KR20020086661A - 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치 - Google Patents

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탐웨이밍
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에이에스엠엘 유에스, 인크.
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Abstract

스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)는 복수의 자석을 갖는 정지 조립체(302)와, 각각이 복수의 코일을 갖는 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)를 포함한다. 제1 및 제2 운반 조립체는 제1 및 제2 운반 조립체가 단지 1 자유도만으로 움직이게 하는 복수의 공기 베어링에 의하여 정지 조립체 상에 지지된다. 추가로, 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치는 제1 및 제2 운반 조립체에 각각 부착되는 제1 및 제2 프레이밍 블레이드(306a, 306b)를 포함한다. 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치는 또한 복수의 코일에 연결된 컨트롤러(308)를 포함한다. 컨트롤러는 복수의 코일의 적어도 하나에 에너지를 공급하도록 채택되고, 이에 의하여 운반조립체와 대응하는 프레이밍 블레이드 중의 적어도 하나가 1 자유도로 움직이게 한다. 이 작동은 기판 스캐닝 공정동안 레티클 위로의 조명을 제어한다.

Description

스캐닝 프레이밍 블레이드 장치 {SCANNING FRAMING BLADE APPARATUS}
리소그래피는 기판의 표면에 형상부(feature)를 만들기 위하여 사용되는 방법이다. 기판의 예로는 편평한 패널 디스플레이들, 회로 기판들, 여러 가지 집적 회로 등의 제조에 사용되는 것들을 포함한다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼는 집적 회로를 제조하는 기판으로서 사용될 수 있다.
리소그래피동안, 레티클은 기판 위로 원하는 패턴을 옮기기 위하여 사용된다. 레티클은 사용되는 리소그래피의 파장을 통과시키는 재료, 예를 들면 가시광선의 경우에는 유리로 형성된다. 레티클은 그 위에 인쇄된 이미지를 갖는다. 레티클의 치수는 그것이 사용되는 특정 시스템을 위하여 선택된다. 예를 들면, 가로와 세로가 6인치(15.24 cm)이고 두께가 1/4 인치(0.635 cm)인 레티클이 사용될 수 있다. 리소그래피동안, 조명원(illumination source)은 레티클 스테이지 상에 배치되는 레티클을 조명한다. 이 조명은 기판 스테이지 상에 배치되는 기판 위로 이미지를 노출시킨다. 기판 위로 노출된 이미지는 레티클에 인쇄된 이미지와 대응한다.
투영된 이미지는 기판의 표면 상에 증착된 층, 예를 들면 포토레지스트의 특성에 변화를 일으킨다. 이러한 변화는 노출동안 기판 위로 투영된 형상부에 대응한다. 노출 다음에, 상기 층은 패턴된 층을 만들기 위하여 에칭될 수 있다. 패턴은 노출동안 기판 위로 투영된 이들 형상부에 대응한다. 이 패턴된 층은 그 다음에 전도, 반전도 또는 절연층과 같은 기판 내에 놓여있는 구조층들의 노출된 부분을 제거하기 위하여 사용된다. 이 공정은 그 다음에 원하는 형상부가 기판의 표면에 형성될 때까지 다른 단계와 함께 반복된다.
리소그래피 공정에서 조명원은 조명 비임을 투사한다. 본 명세서에서는 레티클 상에 투사하는 조명 비임의 단면은 조명 슬롯으로서 언급된다. 종종, 조명 슬롯은 레티클 상에 인쇄된 이미지보다 폭이 더 좁다. 이 경우에, 스캐닝 기술은 기판 위로 전체 레티클 이미지를 투영하기 위하여 이용된다. 스캐닝 기술은 동시에 스캐닝되는 기판 위로 전체 레티클 패턴이 노출되도록 하기 위하여 조명 슬롯을 횡단하여 레티클을 스캐닝하는 것을 포함한다. 그런 기술은 조명원에 대하여 이동하는 기판 스테이지와 레티클 스테이지들을 포함한다.
스캐닝 기술은 기판 위로 핀 홀 노출과 같은, 일정한 형태의 노출들을 차단하는 방법을 이용하여야 한다. 핀 홀들은 레티클 이미지(또한 필드 패턴으로서 언급됨)를 둘러싸는 불투명한 경계 구역들에 존재하는 작은 반투명 결점이다. 핀 홀 노출은 조명이 레티클 상에 존재하는 하나 또는 그 이상의 핀 홀을 통과할 때 발생한다. 경계 구역들은 통상적으로 핀 홀들을 갖는다. 레티클이 조명 슬롯을 횡단하여 스캐닝됨에 따라, 경계 구역의 부분들이 조명 슬롯 내에 있는 순간이 발생한다. 핀 홀들이 경계 구역 내에 존재하면, 이 핀 홀들은 기판 상에 의도되지 않은 노출을 형성할 것이다.
핀 구멍 노출을 방지하기 위하여 취해진 하나의 방법은 경계구역에 크롬과 같은 재료를 도포하는 것이다. 이에 의하여 이들 커버 핀 홀과 같은 재료들은 스캐닝동안 핀 홀 노출을 방지한다. 유감스럽게도, 그러한 방법은 비용이 비싸다.
핀 구멍 노출을 차단하기 위하여 취해진 또 다른 방법은 프레이밍 블레이드들의 사용과 관련된다. 프레이밍 블레이드들은 조명 슬롯으로부터 레티클의 구역들을 차단하는 표면들을 갖는 물체들이다. 통상적인 프레이밍 블레이드 방법은 레티클 스테이지 상에 프레이밍 블레이드들을 장착하는 것이고, 이에 의하여 이들이 조명 슬롯을 횡단하여 통과함에 따라 장착된 프레이밍 블레이드들과 레티클이 일치하여 이동하게 할 수 있다. 그러나 이 방법에도 결점은 있다. 예를 들면, 프레이밍 블레이드들의 장착은 레티클 스테이지 상에 과도한 무게가 될 수 있다.
레티클 스테이지 상에 프레이밍 블레이드들을 장착하는 것과 관련된 또 다른 결점은 레티클 필드 치수의 조정과 관련된다. 레티클 필드는 기판 위로 노출된 레티클의 구역이다. 핀 홀 노출을 방지하는 이외에, 프레이밍 블레이드들은 레티클 필드의 폭을 설정하기 위하여 사용된다. 종종, 오직 기판 위로 레티클의 이미지 구역의 일부만을 노출하는 것은 바람직하다. 이들 경우에, 필드 폭은 레티클의 이미지 구역보다 폭이 더 좁다. 게다가 리소그래피 공정동안 스캐닝 사이의 레티클의 필드 폭을 바꾸는 것이 때때로 요구된다. 프레이밍 블레이드들이 레티클 스테이지 상에 장착될 때, 레티클 스테이지가 장착된 프레이밍 블레이드들의 물리적인재배치를 허용하기 위하여 정지되는 것이 필요하기 때문에 레티클의 필드 폭을 바꾸는 것은 느린 공정이다.
상기 결점들을 피하고 그리고 스캐닝 작동과 동기화된 동기 프레이밍 블레이드 장치가 요구된다.
본 발명은 리소그래피에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치에 관한 것이다.
명세서의 부분을 형성하고 여기에 첨부된 도면은 상세한 설명과 함께 본 발명을 도시하며, 또한 본 발명의 원리를 설명하고 관련 기술에 숙련된 사람들이 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 한다. 동일한 참조 부호는 다른 도면에서 동일한요소를 언급한다.
도1은 레티클의 도면이다.
도2a 내지 도2h는 본 발명에 따른 프레이밍 블레이드의 공정의 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치의 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 정지 조립체의 확대도이다.
도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 제1 및 제2 운반 조립체의 도면들이다.
도6a 내지 도6c는 본 발명에 따른 공기 베어링의 도면들이다.
도7은 본 발명에 따른 전형적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
본 발명은 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치는 복수의 자석들을 갖는 정지 조립체와, 각각이 복수의 코일들을 갖는 제1 및 제2 운반 조립체를 포함한다. 제1 및 제2 운반 조립체는 1 자유도로만 제1 및 제2 운반 조립체가 움직이도록 허용하는 복수의 공기 베어링들에 의해서 정지 조립체 상에 지지된다. 추가로, 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치는 제1 및 제2 운반 조립체에 각각 부착된 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들을 포함한다. 또한 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치는 복수의 코일들에 연결된 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 복수의 코일들 중의 적어도 하나에 에너지를 공급하도록 채택되고 그것에 의하여 운반 조립체와 대응하는 프레이밍 블레이드들의 적어도 하나가 1 자유도로 움직이게 한다. 이 작동은 핀 홀들을 통한 노출을 피하기 위한 기판 스캐닝 공정동안 레티클 위로의 조명을 제어한다.
