KR20120022945A - 냉각 배열체를 갖는 검출기 모듈, 및 상기 검출기 모듈을 포함하는 리소그래피 장치 - Google Patents

냉각 배열체를 갖는 검출기 모듈, 및 상기 검출기 모듈을 포함하는 리소그래피 장치 Download PDF

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바스티안 크나렌
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알라드 엘코 쿠이거
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

광자 방사선을 감지하는 적어도 하나의 검출기(30), 상기 적어도 하나의 검출기(30)에 커플링되는 전자 회로(40), 및 제 1 몸체 및 제 2 몸체(60, 70) - 상기 제 1 몸체 및 제 2 몸체 각각은 바닥부(62, 72) 및 상기 바닥부(62, 72)로부터 연장되는 적어도 부분적 실린더 부분(64, 74)을 가짐 - 를 갖는 하우징을 포함하는 검출기 모듈(20)에 대해 개시되며, 상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)은 상기 제 2 몸체(70)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(74)과 열적으로 커플링되고, 상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)은 상기 제 2 몸체(70)의 바닥부(72)를 향하여 연장되며, 상기 전자 회로(40)는 상기 하우징(50) 내부에 배치된다. 또한, 검출기 모듈(20)을 포함하는 리소그래피 장치에 대해 개시된다.

Description

냉각 배열체를 갖는 검출기 모듈, 및 상기 검출기 모듈을 포함하는 리소그래피 장치{DETECTOR MODULE WITH A COOLING ARRANGEMENT, AND LITHOGRAPHIC APPARATUS COMPRISING SAID DETECTOR MODULE}
관련 출원들에 대한 원용
본 출원은 2009년 4월 13일에 출원되었으며, 본 명세서에서 인용 참조되는 미국 가출원 61/168,712의 우선권을 청구한다.
본 발명은 검출기 모듈에 관한 것이다. 본 발명은 또한 냉각 배열체(cooling arrangement)에 관한 것이다. 본 발명은 나아가 검출기 모듈을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피는 기판의 표면 상에 피처들을 생성하는 데 이용되는 프로세스이다. 이러한 기판들은 평판 디스플레이, 회로 보드, 다양한 집적 회로(IC) 등의 제조에 이용되는 것들을 포함할 수 있다. 이러한 응용들에 흔히 사용되는 기판은 반도체 웨이퍼이다. 당업자라면, 본 명세서에서의 설명이 다른 타입의 기판에도 적용된다는 것을 이해할 것이다. 이러한 경우에, 패터닝 구조체는 IC의 개별층에 대응하는 회로패턴을 발생시킬 수 있고, 이 패턴은 방사선감응재(예를 들어, 레지스트) 층으로 코팅된 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함) 상으로 이미징될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 투영시스템을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접한 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함할 것이다. 현재의 장치에서, 마스크 테이블 상의 마스크에 의한 패터닝을 채용하는 것은 2 가지 상이한 타입의 기계들 간에 차이가 있을 수 있다. 한가지 타입의 리소그래피 투영 장치에서는, 타겟부 상에 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사된다. 이러한 장치는 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라 불리는 대안적인 장치에서는, 투영빔 하에서 주어진 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하면서, 상기 방향과 평행한 방향 또는 역-평행한 방향으로 기판 테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자(Ｍ)(일반적으로 ＜ 1)를 가지므로, 기판 테이블이 스캐닝되는 속도(Ｖ)는 마스크 테이블이 스캐닝되는 속도의 인자(Ｍ) 배가 된다. 여기에 기술된 리소그래피 장치에 관련된 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 인용 참조되는 미국특허 US 6,046,792로부터 얻을 수 있다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조 프로세스에서, (예를 들어, 마스크에서의) 패턴은 적어도 부분적으로 방사선감응재(예를 들어, 레지스트) 층으로 덮인 기판 상에 이미징된다. 이러한 이미징 단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거칠 수 있다. 노광 후에, 기판은 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 이미징된 피처(imaged feature)의 측정/검사와 같은 다른 절차를 거칠 수 있다. 이러한 일련의 절차는, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음, 이러한 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은 개별층을 마무리하기 위한 다양한 프로세스를 거친다. 수 개의 층이 요구된다면, 각각의 새로운 층마다 전체 절차 또는 그 변형 절차가 반복되어져야만 할 것이다. 종국에는, 디바이스의 어레이가 기판(웨이퍼) 상에 존재하게 될 것이다. 그 다음, 이들 디바이스들은 다이싱 또는 소잉과 같은 기술에 의해 서로 분리되며, 개별 디바이스들은 캐리어에 장착되고, 핀 등에 접속될 수 있다. 이러한 프로세스들과 관련된 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 인용 참조되는 다음의 도서, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing", Third Edition, by Peter van Zant, McGraw Hill Publishing Co. 1997, ISBN 0-07-067250-4로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위해, 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 하지만, 이 용어는 예를 들어, 굴절 광학기, 반사 광학기 및 카타디옵트릭 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한, 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 하기 위한 이들 디자인 유형 중 여하한의 유형에 따라 작동하는 구성요소를 포함할 수 있으며, 이러한 구성요소들도 이후 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급될 수 있다. 투영 빔이 가로지른 제 1 요소에 대한, 투영 빔이 가로지른 제 2 요소의 위치는 이후 제 1 요소의 "하류(downstream)" 또는 "상류(upstream)"라 간략히 언급될 것이다. 본 명세서에서, "하류"라는 표현은 제 1 요소로부터 제 2 요소로의 변위가 투영 빔의 전파 방향을 따르는 변위임을 나타낸다. 이와 유사하게, "상류"라는 표현은 제 1 요소로부터 제 2 요소로의 변위가 투영 빔의 전파 방향에 반대되는 변위임을 나타낸다. 또한, 상기 리소그래피 장치는 두 개 이상의 기판 테이블 (및/또는 두 개 이상의 마스크 테이블)을 구비하는 형태가 될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 디바이스에서는, 추가적인 테이블들이 병행하여 사용될 수 있거나, 하나 이상의 테이블들이 노광을 위하여 사용되고 있는 동안에 하나 이상의 다른 테이블에서 준비단계가 수행될 수 있다. 듀얼 스테이지 리소그래피 장치는, 예를 들어 본 명세서에서 인용참조되는 미국특허 US 5,969,441 및 국제특허출원 공개공보 WO 98/40791에 개시되어 있다.
끊임없이 증가하는 IC의 전자 구성요소들의 수를 집적하고자하는 바람이 존재한다. 이를 실현하기 위하여, 구성요소들의 크기를 감소시켜 투영 시스템의 분해능을 증대시킴으로써 점점 더 작은 세부구성들(details) 또는 라인 폭들이 기판의 타겟부 상에 투영될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 방사선의 파장은 핵심적인 역할을 수행할 수 있다. 파장이 짧아질수록, 보다 많은 트랜지스터들이 실리콘 웨이퍼 상에 에칭될 수 있다. 많은 트랜지스터들을 갖는 실리콘 웨이퍼는 보다 강력하고, 빠르며 및/또는 전력 소비가 덜한 마이크로프로세서를 구성할 수 있다. 보다 짧은 파장의 광에 의한 처리가 가능하도록 하기 위해, 칩 제조업자들은 극자외 리소그래피(Extreme Ultraviolet Lithography: EUVL)로서 알려진 리소그래피 프로세스를 개발하였다. 이 프로세스에서는, 투명한 렌즈들이 진공 환경에 배치되는 거울로 대체된다.
실제로 이러한 고 분해능에서 세부구성들이 충분한 정확도로 이미징될 수 있도록 하기 위해서는, 투영 시스템 및 투영 시스템에서 이용되는 렌즈 요소들을 형성하는 거울들이 매우 엄격한 품질 요건들을 충족시켜야 한다. 투영 시스템 및 렌즈 요소의 제조 동안 많은 주의를 기울임에도 불구하고, 그들은 파면 수차(wavefront aberration)들, 예컨대 투영 시스템을 이용하여 기판의 타겟부 상에 투영되는 이미지 필드를 가로지르는 구면 수차(spherical aberration), 변위, 디포커스(defocus), 비점수차(astigmatism) 및 코마(coma)를 겪을 수 있다. 수차들은 이미지 필드를 가로질러 발생되는 이미징된 선 폭들의 변형들의 소스들이다. 이미지 필드 내의 상이한 지점들에서의 이미징된 렌즈 폭들은 일정해야 한다. 라인 폭 변형들이 클 경우, 이미지 필드가 투영되는 기판은 기판의 품질 검사 동안 폐기될 수 있다. 위상 시프팅(phase-shifting)과 같은 기술들을 이용하거나(예를 들어, 위상-시프팅 마스크를 이용하거나) 또는 오프-액시스 조명(off-axis illumination)을 이용하면, 이미징된 선폭들과 관련된 파면 수차들의 영향이 더욱 증대될 수 있다.
렌즈 요소들의 제조 동안, 렌즈 요소의 파면 수차들을 측정하고, 측정된 결과들을 이용해 이 요소의 수차들을 조정하거나 심지어 품질이 충분하지 못한 경우에는 이 요소를 폐기하는 것이 유리할 수 있다. 렌즈 요소들이 함께 놓여 투영 시스템을 형성하는 경우, 다시 투영 시스템의 파면 수차들을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 이들 측정들은 투영 시스템의 파면 수차들을 최소화시키기 위하여 투영 시스템의 특정 렌즈 요소들의 위치를 조정하는 데 이용될 수 있다.
