KR102102015B1 - 계측 플랫폼을 위한 하이브리드 진동 격리 시스템 - Google Patents

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Abstract

능동 및 수동 진동 격리 디바이스 둘 다를 포함하는 계측 툴이 제공된다. 계측 툴은, 광범위한 주파수 및 강도의 진동을 완충하고 감소시키기 위해 계측 툴의 상이한 지지 구조체에 결합되는 구속층 댐퍼, 입자 충격 댐퍼 또는 액체 충격 댐퍼, 및/또는 노이즈 소거 트랜스듀서와 같은 수동 또는 능동 격리 시스템을 포함할 수도 있다. 제공되는 원리에 따라 특정 툴 구성을 결정하기 위해, 주파수 범위 스펙트럼 분석 및 최적화가 적용될 수도 있다.

Description

계측 플랫폼을 위한 하이브리드 진동 격리 시스템{HYBRID VIBRATION ISOLATION SYSTEMS FOR METROLOGY PLATFORMS}
발명의 배경
1. 기술분야
본 발명은 진동 댐핑 시스템의 분야에 관한 것으로, 특히, 계측 툴(metrology tool)에서의 진동 댐핑(vibration damping)에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 미국 특허 제7,502,103호는, 이동 카운터 질량 방식(moving counter mass approach)을 구현하는 것에 의해 스테이지 진동을 완충하는 것을 교시한다. 계측 기술의 진보와 함께, 이 방식은 비용 면에서 덜 효율적으로 되고 이동 질량을 수용하기 위해 증가하는 공간을 필요로 한다.
발명의 개요
본 발명의 일 양태는 능동 및 수동 진동 격리 디바이스(vibration isolation device) 둘 다를 포함하는 계측 툴을 제공한다.
본 발명의 이들의, 추가적인, 및/또는 다른 양태 및/또는 이점은 하기의 상세한 설명에서 기재되고; 어쩌면 상세한 설명으로부터 추론가능하고; 및/또는 본 발명의 실시에 의해 학습가능하다.
이제, 발명의 실시형태의 더 나은 이해를 위해 그리고 본 발명의 실시형태가 어떻게 실시될 수도 있는지를 나타내기 위해, 동일한 도면 부호가 대응하는 소자 또는 섹션을 전체에 걸쳐 나타내는 첨부의 도면을 단지 예로서 참조할 것이다.
도면에서:
도 1은, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 계측 툴 레이아웃의 하이 레벨의 개략적인 예시이다.
도 2a 및 도 2b는, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 구속층 댐핑 시스템(constrained-layer damping system)의 하이 레벨의 개략적인 예시이다.
도 3은, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 입자 댐퍼(particle damper)의 하이 레벨의 개략적인 예시이다.
도 4는, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 노이즈 소거 트랜스듀서의 동작의 원리의 하이 레벨의 개략적인 예시이다.
도 5a 내지 5c는, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 방법을 예시하는 하이 레벨의 플로우차트이다.
발명의 상세한 설명
이제, 도면을 상세히 구체적으로 참조하지만, 나타내어진 상세는 예에 불과하고 본 발명의 바람직한 실시형태의 예시적인 논의의 목적만을 위한 것이며, 본 발명의 원리 및 개념적 양태의 가장 유용하고 쉽게 이해되는 설명인 것으로 생각되는 것을 제공하기 위한 이유로 제시된다 것을 강조한다. 이와 관련하여, 본 발명의 구조적 상세를 본 발명의 기본적인 이해에 필요한 것보다 더 상세히 나타내기 위한 어떠한 시도도 없으며, 도면과 함께 취해진 설명에 의해, 본 발명의 여러 형태가 실제 어떻게 구체화될 수도 있는 지가 기술분야에서 숙련된 자에게 명확해진다.
본 발명의 적어도 일 실시형태가 상세히 설명되기 이전에, 본 발명은 그 응용이, 하기의 설명에 기재되거나 도면에 예시된 컴포넌트의 배치 및 구성의 상세로 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시형태에 또는 다양한 방식으로 실시되거나 수행되는 것에 적용가능하다. 또한, 본원에서 활용되는 어법(phraseology) 및 전문용어(terminology)는 설명의 목적을 위한 것이며 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.
