KR100691570B1 - 탈착 가능한 센서 - Google Patents

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에이에스엠엘 유에스, 인크.
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Abstract

본 발명은 스테이지 조립체 상에 장착되고 그로부터 제거될 수 있는 센서 장치에 관한 것이다. 센서 장치는 기판(402)과 그 기판에 결합된 일 이상의 센서(104)를 포함한다. 센서 장치는 또한 상기 기판에 연결되고 센서 장치를 스테이지 조립체의 표면(502) 상에 장착되도록 하는 적어도 하나의 스테이지 조립체 커넥터(414)와, 조작기가 센서 장치를 스테이지 조립체 상에 장착시키고 센서 장치를 스테이지 조립체로부터 제거하도록 하는 적어도 하나의 조작기 커넥터(420)를 포함한다.
스테이지 조립체, 센서 장치, 조작기, 조립체 커넥터, 조작기 커넥터

Description

탈착 가능한 센서 {Mountable and Removable Sensor}
본 발명은 통상 포토리소그래피 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 포토리소그래피 공정에서 사용되는 센서에 관한 것이다.
리소그래피는 기판의 표면 상에 형상부(feature)를 생성하기 위해 사용되는 공정이다. 기판의 예는 평패널 디스플레이, 회로 기판, 다양한 집적 회로 등의 제조에 사용되는 것들을 포함한다. 예컨대 반도체 웨이퍼는 집적 회로 제조에 기판으로 사용될 수 있다.
리소그래피 공정 중에, 레티클은 원하는 패턴을 기판 상으로 전사하는 데 사용된다. 레티클은 사용되는 리소그래픽 파장에 투명한 재료(들), 예컨대 가시 광선의 경우에 유리로 형성된다. 또한, 레티클은 사용되는 리소그래픽 파장을 반사하는 재료(들)로도 형성된다. 레티클은 그 위에 프린트된 화상을 갖는다. 레티클의 크기는 그것이 사용되는 특정 시스템에 대해 선택된다. 리소그래피 공정 중에, 조명원은 레티클 스테이지 상에 배치된 레티클을 조명한다. 이러한 조명은 기판 척에 의해 기판 스테이지 상에 배치된 기판 상으로 화상을 노출시킨다. 기판 상으로 노출된 화상은 레티클 상에 프린트된 화상에 대응한다.
투사된 화상은 기판의 표면 상에 배치된 예컨대 포토레지스트 같은 층의 특 성 변화를 야기한다. 이러한 변화는 노출 중에 기판 상으로 투사된 형상부에 대응한다. 노출에 이어서, 패턴층을 생성하기 위해 층은 에칭될 수 있다. 패턴은 노출 중에 기판 상으로 투사된 이러한 형상부에 대응한다. 그 다음, 이러한 패턴층은 도전층, 반도전층 또는 절연층과 같이 기판 안에 내재하는 구조층의 노출된 부분을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 다음으로 이러한 공정은 원하는 형상부가 기판의 표면 상에 형성될 때까지 다른 단계와 함께 반복된다.
리소그래피 시스템은 주기적인 시험과 캘리브레이션을 요구한다. 일반적으로, 이러한 시험과 캘리브레이션은 기판 스테이지 상에 센서의 배치를 요구한다. 종래의 센서는 기판 스테이지에 영구적으로 부착된다. 향상된 리소그래피 시스템은 복수의 시험 및 캘리브레이션 센서를 종종 요구한다. 스테이지에 부착된 각각의 센서는 센서 자체로 인해서 그리고 센서를 지지하기 위해 요구되는 부가적 표면 영역으로 인해서 질량이 추가된다. 스테이지 질량을 감소시키기 위해, 이들 센서 중 몇몇은 사용 직전에 스테이지에 부착되고, 사용 직후에 제거된다. 이러한 센서를 활용하기 위해, 리소그래피 시스템의 작동은 중단되어야 하고 기술자는 센서를 수동으로 부착하고 제거해야만 한다. 이러한 중단은 노동 집약적이고 느려서 리소그래피 공정을 실행하기 위해 기구가 사용될 수 있는 시간을 제한하므로 손해다.
따라서, 센서의 효율적인 사용을 가능하게 하는 센서 장치가 필요하다.
본 발명은 탈착 가능한 센서 장치를 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 센서 장치는 기판과 그 기판에 결합된 센서를 포함한다. 다른 실시예에서, 센서 장치는, 기판에 결합되고 센서 장치가 스테이지 조립체 상에 장착되도록 하는 적어도 하나의 스테이지 조립체 커넥터와, 조작기가 센서 장치를 스테이지 조립체 상에 장착하고 센서 장치를 스테이지 조립체에서 제거하도록 하는 기판에 결합된 적어도 하나의 조작기 커넥터를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 센서 장치는 센서를 광학 시스템과 물리적으로 정렬하도록 하는 일 이상의 정렬 마크를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는 센서에 결합된 통신 인터페이스를 포함한다. 통신 인터페이스는 센서 장치가 스테이지 조립체 상에 장착될 때 센서가 데이터 인터페이스와 통신하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 센서 장치는 센서에 동력을 공급하는 배터리를 포함한다.
