KR102278250B1 - 리소그래피 머신에 사용하기 위한 수직 제어 방법 - Google Patents

리소그래피 머신에 사용하기 위한 수직 제어 방법 Download PDF

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Abstract

리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법은, 단계 1, 스캐닝 노광 전에, 워크피스(6)의 전체 표면 프로파일 데이터를 획득하기 위해 상기 워크피스를 측정하도록 수직 측정 센서(5)를 제어하는 단계; 단계 2, 상기 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 글로벌 레벨링을 수행하는 단계; 및 단계 3, 각각의 노광 필드의 상기 스캐닝 노광 동안, 상기 수직 측정 센서에 의해 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 실시간으로 측정하고, 각각의 노광 필드의 상부 표면이 상기 노광 필드에 대한 기준 초점면(42)과 일치하도록, 실시간으로 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값에 따라 수직으로 이동하도록 마스크 스테이지(3), 워크피스 스테이지(7) 및 투영 대물렌즈(4) 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함한다. 이 방법은 다수의 제어 옵션을 제공하여 높은 정확성을 갖는 유연한 수직 제어를 가능하게 한다.

Description

리소그래피 머신에 사용하기 위한 수직 제어 방법
본 발명은 반도체 분야, 특히 리소그래피 머신(lithography machine)의 수직 제어를 위한 방법에 관한 것이다.
리소그래피 시스템은, 맨 위(top)로부터 맨 아래(bottom)로, 조명 시스템, 마스크를 지지하기 위한 마스크 메커니즘(mask mechanism), 대물렌즈 그룹(objective group) 및 워크피스(workpiece)(즉, 기판)를 지지하기 위한 워크피스 스테이지 메커니즘(workpiece stage mechanism)을 포함한다. 리소그래피의 프로세스 동안, 조명 광은 마스크 메커니즘 및 대물렌즈 그룹을 통해 연속적으로 전파된 다음 워크피스에 도달한다.
리소그래피 시스템의 경우, 워크피스는 전체 표면 프로파일(overall surface profile) 및 국부 표면 프로파일(local surface profile)로 분류될 수 있는 표면 불규칙성(surface irregularities)을 가질 수 있다. 전체 표면 프로파일은 기판의 상부 표면(upper surface)의 전체 프로파일 수차(overall profile aberrations)를 지칭하고, 기판 표면 프로파일의 저주파 성분에 대응하는 반면, 국부 표면 프로파일은 정적 각도 필드(static angular field) 내에서 상부 표면의 피크(peaks) 및 골(valleys)을 지칭하고, 기판 표면 프로파일의 고주파수 성분에 대응한다.
기판의 표면 프로파일에 적응하기 위해, 리소그래피 프로세스는 종종 리소그래피 정확도를 향상시키기 위해 수직 제어 방법을 사용한다. 종래의 수직 제어 방법에서, XYZ 3 차원 좌표 시스템이 전형적으로 먼저 수립되고, 3 점 글로벌 레벨링(three-point global leveling)이 수행되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 정삼각형의 정점(apices) A, B 및 C와 같은 워크피스 상의 3개의 점이 그들의 Z 위치에 대해 선택되고 측정될 수 있다. 측정은 워크피스의 Z, Rx 및 Ry의 값을 결정하기 위해 피팅(fitted)될 수 있고, 이어서 워크피스는 Z, Rx 및 Ry의 값에 따라 조정될 수있다. 단일 노광 필드에 대한 조정은 노광 필드(exposure fields)에서 스캐닝 노광(scanning exposure)의 프로세스 동안 더 이상 수행되지 않는다.
종래의 방법에 따르면, 노광을 위한 리소그래피 머신의 요구는 워크피스가 크기가 작고 대물렌즈의 초점 깊이가 큰 경우 기본적으로 충족될 수 있다. 그러나, 더 큰 크기를 향한 워크피스(예를 들어, 유리 기판)의 개발이 인기가 있는 경향이 있으며, 이 경우, 종래의 방법은 리소그래피 머신의 수직 제어 요건을 만족시키기 어려울 수 있다.
상기 문제점을 고려하여, 본 발명은 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법을 제안하며, 이는 다양한 조건에 적응된 상이한 수직 제어 모드에서 수행될 수 있으며, 따라서 향상된 유연성 및 정확성으로 리소그래피 머신의 제어를 가능하게 한다.
본 발명은 리소그래피 머신(lithography machine)의 수직 제어(vertical control)를 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은,
단계 1, 스캐닝 노광 전에, 워크피스(workpiece)의 전체 표면 프로파일 데이터(overall surface profile data)를 획득하기 위해 상기 워크피스를 측정하도록 수직 측정 센서(vertical measurement sensors)를 제어하는 단계;
단계 2, 상기 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 글로벌 레벨링(global leveling)을 수행하는 단계; 및
단계 3, 각각의 노광 필드의 상기 스캐닝 노광 동안, 상기 수직 측정 센서에 의해 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일(local surface profile)을 실시간으로 측정하고, 각각의 노광 필드의 상부 표면이 상기 노광 필드에 대한 기준 초점면(reference focal plane)과 일치하도록, 실시간으로 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 Z 방향 높이 값(Z-directional height value), Rx 방향 기울기 값(Rx-directional tilt value) 및 Ry 방향 기울기 값(Ry-directional tilt value)에 따라 수직 이동을 수행(conduct)하도록 마스크 스테이지(mask stage), 워크피스 스테이지(workpiece stage) 및 투영 대물렌즈(projection objective) 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 단계 2는, 글로벌 평면 표면 프로파일(global plane surface profile)을 획득하기 위해 상기 워크피스의 표면 프로파일 데이터를 피팅(fitting)하는 단계; 및 상기 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면(target plane)과 상기 글로벌 평면 표면 프로파일 사이의 차이에 기초하여 상기 글로벌 레벨링에 대한 수직 이동 제어 파라미터(vertical movement control parameters)를 도출(deriving)하고, 상기 노광 전에, 상기 글로벌 레벨링에 대한 상기 수직 이동 제어 파라미터에 따라 전체 글로벌 레벨링(overall global leveling)을 수행하기 위해 상기 워크피스 스테이지의 수직 이동을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 글로벌 레벨링을 위한 상기 타겟 평면은 상기 투영 대물렌즈를 위한 최적 초점면(optimum focal plane)이다.
또한, 단계 2는, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 전에, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지(local wedge)를 획득하기 위해 상기 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계; 및 각각의 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지에 기초하여 필드 별 글로벌 레벨링(field-by-field global leveling)을 수행하도록 상기 워크피스 스테이지에 의해 지지되는 상기 워크피스를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 단계 2는, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 전에, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계; 상기 국부 웨지에 대응하는 Z 방향 높이 값을 상기 투영 대물렌즈의 배율(magnification)의 제곱으로 나누고, 상기 국부 웨지에 대응하는 Rx 방향 기울기 값을 상기 투영 대물렌즈의 배율로 나누고, 상기 국부 웨지에 대응하는 Ry 방향 기울기 값을 상기 투영 대물렌즈의 배율로 나누어, 상기 국부 웨지의 이미지 대 객체 변환(image-to-object conversion)이 달성되도록 하는 단계; 및 이미지 대 객체 변환 후 상기 국부 웨지에 기초하여 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하도록 상기 마스크 스테이지를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 단계 2는, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 직교 다항식 경로(orthogonal polynomial path)를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계를 더 포함한다.
또한, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계는,
상기 워크피스의 곡면 프로파일(curved surface profile)을 획득하기 위해, 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 대해 곡면 피팅(curved surface fitting)을 수행하는 단계 - 이에 기초하여, 각각의 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지가 각각의 노광 필드의 중심에서 수행된 1차 테일러 전개식(first-order Taylor expansion)으로부터 획득됨 -를 포함한다.
또한, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 전에, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계, 및 각각의 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지에 기초하여 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하도록 상기 워크피스 스테이지에 의해 지지되는 상기 워크피스를 제어하는 단계는,
상기 워크피스의 곡면 프로파일을 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 곡면 피팅을 수행하는 단계 - 이에 기초하여, 상기 워크피스의 상부 표면(upper surface)에 분포된 보간 점(interpolated points)을 획득하기 위해 선형 보간(linear interpolation)이 수행됨 -; 보간 점 중 대응하는 하나를 각각의 노광 필드에 매핑(mapping)하는 단계; 각각의 노광 필드에서, 정적 각도 필드(static angular field)의 이동 동안 상기 노광 필드의 수직 이동 피팅된 값을 획득하기 위해 상기 노광 필드의 시작점(start point)으로부터 종료점(finish point)으로 이동하는 정적 각도 필드 내의 상기 매핑된 보간 점에 평면 피팅(plane fitting)을 수행하는 단계; Z 방향, Rx 방향 및 Ry 방향으로의 상기 워크피스 스테이지의 직교 다항식 경로를 획득하기 위해 상기 수직 이동 피팅된 값에 기초하여 직교 다항식 피팅을 수행하는 단계; 및 상기 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하기 위해 상기 직교 다항식 경로에 따라 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계는,
상기 워크피스의 글로벌 평면 표면 프로파일을 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 평면 피팅을 수행하는 단계; 상기 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면과 상기 글로벌 평면 표면 프로파일 사이의 차이를 계산하는 단계; 점의 세트 Φ'를 획득하기 위해 상기 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터로부터 상기 차이를 감산(subtracting)하는 단계; 상기 세트 Φ'에서의 점 중 대응하는 하나를 각각의 노광 필드에 매핑하는 단계; 및 상기 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 노광 필드의 데이터에 평면 피팅을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 글로벌 레벨링을 위한 상기 타겟 평면은 상기 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면이다.