능동 및 수동 진동 격리 디바이스 둘 다를 포함하는 계측 툴이 제공된다. 계측 툴은, 광범위한 주파수 및 강도의 진동을 완충하고 감소시키기 위해 계측 툴의 상이한 지지 구조체에 결합되는, 구속층 댐퍼(constrained layer damper), 입자 충격 댐퍼(particle impact damper) 또는 액체 충격 댐퍼(liquid impact damper), 및/또는 노이즈 소거 트랜스듀서와 같은 수동 격리 시스템을 포함할 수도 있다. 제공되는 원리에 따라 특정 툴 구성을 결정하기 위해, 주파수 범위 스펙트럼 분석 및 최적화가 적용될 수도 있다.
제공되는 툴 및 방법은 툴을 주변 노이즈 및/또는 진동으로부터 격리하고 툴의 주변에 대한 툴의 영향을 감소시킨다. 격리 시스템은, 계측 툴의 주변환경(environment)과의 격리를 유지하면서, 스캐너와 같은 보다 민감한 장치를 계측 툴로부터 격리하도록 설계되고 최적화될 수도 있다. 본 발명은, 비용 효율적인 면에서 계측 툴의 증가하는 이동 질량의 도전과제에 대항하도록 설계된 능동 및 수동 진동 댐핑 메커니즘의 최적화된 조합을 개시한다. 특정 응용에 대한 각각의 주파수 범위에 따라, 다수의 상이한 기술이 맞춤된다. 본 발명의 소정의 실시형태는, 계측 시스템을 주변환경과 격리하는 것 및 주변환경을 계측 시스템과 격리하는 것 둘 다를 행하는 계측 툴에 대한 격리 솔루션을 제공한다. 그 솔루션은 비용 효율적이고 확장 가능한 방식으로 진동 격리 및 진동 에너지 소산(dissipation)을 제공한다.
도 1은, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 계측 툴 레이아웃(100)의 하이 레벨의 개략적인 예시이다. 툴(100)은 광학장치(optics; 90), 스테이지(95), 웨이퍼 척(157), 광학장치 지지 구조체(105), 툴 베이스 테이블(110)(예를 들면, 척과 웨이퍼 스테이지를 포함하는 광학장치 벤치), 격리 시스템(120), 툴 벤치(135), 툴 벤치 지지체(130) 및 받침대(pedestal)(140)(또는 플로어(150))를 포함한다.
본 발명의 계측 툴이 일반적으로 능동 또는 수동 격리 시스템(120)을 사용하지만, 계측 툴(100)은 능동 및 수동 양자의 격리 시스템(120)뿐만 아니라 툴 벤치 지지체(130) 내의 그리고 받침대(140) 내의(또는 플로어(150) 내의) 수동 격리 소자를 결합한다.
도 2a 및 도 2b는, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 구속층 댐핑 시스템(160)의 하이 레벨의 개략적인 예시이다. 시스템(160)은 구속용 층(constraining layer)(161, 169)에 (예를 들면, 접착제(163)에 의해) 부착된 댐핑층(165)을 포함한다. 도 2a는 인가되는 힘이 없는 정지 상태의 시스템(160)을 개략적으로 예시하고, 한편 도 2b는 수평 전단력(shear force)의 인가 하에서의 시스템(160)을 개략적으로 예시한다. 댐핑층(165)은 구속용 층(161, 169) 에 대한 전단력의 영향을 완화시키도록 동작한다. 댐핑층(165)의 전단 변형 및 기저가 되는(basal) 구속용 층(169)에 의해 인가되는 굽힘 응력(flexural stress) 하에서의 재료의 결과적인 신장 및 압축의 결과로서 에너지는 소산된다.
구속층 댐핑 수단(160)은 구조 재료(structural material) 내에 매립된(embedded) 점탄성층(들)(165)을 포함할 수도 있다. 점탄성층(165)의 전단 변형은 에너지 소산 및 지지 구조체의 고유 진동수(natural frequency)에 대한 효과적인 댐핑을 제공한다.
