KR101299615B1 - 컨트롤러, 리소그래피 장치, 물체의 위치를 제어하는 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

컨트롤러, 리소그래피 장치, 물체의 위치를 제어하는 방법, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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데 베이드벤 예룬 요한 마르텐 반
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

물체에 대해 작용하도록 배치된 복수의 액추에이터를 포함하는 액추에이터 시스템을 제어하기 위한 컨트롤러를 제공하며, 이 컨트롤러는, 물체의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호를, 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호로 변환하기 위해, 게인 밸런싱 매트릭스(gain balancing matrix)를 이용하며, 또한, 적어도 제1 주파수 대역에서는 제1 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되고, 제2 주파수 대역에서는 제2 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되도록 구성된다.

Description

컨트롤러, 리소그래피 장치, 물체의 위치를 제어하는 방법, 및 디바이스 제조 방법{CONTROLLER, LITHOGRAPHIC APPARATUS, METHOD OF CONTROLLING THE POSITION OF AN OBJECT AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 컨트롤러, 리소그래피 장치, 물체의 위치를 제어하는 방법, 및 디바이스 제조 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. 공지의 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 수 있다.
패터닝 장치를 그 위에 지지할 수 있는 지지체 및/또는 기판을 그 위에 지지할 수 있는 기판 테이블과 같은 리소그래피 장치 내의 물체의 위치/이동은 매우 정확하게 제어되도록 요구된다. 더욱이, 이 물체는 6개의 자유도(six degrees of freedom)로 이동 및 제어될 수 있다. 물체의 요구된 위치 및/또는 이동을 제공하기 위해 사용되는 액추에이터 시스템을 제어하기 위해 제어 시스템이 제공될 수 있다.
이러한 제어 시스템에서, 공진 주파수는 수용 가능하지 않은 위치설정 오차를 발생시킬 수도 있다. 구체적으로, 물체 자체의 변형의 공진 주파수에 의해 문제점이 야기될 수도 있다. 이것은, 물체의 위치가 물체 상의 복수의 지점에서 측정되고(예컨대, 인코더 또는 간섭계를 이용하여), 축에 대한 회전과 같은 또 다른 위치 또는 변위를 추정하기 위해 2개 이상의 측정치가 이용되면, 특히 그러할 것이다. 그 경우, 물체의 변형은 물체의 실제 위치에 따라서는 물체의 위치의 잘못된 판정을 발생할 수도 있다. 이러한 물체의 위치의 잘못된 판정은 그 다음에 제어 시스템에 피드백될 수 있다.
따라서, 이러한 공진 주파수에 의해 유발되는 안정성 문제를 방지하기 위해 제어 시스템의 대역폭을 제한하는 것이 필요할 것이다. 이것은 공진성 동작이, 예컨대 물체의 실제 위치에 좌우되는 것과 같이 가변 방식으로, 측정된 위치에서 나타나게 되면 특히 그러하다. 그러나, 이 문제점에 대한 해결책으로서 대역폭을 낮추는 것은 수용 가능하지 않게 큰 위치 오차를 야기할 수 있다.
이에 따라, 향상된 제어 시스템을 제공하는 것이 요망된다.
본 발명의 특징에 따라, 위치설정 장치 내의 물체의 위치를 제어하기 위해 이용되고, 상기 물체에 대해 작용하도록 배치된 복수의 액추에이터를 포함하는 액추에이터 시스템을, 제어하도록 구성된 컨트롤러에 있어서,
상기 물체의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호를, 상기 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호로 변환하기 위해, 게인 밸런싱 매트릭스(gain balancing matrix)를 이용하도록 구성된 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는, 또한, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제1 주파수 대역에 있을 때에는 제1 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되고, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제2 주파수 대역에 있을 때에는 제2 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컨트롤러가 제공된다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치에 있어서,
방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템;
상기 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사 빔을 형성할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
상기 패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템;
상기 지지체와 상기 기판 테이블 중 하나의 위치를 제어하도록 구성된 액추에이터 시스템; 및
상기 액추에이터 시스템을 제어하도록 구성된, 전술한 청구항들 중의 어느 하나에 따른 컨트롤러
를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치가 제공된다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치 내의 물체의 위치를 제어하는 방법에 있어서,
복수의 액추에이터를 이용하여 상기 물체에 힘을 가하는 단계;
게인 밸런싱 매트릭스(gain balancing matrix)를 이용하여, 상기 물체의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호를, 상기 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호로 변환하는 단계를 포함하며,
적어도 상기 제1 제어 신호가 제1 주파수 대역에 있을 때에는 제1 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되고, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제2 주파수 대역에 있을 때에는 제2 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되는 것을 특징으로 하는 물체의 위치를 제어하는 방법이 제공된다.