투영 시스템이 리소그래피 투영 장치 내에 형성된 후에, 파면 수차들이 다시 측정될 수 있다. 또한, 파면 수차들은, 예를 들어 렌즈 재료의 열화 또는 렌즈 재료의 국부적인 가열로부터의 렌즈 가열 효과들로 인해 투영 시스템에서 시간에 따라 변하기 때문에, 장치의 작동 동안 시간에 따라 특정 순간에 수차들을 측정하고 그에 따라 특정의 이동가능한 렌즈 요소들을 조정함으로써 파면 수차들을 최소화시키는 것이 바람직할 수 있다. 렌즈-가열 효과들이 발생되는 짧은 시간 스케일로 인해 파면 수차들을 자주 측정하는 것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에서 인용 참조되는 미국특허출원 공개공보 2002/0145717은 리소그래피 장치 내에서 격자(grating), 핀홀 및 검출기, 예를 들어 CCD 검출기를 이용하는 파면 측정 방법에 대해 개시하고 있다. 검출기는 투영 빔의 전기장 크기의 공간 분포가 실질적으로 핀홀 평면의 투영 빔의 전기장 크기 공간 분포의 푸리에 변환인 위치에서 핀홀 하류에 배치되는 검출 평면과 실질적으로 일치하는 검출기 표면을 가질 수 있다. 이 측정 시스템이 리소그래피 투영 장치 내에 형성되면, 투영 시스템의 파면 수차를 측정하는 것이 가능하다.
다른 측정에서는, 투과 이미지 센서(transmission image sensor: TIS)가 웨이퍼 및 레티클 스테이지의 상대적인 위치들을 결정하기 위한 검출기로서 사용된다. TIS 스캔 동안, TIS 모듈을 지니는 웨이퍼 스테이지는 스캐너의 투영 광학기에 의해 생성되는 레티클[또는 기점(fiducial)]의 TIS 대상물 마크들의 에어리얼 이미지를 가로질러 3D로 이동한다. EUV 리소그래피의 경우에, TIS 미세 스캔들을 위한 이러한 에어리얼 이미지들은, 예를 들어 웨이퍼 레벨에서 50 nm 폭의 라인들 정도로 좁다. TIS의 센서 마크들은 유사한 라인들(100 nm 폭)을 지닌다. 대상물과 대응되는 센서 마크의 완벽한 오버랩은 검출기의 최대 신호를 유도한다. x- 및 y-마크들(y 및 x 방향들을 따르는 라인들)의 조합을 이용하는 스캔은 정렬된 위치, 즉 TIS-센서 마크가 주어진 레티클 스테이지 위치 및 방위(x, y, z, Rx, Ry, Rz)에서 TIS-대상물 마크의 에어리얼 이미지에 대해 정렬되는 웨이퍼 스테이지의 위치(x, y, z)를 제공한다.
검출기에 의하여 발생되는 신호들은 상대적으로 약하다. 따라서, 검출기로부터의 신호들이 검출기 가까이에 배치되는 전자 회로에 의해 사전-처리되어 처리될 신호들이 노이즈에 의한 오류를 일으키는 것을 방지하는 것이 중요하다. 하지만, EUV 리소그래피 장치에서 검출기 모듈은 해가 되는 환경(hostile environment)에 배치된다. 검출기 모듈에 입사되는 방사선은 강력한 열의 발생을 야기한다. 상술된 바와 같이, 상기 환경은 EUV 방사선의 흡수를 방지하기 위해 진공이 되어야 한다. 센서가 배치되는 상기 진공 환경은 대류나 전도에 의한 열 전달을 허용하지 않는다. 또한, EUV 방사선은 검출기 모듈의 표면에 의하여 흡수될 때 광전자의 발생을 유도하기 때문에 정전기 방전을 위한 소스를 형성할 수 있다.
보다 복잡한 문제(further complication)는 제한된 양의 공간만을 이용할 수 있다는 것이다.
상술된 관점에서, 이들 해가 되는 작업 환경들에도 불구하고 정확한 광학 측정들을 수행할 수 있는 센서의 배치에 대한 요구가 존재한다.
일 실시예에 따르면, 광자 방사선을 감지하는 적어도 하나의 검출기, 상기 적어도 하나의 검출기에 커플링되는 전자 회로, 및 제 1 몸체 및 제 2 몸체 - 상기 제 1 몸체 및 제 2 몸체 각각은 바닥부 및 상기 바닥부로부터 연장되는 적어도 부분적 실린더 부분을 가짐 - 를 갖는 하우징을 포함하는 검출기 모듈이 제공되며, 상기 제 1 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분은 상기 제 2 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분과 열적으로 커플링되고, 상기 제 1 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분은 상기 제 2 몸체의 바닥부를 향하여 연장되며, 상기 전자 회로는 하우징 내부에 배치된다. 상기 원통형 부분은 반드시 원형 실린더(circularly cylindrical)일 필요는 없다. 예를 들어, 실린더 부분은 직사각형 또는 삼각형 단면을 가질 수 있다. 하지만, 제조하기에는 원형 단면이 바람직하다.
일 실시예에서, 검출기 신호들을 사전-처리하는 전자 회로는 검출기 모듈에 포함되는 하우징 내에 배치된다. 그와 함께, 전자 회로는 사전처리될 검출기 신호들에 상대적으로 노이즈가 없도록 검출기 가까이에 배치된다. 사전-처리는 증폭, A/D 변환 등을 포함할 수 있다. 제 1 몸체 및 제 2 몸체를 포함하는 하우징은 적어도 부분적 실린더 부분을 갖는 제 1 몸체를 제 2 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분 내에 배치함으로써 전자 회로와 신속하게 조립될 수 있다. 실린더 부분들이 바닥부 주변으로부터 연장됨에 따라 검출기 모듈을 위해 이용가능한 상대적으로 적당한 공간이 효율적으로 이용된다. 또한, 실린더 부분들이 몸체들의 주변부에 있음에 따라, 하우징의 벽을 따르는 열 전달을 위한 큰 접촉면을 이용할 수 있다. 그와 함께 전자 회로는 열에 대해 효율적으로 보호되며, 센서 모듈의 부분들의 열 팽창이 저감된다.
검출기의 일 실시예에서, 제 1 몸체의 실린더 부분이 제 2 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분 내에 클램핑된다는 점에서 상기 제 1 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분은 상기 제 2 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분과 열적으로 커플링된다. 이는 제 1 몸체와 제 2 몸체를 좁은 공차(tolerance)를 갖도록 제조함으로써 실현될 수 있다. 조립을 용이하게 하기 위해 제 1 몸체를 사전-냉각하거나 또는 제 2 몸체를 사전-가열함으로써 두 몸체 간에 일시적인 움직임(temporary play)이 허용될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분은, 제 1 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분의 외측 표면과 제 2 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분의 내측 표면 사이에 배치되는 열 전도성 접착층에 의하여 제 2 몸체의 적어도 부분적 실린더 부분과 열적으로 커플링된다. 이는 조립 후, 두 몸체 간에 공차가 존재하는 경우에도 접착층을 통해 양호한 열 전달이 달성될 수 있다는 장점을 갖는다.
일 실시예에서, 하우징은 세라믹 재료를 포함한다. 많은 세라믹 재료들은 상대적으로 작은 열팽창계수의 장점과, 훨씬 더 중요한 것으로서 상대적으로 양호한 열 전도의 장점을 갖는다. 작은 열팽창계수는 검출기의 위치 정확도를 위해 선호되며, 이는 리소그래피의 응용예 있어 특히 중요하다. 상기 재료가 양호한 열 전도를 제공하는 경우, 그로 인한 열 팽창은 온도 변화 또한 제한될 수 있기 때문에 훨씬 더 작아진다. 또한, 많은 세라믹 재료들은 양호한 전기 전도성을 갖는다. 이러한 재료의 하우징은 정전기 방전에 의한 손상 또는 섭동(perturbation)으로부터 검출기 및 전자 회로를 보호한다.
특히 적합한 세라믹 재료에는 SiC가 포함된다. SiC 기반의 다양한 재료들, 예컨대 반응 소결(reaction bonded) SiC(예를 들어, SiSiC)는 작은 열팽창계수, 높은 열전도성 및 높은 전기 전도성을 갖는다.
검출기 모듈의 일 실시예에서, 몸체들 중 하나의 바닥부의 외측 표면은 기판에 형성되는 격자를 지니며, 상기 격자는 상기 바닥부의 개구부 위에 배치되고 검출기는 격자 맞은편 하우징 내측에 배치된다. 이 검출기 모듈은, 특히 리소그래피 장치의 파면 측정들을 수행하기에 적합하다.
검출기 모듈의 다른 실시예에서, 몸체들 중 하나의 바닥면의 외측 표면은 검출기를 지닌다. 이 검출기 모듈은, 특히 리소그래피 장치에서 웨이퍼와 레티클 스테이지들의 상대적인 위치를 결정하기에 적합하다.