도 3은, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 입자 댐퍼(170)의 하이 레벨의 개략적인 예시이다. 댐퍼(170)는 벽(173), 베이스(172) 및 커버(177)에 의해 구속되는 엔클로저(175) 내에 입자(174)를 포함하는데, 벽(173), 베이스(172) 및 커버(177)는 베이스(172)와 벽(173)을 지지하는 하우징(171) 및 하우징(171)을 덮으며 인가된 힘을 커버(177)로 전달하도록 구성된 캡(179) 내에 엔클로징된다. 예를 들면, 광학장치 지지 구조체(105)의 일부인 스테이지의 움직임, 또는 플로어(150)로부터의 진동으로부터 유래하는 댐퍼(170)에서의 진동 에너지는 입상 재료(granular material; 174) 안으로 전달되어 그 안에서 소산된다. 이론에 구속시키고자 하는 것은 아니지만, 입자 충격 댐퍼(170)는, 벽(173), 베이스(172) 및 커버(177)에 의해 정의되는 엔클로저 내에서의 입자(174)의 움직임에 의해 야기되는 마찰력 및 입자(174) 자체의 변형을 통해 에너지를 소산시킨다. 계측 플랫폼 지지 구조체(105) 또는 툴(100)의 다른 부품 내부의 볼륨의 일부는 입자(174) 예컨대 모래, 세라믹, 플라스틱 또는 금속 비드, 또는 이들의 임의의 혼합/조합으로 부분적으로 채워질 수도 있다.
소정의 실시형태에서, 입상의 재료(174)는 점성 액체에 의해 대체되어 액체 기반 댐퍼(170)를 제공할 수도 있다. 댐퍼(170)는 광범위한 주파수 및 온도에 걸쳐 에너지를 소산시키는 비용 효율적인 방식이다. 댐퍼(170)는 스테이지에 의해 생성된 충격의 댐핑 및 높은 g의 부하 흡수를 제공한다. 입자 충격 댐퍼(170)는 (동조 질량 댐퍼(Tuned Mass Damper; TMD)의 작용과 유사하게) 격리 시스템(120), 구조체(105) 및/또는 툴(100) 또는 그 일부의 고유 진동수를 억제하도록(완충하도록) 설계될 수도 있다. 입자 충격 댐퍼(170)는 툴(100) 내에 존재하는 여러 고유 진동수를 억제하도록(완충하도록)(따라서 다수의 TMD와 같이 작용하도록) 설계될 수도 있다.
수동 격리 시스템(120)은 전단층 구속층 댐핑 소자(shear layer constrained-layer damping element; 160)(도 2) 및/또는 입자 댐퍼(170) 또는 점성 액체 댐퍼(도 3)를 포함하도록 구성될 수도 있다. 광학장치 지지 구조체(105)와 같은 임의의 지지 구조체, 툴 베이스 테이블(110), 툴 벤치(135), 툴 레그(130) 및 레벨러와 받침대(140)는, 각각의 공간적으로 설계된 캐비티에 매립된 전단층 댐핑 소자(160) 및 또는 입자 댐퍼(170) 또는 점성 액체 댐퍼를 포함할 수도 있다.
툴(100)은 수동 격리 시스템(120) 예컨대 지지 구조체(150) 내의 구속층 댐핑(160), 및 지지 구조체(105) 내의 및/또는 툴 벤치(135), 툴 레그(130) 또는 받침대(140)(또는 플로어(150)) 내의 입자 충격 댐퍼(또는 액체 충격 댐퍼)(170)를 포함할 수도 있다. 이러한 조합은 넓은 동적 범위에서의 진동 댐핑 및 진동 격리 시스템에 대한 양호한 전달률을 제공한다.
입자 충격 댐퍼(170) 또는 액체 충격 댐퍼(170)는 스테이지 충격 에너지의 일부를 흡수 또는 소산하여 수동 격리 시스템(120)(예를 들면, 구속층 댐핑 소자(160)를 포함함)에 의해 핸들링되어야 하는 에너지 및/또는 주변환경으로 전달되는 에너지를 감소시키도록 배열될 수도 있다.
도 4는, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 노이즈 소거 트랜스듀서(180)의 동작의 원리의 하이 레벨의 개략적인 예시이다. 툴(100)은 더욱 더 큰 범위의 기계적 주파수를 감소시키기 위해 노이즈 소거 트랜스듀서(180)를 더 포함할 수도 있다. 노이즈 소거 트랜스듀서(180)는, 기계적 노이즈가 자신의 스펙트럼 응답 범위 내에 있다면 어떤 원천(예를 들면, 공기, 플로어, 구조체)의 기계적 노이즈도 효과적으로 소거한다.
