KR102124791B1 - 와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기 - Google Patents

와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR102124791B1
KR102124791B1 KR1020147022782A KR20147022782A KR102124791B1 KR 102124791 B1 KR102124791 B1 KR 102124791B1 KR 1020147022782 A KR1020147022782 A KR 1020147022782A KR 20147022782 A KR20147022782 A KR 20147022782A KR 102124791 B1 KR102124791 B1 KR 102124791B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnet
lithographic apparatus
magnets
arc
arrangement
Prior art date
Application number
KR1020147022782A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140129023A (ko
Inventor
알렉산더 포클러
마르쿠스 하우프
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
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 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Publication of KR20140129023A publication Critical patent/KR20140129023A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102124791B1 publication Critical patent/KR102124791B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/02Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
    • H02K49/04Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70766Reaction force control means, e.g. countermass
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70258Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/709Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/10Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

리소그래피 기기(10)는 리소그래피 기기(10)의 구조 요소(13)의 이동을 감쇠하기 위한 와전류 브레이크(30, 70)를 포함한다. 와전류 브레이크(30, 70)는 호 형상 배열로 배치된 복수의 자석과, 상기 자석 중 인접한 자석들 사이에 각각 배열된 복수의 전기 전도성 시트(35, 67)를 포함한다. 감쇠 방향으로의 자석과 전기 전도성 시트 사이의 상대 이동은 전기 전도성 시트에 와전류를 유도한다.

Description

와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기 {LITHOGRAPHY DEVICE WITH EDDY-CURRENT BRAKE}
관련 출원 참조
본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 2012년 2월 20일자로 출원된 이전 독일 특허 출원 제10 2012 202 553.7호에 기초하며, 그로부터의 우선권의 이득을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 리소그래피 기기의 구조요소를 감쇠(damp)시키기 위한 와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기에 관한 것이다.
이런 리소그래피 기기는 예로서, 집적 회로 또는 IC의 제조시에 예로서, 실리콘 웨이퍼 같은 기판 상에 마스크의 마스크 패턴을 결상하기 위해 사용된다. 이 공정에서, 조명 기기에 의해 생성된 광 비임은 예로서, 마스크를 통해 기판 상으로 안내된다. 기판 상으로 광 비임을 집속하기 위해 Afn 노광 렌즈가 제공되며, 상기 렌즈는 예로서, 거울 및/또는 렌즈 요소 같은 복수의 광학 요소로 구성될 수 있다. 그 정렬에 관하여, 개별 광학 요소는 가능한 정밀하게 위치되어야 하며, 그 이유는 광학 요소의 위치의 매우 작은 이탈도 결상된 패턴 상에 부정적 영향을 줄 수 있고, 이는 제조된 집적 회로에 결함을 초래할 수 있기 때문이다. 이 때문에, 광학 요소의 진동 등을 감쇠하는 것이 중요하다.
WO2010/094684 A1은 작동기 시스템을 거쳐 외부 프레임에 부착되는 광학 요소를 갖는 투영 노광 장치를 개시하고 있다(예로서, 도 3 및 관련 설명 참조). 작동기 시스템은 압전-크롤러, 압전-작동기, 실린더 코일 또는 와전류 브레이크를 가질 수 있다.
US 2007/0153348A1은 로드와, 로드에 결합된 일련의 전도판과, 자석의 층들을 포함하는 와전류 댐퍼를 개시하고 있다. 교번적 층들은 교번적 자기장을 갖는다. 광학 요소가 이동할 때, 광학 요소는 로드 상에 힘을 작용한다. 로드는 전도판이 교번적 자석 층들에 대해 이동하게 함으로써 전도판 각각 내에 와전류를 생성하고, 그래서, 와전류가 광학 요소의 운동을 감쇠시킨다.
US 2002/0109437A1은 광학 요소의 냉각제를 위한 채널의 발진의 감쇠를 개시한다. 이를 위해, 발진이 센서에 의해 포착되고, 이 포착의 결과는 작동기로 다시 공급되는 것이 제안되어 있으며, 이 작동기들은 압전 요소들로서 구현되어 있다. 작동기는 액체 내의 난류에 반대 위상이면서 그 진폭이 적어도 동일한 진폭인 발진을 생성한다.
미국 특허 US 6,788,386 B2는 리소그래피 기기를 개시하고 있으며, 여기서, 리소그래피 기기의 투영 시스템의 광학 요소의 원치않는 진동을 감소시키기 위해 반작용 질량체(reaction mass) 및 작동기가 사용된다.
리소그래피 기기의 해상도에 관한 요구의 증가에 따라, 리소그래피 기기의 광학 요소의 이동 및 원치않는 공진을 감쇠시키기 위한 개선된 감쇠 기기에 대한 지속적 수요가 있다. 특히, 와전류 브레이크에 기초한 종래의 감쇠 기기는 1 또는 2 자유도에 관한 감쇠를 위해서만 설계되는 경우가 많다. 따라서, 모든 6개 자유도에 관하여 광학 요소를 감쇠시키기 위해, 복수의 감쇠 기기가 제공되어야만 하며, 이는 복잡하고, 공간적 요구를 증가시킨다. 고무 댐퍼에 기초한 감쇠 기기는 더 많은 자유도의 감쇠를 유발할 수 있지만, 리소그래피 기기의 현장에서의 그 사용은 그 고무 마모와 오염에 기인하여 문제가 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 소형 배열을 갖는 유연하게 장착된 구조 요소의 이동을 비접촉식으로 감쇠시킬 수 있는 감쇠 기기를 갖는 리소그래피 기기를 개발하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 구조요소의 이동이 다수의 자유도에 관하여 감쇠되는 리소그래피 기기를 개발하는 것이다.
본 발명의 일 양태에서, 이 목적은 리소그래피 기기의 구조 요소의 이동을 감쇠하기 위한 와전류 브레이크를 포함하는 리소그래피 기기에 의해 달성될 수 있으며, 와전류 브레이크는 호 형상 배열로 배치된 복수의 자석과, 상기 자석들 중 인접한 자석들 사이에 각각 배열된 복수의 전기 전도성 시트를 포함하고, 감쇠 방향으로의 전기 전도성 시트와 자석 사이의 상대 이동은 전기 전도성 시트에 와전류를 유도한다.
호 형상 배열로 자석을 배열한 결과로서, 소형 배열을 갖는 유연하게 장착된 구조 요소의 이동을 비접촉식으로 감쇠시킬 수 있는 와전류 브레이크를 제공하는 것이 가능하다. 이에 관하여, "호(arc)"는 미분가능한 곡선의 세그먼트, 특히, 이차원 평면 내에 배열된 것을 의미한다는 것에 유의하여야 한다. 자석이 배열되는 호 형상은 원호 형상일 수 있으며, 이는 특히 소형의 배열을 가능하게 한다. 그러나, 원호 형상에 한정되지 않으며, 타원, 쌍곡선, 포물선 호 형상 등 같은 다른 호 형상이 마찬가지로 가능하다. 또한, 호 형상 배열은 복수의 자유도, 예로서, 모든 6개 자유도에서 구조 요소의 이동을 감쇠시킬 수 있게 한다. 이에 관하여, 자석의 배치에 따라서, 모든 방향(자유도)에 대해 감쇠율이 동일한 것이 아니며, 또한, 감쇠율이 가장 큰 방향은 주 감쇠 방향이라 지칭된다는 것에 유의하여야 한다.
자석은 각각 복수의 자석을 포함하는 자석의 적층체로 배열될 수 있다. 여기서, 자석의 적층체의 인접한 자석들은 그 대향 자극들이 서로 인접하게 배열되는 방식으로 배열될 수 있다. 특히, 자석은 그 대향 자극들이 서로 인접하게 배열되는 상태로 주 감쇠 방향으로 적층될 수 있다. 이는 다수의 평면에서 자석의 배열을 초래하고, 개별 평면의 자석에 의해 생성된 자기장의 방향은 주 감쇠 방향을 따라 교번한다. 따라서, 자석의 이런 교번적 배열의 결과로서, 주 감쇠 방향을 따른 자기장은 빈번히 그 방향이 변하고, 따라서, 감쇠 효과를 증가시킨다. 이 과정에서 큰 와전류가 유도되고 그래서, 고도의 감쇠가 얻어질 수 있다.
