KR101234182B1 - 액추에이터, 위치설정 시스템 및 리소그래피 장치 - Google Patents

액추에이터, 위치설정 시스템 및 리소그래피 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101234182B1
KR101234182B1 KR1020100092526A KR20100092526A KR101234182B1 KR 101234182 B1 KR101234182 B1 KR 101234182B1 KR 1020100092526 A KR1020100092526 A KR 1020100092526A KR 20100092526 A KR20100092526 A KR 20100092526A KR 101234182 B1 KR101234182 B1 KR 101234182B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
actuator
electrical coil
freedom
degree
Prior art date
Application number
KR1020100092526A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110033075A (ko
Inventor
스벤 안토인 요한 홀
안토니우스 프란시스쿠스 요한네스 데 그로트
테오도루스 페트루스 마리아 카데
마린 케셀스
다니엘 고트프리트 엠마 호벨렌
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. filed Critical 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Publication of KR20110033075A publication Critical patent/KR20110033075A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101234182B1 publication Critical patent/KR101234182B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 대상물 상에 힘 및 토크를 가하는 액추에이터에 관한 것으로, 상기 액추에이터는, 적어도 제 1 자유도로 상기 제 2 부분에 대해 이동가능한 제 1 부분을 포함하고, 상기 대상물은 상기 제 1 부분에 장착되며, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 하나에는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 다른 하나의 자기화가능부와 연동하도록 구성되는 제 1 전기 코일이 제공되고, 액추에이터의 제어기가 상기 제 1 코일을 통해 제 1 전류를 발생시켜 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 힘을 발생시키도록 배치되며, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 하나에는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 다른 하나의 자기화가능부와 연동하도록 배치되는 제 2 전기 코일이 제공되고, 상기 제어기는 또한 상기 제 2 전기 코일을 통해 제 2 전류를 발생시키고 제 1 전기 코일을 통해 제 1 전류를 발생시켜 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 상기 힘 및 토크를 가함으로써 상기 액추에이터가 상기 제 2 부분에 대해 상기 대상물 상에 상기 힘 및 토크를 가하도록 배치되게 한다.

Description

액추에이터, 위치설정 시스템 및 리소그래피 장치{ACTUATOR, POSITIONING SYSTEM AND LITHOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 대상물(object) 상에 힘과 토크를 가하도록 구성되는 액추에이터에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 통상적인 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행한 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
당 업계에서 잘 알려진 액추에이터의 타입에는 "자기저항 액추에이터(reluctance actuator)"이다. 자속은, 예를 들어 코일을 통해 전류를 인가함으로써 발생될 수 있으며, 자속의 경로는 주변 재료들의 자기저항에 종속적인 루프를 형성한다. 자속은 최소 자기저항의 경로 주위에서 집중된다. 저-자기저항 재료들에서의 자속의 집중화(concentration)는 강한 일시적 극들(temporary poles)을 형성하고 보다 큰 자속의 영역을 향해 재료들을 이동시키려는 기계적 힘들을 발생시켜 인력을 유도한다. 또한, 자기저항 액추에이터들은 저비용으로 매우 높은 전력 밀도를 가져 여러 응용례들에 대해 이상적인 것으로 알려져 있다. 높은 전력 밀도의 액추에이터는, 예를 들어 리소그래피 장치에 이용될 수 있는 한편, 미국특허 US 7,352,149에서 제안된 바와 같이 마스크 스테이지를 가속 및 감속시킬 수 있다. 하지만, 디자인과 제어가능성 모두에 있어서의 본질적인 복잡함으로 인해 자기저항 액추에이터들의 이용이 제한되어 왔으며, 이는 높은 전력 밀도 액추에이터의 개념을 가져오지만, 가령 잘 알려진 보이스 코일 액추에이터과 비교하여 정확성이 떨어진다.
본 발명의 목적은 대상물 상에 힘과 토크를 가하도록 구성되며, 디자인과 제어가능성 모두가 개선된 액추에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 개선된 제어가능성을 갖는 경량 액추에이터가 제공된다. 일 실시예에서, 액추에이터의 부분들 중 하나에는 다른 부분의 자기화가능한 부분과 연동하도록 구성되는 제 2 전기 코일이 제공된다. 일 실시예에서, 액추에이터 제어기는, 제 2 부분에 대하여 대상물 상에 힘과 토크를 가할 수 있게 액추에이터가 구성되도록 부분들 사이에 힘과 토크를 가하기 위해 제 1 전기 코일을 통해서는 제 1 전류를, 그리고 제 2 코일을 통해서는 제 2 전류를 발생시키도록 구성된다.
이는 액추에이터가 (끌어당기는) 힘과 그 주위의 토크를 발생시킬 수 있도록 하는 기술적인 효과를 가지며, 이는 콤팩트하고 경량의 다중-자유도(multiple-degree-of-freedom) 액추에이터 디자인을 유도한다.
