KR20110139657A

KR20110139657A - 리소그래피 장치 및 리소그래피 장치 냉각 방법

Info

Publication number: KR20110139657A
Application number: KR1020110060280A
Authority: KR
Inventors: 셔드 니콜라스 람베르투스 돈데르스
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2011-12-29
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: KR101280399B1; JP5214771B2; CN102298268B; TW201207573A; NL2006809A; CN102298268A; JP2012009861A; US20110317137A1; TWI435189B; US8976333B2

Abstract

본 발명은, 방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템과, 패터닝된 방사 빔을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체와, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블과, 패터닝된 방사 빔을 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템과, 리소그래피 장치의 일부분으로부터 리소그래피 장치의 다른 부분으로의 열전달을 감소시키기 위해 증가된 냉각 성능으로 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다.

Description

리소그래피 장치 및 리소그래피 장치 냉각 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND LITHOGRAPHIC APPARATUS COOLING METHOD}

본 발명은 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함하는 리소그래피 장치 및 리소그래피 장치의 일부를 냉각시키는 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 위에의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 패턴 전체를 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 방사 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에, 이 방향과 평행한 방향(동일 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 장치는 일반적으로 바람직하기 않은 발열원으로서 작용하는 부품을 포함한다. 이러한 부품의 예로는 전류가 자장(예컨대, 영구 자석에 의해 생성된)과 상호작용하여 작동력을 발생하는 전자기 액추에이터가 있다. 이 전류는 어떠한 전기 저항을 갖는 도전체, 즉 코일에 의해 운반된다. 이 저항으로 인하여, 에너지가 소비될 것이며, 작동력의 바람직하지 않은 부산물로서 열이 생성된다.

바람직하지 않은 열은 광학 요소 또는 기판 테이블과 같은 리소그래피 장치의 다른 부분에 전달, 즉 누설될 수도 있으며, 그곳에서 변형을 초래하여 오버레이 및 위치 정확도에 영향을 줄 수도 있다.

따라서, 일반적으로 발열원을 냉각시켜, 생성되는 열을 제거함으로써 이 열이 리소그래피 장치의 다른 부분에 전달되는 것을 방지한다. 그러나, 최대 냉각 성능은 이용 가능한 공간에 의해 제한될 수도 있다. 이것은 특히 코일과 영구 자석 간의 간격에 의해 효율이 좌우되는 전자기 액추에이터의 경우에 그러하며, 이러한 전자기 액추에이터에서는 이 간격이 작을수록 액추에이터의 효율이 커진다. 그러므로, 효율적인 전자기 액추에이터는 냉각 시스템을 위한 공간을 거의 남겨두고 있지 않다. 그 결과, 이용 가능한 냉각 성능은 생성된 열의 양보다 더 적을 것이며, 이로써 과잉의 열이 여전히 다른 부분으로 누설되고, 오버레이 및 위치 정확도에 영향을 줄 수도 있다.

따라서, 리소그래피 장치의 일부분을 증가된 냉각 성능으로 냉각시켜, 리소그래피 장치의 상기한 부분의 작동을 저해하지 않고서도, 리소그래피 장치의 상기한 부분으로부터 다른 부분으로의 열전달을 감소시키기 위한 냉각 시스템을 갖는 향상된 리소그래피 장치를 제공하는 것이 요망된다.

본 발명의 실시예에 따라, 방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝된 방사 빔을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및 상기 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함하며, 상기 냉각 시스템은,

- 냉각제를 포함하며, 상기 일부분과 적어도 부분적으로 열적 접촉하며, 입구 및 출구를 갖는, 냉각 채널,

- 상기 냉각제를 상기 입구로부터 상기 냉각 채널을 통해 상기 출구로 이송하도록 구성된 냉각제 이송 장치, 및

- 상기 입구에 존재하는 냉각제로부터의 열을 상기 출구에 존재하는 냉각제에 전달하기 위해, 상기 냉각 채널의 입구 및 출구와 열적 접촉하는 열 이송 장치

를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝된 방사 빔을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및 상기 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함하며, 상기 냉각 시스템은,

- 냉각제를 포함하며, 상기 일부분의 표면과 적어도 부분적으로 열적 접촉하며, 입구, 출구 및 상기 일부분의 상기 표면에 인접한 벽부를 갖는, 냉각 유닛, 및