또한, 상기 리소그래피 머신은 복수의 투영 대물렌즈를 포함하고, 상기 글로벌 레벨링을 위한 상기 타겟 평면은 상기 복수의 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면의 평균이다.
또한, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계는,
상기 세트 Φ'로부터 상기 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지를 제거하는 단계; 상기 정적 각도 필드의 이동 동안 상기 노광 필드의 수직 이동 피팅된 값을 획득하기 위해, 상기 노광 필드의 시작점으로부터 종료점으로 이동하는 상기 정적 각도 필드에서의 상기 데이터에 평면 피팅을 수행하는 단계; Z 방향, Rx 방향 및 Ry 방향으로의 상기 워크피스 스테이지의 직교 다항식 경로를 획득하기 위해 상기 수직 이동 피팅된 값에 기초하여 직교 다항식 피팅을 수행하는 단계; 및 상기 정적 각도 필드 내에서 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 상기 직교 다항식 경로에 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈에 대해 상기 최적 초점면을 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 직교 다항식은 르장드르 다항식(Legendre polynomials), 체비셰프 다항식(Chebyshev polynomials) 또는 그램-슈미트 직교화(Gram-Schmidt orthogonalization)로부터 도출된 기본 함수를 포함한다.
또한, 단계 3은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 마스크 스테이지를 구성하는 단계를 포함하고, 상기 Z 방향 높이 값의 보상은,
각각의 노광 필드의 시작점에서 상기 마스크 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00001
의 양(amount)의 Z 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00002
는 상기 노광 필드의 시작점에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00003
는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면에 대한 Z 방향 설정 값(Z-directional set value)을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -; 및
상기 스캐닝 노광 동안 상기 마스크 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00004
의 양의 Z 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00005
는 전류 샘플링 사이클(current sampling cycle) 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00006
는 이전 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -를 포함한다.
또한, 단계 3은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Rx 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 마스크 스테이지를 구성하는 단계를 포함하고, 상기 Rx 방향 기울기 값의 보상은,
각각의 노광 필드의 시작점에서 상기 마스크 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00007
의 양의 Rx 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00008
는 상기 노광 필드의 시작점에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00009
는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면에 대한 Rx 방향 설정 값(Rx-directional set value)을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -; 및
상기 스캐닝 노광 동안 상기 마스크 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00010
의 양의 Rx 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00011
는 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00012
는 이전 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -를 포함한다.
또한, 단계 3은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 마스크 스테이지를 구성하는 단계를 포함하고, 상기 Ry 방향 기울기 값의 보상은,
각각의 노광 필드의 시작점에서 상기 마스크 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00013
의 양의 Ry 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00014
는 상기 노광 필드의 시작점에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00015
는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면에 대한 Ry 방향 설정 값(Ry-directional set value)을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -; 및
상기 스캐닝 노광 동안 상기 마스크 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00016
의 양의 Ry 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00017
는 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00018
는 이전 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -를 포함한다.
또한, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 상기 마스크 스테이지의 실제 수직 이동 값은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위한 조정량(amounts of adjustment) 및 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면(calibrated nominal plane)을 향하여 상기 마스크 스테이지의 이동에 대한 수직 이동 설정 값(vertical movement set value)을 추가함으로써 획득된다.
또한, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 상기 마스크 스테이지의 실제 수직 이동 값은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위한 조정량 및 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 상기 마스크 스테이지의 이동에 대한 수직 이동 설정 값을 추가함으로써 획득되며, 이는 필터링된다.
또한, 단계 3은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 구성하는 단계를 포함하고, 상기 Z 방향 높이 값의 보상은,
상기 스캐닝 노광 동안 상기 워크피스 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00019
의 양의 Z 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00020
는 상기 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00021
는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Z 방향 설정 값을 나타냄 -를 포함한다.
또한, 단계 3은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Rx 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 구성하는 단계를 포함하고, 상기 Rx 방향 기울기 값의 보상은,
상기 스캐닝 노광 동안 상기 워크피스 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00022
의 양의 Rx 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00023
는 상기 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00024
는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Rx 방향 기울기 값을 나타냄 -를 포함한다.
또한, 단계 3은 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 구성하는 단계를 포함하고, 상기 Ry 방향 기울기 값의 보상은,
상기 스캐닝 노광 동안 상기 워크피스 스테이지에,
Figure 112019104543001-pct00025
의 양의 Ry 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
Figure 112019104543001-pct00026
는 상기 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00027
는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Ry 방향 설정 값을 나타냄 -를 포함한다.
또한, 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계는, 상기 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면이 상기 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록, 수직으로 이동하도록 상기 투영 대물렌즈에서 렌즈(lens)를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계는, 상기 투영 대물 렌즈에 대한 최적 초점면이 상기 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록, 서로에 대해 수평으로 이동하도록 상기 투영 대물렌즈의 이동 가능 렌즈 그룹(moveable lens group) 내의 렌즈를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 수직 이동은 Z 방향 이동, Rx 방향 이동 및 Ry 방향 이동 중 하나 또는 조합을 포함하고, 단계 3에서, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값에 따라 수직으로 이동하도록 마스크 스테이지, 워크피스 스테이지 및 투영 대물렌즈 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
상기 워크피스 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값, 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되고, 동시에, 상기 마스크 스테이지가 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 구성되는 모드; 또는
상기 워크피스 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되고, 동시에, 상기 마스크 스테이지의 Z 방향 자유도(Z-directional degree of freedom)가 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 구성되고, 상기 마스크 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드; 또는
상기 워크피스 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값, 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되고, 동시에, 상기 마스크 스테이지가 상기 마스크 스테이지의 Z 방향 자유도가 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 구성되고, 상기 마스크 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드; 또는
상기 워크피스 스테이지가 상기 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면을 향하여 이동하도록 구성되고, 동시에, 상기 마스크 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값, 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드; 또는
상기 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면이 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값, 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드
중 어느 하나를 포함한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명은 다음과 같은 장점을 제공한다:
1. 마스크 스테이지를 조정하는 것에 의한 수직 제어를 제안하며, 이는 워크피스 스테이지와 비교하여, 더 무게가 가볍고 따라서 더 높은 대역폭을 허용한다. 마스크 스테이지의 수직 이동은 워크피스 표면 프로파일 불규칙성에서의 고주파 성분을 보상할 수 있어, 스캐닝 노광 동안 대형 워크피스의 수직 제어의 문제를 극복할 수 있다.
2. 또한 마스크 스테이지와 투영 대물렌즈 및 워크피스 스테이지의 조합을 조정하는 것에 의한 수직 제어를 제안하며, 수직 제어에 대한 추가 옵션을 제공한다.
3. 수직 제어 모드의 유연한 선택을 허용하고 수직 제어의 정확성을 허용하는 구성 테이블(configuration table)을 더 제안한다.
도 1은 종래의 수직 제어 방법에서 측정점의 선택을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직 제어 하에 다수의 마스크 스테이지를 구비한 리소그래피 머신의 구조적 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직 제어 하의 리소그래피 머신에서 데이터 채널 사이의 연결을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직 측정 센서의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 투영 대물렌즈의 기준 초점면을 조정하기 위한 제1 접근법의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 투영 대물렌즈의 기준 초점면을 조정하기 위한 제2 접근법의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 글로벌 레벨링의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면을 도시한다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정적 각도 필드의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따라 마스크 스테이지를 조정함으로써 워크피스에 대한 국부 표면 프로파일 보상을 위한 수직 제어 구조의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따라 워크피스 스테이지를 조정함으로써 워크피스에 대한 국부 표면 프로파일 보상을 위한 수직 제어 구조의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수직 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
이 도면들에서, 1은 조명 시스템을 표시하고; 2는 포토마스크를 표시하고; 3은 마스크 스테이지를 표시하고; 도 3a는 마스크 스테이지 수직 액추에이터를 표시하고; 3b는 마스크 스테이지 댐퍼를 표시하고; 4는 투영 대물렌즈를 표시하고; 41은 렌즈를 표시하고; 42는 기준 초점면을 표시하고; 5는 수직 측정 센서를 표시하고; 6은 워크피스를 표시하고; 7은 워크피스 스테이지를 표시하고; 도 7a는 워크피스 스테이지 수직 액추에이터를 표시하고; 도 7b는 워크피스 스테이지 댐퍼를 표시하고; 8은 마블 테이블을 표시하고; 9는 베이스 프레임을 표시한다.
본 개시의 상기 목적, 특징 및 장점은 몇몇 특정 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백해지고 더 잘 이해될 것이며, 이는 첨부 도면과 관련하여 읽어야 한다.