일 실시예에서, 제 1 부분의 자기화가능부 및/또는 제 2 부분의 자기화가능부는 인가되는 자기장에 대해 선형으로 응답하는 재료의 자기화 정도인 고 투자율 재료(highly permeable material)이다. 이러한 디자인은 높은 정확도의 위치설정에 매우 적합한 자기저항 액추에이터의 개념을 구성한다. 또한, 통상적으로 이용되는 고 정확성 액추에이터와 비교하여 유리한 자기저항 액추에이터의 '질량 대 전력 밀도' 비로 인해, 액추에이터의 경량이며 고 전력 밀도의 특성들은, 예를 들어 마스크 스테이지를 가속 및 감속시키는 동안 특정한 힘을 발생시키기 위하여 이러한 액추에이터에 의해 발생되는 열의 양을 저감시킨다. 저감된 열의 양만큼 냉각 필요성이 제거되기 때문에, 이는, 예를 들어 패터닝 디바이스 스테이지(의 일부)를 원하는 일정한 온도에서 유지시키는 데 필요한 냉각기의 양을 줄여준다. 가령, 냉각 유체의 양같은 냉각기의 요건이 줄면서 결과적으로 제 1 부분과 제 2 부분 간의 와이어들 및/또는 튜브들의 크로스오버(crossover)가 적어지고, 이는 제 1 부분과 제 2 부분 간의 강성 및 감쇠의 양을 저감시켜 상기 두 부분 상에 기생 동적 힘의 교란이 덜 작용하도록 하며, 또한 높은 정확도의 위치설정에 유리한 효과를 갖는다. 또한, 냉각 유체는, 잘 알려진 바와 같이 동적 힘의 교란을 야기하며, 냉각기 요건들이 줄어드는 경우, 이는 냉각 유체들에 의해 야기되는 힘의 교란들의 양도 저감시키며, 또한 위치설정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 부분들 중 하나에는 제 3 전기 코일이 제공되며, 상기 제 3 전기 코일은 실질적으로 반으로, 즉 제 1 코일 부재와 제 2 코일 부재로 나누어져 상기 코일 부재들이 전기적으로 단절되도록 하며, 상기 제 1 코일 부재는 제 1 코일과 직렬로 연결되고 제 2 코일 부재는 제 2 코일과 직렬로 연결된다. 이는 큰 (끌어당기는) 힘 및 그 주위의 토크가 훨씬 잘 제어될 수 있게 하는 기술적인 효과를 가지며, 이는 결과적으로 정확성을 더욱 높여준다.
또 다른 실시예에서, 전기 코일들은 제 1 자유도와 실질적으로 평행한 방위를 가지며, 제 3 전기 코일은 제 3 자유도로 제 1 전기 코일 및 제 2 전기 코일에 대하여 소정의 오프셋을 가지고 구성 및 배치된다. 이러한 액추에이터는 하나의 추가(회전) 자유도로 상기 부분들을 제어 할 수 있는 한편 - 제 1 부분 및 제 2 부분을 다중 자유도 셋-업으로 제어할 경우 유리할 수 있음 - , 훨씬 더 이동되어야 할 실제 질량에 대한 액추에이터 질량의 상대적인 양을 줄일 수 있다.
추가 실시예에서, 전기 코일들 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 자기화가능한 재료로부터 이루어진 레그(leg)들 중 적어도 하나 주위에 구성 및 배치되며, 레그들 중 적어도 하나는 상기 부분들 중 하나에 장착된다. 레그들 중 적어도 하나를 더함으로써 자속의 집중도를 증대시키는 것은 상기 부분들 간에 보다 큰 자속을 유도하며, 따라서 상기 부분들 간의 인력 및 그 주위의 토크를 증대시킨다. 결과적으로, 이러한 고 전력 밀도 액추에이터는 보다 큰 가속 및 감속 레벨을 발생시키는 데 이용될 수 있다.
또 다른 실시예는 적어도 제 1 자유도로 제 2 대상물에 대해 대상물을 위치설정하는 위치설정 장치에 관한 것이며, 상기 위치설정 장치에는 적어도 제 1 자유도로 상기 대상물을 이동시키기 위하여 기존 실시예들 중 하나에 따른 적어도 하나의 액추에이터를 포함하는 위치설정 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터는 큰 수직력(normal force)을 발생시킬 뿐만 아니라 액추에이터의 질량 및 크기가 매우 제한적인 경우에도 토크를 발생시킬 수 있다. 이는 결과적으로 2 이상의 방향으로의 작동을 위해서는 적어도 2 개의 액추에이터가 필요한 통상적인 상황과 비교하여 액추에이터의 질량을 줄여준다.
또 다른 실시예는 위치설정 장치에 관한 것이며, 액추에이터는 제 1 타입의 액추에이터로서 고려되고, 위치설정 장치는 적어도 제 1 자유도로 대상물을 이동시키도록 구성되는 제 2 타입의 적어도 하나의 액추에이터를 포함하고, 상기 제 1 타입의 액추에이터는 상대적으로 높은 효율성 및 낮은 정확성을 가지며 상기 제 2 타입의 액추에이터는 상대적으로 낮은 효율성 및 높은 정확성을 가진다. 상기 액추에이터에는 개선된 제어가능성이 제공되어, 결과적으로 보다 높은 정확성이 부여되며, 이것은 실제적으로 보이스-코일 액추에이터와 같은 낮은 효율성과 높은 정확성의 액추에이터에 의하여 발생될 필요가 있는 최대 힘이 더욱 저감될 수 있음을 의미한다.