- 상기 냉각제를 상기 입구로부터 상기 냉각 유닛을 통해 상기 출구로 이송하도록 구성된 냉각제 이송 장치

를 포함하며,

상기 냉각 유닛은, 상기 일부분을 가로질러 분포된 복수의 지점에서 상기 벽부에 직각을 이루는 방향으로 상기 냉각제를 상기 벽부로부터 지향시키고 또한 상기 벽부를 향해 지향시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝된 방사 빔을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및 상기 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함하며, 상기 냉각 시스템은,

- 냉각제를 포함하며, 상기 일부분으로부터 간격을 두고 배치되어 있는 냉각 채널,

- 상기 냉각제를 상기 냉각 채널을 통해 이송하도록 구성된 냉각제 이송 장치, 및

- 상기 일부분으로부터의 열을 상기 냉각 채널 내의 상기 냉각제에 전달하기 위해 상기 일부분 및 상기 냉각 채널과 열적 접촉하는 열 이송 장치

를 포함하며,

상기 열 이송 장치는 상기 일부분 주위의 이용 가능 공간에 적합화되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 리소그래피 장치의 일부분을 냉각하는 방법에 있어서,

- 상기 일부분의 적어도 일부와 열적 접촉하도록 상기 일부분 주위의 이용 가능 공간에 열 이송 장치를 제공하는 단계;

- 상기 열 이송 장치를 이용 가능 공간이 더 많은 상기 일부분으로부터의 소정 거리까지 연장시키는 단계;

- 상기 열 이송 장치와 열적 접촉하는 냉각제를 냉각 채널에 제공하는 단계; 및

- 열이 상기 일부분으로부터 상기 열 이송 장치를 통해 상기 냉각제에 전달될 수 있도록, 상기 냉각제를 냉각제 이송 장치를 이용하여 상기 냉각 채널을 통해 이송하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키는 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템을 도식적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 시스템의 냉각 유닛의 일부분을 도식적으로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 시스템을 도식적으로 도시하고 있다.
도 5는 도 4의 실시예에서 사용되기에 적합한 열 이송 장치의 일부분을 도식적으로 도시하고 있다.
도 6은 도 4의 실시예에서의 열 이송 장치로서 사용되기에 적합한 맥동형 히트 파이프(pulsating heat pipe)를 도식적으로 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 시스템을 도식적으로 도시하고 있다.

이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면 부호가 부여되어 있는 첨부된 개략 도면을 참조하여 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는, 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사선 또는 다른 적합한 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL)과, 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정의 파라미터에 따라 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 마스크 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 본 리소그래피 장치는, 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정의 파라미터에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 또한, 본 리소그래피 장치는, 패터닝 장치(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.

마스크 지지 구조체는 패터닝 장치를 지지, 즉 패터닝 장치의 중량을 지탱한다. 마스크 지지 구조체는 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치를 유지한다. 마스크 지지 구조체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 마스크 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 마스크 지지 구조체는 패터닝 장치가 예컨대 투영 시스템에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 사용될 수 있는 모든 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 반전 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.

패터닝 장치는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그래머블 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 이용되고 있는 노광 방사에 대하여 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합하다면, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.

본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 또는 그 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체"(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지 구조체")를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 테이블 또는 지지체 상에서 예비 단계를 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블 또는 지지체를 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.

리소그래피 장치는 기판의 적어도 일부분이 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체에 의해 덮여지는 유형의 것일 수도 있다. 액침액은 또한 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구도(numerical aperture)를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "액침"이라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 침수되어야 하는 것을 의미하지 않고, 그보다는 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사 소스가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다.

방사 빔(B)은 마스크 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치(MA)에 의해 패터닝된다. 마스크(예컨대, 마스크)(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)이 방사 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너에 반대되는 것으로서의), 마스크 테이블(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 그렇지 않으면 고정될 것이다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역에 위치하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 마스크(MA) 상에 하나보다 많은 다이가 제공되는 상황에서는, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지 구조체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"를 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔에 부여한 패턴 전체를 한 번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT) "기판 지지체"를 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.

2. 스캔 모드에서는, 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지 구조체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"를 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지 구조체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.

3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 마스크 테이블(MT) 또는 "마스크 지지 구조체"를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"를 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 시스템을 갖는 리소그래피 장치의 일부분을 도시하고 있다. 본 실시예에서, 이 일부분은 도 1의 기판 테이블(WT)을 위치설정하는 위치 설정기의 롱-스트로크 모듈 또는 숏-스트로크 모듈의 일부분인 코일(C)을 포함하며, 이 코일은 2개의 자석 어셈블리(MAG) 사이에 위치되어 있다. 이와 달리, 이 일부분은 도 1의 리소그래피 장치의 임의의 부분, 구체적으로 바람직하지 않은 열 발생 부분 또는 부품일 수도 있다.

