KR102044112B1

KR102044112B1 - 간섭계 측정 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102044112B1
Application number: KR1020187021085A
Authority: KR
Inventors: 신 쉔
Original assignee: 상하이 마이크로 일렉트로닉스 이큅먼트(그룹) 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2019-11-12
Also published as: CN106931878A; JP6617202B2; US20190033057A1; WO2017114415A1; TWI627382B; KR20180095079A; TW201730510A; US10393507B2; JP2019500614A

Abstract

간섭계 측정 장치는, 물체 스테이지(10), 레이저 간섭계(20), 및 물체 스테이지에 탑재된 측정 거울(30)을 포함한다. 측정 거울(30)은 수평 방향을 따라 다수의 평면 거울들(31)을 접합(splicing)함으로써 형성된다. 레이저 간섭계(20)는 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22)를 포함한다. 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22)에 의해 방출된 광이 두 인접한 평면 거울들(31)의 전이 영역(32)으로 전달되도록 허용하기 위해 물체 스테이지(10)가 레이저 간섭계(20)에 대해 수평 방향을 따라 이동할 때, 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22)는 제1 간섭계(21)에 의해 방출된 광이 두 인접한 평면 거울들(31) 중 하나에 전달되도록 허용하고, 제2 간섭계(22)에 의해 방출된 광이 두 인접한 평면 거울들(31) 중 다른 것에 전달되도록 허용하고, 제1 간섭계(21)와 제2 간섭계(22)가 물체 스테이지(10)에 교대로 위치 정보를 제공하도록 허용하도록 구성된다. 간섭계 측정 장치를 제어하기 위한 방법. 상기 장치 및 방법에서, 다수의 평면 거울들(31)의 접합을 사용하고, 두 간섭계들(21, 22)와 협력하여 제로 벤치마크(zero benchmark)를 교대로 업데이트함으로써, 수평 평면에서의 물체 스테이지(10)의 측정 이동은 확장된다.

Description

간섭계 측정 장치 및 그 제어 방법

본 발명은 광학 전자 기계 장치들(optical electromechanical devices)에 관한 것으로, 특히, 간섭계 측정 장치 및 그 제어를 위한 방법에 관한 것이다.

종래의 포토리소그래피 머신(photolithography machine)의 간섭계-기반 측정 시스템에서, 레이저 간섭계(laser interferometer)는 종종 제작물 스테이지(workpiece stage) 또는 웨이퍼 스테이지(wafer stage)(집합 적으로 "제작물 스테이지"라고 함)의 위치 및 회전을 정밀하게 측정하는 데 사용된다. 도 1을 참조하면, 포토리소그래피 머신의 제작물 스테이지(1)를 수평 X- 또는 Y-방향(horizontal X- or Y-direction)(여기서, 좌표계 시스템(coordinate system)은 수직 Z-축 및 수평 X- 및 Y-방향으로 정의된다)에서 측정하기 위하여, 연장 반사기(elongated reflector)(2)는 제작물 스테이지(1)의 측면(side face)에 보통 장착된다. 레이저 간섭계(3)로부터 방사된 광은 연장 반사기(2)에 수직으로 입사하여 제작물 스테이지의 X 및 Y 좌표들을 측정한다. 일반적인 경우들에서, 제작물 스테이지(1)는 수직 방향으로 장거리 이동하지 않지만, 긴 수평 거리를 이동할 수 있다. 그러므로, 큰 스트로크(large stroke)를 받는(undergoing) 제작물 스테이지(1)의 X 및 Y 좌표들의 측정을 달성하기 위하여, 연장 반사기(2)가 스토크(stoke)에 필적하는 길이를 가질 필요가 있다. 이러한 이유로, 이러한 간섭계-기반 측정 시스템을 구비한 종래의 포토리소그래피 머신에서, 제작물 스테이지(1)의 수평 스트로크는 일반적으로 연장 반사기(2)의 길이에 의해 제한되고, 제작물 스테이지(1)의 더 긴 스트로크는 연장 반사기(2)의 길이의 증가를 요구하지만, 처리 어려움을 가중시키고 제조 비용을 상승시키는 경향이 있다. 예를 들어, 미국특허공보 제5,523,841호는 다중 스위치 간섭계를 이용하여 거리를 측정하는 장치를 개시한다.