또 다른 실시예에서, 리소그래피 장치는 기존 실시예들에 따른 위치설정 장치 - 상기 위치설정 장치는 장행정 모듈 및 단행정 모듈을 포함함 - , 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템, 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 패터닝 디바이스지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 - , 기판을 유지하도록 구성되는 기판테이블, 및 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상으로 투영하도록 구성되는 투영시스템을 포함하며, 상기 장행정 모듈의 이동가능한 부분은 제 1 부분에 장착되고, 상기 단행정 모듈의 이동가능한 부분은 제 2 부분에 장착된다.
이하, 대응되는 참조부호가 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 나타낸 도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 측면도;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 측면도;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 측면도;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 3D 도;
도 6은 갭 및 인가된 전류의 함수로서 수직력을 나타내는 시뮬레이션 결과들을 나타낸 도;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 평면도;
도 8은 본 발명의 추가 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 평면도;
도 9는 본 발명의 다른 추가 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 평면도;
도 10은 본 발명의 또 다른 추가 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는, 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 그들의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지체(MT)는 패터닝 디바이스(MA)의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. ㅍ패터닝 디바이스 지지체(MT)는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체(MT)는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체(MT)는, 패터닝 디바이스(MA)가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있도록 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 사용은 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 개별적으로 기울어져 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시킬 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 그들의 여하한의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어 사용은 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 당업계에서 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 것으로 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 한다는 것을 의미하기보다는, 노광 시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스(SO)가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스(SO) 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스(SO)가 수은 램프인 경우, 상기 소스(SO)는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터(IL)의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 단면으로 하여금 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖추도록 하기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로지른 후, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 상기 투영시스템은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부(C)들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔(B)에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 단면도를 나타내고 있다. 대상물(OBJ) 상에 힘 및 토크를 가하기 위한 액추에이터(ACT)는 적어도 제 1 자유도(DOF1)로 액추에이터의 제 2 부분(ACT2)에 대해 이동가능한 제 1 부분(ACT1)을 포함한다. 대상물(OBJ)은 제 1 부분(ACT1)에 장착되고 제 1 부분(ACT1)에는 다른 부분(ACT2)의 자기화가능부(MACT)와 연동하도록 구성되는 제 1 전기 코일(CL1)이 제공된다. 액추에이터(ACT)의 제어기(CTRL)는 상기 제 1 부분과 제 2 부분(ACT1, ACT2) 사이에서 제 1 힘(F1)을 발생시키기 위하여 제 1 전기 코일(CL1)을 통해 제 1 전류(I1)를 발생시키도록 배치되며, 상기 제 1 부분(ACT1)에는 제 2 부분(ACT2)의 자기화가능부(MACT)와 연동하도록 구성되는 제 2 전기 코일(CL2)이 제공된다. 또한, 제어기(CTRL)는 액추에이터(ACT)가 제 2 부분(ACT2)에 대하여 대상물(OBJ) 상에 힘 및 토크를 가할 수 있도록 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분(ACT1, ACT2) 사이에 힘 및 토크를 가하기 위해 제 1 전기 코일(CL1)을 통해서는 제 1 전류(I1)를, 그리고 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분(ACT1, ACT2) 사이에 제 2 힘(F2)을 발생시키기 위해 제 2 코일(CL2)을 통해서는 제 2 전류(I2)를 발생시키도록 구성된다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액추에이터(ACT)의 개략적인 단면도이며, 상기 부분들(ACT1, ACT2) 중 하나에는 제 3 전기 코일(CL3)이 제공되고, 상기 제 3 코일(CL3)은 실질적으로 반으로, 즉 제 1 코일 부재(CL31) 및 제 2 코일 부재(CL32)로 나누어져 상기 코일 부재들(CL31, CL32)이 전기적으로 단절되며, 상기 전기적으로 단절된다는 것은 제 1 코일 부재(CL31) 및 제 2 코일 부재(CL32)를 통한 전류들이 서로로부터 독립적으로 인가될 수 있음을 의미하는 것이다. 제 1 코일 부재(CL31)는 제 1 코일(CL1)과 직렬로 연결되고 제 2 코일 부재(CL32)는 제 2 코일(CL2)과 직렬로 연결된다. 이는, 실제적으로 제 1 전기 코일(CL1) 및 제 1 코일 부재(CL31)를 통해서만 인가되며, 제 2 전류(I2)는 제 2 전기 코일(CL2) 및 제 2 코일 부재(CL32)를 통해서만 인가된다는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(ACT)의 개략적인 단면도이며, 전기 코일들(CL1, CL2, CL3)은 제 1 자유도(DOF1)와 실질적으로 평행한 방위를 갖는다. 또한, 코일들(CL1, CL2, CL3)은 제 1 자유도(DOF1)에 대해 실질적으로 수직하게 배향되는 제 2 자유도(DOF2)에서 실질적으로 직선으로 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 전기 코일들(CL1, CL2, CL3)은 레그들(LG1, LG2, LG3) 주위에 각각 배치되며, 상기 레그들은 적어도 부분적으로 자기화가능한 재료로 이루어지고, 상기 레그들은 상기 부분(ACT1)에 장착된다. 이러한 구조에서, 전기 코일들(CL1, CL2, CL3)에 의하여 발생되는 자속은 코일들이 공기만을 둘러싸는 경우의 상황과 비교하여 보다 잘 가이드(guide)된다. 제 1 부분(ACT1)과 제 2 부분(ACT2) 사이의 자속이 클수록 공기만 존재하는 상황과 비교하여 동일한 제 1 및 제 2 전류(I1, I2)가 인가되는 경우 상기 부분들(ACT1, ACT2) 사이에 보다 큰 인력 및 토크를 유도한다. 추가 실시예에서, 제 1 부분(ACT1)에는 자속이 상기 부분들(ACT1, ACT2)에서 훨씬 더 잘 가이드되도록 모든 전기 코일(CL1, CL2, CL3)이 제공된다. 기본적으로, 힘과 토크는 다음의 수학식들에 따라 유도될 수 있다.
