KR102492603B1 - 투영 시스템 - Google Patents

Abstract

리소그래피 장치 용 투영 시스템은 광로; 복수 개의 센서; 하나 이상의 액츄에이터; 및 제어기를 포함한다. 광로는 입력 방사선 빔을 수광하고 출력 방사선 빔을 기판 상에 투영하여 이미지를 형성하도록 동작가능하다. 이러한 광로는 복수 개의 광학 요소를 포함하고, 복수 개의 광학 요소는 적어도 두 개의 광학 요소의 제 1 세트 및 적어도 하나의 광학 요소의 제 2 세트를 포함한다. 각각의 센서는 복수 개의 광학 요소 중 하나와 연관되고 해당 광학 요소의 위치를 결정하도록 동작가능하다. 각각의 액츄에이터는 광학 요소의 제 2 세트 중 하나와 연관되고 해당 광학 요소를 조절하도록 동작가능하다. 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차 및/또는 시선 오차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해서, 제어기는 하나 이상의 액츄에이터를 사용하여, 광학 요소의 제 1 세트의 결정된 위치에 따라 광학 요소의 제 2 세트를 조절하도록 동작가능하다.

Description

투영 시스템{PROJECTION SYSTEM}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2014 년 12 월 1 일에 출원된 EP 출원 번호 제 EP14195648.2 의 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합된다.

본 발명은 리소그래피 장치 용 투영 시스템 및 투영 시스템을 제어하기 위한 연관된 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판에 적용하도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크)로부터의 투영 패턴을 기판 위에 제공된 방사선-감응 재료(레지스트)의 층에 투영시킬 수 있다. 이것은 투영 시스템을 사용하여 달성될 수 있다.

기판 위에 패턴을 투영시키기 위하여 방사선 리소그래피 장치에 의하여 사용되는 방사선의 파장이 해당 기판 위에 형성될 수 있는 피쳐의 최소 크기를 결정한다. 4 - 20 nm의 범위에 속하는 파장을 가지는 전자기 방사선인 EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 종래의 리소그래피 장치(예를 들어 193 nm의 파장을 가지는 전자기 방사선을 사용할 수 있음)보다 더 작은 피쳐를 전자기 위에 형성하기 위해 사용될 수 있다.

리소그래피 장치가 기판에 원하는 패턴을 적용시키는 정확도를 증가시키고 패턴의 왜곡을 야기할 수 있는 광수차를 줄이는 것이 바람직하다.

예를 들어, 본 명세서에서 또는 다른 곳에서 식별되는지와 무관하게, 당업계의 문제점들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 해결하는 리소그래피 장치용 투영 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 리소그래피 장치용 투영 시스템에 있어서, 입력 방사선 빔을 수광하고 출력 방사선 빔을 기판 상에 투영하여 이미지를 생성하도록 동작가능한 광로로서, 상기 광로는 복수 개의 광학 요소를 포함하고, 복수 개의 광학 요소는 적어도 두 개의 광학 요소의 제 1 세트와 적어도 하나의 광학 요소의 제 2 세트를 포함하는, 광로; 각각 복수 개의 광학 요소 중 하나와 연관되고 해당 광학 요소의 위치를 결정하도록 동작가능한 복수 개의 센서; 각각 상기 광학 요소의 제 2 세트와 연관되고 해당 광학 요소를 조절하도록 동작가능한 하나 이상의 액츄에이터; 및 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차 및/또는 시선 오차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해서, 상기 하나 이상의 액츄에이터를 사용하여 상기 광학 요소의 제 1 세트의 결정된 위치에 따라 상기 광학 요소의 제 2 세트를 조절하도록 동작가능한, 투영 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 이러한 장치는 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차가 광학 요소의 제 2 세트를 조절함으로써 적어도 부분적으로 정정되게 한다. 광학 요소의 제 1 세트의 위치가 제어될 수 없는 경우, 또는 광학 요소의 제 2 세트의 위치가 광학 요소의 제 1 세트의 위치보다 더 정확하게 및/또는 더 높은 대역폭으로 제어될 수 있는 경우에 특히 유리할 수 있다.