본 발명의 특징에 따라, 디바이스 제조 방법에 있어서,
지지체 상에 지지된 패터닝 장치로부터의 패턴을 기판 테이블 상에 지지된 기판에 전사하는 단계를 포함하며,
상기 패턴을 전사하는 단계 동안, 상기 지지체와 상기 기판 테이블 중의 하나 이상의 위치를, 복수의 액추에이터를 이용하여 상기 지지체와 상기 기판 테이블 중의 상기 하나 이상에 힘을 가함으로써, 또한 게인 밸런싱 매트릭스(gain balancing matrix)를 이용하여, 상기 지지체와 상기 기판 테이블 중의 상기 하나 이상의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호를, 상기 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호로 변환함으로써 제어하며,
적어도 상기 제1 제어 신호가 제1 주파수 대역에 있을 때에는 제1 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되고, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제2 주파수 대역에 있을 때에는 제2 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 시스템을 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 이하의 구성요소를 포함한다:
- 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사선 또는 임의의 다른 적합한 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL);
- 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정 파라미터에 따라 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정 파라미터에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 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).
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 다른 형태의 광학 요소, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체를 패터닝 장치를 지지, 즉 패터닝 장치의 중량을 지탱한다. 지지 구조체는 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 분위기에 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 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 어떠한 디바이스도 포함되는 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 정확하게 대응하지 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 예로는 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 방사선에 대하여 적합하거나 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 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) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블)을 갖는 타입의 것일 수도 있다. 이러한 "복수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블을 병행하여 사용하거나, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 공정을 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.
리소그래피 장치는 또한 기판의 적어도 일부분을 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체로 덮어 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우도록 하는 유형의 것으로 될 수도 있다. 액침액은 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이와 같은 리소그래피 장치 내의 다른 공간에도 가해질 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구도(numerical aperture)를 증가시키기 위한 것으로 당해 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "액침"이라는 용어는 기판과 같은 구조물을 반드시 액체에 침지하여야 하는 것을 의미하지는 않고, 노광하는 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체를 위치시키는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스(SO)와 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 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 소스(SO)가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 채용되는 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 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치(MA)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 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)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와 반대되는 것으로서의), 마스크 테이블(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 또는 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 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 하나 이상의 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) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔(B)에 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)을 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) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔(B)에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)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 영역(C)의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.
3. 또 다른 모드에서는, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 마스크 테이블(MT)을 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT)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.
전술한 바와 같이, 본 발명은 예컨대 리소그래피 장치에서 물체의 위치 및/또는 이동을 제어하기 위해 이용될 수 있는 액추에이터 시스템을 제어하는 제어 시스템에 관련된다.
액추에이터 시스템을 제어하는 제어 시스템에서, 액추에이터 시스템의 복수의 액추에이터에 의해 가해지는 힘이 무게 중심을 관통하여 작용하지 않을 수도 있다는 것을 고려할 필요가 있다. 따라서, 예컨대, 액추에이터 시스템은 복수의 액추에이터를 포함할 수 있으며, 각각의 액추에이터가 상이한 각각의 방향으로 힘을 가하고, 물체의 상이한 위치에 적용될 수 있다. 따라서, 제어 시스템의 기능은 원하는 이동을 발생하기 위해 액추에이터 시스템 내의 각각의 액추에이터에 의해 가해지도록 요구되는 힘을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
예컨대, 제어 시스템은 원하는 이동을 제공하기 위해 액추에이터에 의해 가해지도록 요구되는 힘을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서는 예컨대 적합한 컴퓨터 시스템으로 형성될 수도 있다. 그러나, 제어 시스템 내에서 프로세서로서 기능하기 위한 전용 하드웨어가 제공될 수도 있다.
프로세서는, 예컨대 리소그래피 장치 내의 투영 광학기기와 같은 실질적으로 관성의 기준(substantially inertial reference)에 대한 물체의 컨트롤러 힘 및 요구된 기준 위치로부터, 요구된 변위 및/또는 가속(예컨대, 투영 광학기기에 대한)을 제공하기 위해 물체의 무게 중심에 가해질 필요가 있는 힘을 결정하기 위해 게인 스케줄링 매트릭스(gain scheduling matrix)를 이용할 수 있다. 앞에서 언급한 힘은 토크뿐만 아니라 선형으로 작용하는 힘을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
또한, 제어 시스템은, 액추에이터에 의해 가해진 힘의 조합이 물체의 무게 중심에 가해지도록 요구되는 힘과 동등하도록, 게인 스케줄링 매트릭스의 출력을 액추에이터 시스템 내의 각각의 액추에이터에 의해 가해지도록 요구되는 힘으로 변환하기 위해 사용된 게인 밸런싱 매트릭스를 포함할 수 있다.
게인 밸런싱 매트릭스에 사용되는 값은 물체의 지오메트리로부터 결정될 수 있다. 구체적으로, 게인 밸런싱 매트릭스에 사용되는 값은 액추에이터가 자신의 힘을 가하는 지점의 공간 분포 및 물체의 질량 분포에 대한 정보와 함께 액추에이터에 의해 제공된 힘이 작용하는 방향에 대한 정보로부터 결정될 수 있다.
