KR20020092224A - 리소그래피장치, 디바이스제조방법, 및 이것에 의하여제조된 디바이스 - Google Patents

리소그래피장치, 디바이스제조방법, 및 이것에 의하여제조된 디바이스 Download PDF

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KR20020092224A
KR20020092224A KR1020020030409A KR20020030409A KR20020092224A KR 20020092224 A KR20020092224 A KR 20020092224A KR 1020020030409 A KR1020020030409 A KR 1020020030409A KR 20020030409 A KR20020030409 A KR 20020030409A KR 20020092224 A KR20020092224 A KR 20020092224A
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Abstract

본 발명에서 리소그래피장치는 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 구비한다. 상기 지지부는 제1자석조립체, 제2자석조립체, 및 제3자석조립체를 포함하고, 상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고, 각각은 그것의 자기분극이 상기 지지방향에 실질적으로 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡는 적어도 하나의 자석을 포함하고, 상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 상기 제1방향에 실질적으로 수직인 제2방향으로 그것들 사이의 공간을 형성하고, 상기 제2자석조립체는 제2부분에 부착되고 적어도 하나의 자석을 포함하고, 상기 제2자석조립체는 적어도 부분적으로 상기 공간에 위치되며, 상기 제2자석조립체의 상기 적어도 하나의 자석은 상기 제1자석조립체, 상기 제2자석조립체, 및 상기 제3자석조립체 사이의 자기상호작용에 의하여 실질적으로 상기 지지방향을 따라 바이어스힘을 생성시키도록 방위를 잡는 그것의 자기분극을 가진다.

Description

리소그래피장치, 디바이스제조방법, 및 이것에 의하여 제조된 디바이스 {LITHOGRAPHIC APPARATUS, DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURED THEREBY}
본 발명은,
- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
- 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템을 포함하는 리소그래피투영시스템에 관한 것이다.
"패터닝수단"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광밸브(light valve)"라는 용어로도 사용된다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사선 빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 지지구조체가 마스크테이블이 되고, 상기 마스크테이블은 입사하는 방사선빔내의 소정위치에 마스크가 고정될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.
- 프로그래밍가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어)반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광을 반사빔으로부터 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 포함되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
- 프로그래밍가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참고자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크와 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의광의의 개념으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝수단에는 집적회로의 개별층에 대응되는 회로패턴이 형성될 수 있으며, 이 패턴은 이후에 방사선감응재(레지스트) 층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로, 한 장의 웨이퍼에는 인접해 있는 타겟부들로 구성된 전체적인 네트워크가 형성되며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채용하는 데에는, 두 가지의 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 특정형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔 하에서 소정의 기준방향("스캐닝"방향)으로 마스크패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝방향과 동일방향 또는 반대방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자(magnification factor) Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도(V)는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 상세한 정보는 예를 들어, 본 명세서에서 참조로 채용된 US 6,046,792호에서 찾을 수 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 형상의 측정/검사와 같은 또다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마 등과 같은, 각각의 층을 마무리하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing"(3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로 부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영 시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이러한 용어는 예를 들어, 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 설계형태 중의 어느 하나에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 또한, 상기 리소그래피 장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "복수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 참조로 포함된 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 트윈스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있다.
리소그래피장치 지지부내에는 중력에 대향하기 위하여 영구적인 힘을 제공하는 것이 요구된다. 예를 들어, 준-정적 지지부(quasi-support)는 (투영시스템과 다양한 감응장치를 지지하는) 격리된 기준프레임을 지지하고 그것을 외부 진동으로부터 격리시키는 것을 필요로 한다. 예를 들어, 동적지지부는 긴행정모듈상의 패터닝수단 또는 기판의 짧은행정모듈을 지지하기 위하여 요구된다. 이러한 동적지지부에서, 정적힘구성요소는 짧은행정모듈의 무게를 지지하기 위하여 제공되고 동적힘구성요소는 짧은행정모듈을 구동시키기 위하여 제공된다. 정적지지부와 동적지지부 모두에서, 진동의 전달을 방지하기 위하여 매우 낮은 강성도를 가진다.
이전에 도량형 프레임을 지지 및 격리시키기 위하여 정적지지부를 제공하도록 공기장착 베어링(air-mounted bearing)이 사용되어 왔다. 이러한 시스템은 지지부에 매우 낮은 강성도를 제공하는 한편, 상대적으로 복잡하고 (리소그래피 장치로부터 격리되어야만 하며, 또한 진동을 발생시키는 압축장치를 필요로 하는) 압축공기의 공급을 필요로 하며 진공상태에서 사용하는데 적절하지 않다는 단점을 가지고 있다.
동적지지부 및 정적지지부를 위한 이전의 해결책은 중력을 상쇄시키기 위하여 공기지지부의 이용을 포함했다. 예를 들어 공기지지부는 WO 99/05573 및 EP 0,973,067에 개시되어 있고 피스톤이 가스-베어링에 의하여 저널(journal)되어지는 실린더의 압력챔버에서 가압된 기체에 의하여 지지되는 피스톤을 포함한다. 공기 지지부는 진동으로부터 양호한 격리를 제공하기 위하여 다소 다량의 가압가스를 요구하며, 상기 가압가스에서의 난류 및 압력변동이 피스톤 및 지지대상물로 전달될 것이고, 그것들의 응용은 덜 효과적이며 불편함을 초래할 수 있다. 지지방향에서 진동의 전달방지는 약간 성공적이지만, 지지방향에 수직인 평면에서 진동의 방지는 수직방향으로 마찰이 없는 운동을 허용하는 추가된 가스-베어링등의 추가수단을 요구한다. 가스베어링과 공기지지부 모두는 진공환경에서 매우 적절하지 않다.
또한, 예를 들어 EP 1,001,512 또는 US 5,780.943 에 개시된 바와 같이 자기흡인 및/또는 반발력에 의하여 지지력을 제공하는 것이 제안되고 있다. 하지만, 제안된 해결책은 지지방향을 따르는 방향과 지지방향에 수직인 방향 모두에 의존하여 위치될 수 있는 지지력을 제공한다. 제안된 해결책은 또한 소자기 영향에 좌우될 수 있다.