그러므로, 연장 반사기의 길이를 증가시키지 않고서 제작물 스테이지의 측정 범위를 확장(extend)할 수 있는, 간섭계 측정 장치 및 그것을 제어하기 위한 방법이 당업계에 급박하게 필요로 하고 있다.

처리 어려움을 가중시키고 제조 비용을 상승시킬 수 있는 지나치게 긴 연장 반사기의 상기 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명은 간섭계 측정 장치 및 간섭계 측정 장치를 제어하기 위한 방법을 제공한다.

이 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서 제공되는 간섭계 측정 장치는 제작물 스테이지(workpiece stage), 레이저 간섭계(laser interferometer) 및 상기 제작물 스테이지에 장착된 측정 반사기(measuring reflector)를 포함한다. 상기 측정 반사기는 수평 방향(horizontal direction)을 따라 함께 조인되는(joined) 복수의 평면 거울들(planar mirrors)로 구성되며, 상기 레이저 간섭계는 제1 간섭계 및 제2 간섭계를 포함하고, 이는, 상기 수평 방향을 따라 상기 레이저 간섭계에 대한 상기 제작물 스테이지의 이동(movement) 동안, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계로부터 방사된(emanated) 광 빔들(light beams)이 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘(corresponding adjacent two)에 의해 정의되는(defined) 전이 섹션(transition section)에 입사할(incident) 때, 상기 제1 간섭계로부터 방사된 상기 광 빔은 상기 인접한 두 평면 거울들 중 하나에 입사하고, 상기 제2 간섭계로부터 방사된 상기 광 빔은 상기 인접한 두 평면 거울들 중 다른 하나에 입사하고, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계는 위치 정보(positional information)를 상기 제작물 스테이지에 교대로 제공하도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 측정 반사기는 상기 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 직사각형 평면 거울들(rectangular planar mirrors)로 구성될 수 있으며, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계는 서로에 대해 측 방향으로(laterally) 배치되며, 상기 전이 섹션은 상기 제1 간섭계와 상기 제2 간섭계 사이의 거리의 적어도 2 배인 폭을 갖는다.

바람직하게는, 상기 측정 반사기는 상기 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 역 T-자형 평면 거울들(inverted T-shaped planar mirrors)로 구성되고, 상기 복수의 역 T-자형 평면 거울들의 각각의 인접한 둘은 서로에 대해 반대로 배향되고(oriented), 상기 복수의 역 T-자형 평면 거울들의 각각은 베이스(base) 및 돌출부(protrusion)를 포함하고, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계는 다른 것 위에(with one above the other) 수직으로 적층되고(stacked), 상기 전이 섹션들은 상기 복수의 평면 거울들 중 인접한 것들의 베이스들(bases of adjacent ones)에 의해 정의된다.

바람직하게는, 상기 레이저 간섭계는 일축 간섭계(uniaxial interferometer) 또는 이축 간섭계(biaxial interferometer)로서 구현된다.

바람직하게는, 상기 측정 반사기는 상기 제작물 스테이지의 측면에 장착될 수 있고 수평 평면(horizontal plane)에 수직이며, 상기 레이저 간섭계로부터 방사된 상기 광 빔들은 상기 측정 반사기의 법선(normal)과 평행한 방향으로 상기 측정 반사기의 표면에 수직으로 입사하고 다시 원래의 경로를 따라간다(follow original paths back).

바람직하게는, 상기 측정 반사기는 상기 제작물 스테이지의 측면에 장착될 수 있고 상기 제작물 스테이지의 측면에 대하여 135°의 각도로 기울어지며(inclined), 상기 레이저 간섭계는 상기 제작물 스테이지 위에 배치되는 제2 평면 거울을 더 포함하고, 상기 제2 평면 거울은 상기 제작물 스테이지의 제작물-지지 표면(workpiece-supporting surface)과 평행하게 배향되고, 상기 레이저 간섭계로부터 방사된 광 빔들은 그 법선(a normal thereof)에 대하여 45°의 각도로 상기 측정 반사기의 표면에 입사하고, 그렇게 함으로써(thereby) 상기 제2 평면 거울에 반사되고 그 다음 다시 원래의 경로를 따라간다.