검출기 모듈로부터 먼 쪽으로의 열 전도를 더욱 촉진시키기 위하여, 제 1 몸체 및 제 2 몸체 중 하나의 바닥부가 히트 싱크(heat sink) 맞은편에 배치되는 경우가 선호된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 열 접촉면을 갖는 히트 싱크, 제 2 열 접촉면을 갖는 상술된 실시예들에 따른 검출기 모듈 및 탄성 벽을 포함하는 냉각 배열체가 제공되며, 상기 제 1 열 접촉면 및 제 2 열 접촉면은 서로 대향되고 갭을 형성하고, 상기 탄성 벽은 적어도 상기 갭을 포함하는 공간을 둘러싸는 인클로져(enclosure)의 일부이며, 상기 냉각 배열체는 상기 공간과 상기 냉각 배열체의 환경 간의 압력차를 유지하기 위한 설비를 포함한다.
일 실시예에서, 갭은 히트 싱크로부터 검출기 모듈까지 있을 수 있는 진동들의 전달이 완화되도록 검출기 모듈을 히트 싱크로부터 기계적으로 커플링해제한다. 이러한 진동들은, 예를 들어 히트 싱크에서의 냉각 액체의 유동에 의하여 야기될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 냉각 배열체가 진공 환경에 배치되는 경우에도 갭을 포함하는 공간에 가스가 채워질 수 있도록, 검출기 모듈과 히트 싱크 간의 갭은 냉각 배열체의 환경으로부터 적어도 실질적으로 분리되어 있다. 가스로 채워진 갭은 검출기 모듈로부터 히트 싱크로 열의 효율적인 전달을 가능하게 한다. N2와 같은 다른 가스들이 이용될 수도 있으나, 이러한 목적에 가장 적합한 가스들로는 가벼운 분자들을 갖는 H2 및 He가 있다.
냉각 배열체의 일 실시예는 폐쇄된 공간 내에 가스를 제공하기 위한 설비를 포함한다. H2 및 He 같은 가스들은 벽을 상대적으로 쉽게 벗어난다. 그러므로, 폐쇄된 공간 내로 가스를 공급하기 위한 설비를 제공하는 것이 선호된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 상황에 맞게 필요한 냉각의 양에 따라 가스의 압력이 사전설정된 레벨로 유지될 수 있다. 또한, 가스 공급 설비는 안전 목적으로 불활성 가스, 예컨대 N2를 이용해 폐쇄된 공간을 세정하는 것을 가능하게 한다.
탄성 벽은, 유연한 재료로 만들어질 뿐만 아니라 그것의 유연성을 지지하는 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 탄성 벽은 벨로우즈(bellows)이다. 벨로우즈는 냉각될 부분의 5 자유도로의 자유로운 이동을 허용한다. 좌측은 Rz로 제한되지만, 기계적 부하는 이러한 방식으로 가해지지 않는다.
일 실시예에서, 탄성 벽은 히트 싱크의 제 1 열 접촉면과 검출기 모듈의 제 2 열 접촉면 사이에서 연장된다. 하지만, 탄성 벽이 히트 싱크를 둘러싸는 실시예가 바람직하다. 상기 바람직한 실시예에서, 탄성 벽은 상대적으로 높은 높이를 가짐으로써 진동을 크게 감쇠시킬 수 있는 한편, 열 접촉면들 간의 갭은 상대적으로 작아서 높은 열전달률을 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 탄성 벽은 검출기 모듈 및 히트 싱크 중 적어도 하나와 조립되는 제 1 단부, 및 탄성 벽의 인장에 의하여 가압되는 실링 링(sealing ring)이 검출기 모듈 및 히트 싱크 중 나머지 하나로 제공되는 제 2 단부를 갖는다. 예를 들어, 히트 싱크는 탄성 벽이 그것의 제 1 단부에서 커플링되는 플랜지를 갖는 한편, 실링 링은 그것의 제 2 단부에서 검출기 모듈의 제 2 열 접촉면에 대해 가압된다. 이는 또한, 추가 고정 요소들, 예를 들어 볼트에 대한 필요성을 제거하여 용이한 설치를 가능하게 한다.
탄성 벽의 강성, 압축 길이 및 지지 강성을 미세 조정함으로써, 스프링-부하는 실의 위치설정을 가능하게 하고 (예를 들어, 가속 동안에) 어떠한 상대적인 움직임도 방지하는 한편, 정적으로 냉각될 부분을 교란(disturb)시키지 않는다.
일 실시예에서, 실링 링에는 일 측에 적어도 하나의 홈이 제공되며, 상기 일 측은 대상물과 히트 싱크의 다른 측과 대향된다. 상술된 예에서, 적어도 하나의 홈은 대상물의 제 2 열 접촉면에 대해 가압되는 측에 제공된다. 이러한 방식으로, 폐쇄된 공간으로부터 냉각 배열체의 환경으로 제한된 양의 누출이 달성된다. 이 누출은 위급 상황의 경우에 폐쇄된 공간을 불활성 가스, 예컨대 N2로 신속히 세척하기 위한 유출로서 이용될 수 있다. 반드시 별도의 유출부를 제공해야 하는 것은 아니다. 후자는 별도의 배기 튜브를 필요로 할 수 있으며, 이는 바람직하지 않을 수 있다. 또한, 폐쇄된 공간으로부터 냉각 배열체의 환경으로의 누출은 보다 좋은 재현성(reproducible)을 가지며, 이는 환경을 형성하는 진공 챔버 내의 진공을 유지하는 설비의 설계 및 작동을 용이하게 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 검출기 모듈은 리소그래피 시스템의 응용에 특히 적합하다.
일 실시예에 따르면, EUV 소스와 내부에 배치되는 챔버, 대상물 평면을 조명하기 위하여 상기 소스로부터 대상물 평면으로 정전기 방사선을 지향시키도록 구성되는 이미징 시스템, 상기 대상물 평면에 위치되는 제 1 격자, 상기 제 1 격자의 이미지를 초점 평면 상에 투영하도록 구성되는 투영 광학 시스템, 및 상기 투영된 이미지를 수용하도록 구성되는, 상술된 실시예들에 따른 검출기 모듈을 포함하는 리소그래피 시스템이 제공된다.
상기 리소그래피 장치의 일 실시예는, 상기 제 1 몸체의 바닥부가 상기 투영 광학 시스템과 대향되는 특징이 있다. 이는, 하우징의 몸체들이 접착제에 의해 서로 부착되는 경우 특히 유리하다. 이러한 배향에 있어, 제 1 몸체 및 제 2 몸체의 적어도 부분적 실린더 벽들 사이의 슬릿(slit)은 투영 광학 시스템으로부터 먼 쪽을 향한다. 이러한 방식으로 접착제 상에 입사되는 UV-방사선이 방지된다. 이는 또한, 리소그래피 장치의 구성요소들이 수소 라디칼과 같은 반응성 가스들을 이용하여 세정되는 것이 유리한데, 이 구성에서는 수소 라디칼들과 반응성 가스들 간의 직접적인 접촉이 방지되기 때문이다.
본 발명의 추가 실시예들, 특징들, 및 장점들과, 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 작동에 대해서는 첨부 도면들을 참조하여 상세히 후술된다.
본 명세서 채용되며 그 일부를 형성하는 첨부 도면들은 본 발명의 1 이상의 실시예들을 예시하며, 나아가 설명부와 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자들로 하여금 본 발명의 제작 및 이용을 가능하게 하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명에 따른 리소그래피 장치의 일 실시예의 개략도;
도 2는 도 1의 장치의 파면 측정을 개략적으로 나타낸 도;
도 3a는 도 2의 파면 측정의 제 1 실시형태를 보다 상세히 나타낸 도;
도 3b는 도 2의 파면 측정의 제 2 실시형태를 보다 상세히 나타낸 도;
도 3c는 도 2의 파면 측정의 제 3 실시형태를 보다 상세히 나타낸 도;
도 4는 본 발명에 따른 검출기 모듈의 제 1 실시예의 사시도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 4에 도시된 검출기 모듈의 제 1 실시예의 단면도;
도 6은 본 발명에 따른 냉각 배열체의 일 실시예를 나타낸 도;
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 냉각 배열체의 일부를 형성하는 냉각 장치의 상세도;
도 6b는 본 발명에 따른 검출기 모듈의 제 2 실시예를 나타낸 도;
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 6b에 도시된 검출기 모듈의 제 2 실시예를 포함하는 냉각 배열체를 나타낸 도;
도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 리소그래피 장치의 웨이퍼 스테이지 내에서의 냉각 장치의 배치를 나타낸 도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 장치의 일부를 나타낸 도;
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 7에 도시된 냉각 장치의 일부의 상세도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 4 및 도 5의 검출기 모듈의 일부를 형성하는 검출기를 나타낸 도;
도 9는 본 발명에 따른 검출기 모듈의 제 3 실시예의 단면도;
도 10은 본 발명에 따른 검출기 모듈의 제 4 실시예의 단면도이다.
이후, 본 발명의 1 이상의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면에서, 같은 참조 부호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 포함하는 1 이상의 실시예들을 개시하고 있다. 개시된 실시예(들)은 본 발명을 예시하려는 것에 불과하다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)로만 제한되지 않는다. 본 발명의 후속 청구범위에 의하여 정의된다.
