KR20090013688A - 구동장치, 그것을 이용한 노광장치, 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

구동장치, 그것을 이용한 노광장치, 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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KR20090013688A
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Abstract

진공 환경에서 물체를 구동하는 구동장치는, 내부를 진공 환경으로 유지하는 제 1 챔버와, 상기 물체를 탑재하는 가동자와, 고정자를 포함하고, 상기 가동자는 1개 이상의 자석을 포함하며, 상기 고정자는 1개 이상의 코일을 포함한다. 상기 한 개의 코일 또는 복수의 코일에 전류를 흘리는 것에 의해, 가동자는 고정자의 상면을 따라 비접촉 상태로 이동한다. 고정자의 상면은 제 1 챔버의 격벽의 일부이다.
가동자, 고정자, 챔버, 코일, 구동장치

Description

구동장치, 그것을 이용한 노광장치, 및 디바이스 제조방법{DRIVING APPARATUS AND EXPOSURE APPARATUS USING THE SAME AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 진공환경에서 물체를 구동하는 구동장치에 관한 것이다. 특히, 구동장치를 이용해서 기판 또는 원판을 이동시키는 노광장치에 관한 것이다. 또, 본 발명은 노광장치를 사용하는 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
종래, 미세한 회로 패턴을 반도체 소자에 노광하기 위해서, 자외선을 이용한 축소 투영 노광장치가 이용되어 왔다. 축소 투영 노광장치로 전사 가능한 회로 패턴의 최소 치수는, 노광에 사용되는 빛의 파장에 비례한다. 그 때문에, 회로 패턴의 미세화에 수반해, 노광 광의 단파장화가 진행되고 있다. 현재는, ArF 엑시머 레이저(파장 193nm)를 이용해서 축소 투영 노광장치에 사용되는 빛을 발생하는 것이 주류가 되고 있다.
그렇지만, 자외선 영역의 파장의 빛은, 향후의 반도체 소자의 미세화를 더 이상 지지할 수 없다. 따라서, 보다 짧은 10~15nm 정도의 파장을 갖는 극자외 광(EUV 광)을 이용한 축소 투영 노광장치가 개발되고 있다.
EUV 광은 대기 등의 가스에 의해, 강하게 흡수되기 때문에, EUV 광이 전파하는 공간을 높은 진공 상태로 유지할 필요가 있다. EUV 광이 전파하는 대부분의 공간에서 적어도 10-1Pa 이하, 바람직하게는 10-3Pa 이하의 압력을 유지할 필요가 있다. 또한, 산소, 물 등의 투과율이 낮은 가스의 분압(partial pressure)을 가능한 한 낮게 유지할 필요가 있다. 또, 탄소를 포함한 성분이 그 공간에 잔류하고 있을 경우, EUV 광의 조사에 의해 광학 소자의 표면에 탄소가 부착해, 그 부착한 탄소가 EUV 광을 흡수해 버린다고 하는 문제가 발생한다. 이 탄소가 광학소자의 표면에 부착하는 것을 방지하기 위해서는, EUV 광이 조사되는 광학 소자가 놓인 공간 내에 있어서, 탄소를 포함한 분자의 분압은 적어도 10-4Pa 이하, 바람직하게는 10-6Pa 이하로 유지될 필요가 있다고 생각된다.
현재의 일반적인 노광장치는, 회로 패턴의 원판인 레티클을 탑재한 레티클 스테이지와 회로 패턴이 프린트되는 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 스테이지를 갖는다. 스텝 앤드 스캔(step-and-scan)으로서 알려진 노광법은 주류가 되고 있다. 이 방법에 있어서, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지가, 축소 배율에 비례하는 속도비로 동기해 주사를 반복하는 것으로 노광 처리를 수행한다. 그 때문에, 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지는 모두, 고속으로 고정밀하게 이동하기 위한 기구를 갖는다. 이들 스테이지들은, 예를 들면, 스테이지의 위치를 고정밀하게 검출하기 위한, 레이저 간섭계 등의 위치 센서와, 스테이지를 고속으로 이동시키기 위한 큰 추진력 을 발생시키는 리니어 모터를 갖는다.