1. 동기화된 스캐닝 프레이밍 블레이드들
도l은 전형적인 레티클(100)을 도시한다. 전형적인 레티클(100)은 3개의 구역, 즉 필드 패턴(102), 핀 홀 구역(l06), 그리고 핀 홀 자유 구역(108)을 포함한다. 필드 패턴(102)은 반도체 웨이퍼와 같은 기판(도시안됨)의 표면 위로 투영된 이미지를 포함한다. 핀 홀 자유 구역(108)은 필드 패턴(102)의 주위를 바로 둘러싸는 구역이다. 핀 홀 구역(l06)은 핀 홀 자유 구역(108)의 외부 둘레를 둘러싸고 레티클(100)의 가장자리까지 연장한다.
레티클(100)은 기판 스캐닝으로 공지된 공정에 따라서 조명 슬롯(110)을 횡단하여 통과한다. 기판 스캐닝동안, 레티클(100)은 조명 슬롯(110)을 횡단하여 스캐닝 방향으로 이동한다. 레티클(100)이 조명 슬롯(110)을 횡단하여 통과함에 따라, 조명원은 광학 시스템을 거쳐 기판 위로 레티클(l00) 상에 인쇄된 패턴들을노출한다. 도1에 도시된 스캐닝 방향으로 스캐닝 작동동안, 레티클(100)의 구역은 핀 홀 구역(106), 핀 홀 자유 구역(108), 필드 패턴(102), 핀 홀 자유 구역(108), 핀 홀 구역(106)의 순서로 조명 슬롯(110)을 횡단하여 통과한다.
필드 패턴(102)은 투명한 부분들을 가지도록 설계된 레티클(100)의 유일한 부분이다. 레티클(100)의 나머지 부분들은 핀 홀(104)들로 알려진 결점을 형성한다. 핀 홀(104)들은 레티클(100) 상의 작은 투명한 구역들이다. 도1에 도시된 핀 홀(l04)들은 설명을 위하여 확대된 것이다. 핀 홀(l04)들은 임의의 크기일 수 있지만, 핀 홀(104)들은 전형적으로 약 0.5미크론의 크기이다.
핀 홀(l04)들은 레티클(100)에 크롬과 같은 재료를 도포함에 의해서 제거될 수 있다. 임의의 핀 홀(104)을 포함하지 않는 핀 홀 자유 구역(108)이 상기 기술에 의하여 형성된다. 핀 홀 자유 구역(108)은 필드 패턴(102)을 위해 정확한 불투명한 가장자리를 제공한다.
유감스럽게도, 핀 홀(104)들을 검사하고 크롬과 같은 재료로 그것들을 수정하는 공정은 레티클(100)에 크롬과 같은 재료의 검사와 도포의 다수의 반복을 요구하는 값비싼 공정이다. 그러므로, 필드 패턴의 밖에 있는 레티클(100) 상의 모든 구역을 핀 홀이 없게 만드는 것은, 시기는 적절하나 고가이며 실행할 수 없다. 결국, 핀 홀 구역(106)은 핀 홀(104)을 포함한다.
기판 스캐닝 작동동안, 레티클(100)은 조명 슬롯(110)을 횡단하여 통과한다. 이것이 일어남에 따라, 한 쌍의 동기화된 스캐닝 프레이밍 블레이드들은 조명 슬롯(110)으로부터 레티클(100)의 부분들을 차단하는 방식으로 이동한다. 이 차단의 결과로서, 레티클(100)의 이 부분들은 기판 위로 투영되지 않는다. 이들 차단된 부분들의 예들은 노출을 위하여 지적되지 않은 필드 패턴(102)의 구역 및/또는 핀 홀 구역(106)을 포함한다.
도2a 내지 2h는 본 발명에 따른 동기화된 스캐닝 프레이밍 블레이드들의 전형적인 작동을 도시한다. 이 도면들은 연속적으로 스캐닝 작동을 도시하는 일 세트의 스냅샷(snapshot)을 제공하고, 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이동하는 레티클(100)을 도시한다. 그러나, 유사한 작동이 반대 방향으로 수행될 수 있다. 이들 스냅샷들의 각각은 조명 슬롯(110), 레티클(100), 제1 프레이밍 블레이드(208a), 그리고 제2 프레이밍 블레이드(208b)를 도시한다. 제1 프레이밍 블레이드(208a)는 제1 프레이밍 가장자리(212a)를 포함한다. 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 제1 프레이밍 가장자리(212a)에 대면하는 제2 프레이밍 가장자리(212b)를 포함한다. 전술한 것처럼, 레티클(100)은 필드 패턴(102), 핀 홀 자유 구역(108), 및 핀 홀 구역(l06)을 포함한다. 도2a 내지 도2h에 기술된 작동은 스캐닝 작동동안 조명 슬롯(110)으로부터 핀 홀 구역(108)을 차단한다.
도2a는 스냅샷(200)을 도시한다. 이 스냅샷은 레티클(100)이 조명 슬롯(110)을 횡단하여 통과하기 전에 스캐닝 작동을 예시한다. 이 스냅샷에서, 레티클(100)과 제1 프레이밍 블레이드(208a)의 모두는 왼쪽(레티클 병진운동이라고 화살표로 표시된 것을 참조)으로 이동한다. 그러나, 이 스냅샷 동안, 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 정지한다.
도2b는 스냅샷(210)을 도시한다. 스냅샷(210)은 스냅샷(200)에 후속한다.이 스냅샷에서, 레티클(100)은 일정한 속도로 왼쪽으로 이동하고 필드 패턴(102)의 부분은 이미 조명 슬롯(110)을 횡단하고 있다. 핀 홀 구역(l08)의 부분은 또한 조명 슬롯(110)을 횡단하고 있다. 제1 프레이밍 블레이드(208a)는 또한 동일한 일정 속도로 왼쪽으로 이동하고 있다. 이 스냅샷에서, 제1 가장자리(212a)는 조명 슬롯(110)으로부터 핀 홀 구역(104)을 차단하는 방식으로 레티클(100)과 정렬한다. 이에 따라, 제1 프레이밍 블레이드(208a)는 핀 홀 노출을 방지한다. 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 이 스냅샷에서 정지 상태를 유지한다.
도2c는 스냅샷(220)을 도시한다. 스냅샷(220)은 스냅샷(210)에 후속한다. 이 스냅샷에서, 레티클(100)은 기판 위로 필드 패턴(102)의 노출을 위하여 왼쪽으로 일정한 속도로 조명 슬롯(110)을 횡단하고 있다. (예를 들면, 본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이 등의 리소그래피를 위해 적용할 수 있다) 제1 프레이밍 블레이드(208a)는 또한 왼쪽으로 이동하고 있다. 그러나, 핀 홀 구역(l04)이 더 이상 조명 슬롯(110)과 정렬하지 않으므로, 제1 프레이밍 블레이드(208a)는 조명 슬롯(110)으로부터 레티클(100)의 어떠한 부분을 차단하지 않는다. 이 스냅샷에서, 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 정지 상태를 유지한다.
도2d는 스냅샷(230)을 도시한다. 스냅샷(230)은 스냅샷(220)에 후속한다. 스냅샷(230)에서, 레티클(100)은 일정한 속도로 조명 슬롯(110)을 횡단하기를 계속한다. 또한 제1 프레이밍 블레이드(208a)는 왼쪽으로 이동하기를 계속한다. 그러나, 그것은 핀 홀 구역(104)이 더 이상 조명 슬롯(110)과 정렬하지 않으므로 조명 슬롯(110)으로부터 레티클(100)의 어떠한 부분을 차단하지 않는다. 이 스냅샷에서, 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 정지상태를 유지한다.
도2e는 스냅샷(240)을 도시한다. 스냅샷(240)은 스냅샷(230)에 후속한다. 스냅샷(240)에서, 레티클(100)은 일정한 속도로 조명 슬롯(110)을 횡단하기를 계속한다. 그러나, 제1 프레이밍 블레이드(208a)는 정지하게 된다. 이 스냅샷에서, 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 이제 레티클(100)과 동일한 방향으로 이동하고 있다.
