KR101286002B1 - 리소그래피 시스템에서 유틸리티 전달 시스템 - Google Patents

Abstract

스테이지에 영향을 미치는 물리적인 장애를 최소화하는 동안 리소그래피 시스템에서 레티클 또는 웨이퍼 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하기 위한 기법을 설명한다. 이러한 기법은 스테이지와 물리적 접촉 없이 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하는 것을 포함한다. 또는 유틸리티는 스테이지가 정지 위치에 있는 동안 스테이지와 물리적 접촉하여 전달된다. 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하는 데에 추가로, 프로세싱 디바이스, 버퍼 (저장 매체), 전기적 컴포넌트, 및 기계적 컴포넌트와 같은 디바이스가 전달된 유틸리티를 사용/또는 제어하기 위해 스테이지 내에 위치될 수 있다.

리소그래피 시스템, 유틸리티, 웨이퍼 스테이지, 레티클

Description

리소그래피 시스템에서 유틸리티 전달 시스템{UTILITIES TRANSFER SYSTEM IN A LITHOGRAPHY SYSTEM}

기술분야

본 발명은 일반적으로 리소그래피 시스템에 관한 것이고, 더 자세하게는 유틸리티를 웨이퍼 또는 레티클 스테이지로 전달할 때, 웨이퍼 또는 레이클 스테이지의 물리적 장애물 및 오염을 최소화하기 위한 기법에 관한 것이다.

배경기술

리소그래피 시스템은 광의 특정 패턴으로 반도체 웨이퍼를 노광시켜 반도체 디바이스를 제조하기 위해 사용된다. 통상적으로 이것은 패터닝된 레티클을 통해서 웨이퍼 상으로 광을 비춤으로서 실행된다. 레티클은 프레임에 의해 차례로 지지되는 레티클 스테이지 내에서 지지된다. 레티클 스테이지는 프레임에 대해 정교하게 이동할 수 있는 방식으로 지지되어, 웨이퍼에 대해 정교하게 이동할 수 있다. 레티클 스테이지는 액츄에이터와 같은 기계적 디바이스, 또는 공기압이나 전자기력을 채용하는 무저항 기법을 통해 지지될 수 있다. 몇몇의 리소그래피 시스템에서, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지가 지지 프레임에 대해 정교하게 이동할 수 있다.

레티클 또는 웨이퍼 스테이지는 전력, 전기적 제어 신호, 유체 (예를 들면, 냉각용) 및 가스 (예를 들어, 전도체로서 기능) 와 같은 하나 이상의 유틸리티가 기능하기를 요구한다. 그러한 유틸리티는 플렉서블 케이블 및 호스를 통해서 스테이지에/로부터 통상적으로 전달된다. 통상적으로, 유틸리티는 스테이지와 지지 프레임 사이에 전달된다. 불행하게도, 그러한 전달 기법의 통상적인 문제는 스테이지와 프레임 사이의 진동 전달, 접속 호스와 케이블에 의한 파티클 생성, 및 호스와 케이블에 의한 누설을 포함한다. 진동 전달은 케이블과 호스가 스테이지와 프레임 사이에서 진동 경로를 제공하기 때문에 발생한다. 이것은 스테이지 위치지정 성능의 감소를 초래한다. 또한, 케이블과 호스는 케이블과 호스의 자연적인 모드가 스테이지 동작 또는 베이스 동작 중 하나에 의해 자극되는 경우, 진동이 야기될 수 있다. 파티클 생성은, 케이블과 호스를 이동시키는 것이, 이들을 고정된 표면상에서 구부리고, 플렉스 (flex) 하고, 문질러서 파티클을 생성할 수 있기 때문에 문제가 된다. 이러한 파티클이 레티클, 광학기기, 웨이퍼 또는 계측 디바이스로 옮겨지게 되는 경우, 리소그래피 프로세스의 성능을 감소시킬 수 있다. 끝으로, 플렉서블 호스가 끊어질 수 있기 때문에, 항상 누설의 위험이 있다.

공간을 차지하거나 진동 전달을 악화시키는 문제의 위험을 감소시키기 위한 해결책은 딱딱하고, 두껍고 또는 높은 굽힘 (high bend) 반경 케이블과 호스를 사용하는 것이다. 이러한 위험을 감소시키기 위한 다른 해결책은 물보다는 덜 효과적이지만 빨리 증발하고 시스템 컴포넌트에 비부식적인 제한적 냉각제 재료를 포함한다.

이러한 문제들은 매우 높은 허용오차 (tolerance) 를 요구하는 차세대 리소 그리피 (NGL; Next Generation Lithography) 시스템이 가진 필수적인 난제이다. NGL 시스템의 일 유형은 진공내에서 동작하고 특히 코팅된 미러 광학을 이용하는 EUV (Extreme UltraViolet) 시스템이다. EUV 시스템에서 레티클은 레티클 스테이지에 부착되는 척 (chuck) 의 일면상에 지지되어, 광원으로부터 광이 레티클에 반사된다. 이미 언급한 문제에 추가하여, EUV 시스템은 플렉서블 케이블과 호스에 관련되는 추가적인 문제를 갖는다. 하나는, 플렉서블 호스로부터 나온 물과 탄화수소 가스는 광학 엘리먼트의 수명에 큰 영향을 끼칠 수 있다. 예를 들면, 물은 광학 엘리먼트를 부식시킬 수 있고, 그러한 손상은 수리되지 않는다. 또한, 탄화수소는 광학 반사력을 계속 감소시켜 시스템 스루풋 (throughput) 을 감소시킬 것이다. 또한, 가스가 세는 것은 동작하는 진공 레벨에 도달하는 시간에 크게 영향을 끼친다. 케이블과 호스를 베이킹 아웃 (baking-out) 하는 가능 해결책은 이들을 단지 더 단단하게 만들며, 특정 문제들을 악화시킨다.

앞서 말한 관점에서, 물리적인 장애물을 동반하거나 파티클 또는 가스 오염없이 레티클 또는 웨이퍼 스테이지에 유틸리티를 전달하기 위한 기법이 바람직하다.

본 발명의 간단한 요약

본 발명은 스테이지에 영향을 미치는 물리적인 장애물을 최소화하면서 리소그래피 시스템내에서 레티클 또는 웨이퍼 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하기 위한 기법에 관한 것이다. 이러한 기법은 스테이지와 물리적인 접촉 없이 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하는 것을 포함한다. 선택적으로, 스테이지가 정지 위치에 있는 동안 유틸리티는 스테이지와 물리적인 접촉을 하여 전달된다.

본 발명의 일 양태는 트랜스포머, 스테이지 및 프레임을 갖는 리소그래피 시스템에 적합하다. 트랜스포머는 유도 코어, 1차 유도 코일, 및 2차 유도 코일을 포함하고, 유도 코어는 제 1 및 제 2 종단을 갖고, 1차 유도 코일은 유도 코어의 제 1 종단 주위에서 권선 (wrap) 된다. 스테이지는 웨이퍼 또는 레티클을 지지하기에 적당하고, 스테이지는 2차 유도 코일을 수용하고, 프레임은 스테이지와 유도 코어를 지지하여, 유도 코어의 제 2 종단이 2차 유도 코일로 연장되고, 유도 코어의 각 측면은 2차 유도 코일의 내부면으로부터 최소 이격 거리를 유지하여, 1차 유도 코일에 공급된 전력을 2차 유도 코일에 의해 끌어쓸 수 있다.

본 발명의 다른 양태는 웨이퍼 또는 레티클을 지지하기에 적당한 스테이지, 스테이지를 지지하는 프레임, 스테이지와 프레임 사이에서 유틸리티를 전달하고 스테이지의 표면상 또는 스테이지 내에 위치되는 스테이지 유틸리티 전달 수단, 및 스테이지와 프레임 사이에서 유틸리티를 전달하고 프레임의 표면상 또는 프레임 내에 위치되는 프레임 유틸리티 전달 수단을 갖고, 유틸리티가 스테이지와 프레임 사이에서 전달되는 동안 스테이지와 프레임이 각각에 대해 물리적으로 이격되어 유지되는, 리소그래피 시스템에 적합하다.

본 발명의 다른 양태는 리소그래피 시스템의 스테이지와 베이스 사이에 유틸리티를 전달하기 위한 방법에 적합하다. 그 방법은 프레임과 스테이지 사이에서 공급 채널을 접속하는 단계, 접속된 공급 채널을 통해서 스테이지와 프레임 사이에 유틸리티를 전달하는 단계 및 스테이지로부터 공급 채널의 접속을 끊는 단계 를 포함한다. 그 방법의 특정 실행은 공급 채널을 접속하기 전에 스테이지를 주사 동작으로부터 정지 위치로 안정화시키는 단계와 공급 채널의 접속을 끊은 후에 스테이지가 주사 동작을 재개시하도록 하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 적어도 1차 유도 코일, 2차 유도 코일, 스테이지 및 프레임을 포함하는 트랜스포머를 갖는 리소그래피 시스템에 적합하다. 2차 유도 코일은 2차 유도 코일의 세로방향 축의 반대 종단에 있는 제 1 종단과 제 2 종단을 갖는다. 스테이지는 웨이퍼 또는 레티클을 지지하기에 적당하고, 적어도 2차 코일의 제 1 종단에 부착되어 2차 유도 코일을 지지한다. 프레임은 1차 코일을 지지하여 1차 코일이 2차 코일에 근접하고, 1차 코일과 2차 코일은 스테이지가 2차 코일의 세로방향 축을 따라 프레임에 대해 이동하는 경우, 각각으로부터 이격 거리를 유지한다. 1차 코일 내의 전류는 2차 유도 코일내에 전류가 흐르도록 전자장을 생성한다.

본 발명의 또 다른 양태는 웨이퍼 또는 레티클을 지지하기에 적당한 스테이지, 스테이지의 표면상에 위치된 스테이지 포트, 스테이지를 지지하기 위한 프레임, 프레임의 표면상에 위치된 프레임 포트, 및 프레임 내에 있고 프레임 포트의 주변 주위의 위치에서 프레임의 표면으로 연장하는 진공 통로를 갖는 프레임 진공 펌프를 갖는 리소그래피 시스템에 적합한 것으로, 스테이지 포트와 프레임 포트는 가스 및/또는 유체가 스테이지와 프레임 사이에 전달될 수 있도록 서로 접속하기에 적당하여, 프레임 진공 펌프는 스테이지 포트와 프레임 포트 사이의 접속에서 누설되는 임의의 가스 및/또는 유체를 비울 수 있다.