그러나, 이러한 분석은 물체가 진정한 강체라는 가정을 전제로 한다. 실제로는, 물체는 액추에이터에 의한 힘의 인가 하에서 변형될 수도 있으며, 그 결과 게인 밸런싱 매트릭스가 물체의 지오메트리를 항상 정확하게 반영하는 것은 아니다. 이것은 오차를 야기할 수 있다.
이러한 오차는 제어 시스템 내의 다른 영향에 의해 확대될 수도 있다. 예컨대, 피드백 제어를 제공하기 위해, 제어 시스템은 물체의 위치 및 방위를 판정할 필요가 있을 수도 있다. 물체의 위치 및 오리엔테이션(orientation)을 얻기 위해, 예컨대 인코더 또는 간섭계를 이용하여 물체의 복수의 지점의 위치를 측정할 수 있다. 2개 이상의 측정된 위치가 조합되어 물체에 관한 추가의 위치 정보를 결정할 수 있다. 예컨대, 2개 이상의 위치를 이용하여 물체의 오리엔테이션의 각도를 계산할 수도 있다. 물체의 변형, 즉 진정한 강체 응답(true rigid body response)으로부터의 편차는, 제어 시스템을 통해 전파하는 위치 정보에서의 오차를 발생할 수 있다. 이것은 이러한 변형이 물체의 상이한 각각의 지점에서의 2개의 상이한 위치 측정을 이용함으로써 결정되는 위치의 정확도에 영향을 주는 곳에서는 특히 그러할 것이다.
본 발명의 발명자는, 물체의 공진 주파수, 구체적으로 뒤틀림 진동 모드 공진 주파수 및 새들 진동 모드(saddle vibration mode) 공진 주파수에서, 리소그래피 장치의 기판 테이블 및/또는 리소그래피 장치 내의 패터닝 장치용 지지체를 위한 위치설정 시스템 내의 스테이지와 같은 물체에 대해 특별한 문제점이 발생할 수 있다는 것을 인지하였다.
제어 시스템을 향상시키기 위해, 본 발명은 2개 이상의 게인 밸런싱 매트릭스를 사용한다. 제1 게인 밸런싱 매트릭스는 최상의 조건 하에서, 구체적으로 문제시되는 공지의 공진 주파수로부터 떨어진 주파수에 대해 사용될 수 있다. 이러한 제1 게인 밸런싱 매트릭스는 예컨대 물체를 진정한 강체로서 취급하기 위해 물체에 대해 정해지는 게인 밸런싱 매트릭스일 것이다.
문제시되는 하나 이상의 공지의 공진 주파수 부근의 주파수에 대해, 공진 주파수에서의 특정 모드의 진동에 대한 시스템의 응답을 감소시키도록 선택되는 상이한 게인 밸런싱 매트릭스가 이용될 수 있다. 복수의 상이한 게인 밸런싱 매트릭스가 제공되어, 각각이 특정 공진 주파수에서의 특정 모드의 진동과 관련될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
특정 진동 모드에 대해 사용되는 게인 밸런싱 매트릭스의 특정 선택은 이 모드가 여기(excite)되지 않도록 이루어질 수도 있다. 즉, 이 진동 모드가 유발되지 않도록 액추에이터 힘의 조합이 이루어진다. 이러한 게인 밸런싱 매트릭스는, 모드 디커플링 분석(modal decoupling analysis)에 의해 물체의 동적 모드를 결정함에 의해 또한 게인 밸런싱 매트릭스의 임의의 행(row)과 대상으로 하는 진동 모드에 대응하는 고유벡터(eigenvector)의 곱(product)이 제로가 되도록 함에 의해 획득될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 시스템의 구성을 도시하고 있다. 제어 시스템은 본 명세서에서는 구체적으로 리소그래피 장치 내의 물체의 위치를 제어하기 위해 사용하기 위한 것으로서, 특히 패터닝 장치용 지지체 또는 기판 테이블용 위치설정 시스템 내의 스테이지의 위치를 제어하기 위한 것으로서 설명되어 있다. 그러나, 일반적으로 어떠한 제어 시스템에서도 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도시된 바와 같이, 예컨대 투영 광학기기에 대한 물체의 요구된 제어 힘을 나타내는 입력 제어 신호(10)가 시스템에 의해 수신되며, 물체의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호(12)를 형성하기 위해 게인 스케줄링 매트릭스(11)에 의해 변환된다.
제1 제어 신호(12)는 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)에 의해 제1 중간 제어 신호(14)로 변환된다. 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)는, 제1 제어 신호를, 물체가 강체로서 동작할 것이라는 가정에 기초하여 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제어 신호로 변환하도록 선택된다.