적어도 두 개, 바람직하게는 세 개, 특히 바람직하게는 네 개 이상의 자석의 적층체가 제공될 수 있다. 사이에 전기 전도성 시트(휜(fin))가 배열되어 있는 자석의 적층체의 이러한 병렬적 배열은 복수의 와전류 브레이크의 병렬적 배열에 대응하고, 그래서, 소형 배열을 사용하여 매우 더 큰 정도의 감쇠가 달성될 수 있다.
자석의 적층체는 각각 짝수의 자석을 포함할 수 있다. 이 결과, 기생 자기장을 감소 또는 제거하는 것이 가능하다.
원호의 각도가 적어도 30°, 바람직하게는 적어도 45°, 특히 바람직하게는 적어도 60°일 때, 두드러진 와전류 효과가 충분히 발생한다. 원호의 각도가 360°인 경우, 즉, 자석이 완전한 원을 따라 배열되는 경우 기기는 특히 효과적이고 소형이다.
자석이 사다리꼴인 경우 원호를 따라 특히 소형이고 효율적인 배열이 가능하다.
일 실시예에서, 리소그래피 기기는 또한 자석을 보유하기 위한 홀더 기기를 포함하며, 홀더 기기는 기부 구획과 리셉터클 구획을 포함하고, 리셉터클 구획은 구조 요소에 견고하게(rigidly) 연결되고, 기부 구획과 리셉터클 구획은 스프링 요소에 의해 상호연결된다. 스프링 요소는 웨브, 예로서, 리셉터클 구획과 기부 구획 사이에서 반경방향으로 연장하는 웨브일 수 있다. 이런 배열에서, 특히 소형화가 실현될 수 있다.
자석에 의해 생성된 자기장은 호 형상 배열에 의해 형성된 호를 포함하는 평면에서 연장할 수 있으며, 주 감쇠 방향은 이 평면에 대한 법선에 대하여 45°이하인 각도로 연장한다. 달리 말하면, 주 감쇠 방향은 자석이 배열되는 평면 상의 법선에 평행할 필요는 없지만, 감쇠 방향이 호 형상 배열에 의해 형성된 호를 포함하는 평면, 즉, 자석의 층들이 배열되는 평면에 대한 법선에 실질적으로 평행하게 연장하는 경우 더 양호한 감쇠율이 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 와전류 브레이크는 복수의 자석 세트를 포함하고, 각 세트의 자석은 사전결정된 평면 내에서 호 형상 배열로 배치되며, 세트들이 그 이동이 감쇠되는 구조 요소의 궤적을 따라 배치되도록 인접한 세트의 평면들은 서로에 관하여 경사져 있다. 이런 배열에 의해, 단순한 병진 또는 회전 이동을 수행하지 않고 비선형 궤적을 따라 이동하는 구조 요소를 감쇠하는 것이 가능하다. 구조 요소의 궤적은 예로서 호 형상일 수 있다. 이는 구조 요소의 이동의 원활한 감쇠를 가능하게 한다.
전기 전도성 시트는 구조 요소에 부착될 수 있다. 대안적으로, 전기 전도성 시트는 예로서 구조 요소를 위치설정하기 위한 작동기의 이동 부분에 결합되는 것도 가능하다.
자석은 구조 요소에 부착되고 구조 요소에 견고하게 연결될 수 있다. 그러나, 구조가 자석에 대해 이동가능한 형태로 배열되는 것이 손쉽게 가능하다. 제1 경우에서 발생하는 장점은 예로서, 자석의 중량이 구조 요소의 중량에 기여하기 때문에 보다 강성인 스프링 요소를 사용하여 구조 요소를 장착하는 것이 가능하다는 것이다. 후자의 경우에, 자석은 리소그래피 기기의 구조 프레임의 측부에 제공될 수 있다.
다른 실시예에서, 자석은 구조 요소를 위치설정하기 위한 작동기의 실린더 코일에 부착된, 원통형 자석 배열로 제공된다.
감쇠 기기는 구조 요소를 위치설정하기 위한 작동기에 통합될 수 있다. 따라서, 특히 소형의 배열이 제공될 수 있다. 여기서, 작동기는 예로서 보이스-코일 작동기 또는 중력 보상기로서 구현될 수 있다. 구조 요소는 특히 리소그래피 기기의 광학 요소일 수 있다. 구조 요소는 탄성적일 수 있다.
첨부 도면을 참조로 다른 예시적 실시예가 설명된다.
도 1은 리소그래피 기기의 개략도를 도시한다.
도 2는 와전류 브레이크의 기능적 원리를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1로부터의 리소그래피 기기의 단면의 사시도를 도시한다.
도 4는 감쇠 기기의 자석의 배열을 도시한다.
도 5는 자석 배열의 평면 투영을 도시한다.
도 6은 제2 실시예에 준한 리소그래피 기기의 통합형 감쇠 기기를 갖는 작동기의 디자인을 개략적으로 도시한다.
도 7은 이 감쇠 기기의 자석의 배열을 도시한다.
도 8은 자석 배열의 평면 투영을 도시한다.
도 9는 제3 실시예의 제1 변형에 따른 와전류 댐퍼의 자석 배열을 도시한다.
도 10은 제3 실시예의 제2 변형에 따른 와전류 댐퍼의 자석 배열을 도시한다.
달리 선언하지 않는 한, 도면의 동일 참조 부호들은 대등하거나 기능적으로 대등한 요소를 나타낸다.
제1 실시예
도 1은 제1 실시예에 준한 리소그래피 기기(10)의 개략도를 도시한다. 이 리소그래피 기기(10)는 기부판(11)을 포함하고, 기부판(11) 상에는 적어도 하나의 광학 요소(13)를 보유하기 위한 홀더 프레임(12)과, 또한, 센서 배열체(15)를 보유하기 위한 측정 프레임(14)이 제공되어 있다. 리소그래피 기기(10)는 통상적으로 복수의 광학 요소를 갖는다. 그러나, 리소그래피(10)의 기능을 개략적으로 설명하기 위해 도 1에는 예시적 형태로 단 하나의 광학 요소(13)만이 예시되어 있다.
웨이퍼 리셉터클(16)은 예시된 예에서 광학 요소(13) 아래에 제공되고, 웨이퍼(17), 예를 들어, 실리콘 웨이퍼는 상기 웨이퍼 리셉터클 내에 보유될 수 있다. 예로서, 웨이퍼 리셉터클(16)은 노광 동안, 그리고, 노광 휴지기 동안 양자 모두에 기부판(11)에 대해 웨이퍼(17)를 단계식으로 이동시키는 스텝-앤드-스캔(step-and-scan) 시스템으로서 구현될 수 있다.
조명 기기(18)는 광학 요소(13) 위에 제공되고, 이는 웨이퍼(17)를 노광시키기 위한 비임을 생성한다. 조명 기기(18)로부터 방출되는 광 비임은 여기에 단지 개략적으로 예시되어 있는 마스크(19)를 통과하고, 예시된 예에서, 거울 시스템으로 구현되어 있는 광학 요소(13)에 의해, 마스크(19)에 제공된 패턴이 감소된 크기로 웨이퍼(17) 상에 결상되는 방식으로 결집된다(bundled). 본 실시예에 대한 대안으로서, 광학 요소(13)로서 렌즈-요소 배열체, 즉, 복수의 렌즈 요소의 조합이 제공될 수 있다.