노이즈 소거 트랜스듀서(180)는 입력 음파(181)(노이즈, 진동 또는 기타)를 (검출기(184)를 통해) 검출하도록 그리고 반대 극성(188)을 갖는 동일한 음파(음의 부호, 반대 위상, 180° 위상차를 가짐)를 (생성기(185)를 통해) 생성하도록 구성된다. 진동 또는 노이즈 음파(181) 및 유도된(디바이스에 의해 생성된) 음파(188)는 간섭하여 서로 소거하고 결과적으로 제로의(또는 제로에 아주 가까운) 진동/노이즈/음파(189)로 나타나게 된다. 이 기술은 음의(negative) 음파 디바이스의 생성기(185) 및 검출 디바이스(184) 둘 다의 주파수 및 진폭 응답에 제한된다. 더 폭 넓은 주파수 응답을 생성하기 위해 다수의 트랜스듀서(180)가 동기하여 배치될 수도 있다(예를 들면, 더 정교한 소거 패턴을 생성하기 위해 다수의 소스로부터의 간섭 패턴이 사용될 수도 있다). 음파(181 및 189)는 도 4에서 간략화 및 예시적인 목적만을 위해 순수 사인파로 묘사되며, 비제한적인 방식에서는, 늘 그렇듯이 더 복잡한 입력(181) 및 소거파(189)가 보통 예상된다는 것을 유의한다. 노이즈 소거 트랜스듀서(180)는 동적 범위를 확대하고 진동 격리 시스템에 대한 전달률을 향상시키는 것이 유익하다.
비제한적인 예에서, 하기의 양태가 고려될 수도 있다. 이들 양태 중 임의의 것은 특정 조건에 결합될 수도 있거나 또는 적응될 수도 있다.
낮은 공진 주파수를 갖는 수동 격리는, 주변환경에 대한 툴(100)의 영향을 감소시키고 툴(100)을 주변환경으로부터 격리하기 위해, 받침대(140)와 관련될 수도 있거나 또는 받침대(140)의 상부, 아래 또는 안에 제공될 수도 있다. 예를 들면, 받침대의 수동 격리의 동작 주파수는 0.5 Hz 내지 100 Hz 또는 150 Hz의 범위 내에 있도록 선택될 수도 있다. 예를 들면, 수동 격리는 음의 강성 효과(negative stiffness effect)에 기초한 격리에 기초할 수도 있다.
툴 벤치(135)는, 상대적으로 느슨한 기계적 공차를 가지고, 강성이고 부피가 크게 구성될 수도 있다. 예를 들면, 50 Hz로부터 1 KHz까지의 범위 내에 있는 상대적으로 높은 주파수를 완충하기 위해 점탄성층(예를 들면, 전단층 구속층 댐핑 소자(160))이 툴 벤치(135) 안으로 매립될 수도 있다. 툴 벤치(135)의 질량은 저역통과 필터와 같이 작용하도록 구성될 수도 있다.
충격 댐퍼(170)(입자 기반 또는 액체 기반)는, 동조 질량 댐퍼(들)(TMD) 대신에 또는 동조 질량 댐퍼(들)(TMD)와 조합하여, 툴 벤치 지지체("레그")(130)의 내부 공간 내에 위치되도록 설계될 수도 있다. 구체적으로는, 매립된 충격 댐퍼(170) 및/또는 TMD는, 효과적으로 완충되어야 하는 몇 안되는 특정 공진 주파수에 대해 동조될 수도 있다. 소정의 실시형태에서, 충격 댐퍼(170)는 명시된 주파수 범위 내의 진동을 완충하도록 구성될 수도 있고 추가적인 TMD는 그 명시된 주파수 범위 내의 또는 밖의 소정의 특정 주파수에 동조될 수도 있다. 명시된 주파수 범위는 상대적으로 높을 수도 있고 수 kHz(예를 들면, 1 내지 10 kHz)까지 확장할 수도 있다.
격리 시스템(120)은, 툴(100) 및 그 주변환경에 대한 스테이지(95)의 충격을 감소시키기 위해서뿐만 아니라, 주변환경으로부터 스테이지(95)와 툴(100)을 격리하기 위해, 기계적, 공기압 및/또는 유압 스프링 및 모터를 포함하는 능동 격리 시스템으로서 설계될 수도 있다. 그러므로, 격리 시스템(120)은 스테이지(95) 및 플로어(150) 중 어느 하나 또는 둘 다로부터의 진동을 핸들링하도록 설계될 수도 있다. 능동 격리 시스템(120)은 2 내지 3 Hz와 100 내지 150 Hz 사이의 범위를 갖는 진동 주파수를 핸들링하도록 구성될 수도 있다.