본 발명의 이러한 특징과 장점 및 다른 특징과 장점은 본 발명의 다음 상세한 설명과 첨부한 도면에서보다 상세하게 설명될 것이고, 본 발명의 원리를 예로 들어 설명할 것이다.

도면의 간단한 설명

추가적인 장점과 함께, 본 발명은 첨부된 도면과 연계하여 다음 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 수도 있다.

도 1 은 리소그래피 시스템의 공통 컴포넌트의 개략도를 도시한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유틸리티의 비접촉 전달을 위한 디바이스, 레티클 스테이지 및 그 지지 프레임의 단면 사시도를 도시한다.

도 3 은 도 2 의 3-3 선을 따른 스테이지의 측단면도를 도시한다.

도 4a 는 프레임과 스테이지 사이에서 전력의 비접촉 전달용 트랜스포머의 다른 실시형태를 이용하는 프레임과 스테이지의 사시도를 도시한다.

도 4b 는 도 4a 의 프레임과 스테이지의 평면도를 도시한다.

도 5a 는 프레임과 스테이지 사이의 전력의 비접촉 전달용 트랜스포머의 또 다른 다른 실시형태를 이용하는 프레임과 스테이지의 사시도를 도시한다.

도 5b 는 도 5a 의 프레임과 스테이지의 평면도를 도시한다.

도 6 은 가스와 유체의 비접촉 전달이 발생하는 스테이지와 프레임의 확대 단면도를 도시한다.

도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 접촉 기법을 통해 유틸리티를 전달하는 스테이지와 프레임의 측단면도를 도시한다.

도 8 은 포트가 가스 및/또는 유체를 전달하도록 서로 접촉시키는, 본 발명의 다른 실시형태에 따라, 스테이지와 프레임 사이의 인터페이스의 확대도를 도시한다.

도 9 는 상술된 시스템을 사용하는 반도체 디바이스를 제조하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.

도 10 은 도 9 의 프로세스의 상술한 단계 (1004) 의 세부적 플로우챠트의 예를 도시한다.

본 발명의 상세한 설명

이제 본 발명은 첨부된 도면에서 설명되는 바와 같이 몇 개의 양호한 실시형태를 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 다음 설명에서, 많은 상세한 세부사항은 본 발명의 전체적인 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 발명이 몇몇 또는 모든 특정 세부사항 없이 실행될 수도 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 동작들은 본 발명을 불필요하게 불명료하게 되지 않도록 설명되지 않을 것이다.

본 발명은 스테이지에 영향을 끼치는 물리적인 장애물을 최소화하는 동안 리소그래피 시스템내에서 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하기 위한 기법에 적합하다. 스테이지는 레티클 또는 반도체 웨이퍼를 지지하는 것이다. 이러한 기법은 리소그래피 시스템의 중요한 컴포넌트에 대한 스테이지의 위치를 정하기 위한 고허용오차가 만족되도록 한다. 또한 기법은 오염없는 프로세싱 환경을 유지하기 위해 엄격한 요구조건을 만족시킨다. 이러한 기법은 스테이지와 물리적 인 접촉없이 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하는 것을 포함한다. 선택적으로, 유틸리티는 스테이지가 정지 위치에 있는 동안 스테이지와 물리적인 접촉을 하여 전달된다. 스테이지에/로부터 유틸리티를 전달하는 것에 추가하여, 프로세싱 디바이스와 같은 디바이스인, 버퍼 (저장 매체), 전기적 컴포넌트, 및 기계적 컴포넌트는 전달된 유틸리티를 사용하고/사용하거나 제어하기 위해 스테이지 내에 위치될 수 있다.

도 1 은 리소그래피 시스템 (100) 의 공통 컴포넌트의 개략도를 나타낸다. 다음 부분은 이러한 컴포넌트를 설명하지만 본 발명에 대한 시스템 (100) 의 적절한 컴포넌트가 레티클 스테이지 (116), 레티클 (118) 및 광학 프레임 (112) 이다는 것을 주목한다. 레티클 (118) 을 지지하는 레티클 스테이지 (116) 는 광학 프레임 (112) 에 대해 제어된 움직임에 의해 지지되고 이동한다. 레티클 스테이지 (116) 가 레티클 (118) 위 또는 아래로부터 오른쪽으로 이동하여, 웨이퍼 (124) 의 선택된 영역 상에 특정 패턴을 조명하기 위해 사용될 수 있다. 스테이지 (116) 와 광학 프레임 (112) 사이에서 유틸리티의 전달에 대한 디바이스가 이러한 공통 컴포넌트의 설명을 따라 상세하게 설명될 것이다. 레티클 스테이지 (116) 가 광학 프레임 (112) 상에 위치되도록 도시되었음에도 불구하고, 다른 리소그래피 시스템은 지지 프레임 내에서 레티클 스테이지를 위치지정한 것을 주목한다 (도 2 및 도 5 참조).

본 설명이 레티클 스테이지 (116) 와 광학 프레임 (112) 사이의 유틸리티 전달에 중점을 두었음에도, 본 발명의 관점은 웨이퍼 스테이지와 그 지지 구조 사이 에 유틸리티 전달에 동등하게 적용된다. 예를 들어, 본 발명의 유틸리티 전달 기법은 웨이퍼 스테이지 (122) 와 하부 인클로져 (126) 상에서 실행될 수 있다. 또한, 레티클 스테이지 (116) 내에서 디바이스를 버퍼링하고 프로세싱하는 것과 관련된 구상은 웨이퍼 스테이지 (122) 내에서 구현될 수 있다.

리소그래피 시스템 (100) 은 장착 베이스 (102), 지지 프레임 (104), 베이스 프레임 (106), 측정 시스템 (108), 제어 시스템 (미도시), 조명 시스템 (110), 광학 프레임 (112), 광학 디바이스 (114), 레티클 (118) 을 유지하기 위한 레티클 스테이지 (116), 레티클 스테이지 (116) 를 둘러싸는 상부 인클로져 (120), 반도체 웨이퍼 (124) 를 유지하기 위한 웨이퍼 스테이지 (122) 및 웨이퍼 스테이지 (122) 를 둘러싸는 하부 인클로져 (126) 를 포함한다.

통상적으로 장착 베이스 (102) 상의 지지 프레임 (104) 은 베이스 진동 차단 시스템 (128) 을 통해 베이스 프레임 (106) 을 지지한다. 차례로, 베이스 프레임 (106) 은 광학 진동 차단 시스템 (130) 을 통해서, 광학 프레임 (112), 측정 시스템 (108), 레티클 스테이지 (116), 상부 인클로져 (120), 광학 디바이스 (114), 웨이퍼 스테이지 (122) 및 베이스 프레임 (106) 상부의 하부 인클로져 (126) 를 지지한다. 차례로, 광학 프레임 (112) 은 광학 진동 차단 시스템 (130) 을 통해서 광학 디바이스 (114), 레티클 스테이지 (116) 및 베이스 프레임 (106) 상의 레티클 (118) 을 지지한다. 그 결과로서, 광학 프레임 (112) 과 그 지지된 컴포넌트와 베이스 프레임 (106) 은 베이스 진동 차단 시스템 (128) 과 광학 진동 차단 시스템 (130) 을 통해 연속하여 장착 베이스 (102) 에 효과적으로 부착된다. 진동 차단 시스템 (128 및 130) 은 리소그래피 시스템 (100) 의 컴포넌트 사이에서 진동을 약하게 하고 차단시키기 위해 설계된다. 위에서 설명된 임의의 시일 (seal; 132) 은 베이스 프레임 (106, 상부 인클로져 (120)) 과 렌즈 조립체 (114) 사이에 위치된다. 설명된 시일링 배열은 인클로져 (120) 에 대해 양호한 시일을 제공하지만, 인클로져와 렌즈 조립체 (114) 사이에서 진동 전달을 방지하도록 돕는다. 측정 시스템 (108) 은 광학 디바이스 (114) 와 같은 레퍼런스와 관련된 스테이지 (116 및 122) 의 위치를 모니터링하고 제어 시스템에 위치 데이터를 출력한다.

통상적으로 광학 디바이스 (114) 는 레티클 (118) 을 통과하는 조명 시스템 (110) 으로부터 광 또는 빔을 투영하고/투영하거나 포커싱하는 렌즈 조립체를 포함한다. 장치 (100) 의 다른 실시형태에서, 조명 시스템 (110) 과 광학 디바이스 (114) 는 광을 투영하고/투영하거나 포커스하도록 설정되어 레티클 (118) 을 반사한다.

레티클 스테이지 (116) 는 광학 프레임 (112) 상에 설정되어 레티클 스테이지 (116) 가 광학 프레임 (112) 과 웨이퍼 (124) 에 대해 제어된 이동 (예를 들면, 주사 동작) 을 통해 이동할 수 있다. 레티클 스테이지 (116) 는 레티클 스테이지 (116) 이동의 안내를 도울 수 있는 가이드상에 설정될 수 있다. 또는, 레티클 스테이지 (116) 는 가이드를 사용하지 않는 가이드리스 (guideless) 형 스테이지일 수 있다. 예시적인 가이드는 에어 베어링, 볼 베어링, 전자기 베어링 (로렌츠력, 맥스웰력), 또는 영구 자석을 포함한다. 레티클 스테이지 (116) 는 무 버 (mover) 에 의해 원하는 동작으로 이동될 수 있다. 무버는 다른 것 중에서 피에조전기 액츄에이터, 전자기 액츄에이터 (로렌츠력, 맥스웰력), 공기압 액츄에이터, 및 볼과 스크류 액츄에이터의 다양한 유형일 수 있다.

유사하게, 웨이퍼 스테이지 (122) 는 레티클 스테이지 (116) 로부터 설명된 바와 같이 가이드 또는 가이드 없이 제어된 이동을 통해 하부 인클로져 (126) 상에 설정되어 가이드될 수 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (122) 는 레티클 스테이지 (116) 에 대해 설명된 바와 같은 유사한 무버를 통해 이동될 수 있다.