또한 본 발명은, 상기 전이 섹션에 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계로부터의 상기 광 빔들의 입사 동안, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계는 상기 제작물 스테이지에 현재 위치 정보를 교대로 제공하고 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나의 제로 기준(zero reference)을 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 다른 하나로부터의 상기 위치 정보로 교대로 업데이트하여(update) 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 표면 비선형성에서의 차이들(differences in surface nonlinearity)을 보정하는, 위에서 정의된 바와 같은 상기 간섭계 측정 장치를 위한 제어 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나의 제로 기준을 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 다른 하나로부터의 상기 위치 정보로 교대로 업데이트하는 단계는 다음의 단계들을 포함할 수 있다:

상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계로부터의 상기 광 빔들이 상기 대응하는 전이 섹션에 입사할 때, 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 조인트를 먼저 통과하는 상기 광 빔을 방사하는 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나를 무효 간섭계(ineffective interferometer)로서, 다른 하나를 유효 간섭계(effective interferometer)로서 정의하는 단계;

상기 유효 간섭계에 의해, 획득된 상기 현재 위치 정보를 그것에 의해(thereby) 상기 제작물 스테이지에 및 상기 무효 간섭계에 제공하는 단계; 및

상기 무효 간섭계에 의해, 상기 유효 간섭계로부터의 상기 위치 정보 및 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 상기 표면 비선형성에서의 차이들에 기초하여 상기 무효 간섭계의 업데이트된 제로 기준을 계산하는 단계.

바람직하게는, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나의 제로 기준을 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 다른 하나로부터의 상기 위치 정보로 교대로 업데이트하는 단계는, 상기 유효 간섭계로부터의 상기 광 빔이 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 상기 조인트를 또한 통과한 후, 상기 유효 간섭계의 제로 기준을 상기 업데이트된 제로 기준으로 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 표면 비선형성에서의 차이들은 상기 대응하는 전이 섹션에서 상기 제1 및 제2 간섭계들의 광 경로 길이(optical path lengths) 사이의 차이들일 수 있다.

종래 기술에 비해, 본 발명은 간섭계 측정 장치 및 그의 제어를 위한 방법을 제공한다. 간섭계 측정 장치는 제작물 스테이지, 레이저 간섭계 및 제작물 스테이지에 장착된 측정 반사기를 포함한다. 측정 반사기는 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 평면 거울들의 어셈블리(assembly)이다. 레이저 간섭계는 제1 간섭계 및 제2 간섭계를 포함한다. 제작물 스테이지의 전진(advancement) 동안, 전이 섹션들에 제1 간섭계 및 제2 간섭계로부터 방사된 광 빔들의 입사 시, 제1 간섭계 및 제2 간섭계는 제작물 스테이지에 위치 정보를 교대로 제공한다. 전이 섹션들의 각각에 대해, 제1 간섭계 및 제2 간섭계로부터의 광 빔들은 전이 섹션을 정의하는 평면 거울들 중 각기 대응하는 인접한 둘(respective corresponding adjacent two of the planar mirrors)에 입사한다. 본 발명에 따른, 제작물 스테이지에 대한 수평 측정 범위는 두 간섭계들의 교대적인 제로-기준 업데이트를 통해서 뿐만 아니라 함께 조인되는 복수의 평면 거울들의 사용을 통해서 확장된다.

도 1은 종래의 간섭계 측정 장치의 구조적 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 간섭계 측정 장치의 구조적 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 간섭계 측정 장치에서의 레이저 간섭계의 구조적 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 간섭계 측정 장치의 전이 섹션에 영점의 배열을 개략적으로 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 간섭계 측정 장치를 제어하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 간섭계 측정 장치의 구조적 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 간섭계 측정 장치에서의 레이저 간섭계의 구조적 개략도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 간섭계 측정 장치를 제어하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 간섭계 측정 장치의 구조적 개략도이다.
도 1에서: 1-제작물 단계; 2-연장 반사기; 3-레이저 간섭계.
도 2 내지 9에서: 10-제작물 스테이지; 20-레이저 간섭계; 21-제1 간섭계; 22-제2 간섭계; 30-제1 연장 반사기; 31-평면 거울들; 32-전이 섹션; 33-영점(zeroing point); 40-45-도 평면 거울; 50-제2 평면 거울.

본 발명의 상기 목적, 특징 및 장점이 보다 명백하고 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 그 몇 가지 특정 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 상세히 설명될 것이다. 도면들은 실시예들을 설명함에 있어서 편의성 및 명료성을 용이하게 하기 위한 목적만으로, 반드시 제시되는 스케일(scale)이 필요한 것이 아닌 매우 단순화된 형태로 제공된다.