높은 광학적 해상도를 보증하기 위해, 광학 요소(13)는 각 노광 공정 동안 최적의 위치에 최적의 배향으로 정밀하게 배열되어야만 한다. 이를 위해, 복수의 센서들 및 작동기들이 제공되며, 이들은 모든 6개 자유도에 관하여 광학 요소(13)의 정렬을 포착 및 설정한다. 이 6개 자유도는 3개 공간적 축을 따른 병진 이동 및 3개 공간적 축을 중심으로한 회전 이동을 포함한다. 단순성의 이유로, 1개 자유도에 관한 광학 요소(13)의 위치를 포착하는 단 하나의 센서 배열체(15)가 본 경우에 예시되어 있다. 센서 배열체(15)에 의해 포착된 위치는 제어 유닛(더 상세히는 예시되어 있지 않음)에 공급되고, 이는 프레임(12)에 대한 원하는 위치로 광학 요소(13)의 위치를 조절하는 작동기(50)에 제어 신호를 전송한다. 작동기(50)는 적어도 하나의 자유도에 관하여 광학 요소(13)의 위치를 설정하기 위해 사용될 수 있다.
작동기(50)는 반작용 질량체(37) 및 스프링 요소(34)를 통해 프레임(12)에 연결된다. 또한, 선택적으로 추가적 결합부 또는 스프링 요소를 통해 시스템 프레임(12)에 장착되어 있는 서브오디네이트 프레임(subordinate frame)(소위 서브-프레임)에 광학 요소(13)와 작동기(50)를 스프링 요소(34)와 반작용 질량체(37)를 통해 장착하는 것도 가능하다. 간결성의 이유로, 예시된 예에서, 단지 하나의 프레임(12)만을 통한 기부판(11) 상에서의 장착이 예시되어 있다.
반작용 질량체(37)는 통상적으로 5-20 Hz의 고유 주파수를 갖는다. 스프링 요소(34)와 함께, 반작용 질량체(37)는 저역 통과 필터를 형성하고, 이는 단지 이 저 주파수 범위의 진동만을 통과시킨다. 작동기(50)에 의해 광학 요소(13)를 설정할 때, 반작용력이 생성되고, 이는 광학 요소(13)를 이동시키는 힘을 상쇄한다. 반작용 질량체(37)의 고유 주파수 미만의 주파수를 갖는 반작용력은 프레임(12)으로 직접적으로 전달된다. 대조적으로, 반작용 질량체(37)의 고유 주파수를 초과하는 주파수를 갖는 반작용력은 저역 통과 필터링을 받게 된다. 따라서, 반작용 질량체(37)를 통해 프레임(12)에 작동기(50) 및 광학 요소(13)를 결합함으로써 시스템의 안정화가 달성된다.
조명을 위해 사용되는 광의 파장이 감소될 때, 광학 요소(13)의 위치 정확도에 관한 요구는 증가한다. 따라서, 나노미터 범위의 위치 부정확성은, 제조된 반도체 요소가 극자외선 범위의 조명 광으로 동작하는 EUV 시스템의 경우에 사용할 수 없게하는 조명 오류를 충분히 초래할 수 있다. 또한, 광학 요소(13)는 고유 주파수를 가지며, 이는 이 주파수 범위에서 감쇠를 필요로 하는데, 그 이유는 그렇지 않으면 작은 떨림 및 진동이 위치 이탈을 충분히 초래할 수 있고, 이는 결상 정확도에 부정적 영향을 가지기 때문이다. 매우 더 양호한 감쇠 또는 안정화를 달성하기 위해, 또한, 프레임(12)에 대해 반작용 질량체(37)의 이동(그리고, 이에 따라, 또한, 반작용 질량체(37) 상에 장착된 광학 요소(13)와 작동기(50)의 이동)을 감쇠시키는 감쇠 기기(30)가 제공된다. 감쇠 기기(30)는 도 1에 단지 개략적으로 표시되어 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 감쇠 기기(30)는 와전류 브레이크로서 구현된다. 따라서, 와전류 브레이크로서 구현된 감쇠 기기(30)의 디자인 및 특성을 상세히 설명하기 이전에 와전류 브레이크의 기능 원리를 이하에서 간단히 설명한다.
도 2는 와전류 브레이크(20)의 기능 원리를 개략적으로 도시한다. 이 와전류 브레이크(20)는 한 쌍의 자석(21, 22)을 포함하고, 이들의 대향 자극들은 서로 대향 배열된다. 따라서, 자석(21)의 N극은 자석(22)의 S극에 대향 배열되고, 그 반대도 마찬가지이다. 자속을 안내하기 위해, 연철 판(23, 24)이 각각 자석(21, 22)의 외부 측부 상에 제공된다. 금속 판(25)이 안내되는 간극은 자석들(21, 22) 사이에 제공된다. 금속 판(25)이 이제 속도(v)로 비균질 자기장(B)을 통해 안내되는 경우, 전압과, 그 결과로서, 와전류(I)가 이때 금속 판(25) 내에 유도된다. 이들 와전류(I)는 순차적으로 그 자체의 자기장을 생성하고, 이 자기장들은 렌즈(Lenz)의 법칙에 따라서 외부 자기장에 맞선다. 결과적으로, 금속 판(25)은 제동되고, 금속 판(25)의 운동 에너지는 열로 변환된다.
이 간단한 모델로부터, 자석(21, 22)과 금속 판(25) 사이의 상대 운동이 제동 효과에 충분하다는 것이 명백해지며, 즉, 금속 판(25)을 정지상태로 유지하고 자석을 이동시키는 것도 가능하다. 또한, 제동 효과는 금속 판(25)이 자기장 구배를 통해 이동하는 경우, 즉, 달리 말하면, 금속 판(25)의 이동 방향이 비균질 자기장의 자기장 라인의 방향에 관하여 횡단방향으로 이동시키는 경우에만 발생한다는 것이 명백해진다. 따라서, 감쇠 효과는 2개 자유도, 즉, 지면에서 수직 방향으로의 표시된 이동 및 도 2의 지면에서 수직 방향을 중심으로한 회전 이동에 대해 감쇠 효과가 얻어질 수 있다.
이 간단한 모델의 감쇠는 다음과 같이 결정될 수 있다: 금속 판(25) 상에 작용하는 힘은 자석의 길이(l) 및 자기장에 비례하며, 다음과 같다.
Figure 112014077065374-pct00001
(1)
여기서, B는 자기장의 강도이다. 전류(I)는 금속 판(25)에 유도된 전압(U)으로부터 발생하며, 금속 판(25)의 저항(R)에 의존한다.
Figure 112014077065374-pct00002
(2)
여기서, h는 배열의 폭이고(도 2 참조), b는 자석의 깊이이고, ρ는 금속 판(25)의 고유저항이다. 이하로부터,
Figure 112014077065374-pct00003
, (3)
감쇠(d)는 따라서 다음과 같이 나타난다.
Figure 112014077065374-pct00004
. (4)
이하의 설명에서, 리소그래피 기기(10)의 감쇠 기기(30)가 설명되며, 이는 상술한 원리를 사용하고, 더 많은 자유도에 걸쳐 더 양호한 감쇠를 획득한다.
도 3은 실질적으로 감쇠 기기(30), 반작용 질량체(37) 및 스프링 요소(34)를 포함하는 상술한 리소그래피 기기(10)의 일부의 사시도를 도시한다. 도 4는 이 감쇠 기기(30)의 자석의 배열을 도시한다. 도 5는 자석 배열의 평면 투영을 도시한다. 도 5의 z-축은 도 3 및 도 4의 z-축과 동일하지만, 다른 두 개의 카르테시안 축, 즉, x'-축 및 y'-축은 평면 투영의 결과로 도 3 및 도 4의 x-축 및 y-축과 동일하지 않다.