코일(C)은 코일(C)을 리소그래피 장치의 다른 부분으로부터 전기적으로 분리시키기 위해 캡톤 포일 레이어(capton foil layer)와 같은 에폭시(EP)에 의해 인캡슐레이션된다. 이하에서 도 2의 코일(C)에 대한 지칭이 있는 경우에는, 다른 언급이 없다면 에폭시(EP)가 포함된다.

코일(C) 주위에는 냉각 채널(CC)이 루프로 배치된다. 실제로는 복수의 냉각 채널이 제공될 수도 있지만, 도시의 간략화를 위해 단지 하나만이 도시되어 있다. 냉각 채널은 입구(IN) 및 출구(OUT)를 포함하며, 냉각제(명시적으로 도시되어 있지는 않음)로 채워진다. 입구(IN) 및 출구(OUT)는 입구(IN)로부터의 냉각제를 냉각 채널을 통해 출구(OUT)로 이송시키도록 구성된 냉각제 이송 장치(CTD)에 연결된다. 냉각제로부터 열을 제거하기 위해 냉각 회로에 열교환기가 제공될 수도 있지만, 이 열교환기는 냉각제 이송 장치에 통합될 수도 있다. 냉각제 이송 장치는 입구(IN)에 있는 냉각제에 소정의 온도를 제공하도록 제어될 수도 있다.

입구(IN)와 출구(OUT) 사이에는, 입구(IN)에 있는 냉각제로부터의 열을 출구(OUT)에 존재하는 냉각제에 전달하기 위해 열 이송 장치(HTD)가 제공된다. 열 이송 장치는 입구(IN)로부터의 열 흐름을 입구(IN)보다 높은 온도를 갖는 출구(OUT)쪽으로 이루어지도록 하는 열전기(thermoelectric) 또는 열이온(thermoionic) 히트 펌프일 수도 있다.

이 구성의 장점은 열을 입구로부터 출구로 이송함으로써 냉각 채널에 진입하는 냉각제의 온도가 조정된다는 것이다. 이것은 냉각 채널의 외측 표면 온도의 강하를 발생할 뿐만 아니라 다른 부분의 온도를 충족시켜, 코일로부터 예컨대 리소그래피 장치의 자석 어셈블리(MAG)로의 열전달이 감소되도록 할 것이다.

냉각 채널의 외측면의 온도는 온도 센서(TS)에 의해 측정되며, 센서의 출력은 제어 유닛(CU)에 의해 열 이송 장치를 적절하게 구동함으로써 열 이송 장치(HTD)를 통과한 후의 냉각제의 온도를 제어하기 위해 이용될 수 있다.

이러한 부품 구성의 또 다른 장점은, 냉각 채널의 입구(IN)와 출구(OUT)가 코일의 동일한 측면(도 2에서는 우측)에 제공되어, 냉각 채널을 포함한 코일(C)의 두께를 변경하지 않고서도 열 이송 장치가 입구와 출구 사이에 제공될 수 있다는 점이다. 그러므로, 본 발명을 적용하여도 액추에이터의 효율은 영향을 받지 않는다. 열 이송 장치가 열 생성 부분에 근접하는 것은 본 발명에서 필수적인 것은 아니다. 입구, 출구 및 열 이송 장치는 더욱 많은 공간이 존재하는 곳에 간격을 두고 제공될 수도 있다. 이러한 실시예 또한 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 시스템의 냉각 유닛(COU)의 일부분을 도식적으로 나타내고 있다. 냉각 유닛(COU)은 예컨대 도 1의 리소그래피 장치와 같은 리소그래피 장치의 열 생성 부분(도시하지 않음)의 표면에 인접한 내벽(W1)을 갖는다. 내벽(W1)을 가로질러 이 열 생성 부분과 냉각 시스템 사이에서 열전달이 발생할 수 있다. 냉각 유닛은 또한 예컨대 도 2에 도시된 바와 같은 자석과 같은 리소그래피 장치의 다른 부분을 향하고 있을 수도 있는 외벽(W2)을 갖는다. 냉각 유닛(COU)은 열 생성 부분을 적어도 부분적으로 덮는 것이 바람직하다. 즉, 냉각 유닛은 열 생성 부분의 적어도 일부분, 보다 바람직하게는 열 생성 부분의 적어도 주요부와 열적 접촉을 이루는 것이 바람직하다.

