또는 FPD 산업에 연관되지 않은 코팅 프로세스, 열 프로세스, 또는 임의의 다른 프로세스들에 의해 실행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 장치는 SC 및 FPD 산업에 포함되지 않는 임의의 금속 또는 비금속 재료들을 정확하게 처리하거나 또는 광학 장치를 정확하게 지지하기 위해, 프린팅 또는 프레스 기계 등의 다른 프로세스들에도 사용될 수 있다.

Claims (72)

  1. 사실상 편평한 물체의 대향면상에 광학 장치를 포커싱하는 방법으로서:
    상기 편평한 물체를 다수의 압력 출구와 다수의 유체 배출 채널을 가지는 제1 플랫폼에 지지하는 단계와,
    하나 이상의 매니폴드의 체적을 변경하는 단계와,
    상기 제1 플랫폼과 상기 물체 사이의 갭을 조정하도록 상기 하나 이상의 매니폴드의 압력 레벨을 제어하여, 상기 물체의 대향면상에 광학 장치를 포커싱하는 단계를 포함하며,
    상기 압력 출구는 각각 압력 유동 제한부를 통해서 고압 매니폴드에 연결되어 있으며, 상기 고압 매니폴드는 주 공급 파이프라인을 통해 가압된 유체 공급부에 유동적으로 연결되어 있으며,
    상기 다수의 유체 배출 채널은 저압 매니폴드에 연결되어 있으며, 상기 저압 매니폴드는 주 배출 파이프를 통해서 저압 소오스에 연결되어 있으며,
    하나 이상의 압력 제어 밸브는 하나 이상의 매니폴드의 압력 레벨을 제어하도록 제공되어 있는, 광학 장치를 포커싱하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 폐쇄 또는 개방 제어 루프용 피드백 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 광학 장치를 포커싱하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 플랫폼에 대향하는 제2 플랫폼이 더 제공되고, 상기 제2 플랫폼은 다수의 압력 출구와 다수의 유체 배출 채널을 가지며, 상기 압력 출구는 각각 압력 유동 제한부를 통해서 고압 매니폴드에 연결되어 있으며, 상기 고압 매니폴드는 주 공급 파이프라인을 통해서 가압 유체 공급부에 연결되어 있으며, 상기 다수의 유체 배출 채널은 저압 매니폴드에 연결되어있으며 상기 저압 매니폴드는 주 배출 파이프라인을 통해서 저압 소오스에 연결되어 물체의 이중 측면 지지부를 형성하는, 광학 장치를 포커싱하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 물체를 볼 수 있도록 상기 플랫폼중 하나에 구멍을 제공하는 단계를 더 포함하는, 광학 장치를 포커싱하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 플랫폼은 상기 물체에 프로세스를 실행하는 장치의 일부인, 광학 장치를 포커싱하는 방법.
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