감쇠 기기(30)는 와전류 브레이크로서 구현되고, 이는 프레임(12)에 관하여 반작용 질량체(37)의 이동을 감쇠한다. 감쇠 요소(30)는 홀더 기기(31), 4개 자석 적층체(40-43) 및 2개 연철 판(33)을 갖는다. 홀더 기기(31)는 프레임(12)에 부착될 수 있거나, 다르게는 작동기(50)의 하우징 상에 또는 내에 제공될 수 있고, 금속 재료로 이루어질 수 있다. 이를 위해 예로서, 구리 또는 구리 합금 같은 높은 전도성을 갖는 금속성 재료가 적합하다. 예로서, AW2014 같은 알루미늄 합금은 내구성과 전도성에 관한 양호한 절충을 제공하고, 따라서, 특히 적합하다. 홀더 기기(31)는 실질적으로 입방체 기부 구획(31a) 및 리셉터클 구획(31b)을 가지며, 그 길이를 따라 절단된 실린더 파이프의 형상을 갖는다. 기부 구획(31a) 및 리셉터클 구획(31b)은 웨브로서 구현된 스프링 요소(34)에 의해 상호연결된다. 기부 구획(31a), 리셉터클 구획(31b) 및 웨브(34)는 따라서 일체형 구조를 갖는다. 기부 구획(31a)의 상부 측부는 원호형 단면을 갖는 절결부를 갖는다. 4개 자석 적층체(40-43) 및 2개 연철 판(33)이 기부 구획(31a)의 상부 측부와 리셉터클 구획(31b)의 하부 측부 사이에 제공된다. 또한, 5개 휜(35)이 리셉터클 구획(31b)의 하부 측부로부터 기부 구획(31a)을 향해 반경 방향으로 연장한다. 이들 휜(35)은 금속으로 이루어진 전기 전도성 시트이고, 자석 적층체(40-43) 사이 및 연철 판(33)과 자석 적층체(40, 43) 사이에 배열된다. 기부 구획(31a)의 상부 측부와 휜(35)의 하부 가장자리 사이에 간극(36)이 제공된다. 따라서, 기부 구획(31a)이 웨브(34)를 통해 리셉터클 구획(31b)에 유연하게 연결된 홀더 기기(31)가 제공된다. 여기서, 배열체의 강성은 z-방향으로 비교적 낮다. 달리 말하면, 웨브(34)는 스프링으로서 작용하고, 리셉터클 구획(31b)은 웨브(34)의 스프링력에 대항하여 작용하는 비교적 약한 힘에 의해 z-방향으로 변위될 수 있다. 대조적으로, x-방향 및 y-방향으로의 배열체의 강성 및 회전 강성은 비교적 더 높다.
반작용 질량체(37)의 일 단부는 리셉터클 구획(31b)의 상부 측부 상에 보유되고 그에 고정 연결된다. 반작용 질량체(37)의 다른 단부는 작동기(50)에 연결된다. 본 예에서, 작동기(50)는 보이스-코일 작동기로서 구현된다. 여기서, 작동기(50)는 실린더 코일(51)을 가지며, 그 위치는 도 3에 단지 개략적으로 표시되어 있고, 반작용 질량체(37)의 단부에 제공된 자성 전기자와 상호작용한다. 따라서, 작동기(50)의 다른 단부에 부착된 광학 요소(13)는 이 실린더 코일(51)에 적절한 전류를 인가함으로써 1개 자유도에 관하여, 즉, z-방향에 관하여 위치될 수 있다.
예시된 예에서, 반작용 질량체(37)는 실질적 원통형 구현예를 가지며, 예로서, 강철 또는 텅스텐 합금 등으로 이루어질 수 있다. 반작용 질량체(37)는 상술한 바와 같이 저역 통과 필터로서 작용하며, 이는 광학 요소가 설정될 때 발생하는 반작용 질량체(37)의 고유 주파수를 초과한 주파수 범위의 진동을 억제한다. 여기서, 진동은 주로 예시된 예에서 정확히 z-방향이 되는 1개 자유도에 관하여 주로 억제된다.
특히, 도 5로부터 명백한 바와 같이, 자석 적층체(40-43) 각각은 네 개의 자석(40a...40d-43a...43d)을 포함하고, 이들은 z-방향으로 서로 앞뒤로 배열되어 있으며, 홀더 기기(31) 내에 배열되어 있다. xy-평면을 통한 단면에서 볼 때, 자석(40a...40d-43a...43d)은 실질적으로 사다리꼴 형상을 가지거나 끝이 절단되어 있는 원형 섹터의 형상을 갖는다. 연철 판(33)은 자속을 완성하거나 반환하도록 기능하며, 외부 자석 적층체(40, 43)에 평행하게 그 외측에 배열된다.
여기서, 서로 앞뒤로 배열되어 있는 자석은 대향 배향을 갖는다. 따라서, 자석(40a)의 N극은 그 뒤에 배열된 자석(40b)의 S극에 대향하여 배열되며, 자석(40a)의 S극은 그 뒤에 배열된 자석(40b)의 N극에 대향하여 배열된다(도 5 참조). 대조적으로, 자석 적층체(40-43)는 동일 배향을 가지며, 그래서, 자석 적층체(40-43) 내의 자석의 대향 자극들은 항상 서로 대향 배치된다. 따라서, 그 결과는 도 5에 예시된 바와 같은 자기장 라인 프로파일이다. 이 도면으로부터 명백한 바와 같이, 자석 적층체(40-43) 사이에 강한 비균질 자기장이 제공되며, 여기서, 자기장 방향은 z-축을 따라 다수회 반전된다. 따라서, z-축을 따라 큰 구배를 갖는 자기장이 제공된다.
휜(35)과 함께, 자석 적층체(40-43)와 연철 판(33)의 배열은 와전류 브레이크로서 작용한다. 여기서, 휜(35)의 기능은 도 2의 금속 판(25)의 기능에 대응한다. z-축을 따른 변위의 경우에, 휜(35)은 자석 적층체(40-43) 사이의 비균질 자기장에 관하여 횡단 방향으로 이동하고, 그래서, 전기 전도성 휜(35)에서 와전류가 유도되고, 이 이동의 운동 에너지는 열로 변환된다. 자석 적층체(40-43)에서의 자석(40a...40d-43a...43d)의 교번적 배열의 결과로서, z-방향으로의 자기장의 구배는 특히 두드러지고, 그래서, 고도의 감쇠가 달성될 수 있다. 실험은 주 자유도(즉, z-방향)에 대해 약 4.5%의 감쇠 양태를 보여주었으며, 추가적 최적화의 경우에 약 5% 내지 6%의 감쇠 양태가 가능할 것으로 예상된다.
또한, 자석 적층체(40-43)의 원형 배열은 다수 자유도의 감쇠를 가능하게 한다. 따라서, 평탄하거나 비원형인 배열의 경우에(이는 도 2의 배열에 대응하거나, 도 5에 예시된 평면 투영 스타일에 따른 배열에 대응함), 자기장의 구배는 x-방향 및 y-방향으로 작다. 이는 와전류 제동 효과가 이런 평탄한 배열의 경우 중 어느쪽에서도 x- 및 y-방향으로 크게 두드러지지 않다는 것을 따른다. 대조적으로, 원호를 따른 자석의 원형 배열이 달성하는 바는 x-방향 및 y-방향으로의 자기장 성분의 구배가 현저히 증가한다는 것이다. 따라서, x-방향 및 y-방향으로의 이동의 감쇠도 달성된다. 모든 병진 이동이 감쇠되기 때문에, 모든 회전 이동의 감쇠도 달성되며, 그래서, 결과적으로, 이동은 모든 6개 자유도에서 감쇠된다. 또한, 저 주파수 범위까지도 유효한 광대역 감쇠가 달성될 수 있다.
x-방향 및 y-방향으로 병진 이동이 감쇠되는 범위는 자석 적층체(40-43)가 그를 따라 배열되는 원호의 원호 각도에 크게 의존하며, 이는 이 원호의 크기와 함께 자연적으로 증가한다. 예로서, 30°의 비교적 작은 원호 각도에서 주목할만한 효과가 충분히 달성될 수 있으며, 적어도 45 °의 원호 각도가 바람직하고, 적어도 90°의 원호 각도가 더 더욱 바람직하며, 적어도 180°의 원호 각도가 특히 바람직하다. 극단적 경우에, 자석 적층체(40-43)는 완전한 원을 따라 배열되고, 이는 360°의 원호 각도에 대응한다. 대응 실시예가 추가로 후술된다.