기술된 실시예(들) 및 "하나의 실시예", "실시예", "예시적 실시예" 등에 대한 명세서에서의 언급들은 기술된 실시예(들)이 구체적 특징, 구조 또는 특성을 포함하지만 모든 실시예들이 반드시 구체적 특징, 구조 또는 특성을 포함하는 것은 아님을 나타낸다. 또한, 이러한 구문들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 나아가, 구체적 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 연계하여 설명되는 경우, 이는 명확히 설명되었든 그렇지 않든 당업자의 지식 내에서 다른 실시예들과 연계된 이러한 특징, 구조 또는 특성을 실행할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그들의 여하한의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 1 이상의 프로세서에 의하여 판독되고 실행될 수 있는 기계-판독가능한 매체(machine-readable medium)에 저장되는 명령어들로서 구현될 수도 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 연산 장치)에 의하여 판독가능한 형태의 정보를 저장 또는 전송하기 위한 여하한의 기구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호들(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 명령들은 본 명세서에서 특정 작업들을 수행하는 것으로서 기술될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의상 기술된 것이며, 상기 작업들이 실제로는 연산 장치, 프로세서, 제어기, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등을 실행하는 다른 디바이스들로부터 유도될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
다음의 상세한 설명에서는, 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 여러 특정한 세부사항들이 나열된다. 하지만, 당업자라면 본 발명이 이러한 특정 세부사항들 없이도 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 방법들, 절차들, 및 구성요소들은 본 발명의 실시형태들의 이해를 방해하지 않도록 상세히 설명되지 않았다. 본 발명은 여러 상이한 형태로 채용될 수 있으며, 본 명세서에 나열된 실시예들로만 국한되는 것으로 생각해서는 안된다. 오히려, 이들 실시예들은 그 개시내용이 빈틈없고 완전하며, 본 발명의 범위를 당업자들에 온전하게 전달하기 위해 제공된다. 도면에서, 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 명료하게 나타내기 위해 과장될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어들은 그 목적이 특정 실시예를 설명하기 위한 것에 지나지 않으며 본 발명을 제한하려는 의도는 없다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 단수의 형태들("a", "an" 및 "the")은 다른 구체적인 언급이 없는 한 복수의 형태들까지 포함하도록 구성된다. 또한, 포함하는("comprise" 및/또는 "comprising")이라는 용어가 본 명세서에서 이용되는 경우, 언급된 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 및/또는 구성요소들의 존재를 명시하는 것이지만, 1 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 및/또는 그들의 그룹의 존재 또는 부가를 배제하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 또한, 명확한 반대의 표시가 없는 한, "또는"("or")은 포함의 또는을 지칭하는 것이지 배제의 또는을 지칭하는 것은 아니다. 예를 들어, A 또는 B는 다음 중 하나: 즉 A는 참이고(또는 존재하고) B는 거짓(또는 존재하지 않음)과, A는 거짓이고(존재하지 않고) B는 참(또는 존재함)과, A와 B 둘 모두가 참(또는 존재함) 중 하나가 충족된다.
요소 또는 층이 다른 요소나 층 "상(on)"에 있거나, 다른 요소나 층에 "연결되거나(connected to)", 또는 다른 요소나 층에 "커플링된다(coupled to)"고 언급될 경우, 이는 직접적으로 다른 요소나 층 상에 있거나, 연결되거나 또는 커플링되는 것, 또는 개재되는(intervening) 요소들이나 층들이 존재할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 이와는 대조적으로, 요소가 다른 요소나 층에 대해 "직접적으로 다른 요소나 층 상에 있거나", "직접적으로 연결되거나", 또는 "직접적으로 커플링된다"고 언급되는 경우에는 개재되는 요소들이나 층들이 존재하지 않는다. 같은 참조 부호들은 전체에 걸쳐 같은 요소들을 지칭한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관하여 나열된 아이템들 중 여하한의 조합 및 모든 조합들을 포함한다.
다양한 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들 및/또는 섹션들을 기술하기 위해 제 1, 제 2, 제 3 등이 이용되기는 하나, 이들 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들은 이러한 용어들로 제한되어야 하는 것은 아님을 이해하여야 한다. 이들 용어들은 하나의 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션과 구분하는 데에만 이용된다. 따라서, 아래에서 논의되는 제 1 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 개시내용을 벗어나지 않고 제 2 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션을 언급할 수 있다.
도면들에 예시된 바와 같이 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 일 요소 또는 특징부의 관계에 대한 설명을 용이하게 하기 위해 공간적으로 상대적인 용어들, 예컨대 "밑(beneath)", "아래(below)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등이 본 명세서에서 이용될 수 있다. 상기 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에 도시된 방위와 더불어, 이용 또는 작동시의 디바이스의 상이한 방위들을 포괄하도록 되어 있다. 예를 들어, 도면의 디바이스가 뒤집어지는 경우, 다른 요소들 또는 특징부들의 "아래" 또는 "밑"이라 기술된 요소들이 다른 요소들 또는 특징부들의 "위"로 배향될 수 있다. 따라서, "아래"라는 예시적 용어는 위와 아래의 방위 둘 모두를 포괄할 수 있다. 디바이스가 이와는 달리 배향될 수도 있으며(90° 또는 다른 방위들로 회전될 수도 있으며), 본 명세서에서 이용되는 공간적으로 상대적인 기술어들 또한 그에 맞게 해석될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 이용되는 (기술적 용어 및 과학적 용어들을 포함하는) 모든 용어들은 본 발명이 속한 당업계의 업자들이 공통적으로 이해하는 것과 같은 의미를 갖는다. 또한, 공통적으로 이용되는 사전들에서 정의되는 용어들과 같은 용어들은 관련 기술의 배경에서의 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 구체적으로 정의되지 않는 한 이상화되거나 과도하게 형식적인(overly formal) 의미로 해석되지 말아야 한다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에서 언급된 모든 공개공보, 특허 출원, 특허, 및 다른 참고자료들은 그 전문이 인용 참조된다. 상충되는 부분이 있을 경우, 정의 등을 포함하여 본 명세서가 제어할 것이다. 또한, 재료들, 방법들, 및 예들은 예시에 지나지 않으며 제한의 의도는 없다.
도 1은 EUV 소스(도 1에는 도시 안됨)를 포함하는 EUV 포토리소그래피 시스템(10)의 일 부분을 개략적으로 예시하고 있다. 또한, 시스템(10)은 이미지 광학기[거울들(M4 및 M3)을 포함함], 퓨필(11), 웨이퍼(15) 상에 이미징될 패턴의 이미지를 갖는 레티클 스테이지(RS, 도시 안됨)에 장착되는 레티클(12), 및 거울들(M1 및 M6)을 포함하는 투영 광학기(PO; 14)를 포함한다. EUV 방사선은 웨이퍼 스테이지(WS, 도시 안됨)에 장착되는 웨이퍼(15) 상으로 투영된다. 레티클(12)은, 레티클(12)이 통상적으로 투과성인 심자외선(deep ultraviolet), 또는 가시광선과 같은 보다 긴 파장에서 작동하는 포토리소그래피 시스템들과는 달리 EUV 시스템들에서는 반사적이라는 것을 이해해야 한다.
도 2는 파면 측정 배열체의 예시이며, 본 발명은 특히 포토리소그래피 시스템에 채용될 수 있기 때문에 적용될 수 있다. 도 2에서, 도 1의 부분들에 대응되는 부분들은 같은 참조 부호를 갖는다. 도 2에서 알 수 있듯이, 소스 모듈(13)은 레티클 스테이지에 배치되며, 일 실시예에서는 2 개의 직교방향으로 배향되는 격자들(13a, 13b)을 포함한다. 파면 검출기[또는 검출기 모듈(20)]는 웨이퍼 스테이지에 배치된다. 또한, 검출기 및 소스 모듈(20, 13)은 파면 센서(WFS)라 지칭될 수 있다.
보다 상세히 후술될 검출기 모듈(20)은 다른 요소들 중에서도 2-D 격자 및 2-D 격자 아래에 위치되는 CCD 검출기를 포함한다. 투영 광학기(PO)(14)는, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 정상적인 노광 작업 동안과 같게 유지된다.
파면은, 이미징이 수행되고 있지 않을 때 측정될 수 있다. 파면을 측정하기 위하여, 레티클(12) 자체보다 레티클 스테이지의 소스 모듈(13)의 격자들(13a, 13b) 중 하나가 광학 경로에 배치되도록 레티클 스테이지가 이동된다. 또한, 웨이퍼 스테이지는 파면 검출기가 소스 모듈 격자(13a, 13b)의 이미지를 수용하게 위치되도록 이동된다. 그 다음, 투영 광학 시스템(PO)은 초점 평면의 제 2 격자(82)에서 제 1 격자(13a, 13b)의 이미지를 투영한다. 제 2 격자(82)는 회절된 파들을 재조합한다. 광학 시스템(PO)에 의하여 야기되는 파면 수차들은 간섭 패턴으로서 가시적이며, 이는 CCD-카메라와 같은 검출기 모듈(20)에서 파면 센서(30)에 의하여 검사될 수 있다(도 5). 이 측정 후에, 레티클 스테이지는 소스 모듈 격자(13a, 13b)의 직교 방위로 파면을 측정하기 위하여 광학 경로에 상이한 회절 격자를 배치시키도록 이동될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 이 측정을 보다 상세히 개시하고 있다.
도 3a에 예시된 바와 같이, 이 측정 시스템에서 성분, 즉 파(W1)의 평면 파(plane wave: PW10)는 방출 파(emanating wave: WD)로서 격자에 의해 회절된다. 격자로부터 방출되는 파(WD)는 회절된 평면파들[PW2i, [i=0, l, 2 ...]]의 합으로서 간주될 수 있다. 평면 파들(PW22, PW20 및 PW21)은 각각 입사 파(PW10)의 +1차, 0차, 및 -1차 회절 차수이다. 도 3b에 개략적으로 도시된 투영 시스템에서, 평면 파들[PW2i, [i=0, 1, 2 ...]]은 퓨필 평면(PU)나 그 부근에서 포커스되며, 3 개의 지점에서 퓨필 평면을 샘플링한다. 투영 시스템(PL)의 수차들은 퓨필 평면(PU)에서 포커스된 평면 파들[PW2i, [i=0, 1, 2 ...]]에 부여되는 위상 오차들인 것으로 생각할 수 있다. 이들 포커스된 평면 파들은 각각 평면 파들[PW3i, [i=0, 1, 2 ...]]로서 렌즈를 나간다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 렌즈 수차들을 나타내는 위상 오차들을 측정하기 위하여, 평면 파들[PW3i, [i=0, 1, 2 ...]]은 핀홀 플레이트(11)의 핀홀(17)에서 회절에 의해 방향을 가지고(directionally) 재조합된다. 예를 들어, PW400은 PW30으로부터 기인한 0차 회절 파이고, PW411은 PW31로부터의 +1차 회절 파이고, PW422는 PW32로부터 기인한 -1차 회절 파이며, 이들 방향을 갖고 재조합된 파들은 간섭할 수 있다. 그들의 간섭 세기는 격자의 위상 스테핑(phase stepping)과 조화적이다(harmonic). PW3i[i=0, 1, 2 ...]로부터 기인한 회절 파들의 다른 재조합들 또한 가능하다. 하지만, 이러한 재조합의 간섭으로부터 유도되는 세기는 격자의 보다 높은 조화의 위상 스테핑 이동으로서 변한다. 이러한 보다 높은 차수의 조화 신호들은 각각의 CCD-픽셀 신호로부터 필터링될 수 있다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 검출기 모듈(20)의 일 실시예를 보다 상세히 나타내고 있다. 본 명세서에서 도 4는 사시도이며, 도 5는 상기 실시예의 단면도이다.
검출기 모듈(20)은 방사선을 감지하기 위한 적어도 하나의 검출기(30)(여기서는 CCD-검출기), 상기 적어도 하나의 검출기(30)에 커플링되는 전자 회로(40), 및 하우징(50)을 포함한다. 검출기(30)는 바닥부(62)에 대한 검출기(30)의 적절한 위치를 정의하기 위하여 예를 들어, SiC의 스페이서(spacer)에 배치된다. 하우징(50)은 제 1 몸체(60) 및 제 2 몸체(70)를 가지며, 이들 몸체 각각은 바닥부(62, 72) 및 바닥부(62, 72)로부터 연장되는 적어도 부분적 실린더 부분(64, 74)을 갖는다. 상기 제 1 몸체(60)의 적어도 부분적 실린더 부분(64)은 제 2 몸체(70)의 적어도 부분적 실린더 부분(74)과 열적으로 커플링된다. 본 명세서에서, 제 1 몸체(60)의 적어도 부분적 실린더 부분(64)은 제 2 몸체(70)의 바닥부(72)를 향하여 연장된다. 전자 회로(40)는 하우징(50) 내측에 배치되는 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판(41, 42)을 포함한다. 도시된 실시예에서는, 2D-격자(82) 아래의 하우징(50) 내에 CCD-검출기(30)가 또한 배치된다. 2D-격자(82)는 웨이퍼(80)에 형성된다. 웨이퍼(80)는 몸체(70) 바닥부(72)의 외측 표면(73)에 배치된다. 격자(82)를 형성하는 웨이퍼(80)의 부분은 바닥부(70)의 개구부(76) 위에 위치된다. 도시된 실시예에서는, 제 1 몸체(60)의 적어도 부분적 실린더 부분(64)이 제 2 몸체(70)의 적어도 부분적 실린더 부분(74) 내에 클램핑된다는 점에서 제 1 몸체(60)의 적어도 부분적 실린더 부분(64)이 제 2 몸체(70)의 적어도 부분적 실린더 부분(74)과 열적으로 커플링된다. 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 몸체(60, 70)는 금속 합금, 예컨대 인바(invar)로 제조된다. 인바는 대략 36%의 니켈과 64%의 아이언의 비로 된 니켈과 아이언의 합금이다. 소량의 추가 원소들이 존재할 수도 있다. 예를 들어, 특정 인바 합금은 35.6%의 니켈, 0.1%의 망간, 0.4%의 카본과 나머지 아이언을 포함한다. 공기 중에서 태워지고(glowing) 냉각된 후에, 합금은 실온에서 단지 1.2?10-6K-1의 팽창계수(α)를 갖는다. 두 몸체(60, 70) 간의 열적 커플링으로 인해, 하우징(50) 내측에서 발생되거나 하우징(50)에 의하여 수용되는 열이 제 2 몸체(70)로부터 제 1 몸체(60)로 전도되고, 순차적으로 하우징(50)이 배치되는 캐리어(도시 안됨)로 효율적으로 전도될 수 있다. 마찬가지로, 몸체들(60, 70) 간의 긴밀한 접촉은 지중 도체(earth conductor)로의 효율적인 전기적 전도를 허용한다. 이러한 방식으로, 정전기 방전들로 인한 섭동 또는 손상들이 방지될 수 있다.
극히 낮은 팽창계수(0 내지 50℃에서 ~ 0.02×10-6/K)를 갖는 다른 재료로는 Schott AG에 의하여 제조되는, 제로더 ⓒ(Zerodur ⓒ)로서 알려진 유리-세라믹이 있다. 이는, 무정형(amorphous)[유리형(vitreous)] 성분 및 결정형 성분 둘 모두를 갖는다. 다른 제조업자들로부터의 이와 유사한 재료들 또한 이용가능하다.
훨씬 더 극한 상황들 하에서 검출기 모듈(20)의 이용을 가능하게 하기 위해, 열팽창계수(CTE)는, 예를 들어 0 내지 3*10-6K-1의 범위로서 Si의 열팽창계수와 대략 같다. 그 이유는 규소(silicium)(실리콘)가 하우징에 장착될 다양한 구성요소들을 위한 기판, 예를 들어 도 5의 웨이퍼(80)로서 흔히 이용된다는 데 있다. 웨이퍼와 하우징을 연결하기 위하여, 접착층이 이용될 수도 있다. 접착층은, 예를 들어 10 내지 30 ㎛ 정도로 얇은 것이 바람직하다. 일 예로서, 전기적으로 절연성이며 적은 탈기체 특성(outgassing properties)을 갖는 EPOTEC 301이 접착제로서 이용된다.
이러한 극한 상황들에서, 하우징(50)의 재료의 열 전도율은 높아야 하며, 열 전도율(λ)은 100 W/m.K 보다 큰 것이 바람직하다. 열 전도율 및 열 팽창의 요건들은 상호관련되어 있다. 재료가 상대적으로 높은 열 전도율을 갖는 경우 열 팽창 또한 상대적으로 큰데, 이는 보다 나은 냉각을 제공하기 때문이다.
많은 경우에, 하우징 재료의 전기 전도율은 높은 것이 바람직하다. 재료의 전기 저항은 최대 10 Ωcm인 것이 바람직하다. 하우징이 작은 저항을 갖는 경우에는, 페러데이 케이지(cage of Faraday)로서의 역할을 하여, 정전기 방전들에 의한 하우징 내측의 전자 회로의 손상 또는 섭동을 방지할 수 있다. 이들 요건들에 순응하는 재료들로는 매우 높은 열 및 전기 전도율과 아울러 작은 열팽창계수를 갖는 SiC 또는 SiSiC 같은 세라믹들이 있다. 이들 재료들은 그들이 전도에 의해 효율적인 냉각을 가능하게 하는 한편, 나머지 온도 변화는 작은 팽창(변위들)만을 야기하기 때문에 높은 전체적 안정성을 갖는다. 이들 재료들에 대한 설명은 본 명세서에서 인용 참조되는, 논문 "The Basic Angle Monitoring system: picometer stability with Silicon Carbide optics" by M. van Veggel, (http://alexandria.tue.nl/extra2/200710084.pdf),에 제시되어 있다.
도시된 실시예에서는, 몸체(70) 바닥부(72)의 개구부(76)에서 제 1 측면과 검출기(30)에서 제 2 측면이 끝나는, 예를 들어 금속으로 된 실린더 벽(90)이 배치된다. 또한, 검출기(30)에는 보호층(36)이 제공된다. 보호 요소의 존재는 그것이 리소그래피 장치 내에 있는 동안 검출기의 손상 없이 반응성 가스로 격자(82)를 세정할 수 있게 한다. 적합한 반응성 가스는, 예를 들어 H* 라디칼들이 있다. 또한, 실린더 벽(90)은 EUV 방사선에 대해 전자 회로를 보호한다.
