KR100673631B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

Abstract

투영시스템과 기판 사이의 공간을 액체로 전체 또는 부분적으로 채우도록 구성된 액체 공급 시스템, 상기 액체 공급 시스템의 액체 한정 구조체와 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하도록 구성된 유출구, 및 상기 유출구를 통해 상기 혼합물을 배출하도록 구성된 추출 시스템을 포함하며, 상기 추출 시스템은 상기 혼합물내의 가스로부터 액체를 분리하도록 배치된 분리기 탱크, 및 상기 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역에 연결되고 상기 비-액체-충전 영역내의 안정된 압력을 유지하도록 구성된 분리기 탱크 압력 제어기를 가지는 리소그래피 장치가 개시된다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만, 본 발명의 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 2 및 도 3은 리소그래피 투영장치에서 사용되는 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 4는 리소그래피 투영장치에서 사용되는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 5는 리소그래피 투영장치에서 사용되는, 액체 한정 구조체와 가스 시일을 갖는 침지 액체 저장소(immersion liquid reservoir)를 포함하는 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하는 도면;

도 6은 분리기 탱크(separator tank), 제한 유동 연결부(limited flow connection) 및 등압 연결부(pressure equalization connection)를 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템(evacuation system)을 도시하는 도면;

도 7은 분리기 탱크만을 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 8은 액체/가스 균질기(liquid/gas homogenizer) 및 공유 진공 설비(shared vacuum facility)에 의해 백업(backup)되는 2-상 양립식 펌프(two-phase compatible pump)에 의해 펌핑 다운(pump down)되도록 구성된 유지 탱크(holding tank)를 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 9는 공유 진공 설비에 의해 백업된 2-상 양립식 펌프에 의해 펌핑 다운되도록 배치된 분리기 탱크를 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 10은 공유 진공 설비에 의해 백업된 2-상 양립식 펌프에 의해 펌핑 다운되도록 배치된 분리기 탱크 및 퍼지 탱크를 포함하고, 상기 분리기 탱크 및 퍼지 탱크가 제한 유동 연결부에 의해 함께 연결되는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 11은 도 10에 도시된 것 이외에, 분리기와 퍼지 탱크들 사이의 등압 연결부를 더 포함하는 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 12는 도 10에 도시된 것 이외에, 퍼지 탱크와 2-상 양립싱 펌프와 공유 진공 설비간의 연결을 더 포함하는 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 13은 분리기 탱크로부터 액체를 배수(drain)하도록 배치된 회전 휠 액체 펌프(rotating wheel liquid pump)를 갖는 분리기 탱크만을 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 14는 분리기 탱크로부터 액체를 제거하도록 가스 분사 펌프(gas jet pump)가 제공되는 것을 제외하고는, 도 13에 도시된 것과 같은 추출 시스템을 도시 하는 도면;

도 15는 분리기로부터 액체를 배수하고 분리기 탱크내에 안정된 압력을 유지시키도록 구성된 2-상 양립식 펌프를 가지고, 분리기 탱크를 배수하도록 구성된 펌핑 라인(pumping line)과 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역(non-liquid-filled region)내의 압력을 유지하도록 구성된 펌핑 라인 사이에 위치된 체크 밸브(check valve)를 갖는 분리기 탱크만을 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면;

도 16은 체크 밸브 없는, 도 15에 도시된 것에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면; 및

도 17은 공유 진공 설비에 의해 백업되고 2-상 양립식 진공 압력 조절기에 의해 제어되는 2-상 양립식 펌프를 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템을 도시하는 도면이다.

본 발명은 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판상에, 통상적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상의 전체패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 투영장치에서, 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 기판을 침지(immerse)시키는 것이 제안되었다. 이것의 핵심은, 노광 방사선이 액체내에서 보다 짧은 파장을 가지기 때문에 보다 작은 피처들을 이미징할 수 있다는 것에 있다. (또한, 액체의 효과는 상기 시스템의 유효 NA를 증가시키고 초점심도(depth of focus)를 증가시키는 것으로도 간주될 수 있다.) 고체 입자들(예를 들어, 쿼츠)이 부유(suspend)되어 있는 물을 포함하는 여타의 침지 액체들이 제안되었다.

하지만, 액체의 바스(bath)내에 기판 또는 기판과 기판테이블을 담그는(submersing) 것(예를 들어, 본 명세서에서 전문이 인용참조되고 있는 미국 특허 제 4,509,852호 참조)은, 스캐닝 노광 중에 가속되어야만 하는 큰 몸체의 액체가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 추가적인 또는 보다 강력한 모터들을 필요로 하며, 액체내에서의 난류(turbulence)는 바람직하지 않고 예측할 수 없는 영향들을 초래할 수도 있다.

제안된 해결책 중 하나는, 액체 공급 시스템이 기판의 국부적인 영역에만 그리고 투영시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 것이다(일반적으로, 기판은 투영시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 가진다). 이렇게 배치시키기 위해서 제안된 한가지 방법이 PCT 특허 출원 WO 99/49504호에 개시되어 있으며, 그 전문이 본 명세서에서 인용참조되고 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액체는 1이상의 유입구(IN)에 의하여, 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동방향을 따라 기판상으로 공급되며, 투영시스템 아래를 통과한 후에는 1이상의 유출구(OUT)에 의하여 제거된다. 즉, 기판이 -X 방향으로 요소의 밑에서 스캐닝되기 때문에, 액체는 상기 요소의 +X 쪽에서 공급되고 -X 쪽에서 흡수(take up)된다. 도 2는, 액체가 유입구(IN)를 통하여 공급되고 저압력원에 연결된 유출구(OUT)에 의하여 요소의 다른 쪽상에서 흡수되는 구성예를 개략적으로 도시한다. 도 2의 예시에서, 액체는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되나, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 최종 요소 주위에 위치된 유입구들 및 유출구들의 방위 및 개수는 다양할 수 있으며, 도 3에는 양쪽에 유출구를 갖는 유입구의 4개의 세트들이 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되는 일례가 예시된다.

리소그래피 장치의 액체 공급 시스템에서는, 액체 공급 시스템의 작동 시, 액체 및 가스의 혼합물이 추출(extract)될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3의 액체 공급 시스템내의 1이상의 유출구들은, 기판의 노광 시에 액체 및 가스의 혼합물을 추출할 수 있다. 도 5와 관련하여 이하에 서술된 바와 같이, 또 다른 예시에서는, 기판의 노광 시, 액체 한정 구조체와 기판 사이의 갭(gap)을 시일링(seal)하기 위해 액체 및 가스가 추출될 수 있다. 이들 시스템들에서의 또한 둘러싸인 영역들에서의 액체 및 가스의 유동의 교란(disturbance)은 리소그래피 장치의 이미징 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 액체 및 가스의 조합이 수반되는 경우, 액체 및 가스의 혼합물의 까다로운 유동 특성들(difficult flow properties)로 인해, 안정되고 신뢰성있는 추출을 제공하는 것에 대한 쟁점(issue)이 있을 수 있다. 신뢰성은, 예를 들어 리소그래피 장치의 손상으로 인해 액체 공급 시스템의 고장이 야기될 수 있거나 액체 공급 시스템의 정전(outage)으로 인해 생산 지연이 유발될 수 있는 것에 대한 고려사항(concern)일 수 있다.

따라서, 예를 들면 리소그래피 장치내의 구성요소들로부터 액체 및 가스의 혼합물들을 추출하는 개선된 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 장치는,

방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 일루미네이터;

패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체;

기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;

상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;

투영시스템과 기판 사이의 공간을 액체로 전체 또는 부분적으로 채우도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급 시스템은 상기 공간내에 액체를 전체 또는 부분적으로 한정하도록 구성된 액체 한정 구조체를 포함하여 이루어지며;

상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하도록 구성된 유출구; 및

상기 유출구를 통해 상기 혼합물을 배출(draw)하도록 구성된 추출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 추출 시스템은 상기 혼합물내의 가스로부터 액체를 분리하도록 구성된 분리기 탱크, 및 상기 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역에 연결되고 상기 비-액체-충전 영역내의 안정된 압력을 유지하도록 구성된 분리기 탱크 압력 제어기를 포함하여 이루어진다.

또 다른 실시형태에 따르면, 장치가 제공되는데, 상기 장치는,

압력하에서(under pressure), 액체가 방출(escape)될 수 있는 용기(container)의 계면 영역에 가스를 제공하도록 구성된 가압된 가스 입력부(pressurized gas input);

상기 영역으로부터 액체 및 가스의 혼합물의 제어된 제거(controlled removal)를 제공하도록 구성된 안정화된 추출 시스템(stabilized evacuation system)을 포함하여 이루어지고, 상기 안정화된 추출 시스템과 커플링(couple)된 상기 가압된 가스 입력부에 의해 유도된 가스의 유동은 상기 계면 영역을 통해 상기 용기로부터의 액체의 방출을 제한하도록 구성되며, 상기 안정화된 추출 시스템은 상기 혼합물내의 가스로부터 액체를 분리하도록 구성된 분리기 탱크, 및 상기 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역에 연결되고 상기 비-액체-충전 영역내의 안정된 압력을 유지하도록 구성된 분리기 탱크 압력 제어기를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 장치는,

방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 일루미네이터;

패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체;

기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;

상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;

투영시스템과 기판 사이의 공간을 액체로 전체 또는 부분적으로 채우도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급 시스템은 상기 공간내에 액체를 전체 또는 부분적으로 한정하도록 구성된 액체 한정 구조체를 포함하여 이루어지며;

상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하도록 구성된 유출구; 및

상기 유출구를 통해 상기 혼합물을 배출하도록 구성된 추출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 추출 시스템은 2-상 양립식 펌프 및 상기 갭과 상기 2-상 양립식 펌프 사이에 배치된 액체/가스 균질기를 포함하여 이루어지며, 상기 액체/가스 균질기는 상기 2-상 양립식 펌프에 액체 및 가스의 균일한 혼합물을 제공하도록 배치된다.