이와 동시에, 제1 제어 신호(12)는 차이 게인 밸런싱 매트릭스(difference gain balancing matrix)(15)에 의해 제2 중간 제어 신호(16)로 변환된다. 차이 게인 밸런싱 매트릭스(15)는, 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)와, 전술한 바와 같이 공진 주파수에서의 시스템의 여기를 감소시키기 위해 공진 주파수에서의 사용을 위해 선택되는 제2 게인 밸런싱 매트릭스 간의 차이가 되도록 선택된다. 따라서, 차이 게인 밸런싱 매트릭스(15)는, 제1 중간 제어 신호(14)와 제2 중간 제어 신호(16)의 합이 제2 게인 밸런싱 매트릭스를 이용하여 제1 제어 신호(12)를 변환하는 것과 동등하도록 선택된다.
제2 게인 밸런싱 매트릭스가 관련 공진 주파수와 그 부근에서만 유효하게 사용되도록 하기 위해, 제2 중간 제어 신호(16)는 특정된 주파수 대역, 즉 공진 주파수 부근에서 선택된 주파수 범위에서만 신호를 통과시키도록 구성되는 노치 필터(17)에 통과된다. 그 결과의 제3 중간 제어 신호(18)는 그 후 가산기(19)에 의해 제1 중간 제어 신호(14)와 합산된다.
실제로, 본 발명에서 요구된 바와 같이, 좁은 주파수 범위의 신호를 통과시키기보다는 좁은 주파수 범위의 신호를 통과시키지 않는 노치 필터가 제공하기가 더 용이하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 노치 필터(17)는, 요구된 주파수 대역의 신호를 통과시키지 않도록 구성된 노치 필터 요소(17a)와, 그 결과의 신호를 반전시켜 원래의 제2 중간 제어 신호(16)에 가산하는 구성부로 형성될 수 있다. 이러한 구성은 전술한 바와 같이 요구된 제3 중간 제어 신호(18)를 간편하게 제공할 수 있다.
이해할 수 있는 바와 같이, 가산기(19)의 출력은 액추에이터 시스템의 복수의 액추에이터에 의해 제공될 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호(20)이다. 이 제어 신호가 액추에이터 시스템에 제공될 때, 기계 시스템(21)의 작동이 발생한다. 즉, 액추에이터 시스템과 물체의 조합이 작동한다.
그 후, 전술한 바와 같이, 측정 시스템(22)이 물체의 그 결과의 위치 및/또는 변위를 측정하여, 그 결과의 위치 및/또는 변위를 나타내는 측정 신호(23)를 제공할 수 있다. 필요한 경우, 이것은 제어 시스템의 피드백 루프에서 이용될 수도 있다.
도 2와 관련하여 전술한 실시예는 상이한 주파수에 대해 상이한 게인 밸런싱 매트릭스를 이용하는 제어 시스템을 구현하기 위한 한 가지 방법에 불과하다는 것을 이해할 것이다.
도 3은 상이한 각각의 주파수에서 2개의 상이한 게인 밸런싱 매트릭스를 이용하는 다른 구성을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 구성과의 차이점만을 설명하면, 도 2에 도시된 구성과 마찬가지로, 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)가 제1 제어 신호(12)에 적용되어 제1 중간 제어 신호(14)를 제공한다. 그러나, 이 실시예에서는, 제2 게인 밸런싱 매트릭스(31) 자체가 마찬가지로 제1 제어 신호(12)에 직접 적용되어 제2 중간 제어 신호(32)를 제공한다. 제1 중간 제어 신호(14) 및 제2 중간 제어 신호(32)는 그 후 제2 제어 신호(20)를 제공하기 위해 신호의 주파수에 따라 조합된다.
구체적으로, 제1 중간 제어 신호(14)에 제1 노치 필터(41)가 적용되어 제3 중간 제어 신호(43)를 제공한다. 제1 노치 필터(41)는 제2 게인 밸런싱 매트릭스(31)에 관련된 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 신호를 제외한 모든 신호를 통과시키도록 선택된다.
제2 중간 제어 신호(32)에는 제2 노치 필터(42)가 적용되어 제4 중간 제어 신호(44)를 제공한다. 제2 노치 필터(42)는 노치 필터(41)에 대응하고, 제2 게인 밸런싱 매트릭스(31)와 관련된 공진 주파수를 차단한다. 노치 필터(42)의 출력이 입력(32)으로부터 감산되기 때문에, 제4 중간 제어 신호(44)는 단지 노치 필터(42)를 통과하지 못하는 신호(32)의 성분(즉, 제2 게인 밸런싱 매트릭스(31)와 관련된 공진 주파수)만을 포함한다. 제3 중간 제어 신호(43)와 제4 중간 제어 신호(44)는 가산기(45)에 의해 합산되어 제2 제어 신호(20)를 제공한다.