본 발명은 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법을 제공하며,
단계 1, 스캐닝 노광 전에, 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터를 획득하기 위해 워크피스를 측정하도록 수직 측정 센서를 제어하는 단계;
단계 2, 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 글로벌 레벨링을 수행하는 단계; 및
단계 3, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 수직 측정 센서에 의해 워크피스의 국부 표면 프로파일(즉, 노광 필드 내의 워크피스의 부분의 표면 프로파일)을 실시간으로 측정하고, 각각의 노광 필드에서, 워크피스의 맨 위 표면(top surface)이 노광 필드에 대한 기준 초점면과 일치하도록, 즉, 국부 표면 프로파일(노광 필드에 대응하는)이 노광 필드에 대한 기준 초점면과 일치하도록, 실시간으로 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해, 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Z 방향의 높이 값, X 축에 대한 기울기 값(Rx 방향) 및 Y 축에 대한 기울기 값(Ry 방향)에 따라, 수직으로 이동, 즉 수직 이동을 수행하도록 마스크 스테이지, 워크피스 스테이지 및 투영 대물렌즈 중 적어도 하나를 제어하는 단계.
글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면은 투영 대물렌즈의 최적 초점면이다.
본 명세서에 개시된 실시예에서, 투영 대물렌즈의 수직 이동은 투영 대물렌즈의 최적 초점면의 수직 이동으로 이해될 수 있다. 또한, 마스크 스테이지, 워크피스 스테이지 및 투영 대물렌즈(즉, 최적 초점면)의 각각의 수직 이동은 Z, Rx 및 Ry 방향으로의 이동 중 임의의 하나 또는 그 조합을 포함하도록 의도된다.
또한, 단계 3에서, 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기에 따라 수직 이동을 수행하기 위해 마스크 스테이지, 워크피스 스테이지 및 투영 대물 중 적어도 하나를 제어하는 프로세스는 주로 다음과 같은 수직 제어 모드를 포함할 수 있다:
모드 1: 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 투영 대물렌즈의 최적 초점면을 구성하는 단계;
모드 2: 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 마스크 스테이지를 구성하고, 동시에 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면을 향하여 이동하도록 워크피스를 구성하는 단계;
모드 3: 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 워크피스 스테이지를 구성하고, 동시에 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 마스크 스테이지를 구성하는 단계;
모드 4: 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Z 방향 높이 값 및 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 워크피스 스테이지를 구성하고, 동시에, 단일 자유도(Z 방향) 변화로, 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 마스크 스테이지를 구성하고, 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 마스크 스테이지를 구성하는 단계;
모드 5: 워크피스 국부 표면 프로파일에서 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 워크피스 스테이지를 구성하고, 동시에, 단일 자유도(Z 방향) 변화로, 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 마스크 스테이지를 구성하고, 워크피스의 국부 표면 프로파일에서 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 마스크 스테이지를 구성하는 단계;
본 발명은 이러한 5 가지 모드로 제한되지 않으며, 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명은 그러한 수정 및 변형이 첨부된 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 경우 모든 그러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.
실시예 1
도 2를 참조하면, 본 실시예에서 제공되는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법은 도 2에 도시된 바와 같은 리소그래피 머신의 동작에 기초한다. 리소그래피 머신은 주로, 맨 위로부터 맨 아래로, 조명 시스템(illumination systems)(1), 마스크 스테이지(3), 투영 대물렌즈(4), 워크피스 스테이지(7) 및 마블 테이블(marble table)(8)을 포함한다. 리소그래피 머신은 베이스 프레임(base frame)(9)과 호스트(host)를 더 포함할 수 있다.
조명 시스템(1)은 조명 광(illumination light)을 제공하도록 구성될 수 있다.
포토마스크(2)는 마스크 스테이지(3) 상에 위치될 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예에서, 포토마스크(2)로부터 이격된 마스크 스테이지(3)의 각각의 표면, 즉 그 하부 표면 상에, 마스크 스테이지 수직 액추에이터(mask-stage vertical actuators)(3a) 및 마스크 스테이지 댐퍼(mask-stage damper)(3b)가 제공될 수 있다. 마스크 스테이지 수직 액추에이터(3a)는 수직으로 이동하도록 마스크 스테이지(3)를 제어하도록 구성될 수 있는 반면, 마스크 스테이지 댐퍼(3b)는 마스크 스테이지(3)의 진동을 줄이도록(damp) 구성될 수 있다. 마스크 스테이지(3)의 각각에는 마스크 스테이지 분석 시스템(mask-stage analysis system) 및 마스크 스테이지 그레이팅 룰러(grating ruler)가 추가로 제공될 수 있다. 마스크 스테이지 그레이팅 룰러는 마스크 스테이지(3)의 위치를 측정하도록 구성될 수 있다. 마스크 스테이지 분석 시스템은 마스크 스테이지 그레이팅 룰러와 호스트 모두에 데이터-연결(data-connected)될 수 있고, 관련 데이터를 분석 및 처리하여 마스크 스테이지 수직 액추에이터(3a) 및 마스크 스테이지 댐퍼(3b)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 다수의 마스크 스테이지(3)는 서로 독립적으로 동작할 수 있고, 하나의 포토마스크(2)가 마스크 스테이지(3)의 각각 상에 위치되고, 각각의 포토마스크(2)는 그 아래의 워크피스(6)의 노광 영역에 대응하며, 이는 노광 필드를 형성한다.
포토마스크(2)의 각각은 서로 독립적으로 동작하고 각각의 포토마스크(2) 아래에 위치되는 투영 대물렌즈(4) 중 각각의 하나에 대응할 수 있다. 투영 대물렌즈의 각각은 하나의 노광 필드에 적어도 대응할 수 있고, 투영 대물렌즈가 워크피스(6)에 대해 정적(static)일 때, 투영 대물렌즈(4)는 상이한 노광 필드에 대응할 수 있다. 투영 대물렌즈(4)의 각각은 워크피스(6)의 표면 프로파일의 불규칙성(irregularities)을 측정하기 위한 다수의 수직 측정 센서(5)가 그 측면(its side surface)에 제공될 수 있다. 수직 측정 센서(5)는 마스크 스테이지(3) 및 워크피스 스테이지(7)에 연결될 수 있으며, 둘 다 클럭 동기화(clock Synchronization)를 허용하고 둘 다를 구비하여 표면 프로파일 측정으로부터 원시 데이터를 전송하기 위함이다. 또한, 수직 측정 센서(5)는 워크피스(6)의 표면 프로파일 측정으로부터 원시 데이터의 전송을 위해 네트워크(이더넷 네트워크(Ethernet network)와 같은)를 통해 호스트에 연결될 수 있다. 수직 측정 센서(5)는 2개의 유형, 즉 유형 I 및 유형 II를 포함할 수 있다. 유형 I 센서는 투영 대물렌즈(4)의 2개의 대향 측면에 배열될 수 있고, 투영 대물렌즈(4) 아래에서 워크피스(6)의 표면 프로파일을 측정하고 측정된 표면 프로파일을 측정된 광 스폿 FLS_P으로서 기록하는 데 이용될 수 있지만, 유형 II 센서는 메인 베이스 플레이트(main base plate)(즉, 측정 센서를 지지하는 역할을 하는 베이스 프레임(base frame)(9) 또는 그 일부) 상에 배열되고, 워크피스(6)의 표면 프로파일을 측정하고 측정된 표면 프로파일을 글로벌 레벨링 광 스폿 FLS_G으로서 기록하는데 사용될 수 있다. 개별 수직 측정 센서(5)는 외부 동기화 버스(external synchronizing bus)를 사용하여 서로 동기화될 수 있다. 정렬 동안, 두 FLS_P 및 FLS_G는 워크피스(6)의 표면 프로파일을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 측정의 프로세스는 워크피스(6)의 상부 표면을 덮는 측정점(measurement points)을 획득하기 위해 수행된다. 투영 대물렌즈(4)의 각각에는 투영 대물렌즈 분석 시스템(projection-objective analysis system)이 제공될 수 있으며, 이는 호스트 및 수직 측정 센서(5)에 연결되고 수직 측정 센서(5)로부터 측정 데이터를 수신하고 호스트로 전송하는 역할을 한다. 호스트는 데이터를 분석 및 처리하고, 투영 대물렌즈 분석 시스템으로 다시 공급하고, 투영 대물렌즈 분석 시스템은 투영 대물렌즈(4)에서 각 렌즈의 이동을 제어한다. 결과적으로, 투영 대물렌즈(4)의 수직 이동은 달성된다.
워크피스(6)는 워크피스 스테이지(7) 상에 위치된다. 본 실시예에 따르면, 워크피스(6)는 포토마스크(2) 중 하나를 사용하여 포토에칭(photoetched)될 각각의 복수의 영역으로 분할(partitioned)될 수 있는 큰 표면을 갖는 기판이다. 워크피스 스테이지(7)는 하부 표면을 가질 수 있으며, 하부 표면에는 수직으로 이동하도록 워크피스 스테이지(7)를 제어하기 위한 워크피스 스테이지 수직 액추에이터(7a) 및 워크피스 스테이지(7)의 진동을 줄이기 위한 워크피스 스테이지 댐퍼(7b)가 제공된다. 또한, 워크피스 스테이지(7)에는 호스트에 데이터-연결되고 워크피스 스테이지 수직 액추에이터(7a) 및 워크피스 스테이지 댐퍼(7b)의 동작을 제어하도록 구성된 워크피스 스테이지 분석 시스템이 제공될 수 있다. 마스크 스테이지(3), 투영 대물렌즈(4) 및 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동은 동기식으로 수행되고 전체적으로 조정(coordinated)될 수 있어 노광 영역에 위치된 워크피스(6)의 상부 표면이 되도록 할 수 있다.