본 발명은 또한 스테이지 조립체 상으로 센서 장치를 장착하는 방법과, 스테이지 조립체에서 센서 장치를 제거하는 방법을 포함한다. 이러한 방법들은 조종기와 센서 장치의 결합을 포함한다.
리소그래피와 같은 적용예에서, 본 발명은 특정한 공구 또는 기계의 휴지시간 없이 반도체 리소그래피 장치의 주기적 캘리브레이션 및 진단을 위해 사용되는 센서의 자동 배치 및 제거를 유리하게 허용한다.
본 발명은 또한 감지기와 전자기기를 필요할 때까지 스테이지에서 분리 유지함으로써 스테이지 질량을 유리하게 감소시킨다.
또한, 본 발명은 사실상 작동 시간의 절약을 유리하게 허용한다. 예컨대, 센서 및 감지기의 교체가 포토리소그래피 시스템을 다운시키기 않고 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 캘리브레이션 기준과 같은 센서 및/또는 감지기가 다중 시스템(예컨대, 반도체 제조 설비 내의 다중 포토리소그래피 기계)에서 공유되도록 한다.
여기에서 포함되고 명세서의 일부를 이루는 첨부 도면은 본 발명을 예증하고, 또한 기술된 내용과 함께 본 발명의 원리를 설명하며 관련 기술분야(들)의 숙련자가 본 발명을 제작하고 사용할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능 블록 다이어그램을 도시한다.
도2a 내지 도2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장치의 스테이지 조립체로의 배치를 포함하는 작동 순서를 도시한다.
도3a 내지 도3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장치의 스테이지 조립체로부터의 제거를 포함하는 작동 순서를 도시한다.
도4a 및 도4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장치를 도시한 2개의 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 조립체를 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 장착하기 위해 정렬된 센서 장치 및 스테이지 조립체의 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 척 장착 가능한 웨이퍼 센서 장치의 도 면이다.
이제 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다. 도면에서, 비슷한 도면 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타낸다. 또한, 도면 번호의 맨 왼쪽 숫자(들)은 도면 번호가 최초로 나온 도면과 같다.
개관
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장치(102)의 블록 다이어그램이다. 센서 장치(102)는 센서(104)와, 센서(104)에 결합된 통신 인터페이스(106)와, 스테이지 조립체 인터페이스(108)와, 조작기 인터페이스(110)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 장치(102)는 조작기(114)에 의해 스테이지 조립체(112)의 장착 인터페이스(118) 상에 장착되고 그로부터 제거될 수 있다.
센서(104)는 입력 신호(들)을 수신하고 그에 응답하는 장치이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 센서(104)는 출력 신호(들)을 발생시켜서 입력 신호(들) 및/또는 자극에 응답한다. 이러한 출력 신호들은 센서 장치(102)가 스테이지 조립체(112) 상에 장착될 때 데이터 인터페이스(116)로 전송된다. 표1은 센서(104) 내에 포함될 수 있는 예시적 센서의 목록을 제공한다. 표1은 각각의 이러한 예시적 센서의 간단한 설명을 또한 제공한다. 이러한 예시적 센서는 예로서 제공되었고 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.
표1
센서 형식 설명
분량 감지기 분량 캘리브레이션 기준과 유사하게, 분량 감지기는 광학 시스템에 의해 방사된 광량자 에너지를 측정하고 원하는 에너지 양을 출력하기 위해 리소그래피 공구를 캘리브레이션하는 방법을 제공한다. 그러나, 분량 감지기는 통상 신호 리소그래피 공구 기계와 결합된다. 또한, 분량 감지기는 전형적으로 일 세트의 리소그래피 공구와 결합된 분량 캘리브레이션 기준으로 캘리브레이션된다.
분량 캘리브레이션 기준 분량 캘리브레이션 기준은 광학 시스템에 의해 방사되는 광량자 에너지를 측정한다. 분량 캘리브레이션 기준은 원하는 에너지 양을 출력하기 위해 리소그래피 기구를 캘리브레이션하는 방법을 제공한다.
파면 검출 감지기 파면(wavefront) 검출 감지기는 광학 시스템에 의해 투사된 광의 특성을 측정한다. 파면 검출 감지기는 비점수차와 같은 광학 시스템에 의해 생성된 수차를 확인할 수 있다. 패턴 변형의 원인은 시스템 작동으로 인한 온도 주기 및 시스템 마모를 포함한다.
간섭계 간섭계는 상이한 광선 사이의 상대 위상차를 측정한다.
