KR20090055012A - 회전 오염물 트랩을 포함하는 장치 - Google Patents

회전 오염물 트랩을 포함하는 장치 Download PDF

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KR20090055012A
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요한네스 크리스티안 레오나르두스 프란켄
바딤 예프겐예비치 바니네
아르노우트 코르넬리스 바싱크
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

방사선 빔을 생성하도록 구성된 방사선 소스로부터 방출되는 오염물들을 트랩핑하기 위해 상기 방사선 빔의 경로에 배치되는 오염물 트랩 장치가 개시된다. 상기 오염물 트랩 장치는 상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되는 채널들을 형성하는 복수의 채널 형성 요소들을 구비하고, 전기적으로 충전가능한 재료를 포함하며 상기 방사선 소스의 작동 결과로서 전기적으로 충전되도록 배치되는 로터; 및 로터 캐링 구조체에 대해 상기 로터를 회전가능하게 유지시키도록 구성된 베어링을 포함하며, 상기 장치는 (i) 상기 로터의 전기적 방전을 제어 또는 재지향시키거나, 또는 (ii) 상기 로터의 전기적 방전을 억제하거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두를 수행하도록 구성된다.

Description

회전 오염물 트랩을 포함하는 장치{APPARATUS COMPRISING A ROTATING CONTAMINANT TRAP}
본 발명은 회전 오염물 트랩을 포함하는 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패 턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
데브리 저감 시스템(debris mitigation system)을 포함하는 장치에는 EUV(극자외) 방사선 소스로부터 방출되는 데브리를 캡처링(capture)하기 위한 회전가능한 구조체(소위 회전 오염물 트랩)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스는 미크론-크기이거나 보다 작은 입자들을 방출할 수 있으며, 이는 상기 데브리가 장치의 광학 구성요소들을 심각하게 손상하거나 오염시킬 수 있기 때문에 리소그래피 장치의 원하지 않는 다운스트림(downstream)이다.
예를 들어, 회전 오염물 트랩에는 트랩을 회전시키기 위한 구동 기구가 제공될 수 있고, 트랩의 플레이트들은 트랩의 회전 축선에 대하여 회전 대칭을 가질 수 있다. 오염 입자들이 효율적으로 트랩핑될 수 있게 대체로 고속으로 트랩을 회전시키는 것이 바람직하며, 회전 오염물 트랩은 과도한 유지보수를 필요로 하지 않고 긴 작동 주기를 달성할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 개선된 데브리 저감 시스템을 포함하는 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 방사선 빔을 생성하도록 구성된 방사선 소스로부터 방출되는 오염물들을 트랩핑하기 위해 방사선 빔의 경로에 배치되는 오염물 트랩 장치가 제공되며, 상기 오염물 트랩 장치는:
상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되는 채널들을 형성하는 복수의 채널 형성 요소들을 구비하고, 전기적으로 충전가능한 재료를 포함하고 상기 방사선 소스의 작동 결과로서 전기적으로 충전되도록 배치되는 로터; 및
로터 캐링 구조체(rotor carrying structure)에 대해 상기 로터를 회전가능하게 유지시키도록 구성된 베어링을 포함하며,
상기 장치는 (i) 상기 로터의 전기적 방전을 제어 또는 재지향시키거나, (ii) 상기 로터의 전기적 방전을 억제하거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두를 수행하도록 구성된다.
로터의 전기적 방전은 로터의 도전적 부분 및 로터 캐링 구조체, 전하 드레인 또는 그 둘 모두의 도전적 부분과 전기적으로 접촉하는 도전성 커플링에 의하여 제어되는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, 전기적 커플링은 슬라이딩 컨택트를 포함한다.
또한, 베어링은 로터 샤프트와 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하며, 상기 로터 샤프트는 상기 가스 베어링 구조체에서 상기 로터와 상기 로터 캐링 구조체의 베어링 표면 사이에서의 전기적 충전의 흐름을 방지하기 위한 전기적 절연 재료를 포함한다.
일 실시예에서, 베어링은 로터 샤프트의 제 1 부분과 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하고, 상기 가스 베어링 구조체는 상기 로터 샤프트의 제 1 부분과 상기 로터 캐링 구조체 사이에 가스 또는 가스 혼합물을 공급하도록 구성되며, 상기 가스 베어링 구조체 외측 영역의 로터 샤프트와 함께 전기적 방전을 시뮬레이팅 하기 위하여 상기 로터 샤프트의 상이한 제 2 부분 또는 그 부근에, (i) 방전 시뮬레이팅 구조체가 제공되거나, (ii) 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물이 제공되도록 구성되거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두가 제공되며, 상기 제 2 샤프트 부분은 상기 로터에 부착되고 상기 전기적으로 충전가능한 로터 재료와 전하를 교환할 수 있다.
그 다음, 추가 실시예에 따르면, 상기 제 2 샤프트 부분은 실질적으로 상기 가스 베어링 구조체에 의하여 둘러싸이는 것은 바람직하지 않으며 상기 로터와 상기 제 1 샤프트 부분 사이에서 연장된다.
또한, 추가 실시예에 따르면, 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물은 베어링 가스 또는 가스 혼합물 보다 낮은 브레이크다운 전압을 가질 수 있다.
선택적으로, 방전 시뮬레이팅 구조체는 제 2 샤프트 부분의 외측 표면 부근의 장소로 연장되거나 또는 상기 장소에 도달하는 도전성 전극을 포함하며, 상기 전극은 전하 드레인 또는 전위 소스에 연결된다.
일 실시예에서, 베어링은 로터 샤프트의 부분과 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 유체 베어링 구조체를 포함하며, 상기 유체 베어링 구조체는 상기 로터 샤프트와 상기 로터 캐링 구조체 사이에 도전 경로를 제공하기 위하여 도전성 유체 또는 유체 혼합물을 공급하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 베어링은 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함할 수 있고, 채널 형성 요소들은 채널들을 형성하는 플레이트들을 포함하고, 상기 플레이트들은 상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되며, 로터 샤프트의 부분은 상기 가스 베어링 구조체 내로 도달된다.
또한, 상기 장치는 방사선 소스를 포함하는 방사선 시스템을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면,
방사선 빔을 생성하도록 구성되는 방사선 소스로부터 나오는 오염물들을 트랩핑하기 위하여 상기 방사선 빔의 경로 내에 배치되는 오염물 트랩 장치를 포함하고
상기 오염물 트랩 장치는:
상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되는 채널들을 형성하는 복수의 채널 형성 요소들을 구비하고, 전기적으로 충전가능한 재료를 포함하고 상기 방사선 소스의 작동 결과로서 전기적으로 충전되도록 배치되는 로터; 및
로터 캐링 구조체에 대해 상기 로터를 회전가능하게 유지시키도록 구성된 베어링을 포함하며,
상기 오염물 트랩 장치는 (i) 상기 로터의 전기적 방전을 제어 또는 재지향시키거나, (ii) 상기 로터의 전기적 방전을 억제하거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두를 수행하도록 구성되고;
기판을 유지시키도록 구성되는 기판테이블; 및
패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명은, 예를 들어 청구항 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 구비하거나 또는 포함하는 리소그래피 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 대응되는 참조부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부 도면들을 참조하여 예시의 방법으로 기술될 것이다.
도 1은 리소그래피 장치의 일 실시예를 나타낸 도,
도 2a는 회전가능한 오염물 트랩의 일 실시예의 개략적 측면도,
도 2b는 오염물 트랩의 일 실시예의 개략적 정면도,
도 2c는 오염물 트랩의 또 다른 실시예의 개략적 정면도,
도 3은 오염물 트랩의 유체 베어링이 보다 상세히 도시된, 도 1의 실시예의 부분을 개략적으로 나타낸 도,
도 4는 도 3과 유사하고 본 발명의 일 실시예의 부분을 나타낸 도,
도 5는 도 3과 유사하고 본 발명의 또 다른 실시예의 부분을 나타낸 도,
도 6은 도 3과 유사하고 본 발명의 또 다른 실시예의 부분을 나타낸 도,
도 7은 도 3과 유사하고 본 발명의 또 다른 실시예의 부분을 나타낸 도,
도 8은 도 7의 또 다른 실시예의 상세도,
도 9는 도 3과 유사하고 본 발명의 또 다른 실시예의 부분을 나타낸 도,
도 10은 도 3과 유사하고 본 발명의 또 다른 실시예의 부분을 나타낸 도,
도 11은 도 2b와 유사하고 본 발명의 또 다른 실시예의 부분을 나타낸 도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(PB)을 컨디셔닝하고, 상기 컨디셔닝된 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하며 상기 패터닝된 단면을 기판(W)의 타겟부 상으로 투영하도록 구성된 다수의 광학 구성요소들을 포함한다. 도 1에서, 상기 장치는:
- 방사선 빔(PB)(예를 들어, UV 방사선 또는 다른 타입의 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(PB)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 그들의 여하한의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사형 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과형 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블(및/또는 지지 구조체)이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블(및/또는 지지 구조체)이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블(및/또는 지지 구조체)에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요할 경우 빔 전달 시스템과 함께 방사선 시스템이라 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 방사선 소스(SO)는 플라즈마 EUV 소스, 특히 방전 플라즈마 소스, 예를 들어 주석(Sn) 플라즈마 EUV 소스이다. 예를 들어, 이러한 방사선 소스에서, Sn 원자들은 낮은 파워의 레이저를 이용하여 (예를 들어, 전기적으로) 가열될 수 있다. EUV 방사선 소스는 또한 상이한 방사선 소스, 예를 들어 Li 또는 Xe '퓨얼드(fueled)' 플라즈마 방사선 소스일 수 있다. 또한, 사용시, 플라즈마 전자들, 하전된 입자들 및 다른 데브리 입자들이 소스로(SO)부터 나와 콜렉터(K) 및 일루미네이터(IL)를 향할 수 있다. 콜렉터(K)는 방사선 소스(SO)로부터의 방사선을 수집할 수 있다. 콜렉터(K)는 수집된 방사선을 조명 시스템(IL)으로 투과시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 콜렉터(K)는 방사선 소스로부터 수용된 입사 방사선을 작은 포커싱 영역 또는 포커싱 지점 상에 포커싱하도록 구성될 수 있다.
상기 소스(SO)로부터 나오는 입자들을 캡처링하기 위해 데브리 저감 시스템(10, 100)이 제공되는 것이 바람직하다. 도 1에 나탄내 바와 같이, 상기 저감 시스템에는 소스(SO) 부근에 배치되는 1 이상의 회전가능한 오염물 트랩(10)(하나만 도시됨)이 제공될 수 있다. 또한, 회전가능한 트랩(10)과 방사선 콜렉터(K) 사이에 위치되는 1 이상의 추가 오염물 트랩(110), 예를 들어 정적 오염물 트랩(110)이 제공될 수 있다. 회전가능한 트랩 시스템(10)의 1 이상의 실시예들이 후술된다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터 및 콘덴서와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(PB)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로지른 후, 상기 방사선 빔(PB)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(PB)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(PB)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2a-2c는 회전가능한 오염물 트랩(10, 10')의 실시예들을 나타내고 있다. 예를 들어, 각각의 트랩(10, 10')은 모터 구동 팬일 수 있다. 도 2a-2b에 나타낸 바와 같이, 회전가능한 트랩(10)은 방사선[즉, 소스(SO)로부터 나와 발산하는 방사선 빔]의 일반적인 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치될 수 있는 채널들(Ch)을 형성하는 복수의 채널 형성 요소들(11)을 구비한 로터(10)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 회전가능한 트랩(10)은 콜렉터(K) 또는 후속하는 오염물 트랩(110)을 향한 소스(SO)의 방사선 방출 영역(LEP)(도 3 참조)으로부터 나오는 방사선의 투과를 허여할 수 있다. 로터(10)에는 회전 축선(Q)를 제공하는 샤프트(15)를 제공하며, 그 주위에서 로터(10)가 회전가능하다. 본 실시예에서, 샤프트(15)는 보다 상세히 후술될 로터 캐링 구조체의 적합한 베어링(20)에 의하여 회전가능하게 유지된다. 방사선의 투과는 도 3에서 화살표(R)에 의해 개략적으로 나타나 있다. 로터(10)의 회전 축선(Q)의 실질적은 연장은 소스(SO)의 방사선 방출 영역/방사선 방출 지점(예를 들어, 플라즈마 방출 지점)(LEP)과 일치한다. 로터를 회전시키기 위한 드라이브 기구, 예를 들어 모터는 구체적으로 도시되지 않았지만, 당업자라면 드라이브 모터가 다양한 방식으로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 로터(10)에 커플링될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
채널 형성 요소(11)는 상이한 방식으로 구성될 수 있으며, 도 2b, 2c에서와 같이 플레이트들(예를 들어, 포일들)에 의해 제공되는 것이 바람직하다(따라서, 소위 포일 트랩을 형성함). 플레이트들(11)은 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2b는 방사선 투과 채널들(Ch)을 형성하는 복수의 플레이트들(11)을 포함하는 오염물 트랩(10)의 제 1 실시예를 나타내고 있다. 플레이트들(11)은 자체적으로 어퍼처들을 포함하지 않는 실질적으로 솔리드 플레이트들(11)일 수 있다. 채널들(Ch)은 사용시 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 플레이트들(11)은 로터(10)의 회전 축선(Q)에 대해 실질적으로 반경방향으로 배향되고, 회전 축선(Q) 주위에 균등하고 규칙적으로 분포된다. 도 2c는 대안실시예를 나타내고 있으며, 플레이트들(11)이 샤프트(15) 또는 회전 축선(Q)으로부터 반경방향으로 연장되지 않는다.
플레이트들(11)은 채널(Ch)이 실질적으로 같은 볼륨을 갖도록 트랩(10)의 중심 축선 주위에 규칙적이고 대칭적으로 분포될 수 있다. 플레이트들(11)은, 도 2c에 나타낸 바와 같이 외측 플레이트 커넥터(18)에 반경방향 외측 측면들에서 서로 연결될 수 있다. 플레이트들(11)은, 반경방향 내측 측면들에서 서로 직접적으로 연결되거나 및/또는 샤프트(15)에 연결될 수 있다. 회전가능한 오염물 트랩(10)은 다양한 양의 채널들(Ch) 및 각각의 플레이트들, 예를 들어 상대적으로 많은 수의 비교적 좁거나 슬릿-형태의(slit-like) 채널들, 가령 적어도 100 개 정도의 채널이나 또는 적어도 180 개 정도의 채널을 포함하거나, 또는 (도 2c에서와 같이) 소수의 채널들(Ch)을 포함할 수 있다.
또한, 로터(10)는 전기적으로 충전가능한 재료를 포함할 수 있으며 전체 구조가 방사선 소스(SO)의 작동 결과로서 전기적으로 충전되도록 이루어질 수 있다(이하 참조). 예를 들어, 플레이트들(11) 및 샤프트(15)는 실질적으로 도전성 재료(들), 예를 들어 1 이상의 금속들 또는 합금들, 가령 알루미늄, 스틸 또는 여타 재료들로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 샤프트는 강인(robust) 재료, 예를 들어 강인한 도전성 스틸 또는 여타 재료를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 로터 샤프트는 강인한 절연 재료, 예를 들어 세라믹 절연 재료, 실리콘 카바이드(SiC), 또는 여타 절연 재료로 이루어지거나 또는 그를 포함할 수 있다(도 6과 관련하여 아래 참조).
더욱이, 로터 구조는 채널 형성 요소들(11) 및 로터 샤프트(5)가 서로, 직접적으로 또는 간접적으로, 가령 적합하게 용접된 커넥션들을 통해 또는 상이한 방식 으로 전기적으로 연결되도록 이루어질 수 있다.
도 2a 및 3으로부터 알 수 있듯이, 로터 캐링 구조체(30)의 샤프트 수용 어퍼처에서 샤프트(15)를 회전가능하게 유지시키도록 구성되는 베어링(20)이 제공될 수 있다. 베어링은 도 3에 보다 상세하게 나타나 있다. 베어링(20) 및 로터 캐링 구조체(30) 둘 모두는 현재 도면들에 개략적으로만 도시되어 있으나, 다양한 구조들을 가질 수 있다. 로터 캐링 구조체(30)는 적어도 부분적으로 1 이상의 상대적으로 강하고, 내구성 있는 도전성 재료로 만들어지거나 또는 그를 포함할 수 있다.
예를 들어, 로터 샤프트 베어링(20)은 반경방향 가스 베어링과 같은 반경방향 유체 베어링을 포함할 수 있다. 당업자라면 이해할 수 있듯이, 이와 같은 반경방향 유체 베어링은 종래 기술로부터 알려져 있다. 다음에서, 베어링은 주로 "가스 베어링"이라 불리지만, 이것이 유체 베어링의 적용을 배제하는 것으로 해석해서는 안된다.
예를 들어, 본 실시예에서, 가스 베어링(20)은 로터 캐링 구조체(30)의 내부 원통형 표면으로부터 이격된 샤프트(15)를 유지하기 위해서 샤프트(15)의 부분을 둘러싸는 가스 또는 가스 혼합물(유체 베어링의 경우에는 유체나 유체 혼합물)의 원통형 층을 제공하도록 구성될 수 있다(상술된 내부 표면은 '캐링 구조체의 가스 베어링 표면'이라 불릴 수도 있고, 반대쪽 샤프트 표면은 '로터 샤프트의 가스 베어링 표면'이라 불리며, 상기 두 표면은 가스 베어링을 위한 공간을 둘러싼다). 또한, 베어링(20)은 샤프트(15)의 자유 단부와 로터 캐링 구조체(30)의 반대쪽 내 측 표면 사이에 배치되는 축선방향 가스 베어링(20a)을 포함할 수도 있다. 가스 베어링(20)은 샤프트(15)와 로터 캐링 구조체(30) 간에 매우 작은 마찰을 제공하기 위하여 그들 간의 직접적인 접촉을 방지하여, 샤프트(15)[및 오염물 트랩 로터(10)]가 캐링 구조체(30)에 대해 고속(예를 들어 10,000 rpm이 넘는 속도)으로 효율적으로 회전될 수 있도록 한다. 가스 베어링(20)은 양호한 열 컨덕터일 수 있다. 가스 베어링(20) 내의 높은 압력 및 상대적으로 얇은 가스 두께로 인하여, 열 전도성이 좋을 수 있다. 가스 베어링(20)에 사용되는 가스는 가열될 수도 있으며, 따라서 포일 트랩으로부터 먼 쪽으로 열을 이동시키는데 사용된다. 이는 우리로 하여금 샤프트(15)의 팽창의 위험 없이 그리고 그에 따른 마모 및 수명의 문제를 유발하지 않고 포일트랩 상으로 많은 양의 파워를 흡수할 수 있도록 한다. 실험들은 샤프트(15)의 열 절연체(예를 들어 볼 베어링)에 의하면 샤프트(15)의 온도는 600 ℃ 위로 증가하는 한편, 가스 베어링과 유사한 열부하에 의하면 샤프트(15)의 온도는 대략 100 ℃까지 증가한다는 것을 나타낸다.
예를 들어, 가스 베어링(20, 20a)은 샤프트(15)와 로터 캐링 구조체(30) 사이의 공간에 가스를 공급하기 위한 1 이상의 가스 유입구들(21)을 포함할 수 있다(각각의 가스 유동은 화살표(GB)로 나타냄). 예를 들어, 유입구(들)(21)은 캐링 구조체(30)의 샤프트 수용 어퍼처 주위에서 연장되는 홈을 포함할 수 있다. 또한, 로터 캐링 구조체(30)는 샤프트(15)와 로터 캐링 구조체(30) 사이의 공간으로부터 가스를 제거하기 위한 1 이상의 가스 배출구(22)를 포함할 수 있다(각각의 가스 유 동들은 화살표로 나타나 있음). 또한, 배출구(들)(22)은 캐링 구조체(30)의 샤프트 수용 챔버 주위에서 연장되는 홈을 포함할 수 있다. 또한, 베어링(20)은 당업자가 이해할 수 있듯이 다양한 방식으로 배치 및 구성될 수 있다.
사용시, 유입구(들)(21)을 통한 가스 베어링(20)을 향하는 가스 유동과 유출구(들)(22)를 통한 가스 베어링(20)으로부터의 가스 유동 간의 비들은, 당업자라면 이해할 수 있듯이, 샤프트(15)와 캐링 구조체(30) 간의 원하는 가스 두께를 유지하기 위해 조정 또는 제어될 수도 있다. 비 제한적인 예시로서, 가스 베어링(20) 내의 가스 압력은 작동 동안 대략 0.1 - 5 바아의 범위 내에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 가스 베어링(20)에 사용되는 가스는 질소(N2)이다.
소스(SO)의 작동 동안, 소스(SO)가 방사선을 방출하는 경우, 하전된 데브리 입자들(예를 들어, 전자들 및/또는 이온들을 포함함)이 소스(SO)에 의해 방출될 수 있다. 로터 플레이트들(11)은 소스(SO)로부터 방출되는 하전된 입자들을 포함하여 로터 플레이트(11) 및 샤프트(15)의 전기적인 충전을 야기하는 데브리를 캡처링할 수 있다. 비-제한적인 예시에서, 오염물 트랩 로터(10) 및 그것의 샤프트(15)는 지표에 대하여 600 V 위, 심지어 수 kV의 양까지 충전될 수 있다. 이러한 로터 샤프트의 충전은 도전성 샤프트(15)와 캐어링 구조체(30)의 도전성 베어링 표면 사이의 가스 베어링(20)의 가스 공간을 통해 제어되지 않은 돌발적인 전기적 방전 ED(도 3 참조)를 야기할 수 있으며, 상기 방전 ED는 가스 베어링 표면들에 손상을 주며 따라서 오염물 트랩(10)의 작동을 방해할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 장치는 로터(10)의 전기적 방전 ED를 제어 또는 재지향하거나 또는 로터(10)의 전기적 방전을 억제하거나, 또는 이 둘 모두를 달성할 수 있도록 구성된다. 다시 말해, 예를 들어 상기 장치는 로터(10)의 전하를 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, 높은 신뢰성을 갖는 고속의 회전가능한 오염물 트랩(10)이 얻어질 수 있도록 제어되지 않은 방전 ED가 방지될 수 있다. 본 적용을 통해, 로터 샤프트 방전 ED는 음으로 하전되는 샤프트(15)를 보상하기 위하여 샤프트(15)로부터 유동하는 전자들, 또는 역으로, 양으로 하전된 누적분(buildup)을 보상하기 위하여 샤프트(15)를 향하여 흐르는 전자들을 흐름을 포함할 수 있다.
도 3 - 11은 본 발명의 다양한 추가 실시예들을 나타내고 있다. 이들 실시예들의 1 이상의 실시예들의 1 이상의 실시형태는 원하거나 적절한 경우 1 이상의 다른 실시예들의 1 이상의 실시형태들로 대체되거나 그들과 조합될 수 있다.
도 4의 실시예에서, 로터 방전은 방전 시뮬레이터 구조체(23)의 적용에 의해 제어되거나 또는 재지향된다. 특히, 시뮬레이터(23)는 가스 베어링(20) 외측의 영역에서 샤프트(15)와 함께 전기적 방전 ED를 시뮬레이팅하도록 구성된다. 특히, 본 실시예에서, 방전 시뮬레이터(23)는 샤프트(15)와 함께하는 실질적으로 모든 또는 거의 모든 전기적 방전 ED가 가스 베어링(20)이 실질적으로 존재하지 않는 로터(10) 부근에 배치된 영역에서 발생하도록 구성된다.
예를 들어, 제 1 샤프트 부분(15A)은 가스 베어링(20) 내에서 유지되며 통합 제 2 샤프트 부분(15B)은 가스 베어링으로부터 먼 쪽으로 닿아서 메인 로터 부 분(10)에 부착되며, 로터(10)의 전기적으로 충전가능한 로터 재료와 전하를 교환할 수 있다. 이 때, 그 구조는 (방사선 소스 작업으로 인해) 특정 로터 충전의 보상 모두 또는 대부분이 제 2 샤프트 부분(15B)이나 다른 로터 부분을 통해 발생되지만, 제 1 샤프트 부(15A) 및 가스 베어링(20)을 통해서는 발생되지 않도록 되어 있다.
예를 들어, 도 4의 실시예에서, 방전 시뮬레이터는 제 2 샤프트 부분(15B)의 적어도 일 섹션이 둘러싸이거나 또는 그렇지 않을 경우 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물(GD)과 접촉하도록 샤프트(15)의 제 2 샤프트 부분(15B)을 향하여 전기적 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물(GD)을 공급하기 위한 가스 공급 구조체(23)를 포함한다. 이 때, 일 실시예에서 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물(GD)은 상대적으로 낮은 브레이크다운 전압, 예를 들어 작동 시 가스 베어링(20)에 사용되는 베어링 가스 또는 가스 혼합물(GB)의 브레이크 전압보다 낮은 전압을 갖는 타입으로 이루어질 수 있다. 상술된 브레이크다운 전압들은 가스 타입, 가스 압력 및 브레이크다운 길이에 종속적이며, 다양한 가스들/가스 혼합물들에 대한 [파센 법칙(Paschen's Law)을 따르는] 파센 곡선(Paschen curve)으로부터, 또는 실험이나 계산에 의하여 결정될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서, 사용시 샤프트(15)와 캐링 구조체(30) 사이의 영역에서의 전기적 방전 시뮬레이팅 가스/가스 혼합물(GD)의 압력 및 가스/가스 혼합물(GD)의 타입과 조합되는 상기 영역의 반경방 향의 폭은 실질적으로 모든 또는 대부분의 로터 샤프트 방전이 상기 방전 시뮬레이팅 가스/가스 혼합물(GD), 특히 베어링 가스/가스 혼합물(GB)의 압력과 관련하여 베어링 가스/가스 혼합물(GB)과 조합되는 가스 베어링의 반경방향 폭을 통과하도록 이루어질 수 있다.
이러한 방식으로, 전기적 브레이크다운 ED[또는 브레이크스루(breakthrough)]는 기술된 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물(GD)의 적용으로 인해 제 2 샤프트 부분(15B)에서 발생되기 훨씬 더 쉽기 때문에 제 1 샤프트 부분(15A)을 통한 전기적 방전이 방지될 수 있다. 따라서, 예를 들어 전기적 방전 ED는 베어링 부분(20)에 대한 손상이 방지될 수 있도록 샤프트(15)와, 예를 들어 캐링 구조체(30)의 부분 사이의 상기 방전 시뮬레이팅 가스/가스 혼합물(GD)에 의하여 안내된다.
비 제한적인 예시로서, 가스 베어링에 사용되는 가스가 질소인 경우에, 방전 시뮬레이션 가스는 아르곤일 수 있다. 당업자는, 예를 들어 샤프트/베어링 구조와 관련하여 가스들/가스 혼합물들에 대해 통상적으로 알려진 파센 곡선들을 이용 및 비교하면 다양한 가스들 또는 가스 혼합물들이 제 2 로터 샤프트 부분(15B)에서 전기적 방전 시뮬레이션을 제공하기에 적합하다는 것을 이해할 것이다.
추가 실시예에서, 가스 공급부(23)는 방전 시뮬레이팅 가스/가스 혼합물(GD)을 수용하기 위하여 제 2 샤프트 부(15B) 주위에 캐링 구조체(30)의 원통형 홈을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서는, 방전 시뮬레이팅 가스/가스 혼합물(GD)을 통해 전하를 더 시뮬레이팅하기 위하여 가스 공급부(23) 하류 부분 또는 그 부근에 전극(26)이 제공될 수도 있다. 이 때문에, 전극(26)은 전극에 적합한 전위를 인가하기 위한 전위 소스에 연결되어 전극(26)을 통해 로터 샤프트 전기적 방전을 재지향시킬 수 있다. 따라서, 방전 시뮬레이터 구조체는 제 2 샤프트 부분(15B)의 외측 표면 부근의 장소까지 연장되거나 상기 장소에 닿는 전극(26), 예를 들어 링 형상의 전극을 포함할 수 있으며, 상기 전극은 전위 소스 또는 적합한 전하 드레인(예를 들어, 지표)에 연결되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 잘 제어되는 글루우 방전이 샤프트(15)와 전극(26) 사이에서 달성되어, 샤프트(15)와 가스 베어링(20)에 대한 손상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제어되지 않는 방전이 일어나기 전에도 샤프트(15)로부터 지면으로 전하를 안내할 수 있는 연속적인 도전성 경로가 형성되어, 재료의 이동을 방지하고, 따라서 가스 베어링 표면에 증가된 수명을 제공할 수 있다. 전극(26)은 다양한 구조들 및 형상들을 가질 수 있다. 예를 들어, 전극(26)은 전극을 향한 전기적 방전 ED의 재지향을 향상시키기 위하여 첨예한 에지들 또는 첨예한 팁을 보강한 필드를 포함할 수 있다.
도 5는 도 4의 실시예와 유사하지만 전기적 방전 시뮬레이팅 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부를 포함하지 않는 또 다른 예를 나타내고 있다. 도 5의 실시예에서는, 제 2 샤프트 부분(15B)의 외측 표면 부근의 장소까지 연장되거나 상기 장소에 닿는 도전성 전극(26')이 제공되며, 상기 전극은 전위 소스(27)에 연결 된다. 전극(26')은, 예를 들어 캐링 구조체(30)의 로터 샤프트 어퍼처의 국부적으로 넓어진 부분에서 베어링(20)의 부분을 형성하지 않는 영역에 배치된다. 전극(26')은 가스 베어링(20)으로부터 먼 쪽으로 샤프트 방전을 재지향시키기 위하여 전위 소스(27)에 의해 원하는 높은 전압[예를 들어 샤프트(15)가 사용시 음으로 충전될 것으로 예측되는 경우 높은 양 전압]까지 충전될 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 경우에, 로터(10)는 로터가 가스 베어링(20)을 통해 방전될 수 없도록 로터 캐링 구조체(30)로부터 전기적으로 절연된다. 예를 들어, 이 목적을 위해, 로터 샤프트(15')는 전기적 절연 재료, 예를 들어 전기적 절연 세라믹 재료(들)로 만들어질 수 있다. 또한, 또는 대안적으로, 상기 목적을 위해 가스 베어링(20)을 둘러싸는 캐링 구조체의 1 이상의 부분들(30A)이 전기적 절연 재료, 예를 들어 전기적 절연 세라믹 재료(들)로 만들어질 수 있다. 도 6에서, 전기적 절연 재료들(15', 30A)은 해칭처리하여 표시되어 있다.
도 7 및 8은 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 경우에는, 로터 샤프트(15)의 일 부분만이 가스 베어링의 가스 공간을 통한 로터(10)와 로터 캐링 구조체(30)의 가스 베어링 표면 사이에서의 전기적 충전의 흐름을 방지하기 위하여 전기적 절연 재료를 포함한다. 예를 들어, 샤프트(15)는 실질적으로 가스 베어링(20) 외측에 배치되는 샤프트 섹션(15C)을 포함할 수 있으며, 상기 샤프트 섹션은 전기적 절연 재료로 만들어진다. 도 8은 샤프트(15)의 세부도이며, 제 1 샤프트 부분(115A) 및 제 2 샤프트 부분(115B)은 서로 이격되어 있으며, 전기적 절연 커플링 부분(115C)에 의하여 서로 일체로 부착되어 있다. 커플링 부분(115C)은 1 이상의 절연 재료들로 만들어지며 장치의 작동 시 두 샤프트 부분(115A, 115B) 사이에서 전류가 흐르지 않거나 거의 흐르지 않도록 한다. 예를 들어, 당업자라면 이해할 수 있듯이, 적합한 재료에는 산화물들, 산화알루미늄, 탄화규소, 세라믹 재료, 이러한 재료들의 조합 및 여타 재료들이 포함될 수 있다.
도 9는 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 경우에, 로터(10)[특히 샤프트(15)]의 전기적 방전은 한편으로는 샤프트(15)의 도전성 외측 표면 그리고 다른 한편으로는 로터 캐링 구조체, 전하 드레인 또는 이 둘 모두의 도전성 부분과 전기적으로 접촉하는 1 이상의 도전성 커플링들(29)에 의해 제어된다. 예를 들어, 전하 드레인은 지표를 포함하거나 또는 다른 적합한 충전 수용/수집 구조체일 수 있다.
도 9의 실시예에서, 상술된 전도성 커플링을 제공하기 위하여 다수의 슬라이딩 콘택트들(29)이 가스 베어링(20)의 가스 공간을 브릿지한다(bridge). 일 실시예에서, 슬라이딩 콘택트들(29)이 로터 캐링 구조체(30)에 부착되고 샤프트(15)의 외측 표면과 슬라이딩 접촉하여 샤프트(15)와 캐링 구조체(30) 간의 전하 교환을 위한 경로들을 제공한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 같은 목표를 위하여 슬라이딩 콘택트들은 샤프트(15)에 일체로 연결되고 로터 캐링 구조체(30)의 부분과 슬라이딩 접촉한다. 일 실시예에서, 슬라이딩 콘택트들은, 예를 들어 적합한 금속이나 합금으로 만들어진 도전성 헤어들 또는 와이어들을 포함할 수 있다.
도 10은 로터 캐링 구조체(30)를 적합한 방전-상쇄 전압까지 충전하기 위하 여 전위 소스(27')를 활용하여 샤프트의 전기적 방전이 실질적으로 방지되거나 완화되는 실시예를 나타내고 있다(도 10에서, 가스 베어링 유입구들 및 배출구들이 로터 캐링 구조체를 별개의 부분들로 나누는 것으로 나타나 있으나, 실제에 있어서도 꼭 그러한 것은 아니어서 전위 소스(27')가 로터 캐링 구조체(30)의 가스 베어링 표면들을 전체 또는 부분적으로 충전할 수 있다). 예를 들어, 샤프트(15)가 특정한 양 전압(예를 들어, 전위 V1 = + 500V)로 충전될 것으로 예측되는 경우에, 로터 캐링 구조체(30) 또한 양 전압(예를 들어, 전위 V2 = + 400V)로 충전되어 가스 베어링(20)의 가스 공간을 통한 샤프트(15)의 돌발적인 전기적 방전을 상쇄시킬 수 있다. 여기서, 전압(V2)과 로터 샤프트의 예측된 전압(V1) 간의 차이가 가스 베어링(20)에 대한 특정 브레이크다운 전압 아래에서 유지되도록, 로터 캐링 구조체(30)는 간단히 전압 V2까지 충전될 수 있다. 일 실시예에서, 전위 소스(27')의 작동은, 예를 들어 적합한 제어기를 통해 방사선 소스(SO)의 작동과 연관되어, 방사선 소스(SO)의 활성화 경우에 또는 상기 활성화에 종속적으로만 로터 캐링 구조체(30)를 충전시킬 수도 있다.
도 9에 구체적으로는 나타내지 않은 일 실시예에서, 베어링(20)은 (도 2 및 3에서와 같이) 샤프트(15)의 부분과 로터 캐링 구조체(30)의 부분 사이의 공간에 가스를 제공하도록 구성된 반경방향 유체 베어링이다. 이 때, 로터 샤프트와 로터 캐링 구조체 사이에 도전성 경로를 제공하여 그들 사이의 전위차들을 점진적으로 고르게 만들기 위하여 유체 베어링이 도전성 유체 또는 유체 혼합물을 제공하도록 구성되는 것이 또한 유리하다. 예를 들어, 유체 베어링(20)에 의해 제공되는 유체 는 적어도 부분적으로 이온으로 이루어지거나 그를 포함하거나, 또는 이온화된 베어링 가스일 수 있다. 이러한 방식으로, 샤프트(15)와 로터 캐링 구조체(30) 간에는 돌발적인 스파크 대신 글로우 방전이 발생될 수 있으며, 이와 같은 전체 유체 베어링(20)은 로터(10)를 제어된 방식으로 방전시키기 위한 방전 경로를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 유체 베어링(20)은 (실온에서) 양호한 도전성 액체, 예를 들어 액체 금속 또는 액체 합금, 가령 주석이나 주석, 인듐 및 갈륨 중 1 이상을 포함하는 합금(예를 들어 갈륨-인듐 합금 및 주석-갈륨-인듐 합금 중 하나의 합금)을 제공하도록 구성되는 액체 베어링일 수 있다. 이 경우에, 샤프트(15)의 제어된 방전은 샤프트(15)의 베어링 표면들 및 그를 둘러싼 구조체(30)의 손상을 야기하지 않고 베어링(20)의 액체를 통해 간단히 발할 수 있다.
역으로, 장치의 작동 시 베어링(20)을 통한 전기적 방전을 실질적으로 방지하거나 완화시키기 위하여 샤프트(15)와 캐링 구조체(30) 간에 매우 양호한 전기적 고립을 형성하기 위한 유체 베어링(20)이 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 구현하기에 상대적으로 쉽고 싸다. 따라서, 1 이상의 실시예에서, 고속 로터(10) 및 그것의 샤프트(15)와 기계적인 접촉이 없으며, 이 경우에 추가적인 마모가 일어나거나 추가적인 모터 파워가 요구되지 않는다. 샤프트(15) 상의 전하 누적은 매우 급속히(＜100ns) 일어날 수 있으며, 표피 효과(skin effect)로 인해, 전류가 샤프트(15)의 외측 표면에서 최대로 유동하도록 강제될 것으로 예측된다. 이러한 효과를 고려하여, 상술된 실시예들은 전자들이 유동하도록 강제되는 곳에만, 즉 외측 샤프트 표면으로부터 전자들을 취할 수 있다.
본 발명의 1 이상의 실시예들은, 예를 들어 샤프트(15)를 브러시 링(brush ring)과 전기적으로 접촉시키는 것을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, [로터(10) 및 로터 캐링 구조체(30)를 포함하는] 전체 기구는 그것의 환경에 대해 전기적으로 절연되어, 상이한 전압을 저감시키기 위해 샤프트(15)와 하우징(30) 간의 양호한 용량 결합에 의존적인 제어되지 않은 로터 샤프트 방전을 억제할 수 있다. 일 실시예에서, 채널 형성 요소들(11)은 (도 6 - 8에 나타낸 실시예들과 유사하게) 샤프트(15)로부터 전기적으로 절연될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 로터 캐링 구조체(30)에 대해 로터(10) 또는 샤프트(15)를 회전가능하게 유지(즉, 캐링, 안내 또는 지지)하도록 구성되는 도전성 베어링(20)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도전성 베어링(20)은 도전성 가스 또는 가스 혼합물을 활용하는 상술된 반경방향 가스 베어링(20)일 수 있다. 일 실시예에서, 베어링(20)은 도전성 볼 베어링, 구체적으로는 도전성 반경방향 볼 베어링일 수 있다. 후자의 경우에, 예를 들어 볼 베어링의 1 이상의 볼들은 도전성 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 볼 베어링 실시예는 상술되고 도면으로 나타낸 1 이상의 실시예들과 조합될 수도 있다.
도 11은 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 경우에, 로터(10)의 부분 부근에 있거나 이와 같은 로터(10)의 부분과 전기적으로 접촉하는 로터 방전 시뮬레이터(40)가 제공된다. 예를 들어, 로터 방전 시뮬레이터(40)는 [예를 들어, 채널 형성 요소들(11)을 서로 상호연결하는 원형 외측 로터 부분일 수 있는] 외측 로터 부분(18)을 통해 로터를 방전시키도록 구성되는 전극 또는 슬라이딩 콘택트(40)를 포함할 수 있다. 로터 방전 시뮬레이터(40)는 외측 로터 부분(18)과 직접적으로 전기 접촉하거나, 로터로부터 적합한 짧은 거리에 배치되어 작동 시 로터(10)로부터 전하를 수용한다. 또한, 로터 방전 시뮬레이터(40)는 지면, 전하 드레인 또는 전위 소스에 전기적으로 커플링되어, 전하를 로터(10)로부터 먼 쪽으로 전도한다. 방전 시뮬레이터와 같은 전극(40)의 경우에, 전극(40)은 전극을 향한 전기적 방전 ED의 재지향을 개선하기 위하여 첨예한 에지들 또는 첨예한 팁을 보강한 필드를 포함할 수 있다.
상술된 실시예들 중 1 이상은 다양한 장점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 회전가능한 오염물 트랩의 실시예들 중 1 이상은 과도한 유지보수를 요하지 않고 방사선 소스로부터 방출되는 데브리의 효과적인 캡처링을 제공하거나 및/또는 장기간의 작동 주기를 달성할 수 있다.
회전가능한 오염물 트랩을 갖는 본 장치의 구조는 리소그래피 장치에 관한 것이지만, 본 발명의 1 이상의 실시예들이 리소그래피 외의 분야에도 적용될 수 있기 때문에 상기 리소그래피 장치로 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음 을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 대략 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 방사선 빔을 생성하도록 구성된 방사선 소스로부터 방출되는 오염물들을 트랩핑(trap)하기 위해 상기 방사선 빔의 경로에 배치되는 오염물 트랩 장치에 있어서,
    상기 오염물 트랩 장치는:
    상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되는 채널들을 형성하는 복수의 채널 형성 요소들을 구비하고, 전기적으로 충전가능한 재료를 포함하며 상기 방사선 소스의 작동 결과로서 전기적으로 충전되도록 배치되는 로터; 및
    로터 캐링 구조체(rotor carrying structure)에 대해 상기 로터를 회전가능하게 유지시키도록 구성된 베어링을 포함하며,
    상기 장치는 (i) 상기 로터의 전기적 방전을 제어 또는 재지향(redirect)시키거나, 또는 (ii) 상기 로터의 전기적 방전을 억제하거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두를 수행하도록 구성되는 오염물 트랩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터의 전기적 방전은 로터의 도전적 부분 및 상기 로터 캐링 구조체, 전하 드레인(charge drain) 또는 그 둘 모두의 도전적 부분과 전기적으로 접촉하는 도전성 커플링에 의하여 제어되는 오염물 트랩 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기적 커플링은 슬라이딩 접촉을 포함하는 오염물 트랩 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링은 로터 샤프트와 상기 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하며,
    상기 로터 샤프트는 상기 가스 베어링 구조체에서 상기 로터와 상기 로터 캐링 구조체의 베어링 표면 사이에서의 전기적 충전의 흐름을 방지하기 위한 전기적 절연 재료를 포함하는 오염물 트랩 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링은 로터 샤프트의 제 1 부분과 상기 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하고,
    상기 가스 베어링 구조체는 상기 로터 샤프트의 제 1 부분과 상기 로터 캐링 구조체 사이에 가스 또는 가스 혼합물을 공급하도록 구성되며,
    상기 가스 베어링 구조체 외측 영역의 로터 샤프트와 함께 전기적 방전을 시뮬레이팅 하기 위하여 상기 로터 샤프트의 상이한 제 2 부분 또는 그 부근에, (i) 방전 시뮬레이팅 구조체가 제공되거나, (ii) 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물이 제공되도록 구성되거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두가 제공되며,
    상기 제 2 샤프트 부분은 상기 로터에 부착되고 상기 전기적으로 충전가능한 로터 재료와 전하를 교환할 수 있는 오염물 트랩 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 샤프트 부분은 실질적으로 상기 가스 베어링 구조체에 의하여 둘러싸이지 않으며 상기 로터와 상기 제 1 샤프트 부분 사이에서 연장되는 오염물 트랩 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물은 상기 베어링 가스 또는 가스 혼합물 보다 낮은 브레이크다운 전압을 갖는 오염물 트랩 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방전 시뮬레이팅 구조체는 상기 제 2 샤프트 부분의 외측 표면 부근의 장소로 연장되거나 또는 상기 장소에 닿는 도전성 전극을 포함하며,
    상기 전극은 전하 드레인 또는 전위 소스에 연결되는 오염물 트랩 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링은 로터 샤프트의 부분과 상기 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 유체 베어링 구조체를 포함하며,
    상기 유체 베어링 구조체는 상기 로터 샤프트와 상기 로터 캐링 구조체 사이 에 도전 경로를 제공하기 위하여 도전성 유체 또는 유체 혼합물을 공급하도록 구성되는 오염물 트랩 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링은 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하고, 상기 채널 형성 요소들은 상기 채널들을 형성하는 플레이트들을 포함하고, 상기 플레이트들은 상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되며,
    로터 샤프트의 부분은 상기 가스 베어링 구조체 내에 닿는 오염물 트랩 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 소스를 포함하는 방사선 시스템을 더 포함하는 오염물 트랩 장치.
  12. 리소그래피 장치에 있어서,
    방사선 빔을 생성하도록 구성되는 방사선 소스로부터 나오는 오염물들을 트랩핑하기 위하여 상기 방사선 빔의 경로 내에 배치되는 오염물 트랩 장치를 포함하고,
    상기 오염물 트랩 장치는:
    상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되는 채널들 을 형성하는 복수의 채널 형성 요소들을 구비하고, 전기적으로 충전가능한 재료를 포함하며 상기 방사선 소스의 작동 결과로서 전기적으로 충전되도록 배치되는 로터; 및
    로터 캐링 구조체에 대해 상기 로터를 회전가능하게 유지시키도록 구성된 베어링을 포함하며,
    상기 오염물 트랩 장치는 (i) 상기 로터의 전기적 방전을 제어 또는 재지향시키거나, (ii) 상기 로터의 전기적 방전을 억제하거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두를 수행하도록 구성되고;
    기판을 유지시키도록 구성되는 기판테이블; 및
    패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 로터의 전기적 방전은 상기 로터의 도전적 부분 및 상기 로터 캐링 구조체, 전하 드레인 또는 그 둘 모두의 도전적 부분과 전기적으로 접촉하는 도전성 커플링에 의하여 제어되는 리소그래피 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 베어링은 로터 샤프트와 상기 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하며,
    상기 로터 샤프트는 상기 가스 베어링 구조체에서 상기 로터와 상기 로터 캐링 구조체의 베어링 표면 사이에서의 전기적 충전의 흐름을 방지하기 위한 전기적 절연 재료를 포함하는 리소그래피 장치.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링은 로터 샤프트의 제 1 부분과 상기 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하고,
    상기 가스 베어링 구조체는 상기 로터 샤프트의 제 1 부분과 상기 로터 캐링 구조체 사이에 가스 또는 가스 혼합물을 공급하도록 구성되며,
    상기 가스 베어링 구조체 외측 영역의 로터 샤프트와 함께 전기적 방전을 시뮬레이팅 하기 위하여 상기 로터 샤프트의 상이한 제 2 부분 또는 그 부근에, (i) 방전 시뮬레이팅 구조체가 제공되거나, (ii) 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물이 제공되도록 구성되거나, 또는 (ⅲ) (i) 및 (ii) 둘 모두가 제공되며,
    상기 제 2 샤프트 부분은 상기 로터에 부착되고 상기 전기적으로 충전가능한 로터 재료와 전하를 교환할 수 있는 리소그래피 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 샤프트 부분은 실질적으로 상기 가스 베어링 구조체에 의하여 둘러싸이지 않으며 상기 로터와 상기 제 1 샤프트 부분 사이에서 연장되는 리소그래피 장치.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 방전 시뮬레이팅 가스 또는 가스 혼합물은 상기 베어링 가스 또는 가스 혼합물 보다 낮은 브레이크다운 전압을 갖는 리소그래피 장치.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방전 시뮬레이팅 구조체는 상기 제 2 샤프트 부분의 외측 표면 부근의 장소로 연장되거나 또는 상기 장소에 닿는 도전성 전극을 포함하며,
    상기 전극은 전하 드레인 또는 전위 소스에 연결되는 리소그래피 장치.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링은 로터 샤프트의 부분과 상기 로터 캐링 구조체의 부분 사이에 제공되는 반경방향 유체 베어링 구조체를 포함하며,
    상기 유체 베어링 구조체는 상기 로터 샤프트와 상기 로터 캐링 구조체 사이에 도전 경로를 제공하기 위하여 도전성 유체 또는 유체 혼합물을 공급하도록 구성되는 리소그래피 장치.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링은 반경방향 가스 베어링 구조체를 포함하고, 상기 채널 형성 요소들은 상기 채널들을 형성하는 플레이트들을 포함하고, 상기 플레이트들은 상기 방사선 빔의 전파 방향과 실질적으로 평행하게 배치되며,
    로터 샤프트의 부분은 상기 가스 베어링 구조체 내에 닿는 리소그래피 장치.
KR1020097005960A 2006-09-22 2007-09-17 회전 오염물 트랩을 포함하는 장치 KR101044751B1 (ko)

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