또 다른 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 장치는,

방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 일루미네이터;

패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체;

기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;

상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;

투영시스템과 기판 사이의 공간을 액체로 전체 또는 부분적으로 채우도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급 시스템은 상기 공간내에 액체를 전체 또는 부분적으로 한정하도록 구성된 액체 한정 구조체를 포함하여 이루어지며;

상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하도록 구성된 유출구;

상기 유출구를 통해 상기 혼합물을 배출하도록 구성된 추출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 추출 시스템은,

상기 혼합물을 펌핑하도록 구성된 2-상 양립식 펌프에 연결된 메인 펌핑 라인(main pumping line),

가스만을 펌핑하도록 구성되고 상기 2-상 양립식 펌프를 백업하도록 구성된 공유 진공 설비에 연결될 수 있는 백업 라인을 포함하여 이루어지고, 상기 2-상 양립식 펌프는 상기 공유 진공 설비보다 더 깊은 진공(deeper vacuum)을 제공하도록 구성될 수 있으며, 및

상기 메인 펌핑 라인 및 상기 백업 라인에 연결된 2-상-양립식 압력 조절기를 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는;

- 방사선 빔(PB)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명시스템(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 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블)(MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및

- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 패터닝 디바이스(MA)에 의하 여 방사선 빔(PB)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PL)을 포함하여 이루어진다.

조명시스템은, 방사선의 지향, 성형 또는 제어를 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 여하한의 종류의 광학 구성요소들, 또는 그 조합과 같은 다양한 종류의 광학 구성요소를 포함할 수도 있다.

지지구조체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타의 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 여타의 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블일 수도 있다. 지지구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수도 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 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 의미하는 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 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 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 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들을 포함하는 여하한의 타입의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수도 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은, 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 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 수도 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라, 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면내의 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 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.

상기 방사선 빔(PB)은, 지지구조체(예를 들어, 마스크테이블(MT))상에 유지 되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(PB)은 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(PB)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크테이블(MT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판테이블(WT)의 이동 또한, 긴 행정 모듈 및 짧은 행정 모듈을 이용하여 실현될 수도 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크테이블(MT)은 단지 짧은 행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된 타겟부(dedicated target portion)들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA)상에 1이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수도 있다.

서술된 장치는 다음과 같은 모드들 중 1이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 마스크테이블(MT) 및 기판테이블(WT)은, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크테이블(MT)에 대한 기판테이블(WT)의 속도 및 방향은 확대(축소) 및 투영시스템(PL)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 마스크테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속 되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.

국부화된 액체 공급 시스템을 갖는 또 다른 침지 리소그래피 해결책이 도 4에 도시되어 있다. 액체는 투영시스템(PL)의 양쪽상의 2개의 홈 유입구(groove inlet; IN)들에 의해 공급되며, 상기 유입구(IN)들의 반경방향 바깥쪽으로 배치된 복수의 분리 유출구(discrete outlet; OUT)들에 의해 제거된다. 유입구(IN)들 및 유출구(OUT)들은 중심에 구멍이 있는 판내에 배치될 수 있으며, 그를 통해 투영빔이 투영된다. 액체는 투영시스템(PL)의 한쪽상의 1개의 홈 유입구(IN)에 의해 공급되고, 투영시스템(PL)의 다른쪽상의 복수의 분리 유입구(OUT)들에 의해 제거되므로, 투영시스템(PL)과 기판(W) 사이에는 액체의 얇은 막의 유동이 생기게 된다. 사용을 위한 유입구(IN) 및 유출구(OUT)들의 이러한 조합의 선택은, 기판(W)의 이동 방향에 의존할 수 있다(유입구(IN) 및 유출구(OUT)들의 그 다른 조합은 비활동적(inactive)이다).

제안된 국부화된 액체 공급 시스템 해결책을 이용한 또 다른 침지 리소그래피 해결책은, 액체 공급 시스템에, 투영시스템의 최종 요소와 기판테이블 사이의 공간의 경계의 전체 또는 일부분을 따라 연장되는 액체 한정 구조체를 제공하는 것 이다. 이러한 시스템은 도 5에 도시되어 있다. 액체 한정 구조체는, Z 방향으로(광학 축선의 방향으로) 약간의 상대 이동이 있을 수도 있지만, 투영시스템에 대해 XY 평면으로 실질적으로 정지해 있다. 액체 한정 구조체와 기판의 표면 사이에 시일이 형성된다. 일 실시예에서, 시일은 가스 시일과 같은 무접촉 시일이다. 가스 시일을 갖는 이러한 시스템은, 미국 특허 출원 제 US 10/705,783호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 전문이 인용참조되고 있다.

도 5는, 기판 표면과 투영시스템의 최종 요소 사이의 공간을 채우기 위해 액체가 한정되도록 투영시스템의 이미지 필드 주위의 기판에 무접촉 시일을 형성 저장소(10)의 배치를 도시한다. 투영시스템(PL)의 최종요소 아래에 위치되며 상기 요소를 둘러싸는 액체 한정 구조체(12)는 저장소를 형성한다. 액체는 투영시스템 아래에 있으며 액체 한정 구조체(12)내에 있는 공간 안으로 유입된다. 액체 한정 구조체(12)는 투영시스템의 최종 요소 위로 약간 연장되고, 그 액체 레벨은 상기 최종 요소 위로 상승하여 액체의 버퍼가 제공된다. 액체 한정 구조체(12)는, 그 상단부에서 투영시스템 또는 그 최종요소의 형상에 대해 꼭맞게 되어 있는(closely conform) 내주면을 가지며, 예를 들어 둥근 형상일 수 있다. 그 저부에서, 상기 내주면은 이미지 필드의 형상, 예컨대 직사각형에 대해 꼭맞게 되어 있지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다.

액체는 액체 한정 구조체(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이의 가스 시일(16)에 의해 저장소내에 한정된다. 압력하에서 유입구(15)를 통하여 액체 한정 구조체(12)와 기판 사이의 갭으로 제공되고 유출구를 통해 추출 시스템 호스(14)로 추출되는 가스, 예컨대 공기, 또는 합성 공기, 또는 N₂, 또는 불활성 가스에 의해 가스 시일이 형성된다. 가스 유입구(15)상의 오버프레셔(overpressure), 상기 호스(14)의 유출구상의 진공 레벨 및 갭의 지오메트리는, 액체를 한정하는 고속의 가스 유동이 안쪽으로 존재하도록 구성된다. 당업자라면, 여타의 형태의 시일들이 액체를 담는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 시스템(30)을 도시한다. 추출 시스템(30)은 추출 시스템 호스(14)를 통해 액체 한정 구조체(12)와 기판(W) 사이의 계면 영역(28)으로부터 액체 및 가스의 혼합물의 제거를 위한 구동력을 제공한다. 가스 시일의 작동, 및 액체 한정 구조체(12), 기판(W) 또는 침지 액체에 대한 과도한 외란 없이, 그 기능을 수행할 수 있는 능력은, 시일(16)의 가스 유동의 품질에 따라, 그러므로 추출 시스템(30)의 펌핑 성능에 따라 달라질 수 있다. 도 6에 도시된 실시예 및 하기에 설명되는 또 다른 실시예들에 따르면, 분리기 탱크(35)의 사용을 통해, 적합하게 안정되고 신뢰성있는 성능이 제공될 수 있다.

이러한 접근법에 따라 신뢰성이 달성될 수 있는 한가지 방법은, 분리기 탱크 개념에 기초한 시스템이 최소 수의 구성요소들을 가진다고 생각할 수 있다는 것이다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 실시예들이 예를 들어 리소그래피 장치에서의 사용에 관한 것일 경우, 이는 공유 진공 설비 및 고압력 가스원과 같은 이러한 장치에서 이미 이용되고 있는 시스템들을 효율적으로 사용할 수도 있으며, 따라서 비용의 최소화와 공간 사용의 최적화가 가능하다. 분리기 탱크 원리에 기초한 시스템 의 추가적인 또는 대안적인 장점은, 광범위한 점성들(a broad range of viscosities)에 대해, 그 작동은 펌핑되는 액체의 특성들에 매우 의존적이지 않을 수 있다는 것이다. 이는 혼합물의 유동 특성들에 매우 의존적일 수 있는 보다 복잡한 액체/가스 시스템들과 대조적일 수도 있다.

추가적으로, 또는 대안적으로, 액상(liquid phase) 및 기상(gaseous phase)을 분리시키는 수단으로서 분리기 탱크의 이용은, 잡음 관점(noise perspective)으로부터 장점을 제공할 수 있다. 수동 분리(passive separation)는, 중력의 영향 하에서 분리기 탱크내에 생기기 때문에, 진동 잡음 및 가열을 감소시킬 수 있으며, 그렇지 않으면, 이는 리소그래피 장치의 성능을 저하시키는 방식으로 기판 또는 다른 이미징-결정적 요소(imaging-critical element)를 통해 전달되고 및/또는 상기 장치 주변의 환경으로 전달될 수도 있으므로, 그 환경에 관한 부정적인 영향을 주게 될 수도 있다.

추가적으로, 또는 대안적으로, 분리기 탱크의 내부 구성요소들 및 그 관련 구성요소들(예컨대, 분리기 탱크를 배수하기 위해 지정된 구성요소들)은 펌프들보다는 밸브들에 의존하며, 직접적으로 펌프들에 기초한 액체/가스 처리 시스템들의 신뢰성에 관한 장점을 제공할 수 있다.