도 4 및 5의 실시예에서, 제 2 몸체(70)는 유연한 장착 요소(52)에 의해 제 1 몸체(60)에 장착된다. 또한, 인쇄 회로 기판(41, 42)은 유연한 장착 요소(54)에 의해 제 1 몸체(60)에 장착된다.
도 6은 검출기 모듈(20)이 냉각 장치(100)에 장착되는 검출기 모듈(20)의 일 실시예를 나타내고 있다. 검출기 모듈(20) 및 냉각 장치(100)는 냉각 배열체를 형성한다.
냉각 장치(100)는 제 1 열 접촉면(112)을 갖는 히트 싱크(110) 및 히트 싱크와 조립되는 제 1 단부(122)를 갖는 탄성 벽(120)을 포함한다. 탄성 벽(120)은 대상물의 제 1 표면(63)을 수용하기 위한 실링 링(130)이 제공되는 제 2 단부(124)를 갖는다. 여기서, 냉각될 대상물은 검출기 배열체(20)이며, 제 1 표면은 검출기 배열체(20)의 제 1 몸체(60) 바닥부(62)의 외측 표면(63)에 의하여 형성된다. 냉각될 대상물이 냉각 장치의 실링 링(130)에서 적용되는 상태에서, 제 1 및 제 2 열 접촉면(112, 63)은 각각 갭(140)을 형성한다. 탄성 벽(120)은 적어도 갭(140)을 포함하는 공간을 둘러싸는 인클로져의 일부이다. 이 경우에, 인클로져는 플랜지(118)를 포함하는 히트-싱크, 유연한 벽(120), 실링 링(130), 및 제 2 몸체(60)의 바닥부(62)에 의하여 형성된다.
배열체가 배치되는 환경과 주변 공간 간의 압력차를 유지하기 위한 설비가 제공된다. 압력차가 유지될 수 있기 때문에, 갭(140) 내에 가스가 제공되어, 검출기(20)의 열 접촉면(63) 및 냉각 장치(100)의 열 접촉면(112)으로부터의 효율적인 열 전달이 가능해질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 접촉면들(63, 112)은 실제로는 서로 접촉하지 않아서 진동의 전파가 억제된다. 검출기(20)로부터 냉각 장치(100)로의 열-전달은 다양한 파라미터들에 의하여 제어될 수 있다. 갭(140)의 폭을 축소하거나, 열 접촉면(63, 112)의 면적을 증대시키거나, 및/또는 가스의 압력을 증대시킴으로써 개선된 열-전달이 얻어질 수 있다. 매우 적합한 가스들로는 작은 분자량의 관점에서 H2 및 He가 있다. 일 실시예에서, 갭(140)의 폭은 대략 40 ㎛이고, 접촉면들(63, 112)의 면적은 대략 1000 mm2이다. 또한, 30 mbar의 압력을 갖는 H2가 냉각 가스로서 이용된다. 이러한 방식으로, 히트 싱크는 400 mW의 열 전달을 제공한다. N2 같은 다른 가스들도 적합하지만, 덜 효율적이거나 보다 높은 압력을 필요로 할 수 있다. 일 실시예에서, 인클로져는 환경으로부터 기밀식으로(gas tight) 밀폐된다는 점에서 압력차를 유지하기 위한 설비를 단독으로 형성한다. 이는, 예를 들어 유연한 벽(120)의 제 2 단부(124)에 대해 기밀식으로 검출기 모듈(20)을 장착하고, 그에 따라 밀폐된 공간에 H2와 같은 가스를 채움으로써 실현될 수 있다.
하지만, 상기 공간이 반드시 기밀식으로 밀폐되어야 하는 것은 아니다. 나타낸 실시예에서, 압력차를 유지하기 위한 설비는 가스를 주변 공간 내에 제공하기 위한 설비를 포함한다. 나타낸 실시예에서, 가스를 제공하기 위한 설비는 개구부(116)와 연통하는 채널(114)에 의하여 형성된다. 개구부(116)는 가스 공급부(도시 안됨)에 커플링될 수 있다. 우연한 극한의 가속도 힘들이 냉각 장치(100) 또는 검출기 모듈(20) 상에 작용할 수 있다. 냉각 장치(100)에 대한 검출기 모듈(20)의 측방향 이동을 방지하기 위하여, 검출기 모듈의 접촉면(63)에는 측방향으로 냉각 장치(100)에 대한 검출기 모듈(20) 실링 링(130)의 이동을 억제하는 프로파일이 제공될 수 있다. 검출기 모듈(20)의 접촉면(63)에는, 예를 들어 실링 링(130)의 외주부에 대해 배치되는 돌출부들이 제공된다.
도 6a에 나타낸 실시예에서, 채널(114)은 제 2 접촉면(112)의 적어도 하나의 홈(118)에서 끝난다. 이는 갭(140) 내에서 가스의 분배를 촉진한다. 홈(118)은 제 2 접촉면(112)의 주변부까지 연장되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 갭의 주변부를 따라 일정한 압력이 얻어진다. 또한, 이와 함께 갭 내에서 균등한 압력 분포가 실현된다.
도 6에 나타낸 냉각 배열체에서, 탄성 벽(120)은 벨로우즈이다. 이는 히트 싱크(110)에 대해 5 자유도의 검출기 모듈(20)의 자유로운 이동을 가능하게 한다. Rz의, 즉 갭(140)을 형성하는 접촉면들(112, 63)에 수직한 축을 중심으로 하는 회전의 제약만 존재한다.
나타낸 실시예에서, 탄성 벽(120)은 히트 싱크(110)를 둘러싼다. 이러한 방식으로, 탄성 벽(120)은 상대적으로 높은 높이를 가지며, 이에 의해 진동의 높은 감쇠를 가능하게 하는 한편, 열 접촉면들 사이의 갭이 상대적으로 작게 유지되어 높은 열전달률을 가능하게 한다. 나타낸 실시예에서, 벨로우즈(120)는 14 mm의 높이를 갖는다. 이 실시예에서의 벨로우즈(120)는 40 mm의 직경을 가지며 50 ㎛의 두께를 갖는 니켈로 제조된다.
일 단부(122)에서, 탄성 벽(120)은, 예를 들어 용접에 의해 히트 싱크(110) 주위에 배치되는 플랜지(118)에 커플링된다. 다른 단부(124)에서, 탄성 벽(120)은 대상물, 즉 검출기 모듈(20)의 제 2 접촉면(63)에 대해 가압되는 실링 링(130)을 갖는다. 또한, 탄성 벽을 검출기 모듈(20)에 영구적으로 장착하고 실링 링(130)을 플랜지(118)에 대해 가압시키는 것도 가능하다. 두 경우 모두에 있어, 검출기 모듈(20)을 냉각 장치(100)에 장착하기 위한 볼트 같은 추가 고정 요소들은 불필요하며, 이에 의해 용이한 설치가 가능해진다. 탄성 벽의 강성, 압축 길이 및 지지 강성을 미세 조정함으로써, 스프링-부하가 실을 위치시킬 수 있게 하며, (예를 들어, 가속 동안에) 어떠한 상대적인 이동도 방지하는 한편, 정적으로 냉각될 부분을 교란시키지 않는다.
히트 싱크(110)에는 유체 채널들(119)이 제공된다. 히트-싱크의 재료, 예를 들어 스테인리스 강을 통한 전도에 의해 불충분한 열이 전달되는 경우에, 히트 싱크(110)로 전달되는 열을 빼내기(drain) 위하여 유체, 예를 들어 물과 같은 액체가 이들 채널들(119)을 통해 순환될 수 있다. 대안적으로, 특히, 물에 의한 냉각이 가해지지 않는 높은 열 전도를 원하는 경우에는 알루미늄과 같은 다른 재료가 이용될 수도 있다. 액체의 유동은 진동들을 유발할 수 있다. 또한, 다른 냉각 수단, 예를 들어 히트-파이프가 진동들을 전달할 수 있다. 하지만, 히트 싱크(110)와 검출기 모듈(20) 간의 유연한 커플링(120)은 검출기 모듈의 작동이 섭동되지 않도록 이러한 진동들의 전파를 억제한다.
우연한 극한의 가속도 힘들이 냉각 장치(100) 또는 검출기 모듈(20) 상에 작용할 수 있다. 냉각 장치(100)에 대한 검출기 모듈(20)의 측방향 이동을 방지하기 위하여, 검출기 모듈의 접촉면(63)에는 검출기 모듈(20)에 대한 냉각 장치(100)의 측방향 이동을 억제하는 프로파일이 제공될 수 있다. 검출기 모듈(20)의 접촉면(63)에는, 예를 들어 도 6b에 도시된 바와 같은 돌출부들(66)이 제공된다. 도 6c는 검출기 모듈(20) 및 냉각 장치(100)를 포함하는 냉각 배열체를 나타내고 있다. 도 6c의 배열체에서, 돌출부들(66)은 실링 링(130)의 측방향 변위를 방지하기 위하여 실링 링(130)의 주변부 주위에 배치된다.
도 6d는 냉각 모듈(100)이 어떻게 웨이퍼 스테이지(WS)에 장착되는지를 개략적으로 나타내고 있다.
실링 링(130)은 검출기 모듈(20)과 일체가 아니기 때문에, 실제로 실링 링(130)의 접촉면과 검출기 모듈(20)의 접촉면(63) 사이에서 상당한 양의 가스가 누출될 수 있다. 누출 양은 예측가능한 부분(Ls)과 예측불가능한 부분(Ld)를 가질 것이다. 예측불가능한 부분(Ld)은 다양한 냉각 배열체들에 대해 상이하며, 또한 접촉면들의 평탄도가 특정 공차를 갖기 때문에 같은 냉각 배열체가 조립될 때마다 상이할 것이다. 예측불가능한 부분(Ld)은 일반적으로 예측가능한 부분(Ls)에 비해 상대적으로 많다. 이는 갭(140)을 포함하는 공간 및 냉각 배열체가 배치되는 공간 내에서 원하는 압력을 유지하기 어렵게 하며 그렇게 하는 데 많은 비용이 들게 한다. 평탄도가 개선될 경우, 누출의 예측가능한 부분(Ls) 및 예측불가능한 부분(Ld)이 저감될 것이다. 하지만, 예측불가능한 누출(Ld)과 예측가능한 누출(Ld)의 비(Ld/Ls)는 크게 유지된다.
도 7은 냉각 장치의 바람직한 실시예의 실링 링(130)을 나타내고 있다. 도 7a는 도 7의 실링 링(130)의 VIIA 부분의 상세도이다. 도 7a에서 알 수 있듯이, 실링 링에는 검출기 모듈(20)을 향하여 대향되는 측에 적어도 하나의 홈(132)이 제공된다. 상기 홈(132)은 실링 링(130)의 내측에서 외측으로 연장된다. 예를 들어, 링은 40 mm의 직경(D)과 1 mm의 두께를 갖는다. 이 예에서, 홈(132)은 15 ㎛의 깊이 및 1.5 mm의 폭을 갖는다. 상기 홈은 링 내측에서 환경으로 누출되는 양을 제어하는, 22.5 * 103 ㎛2의 면적을 갖는 개구부를 형성한다. 대안적으로, 실링 링(130)의 개구부는, 예를 들어 레이저 드릴링에 의하여 적용되는 홀의 형태로 제공될 수 있다.
예측가능한 누출(Ls)이 이러한 방식으로 증가되기는 하지만, 비 Ld/Ls는 크게 저감되어 필요한 압력 레벨들이 보다 쉽게 유지될 수 있다.
또한, 위급 상황의 경우에 개구부가 유출부로서 이용되어 폐쇄된 공간을 N2와 같은 불활성 가스로 신속하게 세척할 수 있다. 반드시 별도의 유출부를 제공할 필요는 없다. 후자는 별도의 배기 튜브를 필요로하며, 이는 바람직하지 않을 수 있다.
도 8은 검출기 모듈(20) 일부의 단면을 나타내고 있다. 본 명세서에서 격자(82)는 실리콘의 웨이퍼(80)를 포함하는 층을 이룬 구조로서 형성된다. 대안적으로, 시트 금속 또는 Si3N4와 같은 세라믹 재료 같이 다른 재료가 이용될 수도 있다. 웨이퍼(80)에는 Si3N4 또는 SiC와 같은 세라믹 재료 또는 티타늄 같은 금속의 강성 포일(stiff foil; 80A)이 제공된다. 상기 포일(80A)은 니켈 또는 크로늄의 패터닝된 흡수층(patterned absorber layer; 80B)으로 덮인다. 흡수층(80B)이 개구부들을 갖는 경우, 전체에 걸쳐 멤브레인(80A)이 에칭될 수 있다(실제 홀). 바둑판(checkerboard) 패턴, 육각형 개구부들을 갖는 패턴 등과 같은 패턴에 대한 다양한 선택들이 있을 수 있으나, 원형 핀홀들(80D)의 패턴이 바람직하다. 이러한 패턴은 양호한 열-전달 및 양호한 강도를 위해 특히 바람직하며, 격자(82)의 세정을 용이하게 한다. 기판(80)은 멤브레인(80A)의 패턴과 거의 일치하는 패턴을 가져, 개구부들(80D) 사이의 영역에서 멤브레인(80A)을 기계적으로 지지하며, 그와 함께 격자의 강성에 기여한다. 층을 이룬 구조에는 루테늄 보호층(80C)이 제공되어, 층을 이룬 구조의 세정을 가능하게 한다. 대안적인 재료들로는 Si3N4, Cr 및 TiN이 있다.
CCD 검출기(30)는 격자(82)로부터 10 mm의 거리(D)에 배치된다. 나타낸 실시예에서, CCD 검출기(30)는 인쇄 회로 기판(31)에 장착되는 COMS 카메라 칩(32)을 포함한다. 격자(82)를 향하여 대향되는 측면에서, 카메라 칩(32)에는 광섬유 판(fiber optic plate; 33)이 제공된다. 광섬유 판(33)은 추가 층들의 축적(deposition) 동안 카메라 칩(32)을 보호한다는 점에서 추가 층들의 축적을 가능하게 한다. 광섬유 판(33)은 "수직방향 섬유들", 즉 카메라 칩(32)의 표면에 대해 횡방향으로(transverse to) 배치되는 섬유들로 구성되기 때문에, 이미징 능력에 거의 영향을 미치지 않는다. 광섬유 판(33)에 축적되는 제 1 층은 섬광 재료(scintillating material), 예를 들어 YAG:Ce의 층(34)이다. 상기 층(34)은 UV 방사선을 카메라 칩(32)이 양호한 감도를 갖는 파장으로 변환시킨다. 상기 층(34)은 스펙트럼 퓨리티 필터(spectral purity filter)로서 기능하는 지르코늄의 층(35)으로 덮인다. 스펙트럼 퓨리티 필터의 역할을 하는 여타 재료도 적합하지만, Zr 또는 Si의 층들이 바람직하다. 층들(31-35)에 의하여 형성되는 스택에는 세정-저항-층으로서 루테늄의 층(36)이 제공된다. 상기 층(36)은 진공에 적합해야(vacuum compatible)하며, 따라서 탈기체 특성을 가지며 또한 상대적으로 낮은 흡수율을 가져야 한다. 루테늄 외에, 이 층(36)을 위해 TiN 및 CrN 같은 다른 재료들이 이용될 수도 있다.
반드시 검출기(30)가 하우징(50) 내측에 배치될 필요는 없다. 도 9 및 도 10은 검출기(30)가 하우징(50)의 외측 표면, 여기서는 제 2 몸체(70) 바닥부(72)의 외측 표면(73)에 배치되는 2 개의 대안적인 실시예들을 나타내고 있다. 도 9에 나타낸 검출기(21)의 실시예에서, 제 1 몸체(60)의 적어도 실린더 부분(64)은 제 2 몸체(70)의 실린더 부분(74) 내에 긴밀하게 피팅된다.
도 10에 나타낸 검출기 배열체(22)의 일 실시예에서, 제 1 몸체(60)의 적어도 부분적 실린더 부분(64)은, 상기 제 1 몸체(60)의 적어도 부분적 실린더 부분(64)의 외측 표면(65)과 제 2 몸체(70)의 적어도 부분적 실린더 부분(74)의 내측 표면(75) 사이에 배치되는 접착층(52)에 의하여 제 2 몸체(70)의 적어도 부분적 실린더 부분(74)과 열적으로 커플링된다. 이 실시예에서, 제 1 및 제 2 몸체(60, 70)는 세라믹 재료로 제조된다. 다양한 세라믹 재료들은 양호한 전기 전도성 및 열 전도성과 아울러 작은 열팽창계수를 제공한다. 일 실시예에서, 몸체들(60, 70)은 흑연 몰드(graphite mold)에서 화학적 증기 증착법(chemical vapor deposition: CVD)에 의하여 적용되는 SiC로 제조된다. 증착 프로세스의 완료 후에, 상기 몰드는, 예를 들어 연소에 의해 제거된다. 선택적으로, 생성된 몸체는 원하는 형상으로 연삭(grind)되거나 및/또는 폴리싱될 수 있다.
대안적으로, 실리콘 카바이드 몸체는 다른 적합한 증착법 또는 막 형성 기술들, 예컨대 플라즈마 강화 화학적 증기 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition: PECVD), RF 글로우 방전(RF glow discharge), RF 스퍼터링(RF sputtering), 이온 클러스터 빔 증착(ion cluster beam deposition), 이온 빔 스퍼터링(ion beam sputtering), 졸 겔 코팅법(sol gel coating), 반응성 스퍼터링(reactive sputtering), 플라즈마 스프레이(plasma spray), 반응물 스프레잉(reactant spraying), 마이크로웨이브 방전(microwave discharge), 및 광 CVD(photo CVD)에 의하여 형성될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 몸체들은 반응 소결된 SiSiC(silicon infiltrated silicon carbide) 재료로부터 형성된다. 생소지(green body)의 구성은 일부 카본을 포함하며, Si가 과도하게 존재할 경우 고온 소성(high temperature firing)이 일어난다. 용융된 Si는 몸체를 통해 분산되기 때문에, 카본과 반응하여 베타 SiC 결합(beta SiC bond)을 형성하며, 나머지 개기공률(open porosity)은 과잉 실리콘(excess silicon)으로 채워진다. 인도될 아이템(item to be delivered)의 형상에 따르면, 생소지는, 예를 들어 몰드를 이용하여, 가령 슬립 캐스팅(slip casting)에 의하여 형성될 수 있다. 본 명세서에서, 액체 내의 세라믹 재료의 현탁액(suspension)을 포함하는 슬립은 플라스터 피스 몰드(plaster piece mold)내로 부어진다(poured into). 현탁액 내의 물은 플라스터에 의하여 흡수되면 보강된 재료의 층이 몰드의 표면에서 수집된다. 이 층이 캐스트를 형성하기에 충분히 두꺼운 경우, 과잉 슬립은 부어 내고(poured off) 몰드가 제거된다. 그 다음, 중공 슬립 캐스트가 건조되고 구워진다(fired). 대안적으로, 세라믹 재료는 몰드 내로 직접 가압될 수도 있다.
