KR100631098B1 - 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

높은 구동력, 높은 효율 및 낮은 수직력을 갖는 리니어모터는 2개의 대항 자석트랙(11, 12) 및 3개의 개방코일세트를 포함하는 아마츄어(13)를 포함한다. 리니어모터는 리소그래피 투영장치내의 스테이지 특히, 마스크 스테이지를 구동시키는데 사용될 수 있다.

Description

리소그래피장치 및 디바이스 제조방법 {Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 투영장치의 도면;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1리니어모터의 단면도;

도 3은 냉각제 채널을 나타내는 도 2의 모터의 트랜스레이터의 일부의 확대 단면도;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2리니어모터의 단면도;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제3리니어모터의 단면도이다.

본 발명은,

- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 필요한 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템;

- 상기 지지구조체 및 상기 기판테이블 중의 하나를 이동시키기 위한 리니어모터를 포함하는 리소그래피장치에 관한 것이다.

"패터닝수단(patterning means)"이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는 패터닝된 단면을 입사하는 방사빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스 내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 이 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 이미 잘 알려져 있고, 바이너리(binary)형, 교번위상-시프트(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상-시프트형과 같은 마스크형식과 다양한 하이브리드 마스크형식을 포함한다. 방사빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크의 패턴에 따라 마스크로 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우에는, 일반적으로 지지구조체는 마스크테이블이 되고, 상기 마스크테이블은 입사되는 투영빔내의 어떤 위치에 마스크가 고정될 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크를 상기 빔에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있도록 한다.

- 프로그래밍 가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층 (viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어)반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광이 회절광으로 반사되는 반면, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광이 비회절광으로 반사되는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 작은 거울의 매트릭스 배열을 채택하는 것인데, 상기 각각의 작은 거울은 국부화된 적절한 전기장을 가하거나 또는 압전작동수단(piezoelectric actuation means)을 채택하여 축선에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 또한, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이고, 이러한 어드레싱된 거울은 입사하는 방사빔을 어드레싱되지 않은 거울에 대하여 다른 방향으로 반사할 것이다. 이러한 방식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적당한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상술된 두가지 상황 모두에 있어서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열로 이루어질 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호 및 US 5,523,193호와 PCT특허출원 WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍 가능한 거울배열의 경우에, 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상술된 바와 같 이, 이러한 경우에서의 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 또는 이동할 수 있는, 예를 들어, 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크와 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 특정적으로 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

예를 들어, 리소그래피투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이 경우에, 패터닝수단은 IC의 각각의 층에 대응되는 회로패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 감응재(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들어, 1이상의 다이로 구성되는)상으로 묘화될 수 있다. 일반적으로, 단일 웨이퍼는 인접해 있는 타겟부들의 전체적인 네트워크를 포함하고, 이들 타겟부는 투영시스템에 의하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 상이한 형식의 기계로 구분될 수 있다. 어느 한 형식의 리소그래피투영장치에서는 타겟부상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상적으로 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 소정의 기준방향("스캐닝방향")으로 투영빔 하의 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 상기 스캐닝방향과 평행으로 또는 반평행(anti-parallel)으로 기판테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로, 투영시스템은 배율인자 M(일반 적으로 < 1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 M배가 된다. 본 명세서에 참조자료로 채택되고, 여기서 서술된 리소그래피장치에 관한 보다 상세한 정보는, 예를 들어 미국특허 US 6,046,792호에서 얻을 수 있다.

리소그래피투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선 감응재(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포되는 기판상으로 묘화된다. 이 묘화단계(imaging step)에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐(imaged feature)의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC와 같은 디바이스의 각각의 층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 각각의 층을 마무리하기 위한 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 집적회로 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 집적회로 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 본 명세서에서 참조자료로 채택되고 있는 이와 같은 공정에 관한 추가정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급 될 것이다; 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기, 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 포괄하는 것으로서 폭 넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사투영빔의 지향, 성형 또는 제어하는 이들 설계형식 중의 어느 하나에 따라 동작하는 성분를 포함할 수 있고, 이후에 설명에서는 이러한 성분들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블 (및/또는 2이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서, 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 스테이지가 노광에 사용되고 있는 동안, 1이상의 다른 스테이지에서는 준비작업단계가 수행될 수 있다. 본 명세서에서 참조자료로 채택되는 듀얼 스테이지 리소그래피장치는, 예를 들어, 미국특허 US 5,969,441호 및 국제특허출원 WO 98/40791호에 개시되어 있다.