공중 화상 센서 공중 화상 센서는 여기서 화학선 파장으로 지칭되는 특정 파장에서 광학 시스템(예컨대, 포토리소그래피 광학기)에 의해 투사된 화상을 탐지한다. 공중 화상 센서는 이러한 화상을 탐지하는 개구(들)을 가질 수 있다. 이러한 개구들은 폴리실리콘, 크롬, 및/또는 화학선 파장에 불투과성인 다른 재료들의 층으로서 물질로 구성될 수 있는 마스크에 형성될 수 있다. 이러한 개구(들)은 전형적으로 평평한 기판의 표면 상에 장착될 수 있다. 일 실시예에서, 공중 화상 센서는 레티클에서 웨이퍼 평면으로 투사되는 격자(예컨대, 선)를 판독한다. 투사된 격자를 가로질러 스캐닝하면, 공중 화상 센서는 위상 이동과 같은 파면 특성을 판단할 수 있다.
분량 균일성 분량 균일성 감지기는 조명원에 의해 방사된 에너지 감지기의 공간적 분포를 측정한다. 예컨대, 분량 균일성 감지기는 광도가 변하는 리소그래픽 조명 슬롯 내의 영역의 존재를 확인할 수 있다.
레티클 정렬 센서 레티클 정렬 센서는 포토리소그래피 시스템에서 레티클의 정렬을 판단한다. 일 실시예에서, 레티클 정렬 센서는 레티클 상에 배치된 일 이상의 정렬 마크를 판독할 수 있는 화상 처리 기능을 포함한다.
센서(104)는 출력 신호를 통신 인터페이스(106)를 통해 데이터 인터페이스(116)로 전송한다. 본 발명의 일 실시예에서, 정보는 스테이지 조립체(112)에 의해 마련된 (도시되지 않은) 채널을 통해 통신 인터페이스(106)와 데이터 인터페이스(116) 사이에서 전송된다. 이러한 채널의 예들은 관련 기술분야(들)의 숙련자들에게 본 명세서의 교시로부터 명백하듯이 와이어와 같은 전도체, 컴퓨터 시스템 버스, 로컬 영역 네트워크(LAN) 및/또는 다른 채널에 의해 제공되는 전기적 접속(들)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 정보는 관련 기술분야(들)의 숙련자들에게 명백하듯이 무선 라디오 주파수(RF)와 같은 기술, 적외선(IR) 광통신, 및/또는 다른 기술을 통해 통신 인터페이스(106)와 데이터 인터페이스(116) 사이에서 직접 전송된다.
데이터 인터페이스(116)는 통신 인터페이스(106)를 통해 센서(104)로부터 수신된 정보를 저장 및/또는 처리한다. 본 발명의 일 실시예에서, 데이터 인터페이스(116)는 센서(104)로부터 수집된 데이터를 분석을 위해 사용자에게 출력할 수 있다. 데이터 인터페이스(116)는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
스테이지 조립체 인터페이스(108)는 센서 장치(102)가 스테이지 조립체(112) 상에 장착되도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 스테이지 조립체(112)는 반도체 포토리소그래피 공정에서 사용되는 웨이퍼 스테이지이다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 스테이지 조립체(112)는 다른 형식의 포토리소그래피를 수반하는 공정에서 사용되는 스테이지 또는 유사한 구조일 수 있다. 또한, 스테이지 조립체(112)는 레티클 기록 공정에서 사용되는 스테이지일 수 있다. 또한, 스테이지 조립체(112)는 예컨대 광학 및/또는 전자 현미경을 사용하는 검사 시스템에서의 스테이지일 수 있다. 또한, 스테이지 조립체(112)는 본 명세서의 교시 뿐만 아니라 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 다른 기술에서 사용되는 스테이지일 수 있다.
조작기 인터페이스(110)는 센서 장치(102)가 조작기(114)에 결합되도록 한 다. 센서 장치(102)가 조작기(114)에 결합될 때, 조작기(114)는 센서 장치(102)의 위치를 제어할 수 있다. 또한, 조작기(114)는 스테이지 조립체(112) 상에 센서 장치(102)를 장착하고 스테이지 조립체(112)에서 센서 장치(102)를 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 조작기(114)는 로봇 단부 작동기다. 그러나, 다른 실시예에서, 조작기(114)는 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 다른 장치일 수 있다.
극자외선(EUV) 또는 157 나노미터 파장을 수반하는 포토리소그래피 적용예에서, 임의의 대기 상태가 관련 포토리소그래피 챔버에서 유지되어야 한다. 예컨대, EUV 적용예는 진공을 요구하고, 157 나노미터 적용예는 산소 없는 환경을 요구한다. 이러한 환경을 유지하기 위해, 외부 환경과의 물질 전달을 가능하게 하는 한편, 로드 락(load lock)으로 알려진 중간 챔버가 채용된다. 이러한 로드 락은 물질을 전달하는 한편, 이러한 환경의 격리를 유지시킨다. 따라서, 임의의 반도체 포토리소그래피 적용예에서, 로봇 단부 작동기(114)는 (도시되지 않은) 웨이퍼 로드 락과 스테이지 조립체(112) 사이에서 센서 장치(104)를 운송한다.