마블 테이블(8)은 워크피스 스테이지(7)를 지지하도록 구성되고 가이드 레일(guide rails)이 제공되어, 워크피스 스테이지(7)는 그 표면에 평행한 평면에서 마블 테이블(8)과 함께 이동할 수 있다.
베이스 프레임(9)은, 맨 위로부터 맨 아래로, 2개의 플랫폼(platforms)을 포함할 수 있다. 조명 시스템(1)과 마스크 스테이지(3)는 상부 플랫폼(upper platform) 상에 배치될 수 있는 반면, 투영 대물렌즈(4)의 각각은 상부 플랫폼을 횡단(traverse)할 수 있다. 마블 테이블(8)은 하부 플랫폼(lower platform) 상에 배치될 수 있고, 투영 대물렌즈(4)의 각도 필드 내에서 이동할 수 있다.
호스트는 마스크 스테이지(3), 투영 대물렌즈(4), 수직 측정 센서(5) 및 워크피스 스테이지(7)의 각각에 신호-연결(signal-connected)된다.
본 명세서에 개시된 실시예에서, 호스트는 도 3에 도시된 바와 같이 구조로 구성된 데이터를 포함하는 수직 제어 모드 구성 테이블(vertical control mode configuration table)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 테이블은 수직 측정 센서에 의한 측정으로부터 획득된 표면 프로파일 데이터뿐만 아니라 투영 대물렌즈, 마스크 스테이지 및 워크피스 스테이지 중 적어도 하나의 수직 이동량을 포함할 수 있다. 호스트는 수직 제어 모드를 모드 1로 구성할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 모드 1에서 수행되는 수직 제어 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다.
단계 1, XY 평면이 수평 평면이고 Z 축이 XY 평면에 수직인 XYZ 3 차원 좌표계를 설정하는 단계. 포토마스크(2)와 워크피스(6)의 축상(on-axis) 및 축외(off-axis) 정렬에서, 수직 측정 센서(5)에 의해 워크피스(6)의 상부 표면의 표면 프로파일을 측정하는 단계, 즉 워크피스(6)의 표면 프로파일 데이터를 획득하기 위해 워크피스의 상부 표면상의 각 측정점의 실제 좌표를 측정하는 단계. 실제로, 워크피스의 교정된 공칭 평면은 워크피스 스테이지(7)에 대해 정의될 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 후속 피팅 프로세스에서, 수직 측정 센서(5)에 의한 측정으로부터 획득된 측정점의 실제 높이 값은 워크피스의 교정된 공칭 평면의 높이 값에 대한(relative to) 값이다.
단계 2에서, 스캐닝 노광이 워크피스(6)에 수행되기 전에, 글로벌 레벨링을 수행하는 단계. 일반적으로, 글로벌 레벨링은 전체 글로벌 레벨링, 필드 별 글로벌 레벨링 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
전체 글로벌 레벨링은 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면과 워크피스(6)의 전체 상부 표면의 실질적인 일치를 위해 의도된다. 도 8을 참조하면, 타겟 평면은 다음에 따라 결정될 수 있다:
Figure 112019104543001-pct00028
...............................................(1)
여기서, BF_i는 투영 대물렌즈(4)의 기준 최적 초점면을 나타내고, GLC는 타겟 평면을 나타내며, 이는 기준 최적 초점면의 평균값이고, n은 투영 대물렌즈(4)의 수를 나타낸다.
전체 글로벌 레벨링 동안, 측정점 (xi, yi, zi) (i = 1, 2, 3...)은 워크피스(6)의 표면으로부터 선택되고, 모두 다음 수학식(2)에 의해 정의된 평면 피팅 모델에 넣으므로, 워크피스(6)의 전체 웨지가 피팅 후 획득될 수 있다:
Figure 112019104543001-pct00029
.........................................(2)
여기서, wz는 워크피스의 교정된 공칭 평면에 대한 워크피스(6)의 피팅된 표면 높이를 나타내고, (wwx, wwy)는 워크피스의 교정된 공칭 평면에 대한 워크피스(6)의 기울기를 나타내며, 즉, Rx 방향 기울기 및 Ry 방향 기울기를 각각 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, z1, z2, z3은 3개의 측정점의 실제 높이 값을 표시하며, 여기서 측정점의 수는 일 예시적인 예로서 3으로 선택되지만 실제 요구에 기초하여 변경될 수 있다. 이 측정점 (xi, yi, zi)의 위치를 수학식(2)에 넣음으로써, 워크피스의 교정된 공칭 평면에 대한 도 7의 워크피스(6)의 피팅된 표면의 높이 및 기울기(즉, Rx 및 Ry 기울기)는 수학식(2)에 따라 계산될 수 있고, 글로벌 레벨링에서 워크피스 스테이지(7)에 대한 조정량은 타겟 평면과 워크피스(6)의 전체 웨지 사이의 차이로부터 결정될 수 있으며, 다시 말해, 타겟 평면과 일치하도록 전체 웨지를 조정하는 데 필요한 Z, Rx 및 Ry 방향의 조정량은 결정될 수 있다.
필드 별 글로벌 레벨링은 워크피스 스테이지(7)에 의해 또는 마스크 스테이지(3) 중 대응하는 하나에 의해, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 전에 수행될 수 있다. 전자의 경우에, 워크피스의 상부 표면(상기 언급된 전체 웨지에 의해 특징된)이 대응하는 투영 대물렌즈의 최적 초점면과 일치하도록 해서, 노광 필드에서 워크피스의 국부 웨지에 대한 보상이 달성하도록 노광 필드에서 워크피스의 높이 및 기울기가 조정된다. 대안적으로, 국부 웨지는 마스크 스테이지(3)에 의해 보상될 수 있다. 이 경우, 최적 초점면이 노광 필드에서 워크피스의 상부 표면과 일치할 때까지, 마스크 스테이지(3)는 워크피스의 교정된 공칭 평면의 높이 및 기울기 및 따라서 대물렌즈의 최적 초점면의 높이 및 경사를 조정하도록 이동될 수 있다.
이 실시예에 따르면, 필드 별 글로벌 레벨링은 마스크 스테이지(3)에 의해 달성된다. 여기서, 전체 워크피스 표면 상의 측정점의 세트는
Figure 112019104543001-pct00030
및
Figure 112019104543001-pct00031
로서 세트로부터 워크피스(6)의 전체 웨지 상의 측정점(즉, 도 7의 피팅된 워크피스 표면 상의 것)을 제거함으로써 획득된 세트로 표시된다. 그런 다음, 서브세트 Φ'의 점은 개별 노광 필드에 매핑(mapped)되고, 수학식(2)(즉,
Figure 112019104543001-pct00032
)에 의해 정의된 평면 피팅 모델에 의해 노광 필드의 국부 웨지를 결정하는데 사용되고, 그런 다음, 워크피스의 교정된 공칭 평면에 대한 국부 웨지의 높이 wzDie, 기울기 wwyDie 및 기울기 wwxDie가 획득된다. 마스크 스테이지(3)에 대한 Z 방향의 조정량을 결정하기 위해, 높이 wzDie는 대물렌즈(즉, N2)의 배율 N의 제곱으로 나누며(divided), 즉 이미지 대 객체 변환(image-to-object conversion)을 수행한다. 유사하게, 마스크 스테이지(3)에 대한 Rx 방향 및 Ry 방향의 조정량을 결정하기 위해, 기울기 wwyDie 및 기울기 wwxDie는 대물렌즈(즉, N2)의 배율 N의 제곱으로 나누며, 즉 이미지 대 객체 변환을 수행한다.
단계 3에서, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 조명 시스템(1)으로부터 방출된 조명 광선(illumination light beam)은 포토마스크(2)를 통과한 후, 투영 대물렌즈(4)에 의해 워크피스(6) 상으로 투영된다. 호스트의 제어 하에, 투영 대물렌즈의 분석 시스템은 (이 실시예에 따른 슬릿(slit)의 형상(shape)으로) 노광 필드 내에서 워크피스(6)의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 투영 대물렌즈(4)의 최적 초점면을 제어하여, 워크피스 표면이 항상 Z 방향으로 투영 대물렌즈(4)의 초점 깊이(focal depth) 내에 위치되게 한다.