매우 고가의 기계인 리소그래피장치의 소유비용을 감소시키기 위하여, 상기 장치는, 시간당 노광된 웨이퍼로 측정되는, 가능한 한 높은 스루풋을 가져야 한다. 스캐닝장치에서, 노광시 스캐닝속도의 증가는 스루풋에서 실질적인 증가를 제공할 수 있다. 하지만, 동기적으로 스캐닝되어야 하는 마스크 및 기판테이블은 무거우며, 각각 수십 kg의 무게가 나간다. 이미 그들은 매우 빠르게 이동되고 있고, 예를 들어, 1/4 배율을 갖는 투영렌즈를 구비한 장치내의 기판의 속도의 4배로 이동해야만 하는 마스크테이블은 공지된 장치에서 대략 50ms^-2로 가속된다. 따라서, 스 캐닝속도를 증가시키기 위하여 실질적으로 보다 강력한 모터가 필요하다. 자석판(스테이터) 및 3, 6, 12 또는 15개의 코일을 가지고 있는 코일블럭(트랜스레이터(translator) 또는 아마츄어(armature))으로 이루어진, 기존 디자인의 리니어모터는 과열을 발생시키기 때문에, 단순하게 규모를 확대(scaling up)시킬 수 없다.

본 발명의 목적은 구동력이 커짐에 따라 대응하여 열소산(heat dissipation)이 커지지 않게 하는, 향상된 효율을 갖는 개선된 리니어모터를 제공하는 것이다.

상기 및 기타 목적은 서두에 명기된 바와 같은 본 발명에 따른 리소그래피장치에 따라 달성되며,

상기 리니어모터는 서로 대항하는 제1 및 제2자석판 및 상기 자석판들 사이에서 이동가능한 개방코일유닛을 포함하고, 상기 코일유닛은 개별적인 강자성코어(ferromagnetic core) 주위를 각각 감고 있는 복수의 코일들을 포함하고, 상기 자석판들 및 상기 코일유닛은 상대적으로 이동가능한 것을 특징으로 한다.

2개의 대항하는 자석판 및 (상이한 위상의 코일들의 코어들 사이에 강자성 접속(ferromagnetic connection)이 없는)개방코일유닛을 사용하면, 주어진 힘에 대하여 낮은 부피를 갖는 모터를 구성하는 것이 가능하다. 이동질량(moving mass)이 감소되더라도, 추가적인 유효 자석재료(magnet material)가 존재하고 이에 따라, 자기력이 높아지기 때문에, 모터의 효율이 증가할 수 있다. 동시에, 수직힘(normal force)(즉, 구동방향에 수직한 방향으로 발생된 힘)이 500 내지 1,000의 팩터(factor)만큼 감소된다. 이것은 특히, 모터가 진공에서 작동될 때, 베어링요건(bearing requirement)이 상당히 감소되는 실질적인 부가적 이점을 제공한다.

리니어 전자기모터에 대한 관례(common practice)로서, 코일들이 감겨지는 강자성 코어들은 이하, 티스(teeth)라고도 불려진다.

본 발명의 실시예에서, 코일유닛은 복수의 코일세트를 포함하고, 각각의 코일세트는 1이상의 코일 및 각각의 코일세트에 대한 DC증폭기를 포함한다. 코일세트당 상이한 코일들이 직렬 또는 병렬로 접속될 수 있다. DC증폭기에 의하여 전력을 공급하는 대안례로서, 코일세트가 다수위상 AC증폭기에 의하여 전력이 공급된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 코일유닛은 3개의 코일세트를 포함하고, 각각의 코일세트는 1이상의 코일들 및 각각의 코일세트를 구동시키는 3개의 DC증폭기를 포함한다. 3상 AC증폭기가 사용될 수도 있다.

또한, 바람직한 실시예에서, 상기 코일들이 감싸고 있는 강자성코어는 상기 코일들의 너머로 돌출하고, 상기 코어들 사이에 냉각제 도관이 제공되며 상기 코일들과 열접촉하게 된다. 냉각제 도관(coolant conduit)은 모터의 사용시에 예를 들어, 물과 같은 냉각제 유체를 순환시키는데 사용되며, 이동질량의 모터크기에서의 지나친 증가없이 효과적인 냉각을 가능하게 한다. 효과적인 냉각은 코일내의 높은 전류밀도가 사용될 수 있게 하여, 구동력을 증가시킬 수 있다. 냉각제 도관은 세라믹재료로 형성되는 것이 바람직하며 이에 따라, 도전성재료내의 맴돌이전류(eddy current)로 인해 발생할 수 있는 여하한의 전력손실을 일으키지 않는다.

또한, 코일들은 포일(foil)로 감겨질 수 있어, 냉각제 도관에 대하여 높은 열전도성을 갖게 된다. 포일 코일의 사용은 또한, 코일들이 강자성코어에 감겨 있는 여타의 전자기모터에 개선된 성능을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면,

- 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 덮힌 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

- 리니어모터를 이용하여 상기 패터닝수단 및 상기 기판 중의 적어도 하나를 변위시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

- 상기 리니어모터는 서로 대항하는 제1 및 제2자석판 및 상기 자석판들 사이에서 이동가능한 개방코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔 뿐만 아니라, (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 EUV(예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인 극자외선)을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄하여 사용된다.

이제, 첨부된 개략적인 도면을 참조하여, 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예가 서술된다.

도면에서, 대응하는 참조부호는 대응하는 부분을 나타낸다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

ㆍ방사선(예를 들어, EUV방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사선소스(LA)도 포함한다);

ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 제공되고, 아이템 PL에 대하여 마스크를 정확히 포지셔닝하는 제1포지셔닝수단(PM)에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 포지셔닝하는 제2포지셔닝수단(PW)에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 반사 렌즈시스템)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한)반사형이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한)투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

상기 소스(LA)(레이저-생성 또는 방전 플라즈마소스)가 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔익스팬더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라고 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사선소스(LA)는 리소그패피투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사선소스(LA)가 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사선소스(LA)가 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위 는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 거친다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2포지셔닝수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1포지셔닝수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정모듈(long stroke module)(개략적인 포지셔닝) 및 짧은 행정모듈(미세 포지셔닝)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정액츄에어터에만 연결될 수도 있고 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크정렬마크(M1, M2) 및 기판정렬마크(P1, P2)를 이용하여 조정될 수 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

본 실시예에서, 마스크테이블(MT)은 연속적인 스캐닝 노광을 위하여 왕복운동을 수행하여야 하며, 비교적 높은 스루풋을 유지하기 위하여 신속하게 가속 및 감속되어야 한다. 따라서, 마스크테이블을 Y방향으로 구동시키기 위하여 비교적 긴 스트로크를 갖는 강력한 모터가 필요하다. 본 발명에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같은 리니어모터(10)가 사용된다.

리니어모터(10)는 대향되는 자석판 또는 트랙(11, 12) 및 코일유닛(트랜스레이터 또는 아마츄어; 13)을 포함한다. 자석판(11, 12)은 후방평면(back plane)상에 장착된, 교대로 N 및 S극으로 방향이 잡힌 영구자석(14, 15)을 포함한다. 선택적으로, Halbach자석들이 영구자석들(14, 15) 사이에 위치될 수 있다. 각각의 자석판(11, 12)의 일부만 도시되며, 자석트랙의 길이는 훨씬 길 것이고, 모터의 필요한 스트로크에 의하여 결정됨을 유의하여야 한다. 본 예시에서는, 코일유닛(13)이 개별적인 강자성코어(티스; 18a 내지 18f)를 감는 6개의 코일들(17a 내지 17f)을 포함한다. 운동시에 힘의 리플(force ripple) 및 코깅(cogging)을 감소시키기 위하여 2개의 외측 티스(19)가 또한 제공된다. 외측 티스(19)는 여타의 코어들의 간 격보다 여타의 코어로부터 보다 멀리 이격되어 있을 수 있으며, 코일의 개수에 따라 더 커질 수도 있다. 코어들은 적층된(laminated), 분말의(powdered) 또는 고형의(solid) 철이나 강자성합금으로 형성될 수 있다. 프레임워크(도시되지 않음)는 코일들을 함께 유지시키고 코일유닛을 구동물체에 접속시킨다.

6개의 코일(17a 내지 17f)은 3개의 인터리빙된 세트(interleaved set)(17a와 17d, 17b 및 17e와 17c와 17f)로 함께 그룹화된다. 내부 접속은 없고, 각각의 코일세트가 개별적인 DC증폭기에 의하여 구동되나, 3개의 세트 각각은 상기 모터의 하나의 "위상(phase)"을 포함한다. 3상 AC증폭기가 사용될 수도 있으며, 코일들이 스타, 델타 또는 독립형과 같은 여타의 형태로 접속될 수 있다.

티스(18a 내지 18f)와 자석판(11, 12) 사이의 갭들(G1, G2)은 아마츄어(13)에 작용하는 수직력을 결정한다. 수직력이 없도록 보장하기 위하여, 갭들이 동일하게 만들어져야 한다. 예를 들어, 베어링목적 또는 중력보상을 위하여 필요한 크기의 수직력을 제공하기 위하여, 갭들(G1, G2)의 크기가 필요에 따라 설정될 수 있다. 기계적인 이유로 갭들의 크기에 대하여 더 낮은 제한치가 설정될 수 있다.

정확한 재료들 및 모터의 치수들은 용도에 따라 결정될 것이다. 코일들(17a 내지 17f)은 구리와이어로 만들어지거나 또는 0.8미만의 충전인자(filling factor)를 가능하게 하는 포일(예를 들어, Cu 또는 Al)로 감겨질 수 있다. 자석피치가 12mm(N-S)이고, 티스피치가 16mm이고, 자석의 두께가 4mm이고, 철 코어티스의 크기가 6mm x 55mm x 38mm이면, 모터는 대략 670N의 구동력을 제공할 수 있다.

보다 큰 구동력을 제공하기 위하여, 코일의 수가 증가할 수도 있다. 제2예 시는 도 4에 도시된다. 도 4에 도시된 모터(20)는 철 티스(18) 및 2개의 외측 티스(19)를 감고 있는 12개의 코일들(17)을 가진다. 제1예시와 동일한 재료 및 치수로 만들어졌다면, 1340N의 구동력이 얻어질 수 있다.

제3예시의 모터(30)를 나타내는 도 5에 도시된 바와 같이, 코일의 높이가 감소될 수 있고, 전류밀도가 증가하여 1800N의 구동력을 제공한다.

코일을 냉각시키기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같은 배열이 채택될 수 있다. 코일들(17a, 17b) 위로 연장하는 티스들(18a, 18b) 사이에는, 세라믹 인서트(ceramic insert)(40)가 제공된다. 인서트(40)는 내부에 2개의 도관(41)을 가지고 있어, 코일의 주위로 예를 들어, 물과 같은 냉각수를 순환시킬 수 있다. 그 대신에, 인서트는 직사각형 단면을 갖는 1이상의 도관을 가질 수도 있다. 인서트는 세라믹이기 때문에, 맴돌이전류로 인한 손실이 발생하지 않는다. 도 3은 단지 2개의 코일(17a, 17b) 및 그 각각의 티스(18a, 18b)를 도시하지만, 티스들 사이의 각각의 갭내에 동일한 배열이 제공된다.

예시된 실시예가 2개의 평행 자석판을 가지고 있지만, 자석판이 반드시 평행할 필요는 없음을 이해할 것이다. 상기 판들이 서로에 대하여 기울어진 경우에는, 판들 사이의 각의 이등분선(bisector)에 수직한 힘성분이 생성된다. 이 힘은 상이한 위상의 모터에 적용되는 정류각(commutation angle)을 변화시켜 제어될 수도 있다.

본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만, 본 발명이 상술된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 이해할 것이다. 특히, 모터가 리소그래피 투영장치의 기판스테이 지를 구동시키는데 사용되거나 또는 큰 구동력이 필요한 여하한의 응용례에 사용될 수도 있다. 또한, 자석판들 중의 하나가 영구자석이 없는 간단한 철판으로 형성될 수도 있다. 상기 설명은 본 발명을 한정하지 않는다.

또한, 강자성코어를 감고 있는 상술된 코일의 사용은 특정 실시예들에 제한하려는 것이 아니며, 또한 여타의 전자기모터에서 개선된 성능을 가져올 수도 있다. 포일코일이 유용한 모터의 예는 하나의 자석판 및 코일유닛을 포함하는 리니어모터이며, 코일유닛은 복수의 강자성티스를 갖는 하나의 강자성코어 및 개별적인 강자성티스를 각각 감고 있는 복수의 코일들을 포함한다. 또 다른 예시로서, 포일코일의 사용이 리럭턴스 모터의 개선된 성능을 가져올 수도 있다.

본 발명에 따르면, 구동력이 커짐에 따라 대응하여 열소산이 커지지 않게 하는, 향상된 효율을 갖는 개선된 리니어모터를 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 리소그래피 투영장치에 있어서,

   - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

   - 필요한 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

   - 기판을 잡아주는 기판테이블;

   - 상기 기판의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템;

   - 상기 지지구조체 및 상기 기판테이블 중의 하나를 이동시키기 위한 리니어모터를 포함하고,

   상기 리니어모터는 서로 대향하는 제1 및 제2자석판 및 상기 자석판들 사이의 개방코일유닛을 포함하고, 상기 코일유닛은 각자의 강자성코어(ferromagnetic core) 주위를 각각 감고 있는 복수의 코일들을 포함하고, 상기 자석판 및 상기 코일유닛은 상대적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 코일블럭은 3개의 코일세트를 포함하고, 각각의 코일세트는 1이상의 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 코일유닛은, 그 위에는 코일이 감겨져 있지 않고 상기 코일들 중의 최외측 코일로부터 이격되어 있는 1이상의 추가적인 강자성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 강자성코어들은 그것에 감겨져 있는 코일들의 너머로 돌출하고, 냉각제 도관이 상기 코어들 사이에 제공되어 상기 코일들과 열적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 냉각제 도관은 세라믹재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 코일들은 예를 들어, Cu 또는 Al포일과 같은 포일로 감겨지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 자석판들은 Halbach자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
8. 디바이스 제조방법에 있어서,

   - 부분적 또는 전체적으로 방사선감응재층으로 덮힌 기판을 제공하는 단계;

   - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

   - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

   - 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및

   - 리니어모터를 이용하여 상기 패터닝수단 및 상기 기판 중의 적어도 하나를 변위시키는 단계를 포함하고,

   - 상기 리니어모터는 서로 대항하는 제1 및 제2자석판 및 상기 자석판들 사이의 개방코일을 포함하고, 상기 코일유닛은 각자의 강자성코어들을 감싸는 복수의 코일을 포함하고, 상기 자석판 및 상기 코일유닛은 상대적으로 이동가능한 것을 특징으로 디바이스 제조방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 및 제2자석판은 서로 평행하지 않고, 상기 코일유닛의 코일들에 적용되는 정류각(commutation angle)을 변화시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.

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