도2a 내지 도2d는 센서 장치(102)의 스테이지 조립체(112)로의 장착을 수반하는 작동 순서를 도시한다. 이러한 장착 작동은 조작기(114)에 의해 제어된다. 도2a는 이러한 순서의 제1 단계를 도시한다. 도2a에서, 조작기(114)와 센서 장치(102)는 조작기 인터페이스(110)를 통해 결합된다. 이 단계에서, 조작기(114)는 센서 장치(102)를 "이동"이라 표시된 화살표에 의해 지시된 방향으로 스테이지 조립체(112) 쪽으로 이동시킨다. 조작기(114)는 도2b에서 도시된 바와 같이 스테 이지 조립체(112)와 정렬될 때까지 그 방향으로 센서 장치(102)를 이동시킨다. 포토리소그래피를 수반하는 일 실시예에서, 이 단계는 센서 장치(102)를 (도시되지 않은) 웨이퍼 로드 락을 통해 (도시되지 않은) 포토리소그래피 챔버 안쪽으로 이동시키는 단계 및/또는 스테이지 조립체(112)를 위치시키는 단계를 포함한다. 이 스테이지 조립체(112)를 위치시키는 단계는 6 자유도의 스테이지 조립체(112)의 회전 및 이동을 포함할 수 있다. 포토리소그래피와 같은 적용예에서의 스테이지 조립체는 매우 정밀한 이동을 할 수 있으므로, 스테이지 조립체(112)를 위치시키는 것은 센서 장치(102)와 스테이지 조립체(112) 사이의 매우 정밀한 정렬을 가능하게 한다.
도2b는 스테이지 조립체(112)와 정렬된 센서 장치(102)를 도시한다. 일단 정렬되면, 조작기(114)는 센서 장치(102)를 "이동"이라 표시된 화살표에 의해 지시된 방향으로 스테이지 조립체(112) 쪽으로 이동시킨다. 조작기(114)는 스테이지 조립체(112) 상에 장착될 때까지 그 방향으로 센서 장치(102)를 이동시킨다.
도2c에서, 조작기(114)는 도2b를 참조하여 전술된 동작을 완료한다. 이 때, 센서 장치(102)는 스테이지 조립체 인터페이스(108)와 장착 인터페이스(118)를 통해 스테이지 조립체(112) 상에 장착된다. 또한, 통신 인터페이스(106)는 이 때 데이터 인터페이스(116)에 결합된다. 이러한 장착 위치에서, 조작기(114)는 센서 장치(102)에서 분리될 수 있다.
도2d는 조작기(114)가 센서 장치(102)에서 분리되는 것을 도시한다. 조작기(114)는 "이동"이라 표시된 화살표에 의해 지시된 방향으로 센서 장치(102) 및 스테이지 조립체(112)에서 멀리 이동하여 분리 동작을 수행한다. 조작기(114)가 센서 장치(102)에서 후퇴한 다음, 센서 장치(102)는 작동할 수 있다.
이 때, 센서 장치(102)는 스테이지 조립체(112)에 결합된다. 따라서, 스테이지 조립체(112)는 이제 센서 장치(102)를 광학 시스템 예컨대, 포토리소그래피 투사 광학기와 정렬하도록 그 자신을 위치시킬 수 있다. 일 실시예에서, 센서 장치(102)는 정렬 마킹을 사용하여 광학 시스템과 정렬될 수 있다. 이러한 마킹은 도4a 및 도7을 참조하여 여기서 기술된다. 이러한 정렬 마킹은 광학 시스템을 통해 판독되고 (도시되지 않은) 제어기에 의해 처리될 수 있다. 이러한 제어기는 센서 장치(102)를 적절히 위치시키기 위해 레티클과 같은 광학 기준에 대해 스테이지 조립체(112)의 위치 및 정렬을 제어할 수 있다.
도3a 내지 도3d는 스테이지 조립체(112)로부터 센서 장치(102)의 제거를 수반하는 작동 순서를 도시한다. 도2a 내지 도2d를 참조하여 전술된 장착 작동과 같이, 이러한 작동은 조작기(114)에 의해 제어된다.
도3a는 이러한 순서의 제1 단계를 도시한다. 도3a에서, 조작기(114)는 "이동"이라 표시된 화살표에 의해 지시된 방향으로 센서 장치(102)에 접근한다. 조작기(114)는 도3b에 도시된 바와 같이 조작기 인터페이스(110)를 통해 센서 장치(102)에 결합될 때까지 센서 장치(102)로 접근을 지속한다.
조작기(114)가 센서 장치(102)에 결합된 후, 조작기(114)는 도3c에 도시된 바와 같이 센서 장치(102)를 스테이지 조립체(112)와의 접촉에서 제거한다. 이러한 제거는 조작기(114)에 의해 "이동"이라 표시된 방향으로 센서 장치(102)를 이동 시켜서 성취될 수 있다. 리소그래피를 수반하는 일 실시예에서, 그 단계는 조작기(114)가 (도시되지 않은) 웨이퍼 로드 락을 통해 리소그래피 챔버에서 (도시되지 않은) 저장 영역으로 센서 장치(106)를 이동시키는 단계를 포함한다.