도 2 및 도 3에 도시되고 위에서 설명된 구성은 모두 실제로는 제1 제어 신호(12)의 주파수에 따라 제1 게인 밸런싱 매트릭스와 제2 게인 밸런싱 매트릭스 중의 하나의 사용에 의해 생성된 중간 제어 신호를 선택하기 위해 주파수 제어된 스위치를 제공하도록 구성된 것이라는 점을 이해할 것이다. 주파수에 따라 2개의 상이한 게인 밸런싱 매트릭스로부터 발생된 신호들 간의 스위칭을 위한 다른 구성도 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 문제시되는 하나보다 많은 공진 주파수가 존재하는 곳에서 제어 시스템과 함께 이용될 수 있다. 그 경우, 문제시되는 각각의 공진 주파수에 대한 게인 밸런싱 매트릭스를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 복수의 게인 밸런싱 매트릭스는 각각의 공진 주파수 부근의 주파수에서만 각각 사용될 수 있다. 이러한 게인 밸런싱 매트릭스는 선택된 공진 주파수에서의 시스템의 응답을 감소시키기 위해 특별히 제공될 수도 있다. 다른 주파수, 즉 문제시되는 공진 주파수에서 떨어져 있는 주파수에서, 액추에이터 시스템의 제어 하의 물체가 강체로서 동작한다는 가정을 기초로 하여 발생되는 게인 밸런싱 매트릭스가 이용될 수 있다.
전술한 구성의 어떠한 것도 복수의 상이한 게인 밸런싱 매트릭스와 함께 사용하도록 수정될 수도 있으며, 이 경우, 각각의 게인 밸런싱 매트릭스는 문제시되는 각각의 공진 주파수와 관련되고, 문제시되는 공진 주파수에 대응하는 주파수에서만 사용된다.
예컨대, 도 4는 도 2에 대응하는 수정된 구성을 도시하고 있다. 이하에서는 이전과 같이 도 2의 구성과의 차이점만을 설명한다. 도시된 바와 같이, 제1 공진 주파수에 대해 제공되는 제1 차이 게인 밸런싱 매트릭스(15)에 추가하여, 문제시되는 공진 주파수와 각각 관련된 추가의 차이 게인 밸런싱 매트릭스(51, 61)가 제공된다. 각각의 차이 게인 밸런싱 매트릭스(51, 61)는, 공진 주파수에서의 시스템의 응답을 최소화하기 위해, 물체의 강체 동작을 위해 사용된 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)와 문제시되는 공진 주파수에서 사용되도록 요망되는 게인 밸런싱 매트릭스 간의 차이에 대응한다. 각각의 차이 게인 밸런싱 매트릭스(51, 61)는 제1 제어 신호(12)에 적용되어 각각의 중간 제어 신호(52, 62)를 발생한다.
중간 제어 신호(52, 62)는 각각의 노치 필터(53, 63)에 통과된다. 노치 필터(53, 63)는 각각의 차이 게인 밸런싱 매트릭스와 관련된 공진 주파수에 대응하는 주파수에서의 신호만을 통과시키도록 노치 필터(17)와 동일한 방식으로 구성된다. 예컨대, 각각의 노치 필터(53, 63)는, 요구된 주파수 대역의 신호를 통과시키지 않도록 구성된 노치 필터 성분(53a, 63a)과, 도시된 바와 같이 그 결과의 신호를 반전시켜 원래의 각각의 중간 제어 신호(52, 62)에 가산하기 위한 구성부로 형성될 수 있다.
노치 필터(53, 63)의 출력(54, 64)은 제1 중간 제어 신호(14) 및 제2 중간 제어 신호(18)에 가산되어 제2 제어 신호(20)를 제공한다.
따라서, 문제시되는 복수의 공진 주파수에서는 공진 주파수에서의 시스템의 응답을 감소시키는 특정의 게인 밸런싱 매트릭스가 사용되는 것이 효과적이지만, 다른 주파수에서는 물체의 강체 동작을 위해 설계된 게인 밸런싱 매트릭스(13)가 사용된다.
전술한 구성은 예컨대 측정 시스템(22)에 의한 물체의 위치의 측정에 기초하여 피드백을 이용하는 제어 시스템에 사용될 수 있다. 따라서, 예컨대, 입력 제어 신호(10)가 제어 시스템 내의 피드백 루프로부터 적어도 부분적으로 구해질 수 있다. 이 경우, 새로운 전체 제어 시스템이 더 높은 대역폭을 갖도록 피드백 컨트롤러를 재조정(retune)하는 것이 가능할 것이다.