투영 대물렌즈(4)의 최적 초점면에 대한 직교 다항식 경로는 다음과 같이 계산될 수 있다:
세트
Figure 112019104543001-pct00033
는 세트 Φ'로부터 노광 필드의 국부 웨지 상의 점을 제거함으로써 획득된다. 노광 필드가 슬릿의 이미지에 의해 정의된 정적 각도 필드라고 가정하고, 이는 슬릿을 통과하여 워크피스(6)에 조사된 조명 광에 의해 형성된다. 도 10을 참조하면, 포토마스크(2) 및 워크피스(6) 둘다 이동하여 정적 각도 필드가 워크피스 영역(6)에 대해 그 시작 단(start end)으로부터 말단(terminal end)으로 상대적으로 이동하도록 한다. 이 프로세스에서,
Figure 112019104543001-pct00034
으로 설명된 일련의 피팅된 값은 정적 각도 필드에 있고 평면 피팅 모델(즉, 수학식(2),
Figure 112019104543001-pct00035
)에 따라 세트 Φ''로부터 선택된 점을 피팅하여 획득되며, 여기서, M은 피팅된 점의 수를 나타낸다. 위에서 언급한 방향에 대해 세트 φ의 피팅된 값은 르장드르 다항식에 의해 추가로 피팅되므로, 정적 각도 필드에서 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대한 보상을 위한 직교 다항식 경로를 도출하며, 이는 다음의 수학식(3)으로 도시된 바와 같이, 노광 필드에서 Z 방향으로 투영 대물렌즈(4)의 최적 초점면의 이동을 허용하는 경로 ZPO(x), 노광 필드에서 X 축에 대한 투영 대물렌즈(4)의 최적 초점면의 회전을 허용하는 경로 RxPO(x), 및 노광 필드에서 Y 축에 대한 투영 대물렌즈(4)의 최적 초점면의 회전을 허용하는 경로 RyPO(y)와 결합한다:
Figure 112019104543001-pct00036
..................(3)
여기서, Li(x), Li' (x) 및 Li"(x)는 각각 경로 ZPO(x), RxPO(x) 및 RyPO(y)에 대한 르장드르 다항식 기본 함수를 나타내고; ki, ki' 및 ki"는 직교 다항식 계수; m은 직교 다항식의 차수를 나타내며, 이는 5 이하인 것이 바람직하며; x는 모션 스테이지의 수평 위치를 나타낸다. 예를 들어, 모션 스테이지가 X 축을 따라 이동하는 경우, x는 모션 스테이지의 X 방향 위치이며, 이는 -1로부터 1 로의 범위에 있는 것이 바람직하다.
다양한 방향에 대한 피팅된 값의 피팅은 르장드르 직교 다항식을 사용하는 것으로 제한되지 않으며, 체비셰프 다항식 또는 그램-슈미트 직교화로부터 도출된 기본 함수를 사용하는 것도 적용 가능하다.
투영 대물렌즈의 최적 초점면은 두 가지 가능한 접근법 중 하나에서 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 제어될 수 있다. 첫 번째 접근법은 도 5에 도시된 바와 같이, 투영 대물렌즈(4)의 기준 초점면(42)의 대응하는 수직 이동을 야기하기 위해 투영 대물렌즈(4)의 렌즈(41)를 수직으로 이동시키는 것이다. 두 번째 접근법은 도 6에 도시된 바와 같이, 투영 대물렌즈(4)의 기준 초점면(42)의 대응하는 수직 이동을 야기하기 위해 투영 대물렌즈(4)의 이동 가능한 렌즈 그룹(43)의 렌즈를 서로에 대해 수평으로 이동시키는 것이다.
실시예 2
이 실시예는 국부 웨지가 마스크 스테이지에 의한 필드 별 글로벌 레벨링 동안 상이한 방식으로 결정된다는 점에서 실시예 1과 상이하다. 특히, 수직 측정 센서에 의해 획득된 워크피스(6)의 표면 프로파일 데이터는 워크피스(6)의 곡면 프로파일(curved surface profile)을 도출하도록 피팅되며, 이에 기초하여, 1 차 테일러 전개식이 노광 필드의 국부 웨지 (Zi_wedge, Rxi_wedge, Ryi_wedge)를 결정하기 위해 각각의 노광 필드의 중심에서 수행된다. 그런 다음, 이미지 대 객체 변환은 워크피스의 교정된 공칭 평면에 대한 국부 웨지, 즉 Zi_wedge의 높이 성분을 대물렌즈 배율 N의 제곱으로 나눔으로써 달성될 수 있어, Z 방향으로의 조정량이 획득될 수 있게 한다. 유사하게, 이미지 대 객체 변환은 워크피스의 교정된 공칭 평면에 대한 국부 1차 웨지(local first-order wedge), 즉 Rxi_wedge 및 Ryi_wedge의 기울기 성분을 대물렌즈 배율 N의 제곱으로 나눔으로써 달성될 수 있어, Rx 및 Ry 방향으로의 조정량이 또한 획득될 수 있게 한다. 스캐닝 노광 동안, 필드 별 글로벌 레벨링은 각각의 노광 필드에 대한 수직 조정량에 기초하여 마스크 스테이지(3)에 의해 달성될 수 있다.
실시예 3
도 13을 참조하면, 이 실시예는 단계 2에서 워크피스 스테이지(7)가 필드 별 글로벌 레벨링을 달성하기 위해 이동된다는 점에서 실시예 1과 상이하다. 우선, 워크피스 표면 상의 모든 측정점으로부터 워크피스(6)의 곡면 프로파일 z=f(x, y)를 결정하기 위해 일반적으로 사용되는 곡선 피팅 알고리즘(commonly-used curve fitting algorithm)이 사용될 수 있다. 그 다음, 피팅된 곡면 프로파일에 대해 선형 보간이 수행되고, 워크피스(6)의 상부 표면에 분포된 모든 보간 점이 노광 필드에 매핑된다. 결과적으로, 노광 필드의 각각에서, 특정 수평 위치 (xi, yi)에서 워크피스 스테이지(7)에 대한 수직 설정 값은 도 10에 도시된 바와 같이, 수학식(2)에 의해 정의된 평면 피팅 모델로의 정적 각도 필드 내의 대응하는 보간 점을 넣음으로써 획득될 수 있다. 다수의 마스크 스테이지를 갖는 리소그래피 머신의 경우, 다수의 노광 필드의 스캐닝 노광이 동시에 수행될 수 있으므로, 이들 영역에서 정적 노광 필드에서의 선형 보간 점이 워크피스 스테이지(7)에 대한 수직 이동 설정 값을 획득하기 위해 평면 피팅 모델에 의해 동시에 처리될 수 있다. 이어서, 워크피스 스테이지(7)에 대해 이렇게 획득된 수직 이동 설정 값은 노광 필드 내에서 워크피스 스테이지(7)에 대해 르장드르 다항식 경로를 도출하기 위해 르장드르 다항식을 사용하여 피팅되며, 이는 다음의 수학식(6)에 도시된 바와 같이, 노광 필드에서 Z 방향으로 워크피스 스테이지(7)의 이동을 허용하는 경로 ZPS(x), 노광 필드에서X 축 방향에 대해 워크피스 스테이지(7)의 회전을 허용하는 경로 RxPS(x), 및 노광 필드에서Y 축 방향에 대해 워크피스 스테이지(7)의 회전을 허용하는 경로 RyPS(y)를 결합한다.
Figure 112019104543001-pct00037
............................(6)
여기서, Li(x), Li' (x) 및 Li"(x)는 각각 경로 ZPS(x), RxPS(x) 및 RyPS(y)에 대한 르장드르 다항식 기본 함수를 나타내고; ki, ki' 및 ki"는 직교 다항식 계수; m은 직교 다항식의 차수를 나타내며, 이는 5 이하인 것이 바람직하며; x는 모션 스테이지의 수평 위치를 나타낸다. 예를 들어, 모션 스테이지가 X 축을 따라 이동하는 경우, x는 모션 스테이지의 X 방향 위치이며, 이는 -1로부터 1 로의 범위에 있는 것이 바람직하다.
다양한 방향에 대한 피팅된 값의 피팅은 르장드르 직교 다항식을 사용하는 것으로 제한되지 않으며, 체비셰프 다항식 또는 그램-슈미트 직교화로부터 도출된 기본 함수를 사용하는 방법도 적용 가능하다.
단계 3에서, 노광 동안, 실제 조건에 기초하여, 호스트는 워크피스 스테이지(7)에 의해 또는 마스크 스테이지에 의해 실시간 보상을 수행하기로 결정할 수 있다. 전자의 경우, 워크피스 스테이지(7)에 대한 실시간 수직 조정 모델이 계산되어야 하고, 또한 워크피스 스테이지(7)에 대한 수직 이동 설정 값이 계산될 수 있어서, 스캐닝 노광에서, 호스트는 실시간으로 워크피스 스테이지 분석 시스템 및 따라서 워크피스 스테이지 수직 액추에이터(7a)를 제어하도록 하여, 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동이 워크피스(6)의 표면 프로파일 불규칙성을 보상하도록 실시간으로 제어되도록 한다. 호스트가 마스크 스테이지(3)에 의해 실시간 보상을 수행하도록 선택하는 경우, 마스크 스테이지(3)에 대한 실시간 수직 조정 모델은 계산되어야 하고, 또한 마스크 스테이지(3)에 대한 수직 이동 설정 값이 계산될 수 있어서, 스캐닝 노광에서, 호스트는 마스크 스테이지 분석 시스템 및 따라서 마스크 스테이지 수직 액추에이터(3a)를 실시간으로 제어하여, 마스크 스테이지(3)의 수직 이동이 워크피스(6)의 표면 프로파일 불규칙성을 보상하도록 실시간으로 제어되도록 한다.