다음으로, 도3d에 도시된 바와 같이, 조작기(114)는 센서 장치(102)를 스테이지 조립체(112)의 근처에서 제거한다. 이러한 제거 방향은 "이동"이라 표시된 화살표에 의해 지시된다.
센서 장치
도4a 및 도4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장치(102)를 도시한 2개의 도면이다. 센서 장치(102)는 제1 표면(404), 제2 표면(406) 및 제3 표면(408)("모서리")을 갖는 기판(402)을 포함한다. 표면(404, 406)은 사실상 평행하고 모서리(408)로 연장한다.
기판(402)은 센서 부품과의 부착을 가능하게 하는 플랫폼을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 기판(402)은 실리콘, 알루미늄 및/또는 저 팽창 유리와 같은 고체 재료로 구성된다. 또한, 기판(402)은 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 센서 장치(102)의 사용에 적합한 물리적 특성을 갖는 다른 재료로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 기판(402)은 제1 및 제2 표면(404, 406)으로서 구조 판을 지지하는 프레임으로 구현된다. 이러한 실시예에서, 모서리(408)는 프레임을 둘러싸는 지지 링으로 구현된다. 또한, 프레임은 기판(402)의 안정성을 높이기 위해 벌집 모양 또는 유사한 구조로 강화될 수 있다. 이러한 프레임 구조의 장점은 그것이 센서 장치(102)의 하중을 감소시킨다는 것이다. 또한, 그러한 프레임 구조는 센서 장치(102) 부품들이 기판(402)의 내부에서 손쉽게 삽입되도록 한다.
센서(104)는 제1 표면(404) 상에 배치된다. 보조 전자 부품(410) 및 복수의 정렬 마킹(412a 내지 412d) 또한 제1 표면(404) 상에 배치된다. 센서(104)는 납땜 및/또는 접착과 같은 기술에 의해 기판(402)의 제1 표면(404)에 부착될 수 있다. 이러한 접착은 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 에폭시와 같은 접착제 및/또는 다른 접착제로 수행될 수 있다.
센서(104)는 보조 전자 부품(410)에 접속된다. 본 발명의 일 실시예에서, 보조 전자 부품(410; supporting electronics)은 센서(104)와 데이터 인터페이스(116) 사이의 정보 교환을 가능하게 하는 통신 기능을 포함한다. 보조 전자 부품(410)의 예들은 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 직렬 및 병렬 디지털 인터페이스 로직을 포함한다. 보조 전자 부품(410)은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
정렬 마킹(412a 내지 412d)은 센서 장치(102)가 광학 시스템과 물리적으로 정렬하도록 한다. 즉, 정렬 마킹(412)은 장착된 센서 장치(102)를 포토리소그래피 시스템의 광학 기구로부터 원하는 정렬 및 거리로 스테이지 조립체(112)가 설정하도록 하는 기준 프레임을 제공한다. 도4a 및 도4b에서 도시된 바와 같이, 정렬 마킹(412)은 상이한 소정의 각도로 지향된 표면(404) 상에 프린트된 해시(hash) 마킹 쌍을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 정렬 마킹(412)은 표면(404) 상에 프 린트된 다른 형식의 마킹을 포함할 수 있다. 이러한 마킹의 예는 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 갈매기 표식 및 다른 패턴을 포함한다. 또한, 정렬 마킹(412)은 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 융기 또는 함몰된 멈치로 구현될 수 있다.
스테이지 조립체 인터페이스(108)는 제2 표면(406) 상에 배치된다. 도4a 및 도4b에서 도시된 실시예에서, 스테이지 조립체 인터페이스(108)는 복수의 스테이지 조립체 커넥터(414a 내지 414c)를 포함한다.
도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 스테이지 조립체 커넥터(414a 내지 414c)는 볼 장착이다. 센서 장치(102)가 스테이지 조립체(112) 상에 장착될 때, 이러한 볼 장착은 스테이지 조립체(112)에 부착된 요람형 받침대에 끼워맞춤되어 센서 장치(102)를 스테이지 조립체(112)의 운동에 대해 억제한다. 이러한 요람형 받침대는 도5 및 도6을 참조하여 이하에서 보다 상세히 기술된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 스테이지 조립체 인터페이스(108)는 센서 장치(102)의 장착을 가능하게 하는 다른 기술로 구현될 수 있다. 이러한 기술의 예는 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 스테이지 조립체(112)와의 자석 결합, 훅 기구, 및/또는 다른 기술의 사용을 포함할 수 있다.
제3 표면(408)은 조작기 인터페이스(110)를 한정한다. 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 조작기 인터페이스(110)는 기판(402)에서 공동을 한정하는 제3 표면(408) 상에 형성된 개구(420)이다. 조작기(114)는 그 단부가 개구(420)에 삽입될 때 센서 장치(102)와 결합된다.