Figure 112010061295356-pat00001
여기서, i1은 제 1 코일(CL1) 및 제 1 코일 부재(CL31)를 통해 인가되는 제 1 전류이고, i2는 제 2 코일(CL2) 및 제 2 코일 부재(CL32)를 통해 인가되는 제 2 전류이며, Cii 및 Dii는 알려진 액추에이터 상수이다 - 상기 액추에이터 상수는 액추에이터 부분들(ACT1, ACT2)과 전기 코일(CL1, CL2, CL3) 사이의 거리(즉, 갭)의 함수이다 - . 이들 액추에이터 상수들은 적합한 캘리브레이션 방법에 의하여 캘리브레이트되거나, 또는 적합한 소프트웨어 패키지를 이용하여 액추에이터 구조 및 재료들에 대한 선험적인 지식을 이용해 계산될 수 있다.
도 5는 코일들(CL1, CL2, CL3) 및 레그들(LG1, LG2, LG3)에 대한 제 1 및 제 2 부분(ACT1, ACT2)의 상대적인 치수들을 나타내는 도 4의 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 3D 도이다. 도 5는, 예를 들어 설명부의 나머지 부분에서 이용될 국부적 직교 xyz 좌표계(local orthoganal xyz coordinate system)에서의 액추에이터를 나타내고 있다. 액추에이터의 실제 방위는 액추에이터의 적절한 기능수행과는 관련이 없기 때문에 전체 좌표계(grobal coordinate system)에 대해서는 언급되지 않는다는 데 유의하여야 한다.
도 6은, 일 예시로서 상이한 코일 전류 레벨(CLC)(단위: 암페어)에 대한 제 1 부분(ACT1)과 제 2 부분(ACT2) 사이의 상이한 갭 치수(GPD)(단위: 밀리미터)의 함수로서 구동력(FRC)(단위: 뉴턴)을 나타내는 시뮬레이션 결과들이며, 상기 코일들(CL1, CL2, CL3)은 150 턴(turn)으로 구성된다. 액추에이터(ACT)는, 이러한 구조에 대하여 상대적으로 적은 소산 레벨들[직교-사이클 권취 쿠퍼 코일(ortho-cyclic wound cupper coil)들에 대해 통상적인 값 100 Watt]을 가지고 최대 1200 뉴턴의 힘의 레벨들을 발생시킬 수 있다. 이러한 적은 소산 레벨들과 조합된 큰 힘의 레벨들은 통상적으로 이용되는 액추에이터, 예컨대 보이스-코일 액추에이터를 이용하여서는 가능하지 않다. 도 6에 도시된 바와 같이 나타낸 전류 레벨들은 매우 높은 자기 포화 레벨을 갖는 고 투자율의 라미네이트 코발트-아이언(highly permeable laminated cobalt-iron)이 이용되는 경우에 가능하다.