제어기는, 상기 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차를 결정하고, 결정된 광수차를 적어도 부분적으로 보상하는 상기 광학 요소의 제 2 세트에 대한 조절(adjustment)을 결정하기 위해 모델을 사용하도록 동작가능할 수 있다.

제어기에 의해 결정되는 조절은 상기 광학 요소의 제 2 세트의 각각의 광학 요소의 위치의 변화를 포함할 수 있다. 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대해 결정된 위치는 그들의 공칭 위치로부터의 편차의 관점에서 결정될 수 있다.

광학 요소의 제 2 세트 중 하나 이상은 조절가능한 광학 요소일 수 있다. 제어기에 의해 결정되는 조절은 각각의 조절가능한 광학 요소의 형상의 변화를 포함할 수 있다.

투영 시스템은 센서 프레임을 더 포함할 수 있다. 복수 개의 센서 각각은 자신과 연관된 광학 요소의 센서 프레임에 상대적인 위치를 결정하도록 동작가능할 수 있다. 복수 개의 광학 요소의 글로벌 이동의 결과 기판 상에 투영되는 출력 방사선에 천이가 생길 수 있다. 광학 요소들 중 임의의 것의 다른 광학 요소에 대한 이동이 광수차를 초래할 수 있다. 각각의 광학 요소의 센서 프레임에 대한 위치를 결정하면, 광학 요소들 모두의 글로벌 천이 및 광학 요소들의 상대적인 이동이 결정될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 복수 개의 센서 각각은, 자신과 연관된 광학 요소의 상기 복수 개의 광학 요소 중 하나 이상의 다른 광학 요소에 대한 위치를 결정하도록 동작가능할 수 있다.

제어기는 각각의 센서로부터, 상기 각각의 센서와 대응하는 광학 요소의 위치를 나타내는 신호를 수신하도록 동작가능할 수 있다.

제어기는 결정된 조절이 각각의 액츄에이터와 연관된 광학 요소에 적용되게 하도록 신호를 생성하고 상기 액츄에이터로 출력하도록 동작가능할 수 있다.

복수 개의 센서 각각은 자신과 연관된 광학 요소의 최고 공진 고유주파수의 적어도 두 배인 샘플 레이트를 가질 수 있다. 바람직하게는, 이에 따라 샘플링의 임의의 에일리어싱 효과를 피할 수 있다.

투영 시스템은, 상기 광학 요소의 제 1 세트의 각각과 연관되고 상기 광학 요소를 조절하도록 동작가능한 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.

광학 요소의 제 1 세트 각각은 상기 광학 요소의 제 2 세트의 각각보다 적어도 두 배 더 낮은 제어 대역폭을 가질 수 있다.

각각의 광학 요소는 미러를 포함할 수 있다.

광로는 6 개 이상의 미러를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 리소그래피 장치로서, 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템; 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지 구조체로서, 상기 패터닝 디바이스는 자신의 단면에 패턴이 있는 방사선 빔을 전달하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는, 지지 구조체; 기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블; 및 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 투영 시스템으로서, 패터닝된 방사선 빔을 자신의 입력 방사선 빔으로서 수광하고 자신의 출력 방사선 빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하는, 리소그래피 장치가 제공된다.

복수 개의 센서 각각은, 상기 리소그래피 장치의 노광 시간 기간 동안에 각각의 광학 요소의 위치가 복수 회 샘플링되는 충분히 높은 샘플 레이트를 가질 수 있다.

각각의 센서의 샘플 레이트는 상기 리소그래피 장치의 노광 레이트보다 적어도 열 배 더 클 수 있다.

제어기는, 상기 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 정렬 오차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해서, 상기 광학 요소의 제 1 세트의 결정된 위치에 따라 상기 기판 테이블 및/또는 지지 구조체의 위치를 제어하도록 더욱 동작가능할 수 있다.

리소그래피 장치는 기판 레벨에서 상기 방사선 빔의 파면을 측정하도록 동작가능한 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 복수 개의 광학 요소를 포함하는 투영 시스템을 제어하는 방법으로서, 각각의 광학 요소의 위치를 결정하는 단계; 복수 개의 광학 요소 중 적어도 두 개의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차 및/또는 시선 오차를 모델을 사용하여 결정하는 단계; 결정된 광수차 및/또는 시선 오차를 적어도 부분적으로 보상하는, 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절(adjustment)을 모델을 사용하여 결정하는 단계; 및 결정된 조절을 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 적용하는 단계를 포함하는, 투영 시스템 제어 방법이 제공된다.

복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절은 해당 광학 요소의 이동을 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절은 해당 광학 요소의 형상의 왜곡을 포함할 수 있다.

상기 투영 시스템 제어 방법은, 상기 광학 요소의 제 1 세트에 조절을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.

광학 요소의 제 1 세트에 적용되는 조절은, 상기 광학 요소의 제 2 세트에 조절이 인가되는 레이트보다 적어도 두 배 더 낮은 레이트에서 적용될 수 있다.

상기 투영 시스템 제어 방법은, 상기 투영 시스템에 의해 형성되는 이미지의 수차, 위치 또는 배향 중 적어도 하나를 측정하고, 측정치(measurements)를 사용하여 상기 모델을 캘리브레이션하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 패터닝 디바이스 지지 구조체, 투영 시스템, 기판 테이블, 및 제어기를 포함하는 리소그래피 장치로서, 상기 투영 시스템은: 입력 방사선 빔을 수광하고 출력 방사선 빔을 기판 상에 투영하여 이미지를 생성하도록 동작가능한 광로로서, 상기 광로는 복수 개의 광학 요소를 포함하고, 복수 개의 광학 요소는 적어도 두 개의 광학 요소의 제 1 세트와 적어도 하나의 광학 요소의 제 2 세트를 포함하는, 광로; 각각 복수 개의 광학 요소 중 하나와 연관되고 해당 광학 요소의 위치를 결정하도록 동작가능한 복수 개의 센서; 및 각각 상기 광학 요소의 제 2 세트와 연관되고 해당 광학 요소를 조절하도록 동작가능한 하나 이상의 액츄에이터를 포함하고, 상기 제어기는 상기 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 시선 오차 및/또는 광수차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해서, 상기 하나 이상의 액츄에이터를 사용하여 상기 광학 요소의 제 1 세트의 결정된 위치에 따라 상기 광학 요소의 제 2 세트를 조절하도록 동작가능하며, 상기 제어기는 패터닝 디바이스 지지 구조체 및/또는 기판 테이블의 위치를 조절하여 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시키도록 더욱 동작가능한, 리소그래피 장치가 제공된다.

바람직하게는, 본 발명의 이러한 양태는 투영 시스템 및 패터닝 디바이스 지지 구조체 및/또는 기판 테이블을 조합하여 어드레싱하기 때문에 장면 오차(sight error) 및/또는 광수차를 감소시킬 수 있다.

제어기는, 잔차 오차가 남도록 광학 요소의 제 2 세트를 조절하여 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시킨 뒤 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치를 조절함으로써 잔차 오차를 감소시키도록 동작가능할 수 있다.

제어기는, 모델을 사용하여 상기 광학 요소와 패터닝 디바이스 지지 구조체의 조합에 의해 초래되는 결합된 시선 오차 및/또는 결합된 광수차를 결정하고, 상기 광학 요소의 제 2 세트를 조절하고 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치를 조절하여 상기 결합된 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시키도록 동작가능할 수 있다.

제어기는, 기판 테이블의 위치가 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치와 동기화되도록, 상기 기판 테이블의 피드쓰루 제어를 적용하도록 동작가능할 수 있다.

제어기는, 잔차 오차가 남도록 광학 요소의 제 2 세트를 조절하여 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시킨 뒤 기판 테이블의 위치를 조절함으로써 잔차 오차를 감소시키도록 동작가능할 수 있다.