내벽(W1)과 외벽(W2) 사이에는, 3개의 챔버, 즉 입구(IN)에 연결된 입구 챔버(INC), 출구(OUT)에 연결된 출구 챔버(OUTC), 및 내벽(W1)에 근접한 열교환 챔버(HEC)가 서로에 대해 적층되어 있다. 냉각 유닛은 또한 입구 챔버(INC)로부터 열교환 챔버(HEC) 내로 연장하는 제1 냉각 채널(CP1) 및 열교환 챔버(HEC)로부터 출구 챔버(OUTC) 내로 연장하는 제2 냉각 채널(CP2)이 제공되어 있다. 작동 상태에 있는 냉각 유닛은 냉각제로 채워지며, 입구(IN)로부터 냉각 유닛(COU)을 통해 출구(OUT)로 냉각제를 이송하도록 구성된 냉각제 이송 장치(도시하지 않음)에 연결된다. 가능하게는, 열교환기는 냉각제로부터 열을 제거하기 위해 냉각제 회로에 제공되지만, 이 열교환기는 냉각제 이송 장치에 통합될 수도 있다. 냉각 유닛을 통한 냉각제의 이송은 대응하는 흐름 라인(FL)에 의해 나타내어져 있다.

이와 다르게, 제1 및 제2 냉각 채널(CP1, CP2)은, 내벽에 직각을 이루는 방향으로 내벽(W1) 즉 열교환 챔버(HEC)에 도달하고 또한 열교환 챔버로부터 떠나는 복수의 별개의 흐름이 제공되도록, 열 생성 부분을 가로질러 배열 및 분포된다. 달리 말하면, 냉각 유닛은 열 생성 부분을 가로질러 분포된 복수의 지점에서 상기 내벽에 직각을 이루는 방향으로 냉각제를 내벽으로부터 및 내벽으로 지향시키도록 구성된다. 별개의 지점의 밀도는 바람직하게는 적어도 1 지점/㎠, 더욱 바람직하게는 적어도 10 지점/㎠, 가장 바람직하게는 적어도 50 지점/㎠이다.

본 실시예의 장점은, 열교환 챔버(HEC) 부근과 열교환 챔버 내에서의 냉각제의 이송의 주요 방향이 내벽(W1)에 직각을 이루어, 그 결과의 제트(jet)가 내벽(W1) 부근의 경계층을 침투하여 열전달을 향상시킨다는 점이다. 또한, 열교환 챔버(HEC) 내에서, 내벽(W1)에 주로 평행한 흐름에 의해 생성되는 라미너 흐름보다 높은 열전달률을 갖는 격렬한 흐름이 생성될 수 있다. 그 결과, 냉각 용량이 증가하고, 리소그래피 장치의 다른 부분으로 열이 거의 전달되지 않을 것이다.

입구(IN) 및 출구(OUT)는 서로 위치가 바뀌게 될 수도 있으며, 이에 의해 도 3에 도시된 상황에 비하여 냉각제의 이송 방향을 반대로 할 수 있다. 그러나, 도시된 실시예는, 입구 챔버 내의 냉각제의 온도가 가장 낮고 또한 열 생성 부분에 대한 히트 실드(heat shield)를 형성하여, 리소그래피 장치의 다른 부분으로 열이 거의 옮겨가지 않는다는 장점을 갖는다. 즉, 입구 챔버가 냉각 유닛의 바깥쪽에 열 생성 부분으로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 상태로 제공된다.

도 4는 도 1의 리소그래피 장치와 같은 리소그래피 장치의 일부분(PA)을 도시하고 있다. 가능하게는, 이 부분은 도 2의 실시예와 유사한 액추에이터 시스템의 코일이다. 이 부분(PA)은 이 일부분(PA)과 연통할 수 있는 영구 자석(MAG)과 같은 다른 부분에 의해 둘러싸일 수도 있다. 다른 부분, 즉 영구 자석(MAG)에 의해, 이 일부분(PA) 주위의 이용 가능한 공간이 제한된다.