본 발명의 목적은 최소한의 부대설비(services)를 요구하는, 진공상태에서 사용하기에 적절한 상대적으로 단순한 지지부를 제공하는 것이며, 지지방향을 따르는 방향과 지지방향에 수직인 방향 모두에서 정의된 작동체적내로 실질적으로 일정한 지지부를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 자기 지지부가 그것들이 응용될 수 있는 리소그래피장치에서 일반적으로 공간이 매우 한정되어 있기 때문에 전체적으로 체적을 적게 차지하는 자기지지부를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 공칭지지력이 용이하게 조정될 수 있는 자기지지부를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 지지방향을 따라서 추가힘을 제공하기 위하여 현재의 보유요소와 효과적으로 결합될 수 있는 자기지지부를 제공하는 것이다.
상기 및 기타목적은 서두에서 특징화된 바와 같이, 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 더욱 포함하는 리소그래피장치에서 달성되며, 상기 지지부는 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체를 포함하고;
- 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 각각은 그것의 자기분극이 상기 제1방향에 실질적으로 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡은 적어도 하나의 자석을 포함하고,
- 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 상기 제1방향에 실질적으로 수직인 제2방향으로 그들 사이의 공간을 형성하고,
- 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 적어도 하나의 자석을 포함하고, 상기 제2자석조립체는 상기 공간에 적어도 부분적으로 위치되고, 및
- 상기 제2자석조립체중 적어도 하나의 자석은 상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체 사이에서 자기상호작용에 의하여 실질적으로 상기 제1방향을 따르는 바이어스힘을 생산하도록 방위를 잡은 그것의 자기분극을 가진다.
자석의 이러한 구성은 제2자석조립체가 지지력에서 실질적인 변화없이 이동할 수 있는 상당한 체적을 제공한다. 이것은 지지방향을 따라는 방향과 지지방향에 수직인 방향 모두에서 매우 낮은 강성지지부를 제공한다.
본 발명의 유익한 실시예에서, 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체중 적어도 하나는 적어도 하나의 영구자석으로 이루어진다. 이것은 비교해보면 전자석이 바이어스힘을 제공하도록 전류를 끊임없이 요구하기 때문에 이점이 된다. 이것은 또한 소산되어야하며 추가냉각장치를 필요로 하기도 하는 열을 발생시킨다.
본 발명의 유익한 배치에서, 제2자석조립체는 제1자석조립체의 경계를 정하거나 제1자석조립체를 둘러싸고, 제3자석조립체는 제1방향에 수직인 방향으로 제2자석조립체의 경계를 정하거나 제2자석조립체를 둘러싼다. 바람직하게는 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체들중 적어도 하나는 제1방향에 수직인 단면에서 고리모양이 된다. 이것은 자석강도(magnetic strength)의 변화가 자기지지부의 특성에 덜 영향을 미치기 때문에 이점이 된다.
본 발명의 또다른 유익한 배치에서, 제1자석조립체 및 제3자석조립체들중 적어도 하나는 그것들의 상대 위치를 변화시키기 위하여 조정될 수 있는 2개의 자석을 포함한다. 이것은 지지부가 지니도록 요구되는 부하에 따라 바이어스힘이 변경될 수 있도록 하므로 이점이 된다.
본 발명의 유익한 실시예에서, 제3자석조립체의 자석은 그것의 자기분극이 실질적으로 제1자석조립체의 자기분극에 평행하도록 방위를 잡고, 제2자석조립체의자석은 그것의 자기분극이 실질적으로 상기 제1자석조립체의 자석의 방향과 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡는다. 이러한 실시예는 생성되는 지지부가 제공된 소정크기의 바이어스힘에서 비교적 가늘어질 수 있기 때문에 이점이 된다.
대안적으로 유익한 실시예에서, 제3자석조립체의 자석은 그것의 자기분극이 제1자석조립체의 자석의 방향과 실질적으로 역평행인 방향이 되도록 방위를 잡고 제2자석조립체의 자석은 그것의 자기분극이 제1자석조립체의 자석의 방향에 실질적으로 수직이 되도록 방위를 잡는다. 이러한 실시예는 자기지지부의 소정크기에 대하여 최대 정적힘의 소정범위내에서 비교적 큰 이동을 가지는 지지부를 제공하기 때문에 이점이 된다.
본 발명의 또다른 유익한 실시예에서, 지지부는 상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체들중 적어도 하나의 자기장 및 전기도전성요소에 의하여 발생되는 전류 사이의 상호작용에 의하여 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 힘을 발생시키도록 배치된 전원에 연결될 수 있는 전기도전성요소를 더욱 포함할 수 있다. 이는, 생성되는 힘이 리소그래피장치의 제1부분 및 제2부분의 분리를 제어하는데 사용될 수 있어 유리하다.
또다른 형태에서, 본 발명은 서두에서 특징화된 바와 같이, 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 더욱 포함하는 리소그래피장치에서 달성되며, 상기 지지부는 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체를 포함하고;
- 상기 제1방향을 따르는 축선 주위에서 실질적으로 회전대칭구조를 갖는 적어도 하나의 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 각각은 그것의 자기분극이 상기 제1방향에 실질적으로 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡은 적어도 하나의 자석을 포함하고,
- 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 그들 사이의 공간을 형성하고,
- 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 적어도 하나의 자석을 포함하고, 상기 제2자석조립체는 상기 공간에 적어도 부분적으로 위치되고, 및
- 상기 제2자석조립체중 상기 적어도 하나의 자석은 상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체 사이에서 자기상호작용에 의하여 실질적으로 상기 제1방향을 따르는 바이어스힘을 생성하도록 방위를 잡은 그것의 자기분극을 가진다.
또다른 형태에서, 본 발명은 서두에서 특징화된 바와 같이, 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 더욱 포함하는 리소그래피장치에서 달성되며, 상기 지지부는 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체를 포함하고;
- 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 상기 제1자석조립체와 상기 제2자석조립체 사이의 자기 상호작용에 의하여 상기 제1방향을 따라 실질적으로 바이어스힘을 발생시키도록 방위를 잡은 그것의 자기분극을 가지는 적어도 하나의 자석을 포함하고,
- 상기 제1자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 적어도 2개의 영구자석을 포함하며, 상기 영구자석의 상대적인 위치는 상기 바이어스힘을 조정한다.