실시예 1

본 발명에 제공되는 간섭계 측정 장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제작물 스테이지(10), 레이저 간섭계(20) 및 제작물 스테이지의 측면에 장착되는 제1 연장 반사기(30)를 포함한다. 제1 연장 반사기(30)는 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 평면 거울들(31)로 구성되어서 평면 거울들(31) 중 각각의 인접한 둘(each adjacent two of the planar mirrors)은 그것들 사이의 조인트(joint)에서 전이 섹션(transition section)(32)을 정의한다. 레이저 간섭계(20)는 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22)를 포함한다. 제작물 스테이지(10)의 이동 중에, 레이저 간섭계(20)가 전이 섹션들(32) 중 하나와 직접적으로 마주볼(faces) 때, 제1 및 제2 간섭계(21, 22)로부터의 광 빔들은 전이 섹션(32)을 정의하는 평면 거울들(31) 중 각기 둘(respective two of the planar mirrors)에 입사한다. 그러므로, 전이 섹션들(32)의 각각에서, 제1 및 제2 간섭계(21, 22)로부터의 광 빔들은 평면 거울들(31) 중 각기 대응하는 둘에 입사한다. 이러한 방식으로, 본 발명은 함께 조인되는 복수의 평면 거울들(31)의 사용을 통해 및 두 간섭계들의 교대 제로-기준 업데이트(alternating zero-reference updating)를 통해 제작물 스테이지(10)에 대한 확장된 수평 측정 범위를 가능하게 한다.

도 2 및 도 3을 계속 참조하여, 본 실시예에서, 제1 연장 반사기(30)는 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 역 T-자형 평면 거울들(inverted T-shaped planar mirrors)(31)로 구성되며, 평면 거울들(31) 중 각각 인접한 둘은 서로에 대해 반전된다. 즉, 두 인접한 평면 거울들(31) 중 하나는 반전된 문자 "T"의 형상을 취하고(assumes), 두 인접한 평면 거울들(31) 중 다른 하나는 문자 "T"의 형상을 취한다. 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22)는 다른 것 위에 수직으로 적층된다.

단일 레이저 간섭계가 평면 거울들의 이러한 어셈블리에 사용되는 경우, 갭(gap)은 평면 거울들 중 인접한 둘 사이에 존재할 수 있고 조인트 오류(joint error)를 유발할 수 있으므로, 단일 레이저 간섭계의 제로 기준(zero reference)이 무효가 되어 조인트를 가로 질러 스캐닝 할 때 측정 정확도가 저하될 수 있다. 대조적으로, 이 실시예에서, 두 간섭계들로부터의 광 빔들이 전이 섹션(32)에서 평면 거울들(31) 중 각기 둘에 입사되기 때문에, 가능한 조인트 오류들의 문제는 회피될 수 있다.

바람직하게는, 도 4를 참조하면, 역 T-자형 평면 거울들(31)의 각각은 베이스 및 돌출부를 포함한다. 이 실시예에서, 전이 섹션들(32)의 각각은 역 T-자형 평면 거울들(31) 중 대응하는 두 인접한 것들의 베이스들의 수직 스택(vertical stack)으로 구성된다. 몇몇 영점들(zeroing points)(33)은 레이저 간섭계(20)와 전이 섹션(32) 사이의 진행중인 상호 작용(ongoing interaction)을 나타내기 위한 베이스들 중 하나의 에지(edge)에 제공된다. 단지 네 개의 영점들(33)이 도 4에 개략적으로 도시되어 있지만, 본 발명은 영점들(33)의 수가 전이 섹션(32)의 길이, 간섭계의 샘플링 주파수(sampling frequency) 및 제작물 스테이지(10)의 이동 속도를 포함하는 파라미터들 중 하나 이상에 의해 정의될 수 있기 때문에 제한되지 않는다.

바람직하게는, 레이저 간섭계(20)는 제작물 스테이지(10)의 일방향 이전(unidirectional translation)을 측정할 수 있는 일축 간섭계 또는 제작물 스테이지(10)의 일방향 이전 및 회전을 측정할 수 있는 이축 간섭계일 수 있다.

바람직하게는, 레이저 간섭계(20)는 포토리소그래피 머신의 메인 프레임에 고정될 수 있다. 레이저 간섭계(20)의 측정 방향은 레이저 간섭계(20)로부터 방사된 광 빔들의 전파 방향과 일치하고, 레이저 간섭계(20)로부터의 광 빔들이 제1 연장 반사기(30)에 수직으로 입사하도록 제1 연장 반사기(30)의 법선과 평행하다.