배터리(416)는 센서(104)에 결합되고 표면(406) 상에 배치될 수 있다. 배터리(416)는 센서(104)에 동력을 제공한다. 표면(406) 상에 선택적으로 배치될 수 있는 다른 요소는 통신 인터페이스(106)와 부가 회로(418)를 포함한다. 다른 실시예에서, 배터리(416)는 보조 전자 부품(410), 부가 회로(418) 및 통신 인터페이스(106)와 같은 다른 부품에 동력을 공급한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 통신 인터페이스(106)는 센서 장치(102)가 스테이지 조립체(112) 상에 장착될 때, 동력이 센서(104), 보조 전자 부품(410) 및/또는 부가 회로(418)로 전달되도록 하는 센서(104)에 결합된 동력 인터페이스를 포함한다.
통신 인터페이스(106)는 센서(104)에 결합된다. 통신 인터페이스(106)는 또한 보조 전자 부품(410) 및 부가 회로(418)에 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 통신 인터페이스(106)는 스테이지 조립체(112) 상에 배치된 전기 커넥터에 접속하는 스프링 접촉 리드로 구현된다. 이러한 전기 커넥터는 도5를 참조하여 이하에서 보다 상세히 기술된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 통신 인터페이스(106)는 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 일 이상의 조립체(예컨대, 스테이지 조립체(112) 및/또는 다른 근접 구조)에 대한 용량성 및/또는 유도성 결합, RF 통신 링크 및/또는 IR 통신 링크와 같은 다른 기술로 구현될 수 있다. 실시예에서, 이러한 RF 및/또는 IR 통신 링크 또한 동력을 센서(104), 보조 전자 부품(410) 및/또는 부가 회로(418)에 전달할 수 있다.
보조 전자 부품(410)과 같이, 센서(104)와 데이터 인터페이스(116) 사이의 정보 교환을 가능하게 하는 데이터 버퍼링 기능 및/또는 신호 조절과 같은 특징을 제공하기 위해 부가 회로(418)는 센서(104)에 접속될 수 있다. 부가 회로(418)는 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 조립체(112)의 구현예를 도시한 도면이다. 도5에 도시된 바와 같이, 스테이지 조립체(112)는 표면(502)과, 표면(502) 상에 배치된 복수의 센서 장치 장착부(504a 내지 504c)와, 표면(502) 상에 배치된 커넥터 모듈(506)을 포함한다.
센서 장치 장착부(504a 내지 504c)는 장착 인터페이스(118)의 요소이다. 각각의 센서 장치 장착부(504)는 스테이지 조립체 커넥터(414) 중 하나에 대응하는 요람형 받침대(508)를 포함한다. 센서 장치 장착부(504)는 센서 장치(102)를 스테이지 조립체(112)의 운동에 대해 억제한다.
커넥터 모듈(506)은 통신 인터페이스(106)와 데이터 인터페이스(116) 사이에 접속을 제공한다. 커넥터 모듈(506)은 또한 통신 인터페이스(106)를 통해 센서 장치(102)에 동력을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 커넥터 모듈(506)은 통신 인터페이스(106)의 스프링 접촉 리드에 대응하는 복수의 전도체를 포함한다. 이러한 전도체는 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 포고 접점(pogo contacts), 또는 다른 전도체일 수 있다.
도6은 도4 및 도5를 참조하여 기술된 구현예에 따라 센서 장치(102) 및 스테이지 조립체(112)의 정렬을 설명하는 도면이다. 도6에 도시된 바와 같이, 스테이지 조립체 커넥터(414a 내지 414b)는 대응하는 요람형 받침대(508a 내지 508c)와 함께 정렬된다.
척 장착 웨이퍼 센서 장치
임의의 센서 및 감지기는 작동을 위해 사실상 평평한 표면을 요구한다. 예컨대, 공중 영상 센서는 공중 화상을 개별 초점 단계로 적절히 측정하기 위해 사실상 평평한 개구를 요구한다. 불행히도, 임의의 센서 및/또는 감지기(예컨대, 공중 화상 센서)를 생성하기 위해 필요한 공정은 센서가 배치되는 기판을 왜곡하는 경향이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 올바른 작동을 위해 이러한 왜곡된 센서 및/또는 감지기를 평탄화하는 기능은 웨이퍼 척에 의해 수행된다.
포토리소그래피 적용예에서, 웨이퍼 척은 스테이지 조립체(112)에 장착되고 반도체 웨이퍼와 같은 웨이퍼를 노출 중에 평평하게 유지시킨다. 유사하게, 웨이퍼 척은 센서 장치(102)를 지지하고 평탄화하는데 사용된다. 또한, 웨이퍼 척은 조작기(114)와 같은 장치에 의해 스테이지 조립체(112)에 장착되고 그로부터 제거될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 센서 장치(102)는 웨이퍼 기판 상에 구현되고, 장착 인터페이스(118)는 스테이지 조립체(112)에 결합된 웨이퍼 척으로 구현될 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따라 센서 장치(102')의 척 장착 웨이퍼 구현예를 도시한 도면이다. 센서 장치(102')는 보조 전자 부품(410')과, 기판으로서의 웨이퍼(702) 상에 배치된 정렬 마킹(412a' 내지 412d')을 포함한다. 또한, 센서 장치(102')는 센서 장치(102)를 참조하여 여기서 기술된 특징과 요소를 포함할 수 있다.