자기 부양이 사용되는 경우, 레티클 스테이지 (116) 는 전자기 평면 모터에 의해 구동될 수 있다. 그러한 모터는 대향 위치에서 2차원적으로 배열된 코일을 갖는 전기자 코일과 2차원으로 배치된 자석을 갖는 자기 유닛을 구비할 수 있다. 이러한 타입의 구동 시스템으로, 자석 유닛 또는 전기자 코일 유닛 중 하나가 스테이지에 접속되고, 다른 유닛이 스테이지의 이동 판 측 상에 장착된다.

상술된 바와 같이, 레티클 스테이지 (116) 와 웨이퍼 스테이지 (122) 의 이동은 포토리소그래피 시스템의 성능에 영향을 줄 수 있는 반발력을 생성한다. 웨이퍼 (기판) 스테이지 (122) 동작에 의해 생성된 반응력은 미국 특허 제 5,528,118호 및 일본공개특허공보 제 8-166475호에 설명된 바와 같이 프레임 부재의 사용에 의해 플로어 (그라운드) 에 기계적으로 방출 (release) 될 수 있다. 추가적으로, 레티클 (마스크) 스테이지 (116) 동작에 의해 생성된 반응력은 미국특허 제 5,874,820호 및 일본공개특허공보 제 8-330224호에 설명된 바와 같이 프레임 부재의 사용에 의해 플로어 (그라운드) 에 기계적으로 방출될 수 있다. 미국 특허 제 5,528,118호와 제 5,874,820호 및 일본공개특허공보 제 8-330224호는 여기에서 참조로서 병합된다.

당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 상이한 타입의 포토리소그래피 디바이스가 많이 있다. 예를 들면, 리소그래피 시스템 (100) 은 동기이동하는 웨이퍼 (124) 와 레티클 (118) 을 가지고, 레티클 (118) 로부터의 패턴을 웨이퍼 (124) 상으로 노광하는 주사형 포토리소그래피 시스템으로서 사용될 수 있다. 주사형 리소그래피 시스템에서, 레티클 (118) 은 레티클 스테이지 (116) 에 의해 렌즈 조립체 (114) 의 광학 축에 수직으로 움직이고, 웨이퍼 (124) 는 웨이퍼 스테이지 (122) 에 의해 렌즈 조립체 (114) 의 광학 축에 수직으로 움직인다. 레티클 (118) 과 웨이퍼 (124) 가 동기이동하는 동안, 레티클 (118) 과 웨이퍼 (124) 의 주사가 발생한다.

선택적으로, 리소그래피 시스템 (100) 은 레티클 (118) 과 웨이퍼 (124) 가 움직이지 않는 동안 레티클 (118) 을 노광하는 스텝 앤드 리피트형 포토리소그래피 시스템일 수도 있다. 스텝 앤드 리피트형 프로세스에서, 웨이퍼 (124) 는 개별적인 필드의 노광 동안 레티클 (118) 과 렌즈 조립체 (114) 에 대해 일정한 위치에 있다. 이어서, 연속적인 노광 단계 사이에서, 웨이퍼 (124) 가 렌즈 조립체 (114) 의 광학축에 수직인 웨이퍼 스테이지 (122) 에 의해 연속적으로 이동되어, 반도체 웨이퍼 (124) 의 다음 필드를 노광을 위한 렌즈 조립체 (114) 와 레티클 (118) 에 관한 위치로 가져온다. 이 프로세스 다음에, 레티클 (118) 상에 이미지가 웨이퍼 (124) 의 필드상으로 연속적으로 노광되어, 반도체 웨이퍼 (124) 의 다음 필드를 렌즈 조립체 (114) 와 레티클 (118) 에 관한 위치로 가져온다.

그러나, 여기에서 제공된 리소그래피 시스템 (100) 의 사용은 반도체 제조용 포토리소그래피 시스템에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 리소그래피 시스템 (100) 은 박막 자기 헤드를 제조하기 위한 사각형 유리판 또는 포토리소그래피 시스템상으로 액정 디스플레이 디바이스 패턴을 노광하는 LCD 포토리소그래피 시스템으로서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 렌즈 조립체를 사용하지 않고 기판과 마스크를 가깝게 위치시켜 마스크 패턴을 노광하는 근접 포토리소그래피 시스템에 적용될 수도 있다. 또한, 여기에서 제공된 본 발명은 다른 반도체 처리 장비, 머신 툴, 금속 절단기, 및 정밀검사기를 포함하는 다른 디바이스 내에서 사용될 수 있다.

(조명 시스템 (110)) 의 조명원은 g-선 (436nm), i-선 (365nm), KrF 엑시머 레이저 (248), ArF 엑시머 레이저 (193nm) 및 F₂ 레이저 (157nm) 일 수 있다. 선택적으로, 조명원은 x-선 및 전자빔과 같은 하전 입자빔을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 전자빔이 사용되는 경우, 열이온 방출형 LaB₆ 또는 Ta 가 전자총으로서 사용될 수 있다. 게다가, 전자빔이 사용되는 경우, 구조는 마스크가 사용되거나 또는 마스크를 사용하지 않고 기판상에 패턴을 직접 형성하도록 할 수 있다.

렌즈 조립체 (114) 에 대하여, 엑시머 레이저와 같은 원자외선이 사용되는 경우, 원자외선을 투과 (transmit) 하는 수정 및 형석과 같은 유리 재료가 바람직하게 사용된다. F₂ 형 레이저 또는 x-선이 사용되는 경우, 렌즈 조립체 (114) 는 반사굴절 또는 반사형 중 하나인 것이 바람직하고 (또한 레티클은 반사형인 것이 바람직하다), 전자 빔이 사용되는 경우, 전자 광학계는 전자 렌즈와 디플렉터 (deflector) 를 포함하는 것이 바람직하다. 전자빔용 광학 경로는 진공내에 있어야만 한다.

또한, 파장 200nm 이하의 진공 자외선 (VUV) 을 채용하는 노광장치를 가지고, 반사굴절형 광학 시스템의 사용을 고려할 수 있다. 광학 시스템의 반사굴절형의 예는 일본공개특허공보 제 10-20195호, 그 대응 미국특허 제 5,835,275호뿐만 아니라 공개된 특허출원용 공보에 개재된 일본공개특허공보 제 8-171054호, 그 대응 미국특허 제 5,668,672호를 포함한다. 이러한 경우에서, 반사 광학 디바이스는 빔 스플리터와 오목경을 병합한 반사굴절 광학계일 수 있다. 일본공개특허공보 제 10-3039호뿐만 아니라 공개된 특허출원용 공보에 개재된 일본공개특허공보 제 8-334695와 그 대응 미국특허 제 5,689,377호는 빔 스플리터는 없지만, 오목경 등을 병합하는 반사굴절형 광학계를 사용할 수 있고 또한 본 발명에 채용할 수도 있다. 공개된 특허출원용 공보에 개재된 일본특허출원 뿐만 아니라 상기 언급된 미국 특허의 명세서가 여기에서 참조로서 병합된다.

또한 본 발명은 리소그래피 시스템 (100) 이 극자외 리소그래피 (EUVL) 시스템인 경우, 실행될 수도 있다. EUVL 시스템에서, 조명원 (110) 은 극히 작은 파장에서 광을 생성한다. 예를 들면, LPP (Laser Produced Plasma) 또는 GDP (Gas Discharged Plasma) 에 의해 생성된 거의 13nm 의 범위에서 광파장을 사용할 수 있다. 통상적으로, EUVL 시스템의 광학 컴포넌트는 굴절형 광학 컴포넌트가 EUV 선의 초과량을 흡수하기 때문에, 특정 다층 실리콘과 몰리브덴 코팅을 가진 반사형 광학 컴포넌트를 사용한다. 또한, 대부분의 가스가 EUV 선을 흡수하기 때문에, EUV 빔 경로는 통상적으로 진공 환경내에 포함된다.

상술한 바와 같이, 상술한 실시형태에 따른 포토리소그래피 시스템이 첨부된 청구항에 나열된 각 엘리먼트를 포함하는 다양한 서브시스템을 조립하여 만들어질 수 있고, 규정된 기계적 정확도, 전기적 정확도 및 광학적 정확도의 측면을 유지한다. 다양한 정확도를 유지하기 위해서, 조립 이전과 이후에, 모든 광학 시스템을 그 광학 정확도를 성취하도록 조절한다. 유사하게, 모든 기계적 시스템과 전기적 시스템을 그들 각각에 대응하는 기계적 그리고 전기적 정확성을 성취하도록 조절한다. 각 서브시스템을 포토리소그래피 시스템으로 조립하는 공정은 기계적 인터페이스, 전기적 회로 배선 접속, 및 각 서브시스템 사이에서 공기압 펌프 접속을 포함한다. 당연하게, 각 서브시스템이 다양한 서브시스템으로부터 포토리소그래피 시스템을 조립하기 전에 조립되는 프로세스도 있다. 일단 포토리소그래피 시스템이 다양한 서브시스템을 사용하여 조립하면, 전체적인 조정은 모든 정확도가 완벽한 포토리소그래피 시스템내에 유지되도록 제공된다. 또한, 온도와 습도가 제어되는 클린룸내에서 노광장치를 제조하는 것이 바람직하다.

이제 리소그래피 시스템의 공통 컴포넌트를 설명하면, 도 2, 도 3, 도 4a 와 도 4b, 도 5a 와 도 5b, 및 도 6 은 스테이지와 그 지지 구조 또는 임의의 형태의 유틸리티 공급 디바이스 사이에서 물리적 접촉을 요구하지 않는 유틸리티를 전달하기 위한 기법을 설명할 것이다. 이러한 기법은 유틸리티를 전달하기 위한 비접 촉 기법으로서 언급된다. 도 7 및 도 8 은 접촉 기법으로서 언급된, 스테이지와 그 지지구조 또는 임의의 형태의 유틸리티 공급 디바이스 사이의 물리적 접촉을 포함하는 기법을 설명할 것이다.