이 실시예에서, 호스트는 모드 2에서 수직 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 워크피스(6)의 스캐닝 노광 동안, 호스트가 마스크 스테이지(3)에 의해 수직 높이 또는 기울기를 보상하도록 선택하면, 각각의 노광 필드에 대해, 마스크 스테이지(3)의 수직 이동은 실시간으로 조정되어 프로세스를 통해 실시간으로 변화를 유지하는 최적 초점면이 항상 노광 슬릿(즉, 정적 각도 필드) 내에서 워크피스 표면 부분과 일치하게 유지되도록 한다.
마스크 스테이지의 수직 이동을 통해 워크피스 표면에 대한 Z 방향 보상을 수행하기 위해, 각각의 노광 필드에 대해, 노광 필드의 시작점에서 마스크 스테이지에 대한 원하는 Z 방향 조정량은
Figure 112019104543001-pct00038
으로 결정될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00039
는 시작점에서 워크피스의 Z 방향 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터를 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00040
는 각각의 노광 필드에 대한 초점면의 Z 방향 설정 값을 나타내며, 이는 투영 대물렌즈에 대한 기준 초점면, 디포커스의 사용자 정의된 양(user-defined amount of defocus) 및 열 보상량(amount of thermal compensation)을 포함하는 팩터(factors)에 의해 결정될 수 있으며; N은 투영 대물렌즈의 배율을 나타낸다. 스캐닝 노광 동안 마스크 스테이지에 대한 원하는 Z 방향 조정량은
Figure 112019104543001-pct00041
로 결정될 수 있고, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00042
는 현재 샘플링 사이클에서 워크피스의 Z 방향 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터를 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00043
는 이전 샘플링 사이클에서 워크피스의 Z 방향 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터를 나타낸다.
마스크 스테이지의 수직 이동을 통해 워크피스 표면에 대한 Rx 방향 보상은 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다:
각각의 노광 필드의 시작점에서 마스크 스테이지에 대한 원하는 Rx 방향 조정량은
Figure 112019104543001-pct00044
로 결정될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00045
는 시작점에서 워크피스의 Rx 방향 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터를 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00046
는 각각의 노광 필드에 대한 초점면의 Rx 방향 설정 값을 나타내고, N은 투영 대물렌즈의 배율을 나타낸다. 스캐닝 노광 동안 마스크 스테이지에 대한 원하는 Rx 방향 조정량은
Figure 112019104543001-pct00047
로 결정될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00048
는 현재 샘플링 사이클에서 워크피스의 Rx 방향 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터를 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00049
는 이전 샘플링 사이클에서 워크피스의 Rx 방향 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터를 나타낸다.
마스크 스테이지의 수직 이동을 통해 워크피스 표면에 대한 Ry 방향 보상은 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다:
각각의 노광 필드의 시작점에서 마스크 스테이지에 대한 원하는 Ry 방향 조정량은
Figure 112019104543001-pct00050
로 결정될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00051
는 시작점에서 워크피스의 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00052
는 노광 필드에 대한 초점면의 최적 Ry 방향 설정 값을 나타내고, N은 투영 대물렌즈의 배율을 나타낸다. 스캐닝 노광 동안 마스크 스테이지에 대한 원하는 Ry 방향 조정량은
Figure 112019104543001-pct00053
로 결정될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00054
는 현재 샘플링 사이클에서 워크피스의 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00055
는 이전 샘플링 사이클에서 워크피스의 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고, N은 투영 대물렌즈의 배율을 나타낸다.
마스크 스테이지(3)가 수직 이동 설정 값에 따라 수직으로 완전히 이동하도록 하기 위해, 마스크 스테이지(3)의 수직 이동을 위한 대역폭을 고려하는 것이 또한 바람직하다. 이를 위해, 마스크 스테이지(3)에 대한 수직 이동 설정 값은 필터링된 수직 이동 설정 값이 마스크 스테이지(3)에 대한 수직 이동 설정으로서 사용될 수 있도록 필터링될 수 있다.
도 11을 계속 참조하면, 마스크 스테이지(3)의 수직 이동을 실시간으로 제어함으로써 워크피스(6)의 표면 프로파일을 보상하도록 구성될 때, 실시간 데이터 제어 프로세스가 이용될 수 있으며, 이는 호스트에 의한 마스크 스테이지(3)에 대한 실시간 수직 이동의 양의 계산으로 시작한다. 계산된 양은 마스크 스테이지 수직 액추에이터(3a)로 전송되고, 마스크 스테이지(3)의 수직 위치를 조정하도록 후자의 기초로서 역할을 한다. 그 후, 마스크 스테이지 그레이팅 룰러는 마스크 스테이지(3)의 조정된 위치를 실시간으로 측정하고, 측정된 위치에 대한 데이터를 호스트로 다시 공급한다. 이 시점에서, 추가 데이터가 또한 호스트로 다시 공급되는데, 이는 표면 프로파일 필터링(surface-profile filtering)에 의해 처리된 인접한 2개의 수직 측정 센서(5)와 투영 대물 렌즈(4)로부터 획득된 측정 사이의 차이를 포함하고, 그 차이는 처리되지 않았다. 이러한 방식으로, 마스크 스테이지(3)의 수직 이동은 마스크 스테이지(3)의 위치를 실시간으로 조정하고 조정 전후에 마스크 스테이지 그레이팅 룰러에 의해 획득된 실시간 위치 측정을 호스트에게 다시 공급함으로써 정확하게 제어될 수 있다.
마스크 스테이지(3)가 워크피스(6)에 대한 국부 표면 프로파일 보상을 위해 사용되지 않는 경우, 각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 대물렌즈에 대한 기준 최적 초점면은 항상 고정(fixed)된다. 이 점에서, 워크피스의 교정된 공칭 평면이 정의될 수 있고, 마스크 스테이지(3)는 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향해 이동할 것이다. 수직 이동 보상을 수행하기 위해 마스크 스테이지(3)를 사용하는 것이 바람직한 경우, 다음의 수학식(7)에 도시된 바와 같이, 마스크 스테이지(3)에 대한 수직 이동 설정 값은 공칭 워크피스 평면을 향한 그 수직 이동에 대한 수직 이동 설정 값 및 그 수직 조정량을 추가함으로써 획득될 수 있다:
Figure 112019104543001-pct00056
...........................................(7)
여기서,
Figure 112019104543001-pct00057
는 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향한 마스크 스테이지(3)의 수직 이동에 대한 수직 이동 설정 값;
Figure 112019104543001-pct00058
, 마스크 스테이지(3)에 대한 수직 조정량; 및
Figure 112019104543001-pct00059
, 실시간 조정에서 마스크 스테이지(3)에 대한 실제 수직 이동 설정 값을 나타낸다.
실시예 4
이 실시예는 호스트가 모드 3에서 수직 제어를 수행하도록 구성된다는 점에서 실시예 3과 상이하며, 이는 다음과 같이 모드 2와 상이하다:
단계 3에서, 워크피스(6)의 스캐닝 노광 동안, 그 국부 표면 프로파일은 워크피스 스테이지(7)의 실시간 수직 이동에 의해 보상된다. 이 경우, 각각의 노광 필드에 대한 최적 초점면은 위치(즉, 높이 또는 기울기에서)에 고정되고, 노광 슬릿 영역에서의 워크피스 표면이 최적 초점면과 일치할 수 있도록 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동이 조정된다.