고무 요소(예를 들어, Viton으로 이루어짐) 등에 의한 감쇠에 비해, 추가적 장점은 감쇠 기기(30)에 어떠한 마모와 파열도 존재하지 않는다는 것이며, 그 이유는 서로에 대해 마찰되는 어떠한 부분도 제공되지 않고, 자석의 자기력이 심지어 수십년에 걸쳐서도 안정적이기 때문이다. 또한, 고무 입자의 마모의 위험도 존재하지 않으며, 이런 고무 입자는 예로서 광학 요소에 부착되어 결상 특성을 훼손할 수 있다. 또한, 자석은 그 조성에 의거하여 정밀하게 설정될 수 있고, 그래서, 배치(batch)-의존성도 매우 낮다. 이 경우에, 예로서, 네오디뮴 자석 또는 SmCo(사마륨 코발트) 합금으로 이루어진 자석 같은 희토류 자석이 특히 바람직한 것으로 판명되었다. 또한, 강성은 제안된 배열에 의해 영향을 받지 않으며, 고무 요소를 사용한 감쇠시의 경우에서와 같은 어떠한 추가적 고유모드(eigenmode)도 생성되지 않는다.
이 제1 실시예의 경우에서 자석 적층체(40-43) 각각은 4개 자석을 포함하지만, 이들은 또한, 다른 수의 자석을 포함할 수 있다. 그러나, 자석 적층체(40-43) 각각이 짝수의 자석을 포함하는 것이 유리하며, 그 이유는 이것이 기생 자기장의 형성을 방지하기 때문이다. 짝수 자석의 경우에, 외부 자석(40a, 40c, 43a, 43c)으로부터의 자속은 연철 판을 통해 자석(40b, 40d, 43b, 43d)으로 완전히 반환될 수 있지만, 홀수의 자석의 경우에는 이것이 불가능하며, 따라서, 기생 자기장이 형성된다.
제2 실시예
제1 실시예에 준한 리소그래피 기기(10)에서, 자석(40-43)은 홀더 기기(31)를 통해 홀더 프레임(12)에 견고하게 연결되지만, 휜(35)은 홀더 프레임(12)에 관하여 자석들 사이에서 이동할 수 있고, 반작용 질량체(37)에 견고하게 연결된다. 그러나, 반전된 배열도 가능하며, 여기서는 자석이 반작용 질량체에 견고하게 연결된다. 이런 배열은 이하의 제2 실시예에서 설명될 것이다.
제2 실시예에 준한 리소그래피 기기(10)는 도 1에 예시된 바와 동일한 개략적 디자인을 가지며, 그래서, 동일한 바에 대한 더욱 상세한 설명은 이하의 설명으로부터 배제된다. 도 6은 와전류 브레이크로서 구현되는 통합된 감쇠 기기(70)를 갖는 작동기(60)의 디자인을 개략적으로 도시한다. 도 7은 이 감쇠 기기(70)의 자석의 배열을 도시한다. 도 8은 자석 배열의 평면 투영을 도시한다. 도 8의 z-축은 도 6 및 도 7의 z-축과 동일한 반면, 다른 두 개의 카르테시안 축, 즉, x'-축 및 y'-축은 평면 투영의 결과로서 도 6 및 도 7의 x-축 및 y-축과 동일하지 않다.
작동기(60)는 자기 중력 보상기로서, 즉, 중력의 보상을 위한 수동적 작동기로서 구현되지만, 제1 실시예의 작동기는 하나의 공간적 자유도의 광학 요소(13)의 위치의 능동적, 즉, 임의적, 고정을 위해 구현되어 있다.
작동기(60)는 작동기 하우징(61), 실린더 코일(62), 자석 피스톤(63), 핀(64) 및 스프링(65)을 포함한다. 감쇠 기기(70)는 자석 배열체(66) 및 휜(67)을 포함한다. 작동기(60)는 홀더 프레임(12)에 광학 요소(13)(구조 요소)를 결합한다.
더욱 정확하게, 작동기 하우징(61)은 광학 요소(13)에 견고하게 연결되고(도 1 참조), 실린더 코일(62)은 반작용 질량체(68)에 견고하게 연결되며, 반작용 질량체는 작동기(60)로부터 멀어지는 방향을 향하는 그 측부 상에서 스프링 요소(34)를 통해 프레임(12)에 결합되어 있다(도 1 참조). 그에 대한 대안으로서, 실린더 코일(62)이 광학 요소(13)에 직접적으로 연결되거나, 다른 결합 요소가 작동기(60), 홀더 프레임(12) 및 광학 요소(13) 사이에 제공되는 것도 가능하다. 자석 피스톤(63)은 핀(64)을 통해 작동기 하우징(61)에 견고하게 연결된다. 실린더 코일(62)이 제어 전류에 의해 여기될 때, 이때, 자기장은 그에 의해 유도되며, 이는 자석 피스톤(63)과 상호작용하고, 따라서, 광학 요소(13) 상에서 z-방향으로 힘을 작용하며, 그 결과, z-방향으로 광학 요소(13)의 위치를 설정하는 것이 가능하다.
스프링(65)은 원통형 스프링으로서 구현될 수 있으며, 이는 실린더 코일(62)과 그 내부에 배열된 자석 피스톤(63)을 둘러싼다. 스프링(65)은 일 측부 상에서 작동기 하우징(61)에 고정 연결되고, 다른 측부 상에서 반작용 질량체(68)에 고정 연결된다. 따라서, 스프링(65)의 스프링력은 z-방향으로 실린더 코일(62) 상에 작용하는 힘을 상쇄하고, 그 결과, z-위치는 안정화될 수 있고, 더욱 정밀하게 설정된다.
자석 배열체(66)는 선택적으로 결합 요소(더 상세히 예시되어 있지 않음)를 통해 반작용 질량체(68)로부터 멀어지는 방향을 향하는 실린더 코일(62)의 단부 상에 제공된다. 자석 배열체(66)는 12개 자석 적층체(66-1...66-12)를 포함하고, 이들은 원을 따라, 즉, 360°의 원호를 따라 배열된다(도 7 참조). 자석 적층체(66-1...66-12) 각각은 3개 자석(도 7에 a, b 및 c로 표시됨)을 가지며, 이들은 z-방향으로 서로 상하로 또는 서로 전후로 배열된다. 따라서, 자석은 3개 평면 또는 단계로 배열된다. xy 평면을 통한 단면에서 볼 때, 자석 적층체(66-1...66-12)의 자석은 실질적으로 사다리꼴 형상을 가지거나 끝이 절단된 원형 섹터의 형상을 갖는다. 따라서, 전체적으로, 이는 자석 배열체(66)를 위한 원통형 형상을 초래하며, 여기서, 그를 통해 핀(64)이 안내되는 유사한 원통형 절결부가 자석 배열체(66)의 중심에 제공된다(도 6 참조). 자석 적층체(66-1...66-12)가 완전 포위 방식으로 배열되기 때문에, 본 실시예에서 자속을 완성하기 위해 연철 판을 제공할 필요가 없다. 따라서, 예시된 예에서와 유사하게, 개별 자석 적층체(66-1...66-12)에 홀수의 자석을 제공하는 것도 가능하다. 이는 자속이 모든 자석 적층체(66-1...66-12)를 통해 원형 형태로 연장하고, 심지어 홀수 자석의 경우에도 거의 어떤 기생 자기장도 생성되지 않기 때문에 가능하다.
여기서, 서로 앞뒤로 배열된 자석은 대향 배향을 갖는다. 달리 말하면, 자석(66-1a)의 N극은 그 뒤에 배열된 자석(66-1b)의 S극에 대향 배열되고, 자석(66-1a)의 S극은 그 뒤에 배열된 자석(66-1b)의 N극에 대향하여 배열된다. 대조적으로, 자석 적층체(66-1...66-12)는 동일 배향을 가지며, 그래서, 자석 적층체(66-1...66-12)의 자석의 대향 자극들은 항상 서로 대향 배치된다. 따라서, 그 결과는 도 8에 예시된 바와 같은 자기장 라인 프로파일이다. 이 도면으로부터 명백한 바와 같이, 자기장의 방향이 z-축을 따라 다수회 반전되는 자석 적층체(66-1...66-12) 사이의 강한 비균질 자기장이 제공된다. 따라서, z-축을 따라 큰 구배를 갖는 자기장이 제공된다.