도 2 는 본 발명의 일실시형태에 따른 유틸리티의 비접촉 전달을 위한 디바이스들, 레티클 스테이지 (200), 및 그 지지 프레임 (202) 의 단면 사시도단면 사시도. 리소그래피 시스템의 나머지 컴포넌트는 본 발명의 양태를 보다 상세하기 표현하기 위하여 도 2 에서는 나타내지 않는다. 도 3 은 도 2 의 3-3 선을 따른 스테이지 (200) 의 측단면도를 나타낸다. 비접촉 유틸리티 전달은, 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 사이에 실제로 제로 강도 ( stiffness) 이고, 전달 디바이스는 스테이지 상에 실제로 제로 네트 포스 (zero net force) 를 인가한다 (즉, 스테이지로 네트 포스를 방해하지 않도록 인가한다). 예를 들면, 스테이지 (200) 가 주사되고 있는 동안, 그러한 전달은 스테이지 (200) 가 프레임 (202) 에 대해 이동하고 있는 동안 발생한다. 예를 들면, 웨이퍼 프로세싱 단계 사이에서, 유틸리티는 스테이지 (200) 가 움직이지 않는 동안 전달될 수도 있다.

도 2 의 프레임 (202) 단면은 프레임 (202) 의 절반이 도시되도록 거의 중심점에서 취해진다. 스테이지 (200) 의 단면은 스테이지 (200) 의 일단 근처에서 취해진다. 조립된 형태에서, 스테이지 (200) 는 슬롯 (204) 으로 자유스럽게 슬라이드되고 프레임 (202) 에 의해 완벽하게 인클로즈된다. 스테이지 (200) 는 픽쳐 프레임 (picture frame) 내에 설정되는 픽쳐와 유사하다. 앞에서 설명된 바와 같이, 전자기 또는 공기압을 사용하는 기법은 프레임 (202) 의 슬롯 (204) 내에서 스테이지 (200) 의 이동을 연장하고 제어하기 위해 사용될 수 있다. 스테이지 (200) 는 프레임 (202) 의 개구 (208) 를 통해서 광원으로 액세스할 수 있는 레티클 (206) 을 지지한다. 도 3 은 디바이스, 센서, 및 다른 형태의 디바이스를 처리하는 버퍼 디바이스용 공간을 제공하는 전자 컴파트먼트 (compartment; 220) 를 도시한다.

도 2 는 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 의 통상적인 구조를 도시하고 상기 두 구조 사이에서 유틸리티를 전달하기 위한 기법을 설명하기 위한 배경으로서 기능하는 의미가 있다. 따라서, 본 발명의 전달 기법은 상이한 구조를 갖는 스테이지와 프레임 및 사용방법에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 스테이지 (200) 는 반도체 웨이퍼상으로 광을 전달하거나 광을 반사하기 위한 레티클 (206) 을 지지할 수 있다. 도 2 및 도 3 에 도시된 실시형태는 레티클 (206) 이 척 (207) 으로서 언급된 별개의 지지 구조를 가지고 지지되는, 레티클 (206) 의 광을 반사시키는데 적절할 수 있다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 그러한 척 (207) 은 액츄에이터, 드라이버, 센서 등의 사용을 통해서 스테이지 (200) 에 대해 독립적으로 대향될 수 있다.

스테이지 (200) 에 전달되어질 필요가 있는 유틸리티 중 하나가 전력이다. 트랜스포머는 전기 유도를 통해 전력을 전달하도록 사용된 하나의 비접촉 디바이스이다. 트랜스포머 (210) 는 프레임 (202) 의 외주면을 따라서, 그리고 슬롯 (204) 내에서 프레임 (202) 으로 연장하기 위해서 도 2 에서 도시된다. 트랜스포머 (210) 는 유도 코어 (212), 1차 유도 코일 (214), 및 2차 유도 코일 (216) 을 포함한다. 1차 코일 (214) 은 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 의 외부에 있는 유도 코어 (212) 의 일부분 주위를 감싼다. 2차 코일 (216) 은 스테이지 (200) 내부에 수용된다. 일반적으로 이해되는 바와 같이, 1차 코일 (214) 을 통하는 전류는 유도 코어 (212) 에 의해 전해지는 전자장을 생성하여, 전자장이 2차 코일 (216) 내로 전류가 흐르도록 유도한다. 즉, 전력은 1차 코일 (214) 로 공급되어, 2차 유도 코일 (216) 이 유도 코어 (212) 를 통해 전력을 끌어낼 수 있다. 2차 유도 코일 (216) 이 스테이지 (200) 내에서 시큐어 (secure) 되어 스테이지 (200) 가 슬롯 (204) 으로 삽입되는 경우, 슬롯 (204) 내의 유도 코어 (212) 의 일부분이 2차 유도 코일 (216) 로 삽입된다. 슬롯 (204) 내의 유도 코어 (212) 의 일부분이 위치지정되어, 주사 공정중 스테이지 (200) 가 주사축 (218) 을 따라 이동하는 동안 2차 유도 코일 (216) 이 유도 코어 (212) 상으로 자유롭게 이동할 수 있다. 유도 코어 (212) 와 2차 코일 (216) 사이의 상대 이동인, 비접촉을 보증하기 위해, 2차 코일 (216) 의 내부 직경은 유도 코어 (212) 의 가장 큰 직경보다 더 커야만 한다. 도 2 에서 도시된 바와 같이, 슬롯 (204) 내의 유도 코어 (212) 의 일부분의 세로축은 2차 코일 (216) 의 세로축에 실제로 평행하다.

트랜스포머 (210) 의 구조는 2차 코일 (216) 과 유도 코어 (212) 사이에 어떤 물리적 접촉 없이도 2차 코일 (216) 로부터 전력을 끌어당기도록 허용한다. 또한, 스테이지 (200) 가 공기 부상 또는 전자기 부상 기법을 통해 지지되는 경우, 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 사이의 물리적 접촉을 피한다. 비접촉 스테이지 부상과 전력 전달 기법으로, 전력은 스테이지 (200) 에 대한 물리적인 방해력을 최소화하면서, 이동 또는 정지한 스테이지 (200) 에 공급될 수 있다. 또한, 스테이지 (200) 에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있는 전력 케이블로부터의 오염을 피한다.

다른 실시형태에서, 다수의 2차 유도 코일은 스테이지 (200) 내의 유도 코어 (212) 위로 루프를 만들어 배열될 수 있다. 하나 이상의 2차 유도 코일을 사용하여, 스테이지 (200) 는 각각의 2차 유도 코일로부터 상이한 전압 레벨의 전력을 인출할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 다수의 트랜스포머가 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 의 다양한 위치에 위치지정될 수 있다. 따라서, 스테이지 (200) 는 각각의 트랜스포머에 대한 유도 코어의 종단을 수용하도록 다수의 2차 유도 코일을 가질 것이다. 예를 들면, 트랜스포머는 스테이지 (200) 의 각 측면상에 위치될 수 있다. 상이한 전압의 전력을 각 트랜스포머로부터 인출할 수 있도록 하는 방식으로 더 작은 트랜스포머를 사용할 수 있다.

도 4a 는 프레임 (400) 과 스테이지 (402) 사이의 전력의 비접촉 전달을위한 트랜스포머의 다른 실시형태를 이용하는 프레임 (400) 과 스테이지 (402) 의 사시도를 나타낸다. 도 4b 는 도 4a 의 프레임 (400) 과 스테이지 (402) 의 평면도를 나타낸다. 트랜스포머의 사용을 설명하기 위해 필요한 프레임 (400) 의 일부만이 도 4a 와 도 4b 에서 도시된다는 점을 주목한다. 트랜스포머의 이 실시형태는 유도 코어 (404) 를 포함하고, 유도 코어 (404) 가 프레임 (400), 1차 유도 코일 (406), 및 2차 유도 코일 (408) 로 되게 한다. 프레임 (400) 은 유도 코어 (404) 에 의해 분리되는 2 개의 개구 (410) 를 갖는다. 1차 코일 (406) 은 유도 코어 (404) 주위를 권선한다. 2차 코일 (408) 이 루핑되어 더 큰 직경을 갖고 유도 코어 (404) 와 1차 코일 (406) 을 둘러싼다. 2차 코일 (408) 이 스테이지 (402) 에 의해 그 종단에서 지지된다. 2차 코일 (408) 은 또한, 1차 코일 (406) 에 매우 근접하여 프레임 (400) 의 각 개구 (410) 를 통과한다. 2차 코일 (408) 은 1차 코일 (406) 또는 코어 (404) 와 접촉하지 않아서 스테이지 (402) 와 2차 코일 (408) 이 스테이지 (402) 의 주사 동작 중 프레임 (400) 에 대해 자유롭게 이동할 수 있다. 스테이지 (402) 는 주사축 (412) 을 따라서 앞뒤로 움직일 수 있어서, 2차 코일 (408) 의 세로축이 개구 (410) 를 통과한다. 2차 코일 (408) 의 길이는 변환기에 대해 바람직한 스트로크의 길이에 의존하여 조절될 수 있다.

다른 실시형태에서, 변환기는 코어없이 기능할 수 있다. 즉, 제 1 및 2차 코일은 코어 없이 서로에 대해 더 상관적이다. 예를 들면, 1차 코일 (406) 은 유도 코어 (404) 를 갖지 않는 프레임 (400) 내에서 떠 있을 수 있다. 코어없는 유도 전력 전달 디바이스도 사용될 수 있지만, 그러한 디바이스는 철 코어를 사용하는 트랜스포머보다 덜 효율적인 경향이 있고, 교란력을 생성하는 더 높은 위험이 있다.

도 4a 및 도 4b 의 트랜스포머 구조는 도시된 바와 같이 반대 경향으로 실행될 수 있다. 즉, 다른 실시형태에서, 상기에서 설명된 것은 프레임 (400) 과 그와 결합된 컴포넌트로서 스테이지일 수 있다. 상기에서 설명된 것은 스테이지 (402) 와 그와 결합된 컴포넌트로서 프레임일 수 있다. 스테이지는 코어 주 위에서 권선된 코일을 포함하고, 프레임은 스테이지를 통해서 연장하는 더 긴 코일을 지지한다.

