KR100901476B1 - 변위 측정 시스템, 리소그래피 장치, 변위 측정 방법 및디바이스 제조 방법 - Google Patents

변위 측정 시스템, 리소그래피 장치, 변위 측정 방법 및디바이스 제조 방법 Download PDF

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헨리쿠스 헤어만 마리에 콕스
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엥겔베르투스 안토니우스 프란시스쿠스 반 데르 파쉬
하르멘 클라스 반 데르 슈트
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Abstract

특히, 기준 프레임에 대해 리소그래피 장치 내의 기판 테이블의 변위를 측정하는 변위 측정 시스템이 개시된다. 상기 변위 측정 시스템은 기판 테이블에 장착된 복수의 변위 센서들, 및 기준 프레임에 장착된 각각의 변위 센서와 연계된 타겟을 포함한다.

Description

변위 측정 시스템, 리소그래피 장치, 변위 측정 방법 및 디바이스 제조 방법{DISPLACEMENT MEASUREMENT SYSTEM, LITHOGRAPHIC APPARATUS, DISPLACEMENT MEASUREMENT METHOD AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
이하, 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 구성(configuration)을 도시하는 도면;
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 구성(arrangement)을 도시하는 도면;
도 4a 및 도 4b는 도 3a 내지 도 3f에 도시된 구성의 변형들을 더 상세히 도시하는 도면;
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 구성의 변형들을 도시하는 도면;
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 구성을 도시하는 도면;
도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 구성을 도시하는 도면;
도 8a 내지 도 8h는 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 변형을 도시하는 도면; 및
도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명은 변위 측정 시스템, 이러한 시스템을 사용하는 리소그래피 장치, 변위 측정 방법, 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로 기판의 일부분 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 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, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피 장치에서 기판은 통상적으로 기판 테이블 상에 지지될 수 있다. 기판으로의 패턴의 전사 이전에 기판은 메트롤로지 영역에서 검사 및/또는 측정될 수 있다. 후속하여, 기판은 기판 테이블에 의해 패턴이 기판으로 전사되는 영역으로 전달된다. 기판으로 전달된 패턴이 기판 및/또는 기판 상에 이미 형성된 다른 패턴들에 대해 정확히 위치되는 것을 보장하기 위하여, 측정 및/또는 검사 공정 중에 또한 이미지 전달 공정 중에 기판의 이동 및 위치를 매우 정확하게 아는 것이 바람직하다. 이는 기판이 지지되는 기판 테이블에 대해 기판의 위치를 측정하고, 후속하여 기판 테이블의 이동 및/또는 위치를 모니터링함으로써 달성될 수 있다.
기판 테이블의 이동 및/또는 위치를 측정하기 위하여, 공지된 시스템들은 통상적으로 리소그래피 장치의 기판 테이블 및 기준 프레임의 하나에 장착된 타겟, 및 센서에 대해 상기 타겟의 이동 또는 위치를 측정할 수 있는 상기 기판 테이블 및 상기 기준 프레임의 다른 하나에 장착된 센서를 사용한다. 하지만, 기판의 어떤 부분이 측정 및/또는 검사될 수 있는 영역과 기판의 어떤 부분에 패턴이 전사될 수 있는 영역 사이에서 기판 테이블이 이동할 수 있어야 하기 때문에, 기판 테이블의 요구되는 이동 범위는 비교적 크다. 또한, 몇몇 리소그래피 장치에서는, 제 1 기판 테이블 상에 지지된 하나의 기판이 상기 기판으로 전사된 패턴을 갖는 동안에, 제 2 기판 테이블 상에 지지된 또 다른 기판이 검사 및/또는 측정될 수 있도록 2 개의 기판 테이블들이 제공된다. 이러한 장치에서는 기판 테이블들의 요구되는 이동 범위가 더 커지는데, 그 이유는, 패턴이 기판으로 전사될 수 있는 영역으로 검사 및/또는 측정되고 있는 기판을 지지하는 기판 테이블이 전달될 수 있고, 상기 기판으로 전달된 패턴을 갖었던 기판을 지지하는 기판 테이블이 상기 기판 테이블로부터 언로딩되는 위치, 새로운 기판이 상기 기판 테이블로부터 로딩되는 위치 및 상기 새로운 기판이 검사 및/또는 측정되는 위치로 연속하여 이동할 수 있도록 추가 공간이 제공되기 때문이다. 부연하면, 2 개의 기판 테이블들이 교체가능하여야 한다.
기판 테이블의 이동 범위가 더 클수록, 기판 테이블의 이동 및/또는 위치를 매우 정확하게 측정하는 시스템을 제공하는 것이 더 힘들어지고 더 고가가 된다. 특히, 위치 센서용 타겟이 기판 테이블에 장착되는 시스템들에서는, 이동 범위가 더 클수록, 시스템이 더 복잡해지고 요구되는 정확성을 유지하기가 더 어려워진다. 타겟이 정지해 있고, 예를 들어 기준 프레임에 장착되는 시스템들의 경우에는, 기판 테이블의 이동 범위가 클수록, 타겟도 더 커야 한다. 큰 타겟들을 제공하는 것은, 일반적으로 그들의 전체 범위에 걸쳐 요구되는 정확성을 갖는 큰 타겟들을 만드는 것이 힘들기 때문에 고가일 수 있다. 따라서, 기판 테이블의 이동 범위를 증가시키게 되면, 기판 테이블의 이동 및/또는 위치를 측정하는 시스템의 비용이 상당히 증가된다.
과도한 비용 없이, 큰 이동 범위에 걸쳐 기판 테이블의 이동 및/또는 위치를 정확히 측정하는데 사용될 수 있는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 구성요소에 대해 구성요소의 변위를 측정하도록 구성된 변위 측정 시스템이 제공되며, 상기 시스템은: 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들을 포함하고, 그 각각은 상기 기준 구성요소에 장착되며, 각 타겟의 타겟 표면이 기준 평면에 대해 실질적으로 평행하도록 배치되며; 및 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들을 포함하고, 그 각각은 각 타겟의 타겟 표면에 대해 상기 구성요소의 각각의 부분의 변위를 측정하도록 배치되며; 상기 제 1 및 제 3 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 1 방향에 대해 실질적으로 평행한 상기 제 1 및 제 3 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 1 및 제 3 부분들의 변위를 측정하도록 구성되고; 상기 제 2 및 제 4 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 2 방향에 대해 실질적으로 평행하고 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 직교하는 상기 제 2 및 제 4 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 2 및 제 4 부분들의 변위를 측정하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블; 및 상기 기판으로 패턴을 전사하는 공정 동안에 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 구성된 변위 측정 시스템을 제공하는 리소그래피 장치가 제공되며; 상기 변위 측정 시스템은 상기 기준 구성요소에 장착된 1 이상의 타겟, 및 상기 1 이상의 타겟에 대해 상기 기판 테이블의 적어도 일부분의 변위를 측정하도록 구성된 1 이상의 변위 센서를 포함하고; 상기 리소그래피 장치는 적어도 기판 테이블 복귀 운동의 일부분 동안에, 상기 패턴이 상기 기판으로 전사될 수 있는 위치로부터 상기 기판 테이블로부터 기판이 언로딩될 수 있는 언로드 위치로 기판 테이블이 이동되는 상기 리소그래피 장치의 베이스 프레임(base frame)에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 구성된 제 2 변위 측정 시스템을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 구성요소에 대해 구성요소의 변위를 측정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들을 사용하여, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟 각각의 타겟 표면에 대해 상기 구성요소의 각각의 부분의 변위를 측정하는 단계를 포함하고; 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들은 상기 기준 구성요소에 장착되며, 상기 타겟 표면들의 각각이 기준 평면에 대해 실질적으로 평행하도록 배치되며; 상기 제 1 및 제 3 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 1 방향에 대해 실질적으로 평행한 상기 제 1 및 제 3 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 1 및 제 3 부분들의 변위를 측정하고; 상기 제 2 및 제 4 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 2 방향에 대해 실질적으로 평행하고 상기 제 1 방향에 대해 실질적으로 직교하는 상기 제 2 및 제 4 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 2 및 제 4 부분들의 변위를 측정한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하는 단계를 포함하고, 상기 기판은 상기 기판으로 패턴을 전사하는 공정 동안에 기판 테이블 상에 지지되며; 상기 공정 동안에 기준 구성요소에 대한 상기 기판 테이블의 변위는 상기 기준 구성요소에 장착된 1 이상의 타겟, 및 상기 1 이상의 타겟에 대해 상기 기판 테이블의 적어도 일부분의 변위를 측정하도록 구성된 1 이상의 변위 센서를 포함하는 변위 측정 시스템을 이용하여 측정되고; 및 적어도 기판 테이블 복귀 운동의 일부분 동안에, 패턴이 상기 기판으로 전사되는 위치로부터 상기 기판이 상기 테이블로부터 언로딩될 수 있는 언로드 위치로 기판 테이블이 이동되는 리소그래피 장치의 베이스 프레임에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(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 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 타겟부(C)(1 이상의 다이를 포함) 상에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하여 이루어진다.
조명 시스템은 방사선의 지향, 성형 또는 제어를 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 여하한의 타입의 광학 구성요소들, 또는 그 조합과 같은 다양 한 타입의 광학 구성요소를 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스의 무게를 지지, 즉 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타의 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 상기 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기 또는 여타의 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 상기 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동될 수 있는 프레임 또는 테이블일 수도 있다. 상기 지지 구조체는 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 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 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부 내에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로 는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드(hybrid) 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 "투영 시스템"이라는 용어는 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들 또는 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"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 (예를 들어, 상기 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수도 있다.
리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체(예를 들어, 물)에 의해 기판의 전체 또는 부분이 덮일 수 있는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 담그어져야 한다는 것을 의미하는 것이 아니라, 그보다는 노광 시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 위치된다는 것을 의미한다.
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 수 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 수 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 수 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. 상기 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 갖기 위해 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)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 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 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 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에 또는 스캔하는 동안에 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수도 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에 만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2)들 및 기판 정렬 마크(P1, P2)들을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된 타겟부(dedicated target portion)들을 차지하고 있지만, 상기 마크들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
서술된 장치는 다음과 같은 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그 후, 기판 테이블(WT)은 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 이미지 반전 특성 및 확대(축소)에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부 의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 타입의 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 모드들이 채용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템(10)을 도시한다. 아래에 설명되고 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 모든 변위 측정 시스템들은, 특히 리소그래피 장치 내의 기판 테이블의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다. 하지만, 아래에 상세히 설명되지 않더라도, 본 발명의 실시예들은 리소그래피 장치에서 패터닝 디바이스용 지지체의 변위를 측정하는데에도 사용될 수 있다. 리소그래피 장치 내의 구성요소의 변위의 측정은 상기 구성요소의 이동을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 구성요소를 이동시키도록 구성된 액추에이터에 대한 피드백 제어 루프는 의도된 변위와 변위 측정 시스템에 의해 측정된 기판 테 이블의 실제 변위를 비교하고, 상기 구성요소에 바람직한 힘들을 인가하여, 그 차이를 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 다른 환경들에도 적용될 수 있으며, 일반적으로 여하한의 시스템 내에서 기준 구성요소에 대해 구성요소의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도시된 구성에서, 변위 측정 시스템(10)은 기준 프레임(13)에 대해 기판(12)을 지지하도록 구성된 기판 테이블(11)의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다. 변위 측정 시스템(10)은, 예를 들어 방사선의 패터닝된 빔을 이용하는 노광에 의해, 예를 들어 패턴이 기판(12)으로 전사되어야 할 리소그래피 장치의 영역 내에 제공될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 변위 측정 시스템(10)은 기판(12)이 검사 및/또는 측정되는 리소그래피 장치의 일부분, 즉 메트롤로지 유닛 내에 제공될 수 있다.