이 부분(PA) 주위에는, 이 부분(PA)으로부터 열 이송 장치(HTD)로의 열전달을 증가시키기 위한 접착제 또는 더멀 그리스(thermal grease)일 수도 있는 접촉층(CL)을 통해 상기한 부분(PA)과 열적 접촉하는 열 이송 장치(HTD)가 루프로 배치되어 있다. 열 이송 장치는 상기한 부분의 동일한 측면 상에서 상기한 부분(PA)으로부터 연장하는 2개의 자유 단부를 갖는다. 2개의 자유 단부 사이에는, 냉각제를 포함하고 있고 입구와 출구를 갖는 냉각 채널(CC)이 제공된다. 입구로부터 냉각 채널을 통해 출구로 냉각제를 이송하고 가능하게는 냉각제로부터 열을 제거하기 위해 냉각제 이송 장치(도시하지 않음)가 제공된다. 열의 제거는 열교환기에 의해 행해질 수 있으며, 이 열교환기는 냉각제 이송 장치에 통합되거나 또는 냉각제 이송 장치와 별개로 제공된다.

냉각 채널은 또한 상기한 부분(PA)으로부터의 열이 이 부분으로부터 열 이송 장치를 통해 냉각 채널 내의 냉각제로 전달될 수 있도록 열 이송 장치(HTD)와 열적 접촉한다. 냉각 채널이 더 많은 이용 가능한 공간이 있는 상기한 부분(PA)으로부터 일정 간격을 두고 제공되는 것에 의해, 냉각 채널은 열을 상기한 부분(PA)으로부터 멀어지도록 더욱 효과적으로 전달할 수 있다. 이것은 더 적은 공간이 이용 가능한 때의 라미너 흐름 대신에 냉각 채널 내에서의 격렬한 흐름을 허용함으로써 야기될 수 있다.

일실시예에서, 열 이송 장치는 상기한 부분(PA)으로부터 냉각 채널(CC)로 열을 효과적으로 전달하기 위해 높은 열전달 계수를 갖는 고체 상태의 냉각판이다. 바람직하게는, 고체 상태의 냉각판은 알루미늄, 구리, CVD 다이아몬드, 열분해 탄소(pyrolitic carbon), 은, 탄화규소(silicium carbide), 실버 다이아몬드, 알루미늄 다이아몬드, 구리 다이아몬드 중의 하나 이상의 재료를 포함한다.

다른 실시예에서, 열 이송 장치는, 작용 유체가 기화한 후에 응축에 의해 열을 냉각 채널 내의 냉각제에 배출하기 위해 냉각 채널로 이송됨으로써 상기한 부분(PA)으로부터 열이 추출되는 2상(two-phase) 열 이송 장치이다. 응축 후에, 작용 유체는 상기한 부분(PA)으로 복귀한다. 바람직하게는, 2상 열 이송 장치는 능동의 작용 유체 이송 장치가 요구되지 않도록 작용 유체를 모세관 힘 및 진공 압력을 통해 상기한 부분과 냉각 채널 사이에서 순환시키도록 구성된다. 이러한 타입의 열 이송 장치는 흔히 히트 파이프로 지칭된다. 히트 파이프는 예컨대 윅 재료(wick material)를 이용하고 히트 파이프를 맥동시키는 종래의 히트 파이프와 같은 상이한 타입으로 이용 가능하다. 전술한 타입 양자는 아래에 설명되는 바와 같이 열 이송 장치로서 이용되기에 적합하다.

상기한 부분과 냉각 채널 사이의 간격은 1 mm 내지 250 mm 또는 그 이상으로 변화할 수 있다. 작용 유체는 NH₃, R41, N₂O, CO₂, 에탄, R32, 프로필렌, 프로판, DME, R22[6], R134a, 2-부텐, 물, 메탄올, 아세톤, 에탄올 중의 하나 이상의 재료를 포함한다.

윅 재료를 이용하는 히트 파이프는 도 5에 더욱 상세하게 도식적으로 나타내어져 있으며, 냉각될 부분에 인접한 벽부(W1)를 포함한다. 다음으로, 좁은 홈을 포함하고 있는 다공성 재료의 메시 와이어 또는 구조물, 즉 윅 재료(PMA)가 벽부(W1)에 인접하여 제공된다. 다공성 재료의 메시 와이어 또는 구조물은 작용 유체를 액체 상태로 포함한다. 작용 유체의 기화에 의해 냉각될 부분으로부터 열이 추출된다. 그 결과의 증기는 그 후 곡선 화살표로 나타낸 바와 같이 챔버(CH)에 진입하며, 화살표 AI로 나타낸 바와 같이 신선한 작용 유체로 교체될 것이다. 이 증기는 증기압에 의해 화살표 AO로 나타낸 바와 같이 더 차거운 영역으로, 예컨대 냉각 채널 부근으로 이송될 것이다. 그 곳에서, 증기는 다시 액체 상태로 응축되고, 다공성 재료의 메시 와이어 또는 구조물에 의해 흡수되고, 모세관 힘에 의해 냉각될 부분으로 복귀한다. 작용 유체는 고온 전달을 위해 최적화되는 것이 바람직하다. 이러한 최적화는 작용 온도와 분위기 압력으로 작용 압력을 조정함으로써 행해질 수 있다. 그 결과, 챔버의 벽은 열 손실 및 질량(mass)을 최소화하기 위해 가능한 한 얇게 구성될 것이다.