워크피스 스테이지(7)가 워크피스(6)에 대한 표면 프로파일 보상을 수행하기 위해 실시간으로 수직으로 이동하도록 구성된 경우, 전류 샘플링 사이클에서 수직 측정 센서(5)에 의해 획득된 Z 방향 표면 프로파일 데이터와 각각의 노광 필드에 대한 초점면의 Z 방향 설정 값, 즉 스캐닝 노광 동안 워크피스 스테이지의 Z 방향 조정량 사이의 차이는
Figure 112019104543001-pct00060
로 표현될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00061
는 현재 샘플링 사이클에서 수직 측정 센서(5)에 의해 획득된 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00062
는 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Z 방향 설정 값을 나타낸다. 국부 표면 프로파일 보상이 스캐닝 노광 동안 워크피스 스테이지(7)에 의해 수행될 때, 워크피스 스테이지(7)에 대한 직교 다항식 경로에서 수평 위치 (xi, yi)에 대응하는 Z 방향 높이에 Z 방향 높이 조정량을 추가하여, 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동에 대한 Z 방향 높이 설정 값이 달성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
워크피스의 국부 표면 프로파일에 대한 Rx 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하는 워크피스 스테이지의 구성이 수행된다. 구체적으로, 워크피스 스테이지는
Figure 112019104543001-pct00063
의 양에 의해 스캐닝 노광 동안 Rx 방향으로 조정될 수 있고, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00064
는 현재 샘플링 사이클에서 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터의 Rx 방향 설정 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00065
는 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Rx 방향 설정 값을 나타낸다. 또한, 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대한 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하는 워크피스 스테이지의 구성이 수행된다. 구체적으로, 워크피스 스테이지는
Figure 112019104543001-pct00066
의 양에 의해 스캐닝 노광 동안 Ry 방향으로 조정될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019104543001-pct00067
는 현재 샘플링 사이클에서 표면 프로파일에 대해 수직 측정 센서에 의해 획득된 데이터의 Ry 방향 설정 값을 나타내고,
Figure 112019104543001-pct00068
는 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Ry 위치 설정 값을 나타낸다. 유사하게, 워크피스 스테이지(7)가 수직 이동 설정 값에 따라 수직으로 완전히 이동하도록 보장하기 위해, 필터링된 수직 이동 설정 값이 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동 설정 값으로 사용될 수 있도록 수직 이동 설정 값을 필터링하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 12를 참조하면, 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동을 실시간으로 제어함으로써 워크피스(6)의 표면 프로파일을 보상하도록 구성될 때, 실시간 데이터 제어 프로세스가 이용될 수 있으며, 이는 다음을 포함한다. 수직 측정 센서(5)에 의해 획득된 데이터는 호스트에 의한 표면 프로파일 필터링 하에서 처리된다. 그런 다음, 필터 데이터는 가공물 스테이지 그레이팅 룰러로부터의 가공물 스테이지(7)에 대한 실시간 위치 데이터와 함께 가공물 스테이지 분석 시스템에 의해 처리되어, 가공물 스테이지(7)에 대한 실시간 수직 이동 방식(real-time vertical movement scheme)을 도출한다. 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동이 실시간으로 조정되는 방식이 워크피스 스테이지 수직 액추에이터(7a)에 제공된다. 이어서, 가공물 스테이지 그레이팅 룰러는 가공물 스테이지(7)에 대한 실시간 위치 데이터를 다시 측정하고 획득하여 호스트로 데이터를 다시 공급한다. 이 시점에서, 추가 데이터가 또한 호스트로 다시 공급되며, 이는 수직 측정 센서(5)에 의해 측정된 워크피스(6) 상의 측정점의 위치에 관한 데이터 및 호스트에서 표면 프로파일 필터링을 거치고 출력한 이러한 데이터를 포함한다. 따라서, 데이터 제어 프로세스는 워크피스(6)의 표면 프로파일 및 워크피스 스테이지(7)의 위치를 측정하고 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동을 실시간으로 조정할 수 있는 데이터 루프(data loop)를 제공한다.
스캐닝 노광 동안 마스크 스테이지(3)의 수직 이동을 위한 실시간 조정 알고리즘이 적용된다. 최적 초점면의 위치(즉, 높이 또는 기울기)가 실시간으로 변경된다. 이 경우, 정적 각도 필드에서, 최적 초점면이 워크피스(6)의 상부 표면과 일치하도록 마스크 스테이지(3)의 수직 이동이 조정될 수 있다. 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동이 실시간으로 조정되는 방식에서, 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동을 위한 실시간 조정 알고리즘이 적용되는 스캐닝 노광 동안, 최적 초점면은 각각의 노광 필드에 대한 위치(즉, 높이 또는 기울기)에서 고정된다. 이 경우, 정적 노광 필드에서 워크피스(6)의 상부 표면은 최적 초점면과 일치하도록 워크피스 스테이지(7)의 수직 이동은 실시간으로 조정될 수 있다.
대형 워크피스의 경우, 설계 및 제작 두 측면에서 표면 프로파일 보상을 위해 워크피스 스테이지의 수직 이동을 위한 높은 대역폭을 달성하기가 어렵다. 대조적으로, 마스크 스테이지(3)는 더 가벼우며 더 높은 수직 이동 대역폭을 허용한다. 따라서, 워크피스 스테이지(7)를 조정함으로써 워크피스(6)의 표면 프로파일 불규칙성에 대한 저주파 성분을 보상하고 마스크 스테이지(3)를 조정함으로써 고주파수 성분을 보상하는 것이 합리적이다. 이러한 방식으로, 제작 어려움을 증가시키지 않고 모든 워크피스를 위해 표면 프로파일 보상이 달성될 수 있다.
실시예 5
이 실시예는 워크피스 스테이지에 의한 필드 별 글로벌 레벨링을 위한 국부 웨지 계산에서 실시예 3과 다르다. 구체적으로, 수직 측정 센서에 의해 획득된 워크피스(6)에 대한 표면 프로파일 데이터는 워크피스(6)의 곡면 프로파일을 획득하기 위해 피팅되며, 이에 기초하여, 각각의 노광 필드에 대한 국부 1 차 웨지(local first-order wedge)가 각각의 노광 필드의 중심에서 테일러 전개식을 수행함으로써 도출된다. 스캐닝 노광 동안, 워크피스 스테이지(6)는 각각의 노광 필드에 대한 국부 1 차 웨지에 기초하여 필드 별 글로벌 레벨링을 수행한다.
요약하면, 본 개시에 따르면, Z, Rx 및 Ry 방향으로 워크피스에 대한 국부 표면 프로파일 보상은 워크피스 및 마스크 스테이지의 대역폭과 같은 실제 조건에 기초하여 다수의 가능한 방식 중 하나를 선택함으로써 노광 동안 유연하고 구성 가능한 방식으로 달성될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들을 참조하여 위에서 설명되었지만, 개시된 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시에 대한 다양한 수정 및 변형을 수행할 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명은 그러한 수정 및 변형이 첨부된 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 경우 모든 그러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.

Claims (22)

  1. 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법에 있어서,
    상기 리소그래피 머신은 맨 위(top)로부터 맨 아래(bottom)로, 조명 시스템들, 마스크 스테이지들, 투영 대물렌즈들 및 워크피스 스테이지를 포함하고, 각 마스크 스테이지는 상기 투영 대물렌즈들 중 하나에 대응하고,
    상기 방법은,
    단계 1, 스캐닝 노광 전에, 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터를 획득하기 위해 상기 워크피스를 측정하도록 수직 측정 센서를 제어하는 단계;
    단계 2, 상기 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 글로벌 레벨링을 수행하는 단계; 및
    단계 3, 각각의 노광 필드의 상기 스캐닝 노광 동안, 상기 수직 측정 센서에 의해 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 실시간으로 측정하고, 각각의 노광 필드의 상부 표면이 상기 노광 필드에 대한 기준 초점면과 일치하도록, 실시간으로 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값에 따라 수직 이동을 수행하도록 상기 마스크 스테이지, 상기 워크피스 스테이지 및 상기 투영 대물렌즈 중 적어도 하나를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 수직 이동은,
    (1) 상기 워크피스 스테이지가 전체 글로벌 레벨링을 수행하도록 구성하고, 상기 마스크 스테이지들이 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하도록 구성하고, 실시간으로 상기 워크피스의 상기 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 상기 마스크 스테이지들이 상기 수직 이동을 수행하도록 제어하는 단계; 또는
    (2) 상기 워크피스 스테이지가 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하도록 구성하고, 실시간으로 상기 워크피스의 상기 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 상기 마스크 스테이지들이 상기 수직 이동을 수행하도록 제어하는 단계
    에 의해 수행되는, 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 2는,
    글로벌 평면 표면 프로파일을 획득하기 위해 상기 워크피스의 표면 프로파일 데이터를 피팅하는 단계; 및
    상기 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면과 상기 글로벌 평면 표면 프로파일 사이의 차이에 기초하여 상기 글로벌 레벨링에 대한 수직 이동 제어 파라미터를 도출하고, 상기 노광 전에, 상기 글로벌 레벨링에 대한 상기 수직 이동 제어 파라미터에 따라 전체 글로벌 레벨링을 수행하기 위해 상기 워크피스 스테이지의 수직 이동을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 글로벌 레벨링을 위한 상기 타겟 평면은,
    상기 투영 대물렌즈를 위한 최적 초점면인
    리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    단계 2는,
    각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 전에, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계; 및
    각각의 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지에 기초하여 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하도록 상기 워크피스 스테이지에 의해 지지되는 상기 워크피스를 제어하는 단계
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    단계 2는,
    각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 전에, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계;
    상기 국부 웨지에 대응하는 Z 방향 높이 값을 상기 투영 대물렌즈의 배율의 제곱으로 나누고, 상기 국부 웨지에 대응하는 Rx 방향 기울기 값을 상기 투영 대물렌즈의 배율로 나누고, 상기 국부 웨지에 대응하는 Ry 방향 기울기 값을 상기 투영 대물렌즈의 배율로 나누어, 상기 국부 웨지의 이미지 대 객체 변환이 달성되도록 하는 단계; 및
    이미지 대 객체 변환 후 상기 국부 웨지에 기초하여 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하도록 상기 마스크 스테이지를 제어하는 단계
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    단계 2는,
    각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계
    를 더 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계는,
    상기 워크피스의 곡면 프로파일 획득하기 위해, 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 대해 곡면 피팅을 수행하는 단계 - 이에 기초하여, 각각의 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지가 각각의 노광 필드의 중심에서 수행된 1차 테일러 전개식으로부터 획득됨 -
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 전에, 각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계, 및 각각의 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지에 기초하여 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하도록 상기 워크피스 스테이지에 의해 지지되는 상기 워크피스를 제어하는 단계는,
    상기 워크피스의 곡면 프로파일을 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 곡면 피팅을 수행하는 단계 - 이에 기초하여, 상기 워크피스의 상부 표면에 분포된 보간 점을 획득하기 위해 선형 보간이 수행됨 -;
    보간 점 중 대응하는 하나를 각각의 노광 필드에 매핑하는 단계;
    각각의 노광 필드에서, 정적 각도 필드의 이동 동안 상기 노광 필드의 수직 이동 피팅된 값을 획득하기 위해 상기 노광 필드의 시작점으로부터 종료점으로 이동하는 정적 각도 필드 내의 상기 매핑된 보간 점에 평면 피팅을 수행하는 단계;
    Z 방향, Rx 방향 및 Ry 방향으로의 상기 워크피스 스테이지의 직교 다항식 경로를 획득하기 위해 상기 수직 이동 피팅된 값에 기초하여 직교 다항식 피팅을 수행하는 단계; 및
    상기 필드 별 글로벌 레벨링을 수행하기 위해 상기 직교 다항식 경로에 따라 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 제어하는 단계
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    각각의 노광 필드에 대한 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 기초하여 피팅을 수행하는 단계는,