본 발명은 피드 포워드 제어를 이용한 제어 시스템에 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명은 피드백 루프 및 피드 포워드 경로로부터의 양자의 입력을 이용하는 제어 시스템에 사용될 수도 있다. 도 5는 이러한 구성의 예를 도시하고 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 부분과 대응하는 부분에는 동일한 도면부호가 부여되어 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 제어 시스템의 피드백 루프로부터 구해진 입력 제어 신호(10)는 게인 스케줄링 매트릭스(11)에 의해 제1 제어 신호(12)로 변환될 수 있다. 이전과 같이, 물체의 강체 동작에 대해 고려된 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)는 제1 제어 신호(12)를 제1 중간 제어 신호(14)로 변환하도록 이용될 수 있다. 또한, 차이 게인 밸런싱 매트릭스(15) 및 관련 노치 필터(17)가 특정 공진 주파수에 대하여 제공될 수 있으며, 이들은, 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13) 및 차이 게인 밸런싱 매트릭스(15) 양자에 가해지는 제1 제어 신호(12)의 작용에 의하여, 관련 공진 주파수에서는 조합된 출력이 제1 제어 신호(12)를 제2 게인 밸런싱 매트릭스(이것의 차이 게인 밸런싱 매트릭스는 제2 게인 밸런싱 매트릭스와 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)의 차이임)에 적용하는 것에 동등하지만, 다른 주파수에서는 유효 출력이 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)를 제1 제어 신호(12)에 적용하는 것에 동등하도록 배치된다.
전술한 바와 같이 피드백으로 구해진 신호를 이용하는 시스템에 추가하여, 도 5에 도시된 구성 또한 제어 시스템의 피드 포워드 경로로부터 구해진 입력 제어 신호(70)를 수신한다. 대응하는 게인 스케줄링 매트릭스(71)를 이용하여, 이 입력 제어 신호를, 피드 포워드 경로로부터 구해진 물체의 무게 중심에 가해지도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제3 제어 신호(72)로 변환한다.
제3 제어 신호(72)는 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)를 위한 수정된 입력 신호를 제공하기 위해 가산기(73)에 의해 제1 제어 신호(12)와 합산될 수 있다. 이에 따라, 제1 중간 제어 신호(14), 즉 제1 게인 밸런싱 매트릭스(13)로부터의 출력이 물체의 강체 분석에 기초하여 액추에이터에 의해 가해지도록 요구되는 힘의 조합된 세트에 대응한다.
특히 피드 포워드 경로로부터 구해진 입력 제어 신호(70)에 대하여 특정 공진 주파수에서 제2 게인 밸런싱 매트릭스를 효과적으로 적용하기 위해, 제2 차이 게인 밸런싱 매트릭스(75) 및 대응하는 노치 필터(76)가 전술한 것과 동일한 방식으로 제공된다. 노치 필터(76)로부터 출력된 중간 제어 신호(77)는 제1 및 제2 중간 제어 신호(14, 18)와 함께 가산기(19)에 의해 합산된다.
따라서, 도 5에 도시된 조합 시스템의 효과는, 피드백 루프로부터 구해진 입력 제어 신호(10) 및 피드 포워드 경로로부터 구해진 입력 제어 신호(70) 양자에 대해, 일반적으로 물체의 강체 분석으로부터 구해지는 게인 밸런싱 매트릭스(13)가 이용될 수 있지만, 문제시되는 공진 주파수에서는 입력 제어 신호(10, 70)에 대해 차이 게인 밸런싱 매트릭스가 적용될 수 있다는 것이다.
문제시되는 공진 주파수는 시스템의 세부구성에 따라서는 피드백 및 피드 포워드 경로에 대해 동일할 수도 있고 또는 상이할 수도 있다. 따라서, 피드백 경로 및 피드 포워드 경로에 대해 각각 사용된 노치 필터(17, 76)는 그에 따라서 실질적으로 동일한 주파수의 신호를 통과시키거나 또는 상이한 주파수의 신호를 통과시키도록 구성될 수 있다. 노치 필터(17, 76)가 동일한 주파수를 통과시키도록 구성되면, 이들 노치 필터는 이 주파수 부근의 통과대역의 폭에서 차이가 있을 수도 있다. 예컨대, 노치 필터 "17"의 통과대역은 적절한 폐루프 제어 설계를 허용하기 위해 상대적으로 좁게 선택될 수 있는 한편, 노치 필터 "76"의 통과대역은 커다란 가속 피드포워드 힘(large accerleration feedforward force)의 감쇄를 허용하기 위해 상대적으로 넓을 수 있다. 반대의 선택 또한 이점을 가질 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예가 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키거나 통과시키지 않도록 하기 위해 노치 필터를 이용하였지만, 본 발명은 노치 필터의 사용으로 한정되지 않고, 다른 필터를 사용할 수도 있다. 예컨대, 저역 통과 필터, 대역 통과 필터, 고역 통과 필터, 1차 필터(first order filter), 고차 필터(higher order filter), 및/또는 이들의 임의의 조합이 이용될 수도 있다.