또다른 형태에서, 본 발명은 서두에서 특징화된 바와 같이, 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 더욱 포함하는 리소그래피장치에서 달성되며, 상기 지지부는 제1자석조립체 및 제2자석조립체를 포함하고,
- 상기 제1자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 상기 제1방향에 실질적으로 평행 또는 역평행한 방향으로 방위를 잡은 자기분극을 가지며,
- 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 상기 제1자석조립체와 상기 제2자석조립체 사이의 자기상호작용에 의하여 상기 제1방향을 따라 실질적으로 바이어스힘을 발생시키기 위하여 제1방향에 수직인 제2방향을 따라 방위를 잡은 그것의 자기분극을 가지는 적어도 하나의 자석을 포함하며,
- 전원에 연결가능한 상기 전기도전성요소는 상기 제2자석조립체의 자기장과 상기 전기도전성요소에 의하여 발생되는 전류의 상호작용에 의하여 상기 제1부분과 상기 제2부분 사이의 상기 제1방향에 평행한 힘을 발생시키기 위하여 상기 제1부분에 부착된다.
본 발명의 다른 형태에 따라서,
-한층의 방사선감응재에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계;
-방사선시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계;
-패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계
-제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체를 포함하는 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 제공하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법이 제공되고,
-상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 각각은 그것의 자기분극이 실질적으로 상기 제1방향과 평행 또는 역평행한 방향이 되도록 방위를 잡는 적어도 하나의 자석을 포함하고,
-상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 실질적으로 제1방향에 수직인 제2방향으로 그것들 사이의 공간을 형성하도록 배치되며,
-상기 제2자석조립체는 제2부분에 부착되고 적어도 하나의 자석을 포함하고, 상기 제2자석조립체는 상기 공간에 적어도 부분적으로 위치되며, 및
-상기 제2자석조립체의 적어도 하나의 자석은 상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체 사이의 자기상호작용에 의하여 상기 지지방향을 따라 실질적으로 바이어스힘을 발생시키도록 방위를 잡은 그것의 자기분극을 가진다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 본 발명에 따른 장치의 사용에 있어서, 특정한 적용예에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치는 다른 여러 가능한 응용예를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 장치는 집적광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 고려하여야 할 것이다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔" 과 같은 용어는(예를 들어, 365nm, 248nm, 193nm, 157nm 또는 126nm 파장의) 자외선방사선 및 극자외선 EUV방사선(예를 들어, 5~20nm 범위의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선 및 이온법 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포괄하도록 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 나타내는 도면,
도 2a는 본 발명에 따른 한 가지 구성에 대한 자석의 개략적인 배치를 나타내는 도면,
도 2b는 도 2a의 구성에서 산출된 자기장라인을 나타내는 도면,
도 3a는 본 발명에 따른 또다른 구성에 대한 자석의 개략적인 배치를 나타내는 도면,
도 3b는 도 3a의 구성에서 산출된 자기장라인을 나타내는 도면,
도 4a는 본 발명에 따른 또다른 구성에 대한 자석의 개략적인 배치를 나타내는 도면,
도 4b는 도 4a의 구성에서 산출된 자기장라인을 나타내는 도면,
도 5a는 본 발명에 따른 축선방향대칭지지부의 절반에 해당하는 개략배치를 나타내는 도면,
도 5b는 도 6a에 도시된 지지부에서 산출된 자기장라인을 나타내는 도면,
도 6a 및 도 6b는 도 5a의 배치에 따른 지지부의 제1시뮬레이션의 결과를 나타내는 도면,
도 6a는 수직(y-축선, ±1mm)이동 및 수평(x-축선, ±1.5mm)이동에 대한 뉴튼(N)단위의 지지력에 대한 윤곽플롯을 나타내는 도면,
도 6b는 수직(y-축선, ±1mm)이동 및 수평(x-축선, ±1.5mm)이동에 대한 뉴튼(N)단위의 반경방향힘에 대한 윤곽플롯을 나타내는 도면,
도 7a 및 도 7b는 도 5a의 배치에 따른 지지부의 제2시뮬레이션의 결과를 나타내는 도면,
도 7a는 수직(y-축선, ±1mm)이동 및 수평(x-축선, ±1.5mm)이동에 대한 뉴튼(N)단위의 지지력에 대한 윤곽플롯을 나타내는 도면,
도 7b는 수직(y-축선, ±1mm)이동 및 수평(x-축선, ±1.5mm)이동에 대한 뉴튼(N)단위의 반경방향힘에 대한 윤곽플롯을 나타내는 도면,
도 8은 도 5a의 지지부의 변형례에 대한 개략적인 배치를 나타내는 도면,
도 9a는 본 발명에 따른 또다른 축선방향대칭지지부의 절반에 해당하는 개략 배치를 나타내는 도면,
도 9b는 도 7a에 나타난 지지부에서 산출된 자기장라인을 나타내는 도면,
도 10, 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 자기지지부의 실시예에 대한 또다른 개략배치를 나타내는 도면이다.
도면에서 대응하는 참조부호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 상기 장치는,
- 방사선(예를 들어 UV 방사선 또는 EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선 시스템(Ex, IL). 본 특별한 경우에, 상기 방사선시스템은 또한 방사원(LA)을 포함한다;
- 마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주고, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블) (MT);
기판(W)(예를 들어, 레지스트가 도포된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주고, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT);
기판(W)의 (예를 들어, 1이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C)상으로 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화시키는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 굴절렌즈 또는 카타디오프트릭시스템, 거울그룹 또는 필드디플렉터의 어레이)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 투과형(투과형 마스크를 구비한 경우)이다. 그러나 일반적으로 예를 들어, (반사형 마스크를 구비한)반사형 일수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상기에 언급된 프로그램 가능한 거울배열의 형태와 같이 다른 종류의 패터닝수단을 사용할 수도 있다.
상기 방사원(LA)(예를 들어, 엑시머레이저, 저장링이나 싱크로트론내의 전자빔의 경로주위에 제공된 언듈레이터(undulator) 또는 위글러, 레이저발생 플라즈마원, 방전원 또는 전자 또는 이온빔원)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 직접적으로 조명시스템(일루미네이터)(IL)으로 들어가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝수단을 거친 후에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미 네이터(IL)는 빔세기분포의 외측 및/또는 내측 반지름 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ이라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한, 그것은 일반적으로 집적기(IN) 및 집광기(CO)와 같은 기타 다양한 구성요소들을 포함하고 있다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사되는 빔(PB)은 그 단면이 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 (예를 들어, 흔히 방사원(LA)이 수은 램프인 경우에서와 같이) 리소그래피 투영장치의 하우징내에 놓이지만, 상기 방사원이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어질 수 있고, 방사원이 만들어낸 방사빔이(예를 들어, 적당한 지향거울에 의하여)장치내부로 들어오게 할 수 있다. 후자의 경우, 흔히 방사원(LA)이 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들두 시나리오를 모두 포괄하고 있다.