도 5a 는 프레임 (500) 과 스테이지 (502) 사이에서 전력의 비접촉 전달용 트랜스포머의 또 다른 다른 실시형태를 이용하는 프레임 (500) 과 스테이지 (502) 의 사시도를 도시한다. 도 5b 는 도 5a 의 프레임 (500) 과 스테이지 (502) 의 평면도를 도시한다. 도 4a 와 도 4b 로, 트랜스포머의 사용을 설명하기 위해 필요한 프레임 (500) 의 일부분만을 도 5a 와 도 5b 에서 도시한다는 것을 주목한다. 프레임 (500) 은 통로 (504) 를 포함하고, 통로 (504) 의 내부면은 1차 코일 (506) 과 일치한다. 스테이지 (502) 는 막대기 형태인 2차 코일 (508) 을 지지한다. 즉, 2차 코일은 솔레노이드이다. 솔레노이드 (508) 는 통로 (504) 를 통과한다. 트랜스포머가 코어를 이용하지 않는다는 점을 주목한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 유도 코어는 솔레노이드 (508) 의 가운데 아래로 삽입될 수 있다.

통로 (504) 는 솔레노이드 (508) 의 직경보다 더 큰 직경을 갖도록 하여, 솔레노이드 (508) 가 물리적인 접촉 없이 통로 (504) 를 통과할 수 있다. 이런 식으로, 스테이지 (502) 는 전력이 스테이지 (502) 에 공급되는 동안 비접촉 방식으로 솔레노이드 (508) 의 축을 따라 앞뒤로 이동할 수 있다. 주사축 (510) 은 스테이지 (502) 가 프레임 (500) 에 대해 이동하는 방향을 보여준다.

도 5a 및 도 5b 의 구조는 도시된 바와 같이 반대 경향으로 실행될 수도 있다. 즉, 다른 실시형태에서, 상기에서 설명된 것은 프레임 (500) 과 그 결합된 컴포넌트로서 스테이지일 수 있다. 상기에서 설명된 것은 스테이지 (502) 와 그 결합된 컴포넌트로서 프레임일 수 있다. 스테이지는 유도 코일로 라이닝된 통로를 포함하고, 프레임은 스테이지의 통로를 통과하는 솔레노이드를 지지한다.

스테이지 (200) 와 프레임 (202) 사이에서 전력을 전달하기 위한 다른 비접촉 기법은 무선 주파수 전달, 복사 전달 및 전기적 아크 (arc) 의 사용을 포함한다.

또한, 스테이지 (200) 로 전력을 전달하는 데 추가하여, 이것은 스테이지 (200) 내로 전달된 전력을 버퍼링하거나 저장하는데 유용하다. 버퍼링은 다양한 스테이지 서브시스템의 특정 필요 또는 제한에 대해 유틸리티를 더 적합하게 만들거나 또는 유틸리티의 효율적인 전달을 가능하게 하기 위해 스테이지에 의한 유틸리티의 일시적인 저장을 말한다. 전력은 재충전 가능한 배터리, 커패시터, 및 울트라 커패시터와 같은 다양한 디바이스에 의해 버퍼링될 수 있다. 3 개의 옵션 중에서, 울트라 커패시터는 종래의 재충전 가능한 배터리보더 더 빨리 충전될 수도 있고, 종래의 커패시터보다 더 큰 용량을 갖는다. 울트라 커패시터는 또한 종래의 배터리보다 더 높은 특정 전력을 갖고 종래의 커패시터보다 더 높은 특정 에너지를 갖는다. 또한, 울트라 커패시터는 종래의 재충전 가능한 배터리보다 더 낮은 성능저하율을 갖는다. 이러한 버퍼링 디바이스는 스테이지 (200) 의 전자 컴파트먼트 (220) 내에 위치될 수 있다.

스테이지 (200) 와 프레임 (202) 사이에서 전달을 위한 다른 유틸리티는 전기 신호이다. 전기 신호는 스테이지 (200) 내에서 인스톨된 다양한 프로세서용 지시 및 데이터를 캐리 (carry) 한다. 그러한 프로세서는 스테이지 (200) 내에 인스톨된 증폭기, 드라이버, 액츄에이터, 및 센서를 제어할 수 있다. 전기 신호를 저장하기 위한 메모리 디바이스가 스테이지 (200) 내에 위치될 수 있다. 전기 신호는 전자기 스펙트럼의 다양한 범위 내에서 송신될 수 있지만, 통상적으로 무선 주파수 (RF; Radio Frequency) 신호 또는 광신호 (예를 들면, 적외선 신호) 를 통해 송신된다.

박스 (222) 에 의해 표현되는 무선 주파수 송수신기, 송신기 및 수신기는 스테이지 (200) 의 전자 컴파트먼트 (220) 내 및 프레임 (202) 내 또는 프레임 (202) 상의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 각 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 내에서 통신 컴포넌트 (222) 는 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 사이의 깨끗한 통신이 스테이지의 주사 동작 동안 유지되도록 위치지정되어야만 한다. 즉, 송수신기는 무선 주파수 방해를 피하도록 위치지정되어야만 한다.

박스 (224) 에 의해 표현되는 광신호 송수신기, 송신기 및 수신기는 전자 컴파트먼트 (220) 내 및 프레임 (202) 내 또는 프레임 (202) 상의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 광신호 송신은 신호가 고-대역폭 채널을 통해서 송신될 수 있기 때문에 장점이 많다.

광신호가 주사축 (218) 에 평행한 방향으로 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 상에서 광학 컴포넌트 (224) 사이를 이동하도록 광학 통신 컴포넌트 (224) 를 위치시킬 수 있다. 이런 식으로, 광통신이 스테이지 (200) 의 주사 동작 범위를 통해서 유지될 수 있다. 예를 들면, 스테이지 (200) 내에서 광학 컴포넌트 (224) 는 도 3에서 도시된 바와 같이 오른쪽 측 상에 전자 컴파트먼트 (200) 내에 위치되고, 광학 컴파트먼트 (224) 는 도 2 에서 도시된 바와 같이 프레임 (202) 의 동떨어진 표면에서 위치되어, 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 에서 광학 컴포넌트들이 서로 배열한다. 다른 실시형태에서, 송신된 광신호가 주사축 (218) 에 평행한 방향으로 이동하지 않도록 광학 컴파트먼트 (224) 를 위치시킬 수 있다. 이러한 구조에서, 스테이지 (200) 가 정지하거나 혹은 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 이 주사 공정 동안 균형을 이루기 위해 광학 컴포넌트 (224) 에 대한 정확한 상대 위치로 올 때에, 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 사이의 직접 통신이 가능하다.

리소그래피 공정 중에서, 열은 스테이지 (200) 에서 생성되고, 다양한 이유 때문에 제거될 필요가 있다. 하나의 이유는 재료 열 확산 계수에서 차이가 있기 때문에 스테이지 또는 척과 레티클 사이에서 접촉의 미끄러짐을 야기할 수 있다. 열 전달 기법은 대류, 전도 및/또는 복사를 이용할 수 있다. 가스 또는 유체에서 한 지역에서 다른 지역으로 전류의 순환에 의한 열 전달을 포함하는 대류는 비진공 환경에서 효과적이다. 너무 작아서 대류 전류의 생성을 허용하지 않을 틈에서 가스를 통해 열전달을 포함하는 전도는 저진공내에 있을 수 있고, 비진공 환경에서 가장 효과적이다.

열은 광선 (ray) 또는 파장의 형태로 에너지의 방출과 전파를 포함하는 복사를 통해 전달될 수 있다. 복사 열 전달 기법은 진공 또는 비진공 환경 중 하나에서 적용할 수 있다.

스테이지 (200) 와 프레임 (202) 중 하나 상에서 열 전달면 (226) 은 열전도 및/또는 복사의 이익을 가질 수 있다. 스테이지 (200) 상의 열 전달면은 스테이지 (200) 에서 열원으로부터 열을 모으는 히트 싱크 (heat sink) 로서 기능할 수 있다. 열은 그래파이트 발포체 (graphite foam) 와 같은 특정 고 전도 재료를 통해 전도에 의해 히트 싱크로서 기능하는 표면 (226) 으로 채널링된다 (channel). 또한 열사이펀 (thermosyphon) 을 사용할 수 있다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 열사이펀은 증발기와 응축기의 상대 높이에 의존하는 히트 파이프일 수도 있고, 가속력이 있는 경우, 복귀 유체 흐름을 방해할 수 있다. 열사이펀은 경량이고 매우 높은 당량의 특정 전도율을 가지기 때문에 유용하다. 이것은 작은 온도 기울기 상에 경량 구조에서 대량의 열 전달을 허용한다. 스테이지 (200) 상의 열 전달면 (226) 의 온도보다 더 낮은 온도에서 프레임 (202) 상의 열 전달면 (226) 을 유지함으로서, 스테이지 (200) 상의 열 전달면 (226) 에서 수집된 열이 프레임 (202) 내에서 열 전달면 (206) 으로 끌려갈 수 있다. 하나 또는 그 이상의 열 전달면 (200) 은 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 상에 위치될 수 있고 리소그래피 시스템의 특정 요구조건에 따라 상이한 크기와 형태를 가질 수 있다.

열 전달면 (226) 은 스테이지 (200) 의 하나 이상의 표면상에 있을 수 있다. 예를 들면, 열 전달면 (226) 은 스테이지 (200) 의 상부, 바닥, 및/또는 측면상에 있을 수 있다. 프레임 (202) 상의 해당 열 전달면 (226) 은 스테이지 (200) 가 프레임 (202) 내에 설치되는 경우 서로 일치한다.

스테이지 (200) 로부터 열을 제거하는 것은 프레임 (202) 의 모든 온도가 스테이지 (200) 의 온도보다 더 낮은 온도를 유지하는 경우보다 더 효과적이다. 다양한 기법이 일정 온도에서 프레임 (202) 을 유지하는데 사용될 수 있다. 도 2 에서 보여지는 프레임 (202) 의 저온을 유지하기 위한 하나의 기법은 프레임 (202) 의 몸체 (body) 전체를 흐르는 냉각 채널 (228) 을 사용한다. 냉각 채널 (228) 은 프레임 (202) 으로부터 열을 제거하기 위해 흐르는 물과 같은 냉각제를 허용한다.