기준 프레임(13)에 대해 기판 테이블(11)의 변위를 측정하기 위하여, 기준 프레임(13)에 장착된 각각의 타겟(31, 32, 33, 34)에 대해 기판 테이블(11)의 대응하는 부분(11a, 11b, 11c, 11d)의 변위를 측정하는 복수의 변위 센서들(21, 22, 23, 24)이 제공된다. 기준 프레임에 장착된 단일의 큰 타겟을 이용하는 대신에, 기준 프레임에 장착된 개개의 타겟들이 각각의 변위 센서에 사용되는 이 구성은 어떤 단일의 타겟이 과도하게 크지 않게 하면서 기판 테이블에 대해 큰 이동 범위의 제공을 가능하게 한다. 충분한 정확성을 제공하기 위하여, 타겟들은 가능한 한 결함이 적어야 한다는 것을 이해하여야 한다. 하지만, 타겟이 클수록, 상당히 낮은 결함률(defect rate)을 갖는 타겟을 제조하는 것이 더 어려우며, 따라서 더 고가이다. 따라서, 단일의 큰 타겟의 비용은 조합하여 큰 타겟과 동일한 면적을 갖는 복 수의 더 작은 타겟들의 비용보다 훨씬 더 크다.
변위 센서들(21, 22, 23, 24)은, 예를 들어 회절 격자 인코더(diffraction grating encoder)들일 수 있다. 이러한 구성에서, 방사선 빔은 기준 격자에 의해 타겟 회절 격자에 의해 이후 또 회절되는 음의 1 차 및 1 차 회절 방사선으로 분리된 후, 재조합되어 단일 방사선 빔을 형성한다. 음의 1 차 방사선으로부터 유도된 또한 1 차 방사선으로부터 유도된 재조합된 방사선 빔 내의 방사선 간의 위상 차를 비교함으로써, 기준 및 타겟 회절 격자들의 평면들에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에 놓이고 상기 기준 및 타겟 회절 격자들의 줄(striation)들에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 기준 회절 격자에 대해 타겟 회절 격자의 변위를 측정할 수 있다. 다른 변위 센서들이 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다.
또한, 이러한 구성에서, 타겟 회절 격자로부터 반사되거나 또 다시 회절된 기준 격자로부터의 음의 1 차 및 1 차 회절 방사선 중 적어도 하나와 기준 회절 격자로부터의 0 차 방사선의 경로 길이를 비교함으로써, 상기 회절 격자의 평면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 기준 회절 격자에 대해 타겟 회절 격자의 변위를 측정할 수 있다. 상기 회절 격자들의 평면에 대해 수직인 방향으로 상기 격자들의 상대 변위를 측정하기 위하여, 다른 구성들이 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 구성에서, 타겟들(31, 32, 33, 34)은, 예를 들어 각각의 타겟 표면들이 기준 평면에 대해 실질적으로 평행하게 놓이도록 배치된 타겟 회절 격자들일 수 있다. 또한, 각각의 변위 센서들(21, 22, 23, 24)은 방사선 소 스, 기준 회절 격자 및 방사선 센서를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명의 범위 내에서 다른 구성들도 가능하다. 예를 들어, 변위 센서의 구성요소들의 1 이상은 기판 테이블과 떨어져 배치될 수 있다. 예를 들어, 방사선 소스 및/또는 방사선 센서는 기판 테이블(11)과 떨어져 배치될 수 있으며, 예를 들어 광 섬유 케이블을 이용하여 기준 회절 격자에 방사선을 제공하거나, 타겟 회절 격자로부터 방사선 복귀를 수용하도록 배치될 수 있다.
또한, 타겟 회절 격자들은 1-차원 회절 격자들(즉, 복수의 줄들)일 수 있으며, 상기 격자들은 타겟 회절 격자의 평면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 및/또는 타겟 회절 격자의 평면에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에 놓이고 상기 줄들의 방향에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 변위 측정들을 가능하게 한다. 대안적으로, 타겟 회절 격자들(31, 32, 33, 34)의 1 이상은 타겟 회절 격자의 평면에 대해 수직인 방향, 및 상기 타겟 회절 격자의 평면에 대해 실질적으로 평행한 평면 내에 놓인 2 개의 직교 방향들 중 1 이상으로 변위 측정들을 가능하게 하는 2-차원 회절 격자일 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성의 각각의 변위 센서들(21, 22, 23, 24)은 타겟들(31, 32, 33, 34)이 놓인 평면에 대해 실질적으로 수직인 방향, 및 상기 평면 내에 놓인 2 개의 직교 방향들 중 1 이상, 즉 도 2에 나타낸 바와 같은 x, y 및 z 방향들 중 1 이상으로 기준 프레임(13)에 대해 기판 테이블(11)의 각각의 부분(11a, 11b, 11c, 11d)의 변위를 측정하도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 실시예의 특정 구성에서, 제 1 및 제 3 변위 센서들(21, 23)은 y 방향으로 기준 프레임에 대해 기판 테이블(11)의 각각의 부분 들(11a, 11c)의 변위를 측정하도록 배치된다. 제 2 및 제 4 변위 센서들(22, 24)은 x 방향으로 기판 테이블(11)의 각각의 부분들(11b, 11d)의 변위를 측정하도록 구성된다. 따라서, y 방향으로의 기판 테이블(11)의 제 3 부분(11c)의 변위와 y 방향으로의 기판 테이블의 제 1 부분(11a)의 변위를 비교함으로써, z 축을 중심으로 한 기판 테이블(11)의 회전을 결정할 수 있다. 또한, z 축을 중심으로 한 기판 테이블(11)의 회전의 결정은 기판 테이블(11)의 제 2 및 제 4 부분들(11b, 11d)의 x 방향으로의 측정된 변위를 비교함으로써 행해질 수 있다.
z 축을 중심으로 한 기판 테이블(11)의 회전을 결정하는 것은 그것이 기판 테이블의 어떤 부분, 예를 들어 패턴이 노광되고 있는 기판(12) 상의 일 지점에 대응하는 위치에 변위 센서가 제공되지 않은 부분들의 x 또는 y 방향으로의 변위의 정확한 결정을 가능하게 하기 때문에 유용하다. 예를 들어, 기판 테이블(11) 상의 당해(of interest) 지점의 y 방향으로의 변위는, z 축을 중심으로 한 기판 테이블(11)의 각도 변위와 기판 테이블(11)의 부분(11a) 및 당해 지점의 x 방향으로의 거리(separation)의 곱(product)인, 제 1 변위 센서(21)에 의해 결정된 y 방향으로의 제 1 부분(11a)의 변위 측정과 합산하여 결정될 수 있다. 제 3 변위 센서에 의해 측정된 y 방향으로의 변위 측정에 기초하여 유사한 계산이 행해질 수 있다.
대응적으로, 기판 테이블(11)의 당해 어떤 지점의 x 방향으로의 변위는 x 방향으로의 변위의 측정을 이용하여 제 2 및 제 4 변위 센서들(22, 24)로부터 결정될 수 있다. 따라서, x-y 평면 내의 기판 테이블(11) 상의 어떤 지점의 변위는 4 개의 변위 센서들(21, 22, 23, 24) 중 어느 3 개로부터의 변위 측정들을 이용하여 전체 적으로(즉, x 및 y 방향으로는 선형으로 또한 z 축을 중심으로는 회전) 결정될 수 있다. 도 2에 도시된 구성에서는 변위 센서들(21, 22, 23, 24)이 기판 테이블(11)의 코너들 쪽에 배치되어 있지만, 일반적으로는 필수적인 것이 아님을 것을 이해하여야 한다. 하지만, 변위 센서들의 거리가 더 클수록, z 축을 중심으로 한 회전 변위의 결정의 정확성이 더 커짐에 따라, 기판 테이블(11) 상의 어떤 지점의 변위의 결정의 정확성이 더 커진다. 또한, 예를 들어 추가 리던던시(redundancy)를 제공하기 위해 추가 센서들이 제공될 수 있다.
또한, 앞서 언급된 방식으로, 각각의 변위 센서들(21, 22, 23, 24)은 z 방향으로 연계된 타겟(31, 32, 33, 34)에 대해 기판 테이블(11)의 각각의 부분(11a, 11b, 11c, 11d)의 변위를 측정하도록 구성될 수 있다. 앞서 설명한 것과 동일한 방식으로, 변위 센서들의 쌍들에 의해 측정된 z 변위의 비교는 x 및 y 축들을 중심으로 한 회전방향으로 기준 프레임(13)에 대해 기판 테이블(11)의 위치를 결정하는데 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이에 따라, 이러한 측정들은 기판 테이블(11)의 어떤 부분의 z 변위를 결정하는데 사용될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 것과 동일한 방식으로, x 및 y 축들을 중심으로 기준 프레임(13)에 대해 기판 테이블(11)의 회전을 측정할 수 있음에 따라, 4 개의 변위 센서들(21, 22, 23, 24) 중 어느 3 개로부터 기판 테이블(11) 상의 어떤 부분의 실제 z 변위를 결정할 수 있다.
x 및 y 방향들 중 하나와 z 방향으로 그와 연계된 타겟에 대해 기판 테이블(11)의 각각의 부분의 변위를 측정하도록 변위 센서들(21, 22, 23, 24)을 사용하 는 대신에, z 방향으로 그와 연계된 타겟에 대해 기판 테이블의 변위를 측정하기 위해 특별히 추가 변위 센서들이 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. z 방향 변위 센서들은 x 및 y 방향 변위 센서들에 바로 인접하여 위치될 수 있다. 대안적으로, 1 이상의 z 방향 변위 센서들은 x 및 y 방향 변위 센서들(21, 22, 23, 24)로부터 떨어져 설정된 기판 테이블(11) 상의 위치들에 제공될 수 있다. 또한, z 방향 변위 센서들이 x 및 y 방향 변위 센서들(21, 22, 23, 24)과 동일한 타겟들을 사용할 수 있더라도, 대안적으로 또는 추가적으로 z 방향 변위 센서들에 대해 추가 타겟들이 제공될 수 있다.