접착 재료(52)는, 예를 들어 에폭시 수지이다. 접착층(52)에 이용될 매우 적합한 에폭시 수지는 비스페놀 A 및 비스페놀 F 족들(Bisphenol A and Bisphenol F families)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 에폭시 수지인데, 이는 이들 에폭시 수지들이 상대적으로 수분에 덜 취약하기 때문이다. 특히, Epo-tek 302-3M(R)라는 이름의 에폭시 기술[Epoxy Technology (Billerica, Mass., USA)]에 의하여 제조되는 에폭시는 작은 수분 취약성 및 양호한 모세관 현상으로 인해 매우 적합한 것으로 나타났다.
몸체들 간의 양호한 전기 전도성을 추가적으로 촉진하기 위하여, 전도 재료를 포함하는 접착 재료, 예컨대 실버 페이스트(silver paste)가 이용될 수 있다. 상업적으로 이용가능한 페이스트들의 예로는 Epotech로부터의 H21D 또는 Eccobond로부터의 C56C가 있다. 또한, 몸체들(60, 70)에 이용되는 재료들(SiC 및 SiSiC)은 양호한 전기 전도성을 갖는다. 다른 전기 전도성 세라믹 재료들로는, TiC, ZrC, VC, TaC, Mo2C, WC, SiC, 등과 같은 카바이드들, TiN, ZrN, VN, NbN, TaN, Cr2N, 등과 같은 나이트라이드들, 카본나이트라이드(carbonitride) Ti(C-N), TiB2, ZrB2, NbB2, TaB2, CrB2, MoB, 등과 같은 보라이드들(borides), TiSi2, ZrSi2, NbSi2, CrSi2, MoSi2, WSi2, 등과 같은 실리사이드들(silicides), TiO2-x와 같은 단일 전도성 세라믹(single conductive ceramic), 이러한 물질들 중 2 가지 타입 이상을 포함하는 복합 세라믹과 같은 전도성 재료들, 및 Si3, N4, 시알론(sialon), Al2O3, ZrO2, 등을 갖는 복합 세라믹들이 있다.
또한, 반금속 세라믹 전도체(semimetallic ceramic conductor)들이 알려져 있다. 금속과 같이, 이들 재료들은 오버래핑 전자 에너지 밴드(overlapping electron energy band)들을 가지며, 따라서 뛰어난 전자 전도체들이다. 반금속 세라믹들의 예로는 리드 옥사이드(lead oxide)(PbO), 루테늄 디옥사이드(ruthenium dioxide)(RuO2), 비스무스 루테네이트(bismuth ruthenate)(Bi2Ru2O7), 및 비스무스 이리데이트(bismuth iridate)(Bi2Ir2O7)가 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 기술된 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 같은 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.
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 또는 극자외 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 하나 또는 그들의 조합을 지칭할 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예에 대해 상술되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 또한 기계-판독가능한 명령어는 2 개 이상의 컴퓨터 프로그램들에서 채용될 수도 있다. 2 개 이상의 컴퓨터 프로그램은 1 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.
청구범위에서, "포함"이라는 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하는 것이 아니며, 단수의 단어들("a" 또는 "an")은 복수를 배세하는 것이 아니다. 단일 구성요소 또는 다른 유닛은 청구범위에서 언급되는 수 개의 아이템들의 기능들을 충족시킬 수 있다. 서로 상이한 청구범위에서 특정 방법들이 언급된다는 단순한 사실이 이들 방법들의 조합은 유리하게 이용될 수 없음을 나타내는 것은 아니다. 예를 들어, 검출기 모듈의 제 1 실시예 및 제 2 실시예는 히트 싱크, 예를 들어 도 6에 나타낸 히트 싱크와 조합하여 이용될 수도 있다. 청구범위에서의 어떠한 기준 부호들(reference signs)도 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.

Claims (16)

  1. 검출기 모듈(20; 21; 22)에 있어서,
    광자 방사선을 감지하는 적어도 하나의 검출기(30),
    상기 적어도 하나의 검출기(30)에 커플링되는 전자 회로(40), 및
    제 1 몸체 및 제 2 몸체(60, 70) - 상기 제 1 몸체 및 제 2 몸체 각각은 바닥부(62, 72) 및 상기 바닥부(62, 72)로부터 연장되는 적어도 부분적 실린더 부분(64, 74)을 가짐 - 를 갖는 하우징을 포함하며,
    상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)은 상기 제 2 몸체(70)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(74)과 열적으로 커플링되고,
    상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)은 상기 제 2 몸체(70)의 바닥부(72)를 향하여 연장되며,
    상기 전자 회로(40)는 상기 하우징(50) 내부에 배치되는 검출기 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)은, 상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)의 외측 표면(65)과 상기 제 2 몸체(70)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(74)의 내측 표면(75) 사이에 배치되는 접착층(52)에 의하여 상기 제 2 몸체(70)의 적어도 부분적 실린더 부분(74)과 열적으로 커플링되는 검출기 모듈(22).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)이 상기 제 2 몸체(70)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(74) 내에 클램핑된다는 점에서 상기 제 1 몸체(60)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(64)은 상기 제 2 몸체(70)의 상기 적어도 부분적 실린더 부분(74)과 열적으로 커플링되는 검출기 모듈(21).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(50)은 세라믹 재료를 포함하는 검출기 모듈(20; 21; 22).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 세라믹 재료는 SiC를 포함하는 검출기 모듈(20; 21; 22).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체들 중 하나(70)의 상기 바닥부(72)의 외측 표면(73)은 기판(80)에 형성되는 격자(82)를 지니며,
    상기 격자(82)는 상기 바닥부(72)의 개구부(76) 위에 배치되고, 상기 검출기(30)는 상기 격자(82) 맞은편의 상기 하우징(50) 내부에 배치되는 검출기 모듈(20).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체들 중 하나(70)의 상기 바닥부(72)의 외측 표면(73)은 상기 검출기(30)를 지니는 검출기 모듈(21; 22).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 몸체(60) 및 상기 제 2 몸체(70) 중 하나의 상기 바닥부(62)는 히트 싱크(110) 맞은편에 배치되는 검출기 모듈(20).
  9. 냉각 배열체(cooling arrangement)에 있어서,
    제 1 열 접촉면(112)을 갖는 히트 싱크(110),
    제 2 열 접촉면(63)을 갖는 제 8 항에 따른 검출기 모듈(20), 및
    탄성 벽(120)을 포함하며,
    상기 제 1 열 접촉면(112) 및 상기 제 2 열 접촉면(63)은 서로 대향되고 갭(140)을 형성하고,
    상기 탄성 벽(120)은 적어도 상기 갭(140)을 포함하는 공간을 둘러싸는 인클로져(enclosure)의 일부이며,
    상기 냉각 배열체는 상기 공간과 상기 냉각 배열체의 환경 간의 압력차를 유지하기 위한 설비(facility)를 포함하는 냉각 배열체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    폐쇄된 공간(enclosed space) 내로 가스를 제공하기 위한 설비를 포함하는 냉각 배열체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 탄성 벽(120)은 벨로우즈(bellows)인 냉각 배열체.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 탄성 벽(120)은 상기 히트 싱크(110)를 둘러싸는 냉각 배열체.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 탄성 벽(120)은 대상물 및 히트 싱크(110) 중 적어도 하나와 조립되는 제 1 단부(122), 및 상기 탄성 벽(120)의 인장에 의하여 상기 대상물(20) 및 상기 히트 싱크 중 나머지 하나로 가압되는 실링 링(sealing ring; 130)이 제공되는 제 2 단부(124)를 갖는 냉각 배열체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 실링 링(130)에는 개구부(132)가 제공되는 냉각 배열체.
  15. 리소그래피 시스템에 있어서,
    EUV 소스,
    내부에 배치되는 진공 챔버;
    대상물 평면을 조명하기 위하여 상기 소스로부터 상기 대상물 평면으로 정전기 방사선을 지향시키도록 구성되는 이미징 시스템(M4, M3);
    상기 대상물 평면에 위치되는 제 1 격자(13; 13a; 13b);
    상기 제 1 격자의 이미지를 초점 평면 상에 투영하도록 구성되는 투영 광학 시스템(M1, M6; PO); 및
    상기 투영된 이미지를 수용하도록 구성되는, 제 1 항에 따른 검출기 모듈(20)을 포함하는 리소그래피 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 검출기 모듈(20)의 상기 제 1 몸체(60)의 상기 바닥부(62)는 상기 투영 광학 시스템(M1, M6; PO)과 대향되는 리소그래피 시스템.
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