이하, 다른 또는 대안적인 장점들은 본 발명의 1이상의 특정한 실시예들에 대해 설명될 수 있으나, 적절하다면 보다 일반적으로 적용될 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 또한, 1이상의 실시예들이 리소그래피 장치내의 가스 시일로부터 제거된 액체/기체 혼합물들에 관해 설명되지만, 본 발명의 1이상의 실시예들은 다른 시 스템들, 즉 액체와 가스의 혼합물을 제어되는 방식으로 제거하는 것을 수반하는 리소그래피 시스템 및 비-리소그래피 시스템에도 적용될 수 있다. 이러한 다른 시스템들은, 예를 들어 리소그래피 장치의 이미징 중에 기판 아래로부터 액체/가스 혼합물의 제거를 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 실시예의 작동 모드에 따르면, 액체와 가스의 혼합물은 추출 시스템 호스(14)를 통해 계면 영역(28)으로부터 분리기 탱크(35)의 상부 영역내의 개구부로 배출된다. 액체 및 가스의 이러한 이동에 대한 구동력은 분리기 탱크(35)에서 유지되는 낮은 압력이다. 액체는 상기 탱크의 저부를 향해 모이며, 분리기 탱크(35)내의 낮은 압력을 유지하도록 구성된 분리기 탱크 압력 제어기(40)의 펌핑 작용에 의해 가스들이 대부분 제거되는 상기 탱크의 최상부에 가스들이 모인다. 호스(31)는 상부면(33)내의 개구부를 통해 분리기 탱크 압력 제어기를 분리기 탱크(35)로 연결시킨다. 분리기 탱크(35)의 상부면(33) 근처에 상기 개구부를 위치시키면, 액체가 분리기 탱크 압력 제어기(40)안으로 그 경로를 만드는 것을 방지하는 것을 돕는다. 이 구성예는 분리기 탱크 압력 제어기(40) 및 그와 연과된 여하한의 펌핑 디바이스가 액체를 다루기 위한 설비를 필요로 하지 않을 것을 보장할 수 있으며, 이는 분리기 탱크(35)내의 안정된 낮은 압력 환경을 제공하는 작업을 크게 간소화할 수 있다. 이러한 방식으로, 액체로부터 분리기 탱크 압력 제어기(40)를 보호함으로써, 예측할 수 없는 성능과 시스템 고장의 위험이 크게 감소될 수 있다.

분리기 탱크(35)의 상부면내에 분리기 탱크 압력 제어기(40)로의 링크부를 위치시키면, 액체 및 가스 분리 공정이 효율적인 방식으로 진행될 수 있는 것을 보 장하는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 이 분리 공정은 분리기 탱크에 들어가는 액체/가스 혼합물, 분리기 탱크 압력 제어기(40)에 의해 펌핑되는 가스, 및/또는 퍼지 탱크(purge tank; 50)로 배수되는 액체의 유속을 제어(감소)시키는 1이상의 단계들을 수행함으로써 개선될 수 있다. 이는 (특히, 분리기 탱크(35)의 입구 지점 근처에서 직경이 크게 배치될 수 있는)큰 직경의 호스들, 및 분리기 탱크(35)로 또한 탱크(35)로부터 각자의 링크부들에 대한 호스 연결부를 제공함으로써 달성될 수 있다.

연속적인 작동을 허용하기 위해서, 분리기 탱크(35)가 배수되어야 한다. 일반적으로, 버퍼 볼륨(buffer volume)이 압력 변동들(pressure fluctuations)을 댐핑(damp)시키는데 사용되기 때문에, 분리기 탱크(35)가 과도하게 채워져서는 아니된다. 압력 변동들은 분리기 탱크(35)의 가스 내용물(gas content)에 의해서만 효율적으로 댐핑될 수 있기 때문에, 버퍼 볼륨의 크기가 작으면 버퍼링/댐핑 작동도 감소되며, 액체 내용물은 압축성의 거의 없다. 액체-충전된 분리기 탱크(35)는 거의 댐핑을 제공하지 않을 것이다.

가스 시일의 성능이 손상(compromise)되지 않게 하려면, 분리기 탱크(35)의 배수는 분리기 탱크 압력을 교시키는 것을 회피하여야 한다. 이러한 목적을 위해 여러개의 구성들이 사용될 수 있다. 도 6은 분리기 탱크(35)보다 낮게 위치되고, 그 최상면(65)내의 개구부를 통해 분리기 탱크(35)의 하부면내의 개구부로 연결된 퍼지 탱크(50)를 이용하는 일 실시예를 도시하고 있다. 퍼지 탱크(50)와 분리기 탱크(35)간의 실제 높이차가 다소 존재하여도 중요한 것은 아니므로, 탱크들(35 및 50)간에 액체를 주입하기 위해서 중력이 이용될 수 있다. 탱크들(35 및 50) 연결은, 개방 또는 폐쇄되도록 작동될 수 있거나, 한 방향으로만 액체 유동되도록 배치될 수 있는 퍼지 밸브(70)에 의해(즉, "체크 밸브"를 이용함으로써) 제어될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 퍼지 탱크(50)의 상부영역과 분리기 탱크(35)의 상부 영역 사이에, 등압 밸브(80)에 의해 제어되는 등압 연결부(75)가 제공될 수 있다. 정상 작동 시, 퍼지 밸브(70)는 개방 상태(left open)로 있을 것이며, 액체는 분리기 탱크(35)로부터 퍼지 탱크(50)로 배수될 것이다. 각각의 탱크들에서 액체에 의해 차지되는 볼륨, 및 그에 따른 잔여 볼륨은 변화될 수 있으며, 이는 탱크들내의 압력들에 영향을 줄 것이다. 예를 들어, 액체 레벨이 분리기 탱크(35)내에서는 아래로 진행되고 퍼지 탱크(50)내에서는 위로 진행하는 경우, 압력은 분리기 탱크(35)내에서 감소하고 퍼지 탱크(50)내에서 증가하는 경향을 보일 것이다. 분리기 탱크(35)내의 압력의 변화는 분리기 탱크 압력 제어기(40)에 의해 제공된 낮은 압력의 안정성을 손상시킬 수 있으며, 따라서 이는 가스 시일의 성능에 부정적인 영향을 줄 수도 있다. 한편, 퍼지 탱크(50)내의 압력의 증가는, 분리기 탱크(35)로부터 들어가는 액체에 대해 쿠션으로서 역할할 수 있으며 분리기 탱크(35)가 배수되는 효율성을 감소시킬 수 있다. 등압 연결부(75)는 2개의 탱크들(35 및 50)내의 압력들을 균등화하기 위해 제공될 수 있으며, 따라서 상기의 가능한 문제들을 크게 감소시킬 수 있다. 대안적으로, 분리기 탱크(35)와 퍼지 탱크(50) 사이의 일정한 압력차를 유지하기 위해 연결부가 제공될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 탱크(50)내에 다소 더 높은 작동 압력을 조성함으로써, 엠프팅 절차(emptying procedure) 후 퍼지 탱크(50)를 펌핑 다운하는데 시간이 덜 소요될 수 있다(이하의 또 다른 설명을 참조). 이러한 펌프 다운 상태(pump down phase) 중에 절약된 시간과 퍼지 탱크(50)내의 보다 높은 압력으로 인한 분리기 탱크의 배수의 효율성의 여하한의 감소 사이에 균형이 이루어져야 한다. 또 다른 변형예로서, 액체/가스 혼합물들의 복수의 소스들에 대한 배기 시스템의 일부분으로서 동일한 분리기 탱크가 사용될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, (아마도 상이한 압력들에서 유지되는) 다수의 분리기 탱크(35)가 동일한 퍼지 탱크(50)에 연결될 수 있다. 이 구성예에서, 분리기 탱크(35)들이 상이한 압력하에 있는 경우, 중간 압력으로 퍼지 탱크를 유지하도록 선택하는 것이 편리할 수 있다. 탱크들간의 크로스-토크(cross-talk)를 제거하기 위해서 서로로부터 1이상의 퍼지 탱크들을 고립시키도록 추가 밸브들이 포함될 수 있다. 이 구성예는 퍼지 탱크(50)내에 유지되는 중간 압력에 대한 필요성을 감소시키거나 제거할 수 있다.

퍼지 탱크(50)는 액체 싱크 밸브(liquid sink valve; 95)를 통해 액체 싱크(90)로 비워질(empty) 수 있다. 액체 싱크(90)는 배수부이거나 액체 재생 시스템(liquid recycling system)에 연결될 수 있다. 퍼지 탱크(50)의 유입은, 상기 탱크내의 액체 레벨이 사전설정된 임계값을 초과하는 경우에 초기화될 수 있다. 이는 타이밍에 기초하여 결정 (즉, 이전의 엠프팅 절차의 완료 후 주어진 시간이 경과된 후에 퍼지 탱크 엠프팅 절차를 초기화하도록 제어기가 프로그램될 수 있으며, 주어진 시간은 표준 상태들 하에서의 퍼지 탱크 충전-속도(purge tank fill-rate)를 결 정하도록 수행된 캘리브레이션 측정들(calibration measurements)을 참조하여 선택됨)될 수 있거나, 액체 레벨을 측정하고, 액체 레벨이 임계 레벨에 도달하는 경우에 제어기에 보고하도록 구성된 액체 레벨 센서(52)가 제공될 수 있다. 이 액체 레벨 센서(52)는, 예를 들어 플로우트 센서(float sensor)의 종류일 수 있다. 센서와 연계하여 제어기를 이용하는 선택사항(option)은 유연성있는 작업을 제공할 수 있어, 장치가 작업 상태들의 변화, 예컨대 추출 시스템으로 유입되는 액체의 속도 변동에 한결같이(seamlessly) 순응(adapt)하게 할 수 있다. 한편, 시간조정된 사이클(timed cycle)에만 기초하여 추출 시스템을 제어하는 선택사항은, 센서들의 수를 감소시킬 수 있고(긴급 센서들만이 포함될 필요가 있을 수 있음) 고가의 제어 회로를 생략할 수 있다. 이러한 방식으로 결정적 구성요소들의 수를 감소시킴으로써, 가격을 낮게 유지시킬 수 있는 한편, 충분한 신뢰성도 달성할 수 있다. 액체 유속이 변화될 수 있고 시간조정된 사이클 구성을 사용하는 것이 바람직한 경우, 시간조정된 사이클은 최대 유속을 허용하도록 설정될 수 있으며, 이보다 낮은 모든 유속은 자동적으로 제공된다.