도 7은 전기 코일들(CL1, CL2, CL3)이 제 1 자유도(DOF1, 'z')와 실질적으로 평행한 방위를 가지고 제 3 전기 코일(CL3, 'B')이 제 3 자유도(DOF3, 'y')에 있어 제 1 전기 코일(CL1, 'A') 및 제 2 전기 코일(CL2, 'C')에 대해 오프셋(DLT)을 갖도록 구성 및 배치되는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 평면도이다. 이러한 실시예에서, 액추에이터는 2 개의 다른 방향들 주위에서의 회전[즉, 방향('x') 및 방향('y') 주위에서의 회전]을 수행하기 위한 능력과 하나의 병진방향('z')으로의 힘을 조합할 수 있으며, 상기 방향들은 제 1 방향('z')에 대해 실질적으로 수직하게 배향될 수 있다. 방향('x') 주위에서 발생될 수 있는 최대 토크는 무엇보다도 도 7에 도시된 바와 같이 설계된 오프셋(DLT)의 양에 따라 결정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 평면도이다. 이 실시예에서, 코일들의 수는 3 개에서 최대 5 개까지 늘어날 수 있으며, 코일들은 ('x') 및 ('y') 방향으로 연장된다. 이러한 액추에이터는 제 1 방향('x') 주위에서 증대된 토크를 발생시킬 수 있어야 하는 상황에서는 도 7에 도시된 액추에이터의 실시예에 비해 장점이 있다. 이 실시예에서, 중심 코일('B')은 제 2 방향('x') 주위와 제 3 방향('y') 주위 둘 모두에서 토크를 발생시키는 데 이용된다. 이는 이들 방향들 주위에서의 토크들 간에 상호 영향을 유발하지만, 이러한 영향은 당업계에서 알려진 바와 같이 제어 체계를 설계하고 제어 파라미터들을 정확하게 설정할 경우 계산되고 해결될 수 있다. 이러한 실시예는 (스캐닝 힘과 같은) 힘의 작용선(working-line)과 가속되어야 할 대상물의 무게중심 간의 오정합(mismatch)(이는 어느 정도까지는 항상 존재함)이 불가피한 상황에서 장점이 있다. 액추에이터의 이러한 실시예의 장점은 정확성은 높지만 효율성은 떨어지는 보이스 코일 액추에이터와 같은 제 2 타입의 액추에이터의 의존하는 대신에 자체-유발된 기생 토크들을 자체적으로 보상할 수 있다는 점이다.
도 9는 본 발명의 다른 추가 실시예에 따른 액추에이터의 개략적인 평면도이다. 이 실시예에서, 코일의 수는 최대 9 개까지 늘어날 수 있으며, 코일의 쌍은 제 3 방향('y')과 제 2 방향('x') 모두에서 연장될 수 있다. 통상적으로 이용되는 극(예를 들어 도 8에서의 극 'B')의 이용이 자속 가이딩 재료(magnetic flux guiding material)의 덜 효율적인 이용을 유발하기 때문에 자속 가이딩 재료(예를 들어, 쿠퍼)의 전체 볼륨을 최적화한다는 점에서 이러한 액추에이터는 도 8에 도시된 액추에이터의 실시예에 비해 장점이 있다. 도 9에 따른 실시예에 도시된 바와 같이 보다 많은 중심 극들을 구성함으로써, 이러한 단점이 저감될 수 있다. 결과적으로, 이러한 코일 구조는 훨씬 더 복잡한 제어 체계와 제어 설정들의 오정합을 유발하지만, 이러한 문제는 당업계에서 통상적으로 알려진 제어 파라미터들을 설정하고 설계할 경우 계산되고 해결될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 추가 실시예에 다른 액추에이터의 개략적인 단면도이다. 이전 실시예들에 기술된 것과 같은 액추에이터들은 설계에 의해 수직력과 토크 간에 제한된 작용 범위를 가질 수 있다. 결과적으로 토크의 발생은 수직력을 유도한다. 수직 작용 조건들 하에서는 수직력에 대해 상대적으로 작은 토크를 필요로 하는 반면, 특히 상대적으로 큰 토크가 요구되는 경우의 최소 수직력의 영역에서는 이것이 수직력과의 바람직하지 않은 상호작용을 발생시킬 수 있다. 그러므로, 이러한 본 발명의 또 다른 추가 실시예는 제 1 부분(ACT1)에 다수(n)의 권선을 포함하는 제 1 코일(CL1)이 제공되고, 제 1 코일(CL1)은 제 1 자유도(DOF1)에서 상대적으로 큰 힘을 발생시키도록 구성 및 배치되는 액추에이터 디자인을 제공한다. 또한, 제 1 부분(ACT1)에는 n보다는 적은 다수의 권선을 포함하는 제 2 코일(CL2)이 제공되며, 제 2 코일(CL2)은 제 1 자유도(DOF1)에 대해 실질적으로 수직하게 배향되는 방향으로 상대적으로 작은 토크를 발생시키도록 구성 및 배치된다. 또한, 제 1 부분(ACT1)에는 레그들(LG1, LG2, LG3)이 장착된다. 제 2 코일(CL21)의 제 1 부분은 수직력 코일(CL1)의 인접한 부분의 권선-방향(winding-direction)과 유사한 권선-방향을 가지며, 제 2 코일(CL22)의 제 2 부분은 수직력 코일(CL1)의 인접한 부분과 반대되는 권선-방향을 갖는다. 제 2 전기 코일(CL2) 상에 제 2 전류(I2)를 인가하여 그 주위에 토크를 발생시키는 동안, 액추에이터의 제 1 측에서는 제 1 코일(CL1) 및 제 2 코일(CL2)에 의하여 발생된 자속이 유사한 방향으로 작용하여 결과적으로 제 1 측에서의 전체 자속의 크기가 증가하기 때문에 생성되는 자속이 증가되는 반면, 제 2의 반대되는 측에서는 제 1 코일(CL1) 및 제 2 코일(CL2)에 의하여 발생되는 자속이 반대방향으로 작용하여 결과적으로 상기 측에서의 전체 자속의 크기가 감소된다. 이는 액추에이터가 대상물 상에 힘과 토크를 가하도록 배치될 수 있게 하며, 상기 힘과 토크는 서로에 대해 덜 커플링된다. 이러한 실시예는 작은 토크들이 작은 수직력들과 조합될 필요가 있는 적용례에서, 제어가능성과 관련된 장점을 갖는다.