그러나, 실시예에서 스테이지 조립체 인터페이스(108)를 포함하는 센서 장치(102)와는 달리, 센서 장치(102')는 이러한 요소를 포함하지 않는다. 오히려, (도시되지 않은) 웨이퍼 척이 스테이지 조립체 인터페이스(108)를 포함한다. 따라서, 센서 장치(102')로의 결합과 센서 장치(102')의 평평한 유지에 더하여, 웨이퍼 척은 스테이지 조립체(112)에 결합한다.
일 실시예에서, 센서 장치(102')는 도2a 내지 도3d를 참조하여 여기서 기술된 작동 순서에 따라 스테이지 조립체(112) 상에 위치되고 스테이지 조립체(112)로부터 제거된다. 이러한 배치 및 제거는 센서 장치(102')와, 부착된 웨이퍼 척을 함께 이동시키는 조작기(114)를 수반할 수 있다. 그러나, 이러한 배치 및 제거는 스테이지 조립체(12)에 이미 결합된 웨이퍼 척으로 센서 장치(102')를 부착하고 제거하는 조작기(114)를 수반할 수 있다.
보조 전자 부품(410')은 데이터 저장 및 전송 회로(704)와, 신호 증폭 회로(706)와, 신호 조절 회로(708)와, 통신 및 동력 전송 회로(710)를 포함하지만 그에 한정되지는 않는다. 또한, 보조 전자 부품(410')은 (도시되지 않은) 접지 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보조 전자 부품(410')은 보조 전자 부품(410)을 참조하여 여기서 기술된 바와 같이 수행한다.
일 이상의 센서(104')가 웨이퍼(702) 상에 배치된다. 도7에 도시된 바와 같이, 이러한 센서(들)는 공중 화상 센서이다. 일 실시예에서, 이러한 공중 화상 센 서는 화학선 파장에 대해 불투과성을 갖고 조명원으로부터 에너지 수집을 허용하는 개구를 갖는 폴리실리콘층, 크롬, 및/또는 다른 재료를 갖는 감광 재료로 구성된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 센서(들)(104')은 여기서 기술되고 그 교시로부터 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 다른 형식의 센서일 수 있다.
센서(들)(104')은 통신 및 동력 전송 회로(710)로부터 동력을 수용하는 데이터 저장 및 전송 회로(704)에 결합된다. 데이터 저장 및 전송 회로(704)는 센서(들)(104')로부터 출력 신호를 수신하고, 이러한 신호를 신호 증폭 회로(706)로 전송한다.
신호 증폭 회로(706)는 데이터 저장 및 전송 회로(704)로부터 수신된 신호를 증폭하고, 이러한 신호를 신호 조절 회로(708)로 전달한다. 신호 증폭 회로(706)는 통신 및 동력 전송 회로(710)로부터 동력을 수용한다.
신호 조절 회로(708)는 증폭된 신호를 수신하고, 이러한 신호가 통신 및 동력 전송 회로(710)에 의해 데이터 인터페이스(116)로 전송되도록 포맷 준비되기 위해 이러한 신호를 처리한다. 일 실시예에서, 이 포맷은 디지털 신호를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 이러한 포맷은 아날로그 신호를 포함한다. 신호 조절 회로(708)는 통신 및 동력 전송 회로(710)로부터 동력을 수용한다.
통신 및 동력 전송 회로(710)는 센서 장치(102')의 다른 요소에 동력을 공급한다. 또한, 통신 및 동력 전송 회로(710)는 데이터 인터페이스(116)로 신호를 전송한다. 일 실시예에서, 통신 및 동력 전송 회로(710)는 동력을 공급하기 위해 ( 도시되지 않은) 배터리를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 통신 및 동력 전송 회로(710)는 일 이상의 조립체[예컨대, 스테이지 조립체(112), (도시되지 않은) 투사 광학기, 및/또는 다른 근접 구조]로 유도성 및/또는 용량성 결합을 통해 동력을 수용할 수 있다. 또한, 통신 및 동력 전송 회로(710)는 (도시되지 않은) 웨이퍼 척과 접촉하는 웨이퍼(702)의 표면 상에 배치된 (도시되지 않은) 전기 접촉부를 통해 동력을 수용할 수 있다. 이러한 접촉부는 웨이퍼 척과 접촉 가능하도록 센서 장치(102')의 임의의 표면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 통신 및 동력 전송 회로(710)는 용량성 및/또는 유도성 결합과 같은 기술을 통해 데이터 인터페이스(116)와 정보를 교환한다. 이러한 결합은 스테이지 조립체(112) 및/또는 투사 광학기와 이뤄질 수 있다. 또한, 통신 및 동력 전송 회로(710)는 관련 기술분야(들)의 숙련자들에게 명백하듯이 무선 라디오 주파수(RF) 링크, 광학 [예컨대, 적외선(IR)] 통신, 및/또는 다른 링크를 통해 정보 통신 및/또는 동력 수용을 할 수 있다.