퍼지 탱크(50)를 비우는 것은, (예를 들어, 그것이 제공되는 등압 밸브(80)를 통해) 분리기 탱크(35)와 퍼지 탱크(50) 사이의 여하한의 가스 연결부들을 폐쇄시키고, 퍼지 밸브(70)를 폐쇄시키며, 그 후 액체 싱크 밸브(95)를 개방함으로써 수행될 수 있다. 이 영역에 높은 가스 압력을 조성하고, 퍼지 탱크(50)로부터 액체 싱크(90)로 보다 빠르게 액체를 강제(force)하기 위해서, 고압 가스 압력원(100)이 퍼지 탱크(50)의 상부 영역에 연결될 수 있다. 이 영역의 압력은 밸브(101)를 통해 제어될 수 있다. 하지만, 퍼지 탱크(50)의 배수 속도가 중요하지 않은 경우, 고압 가스원(100)은 생략될 수 있다. 퍼지 탱크가 비워지면, 액체 싱크 밸브(95)는 또 다시 폐쇄될 수 있다. 하지만, 등압 연결부(75)를 개방함으로써 정상 상태를 즉시 회복(resume)하는 것은, 통상적으로는 퍼지 탱크(50)로부터 분리기 탱크(50)로 과도하게 많은 가스 유동을 유발할 것이고, 이는 분리기 탱크(35)내의 압력 변동들을 유도할 것이다. 이 가스 유동은, 통상적으로 (퍼지 탱크(50)가 분리기 탱크(35)보다 더 큰 경우에 악화될 수 있는) 2개의 탱크들(35 및 50) 사이의 압력차로 인해 생긴다. 2개의 탱크들(35 및 50) 사이에, 유속 제한 디바이스(flow restriction device)를 포함하는 제한된 유속 연결부(145)를 제공하는 것은, 가스 유동의 크기를 감소시킬 수 있다. 이 제한된 연결부는, 퍼지 탱크(50)가 가스의 갑작스런 유입(sudden influx)에 의해 분리기 탱크 압력 제어기(40)를 과도하게 로딩하지 않으면서, 분리기 탱크(35)와 동일한 압력으로 점차적으로 펌핑 다운될 수 있게 한다. 제한된 유동 연결부(145)는 별도의 연결부(도 6에 도시됨)로서 제공될 수 있거나, 대안적으로는, (예를 들어, (퍼지 탱크(50)가 이미 펌핑 다운된 경우) 정상 작동을 위해 낮은 유동 임피던스(low flow impedance)를 제공할 수 있고, 엠프팅 절차 후에 퍼지 탱크(50)가 점차 펌핑 다운되는 상태(phase) 동안의 높은 유동 임피던스를 제공할 수 있는 제어가능한 밸브(80)를 제공함으로써) 등압 연결부(75)를 통해 구현될 수 있다. 유동 제한 디바이스(150)가 비교적 낮은 유동 임피던스를 가지도록 설정될 수 있는 응용례들에서, 등압 연결부(75)를 모두 없앨 수도 있으며, 퍼지 탱크(50)를 점차적으로 펌핑 다운하고 2개의 탱크들(35 및 50) 사이의 액체 유동을 용이하게 하는 수단으로서 유동 제한 디바이스(15)를 이용할 수도 있다. 유동 제한 디바이스(150)는, 예를 들어, 니들 밸브(needle valve), 오리피스(orifice) 또는 모세관 튜브(capillary tube)일 수 있다. 사용된 규제된 개구부(constrained opening)의 크기는 10㎛ 내지 2mm의 범위내에 있을 수 있다.

유동 제한 디바이스(150)에 대해 선택되는 유동 임피던스는, 고압 가스원(100)에 의해 사용된 압력, 퍼지 및 분리기 탱크들(35 및 50)의 볼륨들, 분리기 탱크 압력 제어기(40)의 펌핑 전력, 및 분리기 탱크(35)내에서 허용되어야 할 압력의 최대 허용가능 증가(maximum tolerable increase)를 포함하는 다수의 팩터들에 따라 달라질 것이다. 캘리브레이션 측정들은 적절한 유동 제한을 결정하는데 사용될 수 있으며, 및/또는 유동 제한 디바이스(150)는 상이한 작동 상태들에 응답하도록 조정될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 유동 제한 디바이스는 (분리기 탱크 압력 센서(32)에 의해 측정된) 분리기 탱크(35)내의 압력에 기초하여 피드백 보정을 제공하는 유속 제어기에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 분리기 탱크(35)내의 압력이 임계값을 초과하였거나 초과할 것이 감지되면, 제어기는 (그 유동 임피던스를 증가시켜) 분리기 탱크(35)안으로의 가스의 유동을 저지(stem)하기 위해 유동 제한 디바이스(150)로 신호를 보내도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 분리기 및 퍼지 탱크들(35 및 50)내의 압력들을 균등화하기 위한 시간은, 전체 사이클 시간에 대한 주 기여자(major contributor)일 것이다. 이 볼륨의 독립적이고 신속한 펌핑을 허용하는 퍼지 탱크(50)로의 추가적인 높은-스루풋 연결을 제공함으로써, 보다 빠른 등압이 달성될 수 있다.

엠프팅 절차가 양호하게 조절되지 않거나 다른 어떤 기능장애(malfunction)가 생긴 경우, 분리기 탱크(35)는 탱크내의 액체 레벨을 측정하기 위한 센서(32)가 설치될 수 있다. 액체 레벨이 (분리기 탱크 압력 제어기(40)에 대한 입구 지점의 레벨 이하로 안전하게 내려가도록 선택될) 사전정의된 "최대 충전 레벨"을 넘어 상승한 경우, 추출 시스템은 안전 모드를 실행하도록 구성될 수 있다. 안전 모드는 분리기 탱크 압력 제어기(40)에 대한 손실을 방지하도록, 분리기 탱크(35)로부터 분리기 탱크 압력 제어기(40)를 고립시키는 기능을 적어도 포함할 수 있다.

일반적으로, 분리기 탱크(35)는 퍼지 탱크(50)가 훨씬 더 크게 배치된 1리터와 10리터 사이의 볼륨을 갖도록 배치될 수 있다. 1리터보다 훨씬 더 작은 분리기 탱크(35)의 경우, 안정된 압력을 유지하기가 힘들며, 보다 빈번하게 엠프팅이 수행되어야 할 것이다. 한편, 10리터보다 훨씬 더 큰 분리기 탱크(35)는 너무 성가실(cumbersome) 것으로 여겨지며, 분리기 탱크 압력 제어기(40)상에 너무 큰 부하를 줄 수도 있다.

또한, 분리기 탱크(35) 안으로의 액체 및 가스의 유속의 제어는 분리기 탱크(35)의 크기(및 그에 따른 분리기 탱크(35)내의 여하한의 잔여 볼륨 또는 버퍼 볼륨)에 영향을 받는다. 큰 버퍼 볼륨은, 버퍼 볼륨내의 압력 및 그에 따른 유속을 조종하기 위해, 보다 많은 가스량이 분리기 탱크 압력 제어기(40)에 의해 제공되거나 제거되어야 하므로, 분리기 탱크 압력 제어기(40)가 그 기능을 수행하는 것이 보다 어려워지게 된다.

도 6에 도시된 일시예에 대한 보다 용이한 대안예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 분리기 탱크(35)의 하부 영역내의 적절한 밸브에 연결된 액체 또는 2-상 양립식 펌프(62)를 통해 분리기 탱크(35)내의 액체상에서 바로 펌핑함으로써 퍼지 탱크 없이도 분리기 탱크(35)내의 액체 레벨이 제어될 수 있다. 하지만, 이 구성예에 따르면, 펌프(62)내의 압력 변동들이 분리기 탱크 압력 제어기(40)에 의해 분리기 탱크(35)에 유지된 낮은 압력 상태의 품질을 교란시키지 않는 것을 보장하기 위한 단계들이 행해져야 할 필요성이 있을 수 있다.

다수의 진공 소스들에서 요구되는 공간 및 비용으로 인해, 다수의 상이한 장치들이 이러한 소스들을 필요로 하는 경우, 흔히 공유 진공 설비("하우스 진공(house vacuum)")을 제공하는 것이 편리하다. 예를 들어, 도 6 및 도 7를 참조하여 서술된 상기 실시예들에서, 공유 진공 설비는 분리기 탱크 압력 제어기(40)에 대한 기초로서 사용될 수 있다. 여러개의 장치들에 대한 단일 진공 설비의 이용은 공간-절약 및 비용면에서 많은 장점을 가지나, 몇가지 단점들도 겪을 수 있다. 예를 들어, 공유 진공 설비에서는 통상적으로 액체가 허용되지 않을 것이기 때문에, 흔히 효율적이고 신뢰성있는 기체-액체 분리 시스템을 제공하는 것이 필요할 수도 있다. 먼저, 공유 진공 설비는 플랜트(plant)내의 다수의 상이한 사용자들에게 낮은 압력을 제공하기 때문에, 이들 사용자들 중 몇몇은 진공의 안정성에 관한 어떤 최소값을 요구할 수 있다. 공유 진공 설비내의 액체는, 통상적으로 불안정한 2-상 유동을 필수적으로 형성할 것이다. 따라서, 고유 진공 설비내로의 액체의 진입(ingress)은 다른 사용자들에게 부정적인 영향을 줄 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 공유 진공 설비는 습기를 고려하지 않고 설계되었을 가능성이 높다. 부식, 전기적 단 락들(electrical shorts) 등에 대한 예방책들이 존재하지 않을 수도 있다. 결과적으로 공유 진공 설비는 사용자들이 공유 진공 설비 안으로 습기를 해제(release)시키는 것을 금할 수 있다.