강성이며 대형으로 설계되는 툴 베이스 테이블(110)(예를 들면, 화강암으로 이루어짐)은, 충격 댐퍼(170)(입자 기반 또는 액체 기반) 및/또는 TMD가 통합되는 포켓을 포함할 수도 있다. 이들은 명시된 주파수 범위에 걸친 및/또는 특정 공진 주파수의 진동을 완충하도록 구성될 수도 있다. 주파수 범위는 상대적으로 높을 수도 있고 수 kHz(예를 들면, 1 내지 10 kHz)까지 확장할 수도 있다. 툴 베이스 테이블(110)의 질량은 저역통과 필터와 같이 작용하도록 구성될 수도 있다.
강성이며 엄격한 기계적 공차를 갖도록 구성되는 광학장치 지지 구조체(105)는 구조적 댐핑 소자 예컨대 댐핑층 및/또는 전단층 구속층 댐핑 소자(160) 및/또는 아주 엄격한 기계적 공차 및 정적 강성(static stiffness)을 특징으로 하는 D 스트럿 디바이스와 같은 구조적 댐핑 디바이스를 통합할 수도 있다.
툴(100)은, 예를 들면, 노이즈 소거 트랜스듀서(180)를 사용한 음향 노이즈의 능동 억제 및 음향 패드 격리를 갖는 음향 스킨(155)에 의해, 주변환경으로부터, 예를 들면, 음향적 진동으로부터 추가적으로 격리될 수도 있다. 노이즈 소거 트랜스듀서(180)와 같은 음향 트랜스듀서는, 스킨(155), 툴 프레임, 툴 베이스 테이블(110), 툴 벤치(135) 상에 또는 툴 벤치 지지체(130) 및 광학장치 지지 구조체(105)와 같은 지지 구조체 상에 위치될 수도 있다.
툴 스테이지(95)는 모든 축(X, Y, Z, T)에 대한 하나의 조립체(assembly)를 포함할 수도 있거나 또는 별개의 광학장치 이동 축 및 웨이퍼 이동 축을 갖는 분산형 시스템을 포함할 수도 있다. 웨이퍼 척(157)은, 측정 동안, 특히 스테이지 안정화 시간 동안, 능동 척 레벨링을 위한 내장된 수직 액츄에이터(액츄에이터는, 예를 들면, 보이스 코일, 상이한 타입의 압전 모터 등등을 포함할 수도 있다)를 포함할 수도 있다. 척 하위시스템은 Z/팁/틸트와 자이로 및 가속도계와 같은 센서를 제어하여 소망되는 입력을 제공하기 위해 액츄에이터를 포함할 수도 있다. 또한, 스테이지 피드 포워드 신호(stage feed forward signal)가 필요하며 액츄에이터의 제어 시스템 안으로 통합된다. 센서는, 웨이퍼 척(157)과 측정 헤드의 광학 축 사이의 수직성을 보장하기 위해, 광학 축(예를 들면, 주요 목적)을 정의하는 시스템 소자 상에 설치될 수도 있다. 액츄에이터는 모든 측정 프로세스 동안 수평 웨이퍼 위치(또는 웨이퍼와 광학 축 사이의 수직성)을 유지하거나 제어하도록 그리고 그에 따라 스테이지(95)의 안정화 동안의 대기 시간을 최소화하는 것에 의해 MAM(Move-Acquire-Measure; 이동-포착-측정)을 감소시키도록 제어될 수도 있다.
유익하게도, 미국 특허 제7,502,103와 같은 문헌이 이동 카운터 질량 방식을 구현하는 것에 의해 스테이지 진동을 완충하는 것을 교시하지만, 본 발명은 스테이지 움직임에 균형을 맞추기 위해 추가적인 이동 질량의 사용을 필요로 하지 않는다. 그러므로, 본 발명은, 더 비용 효율적이며 공간을 덜 차지하는 더 간단하고 더 신뢰성 있는 솔루션을 제공한다. 능동 및/또는 수동 컴포넌트를 구비하는 개시된 포괄적인 하이브리드 진동 격리 시스템은, 툴(100)의 적절한 위치에 다수의 상이한 기술을 결합하고 구현하는 것에 의해, 비용 효율적이며, 공간 효율적인 계측 툴 격리 시스템을 제공한다. 특정 구성은, 위에서 제시되었던, 툴(100) 및 그 주변환경 전체에 걸친 진동 주파수의 분포의 분석과 관련한 요건에 적응될 수도 있다.