본 발명의 추가 실시예에서, 적어도 제 1 자유도(DOF1)로 제 2 대상물(OBJ2)에 대해 대상물(OBJ)을 위치시키는 위치설정 장치(APP)에는 적어도 제 1 자유도(DOF1)로 대상물(OBJ)을 이동시키기 위한 기존 실시예들에 따른 적어도 1 개의 액추에이터(ACT)를 포함하는 위치설정 시스템(POS)이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터(ACT)는 큰 수직력을 발생시킬 뿐만 아니라 액추에이터(ACT)의 질량 및 치수가 제한되어 있는 경우에도 토크를 발생시킬 수 있다. 이는 결과적으로 적어도 2 개의 액추에이터가 2 개의 자유도로 작동될 필요가 있는 통상적인 상황과 비교하여 액추에이터의 질량을 줄여준다. 제안된 액추에이터(ACT)의 다중 자유도(multi-degree-of-freedom)(nDOF)의 특징들로 인해, 예를 들어 리소그래피 장치에서의 위치설정 장치의, 특히 스캔 방향에서와 같이 큰 가속도(즉, 큰 수직력)가 요구되는 방향으로의 적용을 위해서 제한된 수의 액추에이터들만 요구된다. 또 다른 가능성은, 액추에이터(ACT)가 제 1 타입의 액추에이터로서 고려되고, 위치설정 장치가 적어도 제 1 자유도(DOF1)로 대상물(OBJ)을 이동시키도록 구성되는 적어도 1 개의 제 2 타입의 액추에이터를 포함하며, 상기 제 1 타입의 액추에이터는 상대적으로 효율성은 높고 정확도는 낮으며 제 2 타입의 액추에이터는 상대적으로 효율성은 낮고 정확도는 높은, 위치설정 장치(APP)를 이용하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터에는 개선된 제어가능성과 그에 따라 높아진 정확도가 제공되며, 이는 보이스-코일 액추에이터와 같이 효율성은 낮고 정확도는 높은 액추에이터에 의하여 발생될 필요가 있는 최대 힘이 더욱 저감될 수 있음을 의미한다. 가속될 대상물의 무게중심과 스캐닝 힘의 작용선 간의 오정합으로부터 초래되는 기생 토크들은 정확도는 높지만 효율성은 낮은 액추에이터에 의존하는 대신에 보다 높은 정도로 커진 효율성의 액추에이터에 의하여 해결될 수 있다. 결과적으로, 이는 보다 작고 경량이면서 높은 정확도의 액추에이터가 이용될 수 있음을 의미하며, 이는 위치설정 장치의 이동가능한 부분의 전체 무게를 줄이려는 바람을 고려할 때 장점이 있다.
또 다른 실시예에서, 알려진 리소그래피 장치는 상대적으로 큰 가속도 및 높은 정확도로 작동되어야 하는 다수의 이동가능한 대상물들을 포함한다. 이러한 이동가능한 대상물의 일 예시로는 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)가 있으며, 이는 투영 프로세스(레티클 단계로도 알려짐) 동안 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)를 지지한다. 이러한 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)는 장행정 모듈 및 단행정 모듈을 포함하는, 잘 알려진 스테이지의 개념으로 구성될 수 있다. 장행정 모듈은 단행정 모듈을 지지하는 한편, 단행정 모듈은 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)를 나르도록(carry) 구성된다. 장행정 모듈은, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)의 개략 위치설정에 이용되는 한편, 단행정 모듈은 투영시스템에 대한 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)의 미세 위치설정에 이용된다. 리소그래피 장치는 앞서 설명된 것과 같은 위치설정 장치(APP)를 포함하며, 상기 위치설정 장치(APP)는 장행정 모듈과 단행정 모듈을 포함하며, 대상물(OBJ)은 장행정 모듈이고 제 2 부분(ACT2)은 단행정 모듈이다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였으나, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 맥락적 허용여부에 따라 광학 리소그래피로만 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그들의 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스가 레지스트로부터 벗어나고 나서 상기 레지스트가 경화된 후에는 상기 레지스트에 패턴이 남게 된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
맥락적 허용여부에 따라 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그들의 조합을 지칭할 수 있다.
이상의 설명은 예시에 지나지 않으며, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 후술되는 청구범위를 벗어나지 않는, 기술된 바와 같은 본 발명에 대한 변경이 가해질 수도 있음을 이해하여야 한다.