도 5에 도시된 구성은 각각의 피드백 및 피드 포워드 경로에 문제시되는 관련 공진 주파수에 대하여 하나의 추가 게인 밸런싱 매트릭스가 제공되는 구성을 나타내고 있지만, 도 4에 도시된 구성과 마찬가지로, 예컨대 피드 포워드 경로 및 피드백 경로의 하나 또는 양자에 추가의 문제시되는 공진 주파수에서 사용하기 위한 추가의 게인 밸런싱 매트릭스가 제공될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 효과는 게인 스케줄링 매트릭스 및/또는 피드백 컨트롤러의 수정에 의해서도 달성될 수 있다. 그러나, 이들의 경우에, 공진 주파수가 물체의 위치에 따라서는 제어 시스템에서 상이하게 나타나기 때문에, 이것은 일반적으로 위치-종속 보상(position-dependent compensation)을 필요로 할 것이다. 따라서, 게인 밸런싱 매트릭스에 이 기능을 통합하는 것이 보다 간편할 것이므로, 이와 같이 하는 것이 바람직하다.
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(통상적으로 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.
앞에서는 광학 리소그래피의 관점에서 본 발명의 실시예를 이용하는 것에 대하여 구체적인 참조가 이루어졌을 수도 있지만, 본 발명은 예컨대 임프린트 리소그래피와 같은 다른 응용분야에 이용될 수도 있으며, 또한 문맥이 허락하는 곳에서는 광학 리소그래피로 한정되지 않는다. 임프린트 리소그래피에서는, 패터닝 장치의 토폴로지가 기판에 기판 상에 생성된 패턴을 형성한다. 패터닝 장치의 토포그래피는 기판 상에 제공된 레지스트의 층 내로 프레스될 수 있으며, 그 후에 레지스트를 전자기 방사선, 가열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화시킨다. 레지스트가 경화된 후에는, 패터닝 장치는 레지스트의 외측으로 이동되어 레지스트 층에 패턴을 잔류시킨다.
본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어에는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 355, 248, 193, 157, 또는 126 ㎚의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐) 및 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5∼20 ㎚ 범위의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선뿐만 아니라 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔이 포함된다.
"렌즈"라는 용어는 문맥이 허용하는 곳에서는 굴절성, 반사성, 자기성, 전자기성, 및 정전성 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 상기 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 (19)

  1. 위치설정 장치 내의 물체의 위치를 제어하기 위해 이용되고, 상기 물체에 대해 작용하도록 배치된 복수의 액추에이터를 포함하는 액추에이터 시스템을, 제어하도록 구성된 컨트롤러에 있어서,
    상기 물체의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호를, 상기 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호로 변환하기 위해, 게인 밸런싱 매트릭스(gain balancing matrix)를 이용하도록 구성된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는, 또한, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제1 주파수 대역에 있을 때에는 제1 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되고, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제2 주파수 대역에 있을 때에는 제2 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되도록 구성되는,
    것을 특징으로 하는 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 제어 신호에 상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여 제1 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 제어 신호에 상기 제2 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여 제2 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제2 제어 신호를 제공하기 위해 상기 제1 제어 신호의 주파수에 따라 상기 제1 중간 제어 신호와 상기 제2 중간 제어 신호 간에 스위칭하도록 구성되는,
    컨트롤러.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 제어 신호에 상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여 제1 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스와 상기 제2 게인 밸런싱 매트릭스 간의 차이인 차이 게인 밸런싱 매트릭스(difference gain balancing matrix)를, 상기 제1 제어 신호에 적용하여 제2 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제2 중간 제어 신호에 상기 제2 주파수 대역 내의 신호를 통과시키도록 구성된 필터를 적용하여 제3 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 중간 제어 신호와 상기 제3 중간 제어 신호를 합산하여 상기 제2 제어 신호를 제공하도록 구성되는,
    컨트롤러.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 제어 신호에 상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여 제1 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 제어 신호에 상기 제2 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여 제2 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 중간 제어 신호에 상기 제2 주파수 대역 이외의 주파수를 갖는 신호를 통과시키도록 구성된 필터를 적용하여 제3 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제2 중간 제어 신호에 상기 제2 주파수 대역 내의 신호를 통과시키도록 구성된 제2 필터를 적용하여 제4 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제2 중간 제어 신호와 상기 제4 중간 제어 신호를 합산하여 상기 제2 제어 신호를 제공하도록 구성되는,