일례로서, 냉온측(cold side), 즉 도 5의 히트 파이프의 좌측에서의 상태는 온도가 18℃이고, 증기압이 15 mbar이다. 발열에 의해, 도 5의 히트 파이프의 우측인 고온측(hot side)에서의 온도는 22℃로 상승하고, 증기압은 그에 따라 25 mbar로 상승될 것이다. 이러한 증기압의 차이는 고온측으로부터 냉온측으로의 증기의 이송이 이루어지게 하는 구동력이 된다. 전술한 바와 같이, 고온측으로부터 냉온측으로의 액체의 이송이 이루어지게 하는 구동력은 윅 재료(PMA)의 모세관 힘이다.

도 6은 도 4의 열 이송 장치(HTD)로서 사용될 수 있는 맥동형 히트 파이프의 모식도이다. 맥동형 히트 파이프는 튜브(TU)를 포함하며, 이 튜브는 이 경우에는 폐루프를 형성하고 있지만, 이와 달리 개방 루프 회로를 형성할 수도 있다. 튜브(TU)는 액체 슬러그(LB)와 증기 버블(VB)의 혼합물로 채워지며, 이로써 2상 시스템이 생성된다. 액체 슬러그(LB)와 증기 버블(VB)의 소수만이 각각의 도면부호로 나타내어져 있다.

맥동형 히트 파이프는 냉각될 부분과 접촉 상태로 배치되는 고온측(HS)을 가지며, 이곳에서 튜브(TU) 내의 액체 부분의 기화에 의해 열을 추출할 수 있다. 이것은 액체와 증기를 냉온측(CS)으로 밀어냄으로써 압력의 증가를 발생하며, 이곳에서 예컨대 또 다른 냉각 장치에 의해 맥동형 히트 파이프 내의 매질로부터 열을 추출할 수 있다. 이것은 증기의 응축과 압력의 감소를 발생하여, 액체 부분과 증기 부분이 다시 고온측으로 흐를 수 있게 함으로써, 왕복 움직임(oscillating motion)을 얻을 수 있게 한다. 냉온측(CS)과 고온측(HS) 사이에는 단열부(adiabatic portion, AP)가 제공될 수 있으며, 이 곳에서는 매질과 그 주변 사이에서 열의 교환이 발생하지 않는 것이 바람직하다.

맥동형 히트 파이프 튜브(TU)의 멘더링 구조(meandering structure)에 의해, 맥동형 히트 파이프는 냉각될 부분의 둘레에 감겨지고 이에 의해 냉각될 부분과 예컨대 도 4의 냉각 채널(CC) 사이에 제공되기에 적합하게 된다. 멘더(meander)의 수는 필요한 경우 변경될 수 있다는 것에 유의하기 바란다.

도 7은 자석 어셈블리(MAG)와 연동하는 하나 이상의 코일(C)을 도시하고 있다. 이 실시예에서, 자석은 코일(C)의 일측에만 제공되며, 이로써 이 일측에서만 이용 가능 공간의 문제가 발생할 수 있다. 코일(C)과 자석(MAG) 사이의 최소 공간을 이용하여 코일(C)을 효과적으로 냉각시키기 위해, 열을 코일로부터 먼 쪽으로 효과적으로 전달할 수 있는 열 계수가 높은 플레이트(HTC) 사이에 코일이 개재되는 냉각 시스템이 제공된다. 자석(MAG)을 향하고 있는 상위 플레이트(HTC)로부터 자석(MAG)으로부터 먼 쪽으로 향하고 있는 하위 플레이트(HTC)로의 열전달을 허용하는 브리징 구조(bridging structure, BS)가 2개의 플레이트(HTC) 사이에서 연장하고 있다. 브리징 구조(BS)는 플레이트(HTC)와 동일한 높은 열 계수 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