제어기는, 모델을 사용하여 상기 광학 요소와 기판 테이블의 조합에 의해 초래되는 결합된 시선 오차 및/또는 결합된 광수차를 결정하고, 상기 광학 요소의 제 2 세트를 조절하고 상기 기판 테이블의 위치를 조절하여 상기 결합된 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시키도록 동작가능할 수 있다.

제어기는, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치가 상기 기판 테이블의 위치와 동기화되도록, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체의 피드쓰루 제어를 적용하도록 동작가능할 수 있다.

제어기는 잔차 오차가 남도록 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시킨 뒤 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치를 조절하고 기판 테이블의 위치를 조절함으로써 잔차 오차를 감소시키도록 동작가능할 수 있다.

제어기는, 모델을 사용하여 상기 광학 요소와 기판 테이블의 조합에 의해 초래되는 결합된 시선 오차 및/또는 결합된 광수차를 결정하고, 상기 광학 요소의 제 2 세트를 조절하고, 상기 포지셔닝 툴 지지 구조체의 위치를 조절하며, 상기 기판 테이블의 위치를 조절하여 상기 결합된 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시키도록 동작가능할 수 있다.

패터닝 디바이스 지지 구조체의 조절된 위치 및/또는 상기 기판 테이블의 조절된 위치에 있는 오차는, 상기 광학 요소의 제 2 세트에 추가 조절을 적용하도록 상기 제어기에 의해 결정되고 사용될 수 있다.

제어기에 의해 결정되는 조절은 상기 광학 요소의 제 2 세트의 각각의 광학 요소의 위치의 변화를 포함할 수 있다.

광학 요소의 제 2 세트 중 하나 이상은 조절가능한 광학 요소일 수 있고, 제어기에 의해 결정되는 조절은 각각의 조절가능한 광학 요소의 형상의 변화를 포함할 수 있다.

리소그래피는 광학 요소 중 적어도 하나와 연관된 가속도 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 패터닝 디바이스 지지 구조체, 투영 시스템, 기판 테이블, 및 제어기를 포함하는 리소그래피 장치로서, 상기 투영 시스템은, 입력 방사선 빔을 수광하고 출력 방사선 빔을 기판 상에 투영하여 이미지를 형성하도록 동작가능한 광로로서, 복수 개의 광학 요소를 포함하는, 광로; 각각 복수 개의 광학 요소 중 하나와 연관되고 해당 광학 요소의 위치를 결정하도록 동작가능한 복수 개의 센서; 및 각각 상기 광학 요소 연관되고 해당 광학 요소를 조절하도록 동작가능한 복수 개의 액츄에이터를 포함하고, 상기 제어기는 상기 액츄에이터를 사용하여 상기 광학 요소들 사이의 상대 이동을 최소화하도록 동작가능한, 리소그래피 장치가 제공된다.

제어기는 상기 광학 요소의 알짜 이동을 적어도 부분적으로 보상하도록, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체 및/또는 기판 테이블의 위치를 조절하도록 더욱 동작가능할 수 있다.

본 발명의 제 6 양태에 따르면, 패터닝 디바이스 지지 구조체, 복수 개의 광학 요소를 포함하는 투영 시스템, 및 기판 테이블을 포함하는 리소그래피 장치를 제어하는 방법으로서, 각각의 광학 요소의 위치를 결정하는 단계; 모델을 사용하여 상기 복수 개의 광학 요소 중 적어도 두 개의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 시선 오차 및/또는 광수차를 결정하는 단계; 모델을 사용하여 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절을 결정하고, 상기 결정된 시선 오차 및/또는 광수차를 적어도 부분적으로 보상하는, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체 및/또는 기판 테이블의 위치에 대한 조절을 결정하는 단계; 및 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 결정된 조절을 적용하고, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체 및/또는 기판 테이블의 위치에 결정된 조절을 적용하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법이 제공된다.

시선 오차 및/또는 광수차는 잔차 오차가 남도록 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트를 조절함으로써 감소될 수 있고, 그 후에 잔차 오차가 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치를 조절함으로써 감소될 수 있다.