레티클 스테이지 (200) 의 온도가 크게 변하는 경우, 레티클 (200) 과 레티클 척 (207) 을 왜곡하고 스테이지 성능을 감소시키는 스테이지 재료는 연장 및/또는 수축한다. 이 문제를 피하기 위해서, 스테이지 구조 재료는 Zerodur™ (스코트 리소텍 제조) 과 같은 저열 연장 재료로 만들어질 수 있다. 이것은 스테이지 (200) 가 내부 온도변화에 덜 민감하게 만든다.

몇몇 리소그래피 시스템은 다양한 목적에 대해 레티클 및/또는 웨이퍼 스테이지 사이에서 가스 및/또는 유체의 교환을 요구한다. 가스 및 유체를 전달하기 위한 비접촉 기법은 재료의 상 (phase) 변화 특성을 이용할 수 있다. 또한 유체는 프레임으로부터 스테이지 상으로 직접 디포지션 (deposit) 될 수 있다.

스테이지 (200) 와 프레임 (202) 사이에서 물리적 접촉을 포함하지 않고 가스를 전달하기 위한 일 기법은 프레임 (202) 의 상부 절반내에 반전된 공동 (inverted cavity) 을 포함한다. 도 6 은 가스와 유체의 비접촉 전달이 발생할 수 있는 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 의 확대된 단면도를 도시한다. 프레임 (202) 의 상부 절반은 그 바닥면 (252) 상에 반전된 공동 (250) 을 포함한다. 또한 공동 (250) 은 저장기 또는 압력 용기 (256) 에 이르는 공급 통로 (254) 와 다른 저장기 또는 압력 용기 (260) 에 이르는 수집 통로 (258) 를 갖는다. 밸브 (262) 는 통로 (254 및 258) 를 통해 가스 또는 유체의 흐름을 제어한다. 스테이지 (200) 는 우물 (264), 저장기 또는 압력 용기 (268) 를 이끄는 통로 (266), 및 통로 (266) 를 통해 가스 또는 유체의 흐름을 제어하는 밸브 (262) 를 포함한다. 본 발명의 몇몇의 실시형태에서, 프레임 (202) 내에서 가스와 유체를 배출하고 수집할 수 있는 하나의 통로 겸 저장기이면 충분한다. 다른 실시형태에서, 반전된 공동은 스테이지 (200) 의 바닥면에 형성될 수 있고, 우물은 프레임 (202) 의 하부 절반의 상위면 (top surface) 에 형성될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 반전된 공동과 우물의 조합은 스테이지 (200) 의 바닥면과 상위면 모두에 위치된다.

스테이지 (200) 로부터 프레임 (202) 으로 가스 또는 유체를 전달하기 위한 일 기법은 통로 (266) 를 통해서 저장기 (268) 로부터 가스를 방출하는 것을 포함하여, 반전된 공동 (250) 에 의해 잡혀진다. 수집 통로 (258) 는 가스를 저장기 (260) 로 빨아들인다. 가스가 수집된 후에, 필요한 경우 가스를 액체 상태로 변화시키도록 액체를 냉각할 수 있다. 도 6 에서 도시된 실시형태에서, 반전된 공동 (250) 의 직경은 우물 (264) 의 직경보다 더 커서, 반전된 공동 (250) 의 개구가 우물 (264) 의 개구를 완벽하게 둘러싼다. 몇몇 실시형태에서, 반전된 공동 (250) 의 개구는 주사 공정동안 스테이지 (200) 가 이동하는 동작의 범위를 통털어 우물 (264) 을 완벽하게 둘러쌀 정도로 크다. 그런 실시형태에서, 반전된 공동 (250) 은 저장기 (268) 에 의해 방출된 모든 가스를 충분하게 수집할 수 있다. 진공 디바이스 (270) 는 반전된 공동 (250) 에 의해 수집되지 않는 임의의 가스를 증발 (evaporate) 시키기 위해 프레임 (202) 의 반전된 공동 (250) 의 주위 둘레에 위치지정될 수 있다. 다른 실시형태에서, 진공 디바이스는 반전된 공동 (250) 을 둘러싸는 위치에서 스테이지 (200) 의 상위면 상에 위치지정될 수도 있다.

다른 실시형태에서, 스테이지 (200) 는 실제로 우물 (264) 을 포함하지 않는다. 그런 실시형태에서, 가스는 통로 (266) 의 개구를 통해서 직접 스테이지 (200) 의 상위면에서 방출된다. 차례로, 도 6에서 도시된 반전된 공동보다, 반전된 공동 (250) 은 더 작은 직경을 가질 수 있고, 반전된 공동 (250) 의 직경은 통로 (266) 의 직경과 거의 동일한 크기 또는 약간 더 크다.

저장기 (268) 로부터 가스를 방출하는 기법은 스테이지 (200) 와 프레임 (202) 이 비진공 조건에서 동작하는 경우 효과적이다. 그러나, 이 기법은 저압 가스가 전달되는 경우, 진공 상태에서 사용될 수 있다.

유체는 증발 기법을 통해서 스테이지 (200) 로부터 프레임 (202) 으로 전달될 수 있다. 이것은 저장기 (268) 로부터 우물 (264) 로 유체를 방출하는 것을 포함한다. 가열 엘리먼트는 우물 (264) 에서 유체를 가열하여, 유체를 증발시켜 반전된 공동 (250) 내에 잡혀진다. 이 관점에서, 수집 통로 (258) 는 가스 형태의 유체를 저장기 (260) 로 빨아들일 수 있다. 또한, 가스 형태의 유체가 원한다면 유체 형태로 다시 반전될 수 있다. 일 실시형태에서, 우물 (264) 에서 유체를 증발시키기 위해 사용된 열은 보통의 동작 조건 때문에 레티클 스테이지 또는 웨이퍼 스테이지에 의해 생성된 열로부터 올 수 있다. 그러한 열은 열 전도 재료 또는 히트 파이프를 통해 우물 (264) 을 향해 채널링될 수 있다. 선택적으로, 우물 (264) 은 스테이지 (200) 에서 히트 싱크에 근접하여 위치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 어떠한 열도 우물 (264) 에서 유체를 증발시키기 위해 요구되지 않는다.

유체는 다양한 기법을 사용하여 프레임 (202) 으로부터 스테이지 (200) 로 전달될 수 있다. 일 기법은 가스의 농축을 이용하는 것이다. 이것은 충분히 낮은 온도에서 스테이지 (200) 또는 우물 (264) 의 온도를 유지하는 것을 포함하여, 전달될 가스 형태의 유체가 우물 (264) 에 농축된다. 이 기법을 실현하기 위해서, 가스 형태의 유체는 통로 (254) 를 통해서 저장기 (256) 로부터 방출된다. 그리고나서, 가스가 충분히 낮은 온도로 유지되는 우물 (264) 면상에 농축할 것이다. 그리고나서, 농축된 유체는 통로 (266) 를 통과하여 저장기 (268) 로 수집될 수 있다. 우물 (264) 의 바닥면은 농축 유체의 수집을 용이하게 하기 위해 통로 (266) 의 개구를 향해서 아래방향으로 경사진다.

프레임 (202) 으로부터 스테이지 (200) 로 유체를 전달하기 위한 다른 기법은 프레임 (202) 의 통로 (254) 로부터 유체를 우물 (264) 로 따라내는 것을 포함한다. 다양한 디바이스가 반전된 공동 (250) 과 우물 (264) 각각에서 가스 및/또는 액체를 방출하고 수집하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 반전된 공동 (250) 과 우물 (264) 의 깊이는 매우 얕은 것에서 상대적으로 깊은 것까지 변할 수 있다.

스테이지와 프레임 사이에서 유틸리티를 전달하기 위한 접촉 기법은 리소그래피 시스템이 실제로 오염없는 프로세싱 환경을 유지하고 스테이지에 대한 위치 허용오차를 만족시키도록 한다. 접촉 유틸리티 전달은 베이스와 스테이지 사이에서 0 보다 큰 경도인 유틸리티 전달을 포함하고, 전달 디바이스는 스테이지 상에서 실제로 논제로 넷 포스를 적용한다. 리소그래피 시스템의 허용오차와 깨끗함의 요구조건을 만족하기 위해서 유틸리티를 전달하기 위한 접촉 기법은, 스테이지가 지지 구조 (프레임) 에 대해 정지하는 경우 제공된다. 예를 들면, 유틸리티 전달은 웨이퍼 교환과 웨이퍼 정렬 중에 레티클 스테이지를 가지고 발생할 수 있다. 레티클 또는 웨이퍼 스테이지가 정지 위치로 오는 경우, 프레임상의 전달 디바이스 사이에서 물리적인 접속은 스테이지 상에서 전달 디바이스로 이루어진다. 유틸리티 전달이 완료되고 물리적인 접속이 끊어진 후, 스테이지는 그 주사 동작을 다시 개시할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 전달된 유틸리티는 스테이지에 의해 저장되거나 버퍼링되어, 웨이퍼주사 프로세스 동안 사용될 수 있다.

도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 접촉 기법을 통해 유틸리티를 전달하는 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 의 일측단면도를 나타낸다. 레티클 (312) 은 스테이지 (300) 에 의해 지지된다.

전력과 전기 신호가 전도체를 통해서 스테이지와 프레임 사이로 전달된다. 이러한 도체는 케이블, 배선 또는 전극과 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 도체는 예를 들면 접촉 패드인, 종단기 (terminator) 를 가지고 종단되어 스테이지 상의 종단기가 프레임상의 종단기와 짝을 이룰 수 있다. 도체는 스테이지가 프 레임에 대해 정지 위치로 오는 경우, 서로 접촉할 수 있다. 예를 들면, 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 에서 도체 (304) 는 스테이지 (300) 가 정지하게 되고 프레임 (302) 상으로 낮아지는 경우, 서로 접촉할 수 있다. 접촉에 대해, 도체 (304) 는 스테이지 (300) 내에서 전력 버퍼 디바이스 (312) 와 프레임 (302) 내에서 전원 (314) 을 접속한다.

다른 실시형태에서, 도체 (304) 는 스테이지 (300) 또는 프레임 (302) 중 어느 하나, 또는 둘 다로부터 연장하는 도체를 가짐으로써, 프레임 (302) 상으로 스테이지 (300) 를 낮추지 않고 서로 접촉할 수 있다. 그런 연장하는 도체는 스테이지 (300) 또는 프레임 (302) 중 어느 하나로부터 연장하도록 설계된 금속 플로그, 케이블 또는 배선일 수 있다.