따라서, 상술된 바와 같은 변위 센서들의 구성을 이용하면, 4 개 이상의 변위 센서들(21, 22, 23, 24) 중 어느 3 개를 사용하여 6 자유도 모두로 기판 테이블(11) 또는 기판 테이블(11) 상에 지지된 기판(12)의 어떤 부분의 변위를 결정할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이 능력은 도 2에 도시된 바와 같이 타겟들(31, 32, 33, 34) 간에 갭(25)을 갖는 것이 바람직할 수 있기 때문에 유익하다. 예를 들어, 변위 측정 시스템(10)이 기판 테이블(11)의 변위를 모니터링하는 동안에, 기판의 노광 또는 검사 및/또는 측정이 수행될 수 있도록 갭(25)이 제공된다. 따라서, 예를 들어, 방사선 빔(26)은 기판(12)의 노광 또는 검사 및/또는 측정을 각각 수행하기 위해, 갭(25)을 통과하여 투영 렌즈 또는 메트롤로지 시스템(27)으로부터 기판(12)으로 전달되도록 요구될 수 있다.
하지만, 기판(12)의 상이한 부분들이 노광, 측정 및/또는 검사될 수 있도록 기판 테이블(11)이 이동함에 따라, 변위 센서들(21, 22, 23, 24) 중 하나가 그 각 각의 타겟 상으로 방사선을 투영하는 것이 아니라 갭(25)을 통해 방사선을 투영할 수 있는 위치로 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 기판 테이블이 (최소 x 및 y 에서 기판(12) 상의 지점을 노광, 측정 또는 검사하는 것에 대응하여) y의 그 최대 지점 및 x의 그 최대 지점으로 이동된다면, 제 2 변위 센서(22)는 그 각각의 타겟(32) 상으로 방사선 빔을 투영할 수 없으므로, 기능하지 않을 것이다. 하지만, 나머지 3 개의 변위 센서들(21, 23, 24)이 여전히 기능할 수 있기 때문에, 6 자유도 모두로 기판 테이블(11) 또는 기판(12) 상의 어떤 지점의 변위를 여전히 결정할 수 있다.
상기의 설명에는 x, y 및 z 방향들로 기판 테이블의 변위를 측정하는 센서들을 언급하고 있지만, 본 발명의 실시예들은 이들 방향들로 기판 테이블의 변위를 측정하는 변위 센서들의 이용으로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 1 이상의 센서들, 또는 별도의 추가 센서들은 x, y 및 z 축들 중 하나에 대해 상이한 방향으로, 예를 들어 45 °에서 기판 테이블의 변위를 측정할 수 있다. 또한, 서로 직교하는 방향들로 기판 테이블의 변위를 측정하는 변위 센서들을 제공하는 것이 유익할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다.
또한, 도 2는 개략도이며 축적대로 그려져 있지 않다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 기판 테이블(11) 및 메트롤로지/노광 유닛(27)은 타겟들(31, 32, 33, 34)로부터 z 방향으로 비교적 멀리 있는 것처럼 도시되었다. 이는 도면의 간명함을 위한 것으로, 실제로 이들 구성요소들은 서로 훨씬 더 가까이에 있으며 및/또는 메트롤로지/노광 유닛(27)은 갭(25)을 통해 돌출될 수 있다.
또한, 타겟들(31, 32, 33, 34)의 크기는 기판 테이블(11)에 대해 요구되는 이동 범위로부터 결정된다. 인접한 타겟들은 서로 접촉해 있을 수 있거나, 그들 사이에 작은 갭이 제공될 수 있다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성을 도시한다. 도시된 바와 같이, 상기 구성은 상술된 도 2의 구성에 대응하는 제 1 변위 측정 시스템(40)을 포함한다. 특히, 상기 변위 측정 시스템은 기준 프레임에 장착된 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들(41, 42, 43, 44), 및 상기 각각의 타겟들(41, 42, 43, 44)에 대해, 또한 이에 따라 기준 프레임에 대해 기판 테이블(50)의 각각의 부분들의 변위를 측정하도록 배치된 기판 테이블(50)에 장착된 변위 센서들(51, 52, 53, 54)을 포함한다. 도시된 구성에서, 제 1 변위 측정 시스템(40)은 기판이 노광 시스템(55)에 의해 노광될 수 있는 모든 위치들에서 기준 프레임에 대해 기판 테이블(50)의 변위를 측정할 수 있도록 배치된다.
또한, 기판 테이블(50)은 기판의 어떤 부분이 메트롤로지 유닛(56)에 의해 측정 및/또는 검사될 수 있는 위치로 이동될 수 있다. 예를 들어, 패턴이 노광 유닛(55)에 의해 기판 상에 노광되도록 전사되기 이전에, 메트롤로지 유닛(56)에 의해 기판이 더 자세히 측정 및/또는 검사될 수 있다. 따라서, 메트롤로지 유닛(56)에 의한 검사 및/또는 측정 공정 동안에, 노광 유닛(55)에 의한 패턴의 노광 동안에, 또한 하나로부터 다른 하나로의 전사 동안에, 기판 테이블(50)의 변위를 정확히 측정하는 것이 바람직하다. 따라서, 메트롤로지 유닛(56)에 의해 수행된 검사 및/또는 측정 공정 동안에 기판 테이블(50)의 변위를 측정하는 제 2 변위 측정 시 스템(45)이 제공된다. 제 2 변위 측정 시스템(45)은 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 타겟들(46, 47, 48, 49), 및 제 1 변위 측정 시스템(40)의 일부분으로서 사용되는 변위 측정 센서들(51, 52, 53, 54)로 구성된다. 다시 말해, 몇몇 구성요소들은 제 1 변위 측정 시스템(40)과 제 2 변위 측정 시스템(45)에 공통으로 사용된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 메트롤로지 유닛(56)에 의해 검사 및/또는 측정 공정이 수행될 수 있도록 기판 테이블(50)이 위치되는 경우, 제 1 변위 센서(51)는 제 5 타겟(46)에 대해 기판 테이블(50)의 대응하는 부분의 변위를 측정하도록 배치되고, 제 2 변위 센서(52)는 제 6 타겟(47)에 대해 기판 테이블(50)의 대응하는 부분의 변위를 측정하도록 위치되며, 제 3 변위 센서(53)는 제 7 타겟(48)에 대해 기판 테이블(50)의 대응하는 부분의 변위를 측정하도록 위치되고, 제 4 변위 측정 센서(54)는 제 8 타겟(49)에 대해 기판 테이블(50)의 대응하는 부분의 변위를 측정하도록 위치된다. 따라서, 기판 테이블(50)이 메트롤로지 유닛(56)에 의해 수행되는 검사 및/또는 측정 공정의 성능을 위해 위치되는 경우에, 노광 유닛(55)에 의한 기판의 노광을 위해 위치되는 경우, 이와 동일한 방식으로, 기준 프레임에 대한 기판 테이블(50)의 변위는 제 2 변위 측정 시스템(45)에 의해 정확히 결정될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 기판을 노광하는데 요구되는 전체 동작 범위에 대해, 그리고 기판을 검사 및/또는 측정하는데 요구되는 전체 동작 범위에 대해, 4 개의 변위 측정 센서들(51, 52, 53, 54) 중 항상 3 개가 타겟들 중 하나에 대해 기판 테이블(50)의 각각의 부분의 변위를 측정할 수 있도록 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들(40, 45)이 배치될 수 있다.
따라서, 상기에 언급되고 도시된 바와 같이, 2 개의 변위 센서들(51, 53)이 y 방향으로의 변위들을 측정하도록 배치되고, 2 개의 변위 센서들(52, 54)이 x 방향으로의 변위들을 측정하도록 배치되는 경우, 노광 공정에 요구되는 전체 이동 범위 및 검사 및/또는 측정 공정에 요구되는 전체 이동 범위에 대해, x-y 평면 내에서 기준 프레임에 대해 기판 테이블(50)의 어떤 부분의 변위를 완벽하게 결정할 수 있다. 또한, 마찬가지로 상술된 바와 같이, 각각의 변위 센서들(51, 52, 53, 54)이 z 방향으로의 변위를 측정하도록 더 배치되는 경우, 마찬가지로 노광 공정에 요구되는 전체 이동 범위 및 검사 및/또는 측정 공정에 요구되는 전체 이동 범위에 대해, 6 자유도 모두로 기준 프레임에 대해 기판 테이블(50)의 어떤 부분의 변위를 완벽하게 결정할 수 있다.
또한, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d의 기판 테이블(50)의 위치들의 시퀀스에 의해 도시된 바와 같이, 기판 테이블(50)은 변위의 측정의 정확성을 잃지 않고, 검사 및/또는 측정 위치(도 3a에 도시됨)로부터 노광 위치(도 3d에 도시됨)로 이동할 수 있다. 이는 각각의 변위 센서에 대해 별도의 타겟들을 갖는 변위 측정 시스템들에 대해 문제가 될 수 있는데, 그 이유는 기판 테이블(50)이 노광 공정과 검사 및/또는 측정 공정에 요구되는 이동 범위를 벗어나 이동함에 따라, 변위 센서들(51, 52, 53, 54)이 하나의 타겟으로부터 또 다른 타겟으로 전달되어야 하기 때문이다. 타겟들 간의 경계에서, 변위 센서는 신뢰성 있는 변위 측정을 제공하지 않을 것이다. 하지만, 메트롤로지 위치 및 노광 위치 각각에 각각의 변위 센서에 대한 별도의 타겟을 제공함으로써, 타겟들의 크기 및 이에 따른 비용이 최소로 유지 될 수 있다.
그러므로, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 변위 센서들(51, 52, 53, 54) 중 하나가 일 타겟과 다음 타겟 사이의 경계를 지나가는 경우, 나머지 3 개의 변위 센서들이 변위를 정확히 측정할 수 있도록(앞서 설명된 바와 같이, 기판 테이블(50)의 완벽한 변위가 결정될 수 있도록) 변위 측정 시스템들이 배치될 수 있다.
이를 달성하기 위하여, 타겟들 간의 경계와 기판 테이블(50) 상의 변위 센서들(51, 52, 53, 54)의 상대 위치를 신중하게 배치하는 것이 바람직하다. 특히, 타겟들 간의 각각의 경계에 접근하는 어떤 2 개의 변위 센서들의 경우, 기판 테이블(50)의 이동 방향으로의 변위 센서들 간의 거리는 상기 방향으로의 상기 경계들의 거리와 상이한 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, y 방향으로의 제 2 및 제 3 변위 센서들(52, 53) 간의 거리(D1)는 y 방향으로의 제 5 및 제 6 타겟들(46, 47) 간의 경계와 제 7 및 제 8 타겟들(48, 49) 간의 경계 간의 거리(0 임)와 상이하다. 그러므로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 3 변위 센서(53)가 제 7 타겟(48)으로부터 제 8 타겟(49)으로 그 전사를 시작하기 이전에, 제 2 변위 센서(52)는 제 6 타겟(47)으로부터 제 5 타겟(46)으로 그 전사를 완료하였다.