모델은 광학 요소와 패터닝 디바이스 지지 구조체의 조합에 의해 초래되는 결합된 시선 오차 및/또는 결합된 광수차를 결정하도록 사용될 수 있고, 결합된 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시키도록 상기 광학 요소의 제 2 세트가 조절되고 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치가 조절될 수 있다.

시선 오차 및/또는 광수차는 잔차 오차가 남도록 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트를 조절함으로써 감소될 수 있고, 그 후에 상기 잔차 오차는 기판 테이블의 위치를 조절함으로써 감소될 수 있다.

모델은 광학 요소와 기판 테이블의 조합에 의해 초래되는 결합된 시선 오차 및/또는 결합된 광수차를 결정하도록 사용될 수 있고, 결합된 시선 오차 및/또는 광수차를 감소시키기 위해서 상기 광학 요소의 제 2 세트가 조절될 수 있고 상기 기판 테이블의 위치가 조절될 수 있다.

광학 요소 제 2 세트에 적용되는 조절은, 상기 광학 요소의 제 2 세트의 각각의 광학 요소의 위치의 변화를 포함할 수 있다.

광학 요소의 제 2 세트 중 하나 이상은 조절가능한 광학 요소일 수 있고, 조절은 각각의 조절가능한 광학 요소의 형상의 변화를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 7 양태에 따르면, 패터닝 디바이스 지지 구조체, 복수 개의 광학 요소를 포함하는 투영 시스템, 및 기판 테이블을 포함하는 리소그래피 장치를 제어하는 방법으로서, 각각의 광학 요소의 위치를 결정하는 단계; 및 상기 광학 요소들 사이의 상대 이동을 최소화하도록, 액츄에이터를 사용하여 상기 광학 요소 중 적어도 일부를 이동시키는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법이 제공된다.

상기 방법은, 상기 광학 요소의 알짜 이동을 적어도 부분적으로 보상하도록, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체 및/또는 기판 테이블의 위치를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술되거나 후술되는 본 발명의 다양한 양태 및 특징은 당업자에게 용이하게 명백히 이해되는 바와 같이 본 발명의 다른 양태 및/또는 특징과 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 이제 예시하는 방식으로만 설명될 것이다:
- 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 투영 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 도시한다;
- 도 2 는 도 1 의 리소그래피 장치로 방사선을 공급할 수 있는 방사원을 도시한다;
- 도 3 은 도 1 의 리소그래피 장치로 방사선을 공급할 수 있는 다른 방사원을 도시한다;
- 도 4 는 도 1 의 리소그래피 장치가 일부를 형성할 수 있는 리소그래피 시스템의 개략도이다;
- 도 5 는 도 4 의 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있는 자유 전자 레이저의 개략적인 예시도이다;
- 도 6 은 도 1 의 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있는, 본 발명의 일 실시예에 따른 투영 시스템의 개략적인 예시도이다;
- 도 7 은 도 1 의 리소그래피 시스템의 일부를 형성할 수 있는, 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 투영 시스템의 개략적인 예시도이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따르는 투영 시스템(PS)을 포함하는 리소그래피 장치(LA)를 도시한다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어 마스크)를 지지하도록 구성되는 지지 구조체(MT), 및 기판(W)을 지지하도록 구성되는 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 이전에 방사선 빔(B)을 수광하고 컨디셔닝하도록 구성된다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔(B)(이제 마스크(MA)에 의하여 패터닝됨)을 기판(W)에 투영시키도록 구성된다. 기판(W)은 이전에 형성된 패턴을 포함할 수도 있다. 이러한 경우에, 리소그래피 장치(LA)는 패터닝된 방사선 빔(B)을 이전에 기판(W)에 형성된 패턴과 정렬한다.

리소그래피 장치(LA)는 리소그래피 시스템의 일부를 포함하고, 이것은 방사원을 더 포함한다. 방사원은 극자외(EUV) 방사선 빔(B)을 생성하도록 구성된다.

일부 실시예들에서, 리소그래피 장치(LA)는 전용 방사원과 함께 제공된다. 즉, 리소그래피 시스템은 하나의 방사원 및 오직 하나의 리소그래피 장치를 포함한다. 이러한 실시예의 경우, 방사원은 예를 들어 레이저 생성 플라즈마(LPP) EUV 방사원일 수 있다.

도 2 에 도시되는 방사원(SO1)은 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라고 불릴 수 있는 타입이다. 예를 들어 CO₂ 레이저일 수 있는 레이저(1)가 레이저 빔(2)을 통해, 연료 방출기(3)로부터 제공되는 주석(Sn)과 같은 연료로 에너지를 전달하도록 구현된다. 비록 후속하는 설명에서 주석이 참조되지만, 임의의 적합한 연료가 사용될 수도 있다. 연료는 예를 들어 액체 형태일 수 있고, 예를 들어 금속 또는 합금일 수 있다. 연료 방출기(3)는, 예를 들어 액적의 형태인 주석을 궤적을 따라 플라즈마 형성 영역(4)으로 디렉팅하도록 구성되는 노즐을 포함할 수 있다. 레이저 빔(2)은 플라즈마 형성 영역(4)에서 주석에 입사한다. 레이저 에너지를 주석에 전달하면 플라즈마 형성 영역(4)에 플라즈마(7)가 생성된다. EUV 방사선을 포함하는 방사선이 여기 소거(de-excitation)와 플라즈마의 이온의 재결합이 이루어지는 동안에 플라즈마(7)로부터 방사된다.

EUV 방사선은 거의 수직인 입사 방사선 콜렉터(5)(좀 더 일반적으로는 흔히 정상 입사 방사선 콜렉터라고 불림)에 의하여 수집되고 집광된다. 콜렉터(5)는 EUV 방사선(예를 들어 13.5 nm와 같은 원하는 파장을 가지는 EUV 방사선)을 반사하도록 구현되는 다중층 구조를 가질 수 있다. 콜렉터(5)는 두 개의 타원 초점 포인트를 가지는 타원형 구성을 가질 수도 있다. 제 1 초점은 플라즈마 형성 영역(4)에 있을 수 있고, 제 2 초점은 아래에서 논의되는 중간 초점(6)에 있을 수 있다.

레이저(1)는 방사원(SO1)으로부터 분리될 수 있다. 분리되는 경우, 레이저 빔(2)은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기, 및/또는 다른 광학기를 포함하는 빔 전달 시스템(미도시)의 도움으로, 레이저(1)로부터 방사원(SO1)으로 전달될 수 있다. 레이저(1)와 방사원(SO1)은 합쳐져서 방사선 시스템이라고 간주될 수 있다.

콜렉터(5)에 의하여 반사되는 방사선은 방사선 빔(B)을 형성한다. 방사선 빔(B)은 포인트(6)에서 집속되어 플라즈마 형성 영역(4)의 이미지를 형성하고, 이것은 이제 조명 시스템(IL)에 대한 가상 방사원으로서 동작한다. 방사선 빔(B)이 집광되는 포인트(6)는 중간 초점이라고 지칭될 수 있다. 방사원(SO1)은 중간 초점(6)이 방사원의 밀폐 구조(9) 내의 개구(8)에 또는 이에 근접하게 위치되도록 구현된다.

도 3 은 도 2 에 도시되는 방사원과 다른 구성을 가지는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 방사원(SO2)을 도시한다. 방사원(SO2)은 플라즈마 형성 영역(4)에 연료를 전달하도록 구성되는 연료 방출기(3)를 포함한다. 임의의 적합한 재료들이 사용될 수 있지만, 연료는 예를 들어 주석일 수 있다. 선-펄스 레이저(16)는 연료 위에 입사하는 선-펄스 레이저 빔(17)을 방출한다. 선-펄스 레이저 빔(17)은 연료를 예열함으로써, 그 크기 및/또는 형상과 같은 특성을 변경하는 역할을 한다. 메인 레이저(18)는 선-펄스 레이저 빔(17) 이후에 연료 위에 입사하는 메인 레이저 빔(19)을 방출한다. 메인 레이저 빔은 연료로 에너지를 전달하여 연료를 플라즈마(7)를 방출하는 EUV 방사선으로 변환한다.