    컨트롤러.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역은 상기 물체의 공진 주파수를 포함하는, 컨트롤러.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공진 주파수는 상기 물체의 비틀림 진동 모드(torsional vibration mode)와 상기 물체의 새들 진동 모드(saddle mode of vibration) 중의 하나의 진동 모드에 대응하는, 컨트롤러.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역과는 상이한 관련 주파수 대역 내에 있을 때에 적어도 제3 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되도록 구성되는, 컨트롤러.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스는, 상기 제1 제어 신호가 제4 게인 밸런싱 매트릭스에 관련된 주파수 대역 밖에 있을 때에 이용되는, 컨트롤러.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스는, 상기 물체가 강체인 경우에 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호 간의 관계를 제공하도록 선택되는, 컨트롤러.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한, 관성의 기준(inertial reference)에 대한 상기 물체에 요구되는 힘을 나타내는 입력 제어 신호를 상기 제1 제어 신호로 변환하기 위해 게인 스케줄링 매트릭스(gain scheduling matrix)를 이용하도록 구성되는, 컨트롤러.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 제어 신호는 상기 액추에이터 시스템의 제어에 있어서의 피드백 루프로부터 구해지는, 컨트롤러.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 제어 신호는 상기 액추에이터 시스템의 제어에 있어서의 피드 포워드 경로로부터 구해지는, 컨트롤러.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한 상기 제2 제어 신호를 발생하기 위해 추가로 제3 제어 신호를 이용하도록 구성되며,
    상기 제3 제어 신호는 상기 액추에이터 시스템의 제어에 있어서의 피드 포워드 경로로부터 구해진 상기 물체의 무게 중심에 가해지도록 요구된 힘의 조합을 나타내는,
    컨트롤러.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 제어 신호와 상기 제3 제어 신호를 합산하여 제1 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 중간 제어 신호에 상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여 제2 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제1 제어 신호에 상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스와 상기 제2 게인 밸런싱 매트릭스 간의 차이인 제1 차이 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여, 제3 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제3 중간 제어 신호에 상기 제2 주파수 대역의 신호를 통과시키도록 구성된 제1 필터를 적용하여, 제4 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제3 제어 신호에, 상기 제1 게인 밸런싱 매트릭스와 상기 제3 제어 신호와 함께 사용하기 위해 제공된 제3 게인 밸런싱 매트릭스 간의 차이인 제2 차이 게인 밸런싱 매트릭스를 적용하여, 제5 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제5 중간 제어 신호에 제3 주파수 대역의 신호를 통과시키도록 구성된 제2 필터를 적용하여, 제6 중간 제어 신호를 제공하고,
    상기 제2 중간 제어 신호, 상기 제4 중간 제어 신호, 및 상기 제6 중간 제어 신호를 합산하여 상기 제2 제어 신호를 제공하도록 구성되는,
    컨트롤러.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역과 동일한, 컨트롤러.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액추에이터 시스템은 기판 테이블과 패터닝 장치용 지지체 중의 하나의 위치설정 시스템의 숏-스트로크(short-stroke) 스테이지의 위치를 제어하도록 제공되는, 컨트롤러.
  17. 리소그래피 장치에 있어서,
    방사 빔을 조절하도록 구성된 조명 시스템;
    상기 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사 빔을 형성할 수 있는 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지체;
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
    상기 패터닝된 방사 빔을 상기 기판의 타겟 영역 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템;
    상기 지지체와 상기 기판 테이블 중 하나의 위치를 제어하도록 구성된 액추에이터 시스템; 및
    상기 액추에이터 시스템을 제어하도록 구성된, 제1항 또는 제2항에 따른 컨트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  18. 리소그래피 장치 내의 물체의 위치를 제어하는 방법에 있어서,
    복수의 액추에이터를 이용하여 상기 물체에 힘을 가하는 단계;
    게인 밸런싱 매트릭스(gain balancing matrix)를 이용하여, 상기 물체의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호를, 상기 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호로 변환하는 단계
    를 포함하며,
    적어도 상기 제1 제어 신호가 제1 주파수 대역에 있을 때에는 제1 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되고, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제2 주파수 대역에 있을 때에는 제2 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되는,
    것을 특징으로 하는 물체의 위치를 제어하는 방법.
  19. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    지지체 상에 지지된 패터닝 장치로부터의 패턴을 기판 테이블 상에 지지된 기판에 전사하는 단계를 포함하며,
    상기 패턴을 전사하는 단계 동안, 상기 지지체와 상기 기판 테이블 중의 하나 이상의 위치를, 복수의 액추에이터를 이용하여 상기 지지체와 상기 기판 테이블 중의 상기 하나 이상에 힘을 가함으로써, 또한 게인 밸런싱 매트릭스(gain balancing matrix)를 이용하여, 상기 지지체와 상기 기판 테이블 중의 상기 하나 이상의 무게 중심에 제공되도록 요구되는 힘의 조합을 나타내는 제1 제어 신호를, 상기 복수의 액추에이터에 의해 제공될 동등한 힘의 조합을 나타내는 제2 제어 신호로 변환함으로써 제어하며,
    적어도 상기 제1 제어 신호가 제1 주파수 대역에 있을 때에는 제1 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되고, 적어도 상기 제1 제어 신호가 제2 주파수 대역에 있을 때에는 제2 게인 밸런싱 매트릭스가 이용되는,
    것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
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