휜(67)은 각각 두 개의 인접한 자석 적층체(66-1...66-12) 사이에 배열된다. 예로서, 구리 또는 구리 합금 같은 높은 전도성을 갖는 금속 재료도 휜(67)을 위해 적합하다. 예로서, AW2014 같은 알루미늄 합금은 전도성과 내구성에 관한 양호한 절충을 제공하며, 따라서, 특히 적합하다. 제1 실시예에서와 유사하게, 자석 적층체(66-1...66-12)는 휜(67)과 함께 감쇠 기기로서 와전류 브레이크(70)를 형성한다. 자석 배열체(66)가 z-축을 따라 변위되는 경우, 와전류가 휜(67)에 유도되고, 이 이동의 운동학적 에너지는 열로 변환된다. 자석 적층체(66-1...66-12)의 자석의 교번적 배열의 결과로서, z-방향으로의 자기장의 구배는 특히 두드러지고, 그래서, 고도의 감쇠가 달성될 수 있다. 실험은 주 자유도(즉, z-방향)에 대해 약 2.5%의 감쇠 양태를 보여주었으며, 추가적 최적화의 경우에 5%까지의 감쇠 양태가 가능할 것으로 예상된다.
제1 실시예에 준한 배열에서와 유사한 유리한 효과가 또한 이 배열로부터 발생한다. 따라서, 자석 적층체(66-1...66-12)의 원형 배열은 다수의 자유도에서의 감쇠를 가능하게 한다. 더욱 정확하게, 모든 6개 자유도에서의 광대역 감쇠가 또한 이 배열에서 달성된다. 또한, 감쇠는 마찰이 없으며, 그래서, 정비소요가 낮고 감쇠 배열의 긴 사용 수명을 보증한다. 이 배열의 다른 장점은 매우 소형이라는 것이다. 또한, 강성은 제안된 배열에 의해 영향을 받지 않으며, 고무 요소를 사용한 감쇠시의 경우에서와 같은 어떠한 추가적 고유모드도 발생하지 않는다.
또한, 자석 배열체(66)는 본 실시예에서 코일(62)을 통해 반작용 질량체(68)에 고정 연결된다. 따라서, 자석 배열체(66)는 반작용 질량체에 기여하거나 반작용 질량체의 일부로서 고려될 수 있다. 결과적으로, 보다 강성인 스프링 요소(65)를 사용하는 것이 가능하여 작동기의 디자인을 단순화한다.
제3 실시예
제2 실시예의 자석 배열체에서, 자석은 적층체(66-1 내지 66-12)로 배열된다. 동일한 x-y 평면에 배열된 다른 적층체(66-1 내지 66-12)의 자석은 각각 그 호가 x-y 평면에서 360°에 걸쳐 연장하는 호 형상 배열로 배열된 자석의 세트를 구성한다. 도 7에 도시된 배열에서, z-방향으로 서로 적층된 3개의 이런 자석 세트가 존재한다. 이들 자석 세트 각각은 대략 디스크 형상이다. 이제, 이들 자석 세트가 z-방향으로 서로 적층되기 때문에, 주 감쇠 방향도 z-방향이다. 그러나, 이들 자석을 선형적으로 적층할 필요는 없으며, 이들은 또한 호 형상으로 서로 적층될 수 있다. 이는 도 9 및 도 10에 관하여 후술된다.
도 9는 제3 실시예의 제1 변형에 따른 와전류 댐퍼의 자석 배열체(80)를 도시한다. 예시의 이유로, 도 9는 단지 와전류 댐퍼의 자석만을 도시하고 다른 요소는 생략되어 있다는 것을 주의하여야 한다. 도 7의 배열에서와 같이, 도 9의 자석 배열체(80)는 또한 서로 적층된 대략 디스크형의 자석 세트로 구성된다. 또한, 도 7에서와 유사하게, 또한 도 9의 배열에서, 각 자석 세트는 12개 사다리꼴 자석(82-1 내지 82-12)을 포함한다(단지 자석(82-1와 82-7)만이 도 9에 도시되어 있다). 도 7에 도시된 실시예에서 3개의 이런 자석 세트가 도시되어 있지만(즉, 각 적층체는 3개 자석을 포함함), 도 9에 도시된 실시예에서는 4개의 이런 자석 세트가 존재한다(즉, 각 적층체는 예를 들어 82-1a 내지 82-1d로서 표시된 4개 자석을 포함한다).
또한, 도 7에 도시된 배열에서, 각 자석 세트는 평행한 평면들, 즉, 도 9에 도시된 배열에서, x-y 평면 및 그에 평행한 평면에 배열되며, 다양한 자석 세트가 배열되는 평면들은 서로에 관하여 경사진다. 더 구체적으로, 제1 세트의 자석(82-1a 내지 82-12a)은 x-y 평면에 배열된다. 제2 세트의 자석(82-1b 내지 82)은 x-y 평면에 관하여 예를 들어 10°의 각도로 경사진 평면에 배열되는 등등이다. 또한, 본 실시예의 자석 배열의 다른 양태들은 제2 실시예에 관하여 설명된 바와 같으며 그래서 추가적 설명이 생략되어 있다.
이 자석 배열체(80)의 결과는 다양한 자석 세트가 그 이동이 감쇠되는 구조 요소의 호 형상 궤적(84)을 따라 배열된다는 것이다. 더욱 구체적으로, 그 이동이 감쇠되는 구조 요소는 도 9에 일점 쇄선으로 표시된 호 형상 궤적(84)을 따라 이동한다. 따라서, 선형 또는 회전 이동을 수행하는 구조 요소의 이동 뿐만 아니라 또한 호 형상 궤적(84)을 따라 이동하는 구조 요소의 이동까지도 감쇠할 수 있다. 두말할 필요 없이, 호 형상 궤적(84)의 곡률 및 방향은 궤적을 따라 일정할 필요가 없고 필요에 따라 적응될 수 있다. 예로서, 호 형상 궤적(84)은 단일 평면 내에 배열될 필요가 없고(도 9에서와 같이), 필요에 따라 복합적일 수 있다.
또한, 이 자석 배열체(80)에서, 구조 요소의 이동은 소형 배열체에 의해 감쇠될 수 있다. 여기서, 다양한 자석 세트는 각각 호 형상 궤적(84)의 접선에 관하여 수직으로 연장하는 평면 내에 배열되지만, 이에 대한 어떠한 제한도 존재하지 않으며, 또한, 이들은 호 형상 궤적(84)에 관하여 예를 들어 45°까지의 각도로 배열될 수 있다. 그러나, 호 형상 궤적(84)에 실질적으로 수직인 평면들에 자석 세트가 각각 배열될 때 더 큰 감쇠율이 달성될 수 있다.
도 10은 제3 실시예의 제2 변형에 따라서 와전류 댐퍼의 자석 배열체(90)를 도시한다. 또한, 이 자석 배열체(90)에서, 자석의 적층체(92-1 내지 92-12)(단지 92-1과 92-7만이 도 10에 도시되어 있음)는 그 이동이 감쇠되는 구조 요소의 호 형상 궤적(94)을 따라 배열된다. 자석 배열체(90)는 이 배열체(90)의 자석이 y-z 평면에서 절단될 때 사다리꼴 단면을 갖는다는 점에서 도 9에서 자석 배열체(80)와 다르다. 따라서, 소형 자석 배열에 의해 높은 감쇠율이 달성될 수 있다. 대조적으로, 도 9의 자석 배열체(80)의 자석은 직사각형 단면을 가지고, 그래서, 자석 세트들 사이의 간극은 호 형상 궤적(84)으로부터의 반경방향 거리에 따라 변한다.