또한 본 발명은 위에서 정의된 바와 같은 간섭계 측정 장치를 제어하기 위한 방법을 제공한다. 전이 섹션(32)을 가로 질러 제1 및 제2 간섭계들(21, 22)로부터의 광 빔들을 스캐닝하는 동안, 제1 및 제2 간섭계들(21, 22)은 현재 위치의 정보를 교대로 제공하고, 측정된 위치 정보로, 다른 간섭계의 제로 기준을 업데이트하고, 인접한 평면 거울들 사이의 표면 비선형성의 차이들을 보정할 수 있다.

특히, 표면 비선형 성의 차이는 제1 및 제2 간섭계들(21, 22)의 광학 경로 길이 사이의 차이다. 특히, 제작물 스테이지(10)의 횡단 이동의 결과로서 전이 섹션(32)을 가로 지르는 제1 및 제2 간섭계들의 스캐닝 동안, 제1 간섭계(21)의 광 경로 길이 lui 및 제2 간섭계(22)의 광 경로 길이 ldi는, 상이한 위치들에서, 기록될 수 있으며, 인접한 평면 거울들(31) 사이의 표면 비선형성에서의 차이들은 delta_l=lui-l으로서 계산될 수 있다.

레이저 간섭계(20)에 대한 제작물 스테이지(10)에 장착된 제1 연장 반사기(30)의 이전은 제1 연장 반사기(30)를 가로 지르는 레이저 간섭계(20)로부터의 광 빔들의 스캐닝과 등가임을 이해할 것이다. 전이 섹션들(32) 중 하나를 가로 지르는 광의 스캐닝 동안, 평면 거울들(31) 중 대응하는 인접한 둘 사이의 조인트를 가로 질러 먼저 스캐닝하는 광 빔들 중 하나를 방사하는 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22) 중 하나는 무효 간섭계로서, 다른 하나는 유효 간섭계로서 정의된다. 유효 간섭계는 제작물 스테이지(10)에 현재 정보를 제공하는 반면, 무효 간섭계는 유효 간섭계에 의해 제공된 위치 정보 및 인접한 두 평면 거울들(31) 사이의 표면 비선형성에서의 차이들 delta_l 모두에 기초하여 영향받은 제로 기준 보정을 겪는다.

바람직하게는, 무효 간섭계의 제로-기준 보정은: 전이 섹션(32)에서, 제1 연장 반사기(30)의 길이 방향(lengthwise direction)을 따라 배열되는 몇몇 영점들(33)을 선택하는 단계; 유효 간섭계에 의해 획득된 위치 정보 및 인접한 두 평면 거울들(31) 사이의 전이 섹션(32)에서 표면 비선형성에서의 차이들에 기초하여 영점들(33)에서 무효 간섭계의 제로 오프셋들(zeroing offsets) h01, h02, h03 ...을 계산하는 단계; 극한값들(즉, 모든 제로 오프셋들의 평균으로부터 가장 그리고 적어도 벗어난 것들(those most and least deviated from an average of all the zeroing offsets))을 갖는 영점 오프셋들의 것들(those of the zeroing offsets)을 폐기하는 단계; 및 제로 오프셋들 중 남은 것들의 평균을 무효 간섭계을 위한 업데이트된 제로 기준으로서 취하는(taking) 단계를 포함한다.

본 발명의 간섭계 측정 장치를 제어하기 위한 프로세스는 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 아래에서 설명될 것이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 상부 제1 간섭계(21) 및 하부 제2 간섭계(22)로부터 방출된(emitted) 광 빔들은 모두 평면 거울들(31) 중 하나 (도면들에서 평면 거울(1))에 입사한다. 이 시점에서, 제2 간섭계(22)는 위치 정보를 제공하는 역할을 한다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 레이저 간섭계(20)가 바로 접한 하류부문 전이 섹션(immediately downstream transition section)(32)과 직접적으로 마주보며(face) 진행할(advances) 때, 상부 제1 간섭계(21)로부터의 광 빔은 다음의 평면 거울(31)(도면들에서는 평면 거울(2))에 입사되어, 하부 제2 간섭계(22)로부터의 광 빔은 여전히 이전의 평면 거울(31) (도면들에서 평면 거울(1))에 입사한다. 이 시점에서, 제1 간섭계(21)가 두 인접한 평면 거울들(31) 사이의 조인트를 가로 질러 스캐닝됨에 따라, 제1 간섭계(21)는 무효가 되고 그 판독(its reading)은 폐기된다(discarded). 그 결과, 제2 간섭계(22)는 위치 정보를 계속해서 제공하고, 제1 간섭계(21)에 대한 제로 기준은 제2 간섭계(22)에 의해 제공된 위치 정보로 업데이트된다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 하부 제2 간섭계(22)가 다음의 평면 거울(31)(도면들에서 평면 거울(2))를 마주보며 더 진행할 때, 제2 간섭계(22)의 판독은 폐기되고, 업데이트된 제1 간섭계(21)는 위치 정보를 제작물 스테이지(10)에 제공하기 시작한다.

도 5d에 도시된 바와 같이, 레이저 간섭계(20)가 다음의 전이 섹션(32)을 마주보며 더 진행할 때, 상부 제1 간섭계(21)로부터의 광 빔은 제2 평면 거울(31)(도면들에서 평면 거울(2))에 여전히 입사하는 반면, 하부 제2 간섭계(22)로부터의 광 빔은 여전히 다음의 평면 거울(31)(도면들에서 평면 거울(3))에 입사한다. 이 시점에서, 제1 간섭계(21)는 제2 간섭계(22)의 제로 기준이 업데이트됨에 기초하여, 위치 정보를 제공하는 것을 계속한다. 제1 간섭계(21)가 도면들 중 평면 미러(3)와 마주보도록 진행할 때, 업데이트된 제2 간섭계(22)는 제작물 스테이지(10)에 위치 정보를 제공하기 시작한다.

이들 단계들은 제1 연장 반사기(30)의 측정이 완료될 때까지 반복된다.

이 방법으로, 측정 정밀도를 손상시킬 수 있는 평면 거울들(31)의 어셈블리 중에 발생하는 조인트 오류 뿐만 아니라 제조 비용을 상승시키고 처리 어려움을 가중시킬 수 있는 지나치게 긴 연장 반사기의 문제점이 해결된다.

실시예 2

바람직하게는, 도 6 및 도 7을 참조하여, 제1 연장 반사기(30)는 서로 측 방향으로 배치되는 제1 및 제2 간섭계들(21, 22)과, 수평 방향을 따라 함께 놓인 복수의 직사각형 평면 거울들(31)로 대안으로 구성될 수 있다. 또한, 전이 섹션들(32)은 제1 및 제2 간섭계들(21, 22) 사이의 거리의 적어도 2 배인 폭을 갖도록 정의될 수 있다. 이 실시예에서, 제작물 스테이지(10)의 전진에 따라, 제2 간섭계(22)로부터의 광 빔은 다음의 평면 거울(31)에 먼저 입사한다. 이 시점에서, 제1 간섭계(21)는 위치 정보를 제공하고, 제2 간섭계(22)의 제로 기준은 이에 기초하여 업데이트된다. 제1 및 제2 간섭계들(21, 22)이 다음의 평면 거울(31)을 마주보며 더 진행할 때, 제2 간섭계(22)는 위치 정보를 제공하기 시작하고, 제1 간섭계(21)의 제로 기준이 이에 기초하여 업데이트된다. 이들 단계들은 제1 연장 반사기(30)의 측정이 완료될 때까지 반복된다.

본 실시예에 따른 간섭계 측정 장치를 제어하기 위한 프로세스는 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 아래에서 설명될 것이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 간섭계(21)(도면들에서 좌측의 것) 및 제2 간섭계(22)(도면들에서 우측의 것)로부터의 광 빔들은 모두 평면 거울들(31)(도면들에서 평면 거울(1)) 중 하나에 입사한다. 이 시점에서, 제1 간섭계(21)는 위치 정보를 제공하는 역할을 한다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22)로부터의 광 빔들은 모두 바로 접한 하류부문 전이 섹션(32)에 입사할 때, 제2 간섭계(22)로부터의 광 빔은 다음의 평면 거울(31)(도면들에서 평면 거울(2))에 입사하고, 제1 간섭계(21)로부터의 광 빔은 여전히 이전의 평면 거울(31)(도면들에서 평면 거울(1))에 입사한다. 이 시점에서, 제2 간섭계(22)는 무효가 되고, 제2 간섭계(22)로부터의 광 빔이 평면 거울(31) (도면들에서 평면 거울(2))에서의 영점(33)에 입사할 때, 제2 간섭계의 제로 기준은 제1 간섭계(21)에 의해 제공된 위치 정보 및 인접한 두 평면 거울들(31)(도면들에서 평면 거울(1, 2)) 사이의 표면 비선형성에서의 차이들에 모두 기초하여 업데이트된다.

도 8c에 도시된 바와 같이, 또한 제1 간섭계(21)가 다음의 평면 거울(31)(도면들에서 평면 거울(2))을 마주보며 더 진행할 때, 제1 간섭계(21)의 판독이 폐기되고, 업데이트된 제2 간섭계는 제작물 스테이지(1)에 위치 정보를 제공하기 시작한다. 동시에, 제1 간섭계(21)의 제로 기준은 제2 간섭계(22)에 의해 제공되는 위치 정보에 기초하여 업데이트된다. 제2 간섭계(22)가 도면들에서 평면 거울(3)을 마주보며 더 진행할 때, 업데이트된 제1 간섭계(21)는 대신에 제작물 스테이지(10)에 위치 정보를 제공하기 시작한다.

실시예 3

바람직하게는, 도 9를 참조하면, 본 실시예는 간섭계 측정 장치가 45-도 평면 거울들(40) 및 제2 평면 거울(50)을 더 포함한다는 점에서 실시예 1과 다르다. 45-도 평면 거울들(40)은 제1 연장 반사기(30) 아래에 배치되고 제2 평면 거울(50)에 대해 45°의 각도 및 제1 연장 반사기(30)에 대해 135°의 각도를 형성하도록 배향된다. 레이저 간섭계(20)로부터 방사된 광의 일부는 제2 평면 거울(50)로 45-도 평면 거울들(40)에 의해 재지향되고 그 다음 다시 원래의 경로를 따라간다. 45-도 평면 거울들(40)은 측정 범위를 확장하기 위하여 실시예 1의 평면 거울들(31)과 동일한 방식으로 조립된다. 이 실시예에 따르면, 수평 자유도(horizontal degree of freedom) 이외에, 제작물 스테이지(10)는 그것의 수직 자유도로(in its vertical degree of freedom) 부가적으로 측정될 수 있다.

실시예 4

이 실시예는 45-도 평면 거울들(40)이 측정 범위를 확장하기 위하여 실시예 2의 평면 거울들과 동일한 방식으로 조립된다는 점이 실시예 1과 다르다.

요약하면, 본 발명은 간섭계 측정 장치 및 그의 제어를 위한 방법을 제공한다. 간섭계 측정 장치는 제작물 스테이지(10), 레이저 간섭계(20) 및 제작물 스테이지(10)의 측면에 장착된 측정 반사기(즉, 제1 연장 반사기(30) 및/또는 45-도 평면 거울들(40))를 포함한다. 측정 반사기는 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 평면 거울들(31)의 어셈블리인 반면, 레이저 간섭계(20)는 제1 간섭계(21) 및 제2 간섭계(22)를 포함한다. 제작물 스테이지(10)의 전진 동안, 레이저 간섭계(20)가 전이 섹션들(32) 중 임의의 것을 직접 마주볼 때마다, 제1 및 제2 간섭계들(21, 22)로부터의 광 빔들은 전이 섹션(32)을 형성하는 평면 거울들(31) 중 둘에 입사한다. 또한, 제1 및 제2 간섭계들(21, 22)은 제작물 스테이지(10)에 위치 정보를 교대로 제공한다. 본 발명에 따르면, 제작물 스테이지(10)에 대한 수평 측정 범위는 두 간섭계들의 교대적인 제로-기준 업데이트를 통해서 뿐만 아니라 함께 조인되는 복수의 평면 거울들(31)의 사용을 통해 확장된다.

당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 대한 다양한 변경 및 변형을 만들 수 있음은 명백하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위 및 그의 균등물의 범위 내에 있는 모든 그러한 수정 및 변형을 포함하고자 한다.

Claims

간섭계 측정 장치에 있어서,
제작물 스테이지, 레이저 간섭계 및 상기 제작물 스테이지에 장착된 측정 반사기를 포함하고, 상기 측정 반사기는 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 평면 거울들로 구성되며, 상기 레이저 간섭계는 제1 간섭계 및 제2 간섭계를 포함하고, 이는, 상기 수평 방향을 따라 상기 레이저 간섭계에 대한 상기 제작물 스테이지의 이동 동안, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계로부터 방사된 광 빔들이 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘에 의해 정의되는 전이 섹션에 입사할 때, 상기 제1 간섭계로부터 방사된 상기 광 빔은 상기 인접한 두 평면 거울들 중 하나에 입사하고, 상기 제2 간섭계로부터 방사된 상기 광 빔은 상기 인접한 두 평면 거울들 중 다른 하나에 입사하고, 및 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계는 위치 정보를 상기 제작물 스테이지에 교대로 제공하도록 구성되고,
상기 측정 반사기는 상기 수평 방향을 따라 함께 조인되는 복수의 역 T-자형 평면 거울들로 구성되고, 상기 복수의 역 T-자형 평면 거울들의 각각의 인접한 둘은 서로에 대해 반대로 배향되고, 상기 복수의 역 T-자형 평면 거울들의 각각은 베이스 및 돌출부를 포함하고, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계는 다른 것 위에 수직으로 적층되고, 상기 전이 섹션들은 상기 복수의 평면 거울들 중 인접한 것의 베이스들에 의해 정의되는
간섭계 측정 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 레이저 간섭계는 일축 간섭계 또는 이축 간섭계로서 구현되는
간섭계 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정 반사기는 상기 제작물 스테이지의 측면에 장착되고 수평 평면에 수직이며, 상기 레이저 간섭계로부터 방사된 상기 광 빔들은 상기 측정 반사기의 법선과 평행한 방향으로 상기 측정 반사기의 표면에 수직으로 입사하고 다시 원래의 경로를 따라가는
간섭계 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 측정 반사기는 상기 제작물 스테이지의 측면에 장착되고 상기 제작물 스테이지의 측면에 대하여 135°의 각도로 기울어지며, 상기 레이저 간섭계는 상기 제작물 스테이지 위에 배치되는 제2 평면 거울을 더 포함하고, 상기 제2 평면 거울은 상기 제작물 스테이지의 제작물-지지 표면과 평행하게 배향되고, 상기 레이저 간섭계로부터 방사된 광 빔들은 그 법선에 대하여 45°의 각도로 상기 측정 반사기의 표면에 입사하고, 그렇게 함으로써 상기 제2 평면 거울에 반사되고 그 다음 다시 원래의 경로를 따라가는
간섭계 측정 장치.
제1항 또는 제4항에 정의된 바와 같은 상기 간섭계 측정 장치를 위한 제어 방법에 있어서,
대응하는 전이 섹션에 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계로부터의 상기 광 빔들의 입사 동안, 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계는 상기 제작물 스테이지에 현재 위치 정보를 교대로 제공하고 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나의 제로 기준을 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 다른 하나로부터의 상기 위치 정보로 교대로 업데이트하여 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 표면 비선형성에서의 차이들을 보정하는
제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나의 제로 기준을 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 다른 하나로부터의 상기 위치 정보로 교대로 업데이트하는 단계는,
상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계로부터의 상기 광 빔들이 상기 대응하는 전이 섹션에 입사할 때, 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 조인트를 먼저 통과하는 상기 광 빔을 방사하는 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나를 무효 간섭계로서, 다른 하나를 유효 간섭계로서 정의하는 단계;
상기 유효 간섭계에 의해, 획득된 상기 현재 위치 정보를 그것에 의해 상기 제작물 스테이지에 및 상기 무효 간섭계에 제공하는 단계; 및
상기 무효 간섭계에 의해, 상기 유효 간섭계로부터의 상기 위치 정보 및 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 상기 표면 비선형성에서의 차이들에 기초하여 상기 무효 간섭계의 업데이트된 제로 기준을 계산하는 단계
를 포함하는 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 하나의 제로 기준을 상기 제1 간섭계 및 상기 제2 간섭계 중 다른 하나로부터의 상기 위치 정보로 교대로 업데이트하는 단계는, 상기 유효 간섭계로부터의 상기 광 빔이 상기 복수의 평면 거울들 중 대응하는 인접한 둘 사이의 상기 조인트를 또한 통과한 후, 상기 유효 간섭계의 제로 기준을 상기 업데이트된 제로 기준으로 업데이트하는 단계
를 더 포함하는 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 표면 비선형성에서의 차이들은 상기 대응하는 전이 섹션에서 상기 제1 및 제2 간섭계들의 광 경로 길이 사이의 차이들인
제어 방법.