또 다른 예시로서, y 방향으로의 제 1 및 제 2 변위 센서들(51, 52) 간의 거리(D2)는 y 방향으로의 제 1 및 제 2 타겟들(41, 42) 간의 경계와 제 2 및 제 5 타겟들(42, 46) 간의 경계 간의 거리(D3)와 상이하다. 따라서, 제 1 변위 센서(51)가 제 2 타겟(42)으로부터 제 1 타겟(41)으로 그 전사를 시작하기 이전에, 제 2 변위 센서(52)는 제 5 타겟(46)으로부터 제 2 타겟(42)으로 그 전사를 완료하였다.
도 3a 내지 도 3f에 도시된 바와 같이, 기판 테이블(50)의 이동 방향으로의 2 개의 변위 센서들 간의 거리가 변위 센서들이 교차하는 2 개의 타겟들 간의 각각의 경계들의 그 방향으로의 거리와 상이하다는 것을 보장하기 위한 한가지 가능성은 기판 테이블(50) 상의 설정 지점에 대해 y 방향으로 상이한 위치들에 기판 테이블(50) 상의 변위 센서들(51, 52, 53, 54)을 배치하는 것이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 타겟들 간의 경계들의 위치들은 y 방향으로 엇갈려(stagger) 있을 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 타겟들(41, 42) 간의 경계의 y 방향으로의 위치는 제 3 및 제 4 타겟들(43, 44) 간의 경계의 y 방향으로의 위치와 상이할 수 있다. 이와 마찬가지로, 각각 제 2 및 제 5 타겟들(42, 46)과 제 3 및 제 8 타겟들(43, 49) 간의 경계들의 y 방향으로의 위치들, 및 각각 제 5 및 제 6 타겟들(46, 47)과 제 7 및 제 8 타겟들(48, 49) 간의 경계들의 y 방향으로의 위치들이 상이할 수 있다.
또한, 상기에 설명된 바와 같이, 그리고 도 3e 및 도 3f에 도시된 바와 같이, 노광 공정 동안에, 노광 유닛(55)이 기판의 어떤 부분 상으로 노광들을 투영하도록 하기 위해, 기판 테이블(50)은 x-y 평면 내에서 이동 범위를 통해 이동될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 이동 범위 동안에, 다양한 스테이지에서 변위 센서들(51, 52, 53, 54) 중 하나는 타겟들(41, 42, 43, 44) 중 하나와 정렬되는 것이 아니라, 그 대신에 타겟들 간의 갭과 정렬될 수 있다. 따라서, 노광 공정을 수행하기 위해 x-y 평면에 요구되는 이동 범위 전반에 걸쳐, 오직 하나의 변위 센서(51, 52, 53, 54)만이 타겟들(41, 42, 43, 44) 간의 갭과 한번에 정렬되는 것을 보장하는 것이 바람직하다. 이를 보장하기 위하여, 일 실시예에서, 타겟들(41, 42, 43, 44) 간의 갭의 길이(D4)는 y 방향으로 정렬되거나 x 방향으로 비교적 조금 이격된 센서들의 쌍들 간의 거리(D5, D6)보다 짧다. 그러므로, 예를 들어, 제 3 및 제 4 변위 센서들(53, 54) 간의 거리(D5) 및 제 1 및 제 2 변위 센서들(51, 52) 간의 거리(D6)는 y 방향으로의 갭의 길이(D4)보다 크다. 이와 유사하게, x 방향으로의 갭의 폭(D7)은 x 방향으로 정렬되거나 y 방향으로 비교적 짧은 거리를 갖는 변위 센서들의 쌍들의 x 방향으로의 거리(D8)보다 좁다. 따라서, 예를 들어, 제 1 및 제 4 변위 센서들(51, 54)의 x 방향으로의 거리(D8)는 x 방향으로의 갭의 폭(D7)보다 크다.
제 2 변위 측정 시스템의 타겟들(46, 47, 48, 49) 간의 갭의 크기는 대응하는 방식으로 선택된다는 것을 이해하여야 한다.
간명함을 위해, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d에는 기준 프레임이 도시되어 있지 않다. 하지만, 도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 8 타겟은 단일 기준 프레임(60)에 장착될 수 있다. 이에 따라, 이는 메트롤로지 기준 프레임에 장착될 수 있으며, 상기 메트롤로지 기준 프레임에는 노광 유닛, 메트롤로지 유닛, 또는 상기 유닛들의 부분들과 같이 리소그래피 장치의 다른 구성요소들이 장착될 수 있다. 대안적으로, 기준 프레임(60)은 메트롤로지 기준 프레임일 수 있다. 메트롤로지 기준 프레임은, 예를 들어 베이스 프레임으로부터 메트롤로지 기준 프 레임으로의 진동의 전달을 최소화하는 진동 격리 지지체를 사용하여 리소그래피 장치의 베이스 프레임에 장착될 수 있다.
대안적으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 변위 측정 시스템(40)과 연계된 타겟들(41, 42, 43, 44)은 제 1 기준 프레임(61) 상에 장착될 수 있고, 제 2 변위 측정 시스템(55)과 연계된 타겟들(46, 47, 48, 49)은 별도의 제 2 기준 프레임(62)에 장착될 수 있다. 이에 따라, 별도의 기준 프레임들(61, 62)은, 예를 들어 리소그래피 장치의 메트롤로지 기준 프레임에 장착될 수 있다. 따라서, 각각의 기준 프레임들 중 하나로부터 다른 하나로의 여하한의 진동들의 전달이 최소화될 것이며, 다른 하나의 기준 프레임에 대해 행해진 측정들의 영향을 최소화할 것이다.
다른 구성요소들이 기준 프레임들(61, 62) 상에 장착될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 구성에서, 노광 유닛(55) 또는 그 일부분이 제 1 기준 프레임(61)에 장착될 수 있다. 이와 마찬가지로, 메트롤로지 유닛(56) 또는 그 일부분이 제 2 프레임에 장착될 수 있다. 따라서, 별도의 기준 프레임들(61, 62)을 제공함으로써, 예를 들어 메트롤로지 유닛(56)으로부터의 어떠한 진동도 제 1 기준 프레임(61) 및 이에 따른 노광 유닛(55)에 대해 기판 테이블(50)의 변위의 측정의 정확성에 거의 영향을 주지 않을 것이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3a 내지 도 3f에 도시된 구성의 변형을 도시한다. 특히, (예를 들어, 노광 공정 동안에 사용하기 위해) 제 1 변위 측정 시스템에 제공된 타겟들(71, 72, 73, 74)은 (메트롤로지 공정 동안에 사용되는) 제 2 변위 측정 시스템에 제공된 타겟들(75, 76, 77, 78)과 떨어져 있다. 그러므로, 도 5a에 도시 된 바와 같이 메트롤로지가 수행될 수 있는 위치로부터 노광이 수행될 수 있는 위치로 기판 테이블을 전달하는 동안에, 기판 테이블의 변위가 정확히 결정될 수 있도록 보장하기 위하여, 제 1 변위 측정 시스템의 타겟들(71, 72, 73, 74)과 제 2 변위 측정 시스템의 타겟들(75, 76, 77, 78) 사이에 추가 타겟들(79)이 제공된다. 이전과 마찬가지로, 변위 센서들 중 3 개 이상이 변위 측정을 제공할 수 있도록 변위 센서들의 위치 및 모든 타겟들의 위치가 배치된다(부연하면, 타겟들 간의 갭이나 타겟들 간의 경계 상에는 정렬되지 않는다). 그러므로, 타겟들의 최대 크기(및 이에 따른 비용)를 증가시키지 않고, 또한 기준 프레임(들)에 대해 기판 테이블의 변위의 측정의 정확성을 감소시키지 않고, 노광 유닛과 메트롤로지 유닛 간의 거리가 증가될 수 있으므로, 다른 구성요소들에 추가 공간을 제공할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
1 이상의 추가 타겟들(79)은 제 2, 제 3, 제 5 및 제 8 타겟들(72, 73, 75, 78) 중 1 이상에 연장부(extension)들의 제공에 의해 대체될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들의 일부분을 나타낸 도 5c에 도시된 바와 같이, 제 2 타겟(72)은 제 5 타겟(75) 쪽으로 연장된 연장부(75a)를 가질 수 있으며, 상기 제 5 타겟의 연장부(75a)와 경계를 공유한다. 이와 마찬가지로, 제 3 및 제 8 타겟들(73, 78)은 서로를 향해 연장되는 각각의 연장부들(73a, 78a)을 가질 수 있으며, 경계를 공유한다.
제 1 변위 측정 시스템의 타겟들(71, 72, 73, 74)과 제 2 변위 측정 시스템의 타겟들(75, 76, 77, 78) 사이에 추가 타겟들(79)이 제공되는 경우, (도 4a에 도 시된 것에 대응하는 방식으로) 두 변위 측정 시스템들의 타겟에 대해 공통 기준 프레임이 사용된다면, 상기 추가 타겟들(79)은 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템의 타겟들과 동일한 공통 기준 프레임에 장착될 수 있다. 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들 각각의 타겟에 대해 별도의 기준 프레임들이 사용되는 구성에서, 추가 타겟들(79)이 기준 프레임에 장착될 수 있거나, 추가 타겟들(79) 중 몇몇은 하나의 기준 프레임에 장착될 수 있으며, 나머지 타겟들은 다른 하나의 기준 프레임에 장착될 수 있다. 대안적으로, 어느 경우에서도, 추가 타겟들(79)은 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들의 타겟들에 제공되는 기준 프레임(들)에 대하여 전체적으로 별도의 기준 프레임에 장착될 수 있거나, 리소그래피 장치의 메트롤로지 기준 프레임에 바로 장착될 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e 및 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 도시한다. 상기 구성의 대부분은 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d에 도시된 실시예에 대응하므로, 공통의 특징들이 동일한 참조 번호들로 나타내었으며, 그 상세한 설명은 반복되지 않을 것이다. 또한, 이전에 설명된 실시예들과 관련하여 상술된 변형들이 제 3 실시예에도 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 실시예들과 도 6a 내지 도 6f에 도시된 실시예 간의 차이는 제 2 기판 테이블(80)이 제공된다는 것이다. 제 2 기판 테이블(80)은 제 1 기판 테이블(50)과 동일할 수 있으며, 변위 센서들(81, 82, 83, 84)을 포함할 수 있다. 이러한 시스템의 이점은, 노광 유닛(55)에 의해 기판 테이블들 중 하나에 지지된 하나의 기판 상에 패턴이 노광되고 있는 동안에, 기판 테이블들 중 다른 하 나 상에 지지된 제 2 기판이 메트롤로지 유닛(56)에 의해 검사 및/또는 측정되고 있을 수 있다는 것이다. 따라서, 장치의 스루풋(throughput)이 증가될 수 있다.