EUV 노광장치는, 웨이퍼를 진공에서 노광할 필요가 있기 때문에, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지를 진공 챔버 내에 설치하고 있다. 그러나, 이 구조는 진공 챔버의 내부 용적 및 내부 표면적이 커지기 때문에, 진공도의 유지가 곤란하게 된다. 게다가 진공 챔버 내부에 설치되는 스테이지는, 그 기구가 복잡하고, 표면적이 크다. 또 그러한 스테이지는 유기물을 포함한 다양한 재질로 형성된다. 특히, 리니어 모터 등의 구동 기구에는, 코일 및 자석뿐만 아니라 전력을 공급하기 위한 케이블 등이 포함된다. 그 결과, 이들 재료로부터의 아웃가스(outgas)에 의해, 진공도를 유지하는 것이 곤란하게 된다.
진공 챔버 내부에 설치되는 스테이지 장치에 있어서, 챔버 내부의 진공도를 유지하기 위한 기구가 일본국 공개특허공보 특개 2005－57289호에 개시되어 있다. 도 4는 일본국 공개특허공보 특개 2005－57289호에 기재되어 있는 스테이지 장치를 나타낸다. 스테이지 장치(400)는, 스테이지 가동부와 일체화된 제 1 구동 유닛 가동자(411)와, 제 1 구동 유닛 고정자(410)와 일체화된 제 2 구동 유닛 가동자(412)와, 제 2 구동 유닛 고정자(413)를 갖는다. 제 1 구동 유닛 가동자(411)와 제 1 구동 유닛 고정자(410)와의 사이에 격벽(partition wall; 415)이 설치되어 있다. 그 격벽에 의해, 제 1 구동 유닛 고정자(410) 아래에 배치된 부분을 레티클 또는 웨이퍼를 탑재한 스테이지 가동부로부터 분리되어 있다. 이것에 의해, 레티클 또는 웨이퍼를 탑재하는 스테이지를 내포하는 진공 챔버의 용적과 내부 표면적을 작게 하는 것으로, 진공 챔버 내의 진공도의 유지 및 관리가 용이하게 된다. 게다가, 제 1 구동 유닛 고정자(410), 제 2 구동 유닛 가동자(412), 및 제 2 구동 유닛 고정자(413)로부터의 아웃 가스에 의한 진공도의 열화를 줄일 수가 있다.
그렇지만, 일본국 공개특허공보 특개 2005－57289호에 기재되어 있는 스테이지 장치에서는, 격벽(415)이, 제 1 구동 유닛 가동자(411)와 제 1 구동 유닛 고정자(410)에 접촉해서는 안 된다. 또, 제 1 구동 유닛 가동자(411)의 구동 효율을 높이기 위해서는, 제 1 구동 유닛 가동자(411)와 제 1 구동 유닛 고정자(410)와의 사이의 간격을, 최소화할 필요가 있다. 그 때문에, 일본국 공개특허공보 특개 2005－57289호에 기재되어 있는 스테이지 장치는, 격벽(415)의 양측에 압력차를 제공하거나, 제 1 구동 유닛 고정자(410)와 격벽(415)과의 사이에 공기 베어링을 탑재하는 등의, 격벽 간격을 유지하기 위한 추가의 기구를 필요로 한다. 게다가, 제 1 구동 유닛 고정자(410)가 격벽(415)과 접촉하는 것을 방지하기 위해서는, 이러한 기구를 고정밀하게 제어하는 제어장치도 필요하다. 그 때문에, 장치의 구조가 복잡하게 되는 것과 동시에, 제조 비용이 증가해 버린다.
본 발명은, 진공 환경에서 물체를 구동하는 구동장치의 구성을 단순화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 국면에 의하면, 진공 환경에서 물체를 구동하는 구동장치는, 내부를 진공 환경으로 유지하는 제 1 챔버와, 물체를 탑재하는 가동자와, 고정자를 구비하고, 상기 가동자는, 1개 이상의 자석을 포함하고, 상기 고정자는 1개 이상의 코일을 포함한다. 상기 가동자는, 한 개의 코일 또는 복수의 코일에 전류를 흘리는 것에 의해, 상기 고정자의 상면을 따라 비접촉 상태로 이동하고, 상기 고정자의 상면은 상기 제 1 챔버의 격벽의 일부이다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 진공 환경에서 물체를 구동하는 구동장치는, 물체를 탑재하는 가동자와, 고정자를 구비하고, 상기 가동자는, 1개 이상의 자석을 포함하고, 상기 고정자는 1개 이상의 코일을 포함한다. 상기 가동자는, 한 개의 코일 또는 복수의 코일에 전류를 흘리는 것에 의해, 상기 고정자의 상면을 따라 비접촉 상태로 이동한다. 상기 구동장치는 내부를 진공 환경으로 유지하는 제 1 및 제 2 챔버를 포함하고, 상기 고정자의 상면은 상기 제 1 챔버의 격벽의 일부이며, 상기 고정자의 측면부 및 저면부는 상기 제 2 챔버의 격벽의 일부이다.