하위 플레이트(HTC)는 하위 플레이트(HTC)로부터 열을 제거할 수 있는 열 이송 장치(HTD)와 열적 접촉하게 된다. 열 이송 장치(HTD)로는 예컨대 도 5 또는 도 6에 따른 것과 같은 히트 파이프가 가능하며, 냉각제 이송 장치에 의해 순환되는 냉각제를 포함하는 냉각 채널에 의해 냉각될 수 있다. 냉각 시스템은 상위 플레이트(HTC)로부터의 온도 정보를 온도 센서(TS)로부터 수신하는 제어 유닛(CU)에 의해 제어될 수 있다. 제어 유닛(CU)은 온도 센서(TS)의 출력에 기초하여 열 이송 장치의 열전달 용량 또는 온도를 설정하도록 구성된다. 예컨대 상위 플레이트(HTC)의 요구된 온도가 22℃이면, 열 이송 장치에 진입하는 매질의 온도는 제어 유닛에 의해 대략 17℃로 설정될 수 있으며, 이로써 상위 플레이트의 22℃의 온도를 발생하는 값으로 열전달률을 설정하기에 충분한 정도로 큰 온도차가 상위 플레이트와 열 이송 장치 사이에 생성된다.

상기한 실시예가 평면형 액추에이터 시스템과 함께 도시되어 있지만, 당업자는 동일한 원리는 마찬가지로 로터리 액추에이터 시스템에도 적용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 이러한 응용예들은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 장비, 및/또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기한 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.

이상에서 광학 리소그래피의 관점에서 본 발명의 실시예의 이용에 대하여 구체적인 참조가 이루어졌지만, 본 발명은 다른 응용예, 예컨대 임프린트 리소그래피에서도 이용될 수 있으며, 문맥이 허용하는 곳에서는 광학 리소그래피로 제한되지 않는다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 장치의 토포그래피는 기판 상에 생성되는 패턴을 형성한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트층에 프레싱될 수 있으며, 그 후 이 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화된다. 패터닝 장치는 레지스트가 경화된 후에 레지스트로부터 이동되어 패턴을 잔류시킨다.

본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5∼20 nm 범위의 파장을 가짐)뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 및 정전식 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.

전술한 내용은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기 청구항들의 범위를 벗어나지 않고서도 전술한 본 발명에 대한 변형예가 이루어질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