제 2 기판 테이블(80)은 제 1 기판 테이블(50)과 동일한 방식으로 가능한다. 따라서, 제 2 기판 테이블(80)의 변위 센서들(81, 82, 83, 84)은 제 1 변위 측정 시스템(40)으로 기능하는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들(41, 42, 43, 44)에 대해 변위들을 측정할 수 있으며, 제 2 변위 측정 시스템(45)으로 기능하는 제 5, 제 6, 제7 및 제 8 타겟들(46, 47, 48, 49)에 대해 변위들을 측정할 수 있다.
하지만, 도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)이 위치들을 교환(swap)할 수 있는 것을 보장하기 위하여, 즉, 각각의 기판 테이블들 상의 변위 센서들 중 1 이상이 변위 측정을 제공함에 따라, 그와 연계된 기판 테이블(50, 80)의 변위의 완전한 결정을 방해하지 않고, 도 6a에 도시된 바와 같은 노광 위치로부터 (아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 기판이 기판 테이블로부터 언로딩될 수 있고 새로운 기판이 기판 테이블로 로딩될 수 있는 위치로 이동될 수 있고, 메트롤로지 유닛(56)을 이용하여 상기 새로운 기판이 검사 및/또는 측정될 수 있도록 메트롤로지 위치로 이동될 수 있는) 도 6f에 도시된 바와 같은 메트롤로지 위치로 이동할 수 있고, 제 2 기판 테이블(80)이 도 6a에 도시된 바와 같은 메트롤로지 위치로부터 도 6f에 도시된 노광 위치로(또한, 다시 그 자리로) 이동할 수 있는 것을 보장하기 위해, 몇몇 타겟들(41, 42, 46)을 확대하는 것이 바람직하다. 이는 타겟들의 비용을 증가시키는데, 그 이유는 타겟이 클수록, 그 전체 범위에 걸쳐 요구되는 정확성으로 타겟을 제조하는 것이 더 힘들 어짐에 따라, 타겟이 고가가 되게 하기 때문이다.
또한, 리소그래피 장치가 소위 침지 리소그래피 장치인 경우에는 몇몇 타겟들(41, 44)의 크기가 증가될 필요가 있을 수 있다. 이러한 장치에서, 기판 상의 방사선의 패턴의 노광은 액체층을 통해 수행된다. 이는 리소그래피 장치의 더 높은 성능을 가능하게 한다. 액체의 적용을 제공하고 제어하기 위하여, 노광 유닛(55)은 노광이 수행되고 있는 기판의 일부분에 액체를 제공하고 에지들에서 액체를 제거하는 샤워헤드(showerhead)를 포함한다. 이러한 시스템에서의 문제점 중 하나는 샤워헤드의 시작 및 정지를 포함한다. 그러므로, 후속 기판들의 노광 사이에 샤워헤드가 정지되고 시작될 필요가 없는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들어 소위 "습식 교환(wet swap)"의 사용에 의해 달성될 수 있다. 도 6a 내지 도 6f에 도시된 구성은 이러한 습식 교환에 제공된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 교환 공정의 일부분은, 서로에 대해 바로 인접하도록, 예를 들어 닿거나 y 방향으로 매우 근접하도록 각각의 위치들로 이동하는 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)을 포함한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)이 정렬될 수 있으나, 이는 필수적인 것은 아니다. 이후, 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)은 노광 유닛(55), 즉 샤워헤드 간의 접촉점이 제 1 기판 테이블(50)로부터 제 2 기판 테이블(80)로 이동하도록 y 방향으로 동시에(in unison) 이동한다. 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50. 80)이 매우 근접하거나 닿기 때문에, 제 1 기판 테이블(50)로부터 제 2 기판 테이블(80)로 전달됨에 따라, 샤워헤드가 턴 오프(turn off)될 필요가 없다. 도 6c에 도시된 바와 같이 전 달이 완료된 후, 기판 테이블들(50, 80)은 도 6d에 도시된 바와 같이 떨어져 이동할 수 있으며, 그 후, 예를 들어 도 6e에 도시된 위치와 같이 y 방향에서 서로 반대 방향(sense)들로 이동함에 따라, 도 6f에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 테이블(50)은 메트롤로지 위치로 이동할 수 있고 그 변위는 제 2 변위 측정 시스템에 의해 측정될 수 있으며, 제 2 기판 테이블(80)은 노광 위치로 이동할 수 있고 그 변위는 제 1 변위 측정 시스템을 이용하여 측정될 수 있다. 일단, 각각의 노광 및 메트롤로지 공정들이 완료되면, 상기 공정은 기판 테이블을 또 다시 교환하기 위해 반복될 수 있다.
도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같이, 메트롤로지 위치로부터 노광 위치로 제 2 기판 테이블(80)을 스위칭하는데 있어서, 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)은 서로에 대해 시계방향으로 이동한다. 앞서 말한 바와 같이, 제 1 기판 테이블(50)이 메트롤로지 위치로부터 노광 위치로 복귀되도록 기판을 다시 스위칭하기 위하여, 상기 공정이 반복될 수 있다. 하지만, 기판 테이블들(50, 80)은, 예를 들어 리소그래피 잔여부 내의 제어 시스템들과 같은 구성요소들과 기판 테이블 내에 포함된 변위 센서들과 같은 디바이스들 간에 전력 및 통신들을 제공하기 위해 도관형 연결(umbilical connection)들을 포함할 수 있다. 따라서, 도관들을 연결하는 복잡한 시스템에 대한 요건을 회피하기 위하여, 기판 테이블들(50, 80)을 다시 교환하는, 즉 제 1 기판 테이블(50)을 노광 위치로 복귀하고 제 2 기판 테이블(80)을 메트롤로지 위치로 복귀하는 공정은, 상기 기판 테이블들이 서로에 대해 반시계 방향으로 이동할 수 있다는 점에서, 도 6a 내지 도 6f에 도시된 기판 테이블들(50, 80)의 전환(changeover)과 상이할 수 있다. 따라서, 메트롤로지 위치로부터 노광 위치로 제 2 기판 테이블(80)을 이동시키기 위해, 기판 테이블들(50, 80)은 서로에 대해 시계 방향으로 회전하며, 제 1 기판 테이블(50)을 노광 위치로 복귀시키기 위해, 기판 테이블들은 서로에 대해 반시계 방향으로(또는 그 반대로) 회전한다. 이러한 구성에서는, 도관들 또는 기판 테이블들로의 다른 연결들이 서로 방해되지 않는 것을 보장하도록 직선이다.
기판 상의 노광 공정의 완료 후, 상기 기판을 지자하는 기판 테이블은 상술된 바와 같이 메트롤로지 위치로 복귀되고, 그 후 기판이 기판 테이블로부터 언로드되는 기판 언로딩 위치로 복귀된 후, 새로운 기판이 기판 테이블에 로딩되는 기판 로딩 위치로 복귀된다. 그 후, 측정 및/또는 검사 공정이 메트롤로지 유닛에 의해 새로운 기판 상에 수행될 수 있도록 기판 테이블이 이동된다.
기판 언로딩 및 기판 로딩 작업들 동안에, 제 2 변위 측정 시스템(45)이 기판 테이블의 변위를 측정할 수 있는 영역 내에 기판 테이블이 유지되도록, 기판 언로딩 위치 및 기판 로딩 위치가 선택될 수 있다. 따라서, 제 2 변위 측정 시스템(45)에 의해 측정된 기판 테이블의 변위의 측정들을 이용하여, 기판 언로딩 위치로의 이동, 기판 언로딩 위치로부터 기판 로딩 위치로의 이동, 및 기판 로딩 위치로부터 검사 및/또는 측정 공정이 수행되는 위치로의 이동이 제어될 수 있다.
기판 언로딩 위치 및 기판 로딩 위치는 제 2 변위 측정 시스템이 기판 테이블의 변위를 측정할 수 있는 영역의 말단 에지(extreme edge)에서 서로 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 그들은, 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같이, 각각 에 대해, 음의 y 방향으로 그 가장 먼 위치에 있도록 배치될 수 있다. 기판 테이블로부터 기판들을 언로딩하고 기판 테이블 상으로 기판들을 로딩하기 위해, 로봇 웨이퍼 핸들러들이 제공될 수 있다. 하지만, 로봇 웨이퍼 핸들러들은 비교적 느리게 이동할 수 있으며, 그 결과로, 기판이 기판 테이블로부터 제거된 후에는, 소정 시간 동안에 제 2 변위 측정 시스템의 작업을 방해하는 위치에 있을 수 있다. 예를 들어, 로봇 웨이퍼 핸들러는 1 이상의 변위 센서들이 그와 연계된 타겟 상으로 방사선 빔을 투영하는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 기판 언로딩 위치로부터 기판 로딩 위치로의 이동 시에 기판 테이블의 변위가 항상 측정될 수 있도록 보장하기 위해서는, 기판 테이블을 기판 언로딩 위치로부터 기판 로딩 위치로 바로 이동시키는 대신에, 상기 기판 테이블을 가로질러 이동시킨 다음에 기판 로딩 위치로 바로 진행시키기 이전에, 기판 테이블을 로봇 웨이퍼 핸들러로부터 멀어지도록 바로 이동시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판 언로딩 위치 및 기판 로딩 위치가 제 2 변위 측정 장치의 음의 y 방향으로 더 먼 에지에 제공되는 도 6a 내지 도 6f에 도시된 구성에서, 기판 테이블은 초기에는 기판 언로딩 위치로부터 멀리 있는 양의 y 방향으로 진행되고, x 방향과 실질적으로 평행하게 이동된 후, 음의 y 방향으로 기판 로딩 위치로 진행될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판 언로딩 위치로부터 기판 로딩 위치로의 이동 시에 기판 테이블의 변위를 계속 측정할 수 있는데, 그 이유는, 예를 들어 로봇 웨이퍼 핸들러가 변위 센서들 중 하나의 작업을 방해하는 동안에, 모든 변위 센서들이 타겟들 간의 경계와 교차하기 않기 때문이다.
도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 다. 도 6a 내지 도 6f에 도시된 실시예들과 마찬가지로, 이 구성은 노광 위치 및 메트롤로지 위치에서 각각 기판 테이블의 변위를 측정하는 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들을 포함한다. 또한, 상기 장치는, 제 1 기판 테이블(50) 상에 지지된 하나의 기판이 노광될 수 있는 동안에, 제 2 기판 테이블(80) 상에 지지된 제 2 기판이 메트롤로지 유닛에 의해 검사 및/또는 측정될 수 있도록 2 개의 기판 테이블들(50, 80)을 포함한다. 동일한 구성요소들은 이전의 실시예들에서 사용된 것과 동일한 참조 부호들로 나타내었으며, 그 차이들만이 설명될 것이다. 제 1 내지 제 3 실시예들과 관련하여 상술된 변형들은 도 7a 내지 도 7h에 도시된 실시예들에도 적용될 수 있다.