계속하여, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상의 마스크홀더에 고정된 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 통과한 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상으로 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계 측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캐닝하는 동안에 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시킬 수 있도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴행정모듈(개략 위치설정) 및 짧은행정모듈에 의하여 행해질 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔 장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크 테이블(MT)은 다만 짧은 행정액추에이터에 연결되거나 고정될 수도 있다.
상술한 장치는 다음의 두 가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝모드에서, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)로 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 투영빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는, 실질적으로 스텝모드와 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이ν의 속도로 소정방향(소위 "스캐닝방향", 예를 들어 x 방향)으로 이동할 수 있어, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하게 되고, 동시에, 기판테이블(WT)은 속도V=Mν로 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동한다. 이때M은 렌즈(PL)의 배율(통상M= 1/4 또는M= 1/5)이다). 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고 상대적으로 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
본 발명에 소정의 개념적인 구성은 도면을 참조하여 지금부터 설명되어질 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 자석의 배치와 이러한 배치가 만들어내는 대응하는 자기장라인을 나타내는 도면이다. 이러한 배치에서, 제1영구자석(1)과 제3영구자석(2)은 요소가 지지되는 장치의 기저부(도시생략)상에 배치된다. 이러한 기저부는 장치가 설치된 바닥에 부착될 수 있고, 이러한 경우에 지지될 상기 요소는 격리된 기준프레임(RF)이 될 수 있고, 상기 기저부는 대물테이블들중 하나의 짧은행정모듈을 지지하는 긴행정모듈등의 동적구성요소가 될 수 있다. 자석은 그것들의 자기분극이 서로 수직이며 대향하도록 배치된다. 제2자석(3)은 지지될 요소(도시생략)에 부착된다. 자기분극이 수평방향이고 상기 기저부에 부착된 제1자석(1)과 제2자석(2) 사이에 위치하도록 배치된다. 하지만, 이러한 배치는 영구자석 대신 전자석도 포함할 수 있다. 변형례에서, 제2자석(3)은 기저부에 부착되고 제1자석 (1)과 제3자석(2)은 지지될 요소에 부착된다.
자기상호작용은 제2자석(3)상에 제1자석(1)과 제3자석(2)에 대하여 수직힘을 발생시키고, 따라서 상기 기저부로부터 지지되는 요소를 지지하기 위하여 수직힘을제공한다. 상기 수직힘은 (도시된 바와 같이)제2자석(3)의 좌측극(3a)이 제1자석 (1)의 최하극(1a)으로부터는 반발되고, 최상극(1b)에는 끌어당겨지는 반면, 제2자석(3)의 우측극(3b)은 제3자석(2)의 최하극(2a)에 의하여 반발되고 최상극(2b)에는 끌어당겨지기 때문에 발생한다.
자기장밀도변화가 작기 때문에 수직범위내에서는, 제2자석(3)상의 수직힘만이 약간 변화하여 낮은 강성도를 초래한다. 제2자석은 제1자석(1)과 제3자석(2)의 상부극(1b, 2b)에서는 네거티브강성도를 나타내고 실질적으로 상쇄되는 두 개의 최하극(1a ,2a)에서는 포지티브강성도를 나타내어 전체적으로 낮은 강성도를 초래한다. 또한 제2자석의 (도면의 평면내에서의) 수평이동에 대한 변화량이 매우 작다는 것을 알 수 있다.
이러한 구성은 높은 수직력을 초래하고 수직방향 및 수평방향에서 낮은 강성도를 갖기 때문에 이점이 된다. 또한, 자석이 소자기되는 위험을 최소화시키고, 상기 구성의 대칭결과, 도면에 수직인 축선 주위에서의 모멘트는 최소가 된다. 제1자석(1)과 제3자석(2) 사이의 수직력에서의 불균형에 대한 상쇄는 수평오프셋을 제1자석과 제3자석중 하나 또는 모두에 적용시킴으로써 상쇄될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자석의 상이한 배치와 상기 배치가 만들어내는 대응하는 자기장라인을 나타낸다. 상기 배치는 도 2a 및 도 2b에 나타난 배치와 유사하지만 본 배치에서는 제1자석(11)과 제3자석(12)은 그것들의 자기분극이 (위쪽 또는 아래쪽으로 방위를 잡은) 동일한 방향을 향하도록 배치되고 그것의 자기분극이 상기 제1자석과 제3자석의 방향에 수직이고 대향(역평행) 또는 평행하도록 배치된다. 이러한 경우에, 자기분극은 역평행하게 방위를 잡고, 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이 위쪽으로 방위를 잡은 자기분극을 가진 제1자석(11)과 제3자석(12) 사이의 공간으로부터 아래쪽으로 부분 돌출될 것이다. 제2자석이 평행한 자기방위를 가질 경우에, 도 4a의 자석(14)에 도시된 바와 같이 위쪽으로 돌출할 것이다. 상술된 바와 같이, 제1자석과 제3자석은 기저부에 부착되고 제2자석은 지지될 요소에 부착된다(반대의 경우도 성립한다)
이러한 배치는 상기 제1구성과 유사한 강성과 힘을 발생시키지만, 그 폭이 더 작아진다는 이점을 갖는다.
상술된 바와 같이, 자석은 전자석일 수 있지만, 유익하게는 영구자석이다. 영구자석은 어떠한 전류도 필요로하지 않으며, 따라서 특별히 진공환경에서 냉각이 어려워질 수 있는 다양한 요소의 온도변화 및 대응하는 열부하, 전력소산(power dissipation)을 초래하지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 (도 3a 및 도 3b 에 나타난 배치의 변형인) 본 발명에 따른 자석의 또다른 배치와 상기 배치가 만드는 대응하는 자기장라인을 나타낸다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 배치와 도 4a 및 도 4b에 도시된 배치 사이의 차이점은 제2자석(13)에 연결된 제4자석(14)이 존재한다는 점이다. 제4자석은 그것의 자기분극이 제2자석의 자기분극과 대향하도록 배치된다. 이러한 배치는 도 3a 및 도 3b에 도시된 배치보다 더 큰 수직지지력을 제공한다.
상술된 모든 개념과 관련된 배치는 또한 회전대칭과 대응하는 배치(즉, 단면의 절반이 상술된 바와 본질적으로 동일한 고리모양 및/또는 원통형배치)로 사용될수 있다. 회전대칭배치는 자석강도(magnetic strength)의 변화가 자기지지부의 특성에 덜 영향을 미치기 때문에 이점이 된다.