본 발명의 그 외의 특징들 및 국면들은 첨부도면을 참조하면서 이하의 예시적인 상세한 설명으로부터 밝혀질 것이다.
본 발명은 다양한 예시적인 실시 예, 특징, 및 국면에 대해서는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(제 1 실시 예)
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 구동장치를 구비한 노광장치(100)를 나타낸다. 이 노광장치(100)는, 조명 광학계(미도시)와, 레티클(원판)을 구동하는 구동장치(미도시)와, 투영 광학계를 내부에 갖는 PO(projection optics) 경통(8)과, 웨이퍼(1)(기판)를 구동하는 구동장치를 포함한다. 이 구동장치는, 가동자(2)와 고정자(4)를 포함한 평면 모터(22)를 갖는다. 웨이퍼(1)를 탑재한 가동자(2)는 그 아래쪽으로 복수의 영구자석을 갖는다. 고정자(4)는 내부에 복수의 고정자 코일(3)을 갖는다. 고정자 코일(3)을 통전하는(energize) 것에 의해 가동자(2)를 구동하기 위한 로렌츠의 힘을 발생시킨다. 고정자(4)는, 고정자 코일(3)의 주변에, 고정자 코일(3)을 냉각하기 위한 냉각액이 흘리는 관로를 갖는다.
고정자 코일(3)과 가동자(2)가 접촉하지 않게, 고정자 코일(3)과 가동자(2)와의 사이에는 고정자(4)의 상면이 존재한다. 고정자(4)의 상면은, 또한 예를 들면, 고정자 코일(3) 주변에 냉각 관로를 형성하는 기능을 갖는다. 고정자(4)의 상면은 평면이고, 가동자(2)는 이 평면을 따라 (이차원으로) 고정자(4)와 비접촉 상태로 이동 가능하다. 예를 들면, 가동자(2)는 정압(hydrostatic) 베어링(미도시)을 갖고 있어, 정압 베어링으로부터 기체를 분출하는 것으로, 고정자(4)의 상면으로부터 가동자(2)를 부상시킬 수가 있다. 정압 베어링이 진공 분위기에서 사용되는 경우, 정압 베어링으로부터 분출된 가스를 회수하기 위한 기구가 설치되어 있다. 또, 가동자(2)를, 자기력에 의해 고정자(4)의 상면으로부터 부상시킬 수 있다.
고정자(4)는 고정자 마운트(6)를 통해서 베이스(20)에 의해 지지된다. 고정자 마운트(6)는, 장치가 설치된 마루바닥으로부터 베이스(20)를 통해서 고정자(4)에 전해지는 진동을 차단한다. 게다가, 고정자 마운트(6)는 가동자(2)를 구동했을 때 발생하여 베이스(20)를 통해서 마루바닥에 전해지는 반력(reaction force)을 줄인다.
가동자(2)의 위치는, 위치 측정 유닛(7)에 의해 측정된다. 위치 측정 유닛(7)으로서, 레이저 간섭계가 이용되지만, 본 발명에 의하면 그 이외의 각종 센서 가 이용 가능하다.
평면 모터(22)는, 가동자(2)를 평면 방향(XY방향, Z축 회전의 회전 방향)으로 구동하고, 가동자(2)의 자중(自重)을 지지하는 힘(Z방향의 힘)을 발생시킨다. 게다가, 평면 모터(22)는 가동자(2)의 경사 구동(X축 회전의 회전 방향, Y축 회전의 회전 방향)을 제어하는 힘을 발생할 수가 있다. 이러한 구성으로, 노광장치(100)는 웨이퍼(1)를 탑재한 가동자(2)를 노광 위치로 이동시키는 것과 동시에, 가동자(2)의 자세(경사량)를 변화시켜, 적절한 상태로 노광을 행하는 것이 가능하다. 평면 모터(22)의 힘의 발생은, 고정자 코일(3)에 흘리는 전류를 제어하는 제어장치(미도시)에 의해 행해진다.
고정자 코일(3)에는 전류를 공급하기 위한 케이블이 접속되어 있다. 고정자 코일(3)은, 가동자(2)의 가동 범위에 놓여 있기 때문에, 고정자 코일(3)에 전기를 공급하기 위한 다수의 케이블이 사용된다. 한층 더, 고정자 코일(3)에는, 코일에서 발생한 열을 냉각하기 위한 냉각액을 공급 및 회수하기 위한 배관도 접속되어 있다. 코일을 고정자(4)측에 설치하고, 자석을 가동자(2)측에 설치하기 때문에, 가동자(2)측에는 이러한 케이블 및 배관(5)의 배선이 필요하지 않다. 이와 같이, 가동자(2)는 배선의 휨이나 끌림에 의해 발생하는 외란에 의한 영향을 받지 않는다.
구동 효율을 높이기 위해서는, 자석과 코일 간의 거리는 가능한 한 짧은 것이 좋다. 그 때문에, 자석은 가동자(2) 중 고정자(4)와 대향하는 면에 설치된다. 또, 고정자 코일(3)은, 가동자(2)와 대향하는 고정자(4)의 표면 측에 설치된다. 고정자 코일(3)의 가동자(2)측의 표면에는, 위에서 설명한 바와 같이 고정자(4)의 상 면이 설치되어 있다. 고정자(4)의 상면의 재질은, 평면 모터(22)의 자기회로를 방해하지 않기 위해서, 비자성체인 것이 바람직하다. 게다가, 그 재질은 와전류에 의한 손실을 발생시키지 않기 위해서 비도전체인 것이 바람직하다.
EUV 노광장치에서는, 진공 분위기 내에서 노광을 행할 필요가 있다. 웨이퍼(1) 및 가동자(2)가 이동하는 공간을 격벽으로 폐쇄하는 것으로 스테이지 챔버(10)(제 1 챔버)를 구성한다. 드라이 펌프 및 터보 분자 펌프 등의 배기 유닛(13)을 이용해 공기를 배기하는 것으로 스테이지 챔버(10) 내부를 진공 환경으로 만들 수 있다. 진공 환경으로서, 예를 들면, 챔버 내부의 압력을 10-1Pa 이하, 바람직하게는 10-3Pa 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
고정자 코일(3)과 케이블 및 배관(5)에는, 유연성을 유지하기 위해서 유기물이 사용되는 경우가 있다. 그러한 부재를 스테이지 챔버(10) 내에 배치하면, 스테이지 챔버(10) 내에 있어서 노광의 장해가 되는 아웃가스 성분이 증가할 수 있다. 예를 들면, 그러한 구성에서는, 평면 모터(22)가 유기물을 이용하는 많은 고정자 코일(3)과 유기물을 이용하는 케이블 및 배관(5)을 갖기 때문에, 많은 아웃가스 성분이 방출될 수 있다. 왜냐하면, 고정자 코일(3) 또는 케이블 및 배관(5)이 많으면 아웃가스가 방출되는 표면의 면적이 커져 버리기 때문이다. 또, 평면 모터의 고정자는 일반적으로 크기 때문에, 이 고정자를 스테이지 챔버(10)의 내부에 배치하면, 스테이지 챔버(10)에는 큰 용적이 필요하다. 그 결과, 스테이지 챔버(10) 내를, 필요한 진공 환경으로 유지하는 것이 어려워진다. 따라서, 본 예시적인 실시 예에 있 어서는, 이러한 문제를 해결하기 위해서, 고정자(4)의 상면을 스테이지 챔버(10)의 격벽의 일부로서 이용한다.
이것에 의해, 고정자(4) 내부에 배치되는 부재를 스테이지 챔버(10)의 밖으로 배치할 수가 있어, 이들 부재로부터의 아웃가스의 영향을 스테이지 챔버(10) 내에 미치지 않게 할 수가 있다. 이들 부재의 예로서는 고정자 코일(3)과 고정자(4)에 접속하는 케이블 및 배관(5) 등이 있다. 이들 부재의 적어도 일부 또는 그 이상(매우 적합하게는 모두)을 스테이지 챔버(10) 외부에 배치할 수가 있다. 특히, 평면 모터(22)는 많은 코일 도선을 갖는 고정자 코일(3)을 포함하기 때문에, 케이블 및 배관(5)은 스테이지 챔버(10) 외부에 배치하는 것이 바람직하다.
또, 스테이지 챔버(10) 외부에 스테이지(4)의 부재를 배치하면 챔버(10) 내부의 용적을 큰 폭으로 작게 할 수가 있기 때문에, 스테이지 챔버(10) 내부의 진공도의 유지가 용이하게 된다. 본 예시적인 실시 예는, 고정자(4)의 상면 전역을 격벽의 일부로서 이용하고 있지만, 상면을 따라 가동자(2)의 이동 범위를 포함한 영역만을 격벽의 일부로서 이용할 수도 있다.
또, 본 예시적인 실시 예에 의하면, 웨이퍼 스테이지의 구동 유닛으로서 평면 모터(22)를 이용하고 있다. 격벽은, 고정자 코일(3) 및 고정자(4)로 일체로 고정되어 있기 때문에, 가동자(2)와 고정자 코일(3)과의 사이에 고정자(4)로부터 독립한 구조의 격벽을 설치할 필요가 없고, 간단한 구조로 스테이지 챔버(10)를 실현할 수가 있다. 게다가, 가동자(2)와 고정자 코일(3)과의 사이에 독립한 격벽이 없기 때문에, 자석과 코일과의 간격을 좁게 할 수 있어, 평면 모터(22)의 구동 효율 을 매우 높게 할 수 있다. 또한, 스테이지 챔버 내벽의 표면적을 종래보다 작게 할 수 있다.
또, 스테이지 챔버(10)의 격벽은, 고정자(4)에 접속된 벨로즈(bellows)(19)를 포함하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 고정자(4)가 진동했다고 해도 벨로즈(19)에 의해 스테이지(4)의 변형을 방지하는 것이 가능하다.
한편, 스테이지 챔버(10) 내부를 진공 환경으로 하면, 고정자(4)는 대기와의 압력차에 의해 변형될 수 있다. 가동자(2)와 대향하는 고정자(4)의 상면의 변형량이 커지면, 가동자(2)가 고정자(4)에 접촉하여, 스테이지의 이동에 지장을 초래한다. 구체적으로는, 가동자(2)와 고정자(4)가 마주보는 면적 내에 있어서, 고정자(4)의 변형량이, 적어도 가동자(2)와 고정자(4)와의 사이의 간격보다 작을 필요가 있다.
고정자(4)는 스테이지 챔버(10)로부터 분리된 내부 공간을 갖는 고정자 챔버(11)(제 2 챔버) 내부에 설치될 수 있어, 고정자 챔버(11) 내의 입력을 배기 유닛(13)에 의해 저진공으로 감소시키는 것도 가능하다. 이것에 의해, 고정자(4)에 인가되는 압력차를 줄여서, 고정자(4)의 변형량을 작게 하는 것이 가능하다. 고정자(4)의 강성은 일반적으로 충분히 높기 때문에, 스테이지 챔버(10)와 고정자 챔버(11)의 내압은, 가동자(2)의 동작에 지장이 생기지 않는 정도로, 대략적으로 일치하고 있으면 된다. 고정자 챔버(11)와 스테이지 챔버(10)와의 사이의 압력차에 대한 허용되는 상한은 고정자(4)의 강성과 고정자(2)의 수압(受壓)면적에 의해 의존하지만, 10Pa 정도의 압력차는 허용된다. 고정자 챔버(11)의 내압은, 스테이지 챔버(10)의 내압보다 높게 설정된다. 그렇게 함으로써, 고정자 챔버(11) 측의 배기 유닛(13)의 성능을 낮추는 것이 가능해진다. 또, 고정자 챔버(11) 내의 오염 상태는, 노광에는 영향을 주지 않기 때문에, 고정자 챔버(11) 내의 아웃 가스등의 성분에 대해서는 신경 쓸 필요가 없다. 즉, 케이블 및 배관(5) 등이 고정자 챔버(11) 내를 통과하고 있어도, 아웃가싱(outgassing)은 문제를 일으키지 않는다. 또, 고정자 챔버(11) 내의 잔류 가스를, 헬륨 등의 불활성 가스로 치환해도 괜찮다.
게다가, 스테이지 챔버(10)와 고정자 챔버(11) 간의 내부 압력차를 제어하기 위한 기구를 설치해도 된다. 스테이지 챔버(10)와 고정자 챔버(11)에, 각각 압력 센서(17)를 설치하고, 그러한 챔버의 내부 압력을 측정한다. 압력 조정 유닛(18)에서는, 스테이지 챔버(10)와 고정자 챔버(11)의 특정된 내부 압력에 근거해, 이들 챔버의 각각이 소정의 압력을 유지하도록 배기 유닛(13)을 제어한다. 이것에 의해, 고정자(4)가 변형하지 않게 압력을 제어하고, 고정자(4)가 가동자(2)와의 접촉을 방지할 수가 있다. 덧붙여, 스테이지 챔버(10)와 고정자 챔버(11) 간의 내압 차가 소정의 범위가 되도록, 고정자 챔버(11)의 내압만을 제어해도 괜찮다.
고정자 챔버(11)는, 마루바닥에서 직접 지지되는 것도 가능하지만, 스테이지 챔버(10) 및 고정자(4)에 진동이 전해지지 않게, 벨로즈(19) 등에 의해 진동 절연하는 것이 바람직하다.
EUV 노광장치에서는 투영 광학계가 복수의 반사경으로 구성되어 있고, PO 경통(8)은 이러한 반사경을 소정의 위치에 고정하고 있다. 몇 개의 반사경은 구동 기구에 의해 조정 가능할 수도 있다. 광원(미도시)으로부터 사출된 EUV 광은, 레티 클(미도시)로 반사되어서, PO 경통(8) 내의 투영 광학계로 이끌려, 최종적으로 웨이퍼(1) 상에 결상한다. PO 경통(8)의 공간도 진공일 필요가 있기 때문에, PO 경통(8)은 PO 경통 챔버(12) 내에 설치되어 있다. PO 경통 챔버(12)의 공간과 스테이지 챔버(10)의 공간은, EUV 광이 통과하는 부분에서만 접속되어 있다.
PO 경통(8)은 스테이지와는 독립해서 PO 경통 마운트(9)로 지지되어 있어 마루바닥으로부터의 진동과 스테이지로부터의 진동이 전해지지 않게 된다. 게다가, 스테이지 챔버(10)와 PO 경통 챔버(12)와의 사이의 공간도 벨로즈(19) 등에 의해 진동을 절연하도록 구성하는 것이 좋다.
게다가, 가동자(2)를 구동했을 때 발생하는 반력에 의한 영향을 줄이는 기구를 설치하는 것이 좋다. 예를 들어, 가동자(2)를 구동했을 때에 발생하는 반력에 의해, 고정자(4)가 베이스(20)에 대해서 이동 가능하게 지지되어 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 가동자(2)의 반력을 고정자(4)가 이동하는 것으로 흡수해서, 외부에 진동이 전해지지 않게 된다. 고정자(4)의 이동을 안내하는 안내 유닛(21)으로서는, 메카니컬(mechanical) 베어링을 이용한 가이드 기구를 이용해도 괜찮고, 공기 등의 유체를 이용하는 비접촉 가이드를 이용해도 괜찮다. 안내 유닛(21)는, 고정자(4)가 소정의 기준 위치로 돌아가기 위한, 액티브 혹은 수동적인 구동 기구를 이용한다. 또, 고정자 마운트(6)의 가동 범위가 충분히 넓은 경우에는, 고정자 마운트(6)가 안내 유닛(21)의 역할을 겸하는 것도 가능하다. 이러한 경우에는, 스테이지 챔버(10)는, 고정자(4)의 이동을 방해하지 않게, 고정자(4)의 가동 범위를 가로질러 이동 가능한 벨로즈(19)에 의해, PO 경통 챔버(12)에 접속된다. 다른 경우에는, 스 테이지 챔버(10)와 고정자(4)와의 사이에 벨로즈(19)를 설치해도 된다.
노광장치(100)는 상술한 구성에 한정되는 것은 아니고, 다른 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 2대의 웨이퍼 스테이지뿐만 아니라 액침노광장치도 갖는 트윈 스테이지 구성에도 노광장치(100)가 적용 가능하다.
본 예시적인 실시 예에 의하면 평면 모터(22)는 로렌츠의 힘을 이용하고 있지만, 이 모터는 본 예시적인 실시 예의 구성에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 스테이지 챔버(10)의 내부 용적을 작게 하면서, 고정자(4)의 부재를 스테이지 챔버(10)의 외부에 배치할 수 있는 것이면, 리니어 펄스 평면 모터도 적용해도 괜찮다.
이상 설명한 것처럼, 본 예시적인 실시 예에 의하면, 스테이지 챔버(10) 공간은 고정자(4)의 상면이 스테이지 챔버(10)의 격벽의 일부이기 때문에, 비교적 간단한 구성을 가질 수 있다. 게다가, 고정자(4), 고정자 코일(3), 케이블 및 배관(5)을 스테이지 챔버(10) 외부에 설치함으로써, 오염물질을 가능한 한 많이 스테이지 챔버(10) 외부에 배치할 수가 있다. 그것에 의해, 본 발명은 스테이지 챔버 내의 오염물질의 감소, 진공도의 향상, 및 진공도 관리의 용이화가 가능해진다.
(제 2 예시적인 실시 예)
도 2는 본 발명의 제 2 예시적인 실시 예에 따른 구동장치를 구비한 노광장치(200)를 나타낸다. 본 예시적인 실시 예에 있어서, 제 1 예시적인 실시 예와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 교부해 상세한 설명을 생략한다.
본 예시적인 실시 예에 있어서는, 구동 반력에 의한 영향을 줄이기 위한 기 구가 제 1 예시적인 실시 예와 다르다. 제 1 예시적인 실시 예에서는 안내 유닛(21)에 의해 고정자(4)를 이동 가능하게 하고 있지만, 본 예시적인 실시 예에서는 질량체를 구동하는 구동 유닛(14)을 고정자(4)에 부착하고 있다. 전형적인 구동 유닛(14)의 구성은, 질량체와, 질량체를 안내하기 위한 비접촉 혹은 접촉식의 가이드 기구와, 질량체를 구동하기 위한 구동부를 갖는다. 구동 유닛(14)은, 가동자(2)의 이동 방향과는 역방향으로 질량체를 구동하는 것으로, 가동자(2)의 구동 반력을 상쇄해서, 반력에 의한 진동이 외부에 전해지지 않게 할 수가 있다. 이 경우, 고정자(4)는 이동할 필요가 없기 때문에, 스테이지 챔버(10)의 벨로즈(19)는 진동을 절연하는 기능만을 가지고 있으면 된다. 이렇게 함으로써, 가동자(2)가 고정자(4)에 미치는 힘에 저항하는 힘을 고정자(4)에 미치도록 질량체를 구동하는 구동 유닛을, 스테이지 챔버(10)의 외부에 설치한다. 그 결과, 스테이지가 설치되는 공간의 오염을 억제할 수가 있다. 이러한 기구에 의해, 가동자(2)의 가감속도에 의해 발생한 반력에 의한 진동의 감소와 보다 고정밀한 구동이 가능해진다.
(제 3 예시적인 실시 예)
도 3은 본 발명의 제 3 예시적인 실시 예에 따른 구동장치를 구비한 노광장치(300)를 나타낸다. 본 예시적인 실시 예에 있어서, 제 1 또는 제 2 예시적인 실시 예와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 교부해 상세한 설명을 생략한다. 본 예시적인 실시 예는 상술의 구성을 레티클 스테이지에 적용한 것이다.
레티클 스테이지에도, 웨이퍼 스테이지와 기본적으로 같은 구성이 가능하다. 그렇지만, 본 실시 예에 있어서, 레티클 스테이지는 상하 반전된 구조를 갖는 웨이 퍼 스테이지와 다르다. 그래서, 본 실시 예에 있어서는, 레티클 스테이지 가동자(16)는 아래쪽으로 탑재된 레티클(15)을 갖고, 모터의 Z 방향의 힘에 의해, 고정자(4)에 대해서 자중(自重)을 지지받고 있다.
웨이퍼 스테이지가 평면 내를 넓은 범위에서 이동한다. 레티클 스테이지는 스캔 방향으로 크게 이동하지만, 레티클 스테이지는 주사와 직교하는 방향으로는 거의 이동하지 않는다. 그 때문에, 스테이지 챔버 공간의 용적을 작게 하는 것이 가능하다. 또, 고정자(4)는 스캔 방향으로는 길지만, 고정자(4)는 직교 방향으로는 레티클 스테이지 가동자(16)의 폭과 같은 정보로 짧게 하는 것이 가능하다. 따라서, 고정자(4)의 변형도 웨이퍼 스테이지에 비하면 작게 하는 것이 가능하다. 본 예시적인 실시 예에서는 구동 반력에 대해서 제 2 예시적인 실시 예에 따른 구동 유닛을 이용하고 있지만, 제 1 예시적인 실시 예에 따른 안내 유닛을 이용해도 괜찮다.
(디바이스 제조방법의 예)
디바이스(반도체 집적회로 소자, 액정 표시소자 등)는, 상술한 예시적인 실시 예의 몇 개의 실시 예에 따른 노광장치를 사용해 감광제를 도포한 기판(웨이퍼, 유리 기판 등)을 노광하는 공정과, 그 기판을 현상하는 공정과, 다른 주지의 공정에 의해 제조된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예시적인 실시 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 그 요지의 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.
도 1은, 본 발명의 제 1 예시적인 실시 예에 따른 구동장치를 구비한 노광장치를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 제 2 예시적인 실시 예에 따른 구동장치를 구비한 노광장치를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 제 3 예시적인 실시 예에 따른 구동장치를 구비한 노광장치를 나타내는 도면이다.
도 4는, 종래의 스테이지 장치를 나타내는 도면이다.

Claims (17)

  1. 진공 환경에서 물체를 구동하는 구동장치로서,
    내부를 진공 환경으로 유지하고, 격벽을 포함하는 제 1 챔버와,
    적어도 한 개의 코일을 포함하고, 상기 격벽의 일부인 상면을 갖는 고정자와,
    적어도 한 개의 자석을 포함하고, 상기 물체를 탑재하는 가동자를 구비하고, 상기 가동자는 상기 적어도 한 개의 코일에 전류를 흘리는 것에 의해, 상기 고정자의 상면을 따라 비접촉 상태로 이동하는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 코일은 상기 제 1 챔버의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    내부를 진공 환경으로 유지하는 제 2 챔버를 더 구비하고, 상기 고정자가 상기 제 2 챔버의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 챔버의 내부의 압력을 조정하는 압력 조정 유닛을 더 구비한 것을 특징으로 하는 구동장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버의 격벽은, 상기 고정자에 접속된 벨로즈를 갖는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정자를 지지하는 베이스와,
    상기 베이스에 대한 상기 고정자의 이동을 안내하는 안내 유닛을 더 구비한 것을 특징으로 하는 구동장치.
  7. 제 1 항에 있어서
    상기 가동자가 상기 고정자에 미치는 힘에 저항하는 힘을 상기 고정자에 가하도록 질량체를 구동하는 구동 유닛을 더 구비하고, 상기 구동 유닛은, 상기 제 1 챔버의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  8. 원판에 형성된 패턴을 기판에 노광하는 노광장치로서, 상기 노광장치는 청구항 1의 진공환경에서 물체를 구동하는 구동장치를 구비하고, 상기 물체는 원판 및 기판 중 하나인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 청구항 8의 노광장치를 이용해서 원판에 형성된 패턴을 기판에 노광하는 것과,
    노광된 기판을 현상하는 것을 포함한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 챔버는 제 2 격벽을 포함하고, 상기 고정자의 측면부 및 저면부가 상기 제 2 격벽의 일부인 것을 특징으로 하는 구동장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버 내부 및 상기 제 2 챔버 내부의 압력을 조정하는 압력 조정 유닛을 더 구비한 것을 특징으로 하는 구동장치.
  12. 원판에 형성된 패턴을 기판에 노광하는 노광장치로서, 상기 노광장치는 청구항 10의 물체를 구동하는 구동장치를 구비하고, 상기 물체는 원판 및 기판 중 하나인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  13. 청구항 12의 노광장치를 이용해 원판에 형성된 패턴을 기판에 노광하는 것과,
    노광된 기판을 현상하는 것을 포함한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 가동자는 적어도 한 개의 정압 베어링을 포함하고, 상기 가동자는 상기 적어도 한 개의 베어링으로부터 기체를 분출하는 것으로 상기 고정자의 상면을 따라 비접촉 상태로 이동하는 것을 특징으로 하는 구동장치.
  15. 원판에 형성된 패턴을 기판에 노광하는 노광장치로서, 상기 노광장치는, 청구항 14의 물체를 구동하는 구동장치를 구비하고, 상기 물체는 원판 및 기판 중 하나인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  16. 청구항 15의 노광장치를 이용해서 원판에 형성된 패턴을 기판에 노광하는 것과,
    노광된 기판을 현상하는 것을 포함한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정자는 복수의 코일을 포함하고, 상기 가동자는 복수의 자석을 포함하며, 상기 가동자는 상기 복수의 코일에 전류를 흐르게 함으로써 상기 고정자의 상면을 따라 비접촉 상태로 이동하는 것을 특징으로 하는 구동장치.
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