결론
본 발명의 다양한 실시예가 앞에서 기술되었지만, 이것은 예시적으로만 제안된 것이고 한정하는 것이 아니라는 것을 알아야 한다. 형식 및 세부 사항의 다양한 변경예가 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것은 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하다. 예컨대, 본 발명은 관련 기술분야(들)의 숙련자에게 명백하듯이 센서 및 감지기에 제한되지 않고 액츄에이터를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위 및 범주는 임의의 전술한 예시적 실시예에 한정되 지는 않지만, 후속하는 청구의 범위 및 그 동등 범위에 따라서만 결정되어야 한다.

Claims (31)

  1. 스테이지 조립체 상에 장착되고 그로부터 제거될 수 있는 센서 장치에 있어서,
    기판과,
    상기 기판에 결합된 일 이상의 센서와,
    조작기가 센서 장치와 결합되도록 하여, 조작기가 센서 장치를 스테이지 조립체 상에 장착시키고 센서 장치를 스테이지 조립체로부터 제거하도록 하는 적어도 하나의 조작기 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서, 센서 장치가 스테이지 조립체 상에 장착되도록 하는 상기 기판에 결합된 적어도 하나의 스테이지 조립체 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스테이지 조립체 커넥터의 각각은 스테이지 조립체 상에 배치된 장착 인터페이스와 결합하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판은 광학 시스템과 상기 센서의 물리적 정렬을 가능하게 하는 일 이상의 정렬 마킹을 갖는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 일 이상의 센서에 결합된 통신 인터페이스를 더 포함하고, 상기 통신 인터페이스는 센서 장치가 스테이지 조립체 상에 장착될 때 일 이상의 센서가 데이터 인터페이스와 통신할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 통신 인터페이스는 스테이지 조립체 상에 배치된 전기 커넥터에 접속하는 스프링 접촉 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 통신 인터페이스는 스테이지 조립체와의 용량성 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 통신 인터페이스는 스테이지 조립체와의 유도성 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 통신 인터페이스는 광학 통신 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 통신 인터페이스는 라디오 주파수(RF) 통신 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 센서로 동력을 공급하는 상기 센서에 결합된 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  12. 제1항에 있어서, 센서 장치가 스테이지 조립체 상에 장착될 때 일 이상의 센서로 동력을 전송하도록 하는 상기 일 이상의 센서에 결합된 동력 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  13. 제12항에 있어서, 동력 인터페이스는 라디오 주파수(RF) 링크를 통해 상기 일 이상의 센서로 동력을 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  14. 제12항에 있어서, 동력 인터페이스는 광학 통신 링크를 통해 상기 일 이상의 센서로 동력을 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 센서 중 하나는 파면 검출 감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 센서 중 하나는 간섭계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 센서 중 하나는 분량 캘리브레이션 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 센서 중 하나는 레티클 정렬 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 센서 중 하나는 분량 균일성 감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 센서 중 하나는 공중 화상 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 센서 중 하나는 분량 감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  22. 기판과 그 기판에 결합된 일 이상의 센서를 포함하는 센서 장치를 스테이지 조립체 상에 장착하는 방법에 있어서,
    조작기를 센서 장치의 조작기 인터페이스와 결합시키는 단계와,
    스테이지 조립체 상으로 센서 장치를 위치시키는 단계와,
    조작기를 센서 장치의 조작기 인터페이스로부터 결합 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 센서 장치가 스테이지 조립체 상에 장착되도록 하는 기판에 결합된 적어도 하나의 스테이지 조립체 커넥터를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 배치된 센서 장치를 광학 시스템과 정렬하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 정렬 단계는 스테이지 조립체를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제22항에 있어서, 센서 장치를 스테이지 조립체와 정렬하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 정렬 단계는 스테이지 조립체를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제22항에 있어서, 센서 장치를 웨이퍼 로드 락을 통해 포토리소그래피 챔버 내로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 기판과 그 기판에 결합된 일 이상의 센서를 포함하는 센서 장치를 스테이지 조립체에서 제거하는 방법에 있어서,
    조작기를 센서 장치의 조작기 인터페이스와 결합시키는 단계와,
    센서 장치를 스테이지 조립체에서 들어올리는 단계와,
    센서 장치를 스테이지 조립체에서 센서 장치 저장 영역으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 센서 장치가 스테이지 조립체 상에 장착되도록 하는 기판에 결합된 적어도 하나의 스테이지 조립체 커넥터를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제29항에 있어서, 센서 장치를 리소그래피 챔버에서 저장 영역으로 웨이퍼 로드 락을 통해 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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