도2f는 스냅샷(250)을 도시한다. 스냅샷(250)은 스냅샷(240)에 후속한다. 스냅샷(250)에서, 레티클(100)은 일정한 속도로 조명 슬롯(110)을 횡단하기를 계속한다. 추가로, 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 이제 레티클(100)과 동일한 일정 속도로 왼쪽으로 이동하고 있다.
도2g는 스냅샷(260)을 도시한다. 스냅샷(260)은 스냅샷(250)에 후속한다. 스냅샷(260)에서, 레티클(100)은 일정한 속도로 조명 슬롯(110)을 횡단하기를 계속한다. 이 단계에서, 핀 홀 구역(104)의 부분들은 조명 슬롯(110)과 정렬한다. 이에 따라, 제2 가장자리(212b)는 조명 슬롯(110)으로부터 핀 홀 구역(104)을 차단하는 방식으로 레티클(100)과 정렬한다. 이 정렬은 핀 홀 노출을 차단한다.
도2h는 스냅샷(270)을 도시한다. 스냅샷(270)은 스냅샷(260)에 후속한다. 이 스냅샷에서, 레티클 스캐닝 공정은 종료한다. 레티클(100)은 완전히 조명 슬롯을 횡단한다. 이에 따라, 필드 패턴(102)은 기판 위로 노출된다. 제2 프레이밍 블레이드(208b)는 핀 홀 노출을 방지하기 위하여 조명 슬롯(110)을 횡단하는 동작을 완료한다. 이 단계에서, 제1 및 제2 프레이밍 블레이드(208a, 208b)는 반대 방향으로 스캐닝을 수행하기 위하여 배치된다.
2. 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치
도3은 본 발명에 따른 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)의 블록도를 도시한다. 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)는 레티클 스테이지 상에 장착되지 않고, 도2를 참조로 전술한 동기화된 스캐닝 프레이밍 블레이드 작동을 수행할 수 있다. 본 발명의 이점은 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)가 레티클 스테이지에 어떠한 무게를 가하지 않는다는 것이다. 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)는 정지 조립체(302), 제1 운반 조립체(304a), 제2 운반 조립체(304b), 제1 프레이밍 블레이드(306a), 제2 프레이밍 블레이드(306b), 컨트롤러(308), 및 위치 결정 기구(310)를 포함한다.
정지 조립체(302)는 복수의 자석들(도시안됨)과 복수의 트랙 표면(도시안됨)을 포함한다. 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)는 복수의 공기 베어링들(도시안됨)에 의해서 이들 트랙 표면에 있는 정지 조립체(302) 상에 지지된다. 공기 베어링들은 후술하는 것처럼, 제1 및 제2 운반 조립체가 1 자유도로만 이동하게 한다.
제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)은 각각 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)에 부착된다. 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)처럼, 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)은 1 자유도로만 움직이도록 허용된다. 이 경우에, 1 자유도는 화살표로 표시된 스캐닝 방향에 의해서 도시된다.
제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)는 각각 복수의 코일들(도시안됨)을 포함한다. 이 코일들은 컨트롤러(308)에 전기적으로 접속된다. 컨트롤러(308)는 이들이 정지 조립체(302) 상의 복수의 자석들과 상호 작용하도록 하는 방식으로 이들 코일에 에너지를 공급한다. 이 상호작용은 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b) 뿐만 아니라 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)가 1 자유도로만 움직이게 한다. 이에 따라, 각 운반 조립체(304)는 리니어 모터로서 정지 조립체(302)와 함께 작동한다. 컨트롤러(308)가 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각에 있는 코일들에 에너지를 공급하는 방식은 정류(commutation)로서 알려져 있다. 정류의 이론과 실행은 당업자에게 잘 알려져 있다.
위치 결정 기구(310)는 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)의 위치를 결정하고, 컨트롤러(308)에 프레이밍 블레이드 위치 정보를 제공한다. 바람직한 실시예에 있어서, 위치 결정 기구(310)는 2개의 인코더 스케일과 2개의 광학 판독기(도시안됨)를 포함한다. 각각의 인코더 스케일은 대응하는 운반 조립체(304)에 연결된다. 각각의 광학 판독기는 정지 조립체(302)에 연결되고 특별한 인코더 스케일에 대응한다. 제1 운반 조립체(304a) 또는 제2 운반 조립체(304b)가 이동할 때, 대응하는 인코더 스케일은 그것과 함께 이동한다. 각각의 광학 판독기는 대응하는 인코더 스케일의 위치 및/또는 동작을 검출하고 이 동작 및/또는 위치를 나타내는 신호를 발생한다. 이 신호는 컨트롤러(308)에게 보내진다. 광학 판독기들과 인코더 스케일들은 당업자에게 잘 알려져 있다. 다른 실시예에 있어서, 위치 결정 기구(310)는 당업자에게 알려진 다른 장치들과 기술로 이행될 수 있다.
전술한 것처럼, 컨트롤러(308)는 각각의 운반 조립체(304)에 있는 코일들에에너지를 공급한다. 이것은 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b) 의 각각이 1 자유도로 움직이게 한다. 어떤 특정 시점에, 컨트롤러(308)는 하나의 운반조립체(304) 또는 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)가 동시에 어떤 방향(예를 들면, +y 또는 -y)으로 움직이게 할 수 있다.
본 발명의 한 방법에 따르면, 컨트롤러(308)는 주 제어 시스템(도시안됨)으로부터 1 또는 그 이상의 명령을 받는다. 이 명령들은 각 운반 조립체(304)가 특별한 방식으로 이동하도록 하기 위하여 컨트롤러(308)를 조작한다. 그러한 명령의 예로는 위치, 속도, 그리고 가속 지령들을 포함한다. 그러나, 타이밍 지령들과 같은 다른 명령은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이용될 수 있다. 또한, 컨트롤러는 위치 결정 기구(310)로부터 프레이밍 블레이드 위치 정보를 수신한다. 또한, 상기 방법에 따르면, 컨트롤러(308)는 이 정보를 처리하고 주 제어 시스템으로부터 받아들여진 하나 또는 그 이상의 명령과 일치하는 방식으로 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)을 구동하기 위하여 각각의 운반 조립체에 있는 코일들에 에너지를 공급한다.
스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)는 기판 스캐닝 공정동안 레티클위로 조명을 제어한다. 바람직한 실시예에 있어서, 컨트롤러(308)는 기판 위로 핀 홀 노출을 차단하거나 레티클 필드 폭을 제어하기 위하여 스캐닝 레티클과 동기하여 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 308b)이 이동하게 한다. 레티클 필드 폭을 제어하는 것은 필드 패턴(102)의 부분들만이 기판 위로 노출되도록 필드 패턴의 부분들을 차단하는 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)을 포함한다. 노출되지 않은 레티클 부분의 폭은 여기에 필드 폭으로서 언급된다.
바람직한 실시예에 있어서, 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)는 리소그래피 시스템의 일 요소이다. 리소그래피 시스템은 조명 슬롯의 형식으로 투사하는 조명원과, 기판 스캐닝 공정동안 조명 슬롯을 횡단하여 레티클을 이동하는 레티클 스테이지와, 레티클의 부분을 조명 슬롯으로부터 차단함에 의하여 레티클위로 조명을 제어하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)와, 레티클 스테이지의 작동과 동기하여 기판을 스캐닝하는 기판 스테이지를 포함한다.
스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)의 요소들은 도4, 도5a, 도5b, 도6a 및 도6b를 참조로 하여 더 상세하게 후술한다.
3. 정지 조립체
도4는 바람직한 실시예를 따른 정지 조립체(302)의 확대도이다. 정지 조립체(302)는 장착요소(402)와 커버요소(404)를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 장착 요소(402)와 커버 요소(404)는 기계 가공된 강판들로 제조된다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 이 기술분야에 통상적인 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼, 다른 재료가 사용될 수 있다. 장착 요소(402)와 커버 요소(404)는 사실상 평행하다. 도4에 도시된 것처럼, 장착 요소(402)는 페이스부(406)와 플랜지부(408)를 포함한다. 플랜지부(408)는 수용면(410)을 포함한다.