전력과 전기 신호는 비접촉 전력과 신호 전달에 대해 앞에서 설명된 동일한 기법을 사용하여 버퍼링될 수 있다.

접촉 전달 기법에서 열 전달은 매스 (mass), 유체 및 가스 교환 및 전도를 이용할 수 있다. 교환 기법에서, 매스 또는 물건, 유체 및/또는 가스는 스테이지 (300) 가 정지하는 경우 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 사이에서 전달된다.

스테이지로부터 열을 제거하기 위한 냉각제로서 사용될 유체와 가스는 스테이지와 프레임 사이에 전달된다. 유체와 가스는 스테이지 (300) 내에서 냉각 채널로 주입된다. 그리고나서, 유체 (또는 가스) 는 스테이지 (300) 주위를 순환하여 열을 수집한다. 유체 (또는 가스) 가 일정 양의 열을 수집하는 경우, 유체 (또는 가스) 는 스테이지 (300) 로부터 제거되고 나서, 저온의 다른 유체 (또 는 가스) 의 주입으로 대체된다. 유체 또는 가스는 레티클을 지지하는 예를 들면, 레티클과 척을 구별하는 유체 또는 가스 필름용으로 이용될 수도 있다. 유체 또는 가스 필름은 레티클로부터 벗어난 열을 척, 스테이지 또는 히트 싱크로 용이하게 전달하도록 한다.

유체와 가스 냉각제는 스테이지 (300) 가 정지하는 경우, 호스 (306) 를 통해 전달될 수 있다. 본질적으로, 열은 스테이지 (300) 로부터 간헐적으로 (intermittently) 전달된다. 이것은, 정지한 스테이지 (300) 로 호스 (306) 를 접속하여 실행되고 스테이지가 그 주사 동작을 개시하기 전에 호스 접속을 끊는다. 특히, 호스 (306) 는 스테이지 (300) 내의 냉각 시스템 (308) 과 프레임 (302) 내의 저장기 (310) 사이를 이동하는 가스 또는 유체에 대한 경로를 제공한다. 호스 (306) 는 스테이지 (300) 와 접속하기 위해 프레임 (302) 으로부터 연장할 수 있거나, 호스 (306) 는 프레임 (302) 과 접속하기 위해 스테이지 (300) 로부터 연장할 수 있다. 액츄에이터와 같은, 다양한 기계적 디바이스는 호스 (306) 를 연장하기 위해 사용될 수 있다.

유체와 가스를 전달하기 위한 호스로의 선택은 각각의 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 상의 포트로 고정된다. 도 8 은 포트 (312) 가 가스 및/또는 유체를 전달하기 위해 서로 접속하는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 사이의 인터페이스의 확대도를 나타낸다. 스테이지 (300) 가 프레임 (302) 의 하위 지지면 상으로 낮아지는 경우, 포트 (312) 는 서로 접속한다. 스테이지 (300) 는 저장기 또는 압력 용기 (314), 저장기 (314) 로부터 포 트 (312) 로 이끄는 통로 (316) 를 포함한다. 진공 펌프 (318) 는 통로 (316) 로 접속되고 포트 (312) 의 주위 근방의 지점에서 스테이지 (300) 의 표면으로 이끄는 진공 파이프 (320) 를 갖는다. 밸브 (322) 는 통로 (316) 와 진공 파이프 (320) 를 통해서 유체 또는 가스의 흐름을 제어하기 위해 사용된다. 프레임 (302) 은 저장기 또는 압력 용기 (330), 저장기 (330) 로부터 포트 (312) 로 이끄는 통로 (332) 를 포함한다. 진공 펌프 (334) 는 통로 (332) 로 접속되고 포트 (312) 의 주위 근방의 지점에서 프레임 (302) 의 표면으로 이끄는 진공 파이프 (336) 를 갖는다. 밸브 (338) 는 통로 (332) 와 진공 파이프 (336) 를 통해서 유체 또는 가스의 흐름을 제어하기 위해 사용된다. 진공 펌프 (318) 는 전달 과정 동안 접속 포트 (312) 로부터 빠져나온 임의의 유체 또는 가스를 증발시키기 위해 사용될 수 있다.

가스 교환은 진공 및 비진공 프로세싱 환경에서 이용될 수 있다. 헬륨 또는 수소는 높은 열 전도율 때문에 사용될 수 있다. 냉각제로서 가스는 호스로부터 누설되는 경우, 리소그래피 시스템상에 그 영향을 최소화하기 위해 저압 레벨로 유지되어야만 한다. 유체 교환은 비진공 환경에서 효과적으로 사용될 수 있다. 물은 자체의 높은 특정 열 용량 때문에 효과적인 유체 냉각제이다.

또한 열은 매스 교환으로서 칭해지는 기법을 통해 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 사이에서 교환될 수 있다. 매스 교환은 히트 싱크로서 역할을 하기 위해 스테이지 (300) 내에 상대적으로 낮은 온도 물건을 위치시키는 것을 포함한다. 물건이 일정 양의 열을 수집한 후에, 물건은 제거되고나서 상대적으로 낮은 온도의 다른 물건으로 대체된다. 이런 식으로, 열은 제거된 물건을 따라서 스테이지 (300) 를 벗어나 전달된다.

또한 열은 각각의 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 상의 열 전달면 사이에서 직접 접촉을 통해 스테이지 (300) 와 프레임 (302) 사이에서 교환될 수 있다. 열 전달면 (226) 의 예는 도 2 및 도 3 에서 보여질 수 있다. 표면 (226) 은 스테이지가 프레임과 접속하는 경우 접촉할 수 있게 된다. 스테이지는 임의의 측면, 상위면 또는 바닥면 상의 열 전달면을 가질 수 있다. 차례로, 스테이지가 임의의 방향으로 이동될 수 있어서, 열 전달면을 포함하는 각각의 그 면들은 프레임상에 일체가 되는 열 전달면과 접촉할 수 있다.

스테이지 (300) 로부터 열 제거를 용이하게 할 수 있는 재료의 유형은 파라핀 왁스와 같은, 상 변경 재료 (PCM; Phase Change Material) 이다. PCM 은 충분한 열이 인가되는 경우, 액체로의 상 변경이 이행되는 고체 형태일 수 있다. PCM 은 고체에서 액체로의 상 변경하는 동안 잠열로서 큰 에너지의 양을 저장할 수 있다. 유익하게, 많은 애플리케이션에서, 열 에너지의 많은 양이 비교적 일정한 온도에서 저장되고 방출될 수 있다. 이것은 제한된 부피와 낮은 동작 온도 차이가 적용될 수 있는 경우에도 그러하다.

PCM 은 바운드형일 수 있고 PCM 이 지지구조에서 지지된다. 바운드 PCM 은 합성재료이고, PCM 은 스폰지형 또는 격자형 지지구조를 통해서 매달린다. 각 바운드 PCM 은 입자 (granule) 의 크기와 형태로 있을 수 있고, 큰 양의 입자가 열 전달 기법내에서 사용될 수 있는 분말을 형성한다. 바운드 PCM 은 적어도 커플 양태 내에서 유익하다. 우선, PCM 이 열을 저장하기 위한 큰 용량을 가졌을 때 조차도, PCM 은 상대적으로 열악한 열 전도체이다. 따라서, 열은 스폰지형 지지구조에서 PCM 을 펼침으로써 좀 더 용이하게 PCM 으로 전달될 수 있다. 둘째로, 스폰지형 지지구조는 액체 형태로 상 변경이 진행된 후에 PCM 을 유지한다. 따라서, 바운드 PCM 은 PCM 이 누설되는 문제점을 피한다. 바운드 PCM 의 예는 Rubitherm™PX 이다.

열 전달 목적을 위해 PCM 을 이용하기 위한 하나의 방법은 매스 전달에 있다. 블록 (block) 과 같은, PCM 매스는 스테이지 내에 열을 수집하고 저장할 매스로서 이용될 수 있다. PCM 매스에 의해 저장될 수 있는 많은 양의 열 에너지는 열전달 목적용으로 매스 교환의 효율성을 증가시킨다.

열전달 목적을 위해 PCM 을 이용하기 위한 다른 방법은 분말 형태로 PCM 을 이용한다. PCM 분말은 다양한 접촉 방식으로 스테이지에 전달될 수 있어서 스테이지로부터 열을 수집할 수 있다. 예를 들면, PCM 은 스테이지를 프레임으로 접속하는 호스를 통해서 전달된 가스 또는 액체내에 매달려지는 동안 전달될 수 있다. PCM 은 전달된 가스 또는 유체의 열 용량을 증가시킨다. 또한, PCM 분말 자체는 스테이지로 직접 부어지고 스테이지로부터 빠져나올 수 있다. 예를 들면, PCM 분말은 스테이지의 상부면상의 개구를 통해 스테이지로 부어질 수 있다. PCM 분말이 일정 양의 열을 수집하고 저장한 후에, PCM 분말은 스테이지로부터 빠져나와 배수될 수 있다. 예를 들면, 스테이지의 바닥 상의 포트가 열려 PCM 분말이 스테이지로부터 빠져나와 배수될 수 있다. 중력은, PCM 이 스테이지로 부 어지고 스테이지로부터 빠져나오도록 하는 힘일 수 있다. 또한 스테이지 내에 깔데기와 구부러진 면을 형성하여 그러한 개구가 스테이지의 상부면과 바닥면에 추가하여 스테이지의 측면에 생성될 수 있다.

또한 PCM 은 스테이지 내에 위치지정된 히트 싱크의 열 용량을 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 그러한 히트 싱크는 통상적으로 스테이지 내의 열원과 스테이지 표면상의 열 전달면 사이에 위치된다. 매달린 PCM 을 갖는 히트 싱크 내부가 매우 효과적일 수 있다. 예를 들면, PCM 은 PCM 을 펼쳐지도록 기능하는 그래파이트 격자 내에서 매달려질 수 있어서, 열 에너지를 보다 용이하게 수집할 수 있다. 다른 방법으로, PCM 은 히트 싱크 내에서 얇은 레이어에서 펼쳐질 수 있다. PCM 의 얇은 레이어는 열흐름축에 직각으로 움직이도록 위치될 수 있다. 다시 말하면, 바운드 PCM 은 스테이지가 스테이지 온도를 크게 변경시키지 않고 열 에너지의 큰 양을 저장하도록 한다.