도 6a 내지 도 6f에 도시된 실시예들과 마찬가지로, 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)의 위치들을 전환시키기 위한 공정에서의 제 1 단계는 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이 제 2 기판 테이블(80)을 노광 위치로 전달하는 것이다. 이전과 마찬가지로, 상기 전환은, 침지 노광에 사용되며, 침지 샤워를 스위치 오프(switch off)하지 않고 제 1 기판 테이블(50)로부터 제 2 기판 테이블(80)로 샤워헤드를 전달하기 위해 y 방향으로 이동하는 습식 교환이 사용될 수 있는 리소그래피 장치에서 사용될 수 있다. 하지만, 제 3 실시예의 구성과는 달리, 타겟들(41, 42, 43, 44)은 크기가 증가되지 않는다. 부연하면, 제 1 변위 측정 시스템(40)의 타겟(41, 42, 43, 44)은 노광 공정 동안에 기판 테이블(50)의 요구되는 동작 범위를 제공하는데 필요한 만큼만 크다. 따라서, 습식 교환이 진행됨에 따라, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 테이블(50)의 제 1 및 제 4 변위 센서들(51, 54)은 제 1 및 제 4 타겟들(41, 44) 각각의 경계를 지나간다. 그러므로, 제 4 실시예에 따르면, 기판 테이블(50)의 변위를 측정하는데 사용하기 위해, 제 1 기판 테이블(50)의 제 1 및 제 4 변위 센서들(51, 54)에 또 다른 타겟들(91, 92)이 제공된다. 이와 마찬가지로, 이후 도 7c 및 도 7g에 도시된 바와 같이, 노광 위치에 있는 제 2 기판 테이블(80)이 완전히 치워진 상태에서 제 1 기판 테이블(50)이 이동하고, 이에 따라 제 1 기판 테이블(50)의 제 1 및 제 2 변위 센서들(51, 52)이 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들(40, 45)에 사용되는 타겟들에 대해 변위들을 측정할 수 없더라도, 제 1 기판 테이블(50)의 변위의 측정이 계속 수행될 수 있도록 또 다른 타겟들(93, 94, 95, 96)이 제공된다. 따라서, 도 7a 내지 도 7h에 도시된 바와 같은 전환 과정 동안에, 제 1 기판 테이블(50)의 변위는 제 1 기판 테이블(50)의 변위 센서들(51, 52, 53, 54) 및 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들(40, 45)에 사용되는 타겟들 중 몇몇을 포함하는 복수의 타겟들 뿐만 아니라, 추가 타겟들(91, 92, 93, 94, 95, 96)을 포함하는 제 3 변위 측정 시스템에 의해 측정된다.
추가 타겟들(91, 92, 93, 94, 95, 96)(타겟들(91, 92)는 도 7c에 도시되지 않음)의 위치는, 항상 충분한 개수의 변위 센서들이, 기판 테이블의 변위가 항상 결정될 수 있는 각각의 타겟들과 정렬되도록 보장하기 위해 특별히 선택될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들(40, 45)의 타겟으로부터 x 방향으로 떨어져 설정된 추가 타겟(95)의 위치는 y 방향으로 연장되며, 노광 위치로부터 메트롤로지 위치로의 기판 테이블의 이동 동안에 기판 테이블의 제 1 및 제 2 변위 센서들(51, 52)에 타겟을 제공하는데 사용되며, 습식-교환이 완료된 후에 신 중하게 선택될 수 있다. 특히, 이는, 기판 테이블(50)이 y 방향으로 이동됨에 따라, 제 1 변위 측정 시스템의 타겟들(41, 42, 43, 44) 간의 갭들을 통과하지 않고, 제 1 및 제 2 변위 센서들(51, 52)이 세장형(elongate) 추가 타겟(95)과 정렬되는 한편, 제 3 및 제 4 변위 센서들(53, 54)이 제 1 변위 측정 시스템의 제 1 및/또는 제 2 타겟(41, 42)과 정렬될 수 있도록 위치될 수 있다.
이와 마찬가지로, 기판 테이블의 의도된 이동 동안에, 이동 방향으로의 기판 테이블 상의 변위 센서들의 어떤 쌍 간의 주어진 이동 방향의 거리는 의도된 이동 동안에 이러한 변위 센서들에 의해 접근된 2 개의 타겟들 간의 각각의 경계들의 그 방향으로의 거리와 상이하도록, 추가 타겟들(91, 92, 93, 94, 95, 96)과 어떤 다른 타겟들 간의 경계들이 위치될 수 있다. 따라서, 어느 한 순간에, 하나의 변위 센서만이 2 개의 타겟들 간의 경계를 교차함에 따라, 신뢰성 있는 변위 측정을 제공할 수 없게 할 수 있다.
사용되는 타겟들, 특히 추가 타겟들의 크기를 최소화하기 위하여, 상기 구성은, 때때로 노광 위치로부터 메트롤로지 위치로의 제 1 기판 테이블(50)의 전사 동안에 2 개의 변위 센서들만이 변위들을 측정할 수 있도록 구성될 수 있다(나머지 2 개는 타겟에 정렬되지 않거나, 2 개의 타겟들 간의 경계에 정렬된다). 따라서, 제 3 변위 측정 시스템이 항상 6 자유도 모두로 기판 테이블(50)의 변위를 결정할 수 있도록 하기 위하여, 상기 장치가 x-y 평면에서만 기능하는 경우에는 x 및 y 방향으로, 또한 상기 장치가 예를 들어 6 자유도 모두로 변위를 모니터링하는 경우에는 z 방향으로, 상기 시스템이 기판 테이블의 대응하는 부분의 변위들을 측정할 수 있 도록 1 이상의 변위 센서들이 수정될 수 있다. 따라서, 2 개의 센서들 중 하나가 수정된 센서들 중 하나이면, 2 개의 변위 센서들만이 변위들을 측정할 수 있는 경우라도, 기판 테이블(50)의 변위를 원하는 정도로 완벽하게 결정할 수 있게 된다.
이러한 수정된 시스템에서, 예를 들어 변위 센서들이 위치되는 지점들이 아니라 기판 테이블의 지점들의 z 방향으로의 정확한 변위를 결정하기 위해, x 및 y 축들을 중심으로 기판 테이블의 회전을 결정하는 것이 바람직한 경우, 수정된 센서는 상기 센서 내의 z 변위의 측정의 원점으로부터 떨어진 z 방향으로의 변위의 측정의 제 2 지점을 포함한다. 하지만, 변위 센서들의 제한된 크기로 인해, 그 거리는 매우 작으며, 이에 따라, 2 개의 z 변위 측정들의 비교에 의해 결정된 어떤 각도 변위는 2 개의 별도의 변위 센서들로부터의 z 변위 측정들을 비교함으로써 결정될 수 있는 각도 변위보다 덜 정확할 수 있다.
하지만, 노광 위치로부터 메트롤로지 위치로, 이에 따라 기판 언로드/로드 위치들(제 2 변위 측정 시스템이 작동하는 영역에 존재할 수 있는 위치, 즉 메트롤로지 위치)로 기판 테이블을 복귀시키는데 있어서는, 메트롤로지 작동 동안의 이동, 메트롤로지 위치로부터 노광 위치로의 이동, 및 노광 공정 동안의 이동 동안에, 변위를 정확하게 측정하는 것이 중요하지 않을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이는, 메트롤로지 영역으로의 기판 테이블의 복귀 직후에 기판이 기판 테이블로부터 제거될 수 있기 때문에 특히 그러하다. 따라서, 상술된 잠재적인 단점들이 필연적이 아님을 입증할 수 있다. 또한, 노광 위치로부터 측정 위치로 기판 테이블을 복귀시키는 제 3 변위 측정 시스템의 요구되는 정확성이 각각의 노광 및 메트롤 로지 공정들 동안에 기판 테이블의 변위를 측정하는데 사용되는 제 1 및 제 2 변위 측정 위치만큼 높지 않은 경우, 제 3 변위 측정 시스템에만 사용되는 추가 타겟들(91, 92, 93, 94, 95, 96)의 요구되는 정확성은 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들에 사용되는 타겟들에 대한 정확성 요건들보다 높지 않을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 보다 저가의 타겟들이 사용될 수 있다.
간명함을 위해, 도 7a 내지 도 7h에 도시된 구성은 시계 방향으로만 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)을 교환하는데 사용되는 추가 타겟들을 도시한다. 도 6a 내지 도 6f의 실시예들과 관련하여 상기에 설명된 바와 같이, 기판 테이블을 다시 전환시키기 위해, 즉 도 7h에 도시된 구성으로부터 제 1 기판 테이블(50)을 노광 위치로 복귀시키기 위해, 기판 테이블들은 도 7a 내지 도 7h에 도시된 것과 같이 시계 방향으로 연속하여 교환될 수 있다. 대안적으로, 상술된 바와 같이, 상기 장치는, 예를 들어 기판 테이블들로의 도관 연결들 간의 마찰(conflict)을 회피하기 위해, 기판 테이블의 전환들이 대안적으로 시계 방향 및 반시계 방향일 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 구성을 제공하기 위해서는, 도 7a 내지 도 7h에 도시된 추가 타겟들(93, 94, 95, 96)에 대하여 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들에 사용되는 타겟들의 반대쪽 상에 추가 타겟들의 상보적 세트가 제공되어야 한다.
도 8a 내지 도 8h는 도 7a 내지 도 7h에 도시된 실시예들의 변형을 도시한다. 변형의 대부분은 도 7a 내지 도 7h에 도시된 구성과 동일하며, 그 차이들만이 설명될 것이다. 마찬가지로, 동일한 참조 부호들은 공통 부분들을 나타내는데 사용된다.
도 7a 내지 도 7h에 도시된 구성과 도 8a 내지 도 8h에 도시된 구성 간의 주요한 차이는, 도 8d, 도 8e 및 도 8f에 도시된 바와 같이, 침지 샤워헤드가 제 1 기판 테이블(50)로부터 제 2 기판 테이블(80)로 전달되는 습식 교환 공정이 y 방향 대신에 x 방향으로 동시에 이동하는 제 1 및 제 2 기판 테이블(50, 80)을 이용하여 수행된다는 것이다. 이 구성을 제공하기 위하여, 제 2 기판 테이블(80)이 습식 교환을 위한 위치로 이동함에 따라 제 2 기판 테이블(80)의 변위를 정확히 측정하기 위해 추가 타겟들(100, 101, 102, 103)이 제공되고, 제 1 기판 테이블(50)이 제 2 기판 테이블(80)의 경로를 벗어나 습식 교환으로부터 이동하고 메트롤로지 위치로 복귀함에 따라 제 1 기판 테이블(50)의 변위를 정확히 측정하기 위해 추가 타겟들(104, 105, 106, 107)이 요구되며, 그 변위는 제 2 변위 측정 시스템(45)에 의해 다시 측정될 수 있다. 따라서, 도 7a 내지 도 7h에 도시된 구성과 마찬가지로, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들에도 사용될 수 있는 타겟들 및 추가 타겟들(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)을 조합하여 제 3 변위 측정 시스템이 제공된다.
도 7a 내지 도 7h에 도시된 구성에서와 마찬가지로, 도 8a 내지 도 8h에 도시된 구성의 추가 타겟들(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)의 위치는, 항상 충분한 개수의 변위 센서들이, 기판 테이블의 변위가 측정될 수 있는 각각의 타겟들과 정렬될 수 있는 것을 보장하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 기판 테이블의 의도된 이동 동안에, 이동 방향으로의 기판 테이블 상의 변위 센서들의 어떤 쌍 간의 주어진 이동 방향의 거리는 상기 의도된 이동에서 변위 센서들에 의해 접 근된 2 개의 타겟들 간의 각각의 경계들의 그 방향으로의 거리와 상이하도록, 각각의 추가 타겟들(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)과 어떤 다른 타겟 간의 경계들이 위치될 수 있다. 또한, 그 의도된 이동 동안에 기판 테이블의 어떤 위치에서 하나의 변위 센서만이 타겟들 간의 갭 위에 정렬되는 것을 보장하기 위해, 추가 타겟들(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)이 선택될 수 있다.
도 8a 내지 도 8h에 도시된 실시예들과 관련하여, 변위 측정 시스템은, 적어도 메트롤로지 영역으로부터 노광 영역으로 기판 테이블을 전달하는 공정 동안에, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들(40, 45)만큼 정확하게 기판 테이블들의 변위를 측정할 수 있다. 하지만, 메트롤로지 영역으로부터 노광 영역으로의 모든 변위만을 정확히 측정하는 것이 바람직하다. 따라서, 변위의 종료점이 시작점에 대해 정확히 결정될 수 있다면, 변위의 부분들을 측정하는 제 3 변위 측정 시스템에 대한 정확성 요건이 완화될 수 있다.
도 7a 내지 도 7h과 관련하여 상술된 변형들은 도 8a 내지 도 8h에 설명된 구성에도 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 도 8a 내지 도 8h에 도시된 추가 타겟들은 오직 기판 테이블들의 시계 방향 교환을 수행하는데 사용되는 타겟들임을 이해하여야 한다. 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)의 대안적인 시계 방향 및 반시계 방향 교환을 제공하도록 의도되는 경우, 추가 타겟들이 제공될 수 있다.
도 7a 내지 도 8h에는 제 3 변위 측정 시스템들에만 사용되는 추가 타겟들이 복수의 별도의 타겟들로서 도시되었지만, 도시된 어떤 변형들에서도, 단일 추가 타 겟을 형성하도록 추가 타겟들 중 어느 2 개가 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 작동을 도시한다. 도 6a 내지 도 6f 및 도 7a 내지 도 7h에 도시된 실시예들과 마찬가지로, 상기 장치는 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80), 및 노광 및 메트롤로지 영역들 각각에서 기판 테이블들(50, 80)의 변위를 측정하도록 배치된 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들(40, 45)을 포함한다. 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 테이블(50)로부터 제 2 기판 테이블(80)로 침지 샤워헤드를 전달하기 위해 y 방향으로 습식 교환이 제공된다. 그 후, 제 2 기판 테이블(80)의 변위는 제 1 변위 측정 시스템(40)을 사용하여 결정될 수 있다. 도 9d 및 도 9e에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 테이블(50)은 제 1 변위 측정 시스템(40)의 제어를 너머 이동하며, 차례로 기판 언로드 및 기판 로딩 위치들로 이동될 수 있는 메트롤로지 위치로 복귀된다.
도 9d 및 도 9e에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 테이블(50)의 복귀 운동 동안에, 불충분한 개수의 변위 센서들이 기판 테이블의 변위를 측정할 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들은 기판 테이블의 이동을 제어하기 위해 충분한 정확을 제공하지 않을 수도 있다. 그러므로, 예를 들어 증분 규칙(incremental rule)이나 여하한의 적절한 변위 센서를 사용하여, 기준 프레임 대신에 리소그래피 장치의 베이스 프레임에 대해 기판 테이블의 위치를 측정하는 제 3 변위 측정 시스템이 제공된다.
제 3 변위 측정 시스템은 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들보다 훨씬 덜 정확할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이는, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들이, 예를 들어 베이스 프레임으로부터 기준 프레임으로 진동들의 전달을 최소화하는 진동 격리체들을 이용하여, 베이스 프레임에 장착된 기준 프레임에 대해 기판 테이블의 변위를 측정하기 때문이다. 이와 대조적으로, 제 3 변위 측정 시스템은 베이스 프레임에 대해 기판 테이블의 변위를 직접 측정한다. 따라서, 다른 구성요소들에 의해 리소그래피 장치의 베이스 프레임으로 전달되는 여하한의 진동들이 변위 측정의 정확성을 감소시킬 것이다. 하지만, 상기 시스템은 기판 상의 노광이 완료된 이후에만 사용되기 때문에, 기판 테이블의 변위의 고도의 정확한 제어가 요구되지 않는다. 그 대신에, 도 9a 내지 도 9h에 도시된 구성에 의해 제공되는 바와 같이, 제 2 변위 측정 시스템은 메트롤로지 공정 동안에 기판 테이블의 변위를 매우 정확하게 측정하고, 그 후, 예를 들어 추가 타겟들(79)을 사용하는 제 2, 제 3 및 제 4 실시예들과 관련하여 상기에 설명된 방식으로 노광 영역으로 전달됨에 따라, 상기 기판 테이블의 변위는 계속해서 매우 정확하게 측정되며, 이후 노광 공정이 완료될 때까지, 기판 테이블의 변위는 제 1 변위 측정 시스템(40)을 사용하여 매우 정확하게 측정된다.
도 9g에 도시된 바와 같이, 제 3 변위 측정 시스템은 제 1 기판 테이블(50)을, 노광된 기판이 기판 테이블(50)로부터 언로딩될 수 있는 위치로 복귀시키기 위해 충분히 정확할 수 있다. 그 후, 도 9h에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 테이블(50)은 새로운 기판이 기판 테이블에 로딩될 수 있는 위치로 전달될 수 있다. 메 트롤로지 공정이 기판 상에서 수행될 수 있기 이전에, 제 2 변위 측정 시스템의 타겟들에 대해, 기판이 로딩되는 기판 테이블의 절대 위치를 정확히 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 위치 측정 시스템을 사용하여, 기준 프레임에 대해 기판 테이블의 절대 위치를 측정하는 것이 바람직하다. 일단, 기준 프레임에 대한 기판 테이블의 절대 위치가 결정되면, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템들을 이용하는 기판 테이블의 변위의 계속적인 측정들은, 노광이 완료될 때까지 기판 테이블의 위치를 결정하는데 항상 사용될 수 있다.
기준 프레임에 대해 기판 테이블의 절대 위치를 측정하는데 사용되는 위치 측정 시스템은, 본 명세서에서 인용 참조되는 US 6,875,992호에 개시된 것과 같은 위치 측정 시스템일 수 있다. 이러한 위치 센서에서는, 방사선 소스가 기준 프레임 상에 장착되고, 입사 광 경로에 대해 평행하나 그로부터 변위된 복귀 경로를 따라 방사선으로부터 방출된 광을 반사시키도록 구성된 기판 테이블 상에 장착된 반사기로 방사선 빔을 지향시킨다. 변위의 양은 기판 테이블의 위치에 의존하며, 방사선 소스에 인접하여 장착된 2-차원 방사선 검출기에 의해 측정된다. 이러한 3 개의 디바이스들은 기판 테이블의 위치를 6 자유도 모두로 측정하기 위해 시스템에서 조합될 수 있다. 하지만, 이 공정은 약간의 시간이 소요될 수 있으며, 장치의 스루풋을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 장치의 모든 TACT 시간은 7 초일 수 있으며, 기판 테이블의 위치를 결정하는데 걸린 시간은 0.3 초일 수 있다. 따라서, 기판 테이블의 위치를 측정하기 위해 상기 장치를 상기 시간만큼 지연시키는 것은 상당한 스루풋 패널티(throughput penalty)를 나타낸다.
하지만, 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 기판이 기판 테이블로 로딩되고 있는 동안에 위치 측정이 수행될 수 있도록, 제 2 변위 측정 시스템의 타겟들에 대해 기판 테이블의 절대 위치를 결정하는데 사용되는 위치 센서가 구성될 수 있다. 따라서, 시간 및 이에 따른 스루풋이 손실되지 않는다. 또한, 이러한 구성은, 고 정확성 측정 시스템을 사용하여 기판 테이블의 변위가 계속 측정되고, 기판 테이블의 절대 위치가 정상 처리 사이클 동안에 결정되지 않는 도 6a 내지 도 6f 및 도 7a 내지 도 7h의 실시예들과 관련하여 상술된 것과 같은 구성에 비해 유익할 수 있다. 이는, 기판 테이블이 기판 로딩 위치로 이동될 수 있기 이전에는, 변위 센서들이 타겟에 대해 변위들을 측정하는 것을 기판 핸들러가 소정 시간 동안 방해할 수 있는데, 이러한 구성에서는, 기판이 기판 테이블로부터 언로딩된 이후에 동작 없이 유지될 수 있기 때문이다. 도 9a 내지 도 9h에 도시된 실시예들에서는, 기판 테이블이 기판 로드 위치로 이동될 때마다 기판 테이블의 절대 위치가 결정되기 때문에, 이 문제가 해결된다. 결과적으로, 언로드 위치로부터 로드 위치로의 기판 테이블의 이동의 여하한의 부정확성들이 관계되지 않으며, 웨이퍼 핸들러가 변위 센서들과 타겟들 간의 공간을 비울(clear) 때까지 기판 언로드 위치에서 기판 테이블을 유지하여야 할 필요가 없다.
기판 테이블에 기판을 로딩하는 과정 동안에 기준 프레임에 대해 기판 테이블의 위치를 측정하는 과정은 상술된 본 발명의 실시예들 중 어떤 것과 연계하여 사용될 수 있다는 이해하여야 한다. 특히, 이는, 제 3 변위 측정 시스템이 제 1 및 제 2 변위 시스템만큼 정확하지 않은 경우에, 도 7a 내지 도 7h의 실시예들과 관련 하여 특별히 유용할 수 있다.
또한, 도 6a 내지 도 6f 및 도 7a 내지 도 7h의 실시예들과 마찬가지로, 도 9a 내지 도 9h의 실시예들은 제 1 및 제 2 기판 테이블들(50, 80)이 시계 방향 교환에 의해 반복적으로 교환되도록 직선으로 배치될 수 있거나, 대안적으로 시계 방향 및 반시계 교환들에 의해 교환하도록 배치될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 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 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 여타의 기판 처리 툴에 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.