Claims (10)

  1. 대상물(object) 상에 힘 및 토크를 가하도록 구성되는 액추에이터에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    제 1 부분 및 제 2 부분 - 상기 제 1 부분은 적어도 제 1 자유도로 상기 제 2 부분에 대해 이동가능하고, 상기 대상물은 상기 제 1 부분에 장착되며, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 하나에는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 다른 하나의 자기화가능부(magnetizable portion)와 연동하도록 구성되는 제 1 전기 코일이 제공됨 - ; 및
    상기 제 1 전기 코일을 통해 제 1 전류를 발생시켜 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 힘을 발생시키도록 배치되는 제어기를 포함하며,
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 하나에는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 다른 하나의 자기화가능부와 연동하도록 배치되는 제 2 전기 코일이 제공되고,
    상기 제어기는 또한 상기 제 2 전기 코일을 통해 제 2 전류를 발생시켜 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 상기 힘 및 토크를 가함으로써 상기 액추에이터가 상기 제 2 부분에 대해 상기 대상물 상에 상기 힘 및 토크를 가하도록 배치되게 하고,
    상기 제 1 부분의 자기화가능부 및 상기 제 2 부분의 자기화가능부 중 적어도 하나는 고 투자율 재료(highly permeable material)인 액추에이터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 하나에는 제 3 전기 코일이 제공되며,
    상기 제 3 전기 코일은 실질적으로 반으로, 즉 제 1 코일 부재와 제 2 코일 부재로 나누어져, 상기 제 1 코일 부재 및 상기 제 2 코일 부재가 전기적으로 단절되게 하며,
    상기 제 1 코일 부재는 상기 제 1 전기 코일과 직렬로 연결되고 상기 제 2 코일 부재는 상기 제 2 전기 코일과 직렬로 연결되는 액추에이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 코일, 상기 제 2 전기 코일, 및 상기 제 3 전기 코일은 상기 제 1 자유도와 실질적으로 평행한 방위를 가지며,
    상기 제 3 전기 코일은 제 3 자유도로 상기 제 1 전기 코일 및 상기 제 2 전기 코일에 대해 오프셋을 갖도록 구성 및 배치되는 액추에이터.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 코일, 상기 제 2 전기 코일 및 상기 제 3 전기 코일 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 자기화가능한 재료로 구성되는 복수의 레그(leg)들 중 적어도 하나의 주위에 구성 및 배치되며,
    상기 레그들 중 적어도 하나는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 하나에 장착되는 액추에이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 하나에 상기 제 1 전기 코일 및 상기 제 2 전기 코일이 모두 제공되는 액추에이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 코일은 다수(n)의 권선(winding)을 포함하고,
    상기 제 1 코일은 상기 제 1 자유도로 상대적으로 큰 힘을 발생시키도록 구성 및 배치되고,
    상기 제 2 코일은 (n)보다는 적은 다수의 권선을 포함하며,
    상기 제 2 코일은 상기 제 1 자유도에 대해 실질적으로 수직하게 배향되는 방향으로 상대적으로 작은 토크를 발생시키도록 구성 및 배치되는 액추에이터.
  8. 적어도 제 1 자유도로 대상물을 제 2 대상물에 대해 위치시키도록 구성되는 위치설정 장치에 있어서,
    상기 위치설정 장치는 상기 대상물을 상기 적어도 제 1 자유도로 이동시키기 위해 제 1 항에 따른 적어도 하나의 액추에이터를 포함하는 위치설정 시스템을 포함하는 위치설정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 제 1 타입의 액추에이터이고,
    상기 위치설정 장치는 상기 대상물을 상기 적어도 제 1 자유도로 이동시키도록 구성되는 제 2 타입의 적어도 하나의 액추에이터를 포함하며,
    상기 제 1 타입의 액추에이터는 상기 제 2 타입의 액추에이터에 비해 효율성이 높고 정확도가 낮은 위치설정 장치.
  10. 리소그래피 장치에 있어서,
    제 8 항에 따른 위치설정 장치 - 상기 위치설정 장치는 장행정 모듈 및 단행정 모듈을 포함함 - ;
    방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성되는 조명 시스템;
    패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 패터닝 디바이스 지지체 - 상기 패터닝 디바이스는 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 - ;
    기판을 유지하도록 구성되는 기판테이블; 및
    상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 투영하도록 구성되는 투영시스템을 포함하며,
    상기 장행정 모듈의 이동가능한 부분은 제 1 부분에 장착되고 상기 단행정 모듈의 이동가능한 부분은 제 2 부분에 장착되는 리소그래피 장치.