도 2a, 도 3a 및 도 4a(및 또한 도 9a)에 도시된 개념상의 실시예는 또다른 자석조립체의 자석들 사이에 형성된 공간에 적어도 부분적으로 위치된 하나의 자석조립체의 하나 이상의 자석을 가지는 이들 배치에 의하여 제공된 큰 작용체적에서 전체적으로 낮은 강성을 고려하여 이점이 된다는 것을 증명할 수 있다. 그러나, 상기 자석은 또한 자석조립체의 자석들(1,2;11,12;201,202)중 하나가 멀리 떨어질 때 만족스런운 기능을 할 수 있다. 그것은 동일한 작용체적에서 더 큰 강성도를 초래할 수 있지만 덜 복잡하고 더 작은 자기지지유닛을 가지는 이점이 있다. 특히, 자석들(11 또는 12)들 중 하나가 제거될 때 도 3a 및 도 4a의 구성은 매우 작은 폭을 가지는 자기지지부를 초래할 수 있다. 회전대칭을 가지는 구성에서, 이것은 내부자석 또는 외부자석들 중 하나가 제거될 수 있다는 것을 의미한다.
효과적인 지지장치를 만들기 위하여, 현재 Neodymium Iron Boron(NdFeB) 또는 Samarium Cobalt 등의 높은 에너지 밀도를 갖는 자기재료를 사용하려는 것이 의도되고 있다.
도 5a는 패터닝수단용지지부 또는 기판테이블의 짧은행정모듈용 동적지지부로서 사용될 수 있는 배치를 나타낸다. 도 5b는 도 6a의 배치에서 생성된 자기장라인을 나타낸다.
도 5a에 개략적으로 나타난 배치는 도 2a에 나타난 배치의 변형례이다. 제1자석과 제3자석은 각각 두 부분(101,102 및 103,104)으로 분리된다. 제2자석도 두부분(105, 106)으로 분리되고 코일이 제2자석의 두 부분 사이에 부가된다. 또한, 이러한 배치는 각각의 자석과 코일이 축선(100)에 수직인 단면에서 고리형상을 갖도록 상기 축선(100) 주위에 회전(축)대칭을 가진다. 제1자석(101,102)과 제3자석(103,104) 및 코일(107)은 이러한 배치에서 긴행정모듈인 (개략적으로 도시된)기저부상에 장착되며 제2자석(105,106)은 지지되어 있는 짧은행정모듈상에 장착된다.
제1자석(101,102)의 두 부분 사이의 간격(d1)과 제3자석(103,104)의 두 부분 사이의 간격(d2)의 조정은 짧은행정모듈과 긴행정모듈 사이의 정적힘구성요소를 조정한다. 이것은 정적힘구성요소가 짧은행정모듈의 무게에 동조되도록 한다. 코일 (107)은 동적힘구성요소를 제공한다. 코일을 통해서 (도면의 평면에 수직방향인) 제어된 전류는 제2자석의 자기장과 상호작용하고 짧은행정모듈과 긴행정모듈 사이의 정적힘 구성요소를 가감하는 로렌츠힘을 발생시키고 이것에 의하여 긴행정모듈에 대한 짧은행정모듈상에 알짜힘(net force)을 발생시킨다.
도 6a, 도 6b는 도 5a에 도시된 배치의 시뮬레이션에 의해서 유도된 바와 같이, 제1자석(101,102)과 제3자석(103,104) 및 코일(107)에 대한 제2자석(105,106)의 수평(반경방향)이동 및 수직(축선방향)이동에 대한 뉴튼(N)단위의 수직 및 수평정적힘을 도시한다. 힘과 토크는 자기장라인을 따라 맥스웰응력텐서(Maxwell stress tensor)를 적분하여 유도된다. 아래의 표 1은 밀리미터(mm) 단위로 나타낸 각각의 내부직경 및 외부직경을 참조하여 시뮬레이션에서의 요소크기및를 나타낸다. 영구자석의 재료는 잔류자기 Br=1.38테슬라(T) 와 자기투자율μr=1.05 을 가지는 NdFeB 이다. 코일은 충전도가 0.8인 구리선이다. 도시된 바와 같이, 수직힘은 대략 일정하고 수평힘은 상기 수직힘보다 더 작다. 제1자석(101,102)과 제3자석(103,104) 의 두 부분 사이의 간격(d1, d2)은 0.2mm 였다. 간격(d1, d2)은 또한 독립적으로 변화될 수 있다. 표 2, 표 3 및 표 4는 이하에서 제1자석(101,102)과 제3자석(103,104)의 두 부분 사이의 3가지 상이한 간격(d1, d2)에서의 시뮬레이션의 결과를 요약한다. 강성도는 N/m 단위로 나타내고, 토크는 mNm 단위로 나타냈다. k-인자(k-factor)는 코일(107)을 통과하는 전류단위당 로렌츠 값에 관한 것이다. 제시된 값(Values)은 x = ±1.5mm, y = ±1.5mm 이고 z = ±1mm의 입체작용체적에 관한 값이다.
도 7a 및 도 7b는 요소의 크기가 이하의 표 5에 나타난 크기를 갖는 제2시뮬레이션에 대한 도 6a 및 도 6b 각각에 도시된 것에 대응하는 결과를 나타낸다.(도 6a, 도6b, 도7a 및 도 7b의 수평축에 대한 값은 1.5로 곱해져야 한다는 점에 유의한다). 시뮬레이션의 다른 형태는 동일했다. 이하의 표 6, 표 7 및 표 8은 제1자석(101,102)과 제3자석(103,104)의 두 부분 사이의 3가지 상이한 간격(d1,d2)에 대한 제2시뮬레이션의 결과를 요약한다.
표 1과 표 2의 배치 사이의 한가지 차이점은 한쪽은 제2자석(105,106)의 높이를 나타내고 다른 한쪽은 코일의 높이를 나타낸다는 점이다. 이들중 하나는 k-인자가 변화량을 작게 가지도록 지지방향으로 적어도 작용범위량만큼 다른 하나보다더 크게 선택되는 이점이 있다.