커버요소(404)는 수용면(410)과 결합하는 결합면(412)을 포함한다. 장착요소(402)와 커버요소(404)는 볼트, 나사, 용접, 납땜 등과 같은 관련 기술에 숙련된 사람들에게 알려진 어떤 적절한 부착 수단에 따라 이들 표면에 부착된다. 그러나,다른 실시예에 있어서, 장착과 커버 요소들(402, 404)은 일체의 재료로 형성될 수 있다.
정지 조립체(302)는 제1 단부(414)와 제1 단부(414)에 대향하는 제2 단부(416)를 가진다. 정지 조립체(302)의 장착요소(402)는 3개의 표면을 포함한다. 이 3개의 표면은 제1 트랙 표면(418)과, 제2 트랙 표면(420)과, 제3 트랙 표면(422)이다. 이 트랙 표면의 각각은 제1 단부(414)에서 제2 단부(416)까지 연장한다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 트랙 표면(418)과 제2 트랙 표면(420)은 페이스부(406) 상에 형성되고 사실상 평행면들에 놓여진다. 제3 트랙 표면(422)은 플랜지부(408) 상에 형성되고 사실상 제1 트랙 표면(418)에 직교한 면에 놓여진다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 트랙 표면(418)과 제2 트랙 표면(420)과 제3 트랙 표면(422)은 제1 운반 조립체(304a)와 제2 운반 조립체(304b)를 지지하도록 공기 베어링용의 표면들을 제공하기 위하여 + / - 5미크론의 표면 편평도로 연마된다. 이 편평도는 제1 프레이밍 블레이드(306a)와 제2 프레이밍 블레이드(306b) 모두가 정확한 이동면에서 이동하는 것을 보장할 것이다. 제1 및 제2 트랙 표면(418, 420)에 대향되는 장착요소(402)의 페이스부(406)는 외면(426)을 포함한다.
전술한 것처럼, 정지 조립체(302)는 복수의 자석들(442)을 포함한다. 이 자석들(442)은 제1 자석 트랙(424a)과 제2 자석 트랙(424b)(도시안됨)을 따라서 배치된다. 제1 자석 트랙(424a)은 장착요소(402) 상에 배치되고, 제2 자석 트랙(424b)은 커버요소(404)위에 배치된다. 제1 자석 트랙(424a)과 제2 자석 트랙(424b)은 제1 단부(414)로부터 제2 단부(416)까지 연장한다. 제1 자석 트랙(424a)은 제2 자석 트랙(424b)에 대향되고 사실상 평행하다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 각각의 자석 트랙(424)은 15개의 자석들(442)을 포함한다. 그러나, 다른 수량이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 자석 트랙들(424a, 424b)을 구성하는 복수의 자석들(442)은 20mm x 55mm x 6mm의 체적을 가지고, 대략 5500 가우스의 최대 자기장을 발생하는 NdFeBo 형태의 편평한 영구 자석들이다. 그와 같은 자석들은 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)이 2.5와트의 열동력에서 40 m/sec2로 가속하게 할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 리니어 모터들에서 통상적으로 사용되는 것과 같은 다른 자석들이 사용될 수 있다.
정지 조립체(302)는 또한 제1 경질의 정지구(428)와 제2 경질의 정지구(430)를 포함한다. 제1 및 제2 경질의 정지구(428, 430)는 각각 제1 단부(414)와 제2 단부(416)에 있는 장착요소(402)에 장착된다. 제1 및 제2 경질의 정지구(428, 430)는 제1 운반 조립체(304a) 및/또는 제2 운반 조립체(304b)가 제1 단부(414) 및/또는 제2 단부(416)에 도달하는 경우에 안전수단으로서 기능을 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 경질의 정지구(428, 430)의 각각은 제1 운반 조립체(304a) 또는 제2 운반 조립체(304b)가 중력의 20배의 최대 힘을 가지고 1.2meters/second의 초기 속도로부터 6밀리미터에서 멈춰지게 할 수 있는 예비 장전된 코일 스프링을 포함한다.
전술한 것처럼, 정지 조립체(302)는 연마된 강판들로 제조된다. 정지 조립체(302)는 또한 도금 후에 경화된 전기가 없는 니켈로 피복된다. 이 피복은 제1트랙 표면(418), 제2 트랙 표면(420), 그리고 제3 트랙 표면(422)의 상술한 편평도를 유지하면서 아래에 놓여진 강의 부식을 방지한다.
4. 운반 조립체
도5a와 도5b는 바람직한 실시예에 따른 제1 운반 조립체(304a)와 제2 운반 조립체(304b)를 도시한다. 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)는 각각 프레임(502), 제1 코일(504a), 제2 코일(504b), 제3 코일(504c), 제1 공기 베어링(506a), 제2 공기 베어링(506b), 제3 공기 베어링(506c), 제4 공기 베어링(506d), 및 제5 공기 베어링(506e)을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 프레임(502)은 제1 구조 플레이트(508)와 제2 구조 플레이트(510)를 포함한다. 이 플레이트들은 사실상 평행하다. 프레임(502)은 또한 제1 및 제2 구조 플레이트들(508, 510)을 고정하는 복수의 비임(도시안됨)을 포함한다. 제1 및 제2 구조 플레이트들(508, 510)과 비임은 바람직하게는 G10 에폭시 유리 회로 기판 재료로 제조되고 에폭시 수지와 함께 접착된다. G10 회로 기판 재료는 당업자에게 잘 알려져 있다. 다른 실시예에 있어서, 다른 재료들, 고정 수단들, 및/또는 형상들이 이용될 수 있다. 예를 들면, 알루미늄 비임은 제1 및 제2 구조 플레이트(508, 510)를 지지하도록 사용될 수 있다.
G10 회로 기판 재료는 높은 저항률을 가지고 있기 때문에 바람직한 재료이고 그러므로 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)의 작동동안 프레임에 코일을 절연할 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 프레임(502)은 다음 특성을 가지고 있는 Gl0 재료로 만들어진다:
인장강도 : 5 x 107Pa
탄성계수 : 2.0 x 1010Pa
밀도 : 1.8 gm/cm3
열팽창 계수 : 10 x 10-61/degC
열 전도율 : 0.35 watt/m·degC
전기 도전율 : 7.0 x 1013ohm·c
그러나, 다른 실시예에 있어서, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼 상이한 특성을 가지고 있는 G10 또는 다른 재료들이 사용될 수 있다.
프레임들(502)의 각각은 대면하는 단부(512)와 대면하는 단부(512)에 대향하는 후퇴하는 단부(514)를 갖는다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 운반 조립체(304a)의 대면하는 단부(512)는 제2 운반 조립체(304b)의 대면하는 단부(512)와 대면한다.
제1 및 제2 구조 플레이트들(508, 510)은 제1 코일 피팅(fitting, 516a), 제2 코일 피팅(516b), 그리고 제3 코일 피팅(516c)을 한정하는 부분들을 포함한다. 이 코일 피팅들(516)의 각각은 제1 구조 플레이트(508)와 제2 구조 플레이트(510)를 통과하여 연장한다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 코일 피팅들(516)은 대면하는 단부(512)와 후퇴하는 단부(514)사이에서 균등하게 배치된다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 관련 기술분야에 숙련된 사람들에게 명백한 것처럼, 특정 간격을 두고 있는 특정 수의 코일 피팅(516)이 사용될 수 있다.
전술한 것처럼, 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각은 제1 코일(504a), 제2 코일(504b), 제3 코일(504c)을 포함한다. 이 코일들(504)의 각각은 대응하는 코일 피팅(516)에 배치된다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1, 제2 및 제3 코일들의 각각은 구리 또는 알루미늄의 23 AWG 자석 와이어를 포함하는 편평하게 감긴 3상 코일이다. 제1, 제2 및 제3 코일들(504a 내지 504c)을 위한 일정한 힘은 바람직하게는 6.53newtons/amp이다. 제1, 제2 및 제3 코일들(504a 내지 504c)의 각각의 저항은 알루미늄 와이어의 경우에 바람직하게는 1.4ohms이고, 그리고 구리선의 경우에는 바람직하게는 0.9ohms이다. 그러나, 이 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼, 다른 재료, 권선 형상, 일정한 힘, 그리고 저항이 본 발명에 따라서 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 제1 코일(504a), 제2 코일(504b), 그리고 제3 코일(504c)은 적분 요소로서 함께 결합된다. 추가로, 제1 코일(504a), 제2 코일(504b), 그리고 제3 코일(504c)은 프레임(502)에 결합된다. 이 커플링들은 바람직하게는 저수축 에폭시 수지로 만들어진다. 그러나, 관련 기술에 숙련된 사람에게 명백한 것처럼, 다른 결합 기술이 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 코일 피팅(516a), 제2 코일 피팅(516b), 그리고 제3 코일 피팅(516c)의 각각의 측면은 특정 재료에 의해서 커버될 수 있다. 전형적인 커버링 재료는 1밀리미터 G-10 회로 기판 재료이다. 그러나, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진사람에게 명백한 것처럼, 다른 재료가 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각은 또한 제1 및 제2 구조 플레이트(508, 510)사이에 배치된 하나 또는 그 이상의 알루미늄 삽입물들(도시안됨)을 포함한다. 이 알루미늄 삽입물들은 지지와 체적의 안정성을 제공한다. 추가로, 공기 베어링 장착부(522)(후술함)는 이 삽입물의 밖에 형성될 수 있다. 또한, 이 삽입물들은 대응하는 프레이밍 블레이드(306), 전기 접속구와 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각에 장착된 어떠한 다른 요소의 부착을 위한 내구성이 있는 나사산을 제공할 수 있다. 이 알루미늄 삽입물들의 각각은 바람직하게는 에폭시 수지로 대응하는 운반 조립체(304)에 접착된다. 그러나, 이 알루미늄 삽입물들은 관련기술에 숙련된 사람들에게 명백한 나사, 볼트, 리벳과 다른 고정 수단과 같은 수단에 의하여 대응하는 운반 조립체(304)에 고정될 수 있다.
각각의 운반 조립체(304a, 304b)의 경우에, 제1, 제2 및 제3 코일(504a 내지 504c)은 컨트롤러(308)에 전기적으로 접속된다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 접속들은 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)에 각각 부착된 제1 및 제2 케이블(도시안됨)을 통하여 이루어진다. 제1 및 제2 케이블들의 각각은 대응하는 운반 조립체(304) 상에 장착된 커넥터(520)를 갖춘 대응하는 운반 조립체(304)에 부착된다. 바람직한 실시예에 있어서, 커넥터(520)는 전술한 것처럼, 알루미늄 삽입물상에 장착된 복합 핀 커넥터이다. 제1 및 제2 케이블들의 각각은 바람직하게는 고 가요성의 TEFLON(상표) 리본 케이블이다. 그러나, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람들에게 명백한 것처럼, 다른 형태들의 케이블, 커넥터, 그리고 전기 접속물이 이용될 수 있다.
전술한 것처럼, 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각은 제1 공기 베어링(506a), 제2 공기 베어링(506b), 제3 공기 베어링(506c), 제4 공기 베어링(506d), 그리고 제5 공기 베어링(506e)을 포함한다. 이 공기 베어링들(506a 내지 506e)은 정지 조립체(302) 상의 대응하는 운반 조립체(304)를 지지하고, 대응하는 운반 조립체(304)가 1 자유도로만 움직이게 한다. 이들 공기 베어링(506a 내지 506e)의 각각은 제1 트랙 표면(418), 제2 트랙 표면(420), 제3 트랙 표면(422)들 중의 어느 하나에서 대응하는 운반 조립체(304)를 지지한다. 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 공기 베어링들(506a 내지 506e)의 각각은 대응하는 공기 베어링 장착부(522)에 의하여 대응하는 운반 조립체(304)에 결합된다. 바람직한 실시예에 있어서, 각각의 공기 베어링 장착부(522)는 전술한 것처럼 알루미늄 삽입물로부터 형성된다. 공기 베어링들(506a 내지 506e)은 도6a, 도6b 및 도6c를 참조로 더 상세하게 후술한다.
제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각은 복수의 예비 장전된 자석들(524)을 포함한다. 이러한 예비 장전된 자석들(524)의 각각은 공기 베어링들(506a 내지 506e)의 하나에 대응한다. 이러한 예비 장전된 자석들(524)은 제1 트랙 표면(418), 제2 트랙 표면(420), 또는 제3 트랙 표면(422)들 중의 어느 하나와 대응하는 공기 베어링(506)사이에 인력을 제공한다. 바람직한 실시예에 있어서, 공기 베어링들(506a 내지 506e)의 각각을 위하여 2개의 예비 장전된자석들(524)이 있다. 이들 예비 장전된 자석들(524)은 바람직하게는 영구 자석들이고 공기 베어링 장착부(522)들에 부착된다.
제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각은 또한 평형추(560)를 포함한다. 평형추(560)는 각각의 운반 조립체(304)와 대응하는 프레이밍 블레이드(306)의 무게 중심을 대응하는 제1, 제2 및 제3 코일들(504a 내지 504c)과 정렬한다.
도5c는 정지 조립체(302), 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)와 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)사이의 관계를 도시하는 확대도이다. 도3C에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)는 정지 조립체(302)의 장착 요소(402)와 커버 요소(404)사이에 배치된다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 구조 플레이트(508, 510)는 제1 및 제2 자석 트랙들(424a, 424b)에게 사실상 평행하다.
전술한 것처럼, 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각은 바람직하게는 정지 조립체(302) 상의 대응하는 운반 조립체를 지지하는 5개의 공기 베어링(506a 내지 506e)을 포함한다. 도5c는 이들 공기 베어링(506a 내지 506e)이 제1 운반 조립체(304a)를 지지하는 방식을 도시한다. 제1 및 제2 공기 베어링들(506a, 506b)은 제3 트랙 표면(422)에서 제1 운반 조립체(304a)를 지지한다. 제3 공기 베어링(506c)은 제1 트랙 표면(418)에서 제1 운반 조립체(304a)를 지지한다. 제4 및 제5 공기 베어링들(506d, 506e)은 제2 트랙 표면(420)에서 제1 운반 조립체(304a)를 지지한다.
비록 도5c에 도시되지 않았지만, 제2 운반 조립체(304b)의 5개의 공기 베어링(506a 내지 506e)의 각각은 제1 조립체(304a)를 참조로 기술한 것처럼 동일한 트랙 표면에서 제2 운반 조립체(304b)를 지지한다.
도6a 내지 도6c를 참조로 후술하는 것처럼, 공기 베어링들(506a 내지 506e)의 각각은 제1 트랙 표면(418), 제2 트랙 표면(420), 제3 트랙 표면(422)들 중의 어느 한쪽으로 공기를 배출한다. 이 공기의 배출은 각각의 공기 베어링들(506a 내지 506e)와 대응하는 트랙 표면사이에 공기 쿠션을 만든다. 이 공기는 제1 및 제2 공기 공급 튜브(도시안됨)에 의하여 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)의 각각에 제공된다. 이들 공기 공급 튜브들은 공기 공급구(도시안됨)에 연결된다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 운반 조립체(304a)는 제1 공기 공급 호스에 연결되고 5개의 분리된 튜브들(도시안됨)을 거쳐 제1 운반 조립체(304a) 상에 장착된 각각의 공기 베어링(506a 내지 506e)에 공급된 공기를 분배하는 제1 튜브 커넥터(도시안됨)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 운반 조립체(304b)는 제2 공기 공급 호스에 연결되고, 5개의 분리된 튜브(도시안됨)를 거쳐 제2 운반 조립체(304b) 상에 장착된 각각의 공기 베어링(506a 내지 506e)에 공급된 공기를 분배하는 제2 튜브 커넥터(도시안됨)를 포함한다.
5. 프레이밍 블레이드
도5a 내지 도5c에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)는 각각 제1 및 제2 운반 조립체(304a, 304b)에 부착된다. 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)은 정지 조립체(302)의 장착요소(402)와 커버요소(404)사이에 있는 구역을 넘어서서 연장한다. 바람직한 실시예에 있어서,제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)의 각각은 대응하는 프레이밍 블레이드(306)가 이동하는 1 자유도를 따르는 단단한 고체 삽입물(도시안됨)과 굴곡의 삽입물(도시안됨)을 갖는 대응하는 운반 조립체(304)에 부착된다. 이 삽입물들은 바람직하게는 에폭시 수지로 대응하는 운반 조립체에 접착된다. 다른 실시예에 있어서, 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)은 볼트, 나사, 에폭시 수지 등과 같은 이 기술분야에 통상적인 기술을 가진 사람들에게 알려져 있는 다른 기술로 대응하는 운반 조립체(304)에 부착될 수 있다.
제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)의 각각은 프레이밍면(534)을 포함한다. 각각의 프레이밍면은 기판 스캐닝 공정동안 조명 슬롯으로부터 레티클의 부분을 차단하도록 형성된다. 제1 프레이밍 블레이드(306a)는 제1 프레이밍 가장자리(536)를 포함한다. 제2 프레이밍 블레이드(306b)는 제1 프레이밍 가장자리(536)에 대향되고 대면하는 제2 구성 프레이밍 가장자리(538)를 포함한다.
6. 위치 결정 기구
전술한 것처럼, 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치(300)는 위치 결정 기구(310)를 포함한다. 위치 결정 기구(310)는 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들(306a, 306b)의 위치를 결정하고, 컨트롤러(308)에게 프레이밍 블레이드 위치 정보를 제공한다. 위치 결정 기구(310)는 도5a와 5b를 참조로 상세하게 설명된다. 바람직한 실시예에 있어서, 위치 결정 기구(310)는 제1 및 제2 인코더 스케일들(526a, 526b), 그리고 제1 및 제2 광학 판독기들(528a, 528b)을 포함한다. 추가로, 위치 결정 기구(310)는 제1 및 제2 리미트 플랙(limit flag)(530a, 530b)을 포함한다.제1 및 제2 인코더 스케일들(526a, 526b)은 각각 제1 운반 조립체(304a)와 제2 운반 조립체(304b)에 부착된다.
바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 인코더 스케일들(526a, 526b)은 전술한 것처럼, 하나 또는 그 이상의 알루미늄 삽입물들을 갖는 대응하는 운반 조립체(304)에 부착된다. 제1 및 제2 인코더 스케일들(526a, 526b)은 바람직하게는 영국의 Gloucestershire의 Renishaw plc에 의해 제조된 20마이크로 피치를 갖는 모델 RGS-S 스케일들이다. 그러나, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼, 다른 인코더 스케일들이 사용될 수 있다.
제1 및 제2 광학 판독기들(528a, 528b)은 각각 제1 및 제2 인코더 스케일들(526a, 526b)에 대응된다. 전술한 것처럼, 제1 및 제2 광학 판독기들(528a, 528b)의 각각은 대응하는 인코더 스케일(526)의 위치 및/또는 동작을 검출하고, 이 동작 및/또는 위치를 나타내는 신호를 발생한다. 이 신호는 케이블을 통하여 컨트롤러(308)에게 보내진다. 그러나, 이 신호는 무선 RF 링크, 광통신 링크 등과 같은 관련 기술에 숙련된 사람들에게 알려진 어떠한 매체를 통하여 컨트롤러(308)에게 보내질 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 광학 판독기들(528a, 528b)은 정지 조립체(302)의 장착요소(404)에 부착된다. 제1 및 제2 광학 판독기들(528a, 528b)의 각각을 위해, 이 부착은 바람직하게는 장착요소(404)의 외면(426)에 결합된 판독기 장착부(532)와 함께 이루어진다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 제1 및 제2 광학 판독기들(528a, 528b)은 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 어떠한 방법으로 정지 조립체(302)에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 광학 판독기들(528a, 528b)은 바람직하게는 영국의 Gloucestershire의 Renishaw plc에 의해 제조된 모델 RGH-24 인코더들이다. 그러나, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼, 다른 광학 판독기들이 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 리미트 플랙(530a, 530b)은 각각 제1 및 제2 인코더 스케일들(526a, 526b)에 대응한다. 제1 및 제2 리미트 플랙(530a, 530b)의 각각은 대응하는 인코더 스케일(526)의 위치 및/또는 작동을 검출하고, 대응하는 운반 조립체가 정지 조립체(302)의 제1 단부(414) 또는 제2 단부(416)의 가까이에 있을 때 신호를 발생한다. 이 신호는 케이블을 통하여 컨트롤러(308)에 보내진다. 그러나, 이 신호는 무선 RF 링크 또는 광통신 링크와 같은 관련 기술에 숙련된 사람들에게 알려진 어떠한 매체를 통하여 컨트롤러(308)에게 전달될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 리미트 플랙(530a, 530b)은 정지 조립체(302)의 장착요소(404)에 부착된다. 제1 및 제2 리미트 플랙(530a, 530b)의 각각을 위해, 이 부착은 바람직하게는 장착요소(402)의 외면(426)에 결합된 리미트 플랙 장착부(540)와 함께 이루어진다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람들에게 명백한 것처럼, 제1 및 제2 리미트 플랙(530a, 530b)은 정지 조립체(302)에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 리미트 플랙(530a, 530b)은 바람직하게는 미국 텍사스의 Carrollton의 Optek, Inc에 의해 제조된 광학 스위치들이 슬롯된 모델 OPB821이다. 그러나, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람들에게 명백한 것처럼, 제1 및 제2 리미트 플랙(530a, 530b)은 다른 장치와 함께 실행될 수 있다.
7. 공기 베어링
도6a와 6b는 각각 공기베어링(506)의 측면도와 평면도를 도시한다. 공기 베어링들(506a 내지 506e)의 각각은 장착 기부(602), 공기 베어링 패드(604), 조정 및 잠금 스크루(606), 변형부(608), 그리고 4개의 변형부 장착 스크루(610)를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 장착 기부(602)는 제1 운반 조립체(304a) 또는 제2 운반 조립체(304b) 상의 대응하는 베어링 장착부(522)에 부착된다. 장착기부(602)는 변형 부착 단부(612)에 대향하는 자유 단부(614)와 변형부의 부착단부(612)를 포함한다. 변형부의 부착단부(612)에서, 장착기부(602)는 리지(616)를 갖는다. 리지(616)와 자유단부(614)사이에는, 장착기부(602)가 기부면(618)을 포함한다. 나사산이 있는 공동(620)은 조정 및 잠금 스크루(606)를 수용하기 위하여 기부면(618)에 형성된다. 장착기부(602)는 바람직하게는 경화된 강으로 제조된다. 그러나, 이 기술 분야의 통상의 기술을 가진 사람들에게 명백한 것처럼, 다른 재료들이 사용될 수 있다.
공기 베어링 패드(604)는 패드면(622)과 조정 및 잠금 스크루 접촉면(624) 을 포함한다. 패드면(622)은 제1 트랙 표면(418), 제2 트랙 표면(420), 제3 트랙 표면(422)의 어느 하나와 대면한다. 조정 및 잠금 스크루 접촉면(624)은 조정 및 잠금 스크루(606)와 접촉한다. 공기 베어링 패드(604)는 제1 트랙 표면(418), 제2 트랙 표면(420), 제3 트랙 표면(422)중의 어느 한쪽으로 공기를 배출한다. 이 공기의 배출은 공기 베어링(506)과 대응하는 트랙 표면사이에 공기 쿠션을 만든다. 바람직한 실시예에 있어서, 공기 베어링 패드(604)는 다음의 특성을 가지고 미국 필라델피아, Aston의 Devitt Machine Inc. 에 의해 제조된 다공성의 0.75인치 탄소 패드이다.
장점을 갖는 강도 수치 : 2.5 x 1010newton/meter3
직경 : 0.75인치
축방향 강도 : 7.13 x 106newton/meter
비틀림 강도 : 1.62개의 x 102newton·meter/rad
예비 인가력 : 75 newtons
공기 베어링 패드(604)의 최대 부하 베어링 용량은 바람직하게는 예비 인가력의 3 배이다. 이에 따라, 위에 리스트된 요소들 중에서 부하 베어링 용량은 대략 200newtons일 것이다. 다른 실시예에 있어서, 이 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼, 상이한 특성을 갖는 다른 재료, 제품, 및/또는 기구가 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 60-80psi의 질소가 공기 베어링 패드(604)에 공급된다. 그러나, 다른 압력에 있는 다른 가스가 이용될 수 있다. 이 공급된 질소는 전술한 공기 쿠션을 만들기 위하여 공기 베어링 패드(604)를 통하여 배출된다. 비록 도시되지 않았지만 튜브는 바브(barb)와 삽입물 바브 피팅을 통하여 공기 베어링 패드(604)에 질소를 제공한다. 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 다음요소들을 사용하여 공기 베어링 패드(604)에 공기를 공급한다: 폴리우레탄 반강체의 튜브(0.05gm/cm 1/16"의 내부 직경, l/32"의 벽); 미국 뉴햄프셔 Greenland의 Beswick Engineering Co., Inc. 에 의하여 제조된 MHPR-1012 삽입물 바브 피팅; 미국 뉴햄프셔 Greenland의 Beswick Engineering Co., Inc. 에 의해 제조된 MHT-3012 Tee Barb. 다른 실시예에 있어서, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼, 본 발명은 에어 쿠션을 제공하기 위하여 다른 요소들, 장치들, 그리고 기술들이 사용될 수 있다.
도6b에 도시된 것처럼, 변형부(608)는 제1 변형부 단부(626)와, 제2 변형부 단부(628)를 포함한다. 제1 변형부 단부(626)는 4개의 변형부 장착 스크루(610)중 2개에 의해 장착 기부(602)의 변형부 부착단부(612)에 부착된다. 제2 변형부 단부(628)는 4개의 변형부 장착 스크루(610)중 다른 둘에 의해 공기 베어링 패드(604)에 부착된다. 변형부(608)는 제1 트랙 표면(418), 제2 트랙 표면(420), 제3 트랙 표면(422)중의 어느 하나와 적절하게 정렬하도록 가요성을 갖는 공기 베어링 패드(604)를 제공한다. 변형부(608)는 조정 및 잠금 스크루(606)가 조정 및 잠금 스크루 접촉면(624)과 접촉하도록 하는 형상을 갖는 변형부 구멍(630)을 형성한다. 바람직한 실시예에 있어서, 변형부(608)는 다음의 특성을 갖는 베릴륨 구리를 포함한다:
강도 : 1.0 newton/rad
길이 : 0.75인치
탄성계수 : 1.3 x 1011Pa
두께 : 0.018인치
그러나, 이 기술분야에 통상의 기술을 가진 사람에게 명백한 것처럼 다른 특성을 가진 다른 재료가 변형부(608)를 형성하기 위하여 사용될수 있다.
도6c는 공기 베어링(506)(스케일로 도시안됨)의 절개 측면도이다. 전술한 것처럼, 공기 베어링 패드(604) 상의 조정 및 잠금 스크루 접촉면(624)은 조정 및 잠금 스크루(606)와 접촉한다. 특히, 조정 및 잠금 스크루 접촉면(624)은 조정 및 잠금 스크루(606)의 표면(646)과 접촉한다. 조정 및 잠금 스크루(606)는 공기 베어링 패드(604)와 장착 기부(602)사이의 거리를 설정한다. 도6c에 도시된 것처럼, 표면(646)은 둥글게 된다. 이것은 공기 베어링 패드(604)와 장착 기부(602)사이에서 일정한 거리를 유지하면서 대응하는 공기 베어링 패드(604)가 대응하는 트랙 표면과 적절하게 정렬하도록 하는 자유도를 준다. 공기 베어링 패드(604)의 이 정렬은 자체 중심 잡기로서 알려져 있다.
8. 컨트롤러
도3을 참조로 전술한 것처럼, 본 발명은 컨트롤러(308)를 포함한다. 컨트롤러(308)는 각각의 운반 조립체(304)가 특별한 방식으로 이동하도록 컨트롤러(308)를 지시하는 주 제어 시스템으로부터의 명령을 수신할 수 있다. 각각의 운반 조립체(304)가 이동하도록 하기 위하여, 컨트롤러(308)는 정류로서 알려진 특별한 방법으로 각각의 운반 조립체(304)에 있는 코일들(504)에 에너지를 공급한다. 추가로,컨트롤러(308)는 위치 결정 기구(310)로부터의 프레이밍 블레이드 위치 정보를 수신한다.
컨트롤러(308)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 어떠한 조합으로서 이행될 수 있고, 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 시스템 및/또는 다른 처리 시스템으로 이행될 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(308)는 여기에 기술된 기능을 수행할 수 있는 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 시스템에 의해 이행된다.
도7은 전형적인 컴퓨터 시스템(700)의 블록도이다. 컴퓨터 시스템(700)은 프로세서(704)와 같은 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 포함한다. 프로세서(704)는 통신버스(702)에 연결된다. 여러 가지 소프트웨어 실시예는 이 예의 컴퓨터 시스템(700)의 관점에서 설명된다. 이 설명을 읽은 후, 다른 컴퓨터 시스템 및/또는 컴퓨터 아키텍처들을 사용하여 본 발명을 실행하는 방법이 관련 기술에 지식을 가진 사람에게 명백하게 될 것이다.
컴퓨터 시스템(700)은 또한 주 기억장치(706), 바람직하게는 임의 접근 기억 장치(RAM)를 포함하고, 또한 제2 기억장치(708)를 포함할 수 있다. 제2 기억장치(708)는 예를 들면 하드 디스크 드라이브(710) 및/또는 플로피 디스크 드라이브를 나타내는 착탈식 저장 드라이브(712), 자기 테이프 드라이브, 광디스크 드라이브 등을 포함할 수 있다. 착탈식 저장 드라이브(712)는 잘 알려진 방법으로 착탈식 저장 유닛(714)으로부터 판독하거나 저장 유닛(714)에 기록할 수 있다. 착탈식 저장 유닛(714)은 착탈식 저장 드라이브(712)에 의하여 판독하고 기록하는 플로피 디스크, 자기 테이프, 광디스크 등을 나타낸다. 착탈식 저장 유닛(714)은 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터를 여기에 저장하는 컴퓨터 사용가능 저장매체를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 제2 기억장치(708)는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 지시가 컴퓨터 시스템(1904)으로 장전되도록 하기 위한 다른 유사한 수단을 포함할 수 있다. 그러한 수단은 예를 들면 착탈식 저장 유닛(722)과 인터페이스(720)를 포함할 수 있다. 그러한 것의 예는 착탈식 저장 유닛(722)에서 컴퓨터 시스템(700)으로 소프트웨어와 데이터가 전달되도록 허용하는 인터페이스(720)와 다른 착탈식 저장 유닛(722)과, 프로그램 카트리지와 카트리지 인터페이스(비디오 게임 장치들에서 발견되는 것들), 착탈식 메모리 칩(EPROM, 또는 PROM과 같은 것) 그리고 관련된 소켓을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(700)은 또한 통신 인터페이스(724)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(724)는 컴퓨터 시스템(700)과 외부 장치들 사이에서 소프트웨어와 데이터가 전달되게 한다. 통신 인터페이스(724)의 예들은 모뎀, 네트워크 인터페이스(Ethernet 카드와 같은 것), 통신 포트, PCMCIA 슬롯, 카드등을 포함하나, 이들에 국한되지 않는다. 통신 인터페이스(724)를 경유하여 전송된 소프트웨어와 데이타는 통신 인터페이스(724)에 의해서 수신될 수 있는 전자의, 전자(electromagnetic)의, 광학의, 또는 다른 신호들일 수 있는 신호들의 형태로 있다. 이 신호들(726)은 채널(728)을 경유하여 통신 인터페이스에 제공된다. 이 채널(728)은 신호(726)를 운반하고, 와이어 또는 케이블, 광섬유, 전화선, 셀룰러폰 링크, RF 연결, 그리고 다른 통신 채널을 이용하여 실행될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 컨트롤러(308)는 코일들(504)에 에너지를 공급할 수 있고, 위치 결정 기구(310)로부터 프레이밍 블레이드 위치 정보를 수신할 수 있고, 그리고 통신 인터페이스(724)를 통하여 주 제어 시스템으로부터 명령을 받을 수 있다.
본 명세서에서, "컴퓨터 프로그램 매체" 그리고 " 컴퓨터 사용 가능한 매체" 란 용어는 착탈식 저장 장치(712), 하드 디스크 드라이브(710)에 설치된 하드 디스크, 그리고 신호들(726)과 같은 매체로 일반적으로 언급된다. 이들 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 시스템(704)에 소프트웨어를 제공하는 수단이다.