KR1020100092526A 2009-09-22 2010-09-20 액추에이터, 위치설정 시스템 및 리소그래피 장치 KR101234182B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24476109P 2009-09-22 2009-09-22
US61/244,761 2009-09-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110033075A KR20110033075A (ko) 2011-03-30
KR101234182B1 true KR101234182B1 (ko) 2013-02-18

Family

ID=43756371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100092526A KR101234182B1 (ko) 2009-09-22 2010-09-20 액추에이터, 위치설정 시스템 및 리소그래피 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8472010B2 (ko)
JP (1) JP5635847B2 (ko)
KR (1) KR101234182B1 (ko)
CN (1) CN102023494B (ko)
NL (1) NL2005240A (ko)
TW (1) TWI414131B (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2492928A3 (en) 2011-02-22 2017-08-30 ASML Netherlands BV Electromagnetic actuator, stage apparatus and lithographic apparatus
TWI468880B (zh) * 2012-06-15 2015-01-11 Asml Netherlands Bv 定位系統、微影裝置及器件製造方法
KR101688906B1 (ko) 2012-07-12 2016-12-22 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 이동가능 요소를 위한 지지대, 지지대 시스템, 리소그래피 장치, 이동가능 요소를 지지하는 방법, 및 디바이스 제조 방법
US10372045B2 (en) 2012-09-19 2019-08-06 Asml Netherlands B.V. Method of calibrating a reluctance actuator assembly, reluctance actuator and lithographic apparatus comprising such reluctance actuator
WO2014057386A1 (en) 2012-10-09 2014-04-17 Koninklijke Philips N.V. Positioning device, control device and control method
DE102014206686A1 (de) * 2014-04-07 2015-10-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren sowie Anordnung zur Aktuierung eines Elementes
US10809637B1 (en) * 2019-05-30 2020-10-20 Applied Materials, Inc. Learning based digital corrections to compensate variations on lithography systems with multiple imaging units

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020000528A (ko) * 2000-06-23 2002-01-05 미다라이 후지오 노광장치의 이동기구 및 이 이동기구를 가진 노광장치
JP2006165363A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Nikon Corp 支持装置、ステージ装置及び露光装置
JP2008182210A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Canon Inc ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1490218A (en) 1974-09-24 1977-10-26 Nat Res Dev Linear induction motors
JPS6111521A (ja) 1984-06-27 1986-01-18 Jgc Corp 固体廃棄物の減容化装置の排ガス処理方法
JPH0732578B2 (ja) * 1985-11-08 1995-04-10 ソニー株式会社 Ｘ−ｙリニヤモ−タ
JPS62285655A (ja) * 1986-05-31 1987-12-11 Sharp Corp 速度帰還方式アクチユエ−タ
US6841956B2 (en) * 2002-09-17 2005-01-11 Nikon Corporation Actuator to correct for off center-of-gravity line of force
US7573170B2 (en) * 2005-10-05 2009-08-11 Novatorque, Inc. Motor modules for linear and rotary motors
US7352149B2 (en) 2006-08-29 2008-04-01 Asml Netherlands B.V. Method for controlling the position of a movable object, a positioning system, and a lithographic apparatus
JP4820842B2 (ja) * 2007-05-30 2011-11-24 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． ステージシステムおよびそのようなステージシステムを備えるリソグラフィ装置
IL194580A0 (en) * 2007-10-09 2009-08-03 Asml Netherlands Bv Alignment method and apparatus, lithographic apparatus, metrology apparatus and device manufacturing method
JP5106998B2 (ja) * 2007-11-16 2012-12-26 パナソニック株式会社 光学素子駆動装置及び撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020000528A (ko) * 2000-06-23 2002-01-05 미다라이 후지오 노광장치의 이동기구 및 이 이동기구를 가진 노광장치
JP2006165363A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Nikon Corp 支持装置、ステージ装置及び露光装置
JP2008182210A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Canon Inc ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8472010B2 (en) 2013-06-25
CN102023494B (zh) 2014-02-12
TW201130210A (en) 2011-09-01
CN102023494A (zh) 2011-04-20
TWI414131B (zh) 2013-11-01
JP2011072184A (ja) 2011-04-07
JP5635847B2 (ja) 2014-12-03
KR20110033075A (ko) 2011-03-30
US20110069293A1 (en) 2011-03-24
NL2005240A (en) 2011-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101389384B1 (ko) 전자기 액추에이터, 스테이지 장치 및 리소그래피 장치
US7348752B1 (en) Stage apparatus and lithographic apparatus
US7675201B2 (en) Lithographic apparatus with planar motor driven support
KR101325619B1 (ko) 가변 릴럭턴스 디바이스, 스테이지 장치, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법
JP4425256B2 (ja) リソグラフィ装置およびモータ
KR101094225B1 (ko) 리소그래피 장치 및 로렌츠 액추에이터
JP5192064B2 (ja) 変位デバイス、リソグラフィ装置および位置決め方法
KR101234182B1 (ko) 액추에이터, 위치설정 시스템 및 리소그래피 장치
JP4528260B2 (ja) リソグラフィ装置およびアクチュエータ
US11460786B2 (en) Positioning system and a method for positioning a substage or a stage with respect to a frame
US9753381B2 (en) Substrate table system, lithographic apparatus and substrate table swapping method
US9293951B2 (en) Lithographic apparatus and lorentz actuator
US10955759B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160211

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170203

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee