KR20100097052A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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KR20100097052A
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미카엘 요한네스 베르부르델동크
로날드 카스퍼 쿤스트
유세프 카렐 마리아 데 보스
요한네스 후베르투스 안토니우스 반 데 리드트
로베르투스 야코부스 테오도루스 반 켐펜
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치는, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체; 중심 영역 상에서 기판을 유지하도록 구성되는 기판테이블; 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 제 1 방향으로 투영하도록 구성되는 투영시스템을 포함한다. 또한, 상기 장치는 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 위치설정 디바이스를 더 포함하며, 상기 위치설정 디바이스는, 사용시 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치되는 복수의 액추에이터를 포함하며, 상기 힘들은 실질적으로 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 수직한 평면으로 지향되고, 상기 복수의 액추에이터는 상기 기판테이블의 중심 볼륨 외측에 배치되며, 상기 중심 볼륨은 상기 제 1 방향을 따라 상기 중심 영역을 투영함으로써 얻어진다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치 및 위치설정 조립체에 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. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 전형적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 종래의 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-평행한 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
패터닝 디바이스의 타겟부가 패턴의 스캐닝 동안 기판 상의 적절한 위치 상에 투영될 수 있도록 하기 위해, 패터닝 디바이스에 대한 기판의 정확한 위치설정이 바람직하다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 및 기판의 정확한 위치설정은 복수의 전자기 액추에이터 및 모터의 응용에 의해 달성될 수 있다. 동시에, 리소그래피가 높은 스루풋을 실현하는 것, 즉 주어진 시간에 걸쳐 처리되는 웨이퍼들의 수가 가능한 한 많은 것이 바람직하다. 높은 스루풋을 달성하기 위하여, 빠른 스캐닝 속도가 바람직하다. 빠른 스캐닝 속도를 달성하는 것은 큰 가속력 및 감속력의 응용을 필요로 한다. 리소그래피 장치의 알려진 위치설정 디바이스들은 기판테이블의 정확한 위치설정을 제공하기 위한 액추에이터 조립체를 포함한다. 이러한 액추에이터 조립체는 일반적으로 기판테이블 아래에 배치된다. 액추에이터 조립체의 이러한 배치가 위치설정 디바이스의 작동 동안 기판테이블의 원하지 않는 변형들 또는 변위들을 초래하여 기판테이블의 정확한 위치설정에 영향을 미치는 것으로 관측되어 왔다. 이러한 원하지 않는 변형들 또는 변위들을 피하기 위하여, 복잡한 제어 전략들 또는 추가적인 액추에이터들이 요구될 수 있다.
리소그래피 장치에 의하여 처리되는 기판의 보다 정확한 위치설정을 가능하게 하는 리소그래피 장치용 위치설정 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명시스템; 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체; 기판을 중심 영역 상에서 유지하도록 구성되는 기판테이블; 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 제 1 방향으로 투영하도록 구성되는 투영시스템, 및 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 위치설정 디바이스를 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 위치설정 디바이스는, 사용시 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치되는 복수의 액추에이터를 포함하며, 상기 힘들은 실질적으로 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 수직한 평면에서 지향되고, 상기 복수의 액추에이터는 상기 기판테이블의 중심 볼륨 외측에 배치되며, 상기 중심 볼륨은 상기 제 1 방향을 따라 상기 중심 영역을 투영함으로써 얻어진다.
본 발명에 따른 리소그래피 장치는 액추에이터 조립체라고도 지칭되는 복수의 액추에이터를 포함하며, 상기 복수의 액추에이터는 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치된다. 상기 액추에이터 조립체에 의하여 발생되는 액추에이터 힘들은 제 1 방향에 실질적으로 수직한 평면으로 기술될 수 있는 방위를 가지며, 상기 제 1 방향은 상기 기판 상으로의 패터닝된 방사선 빔의 투영 방향에 대응된다. 액추에이터 조립체의 복수의 액추에이터는 또한 상기 기판테이블의 중심 볼륨 외측에 배치되며, 상기 중심 볼륨은 기판을 유지하도록 구성되는 기판테이블의 중심 영역을 제 1 방향을 따라 투영함으로써 얻어진다. 본 발명인들은, 이러한 구성이 기판테이블의 위치 정확성을 개선시킬 수 있게 고안해왔다.
액추에이터 조립체를 포함하는 기판테이블을 위치설정하는 위치설정 디바이스들이 알려져 있으며, 이에 의해 액추에이터 조립체는 기판 및 기판테이블 아래에 제공된다. 하지만, 이러한 구성은 얻어지는 위치 정확성에 대한 결점을 제공할 수 있다. 기판테이블 아래에 액추에이터 조립체를 배치함으로써, 투영 방향에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 기판테이블에 액추에이터 힘들을 가하는 것은 선형 변위뿐만 아니라 기판테이블의 무게중심 아래에 액추에이터들을 위치설정함으로 인한 회전까지 초래한다. 일반적으로, 이러한 회전은 리소그래피 장치 기판테이블의 변위의 경우에 바람직하지 않다. 그러므로, 이러한 회전을 피하기 위하여, 회전을 상쇄하는 보상 토크를 발생시키는 추가적인 액추에이터들을 필요로 한다. 당업자라면 기판테이블의 회전을 상쇄시키기 위해 추가적인 액추에이터들을 적용하는 것은 기판테이블의 특정한 진동 모드들을 일으킬 수 있다는 것을 이해할 것이다. 필요한 보상 토크를 저감시키기 위하여, US 2006/0119829에는 기판테이블의 무게중심 더 가까이에 액추에이터 조립체를 장착시키기 위하여 적어도 부분적으로 기판 아래의 기판테이블 캐비티 내에 액추에이터 조립체를 배치시키는 방법이 제안되어 왔다. 부분적으로 기판테이블 내측에 액추에이터를 제공함으로써, 액추에이터 힘들의 방향으로 기술되는 평면이 기판테이블의 무게중심을 포함하는 평면 더 가까이로 옮겨진다. 이와 같이, (상술된 바와 같이) 필요한 보상 토크들이 저감될 수 있다. 하지만, 부분적으로 기판테이블 내측에 액추에이터 조립체를 장착시키는 것은 기판테이블의 구조적 강성에 영향을 미친다. 부분적으로 거울 블록 내측에 액추에이터 조립체를 제공함으로써, 기판테이블의 구조적 강성이 나빠질(comproise) 수 있다. 부분적으로 기판테이블 내측에 액추에이터 조립체를 제공함으로 인해, 강성의 보강할 가능성들이 제한된다. 이와 같이, 기판테이블들의 원하지 않는 변형들 또는 변위들이 일어날 수 있다. 그러므로, 상술된 바와 같이 중심 볼륨 외측에 액추에이터 조립체를 배치함으로써, 기판테이블의 구조적 강성이 더 이상 나빠지지 않으며, 따라서 개선된 위치 정확성을 얻을 수 있다. (기판테이블 외측이나 부분적으로 그 내측의) 기판 아래보다는 기판테이블의 중심 볼륨 외측에 액추에이터 조립체를 배치함으로써, 바람직한 기계적 특성들(강성, 고유진동수 등)을 갖는 기판의 설계가 원활해 진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 리소그래피 장치에서, 기판테이블의 중심 볼륨에는 1 이상의 보강 리브들(enforcement ribs)이 제공되어, 테이블의 고유진동수들의 증가를 초래할 수 있는 기판테이블의 강성을 개선시킨다. 당업자라면 알 수 있듯이, 강성 또는 고유진동수들을 증가시키면 테이블의 보다 정확한 위치설정을 촉진할 수 있다. 증가된 고유진동수들로 인해, 기판테이블을 위치설정하는 액추에이터들을 제어하는 제어기는, 예를 들어 테이블의 고유진동수들이 증가되는 경우에 보다 큰 대역폭에서 작동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치에서, 기판테이블의 무게중심을 포함하는 평면에서 힘들을 가하는 액추에이터들을 배치함으로써 추가적인 개선이 달성된다. 그렇게 함으로써, 상기 평면과 실질적으로 평행한 방향으로의 기판테이블의 변위들(즉, 투영 방향에 대해 수직한 방향으로의 변위들)이 기판테이블의 최소 변형들을 갖도록 실현될 수 있다. 액추에이터 힘들이 기판테이블의 회전을 야기하지 않거나 거의 야기하지 않는 방식으로 액추에이터들을 배치함으로써, 위치 정확도에 잠재적으로 영향을 미치는 보상 토크가 생성될 필요가 없기 때문에 기판테이블의 보다 정확한 위치설정이 실현될 수 있다. 그러므로, 액추에이터 힘들의 교란들이 기판테이블의 원하지 않는 회전을 보다 작게 유발한다.
일 실시예에서, 액추에이터 조립체는 기판테이블의 네 측을 따라 배치되는 4 개의 액추에이터를 포함한다. 일반적으로, 기판테이블은 실질적으로 직사각형의 형상을 갖는다. 이러한 기판테이블은 웨이퍼 또는 기판을 수용하도록 배치되는 중심 영역을 포함하는 실질적으로 직사각형의 상부면을 갖는다. 중심 영역에는, 예를 들어 버얼(burl) 테이블이 제공될 수 있다. 기판테이블의 상부면 상에는 중심 영역의 둘레부를 따라, 예를 들어 테이블에 장착되는 기판의 위치 측정을 원활히 하기 위한 센서들이 위치될 수 있다.
일반적으로, 리소그래피 장치에서의 기판테이블의 위치설정은 코일(1 이상의 Cu 또는 Al 권선을 포함함) 및 예를 들어, 영구자석 및 선택적으로는 자석요크(magnetic yoke)(예를 들어, Fe 또는 CoFe를 포함함)을 포함하는 자석부재를 포함하는 전자기 액추에이터들을 적용함으로써 실현된다. 하지만, 액추에이터들의 다른 타입들 또한 적용될 수 있다는데 주목할 가치가 있다. 이러한 액추에이터들은 릴럭턴스 액추에이터들(reluctance actuators) 및 피에조-액추에이터들(piezo-actuators)을 포함한다(그러나, 이들로 제한되는 것은 아니다).
비교적 긴 거리(＞0.5 m)에 걸친 기판테이블의 정확한 위치설정을 제공하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 위치설정 디바이스는 액추에이터 조립체 및 기판테이블의 긴 행정의 위치설정을 제공하도록 구성되는 전자기 모터를 더 포함한다. 이러한 전자기 모터의 예시들은 평면 모터 및 H-드라이브로도 알려진 선형 모터들의 캐스케이드 구성들(cascaded arrangements of linear motors)을 포함한다(그러나, 이들로 제한되는 것은 아니다). 이러한 구성에서, 액추에이터 조립체는 전자기 모터에 장착될 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터 조립체의 액추에이터는, 사용시 코일 부재와 연동하여 기판테이블의 위치설정을 위한 힘을 가하는 코일 부재 및 자석 부재를 포함한다. 액추에이터의 자석 부재는 기판테이블에 장착되는 한편, 코일 부재는, 예를 들어 장행정 위치설정을 가능하게 하는 위치설정 디바이스의 전자기 모터에 장착되는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, (예를 들어, 코일 부재에 급전하기 위한) 액추에이터의 권선이 기판테이블에 연결되어야 할 필요가 없어, 기판테이블에 대한 교란들을 실질적으로 회피할 수 있다.
일 실시예에서, 기판테이블에 장착되는 자석 부재는 복수의 실질적으로 독립적인 자석 서브-부재들을 포함하며, 상기 자석 서브-부재들은 사용시 코일 부재의 코일과 연동한다. 본 발명인들은 전자기 액추에이터의 자석 부재를 다수의 서브-부재들로 나누고 상기 서브 부재들을 테이블에 독립적으로 장착함으로써, 자석 부재에 의해 기판테이블 내에 유발되는 열 응력들이 완화될 수 있다는 것을 관측하였다.
상술된 위치설정 시스템 또는 조립체(기판테이블 및 위치설정 디바이스를 포함함)는 대상물의 정확한 위치설정을 원하는 다른 필드들에도 적용될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 대상물을 위치설정하는 위치설정 조립체가 제공되고, 상기 위치설정 조립체는, 상기 대상물을 중심 영역 상에서 유지하도록 구성된 대상물 테이블; 및 사용시, 상기 대상물 테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치되는 복수의 액추에이터를 포함하며, 상기 힘들은 상기 중심 영역을 포함하는 평면과 실질적으로 평행한 평면으로 지향되고, 상기 복수의 액추에이터들은 상기 대상물 테이블의 중심 볼륨 외측에 배치되며, 상기 중심 볼륨은 상기 평면에 대해 실질적으로 수직한 방향을 따라 상기 중심 영역을 투영함으로써 얻어진다.
이하, 대응되는 참조부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;
도 2는 당업계에서 알려진 위치설정 조립체의 개략적인 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체의 개략도;
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 2 개의 위치설정 조립체의 개략도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체의 개략도이자 XY 도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체 또는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치에 적용될 수 있는 액추에이터의 개략도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 여하한의 다른 적절한 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 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입들의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 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 여하한 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, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체"(및/또는 2 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블 또는 지지체가 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 또는 지지체에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성된 조정기(AD)를 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(IN) 및 콘덴서(CO)와 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(B)은 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여, 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 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 위치설정 디바이스(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정 디바이스(PW)의 일부분을 형성한다. 기판테이블(WT)과 조합되는 제 2 위치설정 디바이스(PW)는, 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체에 대응되며, 이에 의해 대상물 테이블은 기판테이블(WT)에 대응되고 위치설정될 대상물은 기판에 대응된다. 위치설정 조립체의 복수의 액추에이터들은 단-행정 모듈을 역할을 수행하고 기판테이블(WT)의 정확한 위치설정을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치에서, 기판테이블은 기판 또는 웨이퍼를 중심 영역 상에서 유지하도록 구성된다. 위치설정 조립체의 복수의 액추에이터는, 사용시 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치되며, 상기 힘들은 중심 영역을 포함하는 평면과 실질적으로 평행한 평면으로 지향되며, 상기 복수의 액추에이터는 상기 기판테이블의 중심 볼륨 외측에 배치되고, 상기 중심 볼륨은 상기 평면에 대해 실질적으로 수직한 방향을 따라 중심 영역을 투영함으로써 얻어지고, 상기 방향은 패터닝된 방사선 빔이 기판의 타겟부 상으로 투영되는 방향에 실질적으로 대응된다. 예를 들어, 기판 아래 보다는 기판테이블의 중심 볼륨 외측(기판테이블의 외측 또는 부분적으로 내측)에 복수의 액추에이터를 배치함으로써, 바람직한 기계적 특성들(강성, 고유진동수들 등)을 갖는 기판테이블의 설계가 원활해진다.
일 예시로서, 기판테이블의 중심 볼륨에는 1 이상의 보강 리브들이 제공되어, 테이블의 고유진동수들의 증가를 초래할 수 있는 기판테이블의 강성을 개선시킨다. 당업자라면 알 수 있듯이, 강성 또는 고유진동수들을 증가시키면 테이블의 보다 정확한 위치설정을 촉진할 수 있다. 증가된 고유진동수들로 인해, 기판테이블을 위치설정하는 액추에이터들을 제어하는 제어기는, 예를 들어 테이블의 고유진동수들이 증가되는 경우에 보다 큰 대역폭에서 작동할 수 있다.
(스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(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, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체", 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 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, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체", 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"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, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 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 2는 리소그래피 장치에 적용될 수 있는 알려진 위치설정 조립체(100)의 부분을 개략적으로 나타내고 있다. 도 2는 위치설정 조립체의 개략적인 XZ 단면도이며, 상기 위치설정 조립체는 기판테이블(110)(일반적으로, 대상물 테이블) 및 복수의 액추에이터(도시 안됨)를 구비한 액추에이터 조립체(120)를 포함하는 위치설정 디바이스를 포함한다. 기판테이블 또는 대상물 테이블(110)은 테이블의 중심 영역(140) 상의 기판(130)(일반적으로, 대상물)을 수용하도록 배치된다. 도시된 바와 같이, 액추에이터 조립체(120)는 실질적으로 기판테이블(110)의 중심 영역(140) 아래에 배치되며; 부분적으로는 기판테이블(110)의 캐비티(150) 내측에 배치된다. 액추에이터 조립체(120)는, 예를 들어 판 스프링(leaf spring: 160)을 이용하여 기판테이블에 장착된다. 이러한 판 스프링들은 액추에이터들에 의하여 기판테이블에서 유발되는 열 응력들을 회피할 수 있게 돕는다. 하지만, 이러한 판 스프링(160)의 적용은 특정 빈도(a certain frequency)를 상회할 때 액추에이터 조립체(120)와 기판테이블(110)의 디커플링을 초래할 수 있다. 이와 같이, 이러한 판 스프링들의 적용은 기판테이블의 위치설정을 제어하는 힘들의 달성가능한 대역폭에 영향을 미칠 수 있다.
도 2에서 알 수 있듯이, 액추에이터 조립체(120)는 위치설정 조립체(100)의 중심 볼륨에 적어도 부분적으로 배치되며, 상기 중심 볼륨은 Z-방향을 따라 기판테이블의 중심 영역(140)을 투영함으로써 얻어지며[상기 Z-방향은, 예를 들어 기판(130) 타겟부 상으로의 패터닝된 방사선 빔의 투영 방향에 대응됨], 도 2에 점선(170)으로 나타나 있다.
본 발명이 일 실시예에 따르면, 예를 들어 리소그래피 장치에 기판을 위치설정하기 위한 위치설정 조립체는 도 2에 나타낸 바와 같이 중심 볼륨 외측에 배치되는 복수의 액추에이터(액추에이터 조립체라고도 지칭됨)를 갖는 위치설정 디바이스를 포함한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체에서의 이러한 복수의 액추에이터의 가능한 배치를 개략적으로 나타내고 있다.
도 3은 리소그래피 장치에 적용될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체의 개략적인 XZ 단면도이며, 복수의 액추에이터들이 기판테이블에 힘들을 가하기 위해 배치되고, 상기 힘들은 XY-평면으로 지향된다(Y-방향은 XZ-평면에 대해 실질적으로 수직하다). 위치설정 조립체(200)는 기판테이블(210)의 중심 영역(230) 상에 기판(220)을 수용하도록 배치되는 기판테이블(210)을 포함한다. 예를 들어, 중심 영역(230)은 기판이 기판테이블에 장착되는 경우 기판으로 덮이는 영역에 대응될 수 있다. 기판을 위치설정하기 위하여, 위치설정 조립체는, Z-방향[상기 Z-방향은, 예를 들어 기판(220) 타겟부 상으로의 패터닝된 방사선 빔의 투영 방향에 대응됨]을 따르는 중심 영역(230)의 투영에 의해 형성되는 위치설정 조립체(200)의 중심 영역 외측에 배치되는 복수의 액추에이터(240)를 구비한 위치설정 디바이스를 더 포함하며, 상기 중심 볼륨은 점선(270)으로 나타나 있다. 도시된 바와 같은 액추에이터들은 XY-평면 방향으로 힘들을 가함으로써 XY-평면에 기판을 위치시키도록 배치된다. 기판 아래보다는 중심 볼륨 외측에(예를 들어, 부분적으로는 기판테이블 내측에) 복수의 액추에이터를 배치함으로써, 바람직한 기계적 특성들(강성, 고유진동수 등)을 갖는 위치설정 조립체의 설계를 원활히 할 수 있다. 당업자라면 알 수 있듯이, (예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이) 부분적으로 기판테이블 내측에 액추에이터 조립체를 배치하면 기판테이블의 강성을 떨어뜨릴 수 있다. 중심 볼륨 외측에 액추에이터들을 배치함으로써, 설계자는 원하는 강성을 갖는 기판테이블(일반적으로, 대상물 테이블)을 개발하는데 있어 보다 큰 자유도를 갖는다.
일 예시로서, 기판테이블의 중심 볼륨에는 1 이상의 보강 리브가 제공되어, 기판테이블의 강성을 향상서키며 이는 테이블의 고유진동수들의 증가를 유도할 수 있다. 보강 리브들의 적용에 대하여, 다음은 주목할 가치가 있다: 기판테이블에 충분한 강성을 제공하기 위하여, 기판테이블 바닥에 리드(lid)를 적용하여, 액추에이터 조립체의 장착에 상기 리드가 적용될 수 있도록 하는 방법이 제안되어 왔다. 상기 리드는, 예를 들어 접착(gluing) 또는 볼드들에 의하여 기판테이블에 적용될 수 있다. 본 발명인들은 이러한 구성은 크리프(creep)를 일으키기 쉬우며, 이는 기판테이블의 정확한 위치설정에 제약을 가할 수 있다는 것을 관측하였다. 이와 같이, 본 발명인들은 보강 리브들의 적용이 기판테이블 바닥면을 폐쇄하는 리드의 적용에 비해 바람직하다고 판단하였다. 본 발명의 일 실시예에서 제안된 바와 같이 복수의 액추에이터의 배치는 이러한 리브들의 적용을 원활히 한다. 일 예시로서, 삼각형 리브 구조체가 위치설정 조립체의 중심 볼륨(270) 내에 적용되어, 강성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이 중심 볼륨 외측에 복수의 액추에이터를 배치하는 것은 기판테이블에 장착되는 액추에이터 부분들 및 기판테이블의 회전관성의 증가를 유도할 수 있다는데 유의해야 한다. 회전관성의 증가는 위치설정 조립체의 위치 정확성의 향상에 유익할 수 있다. 증가된 회전관성으로 인하여, 큰 진동수의 교란력들과 같은 교란들은 기판테이블의 원하지 않는 회전 변위들의 저감을 유도할 수 있다. 중심 볼륨 외측에 복수의 액추에이터를 위치설정함으로써, 동일 액추에이터들이 사용되는 경우 실질적인 영향 없이 병진 관성(transitional inertia)이 유지될 수 있다는데 주목할 가치가 있다. 당업자라면 알 수 있듯이, 강성 또는 고유진동수들을 증가시키는 것은 테이블의 보다 정확한 위치설정을 촉진할 수 있다. 증가된 고유진동수들로 인하여, 기판테이블을 위치설정하는 액추에이터들을 제어하는 제어기는, 예를 들어 테이블의 고유진동수들이 증가되는 경우에 보다 큰 대역폭에서 작동할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체의 복수의 액추에이터의 2 가지 대안적인 구성의 개략도이며, 상기 액추에이터들은 XY-평면에서 힘들을 가하도록 배치된다. 도 4의 상부에 도시된 바와 같은 구성에서는, 위치설정 조립체(410)의 복수의 액추에이터(400)가 조립체(410)의 기판테이블(430)의 외측 표면들(420)을 따라 배치된다. 액추에이터들(400)은 점선(460)으로 나타낸, 위치설정 조립체(410)의 중심 볼륨 외측에 배치된다. 도 4의 하부에 도시된 바와 같은 구성에서는, 기판테이블이, 예를 들어 박스 형상 볼륨(450)에 커버 플레이트(440)를 장착함으로써 조립될 수 있다. 박스 형상 볼륨(450)의 외측 표면들(420)은, 예를 들어 [점선(460)으로 나타낸] 위치설정 조립체의 중심 볼륨 외측에 배치되고 액추에이터들(400)을 수용하도록 배치될 수 있다. 따라서, 액추에이터들이 볼륨(450) 외측에 배치될 때, 상기 볼륨에는 1 이상의 보강 리브가 제공되어 기판테이블에 원하는 구조적 강성을 제공하고, 그에 대응되는 기판테이블의 고유진동수들에 대한 원하는 값들을 제공할 수 있다. 일 예시로서, 삼각형 리브 구조체는 위치설정 조립체의 중심 볼륨(460) 내에 적용되어 강성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체에 적용되는 기판테이블은 제로더(Zerodur)와 같은 낮은 열 팽창 재료로 만들어지거나 그를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 구성들에서는, 액추에이터 힘들이 기판테이블(430)의 무게중심(480)을 포함하는 XY-평면에서 가해지는 방식으로 배치된다. 그렇게 함으로써, 평면과 평행한 방향으로의 기판테이블의 변위들(즉, 투영 방향에 대해 수직한 방향으로의 변위들)은 기판테이블(430)의 최소의 변형들을 가지고 실현될 수 있다. 이는 다음과 같이 설명될 수 있다: 예를 들어, 도 2에 도시된 알려진 위치설정 조립체에서 나타낸 바와 같이 기판테이블 아래에 액추에이터 조립체를 배치함으로써, XY-평면[즉, Z-방향에 대해 실질적으로 수직한 방향(예를 들어, 위치설정 조립체가 리소그래피 장치에 사용되는 경우에 투영 방향)]으로 기판테이블에 액추에이터 힘들을 가하는 것은 선형 변위뿐만 아니라 기판테이블 무게중심 아래에 액추에이터들을 위치설정하기 때문에 회전을 유도할 수 있다. 일반적으로, 이러한 회전은 리소그래피 장치의 기판테이블의 변위의 경우에 바람직하지 않다. 그러므로, 이러한 회전을 회피하기 위해서는, 회전을 상쇄하는 보상 토크를 발생시키는 추가 액추에터들을 필요로 할 수 있다. 당업자는, 기판테이블의 회전을 상쇄시키기 위한 추가 액추에이터들의 적용은 기판테이블의 특정 진동 모드들을 일으킬 수 있다는 것을 이해할 것이다. 액추에이터 힘들이 기판테이블의 회전을 야기하지 않거나 거의 야기하지 않는 방식으로 액추에이터들을 배치함으로써, 위치설정 정확도에 잠재적으로 영향을 미치는 보상 토크들이 발생될 필요가 없기 때문에 기판테이블의 보다 정확한 위치설정이 실현될 수 있다.
도 5는, 리소그래피 장치에 적용될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체(500)의 개략도이자 XY-도이다. 도시된 바와 같이, 위치설정 조립체(500)는 기판테이블의 중심 영역(515) 상의 기판을 수용하도록 배치되는 기판테이블(510)을 포함한다. 조립체(500)는 기판테이블의 네 측을 따라 배치되는 4 개의 액추에이터(520.1, 520.2, 520.3, 520.4)를 포함하는 위치설정 디바이스를 더 포함한다. 액추에이터들은 중심 영역(515)을 포함하는 XY-평면에 대해 수직한 Z-방향으로 중심 영역(515)을 투영함으로써 얻어지는 중심 볼륨 외측에 배치된다. 액추에이터들(520.1 및 520.2)의 쌍은 실질적으로 X-방향으로 지향되는 힘들을 발생시키도록 배치되는 한편, 액추에이터들(520.3 및 520.4)의 쌍은 실질적으로 Y-방향으로 지향되는 힘들을 발생시키도록 배치되며, 상기 X- 및 Y-방향은 중심 영역(515)과 실질적으로 평행한 평면을 형성한다. 도 5에서 알 수 있듯이, 액추에이터들에 의해 발생되는 힘들의 방향을 나타내는 화살표들(530)로 나타낸 바와 같이, 액추에이터 힘들은 기판테이블의 무게중심(540)을 통하거나 그를 통하지 않고 지향될 수 있다. 액추에이터들(520.3 및 520.4)에 의해 발생되는 힘들의 방향은, 예를 들어 무게중심(540)을 통해 지향되지 않는다. 그렇게 함으로써, 액추에이터들(520.3 및 520.4)이 상이한 크기의 힘들을 발생시키는 경우에 Z-축선(상기 Z-축선은 XY-평면에 대해 수직함)에 대한 기판테이블의 회전이 실현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체에 또는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치에 배치되는(즉, 예를 들어 기판테이블의 외측 표면들을 따라 기판테이블의 중심 볼륨 외측에 배치되는) 복수의 액추에이터들은 액추에이터들의 접근허용가능성(accessibility)을 향상시키고 액추에이터들의 기판테이블에 대한 조립을 촉진할 수 있다. 예를 들어, XY-평면에서의 힘들을 발생시키는 3 개의 액추에이터(액추에이터 힘들이 실질적으로 120° 떨어져 지향됨)를 포함하는 액추에이터 조립체들과 비교하여, 도 5에 도시된 구성에 의하면 액추에이터들(520.1 및 520.2)의 힘들이 액추에이터들(520.3 및 520.4)의 힘들에 대해 실질적으로 수직하며, 이는 액추에이터들 간의 크로스-토크(cross-talk)를 저감시킬 수 있다. 도 5는 기판테이블 코너들 부근에 배치되는 4 개의 추가 액추에이터들(550)을 더 나타내고 있으며, 상기 액추에이터들은 실질적으로 Z-방향을 따라 힘들을 발생시키도록 배치된다. 이러한 액추에이터들은, 예를 들어 Z-방향을 따라 기판테이블을 위치설정하고 및/또는 X- 또는 Y-방향에 대해 기판테이블에 경사를 부여하는데 적용될 수 있다. 이러한 액추에이터들은, 예를 들어 소위 보이스-코일 모터들(voice-coil motors)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체가 기판을 위치설정하기 위해 리소그래피 장치에 적용되는 경우에, 기판테이블의 정확한 위치설정이 필요하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 리소그래피 장치는 기판테이블의 위치를 결정하기 위한 2D 인코더 기반 측정 시스템을 포함한다. 이러한 인코더 기반 측정 시스템은, 예를 들어 2-차원 격자와 연동하는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 센서들은 기판테이블에 장착되는 것이 바람직하다. 도 5에는, 기판테이블(510)의 코너 부근에 배치되는 4 개의 센서들(560)이 개략적으로 나타내어져 있다. 센서들 또는 상이한 센서 구조들의 다른 위치들 또한 실행가능하다는 것을 이해할 것이다. 2차원 격자는, 예를 들어 리소그래피 장치의 동적으로 고립된 프레임 또는 구성요소에 장착될 수 있다. 일 예시로서, 상기 격자는 리소그래피 장치의 투영시스템에 장착될 수 있다. 리소그래피 장치에서는, 기판테이블의 변위의 필요성이 실재하므로(예를 들어 0.5×1.5 m를 커버하기 위한 기판테이블을 필요로 할 수 있음), 2-차원 격자를, 서로에 대해 인접한 상이한 보다 작은 격자들로 분할하는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체에 적용되는 복수의 액추에이터는, 예를 들어 코일 부재, 및 상기 코일 부재와 연동하여 사전설정된 방향으로의 힘을 발생시키도록 배치되는 자석 부재를 포함하는 전자기 액추에이터들일 수 있다. 이러한 액추에이터들은, 흔히 비교적 작은 거리들에 걸쳐 정확한 위치설정을 제공하는데 적용된다. 비교적 긴 거리(＞0.5 m)에 걸친 기판테이블의 정확한 위치설정을 제공하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 조립체의 위치설정 디바이스는 복수의 액추에이터 및 기판테이블의 긴 행정의 위치설정을 제공하기 위한 전자기 모터를 더 포함한다. 이러한 전자기 모터의 예시들은 평면 모터 및 H-드라이브로도 알려진 선형 모터들의 캐스케이드 구성들을 포함한다. 이러한 구성에서, 복수의 액추에이터는 전자기 모터에 장착될 수 있다.
일 실시예에서, 전자기 액추에이터의 자석 부재들은 위치설정 조립체의 기판테이블에 장착되는 한편, 코일 부재는, 예를 들어 위치설정 디바이스의 전자기 모터에 장착된다. 그렇게 함으로써, 코일 부재들에 전력을 가하는 전기 권선이 기판테이블에 제공될 필요가 없다. 이러한 권선으로 인한 교란들이 실질적으로 회피될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 기판테이블에 장착되는 자석 부재들은 복수의 실질적으로 독립적인 자석 서브-부재들을 포함하며, 상기 자석 서브-부재들은 사용시 코일 부재의 코일과 연동한다. 본 발명인들은 전자기 액추에이터의 자석 부재를 다수의 서브-부재들로 나누고 상기 서브 부재들을 테이블에 독립적으로 장착함으로써, 자석 부재에 의해 기판테이블 내에 유발되는 열 응력들이 완화될 수 있다는 것을 관측하였다. 도 6은 이러한 액추에이터의 3 개의 개략적인 단면도이다. 액추에이터(600)는 3 개의 서브-부재(620.1, 620.2, 620.3)를 포함하는 자석 부재(620) 및 코일 부재(610)를 포함한다. 각각의 서브-부재에는 비 자석 프레임(non magnetic frame: 630), 백-아이언(635) 및 1 쌍의 영구 자석(640)이 제공된다. 백-아이언(635)은, 예를 들어 강자성 강 또는 CoFe로 만들어지거나 그를 포함하여 이루어질 수 있다. 자석 서브-부재들은 코일 부재(610)와 연동하여 화살표(650)로 나타낸 방향으로의 힘을 발생시키도록 배치된다. 자석 서브-부재들은 서로 실질적으로 독립적인 기판테이블(660) 또는 대상물 테이블에 장착될 수 있다. 이와 같이, 기판테이블(660)에서의 열 응력들의 유발이 완화될 수 있다. 이러한 구성에서, (예를 들어, 도 1에 예시된 알려진 구조에 적용되는 바와 같은) 판 스프링들이 제거되어 조립체가 향상된 강성을 갖도록 할 수 있다. 일 예시로서, 자석 서브-부재들은 기판테이블, 예를 들어 기판테이블의 외측 표면에 접착될 수 있다. 코일 부재(610)는, 예를 들어 상이한 자석 서브-부재들과 연동하여 화살표(650)로 나타낸 바와 같은 결과적인 힘들을 발생시키도록 배치되는 단일 Cu 또는 Al 권선형 코일(wound coil)을 포함할 수 있다.
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 있음을 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.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 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.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 리소그래피 장치에 있어서,
    방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지체;
    기판테이블 - 기판을 상기 기판테이블의 중심 영역 상에서 유지하도록 구성됨 - ;
    상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상에 제 1 방향으로 투영하도록 구성되는 투영시스템; 및
    상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 위치설정 디바이스를 포함하며,
    상기 위치설정 디바이스는, 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치되는 복수의 액추에이터를 포함하며, 상기 힘들은 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 수직한 평면으로 실질적으로 지향되고,
    상기 복수의 액추에이터는 상기 기판테이블의 중심 볼륨 외측에 배치되며, 상기 중심 볼륨은 상기 제 1 방향을 따라 상기 중심 영역을 투영함으로써 얻어지는 리소그래피 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심 볼륨은 액추에이터를 포함하지 않는 리소그래피 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심 영역은, 사용시 상기 기판으로 덮이는 영역에 실질적으로 대응되는 리소그래피 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평면은 상기 기판테이블의 무게중심을 포함하는 리소그래피 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치설정 디바이스는 상기 복수의 액추에이터 및 상기 기판테이블의 장행정 위치설정(long stroke positioning)을 제공하도록 구성되는 전자기 모터를 더 포함하는 리소그래피 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터는 상기 기판테이블의 4 개의 측을 따라 배치되는 4 개의 전자기 액추에이터를 포함하는 리소그래피 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 4 개의 전자기 액추에이터는 상기 기판테이블 상에 제 2 방향으로의 힘을 가하도록 구성되는 2 개의 액추에이터 - 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 수직하며, 상기 2 개의 액추에이터는 상기 기판테이블의 대향되는 측들 상에 배치됨 - , 및 상기 제 1 및 상기 제 2 방향에 대해 실질적으로 수직한 제 3 방향으로의 힘을 가하도록 구성되는 2 개의 추가 액추에이터 - 상기 2 개의 추가 액추에이터는 상기 기판테이블의 대향되는 측들 상에 배치됨 - 를 포함하는 리소그래피 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터는, 사용시 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치되는 추가적인 복수의 액추에이터를 포함하며, 상기 추가적인 복수의 액추에이터에 의해 가해지는 힘들은 상기 평면에 대해 실질적으로 수직하게 지향되는 리소그래피 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판테이블은 낮은 열 팽창 재료로 만들어지는 리소그래피 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터 각각은 코일 부재, 및 사용시 상기 코일 부재와 연동하여 상기 기판테이블을 위치설정하기 위한 힘을 가하는 자석 부재를 포함하는 리소그래피 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터의 자석 부재들은 상기 기판테이블에 장착되는 리소그래피 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 자석 부재는 복수의 실질적으로 독립적인 자석 서브-부재를 포함하며, 상기 자석 서브-부재들은, 사용시 상기 코일 부재의 코일과 연동하도록 구성되는 리소그래피 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판테이블의 중심 볼륨은 1 이상의 보강 리브(enforcement ribs)를 포함하는 리소그래피 장치.
  14. 대상물을 위치설정하도록 구성되는 위치설정 조립체에 있어서,
    대상물 테이블 - 상기 대상물을 상기 대상물 테이블의 중심 영역 상에서 유지하도록 구성됨 - ; 및
    사용시, 상기 대상물 테이블을 위치설정하기 위한 힘들을 가하도록 배치되는 복수의 액추에이터를 포함하는 위치설정 디바이스 - 상기 힘들은 상기 중심 영역을 포함하는 제 2 평면과 실질적으로 평행한 제 1 평면으로 실질적으로 지향됨 - 를 포함하며,
    상기 복수의 액추에이터는 상기 위치설정 조립체의 중심 볼륨 외측에 배치되고, 상기 중심 볼륨은 상기 제 2 평면에 대해 실질적으로 수직한 방향을 따라 상기 중심 영역을 투영함으로써 얻어지는 위치설정 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 중심 볼륨은 액추에이터를 포함하지 않는 위치설정 조립체.
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