도 5a의 배치와 관련하여 또다른 관찰은 자석조립체(101,102)의 표면영역에 걸쳐 집적된 자속이 표 2, 표 3, 표 4, 표 6, 표 7 및 표 8에 나타난 매개변수의 값이 작아지도록 또는 작은 변화량을 가지도록 자석조립체(103,104)의 표면영역에 걸쳐 집적된 자속과 실질적으로 같아진다는 것이다. 이러한 배치는 단지 설명을 목적으로 그것들의 시뮬레이션과 함께 제시되며 최적화되어 있지 않다.
도 6a 및 도 7a 에 나타난 바와 같이 제1자석조립체(101,102) 및 제2자석조립체(103,104)에 대하여 제2자석조립체(105,106)의 위치함수로서 지지력에 대한 표는 기억장치에 저장되어, 코일(107)내의 전류를 제어함으로써 추가지지력을 제어하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지력은 작용체적에 대하여 더욱 일정해질 수 있고, 이러한 장치의 유효수직강성도를 더 낮은 값으로 산출할 수 있다. 유사한 접근법은 유효수평강성도를 더욱 감소시키기 위하여 지지방향, 즉, 반경방향에 수직인 평면에서 작동하는 더욱 추가된 액추에이터(도시 생략)를 제어하기 위해서 도 6b 또는 도 7b의 값을 메모리장치에 저장하도록 선택될 수 있다.
도 8은 도 5a의 배치의 변형례를 나타낸다. 이러한 배치에서, 제1자석조립체(101,102)와 제3자석조립체(103,104) 및 영구자석(111,112,113,114)은 소위 Halbach 형태로 배치된다. 이것은, 제1자석과 제3자석중 인접한 자석의 자기분극에 대하여 90°자기분극을 갖도록 배치된, 제1자석(101,102)과 제3자석(103,104)의 위쪽과 아래쪽에 있는 상기 영구자석(111,112,113,114)을 추가하여 얻어진다. Halbach 형태는 지지부주위의 표유(stray)자기장을 감소시키는데사용될 수 있고, 주어진 정적힘에 사용된 자석의 질량을 감소시킬 수 있다.
한편, 앞에서 상술된 바와같이, 도 5a 및 도 8의 실시예에 대한 제1자석조립체와 제3자석조립체중 하나는 아마도 약간의 추가 강성도를 희생시켜 해낼 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 추가 강성도는 작용체적에 대하여 지지력의 표를 저장하고 코일(107)내의 전류를 제어함으로써 추가힘을 제어하여 균형을 이룰 수 있다.
도 9a는 도 2a에 도시된 추가 변형례의 배치를 개략적으로 나타내고 생성된 자기장필드라인을 도시한다. 이러한 경우에, 지지부는 정적지지부가 되도록 한다. 상기 지지부는 축선(200) 주위로 회전(축)대칭을 가지고, 제1자석(201), 제2자석(203), 및 제3자석(202)의 형태는 고리모양이 된다. 이러한 경우에, 제1자석과 제3자석은 상기 장치가 설치된 바닥인 기저부(개략도시됨)상에 장착되며, 제2자석은 자기지지부에 의하여 지지된 기준프레임(RF)(개략도시됨)상에 장착된다. 사용시, 상기 자기지지부가 매우 낮은 강성도를 가진다는 점은 매우 중요하고, 이 점은 외부진동으로부터 기준프레임(및 상기 장치의 주요구성요소)을 격리시키기 위한 이전의 배치에서도 중요한 점이었다. 지지부의 단순화된 모델에서, 기준프레임은 약한 스프링에 매달린 질량으로 생각될 수 있다. 이러한 시스템의 고유주파수는
이다.
여기서, k는 지지부의 강성도이고 m은 지지된 질량이 된다. 일반적으로 (매 지지부에) 지지될 질량 m = 1000kg 정도가 되며, 최대 고유주파수는 0.5(Hz)로 설정된다. 이러한 설정으로부터 최대허용강성도는 대략 9900N/m 이 될 것이다. 이것이 달성되면, 0.5Hz 보다 더 큰 주파수를 가지는 교란은 주파수와 함께 증가하는 감쇠인자로 감쇠될 것이다.
이하의 표 9는 도 9a의 형태에서 수행된 시뮬레이션에서 사용되는 배치의 크기를 나타낸다. 소정크기는 지지부의 최적화된 배치를 위한 것이 아니라 단지 예시적인 목적을 위한 것이다. 자석은 NdFeB 로부터 형성되고 μr=1.05 이고 Br= 1.38T를 가진다. 이러한 시뮬레이션은 0mm 부터 1mm 까지의 수직지지방향에서 운동하는 동안 8311N±0.01%의 수직력과 2750N/m의 절대수직강성도의 최대값을 나타낸다.
기준프레임(RF)의 지지부는 또한 강성도를 더욱 감소시키고/거나 기준프레임상의 지지방향에서 위치설정힘을 발생시키는 코일을 가지도록 도 5a의 배치에 제공될 수 있다.
상술된 배치에서, 제1자석, 제2자석 및 코일은 적용가능한 경우에 기저부상에 장착되며, 제3자석은 지지요소상에 장착된다. 하지만, 본 발명에 따른 다른 배치에서, 이것은 반대가 될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 상술된 정적지지부와 동적지지부는 특히 상술된 것들보다 리소그래피장치의 지지요소로 사용될 수 있다.
도 10은 아래쪽으로 방위를 잡은, 자기분극을 가지는 상부자석(301)과 위쪽으로 방위를 잡은, 자기분극을 가지는 하부자석(302)를 포함하는 자기지지부의 다른 실시예를 나타낸다. 상부자석과 하부자석 모두는 영구자석이며 공통의 수직축주위에서 고리모양형태를 갖는다. 영구자석(303)은 자석(301 및 302) 사이의 공간에 위치되며 또한 공통 수직축선 주위로 회전대칭된다. 자석(301 및 302)는 기저부에 부착되고 자석(303)은 지지부에 부착된다(반대의 경우도 성립한다).
도 11은 이미 상술된 실시예의 변형례인 자기지지부의 또다른 실시예를 나타낸다. 도 11의 실시예는 수직축선 주위로 회전대칭을 가지며, 지지방향에 평행(또는 역평행)한 대칭축선을 따라 자기분극을 가지는 제1자석조립체의 내부 영구자석(101 및 102)을 포함한다. 고리모양의 형태를 가지는 제2자석조립체의 또다른 영구자석(105)은 제1자석조립체 주위에 배치된다. 자석(105)은 제1자석조립체에 수직인 방향으로 반경방향으로 자화된다. 반경방향으로 자화된 자석(105)과 함께 크게 축선방향으로 자화된 내부자석(101)은 기본적으로 자기지지힘을 제공한다. 얇게 축선방향으로 자화된 자석(102)은 동조(turning)자석으로 간주된다. 조정수단(110)에 의하여 자석(101)과 자석(102) 사이의 간격을 변경시킴으로써, 공칭지지력이 조정될 수 있다.