상술한 실시예는 단지 예시적이며, 특허 청구범위의 보호 범주 내에서 다수의 다른 방식으로 변경될 수 있다는 것을 주의하여야 한다.
따라서, 이전 실시예는 광학 요소의 또는 반작용 질량체의 이동을 감쇠하기 위한 와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기를 개시한다. 그러나, 유사하게, 리소그래피 기기의 다른 이동가능한 구조 요소의 이동을 감쇄하기 위해 와전류 브레이크를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 이전 실시예에서, 자석은 특정 소형 배열을 가능하게 하는 원형 호 형상 배열로 배열된다. 그러나, 원호 형상에는 어떠한 제한도 없으며, 타원, 쌍곡선, 포물선 호 형상 등 같은 다른 호 형상들도 마찬가지로 가능하다.
또한, 이전 실시예에서, 휜(즉, 전기 전도성 시트)은 작동기 또는 구조 요소에 기계적으로 결합된다. 그러나, 또한, 이들은 전자기적, 자기적 또는 정전적으로 결합될 수 있다. 특히, 휜의 지지부는 도 3에 도시된 배열에 한정되지 않으며, 이들은 또한 다른 자성 지지부 또는 가스 지지부에 의해 지지될 수도 있다.
또한, 이전 실시예에서, 자석은 적층체로 배열되고, 즉, 다수의 자석 세트는 서로 적층된다. 그러나, 또한, 예를 들어, 도 7에 도시된 배열의 자석의 최하부 층(66-1a 내지 66-12a)에만 대응하는 단일 자석 세트가 제공될 수도 있다.
10 리소그래피 기기
11 주 판
12 홀더 프레임
13 광학 요소
14 측정 프레임
15 센서 배열체
16 웨이퍼 리셉터클
17 웨이퍼
18 조명 기기
19 마스크
20 와전류 브레이크
21, 22 자석
23, 24 연철 시트
25 금속 판
30 와전류 브레이크 배열체
31 홀더 기기
31a 기부 구획
31b 리셉터클 구획
32 자석의 적층체
33 연철 판
34 웨브
35 휜
36 간극
37 반작용 질량체
40-43 자석
50 작동기
51 실린더 코일
60 작동기
61 작동기 하우징
62 실린더 코일
63 자석 피스톤
64 핀
65 스프링
66 자석 배열체
66-1...66-12 자석 적층체
67 휜
68 반작용 수단
70 와전류 브레이크 배열체
80 자석 배열체
82-1...82-12 자석 적층체
84 궤적
90 자석 배열체
92-1...92-12 자석 적층체
94 궤적

Claims (23)

  1. 리소그래피 기기(10)이며,
    리소그래피 기기(10)의 구조 요소(13)의 이동을 감쇠시키기 위한 와전류 브레이크(30, 70)를 포함하고,
    와전류 브레이크(30, 70)는
    호 형상 배열로 배치된 복수의 자석(40...43; 66; 82; 92)과,
    상기 자석(40...43; 66; 82; 92) 중 인접한 자석들 사이에 각각 배열된 복수의 전기 전도성 시트(35, 67)를 포함하고,
    감쇠 방향으로의 자석(40...43; 66; 82; 92)과 전기 전도성 시트(35, 67) 사이의 상대 이동은 전기 전도성 시트(35, 67)에 와전류를 유도하고,
    자석은 각각 복수의 자석을 포함하는 자석 적층체(40...43; 66-1...66-12; 82-1...82-12; 92-1...92-12)로 배열되고,
    자석 적층체(40...43; 66-1...66-12; 82-1...82-12; 92-1...92-12)의 인접한 자석은 그 대향 자극들이 서로 인접하게 배열되는 방식으로 배열되고,
    리소그래피 기기(10)는 자석을 보유하기 위한 홀더 기기(31)를 더 포함하고, 홀더 기기(31)는 기부 구획(31a)과 리셉터클 구획(31b)을 포함하며, 리셉터클 구획(31b)은 구조 요소(13)에 견고하게 연결되고, 기부 구획(31a) 및 리셉터클 구획(31b)은 스프링 요소(34)에 의해 상호연결되고,
    스프링 요소(34)는 리셉터클 구획(31b)과 기부 구획(31a) 사이에서 반경방향으로 연장하는 리소그래피 기기(10).
  2. 제1항에 있어서, 적어도 두 개의 상기 자석 적층체(40...43; 66-1...66-12; 82-1...82-12; 92-1...92-12)를 포함하는 리소그래피 기기(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자석 적층체(40...43; 66-1...66-12; 82-1...82-12; 92-1...92-12) 각각은 짝수의 자석을 포함하는 리소그래피 기기(10).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 호 형상 배열에 의해 형성된 호는 적어도 30°의 각도에 걸쳐 연장하는 리소그래피 기기(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 호 형상 배열에 의해 형성된 호는 360°의 각도에 걸쳐 연장하는 리소그래피 기기(10).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자석은 원호 형상 배열로 배치되는 리소그래피 기기(10).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자석은 자석의 적층 방향에 수직인 평면에서 절단될 때 사다리꼴의 단면을 가지는 리소그래피 기기(10).
  8. 제1항에 있어서, 스프링 요소(34)는 웨브인 리소그래피 기기(10).
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자석에 의해 생성된 자기장은 호 형상 배열에 의해 형성된 호를 포함하는 평면에서 연장하고,
    주 감쇠 방향은 상기 평면에 대한 법선에 대하여 45°이하인 각도로 연장하는 리소그래피 기기(10).
  10. 제9항에 있어서, 감쇠 방향은 상기 평면에 대한 법선에 실질적으로 평행하게 연장하는 리소그래피 기기(10).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 와전류 브레이크(30, 70)는 복수의 자석 세트를 포함하고, 각 세트의 자석은 사전결정된 평면 내에서 호 형상 배열로 배치되며,
    인접한 세트의 평면들은 세트들이 그 이동이 감쇠되는 구조 요소의 궤적(84, 94)을 따라 배치되도록 서로에 관하여 경사지는 리소그래피 기기(10).
  12. 제11항에 있어서, 구조 요소의 궤적(84, 94)은 호 형상인 리소그래피 기기(10).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기 전도성 시트(35, 67)는 구조 요소(13)에 부착되는 리소그래피 기기(10).
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리소그래피 기기(10)는 구조 요소(13)를 위치설정하기 위한 작동기(50, 60)를 추가로 포함하고, 전기 전도성 시트(35, 67)는 상기 작동기(50, 60)의 이동 부분에 결합되는 리소그래피 기기(10).
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자석은 구조 요소(13)에 부착되는 리소그래피 기기(10).
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구조 요소(13)는 자석에 대해 이동가능한 형태로 배열되는 리소그래피 기기(10).
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자석은 구조 요소(13)를 위치설정하기 위해 작동기(50, 60)의 실린더 코일(62)에 부착되는 원통형 자석 배열체(66)로 배열되는 리소그래피 기기(10).
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구조 요소(13)는 광학 요소인 리소그래피 기기(10).
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구조 요소(13)는 반작용 질량체인 리소그래피 기기(10).