도 5a 내지 5c는, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따른 방법(200)을 예시하는 하이 레벨의 플로우차트이다. 방법(200)은, 계측 툴(100)을 제조하고, 준비하고 및/또는 사용하기 위한 단계, 예컨대 하기의 단계 중 임의의 것을 그 순서에 관계 없이 포함할 수도 있다.
방법(200)은 능동 및 수동 진동 격리 디바이스를 계측 툴 안으로 결합하는 것을 포함한다(단계 210). 방법은, 구속층 댐핑 및 입자 또는 액체 충격 댐퍼를 지지 구조체 안으로 도입하는 것(단계 220) 및/또는 점탄성층을 툴 또는 지지 구조체의 구조 재료 안으로 매립하는 것(단계 225) 및/또는 진동 에너지를 입상 재료 또는 액체로 전달하여 소산시키기 위해(단계 235) 입자 또는 액체 충격 댐퍼를 계측 플랫폼에서 사용하는 것(단계 230) 및/또는 진동파의 검출 및 반대 극성을 갖는 대향 파(opposite wave)의 생성을 통해 노이즈를 소거하는 것(단계 245)에 의해 기계적 주파수를 감소시키도록 노이즈 소거 트랜스듀서를 적합시키는 것(단계 240)을 포함한다.
방법(200)은 다음의 단계 중 임의의 것을 더 포함할 수도 있다: 받침대 상부 상에 낮은 공진 주파수를 갖는 수동 격리를 사용하는 것(단계 212), 스테이지를 능동적으로 격리하기 위해 기계적, 공기압 및/또는 유압 스프링 및 모터를 사용하는 것(단계 214), 툴 벤치에 탄점성층을 매립하는 것(단계 227), 명시된 주파수 범위로 동조된 댐퍼를 툴 벤치 지지체 내에 및/또는 툴 베이스 테이블 내에 통합하는 것(단계 236), 및 엄격한 기계적 공차 및 정적 강도를 갖도록 설계된 댐핑층을 광학장치의 지지 구조체 내에 통합하는 것(단계 238).
방법(200)은 스테이지를 격리하기 위해 음향 노이즈의 능동 억제를 갖는 음향 스킨을 적용하는 것(단계 247) 및 음향 트랜스듀서를 툴 베이스 테이블에 및/또는 광학장치의 지지 구조체에(단계 248)뿐만 아니라 어쩌면 다른 지지 구조체에 적용하는 것을 더 포함할 수도 있다.
방법(200)은, 예를 들면, 웨이퍼 척에 액츄에이터를 내장시키는 것(단계 252)에 의해 능동 척 레벨링을 제공하는 것(단계 250) 및/또는 수평 웨이퍼 위치를 유지하고 스테이지 안정화 대기 시간을 최소화하기 위해 센서 데이터를 통해 액츄에이터를 제어하는 것(단계 254)을 더 포함할 수도 있다.
상기에서 개시된 단계의 임의의 구성은, 스테이지에 가해지는 그리고 스테이지에 의해 작용되는 진동을 감소시키도록 수동 및 능동 격리 컴포넌트의 조합을 구성하는 것에 의해 이동 카운터 질량 방식을 회피하는 것(단계 260)을 허용하도록 조정될 수도 있다.
유익하게도, 개시된 툴(100)은 툴(100)의 컴포넌트의 고유 진동수에 가까운 진동을 댐핑함에 있어서의 현재의 제한사항, 격리 시스템의 전달률 함수에서의 제한사항, 동적 범위에서의 제한사항, 에너지 소산뿐만 아니라 스테이지 충격의 대부분의 플로어로의 전달을 약화시킴에 있어서의 제한사항을 극복한다. 개시된 발명은 계측 툴에서의 진동 댐핑 소자의 에너지 소산의 정도가 낮은 것 및 제한된 동적 범위의 현재의 도전 과제, 및 또한 댐핑 컴포넌트의 고유 진동수의 그리고 불충분한 전달률 함수의 도전 과제를 극복한다. 개시된 솔루션은, 주변환경으로부터 스테이지로의 그리고 스테이지로부터 주변환경으로의 진동의 양방향의 전달을 핸들링하고, 따라서 전체적이고 조정가능한 진동 댐핑 솔루션을 제공한다.
상기 설명에서, 한 실시형태는 본 발명의 한 예 또는 구현예이다. "일 실시형태", "한 실시형태", "소정의 실시형태" 또는 "몇몇 실시형태"의 다양한 출현은 반드시 모두 동일한 실시형태를 가리키는 것은 아니다.
본 발명의 다양한 특징이 단일의 실시형태의 맥락에서 설명될 수도 있지만, 그 특징은 개별적으로 또는 임의의 적합한 조합으로 또한 제공될 수도 있다. 역으로, 본 발명이 명확성을 위해 본원에서 별개의 실시형태의 맥락에서 설명될 수도 있지만, 본 발명은 단일의 실시형태에서 또한 구현될 수도 있다.
본 발명의 소정의 실시형태는 위에서 개시된 상이한 실시형태로부터의 특징을 포함할 수도 있고, 소정의 실시형태는 위에서 개시된 다른 실시형태로부터의 소자를 통합할 수도 있다. 특정 실시형태의 맥락에서의 본 발명의 소자의 개시는 그 소자의 용도를 그 특정 실시형태에만 제한하는 것으로 간주되어선 안된다.
또한, 본 발명은 다양한 방식으로 수행되거나 실시될 수 있다는 것 및 본 발명은 위의 설명에서 강조된 실시형태 이외의 소정의 실시형태에서 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은 실시형태의 도면에 또는 대응하는 설명에 제한되지 않는다. 예를 들면, 플로우는 각각의 예시된 박스 또는 상태를 통해 또는 본원에서 예시되고 설명된 것과 완전히 동일한 순서로 이동할 필요는 없다.
본원에서 사용되는 기술적 및 과학적 용어의 의미는, 그렇지 않다고 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 방식으로 일반적으로 이해되어야 한다.
본 발명이 제한된 수의 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 이들은 본 발명의 범위에 대한 제한으로서 간주되어선 안되며, 대신 바람직한 실시형태 중 몇몇의 예시화로서 간주되어야 한다. 다른 가능한 변형예, 수정예, 및 응용예도 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 지금까지 설명된 것에 의해서가 아니라 첨부된 특허청구범위 및 그들의 법적인 균등물에 의해 제한되어야 한다.

Claims (34)

  1. 계측 툴에 있어서,
    적어도 하나의 능동 진동 격리(isolation) 디바이스;
    적어도 하나의 수동 진동 격리 디바이스; 및
    상기 계측 툴의 주변환경의 음향적 진동으로부터 상기 계측 툴을 격리하도록 구성된 적어도 하나의 노이즈 소거 트랜스듀서를 갖는 적어도 하나의 음향 스킨(acoustic skin)
    을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 능동 진동 격리 디바이스 또는 적어도 하나의 수동 진동 격리 디바이스 중 적어도 하나는,
    진동파를 검출하고 반대 극성을 갖는 대향 파를 생성하도록 배열된 적어도 하나의 노이즈 소거 트랜스듀서; 또는
    A) 상기 계측 툴의 지지 구조체 내의 구속층 댐퍼(constrained layer damper) 및 적어도 하나의 입자 또는 액체 충격 댐퍼;
    B) 노이즈를 소거하는 것에 의해 기계적 주파수를 감소시키도록 배열된 적어도 하나의 노이즈 소거 트랜스듀서; 또는
    C) 툴 베이스 테이블 및 광학장치의 지지 구조체 중 적어도 하나에 적용된 적어도 하나의 음향 트랜스듀서
    중 적어도 하나와, 상기 진동파를 검출하고 반대 극성을 갖는 상기 대향 파를 생성하도록 배열된 상기 적어도 하나의 노이즈 소거 트랜스듀서의 조합을 포함하는 것인, 계측 툴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계측 툴의 구조 재료 안으로 또는 상기 계측 툴의 지지 구조체 안으로 매립된 점탄성층을 더 포함하는, 계측 툴.
  3. 제1항에 있어서,
    진동 에너지를 적어도 하나의 입자 또는 액체 충격 댐퍼의 입상 재료(granular material) 또는 액체로 전달하여 소산시키도록 배열된 상기 적어도 하나의 입자 또는 액체 충격 댐퍼를 상기 계측 툴 내에 더 포함하는, 계측 툴.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수동 진동 격리 디바이스는 상기 계측 툴의 받침대(pedestal)와 연관된 0.5 Hz 내지 150 Hz의 주파수 범위 내의 주파수를 격리하는 것인, 계측 툴.
  5. 제1항에 있어서,
    50 Hz 내지 1 kHz의 주파수 범위 내의 진동을 완충하도록 배열되며 상기 계측 툴의 툴 벤치 및 광학장치의 지지 구조체 중 적어도 하나에 매립되는 적어도 하나의 점탄성층을 더 포함하는, 계측 툴.
  6. 제1항에 있어서,
    1 kHz 내지 10 kHz의 주파수 범위 내의 진동을 완충하도록 배열되며 상기 계측 툴의 툴 벤치 지지체 및 툴 베이스 테이블 중 적어도 하나 내에 매립되는 적어도 하나의 충격 댐퍼를 더 포함하는, 계측 툴.
  7. 제1항에 있어서,
    2 Hz 내지 150 Hz의 범위를 갖는 진동 주파수를 격리하도록 구성된 능동 격리 시스템을 더 포함하는, 계측 툴.
  8. 제1항에 있어서,
    수평 웨이퍼 위치를 유지하도록 그리고 스테이지 안정화 대기 시간을 최소화 하도록 구성된 센서 제어 액츄에이터를 구비하는 능동 척 레벨러를 더 포함하는, 계측 툴.
  9. 방법에 있어서,
    적어도 하나의 능동 진동 격리 디바이스 및 적어도 하나의 수동 진동 격리 디바이스를 계측 툴 안으로 결합하는 단계;
    적어도 하나의 음향 스킨을, 상기 계측 툴의 주변환경의 음향 진동으로부터 상기 계측 툴을 격리하도록 구성된 적어도 하나의 노이즈 소거 트랜스듀서와 결합하는 단계; 및
    적어도 하나의 단계를 수행하는 단계 - 상기 적어도 하나의 단계는,
    진동파를 검출하고 반대 극성을 갖는 대향 파를 생성하는 것에 의해 노이즈를 소거하는 단계; 또는
    A) 상기 계측 툴의 지지 구조체 안으로 구속층 댐퍼 및 적어도 하나의 입자 또는 액체 충격 댐퍼를 도입하는 단계;
    B) 적어도 하나의 노이즈 소거 트랜스듀서를 사용하여 노이즈를 소거하는 것에 의해 기계적 주파수를 감소시키는 단계; 또는
    C) 툴 베이스 테이블 및 광학장치의 지지 구조체 중 적어도 하나에 음향 트랜스듀서를 적용하는 단계
    중 적어도 하나와, 상기 진동파를 검출하고 반대 극성을 갖는 상기 대향 파를 생성하는 것에 의해 노이즈를 소거하는 단계의 조합을 포함함 -
    를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 계측 툴의 구조 재료 안으로 또는 상기 계측 툴의 지지 구조체 안으로 점탄성층을 매립하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 계측 툴 내의 적어도 하나의 입자 또는 액체 충격 댐퍼를 사용하여 진동 에너지를 상기 적어도 하나의 입자 또는 액체 충격 댐퍼의 입상 재료 또는 액체로 전달하여 소산시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 계측 툴의 받침대를 사용하여 0.5 Hz 내지 150 Hz의 주파수 범위 내에 수동 진동 격리와 연관시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    50 Hz 내지 1 kHz의 주파수 범위 내의 진동을 완충하도록 배열된 적어도 하나의 점탄성층을, 상기 계측 툴의 툴 벤치 및 광학장치의 지지 구조체 중 적어도 하나에 매립하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    1 kHz 내지 10 kHz의 주파수 범위 내의 진동을 완충하도록 배열된 적어도 하나의 충격 댐퍼를, 상기 계측 툴의 툴 벤치 지지체 및 툴 베이스 테이블 중 적어도 하나 내에 매립하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    2 Hz 내지 150 Hz의 범위를 갖는 진동 주파수를 핸들링하도록 구성된 능동 격리 시스템을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    수평 웨이퍼 위치를 유지하도록 그리고 스테이지 안정화 대기 시간을 최소화하도록 구성된 센서 제어 액츄에이터를 구비하는 능동 척 레벨러를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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