컴퓨터 프로그램(또한 컴퓨터 제어 논리로 불린다)은 주기억 장치 및/또는 제2 기억장치에 저장된다. 컴퓨터 프로그램은 또한 통신 인터페이스(724)를 경유하여 수신될 수 있다. 그와 같은 컴퓨터 프로그램은 실행될 때 여기에 논의된 것처럼 본 발명의 특징을 컴퓨터 시스템(700)이 수행할 수 있게 한다. 특히, 컴퓨터 프로그램은 실행될 때 본 발명의 특징을 프로세서(704)가 수행할 수 있게 한다.
본 발명이 소프트웨어를 사용하여 실행되는 일 실시예에 있어서, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램 제품에 저장될 수 있고, 그리고 착탈식 저장 드라이브(712), 하드 드라이브(71) 또는 통신 인터페이스(724)를 사용하여 컴퓨터 시스템(700)으로 장전된다. 제어 논리(소프트웨어)는 프로세서(704)에 의하여 실행될 때, 여기에 설명된 것처럼, 프로세서(704)가 본 발명의 기능을 수행하도록 한다.
또 다른 실시예에 있어서, 컨트롤러(308)는 예를 들면 응용 주문형 집적회로들(ASICs)과 같은 하드웨어 요소들을 사용하여 하드웨어에서 주로 실행된다. 여기에 기술된 기능을 수행하기 위하여 하드웨어 기반의 기계의 실행은 관련 기술에 숙련된 사람들에게 명백할 것이다.
또 다른 실시예에 있어서, 컨트롤러(308)는 하드웨어와 소프트웨어 둘 다의 조합을 사용하여 실행된다.
9. 결론
본 발명의 여러 가지 실시예가 전술되었지만, 그들은 단지 예로 제시되었으며 제한이 아니라는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 본 발명이 웨이퍼의 관점에서 기술되었지만, 이 기술분야에 숙련된 사람은 본 발명이 리소그래피 공정에서 사용된 임의의 형태의 기판에 적용될 수 있었던 것을 인정할 것이다. 구성 및 세부 사항에 있어서 여러 가지 변화가 첨부 청구항에 한정된 것처럼 본 발명의 정신과 범위로부터 일탈함이 여기에 만들어질 수 있다는 것이 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의하여 이해될 것이다. 이에 따라, 본 발명의 폭과 범위는 전술한 전형적인 실시예의 어떠한 것에 의하여 제한되어서는 안되며, 다음의 청구항과 그들의 균등물에 따라서만 한정되어야 한다.

Claims (14)

  1. 복수의 자석을 갖는 정지 조립체와,
    각각이 복수의 코일을 가지며, 1 자유도로만 운동하도록 허용하는 공기 베어링의 복수 개에 의하여 상기 정지 조립체 상에 지지되는 제1 및 제2 운반 조립체와,
    상기 제1 및 제2 운반 조립체에 각각 부착된 제1 및 제2 프레이밍 블레이드와,
    상기 복수의 코일에 결합되고, 상기 복수의 코일들의 적어도 하나에 에너지를 공급하도록 채택되고, 이에 의하여 적어도 하나의 상기 운반 조립체와 대응 프레이밍 블레이드가 기판 스캐닝 공정동안 레티클 상에 조명을 제어하기 위하여 상기 1 자유도로 운동하게 하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러에 프레이밍 블레이드 위치 정보를 제공하는 위치 결정 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 위치 결정 기구는,
    상기 제1 및 제2 운반 조립체에 각각 연결된 상기 제1 및 제2 인코더 스케일들과
    상기 제1 및 제2 인코더 스케일들로부터의 프레이밍 블레이드 위치 정보를 결정하는 상기 정지 조립체에 연결된 제1 및 제2 판독기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 운반 조립체 각각은 상기 복수의 코일들과 운반 조립체의 무게 중심을 정렬하는 평형추를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정지 조립체는 제1, 제2 및 제3 트랙 표면을 더 포함하고,
    상기 복수의 공기 베어링의 각각은 상기 제1, 제2 및 제3 트랙 표면중의 하나에서 운반 조립체 지지부를 제공하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 트랙 표면이 사실상 평행한 평면에 놓여 있고,
    상기 제1 및 제3 트랙 표면이 사실상 직교하는 평면들에 놓여 있는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 운반 조립체의 각각은 복수의 예비 장전된 자석을 더 포함하고, 상기 예비 장전된 자석들의 각각은 상기 복수의 공기 베어링들 중의 하나와 대응 트랙 표면 사이에 인력을 제공하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 공기 베어링들의 각각은,
    대응 운반 조립체에 부착되고, 변형 부착 단부를 가지는 장착 기부와,
    상기 제1, 제2 및 제3 트랙 표면들 중의 하나와 대면하는 패드면을 가지는 공기 베어링 패드와,
    상기 변형 부착 단부에서 상기 장착 기부에 부착되는 제1 단부와, 상기 공기 베어링 패드에 부착되는 제2 단부를 가지며, 이에 의하여 상기 공기 베어링 패드가 상기 트랙 표면과 정렬하는 것을 가능하게 하는 변형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공기 베어링들의 각각은 상기 장착 기부에 부착된 조정 및 잠금 스크루를 더 포함하고, 상기 조정 및 잠금 스크루는 둥근 표면을 가지며,
    상기 공기 베어링 패드들의 각각은 상기 둥근 표면에서 상기 대응 조정 및 잠금 스크루와 접촉하는 조정 및 잠금 스크루 접촉면을 포함하고, 이에 의하여 상기 공기 베어링 패드에 상기 장착 기부 사이에 일정 거리를 유지하면서 상기 공기베어링 패드가 상기 트랙 표면과 정렬하도록 운동의 자유도를 제공하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  10. 제1항에 있어서, 각각의 프레이밍 블레이드는 프레이밍면을 포함하며, 각각의 프레이밍면은 기판 스캐닝 공정동안 조명 슬롯으로부터 레티클의 일부를 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 및 제2 프레이밍 블레이드가 스캐닝 레티클과 동기식으로 이동하도록 하여 기판 상에 핀 홀 노출을 방지하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들이 스캐닝 레티클과 동기식으로 이동하도록 하여 레티클 필드 폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치.
  13. 조명 슬롯의 형태로 조사하는 조명원과,
    기판 스캐닝 공정동안 조명 슬롯을 횡단하여 레티클을 이동시키는 레티클 스테이지와,
    조명 슬롯으로부터 레티클의 부분을 차단함으로써 레티클 상에 조명을 제어하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치와,
    레티클 스테이지의 이동과 동기식으로 기판을 스캐닝하는 기판 스테이지를 포함하며,
    상기 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치는,
    a) 복수의 자석을 갖는 정지 조립체와,
    b) 각각이 복수의 코일을 가지며, 1 자유도로만 운동하도록 허용하는 공기 베어링의 복수개에 의하여 상기 정지 조립체 상에 지지되는 제1 및 제2 운반 조립체와,
    c) 상기 제1 및 제2 운반 조립체에 각각 부착된 제1 및 제2 프레이밍 블레이드와,
    d) 상기 복수의 코일에 결합되고, 상기 복수의 코일들의 적어도 하나에 에너지를 공급하도록 채택되고, 이에 의하여 적어도 하나의 상기 운반 조립체와 대응 프레이밍 블레이드가 기판 스캐닝 공정동안 레티클 상에 조명을 제어하기 위하여 상기 1 자유도로 운동하게 하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래픽 시스템.
  14. 정지 조립체와, 각각이 복수의 코일을 가지는 제1 및 제2 운반 조립체와, 각각이 상기 제1 및 제2 운반 조립체에 부착되는 제1 및 제2 프레이밍 블레이드와, 상기 복수의 코일에 연결되고 상기 복수의 코일들 중의 적어도 하나에 에너지를 공급하도록 채택된 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에 프레이밍 블레이드 위치 정보를 제공하는 위치 결정 기구를 포함하는 스캐닝 프레이밍 블레이드 장치에서 스캐닝 작동을 수행하는 방법이며,
    주 제어 시스템으로부터 명령을 수신하는 단계와,
    위치 결정 기구로부터 프레이밍 블레이드 위치 정보를 수신하는 단계와,
    위치 정보를 처리하는 단계와,
    주 제어 시스템으로부터 수신된 명령과 일치하는 방식으로 제1 및 제2 프레이밍 블레이드들을 구동하도록 운반 조립체들 중 적어도 하나의 코일들에 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 작동을 수행하는 방법.
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