이상, 광학 리소그래피에 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언 급하였지만, 본 발명은 다른 응용예들, 예컨대 임프린트 리소그래피(imprint lithography)에도 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면, 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성되는 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층 안으로 가압될 수 있으며, 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화(cure)된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 ㎚의 파장을 갖거나 대략 이 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm의 범위인 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔도 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 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 구현하는 기계-판독가능한 명령어들의 1 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체 (예컨대, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 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, 기준 프레임에 대해 기판 테이블의 변위를 측정하는 변위 측정 시스템, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법이 제공된다.

Claims (24)

  1. 기준 구성요소에 대해 구성요소의 변위를 측정하도록 구성된 변위 측정 시스템에 있어서,
    상기 변위 측정 시스템은:
    제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들 - 그 각각은 상기 기준 구성요소에 장착되며, 각 타겟의 타겟 표면이 기준 평면에 대해 평행하도록 배치됨 -; 및
    제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들 - 그 각각은 각 타겟의 타겟 표면에 대해 상기 구성요소의 각 부분의 변위를 측정하도록 배치됨 - 을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 3 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 1 방향에 대해 평행한 방향으로 상기 제 1 및 제 3 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 1 및 제 3 부분들의 변위를 측정하도록 구성되고;
    상기 제 2 및 제 4 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 2 방향에 대해 평행하고 상기 제 1 방향에 대해 직교하는 방향으로 상기 제 2 및 제 4 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 2 및 제 4 부분들의 변위를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
  2. 리소그래피 장치에 있어서,
    청구항 1에 따른 변위 측정 시스템 - 청구항 1의 구성요소는 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블이며, 상기 변위 측정 시스템은 적어도 기판 상으로 패턴을 전사하는 공정 동안에 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 배치됨 -; 및
    또다른 변위 측정 시스템 - 상기 또다른 변위 측정 시스템은 상기 기판 상으로 패턴을 전사하는 공정 이전에, 상기 기판의 1 이상의 측정들 및 검사들을 수행하는 공정 동안에는 반드시 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 배치됨 - 을 포함하며,
    상기 또다른 변위 측정 시스템은:
    제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 타겟들 - 그 각각은 상기 기준 구성요소에 장착되며, 각 타겟의 타겟 표면이 상기 기준 평면에 대해 평행하도록 배치됨 -; 및
    상기 변위 측정 시스템의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들을 포함하며;
    상기 제 1 및 제 3 변위 센서들은 상기 제 1 방향에 대해 평행한 방향으로 상기 제 5 및 제 7 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 기판 테이블의 제 1 및 제 3 부분들의 변위를 측정하도록 구성되고;
    상기 제 2 및 제 4 변위 센서들은 상기 제 2 방향에 대해 평행한 방향으로 상기 제 6 및 제 8 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 기판 테이블의 제 2 및 제 4 부분들의 변위를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변위 측정 시스템 및 상기 또다른 변위 측정 시스템은, 상기 또다른 변위 측정 시스템이 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 메트롤로지 위치로부터 상기 변위 측정 시스템이 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 패턴 전사 위치로 상기 기판 테이블이 이동할 때, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들 중 항상 3 개 이상이 타겟의 타겟 표면에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 변위 측정 시스템 및 상기 또다른 변위 측정 시스템은, 상기 기준 평면에 대해 평행한 상기 기판 테이블의 이동 방향으로의 변위 센서들의 임의로 조합된 쌍의 거리가 상기 이동 방향으로의 상기 기판 테이블의 이동 동안 상기 변위 센서들 각각에 의해 교차될 인접한 타겟들 간의 경계의 쌍의 상기 이동 방향으로의 거리와 상이하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 2 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 1 이상의 추가 타겟들을 더 포함하고, 그 각각은 상기 변위 측정 시스템 및 상기 또다른 변위 측정 시스템의 타겟들 간의 상기 기준 구성요소에 장착되며, 상기 1 이상의 추가 타겟들의 각각의 타겟 표면이 상기 기준 평면에 대해 평행하고,
    상기 리소그래피 장치는, 상기 기판 테이블의 이동 동안에, 상기 또다른 변위 측정 시스템이 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 메트롤로지 위치와, 상기 변위 측정 시스템이 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 패턴 전사 위치 사이에, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 측정 센서들 중 1 이상이 상기 1 이상의 추가 타겟들 중 어느 하나의 타겟 표면에 대해 상기 기판 테이블의 대응하는 각각의 부분의 변위를 측정하기 위해 구성되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 2 항에 있어서,
    기판을 지지하도록 구성된 제 2 기판 테이블, 및
    제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 변위 센서들을 더 포함하고, 그 각각은 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들 각각에 의해 제 1 기판 테이블의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 부분들의 측정들에 대응하는 방식으로, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들 또는 상기 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 타겟들 각각의 타겟 표면에 대해 상기 제 2 기판 테이블의 대응하는 각각의 부분의 변위를 측정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 변위 측정 시스템이 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 패턴 전사 위치로부터 상기 기판 테이블로부터 기판이 언로딩되는 언로드 위치로의 상기 기판 테이블의 기판 테이블 복귀 운동의 적어도 일부분 동안상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 배치된 제 3 변위 측정 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 변위 측정 시스템은 1 이상의 기판 테이블 복귀 타겟을 포함하고, 그 각각은 기준 구성요소에 장착되며, 상기 1 이상의 기판 테이블 복귀 타겟의 타겟 표면이 상기 기준 평면에 대해 평행하도록 배치되고;
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 측정 센서들은, 상기 기판 테이블의 기판 테이블 복귀 운동의 적어도 일부분 동안에, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 측정 센서들 중 1 이상이 상기 1 이상의 기판 테이블 복귀 타겟 중 어느 하나의 타겟 표면에 대해 상기 기판 테이블의 대응하는 각각의 부분의 변위를 측정할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들 중 1 이상은 상기 제 1 및 제 2 방향들 모두에 대해 평행한 방향들을 따라, 타겟의 타겟 표면에 대해 상기 기판 테이블의 대응하는 각각의 부분의 변위를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 변위 측정 시스템 및 상기 또다른 변위 측정 시스템의 타겟들은, 상기 변위 측정 시스템 및 상기 또다른 변위 측정 시스템이 메트롤로지 기준 프레임에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하고 상기 제 3 변위 측정 시스템이 상기 리소그래피 장치의 베이스 프레임에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록, 상기 메트롤로지 기준 프레임에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 테이블 복귀 운동의 완료 이후에, 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 위치를 측정하도록 구성된 위치 측정 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 11 항에 있어서,
    상기 위치 측정 시스템은, 기판이 상기 기판 테이블에 로딩되고 있는 동안에 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 위치를 측정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7 항에 있어서,
    상기 변위 측정 시스템 및 상기 또다른 변위 측정 시스템은 상기 제 3 변위 측정 시스템보다 높은 정확성으로 상기 기준 구성요소들에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  14. 제 2 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 기준 프레임들을 더 포함하고, 그 각각은 상기 기준 구성요소에 개별적으로 장착되며;
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들은 상기 제 1 기준 프레임에 장착되고, 상기 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 타겟들은 상기 제 2 기준 프레임에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 2 항에 있어서,
    상기 기준 구성요소는 메트롤로지 기준 프레임인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들 중 1 이상은, 상기 제 1 및 제 2 방향들에 대해 직교하는 제 3 방향에 대해 평행한 방향을 따라, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 타겟들 각각의 타겟 표면에 대해 상기 구성요소의 대응하는 각각의 부분의 변위를 측정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들은, 상기 제 1 및 제 2 방향들에 대해 직교하는 제 3 방향에 대해 평행한 방향으로, 상기 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 타겟 각각의 표면에 대해 상기 기판 테이블의 대응하는 각각의 부분의 변위를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  18. 리소그래피 장치에 있어서,
    기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블;
    상기 기판 상으로 패턴을 전사하는 공정 동안에, 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 구성된 제 1 변위 측정 시스템을 포함하고, 상기 제 1 변위 측정 시스템은 상기 기준 구성요소에 장착된 1 이상의 타겟, 및 상기 1 이상의 타겟에 대해 상기 기판 테이블의 적어도 일부분의 변위를 측정하도록 구성된 1 이상의 변위 센서를 포함하며; 및
    상기 패턴이 상기 기판으로 전사되는 위치로부터 기판이 상기 기판 테이블로부터 언로딩되는 언로드 위치로 상기 기판 테이블이 이동되는 기판 테이블 복귀 운동의 적어도 일부분 동안 상기 리소그래피 장치의 베이스 프레임에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하도록 구성된 제 2 변위 측정 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 18 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 1 이상의 진동 격리 지지체들을 더 포함하고, 상기 기준 구성요소는 상기 1 이상의 진동 격리 지지체들을 사용하여 상기 베이스 프레임에 장착되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 기판 테이블 복귀 운동의 완료 이후에, 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 위치를 결정하도록 구성된 위치 측정 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20 항에 있어서,
    상기 위치 측정 시스템은, 기판이 상기 기판 테이블에 언로딩되고 있는 동안에 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 위치를 측정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  22. 기준 구성요소에 대해 구성요소의 변위를 측정하는 방법에 있어서,
    제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 변위 센서들을 각각 이용하여 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟의 타겟 표면에 대해 상기 구성요소의 각각의 부분의 변위를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들은 상기 기준 구성요소에 장착되며, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 타겟들의 각각의 타겟 표면이 기준 평면에 대해 평행하도록 배치되고;
    상기 제 1 및 제 3 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 1 방향에 대해 평행한 방향을 따라, 상기 제 1 및 제 3 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 1 및 제 3 부분들의 변위를 측정하고;
    상기 제 2 및 제 4 변위 센서들은 상기 기준 평면 내에 놓인 제 2 방향에 대해 평행하고 상기 제 1 방향에 대해 직교하는 방향을 따라, 상기 제 2 및 제 4 타겟들 각각의 타겟 표면들에 대해 상기 구성요소의 제 2 및 제 4 부분들의 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 방법.
  23. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하는 단계; 및
    상기 전사하는 단계 동안에, 청구항 22의 방법을 이용하여 상기 기판을 지지하는 기판 테이블의 변위를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
  24. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하는 단계 - 상기 기판은 상기 전사하는 단계 동안에 기판 테이블 상에 지지됨 -;
    상기 전사하는 단계 동안 기준 구성요소에 장착된 1 이상의 타겟 및 1 이상의 변위 센서를 포함하는 변위 측정 시스템을 사용하여 상기 기준 구성요소에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 단계 - 상기 1 이상의 변위 센서는 대응하는 상기 1 이상의 타겟 각각에 대해 상기 기판 테이블의 대응하는 각각의 부분의 변위를 측정하도록 구성됨 -; 및
    상기 패턴이 상기 기판 상으로 전사되는 위치로부터 상기 기판이 상기 테이블로부터 언로딩되는 언로드 위치로 상기 기판 테이블이 이동되는 기판 테이블 복귀 운동의 적어도 일부분 동안에 리소그래피 장치의 베이스 프레임에 대해 상기 기판 테이블의 변위를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
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