    상기 워크피스의 글로벌 평면 표면 프로파일을 획득하기 위해 상기 전체 표면 프로파일 데이터에 평면 피팅을 수행하는 단계;
    상기 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면과 상기 글로벌 평면 표면 프로파일 사이의 차이를 계산하는 단계;
    점의 세트 Φ'를 획득하기 위해 상기 워크피스의 전체 표면 프로파일 데이터로부터 상기 차이를 감산하는 단계;
    상기 세트 Φ'에서의 점 중 대응하는 하나를 각각의 노광 필드에 매핑하는 단계; 및
    상기 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지를 획득하기 위해 상기 노광 필드의 데이터에 평면 피팅을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 글로벌 레벨링을 위한 상기 타겟 평면은 상기 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면인
    리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  9. 제2항 또는 제8항에 있어서,
    상기 리소그래피 머신은,
    복수의 투영 대물렌즈를 포함하고,
    상기 글로벌 레벨링을 위한 상기 타겟 평면은,
    상기 복수의 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면의 평균인
    리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계는,
    상기 세트 Φ'로부터 상기 노광 필드에 대한 상기 국부 웨지를 제거하는 단계;
    정적 각도 필드의 이동 동안 상기 노광 필드의 수직 이동 피팅된 값을 획득하기 위해, 상기 노광 필드의 시작점으로부터 종료점으로 이동하는 상기 정적 각도 필드에서의 상기 데이터에 평면 피팅을 수행하는 단계;
    Z 방향, Rx 방향 및 Ry 방향으로의 상기 워크피스 스테이지의 직교 다항식 경로를 획득하기 위해 상기 수직 이동 피팅된 값에 기초하여 직교 다항식 피팅을 수행하는 단계; 및
    상기 정적 각도 필드 내에서 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위해 상기 직교 다항식 경로에 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈에 대해 상기 최적 초점면을 제어하는 단계
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  11. 제7항 또는 제10항에 있어서,
    상기 직교 다항식은,
    르장드르 다항식, 체비셰프 다항식 또는 그램-슈미트 직교화로부터 도출된 기본 함수를 포함하는
    리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    단계 3은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 마스크 스테이지를 구성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 Z 방향 높이 값의 보상은,
    각각의 노광 필드의 시작점에서 상기 마스크 스테이지에,
    Figure 112019104543001-pct00069
    의 양의 Z 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112019104543001-pct00070
    는 상기 노광 필드의 시작점에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고,
    Figure 112019104543001-pct00071
    는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면에 대한 Z 방향 설정 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -; 및
    상기 스캐닝 노광 동안 상기 마스크 스테이지에,
    Figure 112019104543001-pct00072
    의 양의 Z 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112019104543001-pct00073
    는 전류 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고,
    Figure 112019104543001-pct00074
    는 이전 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    단계 3은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Rx 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 마스크 스테이지를 구성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 Rx 방향 기울기 값의 보상은,
    각각의 노광 필드의 시작점에서 상기 마스크 스테이지에,
    Figure 112019104543001-pct00075
    의 양의 Rx 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112019104543001-pct00076
    는 상기 노광 필드의 시작점에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고,
    Figure 112019104543001-pct00077
    는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면에 대한 Rx 방향 설정 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -; 및
    상기 스캐닝 노광 동안 상기 마스크 스테이지에,
    Figure 112019104543001-pct00078
    의 양의 Rx 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112019104543001-pct00079
    는 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고,
    Figure 112019104543001-pct00080
    는 이전 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    단계 3은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 마스크 스테이지를 구성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 Ry 방향 기울기 값의 보상은,
    각각의 노광 필드의 시작점에서 상기 마스크 스테이지에,
    Figure 112019104543001-pct00081
    의 양의 Ry 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112019104543001-pct00082
    는 상기 노광 필드의 시작점에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
    Figure 112019104543001-pct00083
    는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면에 대한 Ry 방향 설정 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -; 및
    상기 스캐닝 노광 동안 상기 마스크 스테이지에,
    Figure 112019104543001-pct00084
    의 양의 Ry 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112019104543001-pct00085
    는 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
    Figure 112019104543001-pct00086
    는 이전 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고, N은 상기 투영 대물렌즈의 배율을 나타냄 -
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 상기 마스크 스테이지의 실제 수직 이동 값은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위한 조정량 및 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 상기 마스크 스테이지의 이동에 대한 수직 이동 설정 값을 추가함으로써 획득되는
    리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  16. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 노광 필드의 스캐닝 노광 동안, 상기 마스크 스테이지의 실제 수직 이동 값은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일을 보상하기 위한 조정량 및 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 상기 마스크 스테이지의 이동에 대한 수직 이동 설정 값을 추가함으로써 획득되며, 이는 필터링되는
    리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    단계 3은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 구성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 Z 방향 높이 값의 보상은,
    상기 스캐닝 노광 동안 상기 워크피스 스테이지에,
    Figure 112021058469605-pct00087
    의 양의 Z 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112021058469605-pct00088
    는 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Z 방향 높이 값을 나타내고,
    Figure 112021058469605-pct00089
    는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Z 방향 설정 값을 나타냄 -
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    단계 3은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Rx 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 구성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 Rx 방향 기울기 값의 보상은,
    상기 스캐닝 노광 동안 상기 워크피스 스테이지에,
    Figure 112021058469605-pct00090
    의 양의 Rx 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112021058469605-pct00091
    는 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Rx 방향 기울기 값을 나타내고,
    Figure 112021058469605-pct00092
    는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Rx 방향 기울기 값을 나타냄 -
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    단계 3은,
    상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 상기 워크피스 스테이지를 구성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 Ry 방향 기울기 값의 보상은,
    상기 스캐닝 노광 동안 상기 워크피스 스테이지에,
    Figure 112021058469605-pct00093
    의 양의 Ry 방향 조정을 적용하는 단계 - 여기서,
    Figure 112021058469605-pct00094
    는 현재 샘플링 사이클 내에서 상기 수직 측정 센서에 의해 획득된 상기 표면 프로파일 데이터의 Ry 방향 기울기 값을 나타내고,
    Figure 112021058469605-pct00095
    는 상기 노광 필드에 대한 최적 초점면의 Ry 방향 설정 값을 나타냄 -
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  20. 제5항에 있어서,
    직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계는,
    상기 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면이 상기 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록, 수직으로 이동하도록 상기 투영 대물렌즈에서 렌즈를 제어하는 단계
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  21. 제5항에 있어서,
    직교 다항식 경로를 따라 이동하도록 상기 투영 대물렌즈를 제어하는 단계는,
    상기 투영 대물 렌즈에 대한 최적 초점면이 상기 직교 다항식 경로를 따라 이동하도록, 서로에 대해 수평으로 이동하도록 상기 투영 대물렌즈의 이동 가능 렌즈 그룹 내의 렌즈를 제어하는 단계
    를 포함하는 리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 수직 이동은 Z 방향 이동, Rx 방향 이동 및 Ry 방향 이동 중 하나 또는 조합을 포함하고, 단계 3에서, 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 Z 방향 높이 값, Rx 방향 기울기 값 및 Ry 방향 기울기 값에 따라 수직으로 이동하도록 마스크 스테이지, 워크피스 스테이지 및 투영 대물렌즈 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
    상기 워크피스 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되고, 동시에, 상기 마스크 스테이지의 Z 방향 자유도가 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 구성되고, 상기 마스크 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드; 또는
    상기 워크피스 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값, 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되고, 동시에, 상기 마스크 스테이지가 상기 마스크 스테이지의 Z 방향 자유도가 상기 워크피스의 교정된 공칭 평면을 향하여 이동하도록 구성되고, 상기 마스크 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드; 또는
    상기 워크피스 스테이지가 상기 글로벌 레벨링을 위한 타겟 평면을 향하여 이동하도록 구성되고, 동시에, 상기 마스크 스테이지가 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값, 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드; 또는
    상기 투영 대물렌즈에 대한 최적 초점면이 상기 워크피스의 국부 표면 프로파일에 대응하는 상기 Z 방향 높이 값, 상기 Rx 방향 기울기 값 및 상기 Ry 방향 기울기 값을 보상하기 위해 수직으로 이동하도록 구성되는 모드
    중 어느 하나를 포함하는,
    리소그래피 머신의 수직 제어를 위한 방법.
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