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
KR1020147022782A 2012-02-20 2013-02-19 와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기 KR102124791B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012202553.7 2012-02-20
DE102012202553A DE102012202553A1 (de) 2012-02-20 2012-02-20 Lithographievorrichtung mit dämpfungsvorrichtung
PCT/EP2013/000480 WO2013124052A2 (en) 2012-02-20 2013-02-19 Lithography device with eddy-current brake

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140129023A KR20140129023A (ko) 2014-11-06
KR102124791B1 true KR102124791B1 (ko) 2020-06-19

Family

ID=47757550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147022782A KR102124791B1 (ko) 2012-02-20 2013-02-19 와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9887613B2 (ko)
JP (1) JP6239531B2 (ko)
KR (1) KR102124791B1 (ko)
CN (1) CN104160338B (ko)
DE (1) DE102012202553A1 (ko)
WO (1) WO2013124052A2 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ575464A (en) 2009-03-10 2010-07-30 Holmes Solutions Ltd Improvements in and relating to braking mechanisms
DE102011075393B4 (de) * 2011-05-06 2013-08-14 Carl Zeiss Smt Gmbh Anordnung zur Aktuierung eines Elementes in einer Projektionsbelichtungsanlage
NZ619034A (en) 2013-12-16 2015-03-27 Eddy Current Ltd Partnership An assembly to control relative speed of movement between parts
DE102014104430B4 (de) * 2014-03-28 2015-10-29 Jenoptik Optical Systems Gmbh Objektiv mit axialem Verstellglied zur aktiven Verstellung von Objektivelementen
MX364898B (es) 2014-08-18 2019-05-13 Eddy Current Lp Dispositivos de enganche.
CN107078623B (zh) 2014-08-18 2019-12-20 涡流有限合伙公司 构件之间的运动关系的调整
KR102588064B1 (ko) 2014-08-18 2023-10-11 에디 커런트 리미티드 파트너쉽 부재들 사이의 운동학적 관계의 조정
WO2016029060A1 (en) 2014-08-20 2016-02-25 Mcgowan John Lewis Eddy current braking device for rotary systems
EP3912685A1 (en) 2014-12-04 2021-11-24 Eddy Current Limited Partnership Methods of altering eddy current interactions
SG11201704342RA (en) 2014-12-04 2017-06-29 Eddy Current Ltd Partnership Latch activation between elements
AU2015355674A1 (en) * 2014-12-04 2017-06-08 Eddy Current Limited Partnership Eddy current brake configurations
SG11201704352UA (en) * 2014-12-04 2017-06-29 Eddy Current Ltd Partnership Transmissions incorporating eddy current braking
AU2015355675C1 (en) 2014-12-04 2021-08-26 Eddy Current Limited Partnership Energy absorbing apparatus
CN105988304B (zh) * 2015-02-28 2018-10-16 上海微电子装备(集团)股份有限公司 一种可调磁浮力重力补偿器
DE102015210484A1 (de) * 2015-06-09 2016-06-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Dämpfungsanordnung zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen eines Elementes in einem System
DE102015211286A1 (de) 2015-06-18 2016-12-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildungssystem und verfahren
AU2016372458B2 (en) 2015-12-18 2022-05-26 Eddy Current Limited Partnership A variable behaviour control mechanism for a motive system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004340372A (ja) 2003-04-25 2004-12-02 Canon Inc 駆動装置、それを用いた露光装置、デバイスの製造方法
JP2006040927A (ja) 2004-07-22 2006-02-09 Nikon Corp 支持装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法
JP2007227891A (ja) * 2005-12-30 2007-09-06 Asml Holding Nv 光学素子ダンピングシステム
JP2011117602A (ja) * 2009-11-30 2011-06-16 Itt Manufacturing Enterprises Inc 周波数調整可能な磁気式減衰装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337141A (ja) * 1991-05-08 1992-11-25 Fuji Elelctrochem Co Ltd 磁気ダンパ装置
ATE167597T1 (de) * 1991-07-12 1998-07-15 Denne Dev Ltd Elektromagnetische vorrichtung zum erzeugen einer linearbewegung
US5477093A (en) * 1993-05-21 1995-12-19 Magna Force, Inc. Permanent magnet coupling and transmission
JP2986414B2 (ja) * 1996-09-17 1999-12-06 川崎重工業株式会社 誘導電流を利用した減衰装置
JP3718307B2 (ja) * 1997-01-13 2005-11-24 株式会社東芝 磁気式制振器
DE10062786A1 (de) * 2000-12-15 2002-06-20 Zeiss Carl System zur Dämpfung von Schwingungen
DE10106605A1 (de) * 2001-02-13 2002-08-22 Zeiss Carl System zur Beseitigung oder wenigstens Dämpfung von Schwingungen
EP1321822A1 (en) 2001-12-21 2003-06-25 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2005172135A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Canon Inc 除振マウント装置
US8120832B2 (en) * 2006-05-23 2012-02-21 Inphase Technologies, Inc. High speed electromechanical shutter
US7502103B2 (en) 2006-05-31 2009-03-10 Asml Netherlands B.V. Metrology tool, system comprising a lithographic apparatus and a metrology tool, and a method for determining a parameter of a substrate
US7869001B2 (en) * 2006-11-08 2011-01-11 Asml Netherlands B.V. Eddy current damper, and lithographic apparatus having an eddy current damper
DE102008041310A1 (de) * 2007-08-31 2009-03-05 Carl Zeiss Smt Ag Optisches Element
US8625070B2 (en) * 2007-11-15 2014-01-07 Asml Holding N.V. Lithographic apparatus, projection system and damper for use in a lithographic apparatus and device manufacturing method
DE102009009221A1 (de) 2009-02-17 2010-08-26 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem Aktuatorsystem
US20110148236A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Temperature compensation tunable magnetic damping

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004340372A (ja) 2003-04-25 2004-12-02 Canon Inc 駆動装置、それを用いた露光装置、デバイスの製造方法
JP2006040927A (ja) 2004-07-22 2006-02-09 Nikon Corp 支持装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法
JP2007227891A (ja) * 2005-12-30 2007-09-06 Asml Holding Nv 光学素子ダンピングシステム
JP2011117602A (ja) * 2009-11-30 2011-06-16 Itt Manufacturing Enterprises Inc 周波数調整可能な磁気式減衰装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. Zuo, at al., ASME. J. Vib. Acoust., vol.133, no.4, 1-2, pp.041006. doi: https://doi.org/10.1115/1.4003407(2011.04.07)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140129023A (ko) 2014-11-06
US20140346909A1 (en) 2014-11-27
WO2013124052A3 (en) 2013-12-19
CN104160338B (zh) 2017-05-31
JP6239531B2 (ja) 2017-11-29
US9887613B2 (en) 2018-02-06
JP2015512154A (ja) 2015-04-23
WO2013124052A2 (en) 2013-08-29
CN104160338A (zh) 2014-11-19
DE102012202553A1 (de) 2013-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102124791B1 (ko) 와전류 브레이크를 갖는 리소그래피 기기
US20020117109A1 (en) Multiple stage, stage assembly having independent reaction force transfer
US7368838B2 (en) High efficiency voice coil motor
JP6310844B2 (ja) 減衰装置
TW517176B (en) Stage assembly, method for moving object, and exposure apparatus, wafer, device and method for making the same
US10261419B2 (en) Magnet array for moving magnet planar motor
JP2004340372A (ja) 駆動装置、それを用いた露光装置、デバイスの製造方法
KR100573667B1 (ko) 리소그래피장치, 디바이스제조방법, 및 이것에 의하여제조된 디바이스
US6927838B2 (en) Multiple stage, stage assembly having independent stage bases
KR101806599B1 (ko) 가요성 커플링을 구비한 투사 시스템
US7466396B2 (en) Lithography apparatus and method utilizing pendulum interferometer system
US20070267995A1 (en) Six Degree-of-Freedom Stage Apparatus
US7282819B2 (en) Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US20130258307A1 (en) Magnet Array Configuration for Higher Efficiency Planar Motor
US6879127B2 (en) 3-ring magnetic anti-gravity support
US20080225253A1 (en) Damper for a stage assembly
US9703213B2 (en) Substrate processing apparatus
US6593997B1 (en) Stage assembly including a reaction assembly
JP4223714B2 (ja) ステージ装置
US20040057817A1 (en) Switchable damping mechanism for use in a stage apparatus
US9298077B2 (en) Reaction assembly for a stage assembly
US6515381B1 (en) Cantilever stage
JP2001103727A (ja) 電磁力モータおよび電磁力モータを備えた除振装置並びに露光装置
US20050174551A1 (en) Position control and heat dissipation for photolithography systems
JP2005093638A (ja) 微動ステージ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant