KR20080094580A - 노광장치, 온도조정시스템 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

노광장치, 온도조정시스템 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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KR20080094580A
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Abstract

본 발명은, 온도조정되어야 할 복수의 유닛을 구비하고, 상기 복수의 유닛을 기능시키면서 레티클의 패턴을 기판에 전사하는 노광장치를 제공하는 것으로서, 상기 노광장치는, 서로 병렬로 배치되어 상기 복수의 유닛을 온도조정하기 위한 유체가 흐르는 복수의 유로와, 상기 복수의 유로를 바이패스하도록 상기 복수의 유로와 병렬로 배치된 바이패스라인과, 상기 복수의 유로 및 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 총 유량이 목표유량이 되도록 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 유량제어기를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

노광장치, 온도조정시스템 및 디바이스 제조방법{EXPOSURE APPARATUS, TEMPERATURE REGULATING SYSTEM AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 노광장치, 온도조정시스템 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 전자 디바이스를 제조하기 위해서는 노광장치가 사용된다. 노광장치는, 레티클의 패턴을 감광제(포토레지스트)가 도포된 기판 위에 투영해서, 상기 감광제를 노광한다.
노광장치는 복수의 유닛을 구비하며, 각 유닛에는, 이들을 온도조절하기 위해서 온도조정된 유체가 공급된다(일본특개2005-136004호 공보 참조)
도 2는, 종래의 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도이다. 펌프(101)에 의해서 가압된 액체는 온도조정유닛(102)에 의해서 온도가 조정되어, 순환라인(120) 및 분기부(107)을 통해서 유닛(105a~105e)의 각각에 공급된다.
유닛(105a~105e)의 유로에는, 유량조정밸브(104a~104e) 및 유량센서(106a~ 106e)가 삽입되어 있다. 유닛(105a~l05e)을 흐르는 유체의 유량은, 유량센서(106 a~106e)의 값이 각각 목표치가 되도록 유량조정밸브(104a~104e)에 의해 제어된다. 이때에, 바이패스라인(129)에 접속된 차단밸브(103g)는 전폐이며, 순환라인(120)과 (121)에 접속된 차단밸브(103f)와 (103h)는 전개(全開)이다.
유닛(105a~105e)에 의해 발생된 열을 회수하고, 합류부(108)에서 서로 합류한 유체는, 순환라인(121)을 통해서 탱크(100)로 돌아온다. 순환라인(121)에는, 유체의 총 유량을 검출하는 유량센서(106f)가 접속되어 있다.
보수 또는 교환 작업을 실시해야 할 유닛에의 액체의 공급만을 정지한 경우를 상정한다. 종래의 온도조정시스템은 병렬시스템이기 때문에, 유량 밸런스가 무너지고, 따라서, 이전보다 많은 양의 액체를 다른 유닛에 공급한다. 이 경우에는, 다른 유닛의 입구에 작용하는 압력이 오르기 때문에, 그 압력이 내압을 넘어 버릴 가능성이 있다.
그 때문에, 보수 작업이나 교환 작업시에는, 펌프(101)을 정지해야 하거나, 또는 차단밸브(103f, 103h)를 닫는 것과 동시에 차단밸브(103g)를 열어서 모든 유체를 바이패스라인(129)을 통해서 바이패스 해야 할 필요가 있었다.
본 발명은, 상기의 문제점을 고려해서 이루어진 것이며, 예를 들면, 서로 병렬로 배치된 복수의 유로에 각각 유체를 공급하는 것에 의해 복수의 유닛을 온도조정하는 구성에 있어서 각 유로에 공급하는 유체의 유량 조정을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 온도조정되어야 할 복수의 유닛을 구비하고, 상기 복수의 유닛을 기능시키면서 레티클의 패턴을 기판에 전사하는 노광장치로서, 서로 병렬로 배치되어 상기 복수의 유닛을 온도조정하기 위한 유체가 흐르는 복수의 유로와, 상기 복수의 유로를 바이패스하도록 상기 복수의 유로와 병렬로 배치된 바이패스라인과, 상기 복수의 유로 및 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 총 유량이 목표유량이 되도록 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 유량제어기를 구비한 노광장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 예를 들면, 서로 병렬로 배치된 복수의 유로에 각각 유체를 공급하는 것에 의해서 복수의 유닛을 온도조정하는 구성에 있어서, 각 유로에 공급하는 유체의 유량의 조정이 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 유첨도면을 참조해서 설명하는 다음의 전형적인 실시 형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 온도조정시스템(200)은 복수의 유닛(105a~105e)의 온도를 조정할 수 있다. 여기서, 복수의 유닛 (105a~105e)는, 반도체 집적회로 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 디바이스를 제조하기 위해서 리소그래피공정에서 사용되는 노광장치의 구성부품으로서 적합하다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 온도조정시스템(200)은 노광장치의 구성부품의 냉각에 적합하다.
펌프(101)에 의해서 가압된 유체는, 온도조정유닛(102)에 의해 온도가 조정되어서 순환라인(130) 및 분기부(107)를 통해서 유닛(105a~105e)의 유로(132a~132)에 공급된다. 온도조정유닛(102)은, 예를 들면 냉각기, 히터, 열교환기, 온도 센서 등을 포함해서 구성되며, 유체의 온도를 목표 온도로 유지한다.
유닛(105a~105e)의 유로(132a~132e)에는, 차단밸브(103a~103e), 유량조정밸브(104a~104e) 및 유량센서(106a~106e)가 삽입되어 있다. 각각의 유량센서 (106a~106e)가 나타내는 값이 목표유량이 되도록 유량조정밸브(104a~104e)를 제어하는 것에 의해 각 유닛(105a~105e)에 공급되는 유체의 유량을 조정할 수 있다.
유로(132a~132e)는, 분기부(107)와 합류부(108)의 사이에서 서로 병렬로 접속되어 있다. 유로(132a~132e)를 흐르면서 유닛(105a~105e)에 의해 발생한 열을 회수하고, 합류(108)에서 서로 합류한 유체는, 순환라인(131)을 통해서 탱크(100)로 돌아온다. 순환라인(101)에는 총 유량을 검출하는 유량센서(106f)가 접속되어 있다.
분기부(107)의 상류측(순환라인(130))에는 제1압력센서(109a)가 배치되고, 합류부(108)의 하류측(순환라인(131))에는 제2압력센서(109b)가 접속되어 있다. 유닛(105a~105e)의 유로(132a~132e)와 병렬로, 유로(132a~132e)를 바이패스하도록, 바이패스라인(133)이 배치되어 있다. 바이패스라인(133)에는 유량조정밸브(111a)가 접속되어 있다.
제어기(110)는, 제1압력센서(109a) 및 제 2압력센서(109b)로 검출된 압력에 근거해서 유량조정밸브(111a)의 개도를 제어한다. 이때, 제어부(110)는, 제1압력센서(109a)와 제2압력센서(109b)로 검출된 압력의 차이가 목표치(예를 들면, 대략 일정치)가 되도록 유량조정밸브(111a)의 개도를 제어한다. 이것은, 복수의 유로 (132a~132e)및 바이패스라인(133)을 흐르는 유체의 총 유량이 목표 유량(예를 들면, 거의 일정치)이 되도록 바이패스라인(133)을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 것을 의미한다. 제1압력센서(109a), 제2압력센서(109b), 제어기(110) 및 유량조정밸브(111a)에 의해서 유체의 총 유량을 제어하기 위한 유량 제어기가 구성된다.
온도조정시스템(200)에 의한 온도조정 대상의 노광장치와 같은 장치가 설치된 후에, 온도조정시스템(200)이 조정될 수 있다. 이 조정에는, 유닛(105a~105e)의 유로(132a~132)에 공급되는 유체의 유량의 조정이 포함될 수 있다.
이하, 유량 조정의 방법을 예시적으로 설명한다. 우선, 유로(132a~132e)에 삽입된 차단밸브(103a~103e)를 모두 닫은 상태에서, 소정의 총 유량의 모두를 바이 패스라인(133)에 공급한다. 그때, 제1압력센서(109a)로 검출되는 분기부(107)에서의 유체의 압력과 제2압력센서(109b)로 검출되는 합류부(108)에서의 압력과의 차이(이하, "차압"으로 칭함)가 거의 일정한 차압을 유지하도록 제어부(110)이 바이패스라인(133)의 유량조정밸브(111a)를 자동으로 제어한다.
이 상태에서, 유닛(105a~105e)의 유로(132a~132e)에 삽입된 차단밸브(103a~103e)를 열고, 유량조정밸브(104a~104e)에 의해 유닛(105a~105e)에 공급되는 유체의 유량을 조정한다. 이때, 유량조정밸브(111a)에 의해 차압이 거의 일정하게 되도록 제어되고 있기 때문에, 순환라인(130) 및 (131)을 통해서 흐르는 유체의 총 유량은 대략 일정치를 유지한다.
차압과 유량사이의 관계에 대해서 이하 설명한다.
도 8은 일반적인 펌프의 특성(능력곡선)을 예시하는 그래프이다. 횡축은 우량, 종축은 펌프의 양정(揚程)(압력)을 나타내고 있고, 어느 운전주파수에서는, 도 8에 나타낸 바와 같은 특성 곡선이 얻어지고, 여기서, 유량과 압력은 1대 1의 관계를 가진다. 즉, 분기부(107)와 합류부(108)사이의 차압(각 유닛의 입구와 출구사이의 차압)이 대략 일정치로 되도록 바이패스라인(133)의 유량조정 밸브(111a)를 제어해서 총 유량을 대략 일정하게 유지한다.
따라서, 어느 유닛을 통해 흐르는 유체의 유량을 조정하는 경우에도, 분기부(107)와 합류부(108)의 사이의 차압이 대략 일정하게 유지하도록 제어되며, 이 때문에, 이미 유량 조정을 실시한 유닛을 흐르는 유체의 유량이 변동하는 일은 없다. 이에 의해, 유량 조정 작업에 있어서 이미 유량 조정을 종료한 유닛의 유로를 다시 조정할 필요가 없어져서, 전체의 조정 작업시간이 단축된다.
어느 유닛의 보수/교환 작업의 필요성이 발생했을 경우에는, 유량조정밸브 (111a)로 차압을 제어하고 있는 상태에서 보수/교환작업이 필요한 유닛에의 유체의 공급을 제어하는 차단밸브를 닫는다. 특정의 차단밸브를 닫았을 경우에 있어서도, 차단밸브가 닫혀져 있지 않은 유닛을 흐르는 유체의 유량은 대략 일정치로 유지된다. 따라서, 특정의 차단밸브를 닫아도, 차단 밸브가 닫혀지지 않은 유닛의 온도조정은 계속된다.
도 3은, 본 발명의 제2실시형태에 따른 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도이다. 제2실시형태에서는, 2개의 바이패스라인(133a, 133b)가 온도조정시스템에 설치되고 있다. 바이패스라인(133a) 및 (133b)에는, 각각 유량조정밸브(11la) 및 (111b)가 접속되어 있다. 제2실시형태의 다른 부분은 제1실시형태와 같다. 유량조정밸브(111a), (11lb)는, 압력센서(109a)로 검출되는 분기부(107)에서의 유체의 압력과 압력센서(109b)로 검출되는 합류부(108)의 압력 사이의 차압이 대략 일정치가 되도록 제어부(110)에 의해서 제어된다.
밸브의 특성에 따라서, 특정 밸브의 개도 및 특정의 차압 상태에서 캐비테이션이 발생하는 일이 있다. 그러한 곤란한 운전상태를 방지하기 위해서, 상술한 바와 같이 바이패스라인을 2개로 하거나, 또는 3개 이상으로 하는 것이 효과적이다.
도 4는, 본 발명의 제3실시형태에 따른 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도이다. 제3실시형태에서는, 바이패스라인(133)에 유량조정밸브(111c)가 부가적으로 접속되어 있다. 제3실시형태의 다른 부분은 제1실시형태와 같다.
밸브의 특성에 의해서, 특정 밸브 개도 및 특정의 차압 상태에서 캐비테이시션이 발생하는 일이 있다. 그러한 곤란한 운전상태를 방지하기 위해서, 상술한 바와 같이 바이패스라인(133)에 2개의 유량조정밸브(111a), (111c)를 접속하거나, 또는 3개 이상의 유량조정밸브를 접속하는 것이 효과적하다.
도 5는, 본 발명의 제4실시형태에 따른 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도이다. 제4실시형태는, 각 유닛의 유로에 삽입하는 차단밸브를 유량조정밸브로 겸용한 경우의 예이다. 유량조정밸브(104a~104e)에 유로를 차단하는 능력이 있으면, 차단밸브는 생략할 수 있다. 제4실시형태의 다른 부분은 제1실시형태와 같다.
도 6은, 본 발명의 제5실시형태에 따른 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도이다. 제5실시형태에서는, 유닛(105a~105e)의 유로(132a~132e)에 삽입된 유량조정밸브(112a~112e)의 제어를 자동화한 경우의 예이다. 유량조정밸브 (112a~112e)로서 자동제어밸브를 사용하고, 유량센서(106a~106e)에 의해 나타내지는 값을 피드백하는 개별제어기(113a~113e)를 유량제어밸브(112a~112e)에 설치하는 것에 의해, 유닛(105a~105e)를 흐르는 유체의 유량을 자동으로 조정할 수 있다.
제5실시형태에 있어서는, 최초로 유량 조정을 실시할 하기 위해서, 모든 개별제어기(113a~113e)를 동시에 동작시켰을 경우, 과도적으로는 개별제어기(113a~ 113e)가 서로 간섭을 일으킬 가능성이 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 개별제어기(113a~113e)를 통괄 제어하는 통합 제어기(115)를 온도조정시스템에 설치하는 것이 바람직하고, 이에 의해 개별제어기(113a~113e)를 동작시키는 순번을 제어하는 것이 바람직하다.
여기서, 제4실시형태에서 설명한 바와 같이, 각 유량조정밸브에 유로를 차단하는 기능이 있으면, 차단밸브(103a~103e)를 생략할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 제6실시형태에 따른 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도이다. 제6실시형태에서는, 순환라인(131)을 흐르고 있는 유체의 유량을 유량센서(106f)로 검출하고, 그 검출된 유량에 근거해서 제어기(110)이 유량조정밸브(111a)의 개도를 피드백 제어한다.
제4실시형태에서 설명한 바와 같이 각 유량조정밸브에 유로를 차단하는 기능이 있으면, 차단밸브(103a~103e)를 생략할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 노광장치의 개략적 구성을 나타내는 도면이다. 이 노광장치에는, 상술한 실시형태로 대표되는 온도조정시스템 (200)이 내장되어 있다. 이 노광장치는, 온도 조정 되어야 할 복수의 유닛을 구비하고, 상기 복수의 유닛을 기능 시키면서 레티클의 패턴을 기판에 전사한다. 상기 복수의 유닛에는, 예를 들면, 기판스테이지기구(105a), 기판반송기구(105b), 프레임(105c), 레티클반송기구(105d), 투영광학계(105e) 및 레티클스테이지기구 (105f)가 포함될 수 있다.
도 9에 있어서, 유로(132a~132f)는 상술한 실시형태에 있어서의 유로 (132a~132e)의 구체적인 예이다. 또, 기판스테이지기구(105a), 기판반송기구 (105b), 프레임(105c), 레티클반송기구(105d), 투영광학계(105e) 및 레티클스테이지기구(105f)는, 상술한 실시형태에 있어서의 유닛(105a~105e)의 구체적인 예이다. 또, 도 9에 있어서는, 유로(132a~132e)에 삽입되어야 할 유량 조정밸브, 유량센서 및 차단밸브는 도시를 생략하고 있다. 여기서, 제4실시형태에서 설명한 바와 같이 각 유량 조정밸브에 유로를 차단하는 기능이 있으면 차단밸브를 없앨 수 있다.
프레임(l05c)은, 기판스테이지기구(105a), 기판반송기구(105b), 레티클반송기구(105d) 및 투영광학계(105e)를 지지한다. 레티클반송기구(105d)에 의해 레티클이 레티클스테이지기구(105f)에 반송되고, 상기 레티클이 레티클스테이지기구 (105f)에 의해서 유지되고 위치결정된다. 기판반송기구(105b)에 의해서, 감광제가 도포된 기판이 기판 스테이지기구(105a)에 반송되고, 상기 기판스테이지기구(105a)에 의해서 상기 기판이 유지되고 위치 결정된다. 레티클의 패턴은 투영 광학계(105e)를 개재해서 기판에 투영되고, 상기 기판상의 감광제에 전사된다.
디바이스(예를 들면, 반도체 집적회로 디바이스 또는 액정표시 디바이스)는, 상술한 실시형태에 따른 노광장치를 이용해서 감광제가 도포된 기판을 노광하는 노광공정, 상기 감광제를 현상하는 현상공정 및 다른 공지의 공정에 의해서 제조된다.
본 발명을 전형적인 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 개시된 전형적인 실시예에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다음의 청구의 범위는 이러한 모든 변형과 균등한 구성 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 의한 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도;
도 2는 종래의 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도;
도 3은 본 발명의 제2실시형태에 의한 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도;
도 4는 본 발명의 제3실시형태에 의한 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도;
도 5는 본 발명의 제4실시형태에 의한 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도;
도 6은 본 발명의 제5실시형태에 의한 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도;
도 7은 본 발명의 제6실시형태에 의한 온도조정시스템의 개략적 구성을 나타내는 블록도;
도 8은 일반적인 펌프의 특성(능력 곡선)을 예시하는 그래프;
도 9는 본 발명의 바람직한 실시형태의 노광장치의 개략적 구성을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
102: 온도조정유닛 103a~103e: 차단밸브
104a~104e, 112a, 112b:유량조정밸브 105a~105e: 유닛
107:분기부 108: 합류부
109a:제1압력센서 109b: 제2압력센서
110, 113a~113e:제어기 111a~111c: 유량조정밸브
115:통합제어기 130, 131: 순환라인
132a~132e:유로 133, 133a, 133b: 바이패스라인
200: 온도조정시스템

Claims (7)

  1. 온도조정되어야 할 복수의 유닛을 구비하고, 상기 복수의 유닛을 기능시키면서 레티클의 패턴을 기판에 전사하는 노광장치로서,
    서로 병렬로 배치되고, 상기 복수의 유닛을 온도조정하기 위한 유체가 흐르는 복수의 유로와;
    상기 복수의 유로를 바이패스하도록 상기 복수의 유로와 병렬로 배치된 바이패스라인과;
    상기 복수의 유로 및 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 총 유량이 목표 유량이 되도록, 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 유량 제어기
    를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유량 제어기는, 상기 복수의 유로 및 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 총 유량이 거의 일정치로 되도록, 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 유로 및 상기 바이패스라인은 분기부에서 분기 되고, 합류부에서 서로 합류하며,
    상기 유량 제어기는, 상기 분기부의 상류측에 있어서의 유체의 압력과 상기 합류부의 하류 측에 있어서의 유체의 압력과의 차이가 대략 일정치가 되도록, 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유량 제어기는, 상기 분기부의 상류 측에 있어서의 유체의 압력을 검출하는 제1압력센서와, 상기 합류부의 하류 측에 있어서의 유체의 압력을 검출하는 제2압력센서를 포함하고,
    상기 제1압력센서 및 제2압력센서로 검출된 압력에 의거해서 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유량 제어기는, 상기 복수의 유로 및 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 총 유량을 검출하는 유량센서를 포함하고, 상기 유량센서로 검출된 총 유량에 의거해서 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 서로 병렬로 배치되고, 복수의 유닛을 온도조정하기 위한 유체가 흐르는 복수의 유로와;
    상기 복수의 유로를 바이패스하도록 상기 복수의 유로와 병렬에 배치된 바이패스라인과;
    상기 복수의 유로 및 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 총 유량이 목표 유량이 되도록, 상기 바이패스라인을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 유량 제어기
    를 구비한 것을 특징으로 하는 온도조정시스템.
  7. 디바이스 제조방법에 있어서,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하여, 감광제가 도포된 기판을 노광하는 노광 공정과;
    상기 감광제를 현상하는 현상 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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