리소그래피 장치에 있어서,
방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템;
패터닝된 방사 빔을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
상기 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템
을 포함하며, 상기 냉각 시스템은,
- 냉각제를 포함하며, 상기 일부분과 적어도 부분적으로 열적 접촉하며, 입구 및 출구를 갖는, 냉각 채널,
- 상기 냉각제를 상기 입구로부터 상기 냉각 채널을 통해 상기 출구로 이송하도록 구성된 냉각제 이송 장치, 및
- 상기 입구에 존재하는 냉각제로부터의 열을 상기 출구에 존재하는 냉각제에 전달하기 위해, 상기 냉각 채널의 입구 및 출구와 열적 접촉하는 열 이송 장치
를 포함하는,
리소그래피 장치.
제1항에 있어서,
상기 열 이송 장치는 열전기(thermoelectric) 또는 열이온(thermoionic) 히트 펌프인, 리소그래피 장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각 채널은 상기 냉각 채널의 입구 및 출구가 상기 일부분의 동일한 측 상에 제공되도록 상기 일부분 주위에 루프로 배치되며, 상기 열 이송 장치는 상기 일부분과 상기 열 이송 장치가 상기 냉각 채널의 2개의 부분 사이에 개재되도록 상기 일부분 다음에 배치되는, 리소그래피 장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각 채널은 상기 리소그래피 장치의 다른 부분을 향하고 있는 외벽부를 가지며, 상기 냉각 시스템은 상기 외벽부의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하며, 상기 냉각 시스템은 상기 온도 센서의 출력에 기초하여 상기 열 이송 장치를 구동하기 위한 제어 유닛을 포함하는, 리소그래피 장치.
리소그래피 장치에 있어서,
방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템;
패터닝된 방사 빔을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
상기 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템
을 포함하며, 상기 냉각 시스템은,
- 냉각제를 포함하며, 상기 일부분의 표면과 적어도 부분적으로 열적 접촉하며, 입구, 출구 및 상기 일부분의 상기 표면에 인접한 벽부를 갖는, 냉각 유닛, 및
- 상기 냉각제를 상기 입구로부터 상기 냉각 유닛을 통해 상기 출구로 이송하도록 구성된 냉각제 이송 장치
를 포함하며,
상기 냉각 유닛은, 상기 일부분을 가로질러 분포된 복수의 지점에서 상기 벽부에 직각을 이루는 방향으로 상기 냉각제를 상기 벽부로부터 지향시키고 또한 상기 벽부를 향해 지향시키도록 구성되는,
리소그래피 장치.
제5항에 있어서,
상기 지점의 밀도는 적어도 1 지점/㎠, 바람직하게는 적어도 10 지점/㎠, 더욱 바람직하게는 적어도 50 지점/㎠인, 리소그래피 장치.
제5항에 있어서,
상기 복수의 지점은 서로 유체 소통되는, 리소그래피 장치.
제5항에 있어서,
상기 냉각 유닛은 상기 벽부 부근에서 상기 냉각제의 제트 충돌(jet impingement) 및/또는 격렬한 유체 동작을 제공하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
제5항에 있어서,
상기 냉각제를 상기 입구로부터 상기 벽부에 안내하기 위해 채널이 존재하거나 챔버가 제공되며, 상기 채널 또는 상기 챔버의 주요 부분이 상기 일부분으로부터 먼 쪽으로 향하고 있는 상기 냉각 유닛의 측에 제공되는, 리소그래피 장치.
리소그래피 장치에 있어서,
방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템;
패터닝된 방사 빔을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
상기 리소그래피 장치의 일부분을 냉각시키기 위한 냉각 시스템
을 포함하며, 상기 냉각 시스템은,
- 냉각제를 포함하며, 상기 일부분으로부터 간격을 두고 배치되어 있는 냉각 채널,
- 상기 냉각제를 상기 냉각 채널을 통해 이송하도록 구성된 냉각제 이송 장치, 및
- 상기 일부분으로부터의 열을 상기 냉각 채널 내의 상기 냉각제에 전달하기 위해 상기 일부분 및 상기 냉각 채널과 열적 접촉하는 열 이송 장치
를 포함하며,
상기 열 이송 장치는 상기 일부분 주위의 이용 가능 공간에 적합화되는,
리소그래피 장치.
제10항에 있어서,
상기 열 이송 장치는 고체 상태의 냉각판이며, 바람직하게는, 상기 고체 상태의 냉각판은 알루미늄, 구리, CVD 다이아몬드, 열분해 탄소(pyrolitic carbon), 은, 탄화규소(silicium carbide), 실버 다이아몬드, 알루미늄 다이아몬드, 구리 다이아몬드 중의 하나 이상의 재료를 포함하는, 리소그래피 장치.
제10항에 있어서,
상기 열 이송 장치는 예컨대 히트 펌프 또는 히트 파이프와 같은 2상(two-phase) 열 이송 장치이며, 바람직하게는, 상기 2상 열 이송 장치의 작용 유체는 NH₃, R41, N₂O, CO₂, 에탄, R32, 프로필렌, 프로판, DME, R22[6], R134a, 2-부텐, 물, 메탄올, 아세톤, 에탄올 중의 하나 이상의 재료를 포함하는, 리소그래피 장치.
제10항에 있어서,
상기 열 이송 장치는 서로 대향하는 2개의 자유 단부를 갖고, 상기 열 이송 장치는 상기 자유 단부가 상기 일부분의 동일한 측면 상에서 상기 일부분으로부터 연장하도록 상기 일부분 주위에 루프로 배치되며, 상기 냉각 채널은 상기 자유 단부 사이에 제공되는, 리소그래피 장치.
리소그래피 장치의 일부분을 냉각하는 방법에 있어서,
- 상기 일부분의 적어도 일부와 열적 접촉하도록 상기 일부분 주위의 이용 가능 공간에 열 이송 장치를 제공하는 단계;
- 상기 열 이송 장치를 이용 가능 공간이 더 많은 상기 일부분으로부터의 소정 거리까지 연장시키는 단계;
- 상기 열 이송 장치와 열적 접촉하는 냉각제를 냉각 채널에 제공하는 단계; 및
- 상기 일부분으로부터 상기 열 이송 장치를 통해 상기 냉각제에 열이 전달될 수 있도록, 상기 냉각제를 냉각제 이송 장치를 이용하여 상기 냉각 채널을 통해 이송하는 단계
를 포함하는 리소그래피 장치의 일부분을 냉각하는 방법.
제1항, 제5항 또는 제10항에 따른 리소그래피 장치에 있어서,
상기 리소그래피 장치의 상기 일부분은 상기 지지체 또는 상기 기판 테이블을 위치설정하는 액추에이터의 일부분이며, 바람직하게는 상기 일부분은 코일인, 리소그래피 장치.