위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 스테이지는 다양한 프로세싱을 처리하고, 저장 또는 기능을 제어하기 위한 다양한 전자 및 기계적 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스테이지 내의 온보드 전자장치는 데이터 프로세싱, 제어, 전력 변환, 에너지 저장, 분석 및 레티클 스테이지 감시용으로 제공될 수 있다. 그러한 전자장치는 컴퓨터 프로세싱 유닛, 액츄에이터, 피에조 드라이브, 센서 드라이브, 정전기 척 드라이브, 증폭기, 온도 센서, 갭 센서, 및 무선 주파수 송수신기와 광송수신기를 포함한다. 드라이버와 증폭기는 센서, 액츄에이터, 및 밸브 (가스와 유체 전달용) 를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 드라이버는 스 테이지에 대해 레티클을 이동하기 위한 액츄에이터를 구동할 수 있다. 액츄에이터 타입은 유체, 볼 스크류, 정전기, 및 자기 액츄에이터를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제어기는 전력 소비, 신호 프로세싱, 가스 및 유체 사용과 같은 기능적 양태를 제어할 수 있다. 컴퓨터 프로세싱 유닛은 스테이지 상의 모니터 센서와 신호를 프로세스하기 위해 스테이지 내에 위치될 수 있다. 센서는 온도, 압력 및 거리와 같은 다양한 측정을 위해 사용될 수 있다. 통상적으로, 센서는 프레임상에 위치되어 있지만, 스테이지 상의 프로세싱과 버퍼 디바이스는 센서가 스테이지 상에 위치하도록 허용한다. 트랜스포머는 AC/AC, AC/DC 및/또는 DC/DC 전원변환용으로 사용될 수 있다. 다양한 전자 기계적 디바이스는 스테이지 내의 전자 컴파트먼트 내에서 또는 스테이지 전체적으로 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 3 은 전자 컴파트먼트 (228) 내에 저장된 다양한 형태의 전기 기계적 디바이스를 나타내는 박스 (228) 를 보여준다.

반도체 디바이스는 도 9 에서 일반적으로 도시된 프로세스에 의해 상술한 시스템을 사용하여 제조될 수 있다. 단계 1001 에서 디바이스의 기능과 성능 특징을 설계한다. 다음으로, 단계 1002 에서, 이전 설계 단계에 따라 설계된 패턴을 마스크 (레티클) 가 갖고, 병렬 단계 1003 에서, 웨이퍼가 실리콘 재료로부터 만들어진다. 단계 1002 에서 설계된 마스크 패턴은 단계 1004에서 상기 설명된 시스템과 같은 포토리소그래피 시스템에 의해 단계 1003으로부터 웨이퍼 상으로 노광된다. 단계 1005 에서, 반도체 디바이스가 조립되어 (다이싱 프로세스, 본딩 프로세스 및 패키징 프로세스를 포함), 마지막으로 단계 1006 에서 디바이스를 검 사한다.

도 10 은 반도체 디바이스를 제조하는 경우에서 상술한 단계 1004의 상세한 플로챠트 예를 도시한다. 단계 1011 (산화단계) 에서, 웨이퍼 표면이 산화된다. 단계 1012 (CVD 단계) 에서, 절연막은 웨이퍼 표면상에 형성된다. 단계 1013 (전극 형성 단계) 에서, 전극이 진공디포지션에 의해 웨이퍼상에 형성된다. 단계 1014 (이온 주입 단계) 에서, 이온이 웨이퍼에 주입된다. 상술한 단계 1011 내지 1014 는 웨이퍼 프로세싱 동안 웨이퍼를 위한 전처리 단계를 형성하고 선택은 프로세싱 요구조건에 따라 각 단계에서 이루어진다.

웨이퍼 프로세싱의 각 단계에서, 상술한 전처리 단계가 완료되는 경우, 다음 후처리단계가 실행된다. 후처리 동안, 우선 단계 1015 (포토레지스트 형성 단계) 에서, 포토레지스트가 웨이퍼로 도포된다. 다음 단계 1016 (노광 단계) 에서, 상술된 노광 디바이스가 마스크 (레티클) 의 회로 패턴을 웨이퍼로 전사하기 위해 사용된다. 그리고나서 단계 1017 (현상 단계) 에서, 노광된 웨이퍼가 현상되고 단계 1018 (에칭 단계) 에서, 나머지 포토레지스트 이외의 부분 (노광된 재료표면) 이 에칭에 의해 제거된다. 단계 1019 (포토레지스트 제거 단계) 에서, 에칭후에 남아있는 불필요한 포토레지스트가 제거된다. 다수의 회로 패턴이 이러한 전처리 및 후처리단계의 반복에 의해 형성된다.

본 발명이 여러 개의 양호한 실시형태에 의하여 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에 있는 변경, 치환 및 등가물이 있다. 또한 본 발명의 방법과 장치를 실행하는 많은 선택적인 방법이 있다는 점도 주목한다. 따라서, 본 발명의 진정 한 정신과 범위 내에 있는 모든 변경, 치환 및 등가물과 같은 것을 포함하여 이하에 첨부되는 청구항을 해석하는 것으로 의도된다.

Claims (59)

1. 제 1 단 및 제 2 단을 갖는 유도 코어와, 상기 유도 코어의 상기 제 1 단의 둘레에 감겨진 1 차 유도 코일과, 상기 1 차 유도 코일과는 상이한 위치에서 상기 유도 코어와 대향하도록 배치된 2 차 유도 코일을 갖는 변압기와;

   상기 2 차 유도 코일이 형성되고, 웨이퍼 또는 레티클을 지지하는 스테이지와;

   상기 1 차 유도 코일을 갖고, 상기 스테이지에 대해 이동 가능한 프레임을 구비하고,

   상기 유도 코어의 상기 제 2 단이 상기 2 차 유도 코일에 삽입되고, 상기 유도 코어는 상기 2 차 유도 코일 내부에서 그 2 차 유도 코일을 따라 연장되도록 상기 프레임으로 지지되고, 상기 유도 코어의 각 측면이, 상기 2 차 유도 코일의 내측표면으로부터 소정의 이간 거리를 유지하고,

   상기 스테이지가 상기 프레임에 대해 이동함에 수반하여, 상기 2 차 유도 코일이 상기 유도 코어에 대해 이동하고, 또한 상기 1 차 유도 코일에 흐르는 전류에 의해 형성된 전자장에 의해 상기 2 차 유도 코일에 전류가 흐르는, 리소그래피 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스테이지는, 그 스테이지의 주사축을 따라 상기 프레임에 대해 이동하고, 상기 유도 코어는, 상기 제 2 단의 장축 방향이, 상기 주사축과 평행이 되도록 상기 프레임에 지지되어 있는, 리소그래피 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스테이지는, 복수의 2 차 유도 코일을 수용하고, 상기 유도 코어의 상기 제 2 단은, 상기 복수의 2 차 유도 코일의 각각을 관통하여 연장되어 있는, 리소그래피 시스템.
4. 적어도 1 차 유도 코일과, 제 1 단 및 제 2 단을 갖는 2 차 유도 코일을 갖는 변압기와;

   웨이퍼 또는 레티클을 지지하고, 적어도 상기 2 차 유도 코일의 상기 제 1 단에 장착되어 상기 2 차 유도 코일을 지지하는 스테이지와,

   상기 1 차 유도 코일이 상기 2 차 유도 코일에 근접하도록, 상기 1 차 유도 코일을 지지하고, 또한 상기 스테이지에 대해 이동 가능한 프레임을 구비하고,

   상기 프레임은, 상기 2 차 유도 코일과 비접촉으로 대향하고 또한 그 2 차 유도 코일에 대해 이동 가능한 적어도 1 개의 통로부를 갖고, 상기 2 차 유도 코일은 상기 통로부를 물리적 접촉 없이 통과하여 연장되어 있고,

   상기 스테이지가 상기 2 차 유도 코일의 장축 방향을 따라 상기 프레임에 대해 이동할 때에, 상기 1 차 유도 코일과 상기 2 차 유도 코일이 서로 상기 장축 방향과 교차하는 방향에 관하여 소정의 이간 거리를 유지하고, 상기 1 차 유도 코일과 상기 2 차 유도 코일은 상기 장축방향을 따라 상대 이동하고, 상기 1 차 유도 코일에 흐르는 전류에 의해 형성된 전자장에 의해, 상기 2 차 유도 코일에 전류가 흐르는, 리소그래피 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 스테이지와 상기 프레임이, 서로 물리적으로 떨어진 상태가 되도록, 상기 스테이지가 상기 프레임 상에 지지되어 있는, 리소그래피 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 2 차 유도 코일은, 그 형상이 가늘고 긴 루프가 되도록 감겨져 있고, 상기 프레임은, 상기 2 차 유도 코일의 상이한 2 개의 부분에서 그 2 차 유도 코일과 비접촉으로 대향하고, 또한 각각의 부분에서 상기 2 차 유도 코일과 상대 이동 가능한 2 개의 통로부를 포함하는, 리소그래피 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 프레임은, 상기 2 개의 통로부의 각각을 구분하도록 형성된 유도 코어를 갖고, 상기 1 차 유도 코일은 상기 유도 코어 주위를 권선하는, 리소그래피 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 2 차 유도 코일은, 솔레노이드인, 리소그래피 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 1 차 유도 코일은, 상기 통로부의 내표면의 둘레에 감겨, 상기 1 차 유도 코일이 상기 솔레노이드의 적어도 일부분을 포위하고 있는, 리소그래피 시스템.
10. 제 4 항에 있어서,

    상기 스테이지는, 상기 2 차 유도 코일 내에서 생성되는 전류로부터 전류를 인출하는 전기 구성 요소를 추가로 갖는, 리소그래피 시스템.
11. 제 1 항 또는 제 4 항에 기재된 리소그래피 시스템으로 제조된 물체.
12. 리소그래피 프로세스를 갖는 물체의 제조 방법으로서, 상기 리소그래피 프로세스에서 제 1 항 또는 제 4 항에 기재된 리소그래피 시스템을 사용하는, 물체의 제조 방법.
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