도 11은 자석(105) 주위에 제공되며 기저부에 부착된 코일(107)을 또한 도시한다. 코일의 전기권선에 의하여 발생된 전류는 자석(105)의 반경방향 자기장 구성요소와 상호작용하여 수직방향으로 추가힘을 제공한다. 전류방향에 따라 추가힘은 위 또는 아래로 향하게 될 것이다.
도 12는 추가수직력을 위한 전류를 가진 요소를 포함하고 공칭지지력을 조정하도록 조정하기 위하여 상대위치가 조정될 수 있는 자석을 가지는 자기지지부의또다른 변형례를 나타낸다. 상기 도면은 자기분극이 상기 도면에 나타난 바와 같이 향할 때 고리모양의 영구자석(401 및 402)을 가지는 제1자석조립체를 나타내고 또한 자기분극이 도시된 바와 같이 나타날 때 고리모양의 영구자석(403 및 404)을 가지는 제2자석조립체를 나타낸다. 상기 형태는 조정수단(410)에 의하여 자석(401 및 402) 사이의 수직간격을 조정함으로써 조정될 수 있는 자기지지력을 발생시킨다. 코일(405)은 코일의 권선에 의하여 발생된 전류에 따라 위 또는 아래 방향을 향할 수 있는 추가수직력을 제공한다.
본 발명의 특정실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된 바와 다르게 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상기 설명은 본 발명을 한정하지 않는다. 특히, 상기 도면에서 도시되거나 실시예에서 기술된 요소들의 상대적인 크기 또는 형상으로부터 어떠한 결론도 유도하지 않아야 한다. 각각의 요소에 대한 크기 및 형상은 배치에 대한 성능을 최적화시키기 위하여 변화될 수 있다.
본 발명에 따라서, 최소한의 부대설비(services)를 요구하는, 진공상태에서 사용하기에 적절한 상대적으로 단순한 지지부를 제공할 수 있으며, 지지방향을 따르는 방향과 지지방향에 수직인 방향 모두에서 정의된 작동체적내로 실질적으로 일정한 지지부를 제공할 수 있다.

Claims (31)

  1. - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    - 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및
    - 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 더욱 포함하는 리소그래피투영장치에서,
    상기 지지부는 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체를 포함하고;
    - 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 각각은 그것의 자기분극이 상기 제1방향에 실질적으로 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡은 적어도 하나의 자석을 포함하고,
    - 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 상기 제1방향에 실질적으로 수직인 제2방향으로 그들 사이의 공간을 형성하고,
    - 상기 공간에 적어도 부분적으로 위치되는 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 적어도 하나의 자석을 포함하고, 및
    - 상기 제2자석조립체중 적어도 하나의 상기 자석은 상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체 사이에서 자기상호작용에 의하여 실질적으로 상기제1방향을 따르는 바이어스힘을 생성하도록 방위를 잡은 그것의 자기분극을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체중 적어도 하나는 적어도 하나의 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2자석조립체는, 적어도 실질적으로, 상기 제1자석조립체의 경계를 정하고 상기 제3자석조립체는, 실질적으로, 상기 제1방향에 수직인 평면에서 상기 제2자석조립체의 경계를 정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자석조립체는, 적어도 실질적으로, 상기 제1방향에 실질적으로 평행인 공통축선 주위에서 실질적으로 회전대칭인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체 중 적어도 하나는 2개의 자석 및 상기 바이어스힘을 조정하도록 상기 2개의 자석들의 상대위치를 조정하는 수단을포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2개의 자석은 그 사이에서 조정가능한 간격을 형성하도록 제1방향에 실질적으로 평행한 방향으로 이격되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3자석조립체의 자석은 그것의 자기분극이 제1자석조립체의 자석의 자기분극과 실질적으로 평행하도록 방위를 잡고, 상기 제2자석조립체의 제1자석은 그것의 자기분극이 바이어스힘을 제공하도록 상기 제1자석조립체의 자석의 자기분극과 실질적으로 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2자석조립체는 그것의 자기분극이 제1방향으로 추가 바이어스힘을 제공하도록 상기 제2자석조립체의 상기 제1자석의 자기분극과 실질적으로 역평행하도록 방위를 잡는 제2자석을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3자석조립체의 자석은 그것의 자기분극이 제1자석조립체의 자석의 자기분극과 실질적으로 역평행하도록 방위를 잡고 상기 제2자석조립체의 제1자석은 그것의 자기분극이 바이어스힘을 제공하도록 상기 제1자석조립체의 자석의 자기분극에 실질적으로 수직이되도록 방위를 잡는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  10. - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    - 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및
    - 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 포함하는 리소그래피투영장치에서,
    상기 지지부는 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체를 포함하고;
    - 상기 제1방향을 따르는 축선 주위에서 실질적으로 회전대칭구조를 갖는 적어도 하나의 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 각각은 그것의 자기분극이 상기 제1방향에 실질적으로 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡은 적어도 하나의 자석을 포함하고,
    - 상기 제1자석조립체 및 제3자석조립체는 그들 사이의 공간을 형성하고,
    - 상기 공간에 적어도 부분적으로 위치되는 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 적어도 하나의 자석을 포함하고, 및
    - 상기 제2자석조립체중 상기 적어도 하나의 자석은 상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체 사이에서 자기상호작용에 의하여 실질적으로 상기 제1방향을 따르는 바이어스힘을 생성하도록 방위를 잡는 그것의 자기분극을 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1자석조립체, 제2자석조립체, 및 제3자석조립체중 적어도 하나는 적어도 하나의 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 상기 제1방향에 실질적으로 수직인 제2방향으로 그들 사이의 상기 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 상기 제1방향으로 그들 사이의 공간을 형성하고 상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체의 자기분극은 실질적으로 대향하여 지향되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체 모두는 상기 제1방향을 따르는 상기 축선주위로 실질적으로 회전대칭구조를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체 모두는 실질적으로 고리모양구조를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  16. - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    - 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및
    - 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 포함하는 리소그래피투영장치에서,
    상기 지지부는 제1자석조립체 및 제2자석조립체를 포함하고;
    - 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 상기 제1자석조립체와 상기 제2자석조립체 사이의 자기 상호작용에 의하여 실질적으로 상기 제1방향을 따라 바이어스힘을 발생시키도록 방위를 잡는 그것의 자기분극을 가지는 적어도 하나의 자석을 포함하고,
    - 상기 제1자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 적어도 2개의 영구자석을 포함하며, 상기 영구자석의 상대적인 위치는 상기 바이어스힘을 조정할 수 있도록 조정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 자기지지부는 상기 제1부분에 부착되고 그것의 자기분극이 상기 제1방향에 실질적으로 평행 또는 역평행이 되도록 방위를 잡는 적어도 하나의 자석을 포함하는 제3자석을 포함하고, 상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 그들 사이의 공간을 형성하고, 상기 공간에, 상기 제2자석조립체가 적어도 부분적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제3자석조립체는 적어도 2개의 영구자석을 포함하며, 상기 제3자석조립체의 상기 영구자석의 상대위치는 상기 바이어힘을 조정하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1자석조립체, 상기 제2자석조립체, 및 상기 제3자석조립체 중 적어도 하나는 상기 제1방향을 따라는 축선 주위에서 실질적으로 회전대칭구조를 가지는것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는 전원에 연결가능한 전기도전성요소를 더욱 포함하고, 상기 전기도전성요소는 상기 제1자석조립체, 상기 제2자석조립체, 및 상기 제3자석조립체중 적어도 하나의 자기장과 상기 전기도전성요소에 의하여 발생되는 전류의 상호작용에 의하여 상기 제1부분과 상기 제2부분 사이의 힘을 생성시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  21. 제9항, 제12항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제2자석조립체는 실질적으로 상기 제2방향에 평행 또는 역평행하게 방위를 잡는 그것의 자기분극을 가지며, 상기 지지부는 전원에 연결가능한 전기도전성요소를 더욱 포함하고, 상기 전기도전성요소는 상기 제2자석조립체의 자기장과 상기 전기도전성요소에 의해 발생되는 전류의 상호작용에 의하여 상기 제1부분과 상기 제2부분 사이에서 상기 제1방향에 평행한 힘을 생성시키도록 상기 제1부분에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  22. - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    - 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블;
    - 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영시키는 투영시스템; 및
    - 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 포함하는 리소그래피투영장치에서,
    상기 지지부는 제1자석조립체, 제2자석조립체를 포함하고;
    - 상기 제1자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 상기 제1방향에 실질적으로 평행 또는 역평행한 방향으로 방위를 잡는 자기분극을 가지며,
    - 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 상기 제1자석조립체와 상기 제2자석조립체 사이의 자기상호작용에 의하여 실질적으로 상기 제1방향을 따라 바이어스힘을 발생시키기도록 상기 제1방향에 수직인 제2방향을 따라 방위를 잡는 그것의 자기분극을 가지는 적어도 하나의 자석을 포함하며,
    - 전원에 연결가능한 상기 전기도전성요소는 상기 제2자석조립체의 자기장과 상기 전기도전성요소에 의하여 발생되는 전류의 상호작용에 의하여 상기 제1부분과 상기 제2부분 사이의 상기 제1방향에 평행한 힘을 발생시키기 위하여 상기 제1부분에 부착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2자석조립체와 상기 전기도전성요소는 상기 제1방향을 따르는 축선주위에서 실질적으로 회전대칭구조를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1자석조립체는 상기 제1자석조립체의 자기분극이 실질적으로 상기 제1방향에 평행 또는 역평행하도록 방위를 잡는 적어도 하나의 자석을 포함하고, 상기 자석지지부는 상기 제1부분에 부착되고 그것의 자기분극이 상기 제1자석조립체의 자기분극에 실질적으로 역평행하도록 방위를 잡는 적어도 하나의 자석을 포함하는 제3자석조립체를 포함하고, 상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 그들 사이의 공간을 형성하고, 상기 공간에, 상기 제2자석조립체가 적어도 부분적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체 중 적어도 하나는 상기 제1방향을 따르는 축선 주위에서 실질적으로 회전대칭구조를 가지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2자석조립체는 그 사이에 추가공간을 형성하기 위하여 상기 제2방향으로 이격되고 그것들의 자기분극이 실질적으로 평행하도록 방위를 잡는 2개의 자석을 포함하며, 상기 전기도전성요소는 상기 추가공간에 적어도 부분적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기도전성요소의 상기 제1방향에서의 크기는 상기 제2자석조립체의 자석의 크기보다 현저히 더 크거나 현저히 더 작은 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1부분과 상기 제2부분중 하나는 상기 지지부에 의하여 상기 제1부분과 상기 제2부분의 다른 하나에 의하여 지지되고, 상기 지지된 한쪽 부분은 상기 지지구조체, 상기 기판테이블, 및 격리된 기준프레임중 하나인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  29. 제20항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치의 제1부분은 상기 지지부에 의하여 상기 장치의 제2부분을 지지하고, 상기 전기도전성요소는 상기 제1부분에 부착되고, 상기 지지된 제2부분은 상기 지지구조체, 상기 기판테이블 및 격리된 기준프레임중 하나인 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  30. -한층의 방사선감응재에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계;
    -방사선시스템을 사용하여 방사선투영빔을 제공하는 단계;
    -패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    - 방사선감응재층의 타겟부상으로 방사선의 패터닝된 빔을 투영시키는 단계;
    -제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체를 포함하는 상기 장치의 제1부분과 제2부분 사이의 제1지지방향으로 자기력을 제공하는 지지부를 제공하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법에서,
    -상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 상기 제1부분에 부착되고 각각은 그것의 자기분극이 실질적으로 상기 제1방향과 평행 또는 역평행한 방향이 되도록 방위를 잡는 적어도 하나의 자석을 포함하고,
    -상기 제1자석조립체와 상기 제3자석조립체는 실질적으로 제1방향에 수직인 제2방향으로 그것들 사이의 공간을 형성하도록 배치되며,
    -상기 공간에 적어도 부분적으로 위치되는 상기 제2자석조립체는 상기 제2부분에 부착되고 적어도 하나의 자석을 포함하고, 및
    -상기 제2자석조립체의 적어도 하나의 자석은 상기 제1자석조립체, 제2자석조립체 및 제3자석조립체 사이의 자기상호작용에 의하여 실질적으로 상기 지지방향을 따라 바이어스힘을 생성시키도록 방위를 잡는 그것의 자기분극을 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  31. 제30항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
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