가스-액체 분리 시스템은, 복잡하고 부피가 크고(bulky), 허용할 수 없는 결과들을 갖는 심각한 고장을 일으키기 쉬우며, 비교적 고가이다. 더욱이, 이러한 시스템의 성능은 일반적으로는 본 응용예에 적합하지 않을 수 있다. 예를 들어, 액체/가스 혼합물은, 일반적으로 그 사이사이에 여타의 하드웨어 없이 액체-링 펌프로의 직접적인 연결에 의해 추출될 수 있다. 이러한 방식으로 액체의 대부분을 추출시킬 수는 있지만, 이러한 시스템의 성능은 안정성, 맥동(pulsation) 등에 관하여는 본 발명의 1이상의 실시예들에 비해 열등할 수 있다.

더욱이, 공유 진공 설비에 관한 의존성은, 이 구성요소에 의존하는 모든 장치들에 대해 단일-지점-고장(single-point-failure)을 유도한다; 공유 진공 설비내의 단일 고장은 많은 수의 또 다른 장치들의 고장 및/또는 손상을 유도할 수 있다.

본 발명의 1이상의 실시예에 따르면, 2-상 양립식 펌프가 고장나고, 액체 한정 구조체(12)로부터의 액체의 누설로 인해 장치의 손상이 유도될 수 있는 경우에는, 백업(backup)으로서 공유 진공 설비와 조합하여, 기체/액체 혼합물을 추출하기 위한 주 구동력으로서, 2-상 양립식 펌프(예컨대, 액체 링 펌프 또는 액체 분사 펌프)를 포함하는 배기 시스템(30)이 제공된다. 그러므로, 이 실시예에 따르면, 공유 진공 설비의 고장은 많은 수의 장치들의 고장을 수반하지 않을 수 있으며, 액체/기체 분리 메커니즘이 요구되지 않을 수 있다.

도 8은 공유 진공 설비(210)와 조합된 2-상 양립식 펌프(200)를 포함하는 일 실시예를 도시한다. 가스/액체 혼합물은 전과 같이 호스를 통해 배출되고 탱크의 저부에 위치된 다공성 블록(porous block; 195)을 통해 유지 탱크(190)에 들어간다. 극단적인 경우들에서 최대 수백 미크론의 다공 크기를 포함하는 것이 가능할 수도 있지만, 일반적으로 미크론 범위의 다공 크기는 본 명세서에서 다루는(in hand) 응용예들에 매우 적합하다. 다공성 블록은, 예를 들어 입자 필터링에 대해 디자인된 소결 물질(sintered material)로 형성될 수 있다. 스테인리스 강 316L, Hastelloy C-22 또는 니켈과 같은 물질들이 사용될 수 있으며, 니켈은 초순수를 다루는데 매우 적합하다. 이러한 타입의 물질은, 가스들 및/또는 액체들에 대한 유동 제한기로서, 또는 균일한 그리고 층형(laminar)의 유동을 보장하기 위해 퍼지 가스의 속도를 감소시키는데 사용될 수 있는 "가스 디퓨저(gas diffuser)"로서 사용될 수 있는 것들에 적합할 것이다. 대안적으로, 다공성 블록(195)은 전기화학적 공정을 이용하여 형성될 수도 있고, 또는 비-금속성 물질들을 이용하여 형성될 수도 있다.

다공성 블록(195)은 액체내에 미세한 가스 버블들의 균일한 부유(uniform suspension)를 생성함으로써 가스 및 액체의 혼합물을 균질화(homogenize)하도록 기능한다. 이에 따라 얻어진 균일한 혼합물은 보다 일정하고 예측가능한 유동 특성을 가지며 메인 펌핑 라인(165)을 통해 액체/기체 혼합물의 대부분을 추출하는 2-상 양립싱 펌프(200)를 이용하여 보다 용이하게 취급될 수 있다. 혼합물이 균일하지 않다면, 슬러그 유동(slug flow)으로 인해 일정하지 않은 유동(erratic flow)을 유도하는 유지 탱크(190)의 유출이 생기므로, 안정되지 않은 압력을 유도하게 된다.

공유 진공 설비(210)는 백업 라인(155)을 통해 백업 펌핑 능력을 제공한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 백업 라인(155)의 유출구는, 메인 펌핑 라인(165)이 고장나면, 추출 시스템(30)이 백업 라인(155)을 통해 작동을 계속할 수 있도록 유지 탱크(190)의 상부면을 향해야 한다. 이러한 시나리오에서, 기체/액체 혼합물의 액체 부분은 더이상 유지 탱크(190)로부터 펌핑되지 않는다기 보다는 탱크의 저부에 처리-(settle)되기 시작할 것이다. 탱크(190)의 백업 능력은, 액체 한정 구조체에 의해 한정된 모든 액체가 펌프 고장 후에 제거되도록 하여 누설을 방지하여야 한다(통상적으로, 액체 공급 시스템은 셧 오프(shut off)될 것이다).

공유 진공 설비(210)는 백업 라인(155)상의 소수성 필터(hydrophobic filter; 170)의 이용을 통해 액체로부터 보호될 수 있다. 소수성 필터는 가스(심지어는 습한 가스)가 통과하도록 기능하나 액체의 유동을 차단한다. 변형된 테플론 멤브레인(stained Teflon membrane)이 이러한 목적에 목적에 적합할 수 있으며, 이러한 타입의 디바이스는 입자 필터로 사용하기 위한 분야에 이용할 수 있다. 이러한 맴브레인의 기본 구조는 "스파게티(spaghetti)"를 닮은 테플론 스트랜드들(Teflon strands)의 서로 얽힌 네트워크(intertwined network)의 기본 구조이다. 소수성 필터로서 이러한 멤브레인의 이용은 부작용(side-effect)에 기초하며, 액체는 테플론 스트랜드들이 가스/액체 유동을 증대(swell up)시키고 차단하도록 하는 반면, (습한 가스를 포함한) 순수 가스 유동들(pure gas flows)은 통과하도록 허용 된다. 하지만, 액체의 유동을 차단하나 가스가 통과하는 것은 허용하는 특성을 갖는 여하한의 물질도 사용될 수 있다. 이러한 타입의 필터의 장점은, 동일한 목적을 제공하는 대안적인 메커니즘들에 비해 단순하고 신뢰성이 있다는 것이다(예를 들어, 가스 스트림내에 물방울들(droplets)을 검출하고 물방우들이 검출된 경우 밸브를 폐쇄하도록 구성된 디바이스는, 구현하는데 비용이 보다 많이 들 것 같은 상당히 더 복잡한 구성을 필요로 할 수 잇으며, 열등한 신뢰성을 가질 수 있다.

정상 작동 시, 메인 펌핑 라인(165)은 기체/가스 혼합물의 대부분이 메인 펌핑 라인(165)을 통과하도록, 백업 라인(155)보다 더 깊은 진공을 제공하도록 구성되어야 한다. 체크 밸브(105)가 각각의 라인상에 제공되어, 그들이 서로상에서 배출되지 않는 것을 보장한다. 또한, 공유 진공 설비(210)에 실제로 요구되지 않는 작업을 불필요하게 부과(bundening)하는 것을 회피하기 위해, 배압 조절기(backpressure regulator; 175)가 각각의 라인상에 제공될 수 있다. 백업 라인(155)내의 배압 조절기(175)는 공유 진공 설비(210)에 의해 제공된 것보다 낮은 진공(즉, 보다 높은 압력 레벨)에서 설정될 것이다. 따라서, 정상 작동 시, 공유 진공 설비(210)는 시스템상에 배출되지 않을 것이다. 펌프(200)가 고장나고 유지 탱크(190)내의 압력이 상승하기 시작한 경우에만, 배압 조절기가 개방되며 공유 진공 설비(210)는 유지 탱크(190)상에서 배출될 수 있다.

도 9는 도 7과 유사한 구성으로 분리기 탱크(35)를 갖는 추출 시스템(30)을 도시한다. 하지만, 도 9에 도시된 구성예에 따르면, 분리기 탱크 압력 제어기(40)는메인 펌핑 라인(165) 및 백업 라인(155)을 포함한다. 메인 펌핑 라인(165)은 백 업 라인(155)보다 더 깊은 진공을 제공하도록 구성되며, 소수성 필터(170), 체크 밸브(105) 및 배압 조절기(175)는 상기 도 8과 관련하여 설명된 기능들을 수행하기 위해 각각의 라인상에 제공될 수 있다. 도 7의 실시예에서와 마찬가지로, 분리기 탱크(35)는 액체 펌프(200)를 이용하여 비워질 수 있다. 체크 밸브(105)는 액체 싱크(90)로부터 역유동(backflow)이 생기지 않는 것을 보장하기 위해 분리기 탱크 펌핑 라인(63)상에 제공될 수 있다.

도 10은 도 6를 참조하여 상기에 설명된 일시예와 유사한 구성으로 2개의 탱크들(분리기 탱크(35) 및 퍼지 탱크(50))을 포함하는 일 실시예를 도시한다. 하지만, 이 실시예에서, 분리기 탱크 압력 제어기(40)는 메인 펌핑 라인(165) 및 백업 라인(155)을 포함하며, 메인 펌핑 라인(165)은 백업 라인(155)보다 더 깊은 진공을 제공하도록 구성된다. 또는, 체크 밸브들(105)은 도 6의 밸브들(70 및 95)을 대체하였다. 이 구성은 시스템 제어(수동 또는 자동)에 대한 필요성을 감소시킬 수 있으며, 오차의 가능성을 감소시킴으로써 시스템 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 탱크들(35 및 50) 사이에 위치된 체크 밸브(105)는 정상 작동 하에서 액체가 분리기 탱크(35)로부터 퍼지 탱크(50)로 유동되도록 하지만, 퍼지 탱크(50) 엠프팅 절차 시에는 폐쇄되며, 그 동안에 퍼지 탱크(50)내의 압력은 일시적으로 분리기 탱크(35)내의 압력 이상으로 상승될 수 있다. 퍼지 탱크(50)와 액체 싱크(90) 사이의 체크 밸브(105)는, 액체 싱크(90)로부터 물질을 다시(back) 방출하지 않고 퍼지 탱크(50)내에서 진공이 상승될 수 있는 것을 보장한다. 또한, 분리기 탱크(35)내에 유지된 압력을 교란시키지 않도록 점진적인 방식(gradual manner)으로 2개의 탱크들(35 및 50) 사이의 등압을 수행하기 위해, 유동 제한 디바이스(150)를 포함하는 제한된 유동 연결부(145)가 사용될 수 있다.

도 10에 도시된 실시예, 및 타이밍 밸브 작동(timing valve actuation) 등을 적용하기 위한 제어 시스템의 필요성 없이, 원하는 방향으로만 유동을 생기게 하는 것을 보장하는, 활성 밸브들(active valves)보다는 체크 밸브들에 관여하는 유사한 실시예들은, 예를 들어, 정상 작동 상태로부터 "퍼지 탱크 엠프팅 상태"로 주기적으로 스위칭하여야 할 필요 없이, 연속적인 "일 상태"에서 작동될 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 이는 퍼지 및 분리기 탱크들로 또한 그로부터의 유속을 제어함으로써 달성될 수 있으므로, 둘 모두가 전체적으로 채워지지 않게 된다. 이러한 타입의 구성의 장점은, 밸브들이 정규적으로 스위칭 될 필요가 없고 타이밍 작동이 행해질 필요가 없기 때문에 증가된 신뢰성을 가질 수 있다는 것에 있다. 액체가 퍼지 탱크(50)로부터 배수되는 속도를 증가시키는 것이 바람직한 경우, 퍼지 탱크(50)의 상부 영역은 도 6에 도시된 실시예들과 관련하여 상기에 서술된 바와 같이 밸브(101)를 통해 고압 가스원(100)에 연결될 수 있다.

도 11은 도 10에 도시된 대안적인 구성예를 도시한 것으로, 체크 밸브들(105)은 한방향 또는 두 방향으로 (자동적으로 또는 수동적으로) 유동에데 개방되거나 폐쇄될 수 있는 활성 밸브들로 대체되었다. 이 구성예는, 메인 펌핑 및 백업 라인들(165 및 155)를 포함하는 상술된 실시예들과 유사한 방식으로 백업 라인(155)에 의해 백업되는 메인 펌핑 라인(165)을 포함하는 분리기 탱크 압력 제어기(40)가 특정한 구성을 나타내도록 확대된 것을 제외하고는 도 6에 도시된 구성예에 밀접하게 대응한다.

도 12는 도 10에 도시된 구성예에 대한 대안예를 도시한 것으로, 여기서 고압 가스원(100)은 제한된 유동 연결부(145)와 동일한 밸브를 통해 퍼지 탱크(50)에 연결되며, 메인 펌핑 및 백업 라인들(165 및 155)을 공급하는 라인에 바로 연결된다. 이 구성예는 도 10을 참조하여 상술된 실시예와 유사한 방식으로 작동되나, 퍼지 및/또는 분리기 탱크들에 대해 보다 적은 구성요소들과 보다 적은 연결부를 가지고 구현될 수 있다. 밸브들(101)은 활성적으로 작동될 수 있으며 퍼지 탱크(50)의 엠프팅 시퀀스를 제어하는데 사용된다. 밸브들(101)의 작동은, 예를 들어 전기적으로 또는 공압적으로(pneumatically) 수행될 수 있다.

도 13은 도 7과 관련하여 상술된 것과 유사한 본 발명의 일 실시예를 도시하며, 이 실시예는 분리기 탱크(35)를 배수시키는데 사용되는 펌프의 선택이 다르다. 이 실시예에 따르면, 액체 펌프(62)는 1이상의 주변 개구부들(circumferential openings)을 제공하기 위해 휠(110)의 주변 표면과 연결되는 1이상의 캐비티들(cavities; 115)을 갖는 휠(110)을 포함한다. 휠은 다음과 같이 분리기 탱크로부터 액체를 제거하도록 작동한다. 주어진 캐비티(115) 및 연관된 주변 개구부에 대해서는, 3개의 작동 위치들(또는 방식들(regimes))이 존재하며, 각각은 휠(100)의 상이한 각도 위치들(또는 각도 위치의 범위들): 액체 충전 위치(126), 액체 퍼징 위치(127) 및 가스 퍼징 위치(128)에 대응한다. 특정한 캐비티(115)가 액체 충전 위치(126)내에 존재하도록 휠이 회전하는 경우, 그 캐비티는 분리기 탱크(35)내의 개구부에 연결되며 탱크로부터의 액체는 캐비티가 채워질때까지 중력하에서 캐비티쪽으 로 하향 유동된다. 액체의 하향 유동은 분리기 탱크(35)내의 압력을 감소시키는 경향이 있으나, 캐비티들(115)의 볼륨이 충분히 작고 및/또는 분리기 탱크 압력 제어기(40)가 (그 펌핑 전력을 조정함으로써) 충분히 빠르게 응답하도록 구성되는 경우, 분리기 탱크(35)내의 압력 변동은 허용가능한 한계들내에서 유지될 수 있다. 휠(110)은, 결국 충전 위치(126)로부터 떨어져 캐비티를 회전시킬 것이며, 캐비티(115)에 대한 주변 개구부의 트레일링 에지(trailing edge)가 분리기 탱크(35)내의 개구부를 지나가는(move past) 경우, 캐비티는 휠 하우징(wheel housing; 129)에 대해 임시로 시일링된다. 휠 회전이 캐비티(115)를 액체 퍼징 위치(127) 안으로 가져올 때까지 캐비티(115)는 시일링될 상태로 있을 수 있으며, 캐비티는 액체 싱크(90)에 연결된다. 캐비티내에 저장된 대부분의 액체는 가스로 교체될 지점에 남아 있을 것이다(이는 별도의 가스 공급부에 의해 제공되거나 액체 싱크내의 가스-충전 볼륨으로부터 취해질 수 있다). 그 후, 캐비티(115)는 액체 퍼징 시스템(127)으로부터 멀리 회전되며, 마찬가지로, 가스 퍼징 위치(128)에 도착하기 이전에 휠 하우징(129)에 대해 임시로 시일링된다. 이 위치에서, 캐비티(115)는, 액체 충전 위치(126)에 대한 360°회전을 다시 완성하도록 휠(110)이 만들어지는 경우에 생기게 되는 유입 액체를 위해 마련된 (도시된 실시예에서는, 메인 펌핑 라인(165)으로의 연결부를 통해 달성되는) 2-상 양립식 펌프에 의해 펌핑 다운된다.

휠(110)은, 예를 들어, 관련된 공정이 수행되기 위한 충분한 시간을 제공하기 위해 3개의 위치들 중 1이상에서 사전설정된 주기를 기다리도록 불연속적인 방식으로 회전하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 휠(110)은 퍼징 및/또는 충전 작 업들이 효율적으로 수행되게 하기 위해서 충분한 시간을 이용할 수 있도록 분리기 탱크, 액체 싱크, 펌프 및 캐비티 개구부들의 폭의 함수로서 선택된 각속도(angular velocity)를 가지고 연속적으로 회전될 수 있다. 다른 효과들, 예컨대 분리기 탱크(35)내의 난류 및/또는 바람직하지 않은 큰 압력 변동들이 과도한 각속도들에 대해 생길 수 있다. 슬라이딩 시일(sliding seal)은 중간 위치들(131)에서 캐비티를 시일링하는데 사용될 수 있다. 도시된 실시예들이 단일 개비티만을 가지지만, 휠(110)은 복수의 캐비티들과 함께 작동될 수 있으므로, 임의의 주어진 시간에서 상이한 캐비티들이 3개의 작업 위치들(126, 127 및 128) 중 2개 이상에 노출될 수 있다. 이러한 타입의 액체 펌프는 연속하여 사용될 수 있는 장점을 제공하며, 이는 (퍼지 탱크가 사용되는 경우에 존재할 수 있는) 엠프팅 상태(emptying phase) 시 압력 변동들의 위험을 최소화 한다. 메커니즘의 단순성은 높은 신뢰성을 제공할 수 있으며, 액체의 유동 특성들의 벼화들에 비교적 민감하지 않기 때문에, 통상적인 액체 펌프에서 발생될 수 있는 압력 변동들을 겪지 않을 것이다.

도 14는 도 7 및 도 13에 도시된 것과 유사한 구성으로 대안적인 펌프(62)를 도시한다. 여기서, 분리기 탱크(35)로부터 액체를 제거하기 위해 가스 분사 펌프가 제공된다. 고속 가스("가스 분사")의 스트림은, (예를 들어, 가스 시일을 공급하기 위해 사용되는 것과 동일할 수 있는) 고압 가스원(100)에 의해, 상기 도면의 좌측에서 우측으로(화살표(106)) 도관(duct; 102)을 따라 유동하도록 강제된다. 분리기 탱크(35)로부터의 유출구는 실질적으로 직각으로 벤투리 노즐(venturi nozzle; 103)에 연결되며, 이를 통해 가스 분사가 유동한다. 벤투리 노즐(103)이 유동을 제 한하므로, 입자 속도의 증가와 이에 대응하는 압력의 감소가 유도된다. 분리기 탱크(35)로부터 액체를 추출하기 위해 낮은 압력을 제공하는 것이 상기 압력의 감소이다. 또한, 이 구성예는 연속적으로 작업할 수 있고 고도로 제어가능한 펌핑 전력을 제공하도록 배치될 수 있다. 비교적 간단한 구성과, 리소그래피 장치에 이미 제공된 피처(feature)들(고압 가스원(100))을 이용하여 작동될 수 있다는 사실로 인해, 이러한 액체 펌프 디자인들은 비용 효율적이고 공간 절약적인 해결책을 제공할 수 있다. 이동부들의 결여는 극히 안전하게 만들어질 수 있다는 것을 의미한다.

가스 분사 펌프와 유사한 펌프가 가스 분사 대신에 액체 분사를 이용하여 실현될 수 있다. 이는, 이러한 타입의 펌프에 대해 아래놓인 메커니즘이 모멘텀 전달(momentum transfer)이고 물과 같은 액체가 그것의 보다 높은 특정 질량으로 인해 가스보다 액체에서 더 좋을 것 같은 경우에 바람직할 수 있다. 더욱이, 2-상 유동들의 현상인 압력 변동들에 대해 훨씬 더 많은 로버스트(robust)를 가질 수 있다.

도 15는 분리기 탱크의 개념에 기초한 또 다른 실시예를 도시한다. 도시된 구성에서, 단일 2-상 양립식 펌프(200)는 분리기 탱크(35)의 하부로부터 액체를 추출하고 분리기 탱크(35)내의 저압 영역에 메인 펌핑 전력을 제공하는데 사용된다. 이전과 마찬가지로, 공유 진공 설비(210)와 같은 표준 가스 펌핑 시스템에 링크될 수 있는 백업 라인(155)이 제공된다. 도시된 바와 같이, 공유 진공 설비(210)가 분리기 탱크(35)로부터 여하한의 액체도 펌핑하지 않는 것을 보장하기 위해, 메인 펌핑 라인(165)과 백업 라인(155) 사이에 체크 밸브(105)가 위치된다. 이 구성예의 장점은, 분리기 탱크(35)의 액체 영역 및 기체 영역을 펌핑하기 위해 단일 펌프를 이용함으로써 분리기 탱크 개념을 구현하는 구성요소들의 수가 감소될 수 있다는 것이다. 주어진 유속에 대해, 대기 압력에 대해 고정된 오프셋에서 분리기 탱크(35) 내부의 압력을 유지하는 유동 제한부(106)가 제공될 수 있다. 이는, 유동(14)이 맥동(pulsate)하는 경우 또는 맥동하는 때에, 압력 조절기에 대한 대안예로서 역할하며, 유동 제한부(107)를 통한 유동은 분리기 탱크(35)내의 압력 맥동들을 보상할 것이다.

도 16은 도 15를 참조하여 상술된 것에 대한 대안적인 실시예이며, 분리기 탱크(35)의 기체 영역을 펌핑 다운하고 액체를 제거하는데 사용된 단일 펌프(200)가 오직 액체를 제거하도록 구성되었다는 것이 다르다. 탱크내의 압력 안정성은 가스 조절기(108)에 의해 제공되며, 액체로부터 분리된 가스는 라인(155)을 통해 제거된다. 압력 조절기(108)는 압력 의존적 유동(pressure dependent flow)을 추가함으로써 일정한 레벨에서 분리기 탱크(35)내의 압력을 유지하여, 실제로는 라인(155)내의 유동 변화들을 보상하는 작용을 한다. 이 구성예는 추출 시스템에 보다 적은 수의 구성요소들을 제공할 수 있으며, 따라서 증가된 신뢰성과 비용 효율성을 제공하는 것이 실현가능하게 된다.

액체 및 가스를 다룰 수 있고, 백업 라인(155)과 조합하여 작동되며, 가스 추출만에 기초한 메인 펌핑 라인(165)의 개념은, 여하한의 분리기 탱크(35) 또는 유지 탱크(50)를 포함하지 않는 추출 시스템(30)에서 구현될 수도 있다. 그 대신에, 도 17에 도시된 바와 같이, "스트레이트-스루(straight-through)" 펌프 개념이 채택될 수도 있다. 압력 안정성/조절은, 본 실시예에 따른 2-상-양립식 압력 조절 기(300)의 이용을 통해 행해진다.

유럽 특허 출원 제 03257072.3호에서는, 트윈 또는 듀얼 스테이지 침지 리소그래피 장치의 개념이 개시되어 있다. 이러한 장치에는 기판을 지지하는 2개의 기판테이블이 제공된다. 침지 액체가 없는 제 1 위치에서는, 하나의 테이블을 이용하여 레벨링 측정(leveling measurement)들이 수행되며, 침지 액체가 존재하는 제 2 위치에서는 다른 테이블을 이용하여 노광이 수행된다. 대안적으로, 상기 장치는 하나의 테이블만을 가질 수 있다.

본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리툴과 여타의 기판 처리툴에 본 명세서의 기재내용이 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 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선을 포괄한다.

본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절 및 반사 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 나타낼 수 있다.

이상, 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 서술된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 상기에 개시된 바와 같은 방법을 설명하는 기계-판독가능한 명령어들의 1이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.

본 발명의 1이상의 실시예들은, 여하한의 침지 리소그래피 장치, 특히 배타적인 것은 아니지만, 상기 언급된 이들 타입들에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 액체 공급 시스템은 폭넓게 해석되어야 한다. 어떤 실시예들에서, 이는 투영시스템과 기판 및/또는 기판테이블 사이의 공간에 액체를 제공하는 구조체들의 메커니즘 또는 그 조합일 수 있다. 이는 1이상의 구조체들, 1이상의 액체 유입구들, 1이상의 가스 유입구들, 1이상의 가스 유출구들, 및/또는 상기 공간에 액체를 제공하는 1이상의 액체 유출구들의 조합을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 공간의 표면은 기판 및/또는 기판테이블의 일부일 수도 있거나, 기판 및/또는 기판테이 블의 표면을 완전히 커버(cover)할 수도 있거나, 기판 및/또는 기판테이블을 에워쌀 수도 있다. 액체 공급 시스템은 액체의 위치, 양, 품질, 형상, 유속 또는 여타의 특징들을 제어하기 위해서 1이상의 요소들을 선택적으로 더 포함할 수도 있다.

상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면, 하기에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 리소그래피 장치내의 구성요소들로부터 액체 및 가스의 혼합물들을 추출하는 개선된 시스템 및 방법이 제공된다.

Claims (28)

1. 리소그래피 장치에 있어서,

   방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 일루미네이터;

   패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체;

   기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;

   상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;

   상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간을 액체로 전체 또는 부분적으로 채우도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급 시스템은 상기 공간내에 액체를 전체 또는 부분적으로 한정하도록 구성된 액체 한정 구조체를 포함하여 이루어지며;

   상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하도록 구성된 유출구; 및

   상기 유출구를 통해 상기 혼합물을 배출하도록 구성된 추출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 추출 시스템은 상기 혼합물내의 가스로부터 액체를 분리하도록 구성된 분리기 탱크, 및 상기 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역에 연결되고 상기 비-액체-충전 영역내의 안정된 압력을 유지하도록 구성된 분리기 탱크 압력 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 추출 시스템은,

   상기 분리기 탱크보다 더 낮게 위치되며, 상기 분리기 탱크의 하부의 개구부와 퍼지 탱크의 상부의 개구부를 통해 연결된 퍼지 탱크를 더 포함하여 이루어지고, 상기 연결은 퍼지 밸브를 통해 제어가능하며; 및

   등압 밸브에 의해 제어될 수 있고, 상기 분리기 탱크내의 압력 변화 없이 상기 분리기 탱크로부터 상기 퍼지 탱크로 분리된 액체의 유동을 용이하게 하기 위해서, 상기 분리기 탱크와 상기 퍼지 탱크의 각자의 상부들을 연결시키도록 구성된 등압 연결부를 더 포함하여 이루어지며,

   상기 퍼지 탱크는, 액체 제거 상태(liquid removal phase) 시, 상기 퍼지 밸브를 폐쇄하고, 상기 등압 밸브를 폐쇄하며, 액체 싱크 밸브를 통해 액체 싱크로 상기 퍼지 탱크를 개방함으로써 액체가 제거될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 추출 시스템은, 상기 퍼지 탱크에 연결될 수 있고, 증가된 속도로 상기 퍼지 탱크로부터 상기 액체 싱크로 액체를 강제하도록 구성된 고압 가스원을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 추출 시스템은, 상기 분리기 탱크로부터 상기 액체 싱크로 액체를 펌핑하도록 구성된 액체 펌프를 더 포함하여 이루어지며, 상기 액체 펌프는 상기 고압 가스원에 의해 동력화된 가스 분사 펌프를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 퍼지 밸브, 상기 액체 싱크 밸브, 또는 양자 모두는 역유동을 방지하도록 구성된 체크 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 추출 시스템은,

   상기 분리기 탱크보다 더 낮게 위치되며, 상기 분리기 탱크의 하부의 개구부와 상기 퍼지 탱크의 상부의 개구부를 통해 연결되는 퍼지 탱크를 더 포함하여 이루어지고, 상기 연결은 퍼지 밸브를 통해 제어가능하며; 및

   상기 분리기 탱크와 상기 퍼지 탱크의 각자의 상부들을 연결시키도록 구성되고, 유동 임피던스를 제공하도록 배치된 유동 제한 디바이스를 포함하는 제한된 유동 연결부를 더 포함하여 이루어지며;

   상기 퍼지 탱크는, 액체 제거 상태 시, 상기 퍼지 밸브를 폐쇄하고, 액체 싱크 밸브를 통해 액체 싱크로 상기 퍼지 탱크를 개방함으로써 액체가 제거될 수 있 도록 구성되며, 상기 유동 임피던스는, 임계값을 초과하는 상기 분리기 탱크내의 압력 변동을 유발하지 않고, 액체 제거 상태 후, 상기 분리기 및 상기 퍼지 탱크의 압력을 균등화하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 유동 임피던스는, 최소 전달 속도(minimum transfer rate) 이상의 속도로 상기 분리기 탱크로부터 상기 퍼지 탱크로 액체가 유동될 수 있도록 더욱 선택되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 추출 시스템은, 상기 퍼지 탱크에 연결될 수 있고, 증가된 속도로 상기 퍼지 탱크로부터 상기 액체 싱크로 액체를 강제하도록 구성된 고압 가스원을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 퍼지 밸브, 액체 싱크 밸브, 또는 양자 모두는 역유동을 방지하도록 구성된 체크 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 추출 시스템은,

    상기 분리기 탱크보다 더 낮게 위치되며, 상기 분리기 탱크의 하부의 개구부와 상기 퍼지 탱크의 상부의 개구부를 통해 연결되는 퍼지 탱크를 더 포함하여 이루어지고, 상기 연결은 퍼지 밸브를 통해 제어가능하며; 및

    상기 분리기 탱크와 상기 퍼지 탱크의 각자의 상부들을 연결시키도록 구성되고, 유동 임피던스를 제공하도록 배치된 유동 제한 디바이스를 포함하는 제한된 유동 연결부를 더 포함하여 이루어지고;

    등압 밸브에 의해 제어될 수 있고, 상기 분리기 탱크내의 압력 변화 없이 상기 분리기 탱크로부터 상기 퍼지 탱크로 분리된 액체의 유동을 용이하게 하기 위해서, 상기 분리기 탱크와 상기 퍼지 탱크의 각자의 상부들을 연결시키도록 구성된 등압 연결부를 더 포함하여 이루어지며,

    상기 퍼지 탱크는, 액체 제거 상태 시, 상기 퍼지 밸브를 폐쇄하고, 액체 싱크 밸브를 통해 액체 싱크로 상기 퍼지 탱크를 개방함으로써 액체가 제거될 수 있도록 구성되며, 상기 유동 임피던스는, 임계값을 초과하는 상기 분리기 탱크내의 압력 변동을 유발하지 않고, 액체 제거 상태 후, 상기 분리기 및 상기 퍼지 탱크의 압력을 균등화하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 추출 시스템은, 상기 퍼지 탱크에 연결될 수 있고, 증가된 속도로 상기 퍼지 탱크로부터 상기 액체 싱크로 액체를 강제하도록 구성된 고압 가스원을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 퍼지 밸브, 액체 싱크 밸브, 또는 양자 모두는 역유동을 방지하도록 구성된 체크 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 추출 시스템은, 상기 분리기 탱크로부터 상기 액체 싱크로 액체를 펌핑하도록 구성된 액체 펌프를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 분리기 탱크 압력 제어기는,

    상기 혼합물을 펌핑하도록 구성된 2-상 양립식 펌프에 연결된 메인 펌핑 라인; 및

    가스만을 펌핑하도록 구성된 공유 진공 설비에 연결될 수 있는 백업 라인을 포함하여 이루어지고,

    상기 메인 펌핑 라인 및 상기 백업 라인은 상기 분리기 탱크에 연결되며, 상기 2-상 양립식 펌프는 상기 공유 진공 설비보다 더 깊은 진공을 제공하도록 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 메인 펌핑 라인은, 상기 분리기 탱크의 하부의 우세한 액체 충전 영역(lower, predominantly liquid filled portion)에 연결되며, 상기 백업 라인은 상기 분리기 탱크의 상부의 우세한 액체 충전 영역(upper, predominantly liquid filled portion)에 연결되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 메인 펌핑 라인 및 상기 백업 라인은, 하나의 펌핑 라인이 다른 펌핑 라인상에서 배출되는 것을 방지하기 위해, 체크 밸브들이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 백업 라인은, 액체가 상기 공유 진공 설비에 도달하는 것을 방지하도록 구성된 소수성 필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
18. 제 14 항에 있어서,

    상기 메인 펌핑 라인, 상기 백업 라인, 또는 양자 모두는, 배압 조절기의 분리기 탱크 쪽(separator tank side)의 압력의 함수로서, 상기 2-상 양립식 펌프, 상기 공유 진공 설비, 또는 양자 모두에 의해 제공된 펌핑 전력을 제어하도록 구성된 상기 배압 조절기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
19. 제 14 항에 있어서,

    상기 2-상 양립식 펌프는, 상기 메인 펌핑 라인을 통해 상기 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역내의 진공 레벨을 유지하고, 하부 분리기 탱크 펌핑 라인을 통해 상기 분리기 탱크의 하부의 우세한 액체 충전 영역으로부터 액체를 추출하도록 구성되며, 상기 공유 진공 설비가 상기 액체상에서 펌핑되는 것을 방지하기 위해, 상기 메인 펌핑 라인과 상기 하부 분리기 탱크 펌핑 라인 사이에 체크 밸브가 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
20. 장치에 있어서,

    압력하에서, 액체가 방출될 수 있는 용기의 계면 영역에 가스를 제공하도록 구성된 가압된 가스 입력부;

    상기 영역으로부터 액체 및 가스의 혼합물의 제어된 제거를 제공하도록 구성된 안정화된 추출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 안정화된 추출 시스템과 커플링된 상기 가압된 가스 입력부에 의해 유도된 가스의 유동은 상기 계면 영역을 통해 상기 용기로부터의 액체의 방출을 제한하도록 구성되며, 상기 안정화된 추출 시스템은 상기 혼합물내의 가스로부터 액체를 분리하도록 구성된 분리기 탱크, 및 상기 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역에 연결되고 상기 비-액체-충전 영역내의 안정된 압력을 유지하도록 구성된 분리기 탱크 압력 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 리소그래피 장치에 있어서,

    방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 일루미네이터;

    패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체;

    기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;

    상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;

    상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간을 액체로 전체 또는 부분적으로 채우도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급 시스템은 상기 공간내에 액체를 전체 또는 부분적으로 한정하도록 구성된 액체 한정 구조체를 포함하여 이루어지며;

    상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하도록 구성된 유출구; 및

    상기 유출구를 통해 상기 혼합물을 배출하도록 구성된 추출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 추출 시스템은 2-상 양립식 펌프 및 상기 갭과 상기 2-상 양립식 펌프 사이에 배치된 액체/가스 균질기를 포함하여 이루어지며, 상기 액체/가스 균질기는 상기 2-상 양립식 펌프에 액체 및 가스의 균일한 혼합물을 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 액체/가스 균질기는 유지 탱크 및 다공성 블록을 포함하여 이루어지며, 상기 다공성 블록은 상기 유지 탱크 안으로 통과됨에 따라, 상기 혼합물을 균질화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
23. 리소그래피 장치에 있어서,

    방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 일루미네이터;

    패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성된 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지체;

    기판을 유지하도록 구성된 기판테이블;

    상기 기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영시스템;

    상기 투영시스템과 상기 기판 사이의 공간을 액체로 전체 또는 부분적으로 채우도록 구성된 액체 공급 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급 시스템은 상기 공간내에 액체를 전체 또는 부분적으로 한정하도록 구성된 액체 한정 구조체를 포함하여 이루어지며;

    상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하도록 구성된 유출구;

    상기 유출구를 통해 상기 혼합물을 배출하도록 구성된 추출 시스템을 포함하여 이루어지고, 상기 추출 시스템은,

    상기 혼합물을 펌핑하도록 구성된 2-상 양립식 펌프에 연결된 메인 펌핑 라인,

    가스만을 펌핑하도록 구성되고 상기 2-상 양립식 펌프를 백업하도록 배치된 공유 진공 설비에 연결될 수 있는 백업 라인을 포함하여 이루어지고, 상기 2-상 양립식 펌프는 상기 공유 진공 설비보다 더 깊은 진공을 제공하도록 구성될 수 있으며, 및

    상기 메인 펌핑 라인 및 상기 백업 라인에 연결된 2-상-양립식 압력 조절기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 백업 라인은 액체가 상기 공유 진공 설비에 도달하는 것을 방지하도록 구성된 소수성 필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
25. 디바이스 제조방법에 있어서,

    리소그래피 장치의 투영시스템과 기판 사이의 공간에 액체를 제공하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 액체는 액체 한정 구조체에 의해 공간 전체 또는 일부분으로 한정되며;

    상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하는 단계;

    분리기 탱크 내에서, 상기 혼합물내의 가스로부터 액체를 분리하는 단계;

    상기 분리기 탱크내의 안정된 압력을 유지하기 위해서 상기 분리기 탱크의 비-액체-충전 영역상에서 펌핑하는 단계; 및

    상기 투영시스템을 이용하여, 상기 기판상으로 상기 액체를 통해 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
26. 디바이스 제조방법에 있어서,

    압력하에서, 액체가 방출될 수 있는 용기의 계면 영역에 가스의 유동을 제공하는 단계;

    상기 영역으로부터 액체 및 가스의 혼합물을 제어되게 제거되는 단계(controlled removing)를 포함하여 이루어지고, 상기 가스의 유동은 상기 계면 영역을 통해 상기 용기로부터 액체의 방출을 제한하도록 구성된 상기 혼합물의 제어된 제어와 커플링되며,

    탱크내에서, 상기 혼합물내의 가스로부터 액체를 분리하는 단계; 및

    비-액체-충전 영역내의 안정된 압력을 유지하기 위해서 상기 탱크의 비-액체-충전 영역상에서 펌핑하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
27. 디바이스 제조방법에 있어서,

    리소그래피 장치의 투영시스템과 기판 사이의 공간에 액체를 제공하는 단계 를 포함하여 이루어지고, 상기 액체는 액체 한정 구조체에 의해 공간 전체 또는 일부분으로 한정되며;

    2-상 양립식 펌프를 이용하여, 상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하는 액체 및 가스의 혼합물을 제거하는 단계;

    상기 2-상 양립식 펌프에 도달하기 이전에 혼합물을 균질화하는 단계; 및

    상기 투영시스템을 이용하여, 상기 기판상으로 상기 액체를 통해 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
28. 디바이스 제조방법에 있어서,

    리소그래피 장치의 투영시스템과 기판 사이의 공간에 액체를 제공하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 액체는 액체 한정 구조체에 의해 공간 전체 또는 일부분으로 한정되며;

    액체 및 가스의 혼합물을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 혼합물은, 2-상 양립식 펌프를 이용하여, 메인 펌핑 라인을 통해, 상기 액체 한정 구조체와 상기 기판 사이의 갭을 통과하며;

    상기 2-상 양립식 펌프에 대한 백업으로서 공유 진공 설비를 이용하여 백업 라인을 통해 상기 혼합물로부터 가스를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 2-상 양립식 펌프는 상기 공유 진공 설비보다 더 깊은 진공을 제공하며,

    2-상-양립식 압력 조절기를 이용하여 상기 메인 펌핑 라인과 상기 백업 라인 을 조절하는 단계; 및

    상기 투영시스템을 이용하여, 상기 기판상으로 상기 액체를 통해 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.

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