소위 그레이징 입사 콜렉터일 수 있는 방사선 콜렉터(20)는 EUV 방사선을 수집하고 EUV 방사선을 중간 초점이라고 불릴 수 있는 포인트(6)에 포커싱하도록 구성된다. 따라서, 방사선 방출 플라즈마(7)의 이미지는 중간 초점(6)에 형성된다. 방사원(SO2)의 엔클로저 구조체(21)는 중간 초점(6)에 있거나 이에 가까운 개구(22)를 포함한다. EUV 방사선은 개구(22)를 통과하여 리소그래피 장치(예를 들어 도 1 에 개략적으로 도시된 형태임)의 조명 시스템으로 전달된다.

방사선 콜렉터(20)는, 복수 개의 그레이징 입사 반사체(23, 24 및 25)(예를 들어 개략적으로 도시된 바와 같음)가 있는 네스팅된 콜렉터일 수 있다. 그레이징 입사 반사체(23, 24 및 25)는 광축(O) 중심으로 축대칭으로 배치될 수 있다. 예시된 방사선 콜렉터(20)는 단순히 일 예로서 도시된 것일 뿐이고, 다른 방사선 콜렉터가 사용될 수도 있다.

오염 트랩(26)은 플라즈마 형성 영역(4)과 방사선 콜렉터(20) 사이에 위치된다. 오염 트랩(26)은 예를 들어 회전 호일 트랩일 수 있고, 또는 임의의 다른 적합한 형태의 오염 트랩일 수 있다. 일부 실시예들에서, 오염 트랩(26)은 생략될 수 있다.

방사원(SO2)의 엔클로저(21)는, 선-펄스 레이저 빔(17)이 지나쳐서 플라즈마 형성 영역(4)으로 전달될 수 있는 윈도우(27), 및 메인 레이저 빔(19)이 지나쳐서 플라즈마 형성 영역으로 전달될 수 있는 윈도우(28)를 포함한다. 미러(29)는 메인 레이저 빔(19)을 오염 트랩(26)에 있는 개구를 통해 플라즈마 형성 영역(4)으로 디렉팅하도록 사용된다.

도 2 및 도 3 에 도시되는 방사원(SO1, SO2)은 도시되지 않은 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방사원 내에 스펙트럼 필터가 제공될 수 있다. 스펙트럼 필터는 EUV 방사선에 대해서는 실질적으로 투과성이지만 적외선 방사선과 같은, 방사선의 다른 파장에 대해서는 실질적으로 차단성일 수 있다.

다른 실시예에서, 리소그래피 시스템은, 방사선을 복수 개의 리소그래피 장치(LA)로 각각 제공하는 하나 이상의 방사원을 포함할 수 있다. 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이러한 리소그래피 시스템(LS)을 도시한다. 리소그래피 시스템(LS)은 방사원(SO3), 빔 전달 시스템(BDS) 및 복수 개의 리소그래피 툴(LA_a-LA_n)을 포함한다. 방사원(SO3)은 극자외(EUV) 방사선 빔(B')(메인 빔 이라고 불릴 수 있음)을 생성하도록 구성되고, 예를 들어 적어도 하나의 자유전자 레이저를 포함할 수 있다. 리소그래피 툴(LA_a-LA_n) 각각은 실질적으로 도 1 에 도시되는 리소그래피 장치(LA)의 형태일 수 있지만, 툴들은 이와 같이 제한되지 않는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 툴은 리소그래피 장치, 마스크 검사 장치 또는 아리얼(Arial) 이미지 측정 시스템(Arial Image Measurement Systems; AIMS)을 포함할 수 있다.

빔 전달 시스템(BDS)은 빔 분할 광학기를 포함한다. 빔 분할 광학기는 메인 방사선 빔(B')을 n 개의 개별 방사선 빔(B_a-B_n)(분기 빔 이라고 불릴 수 있음)으로 분할하고, 이들 각각은 n 개의 리소그래피 장치(LA_a-LA_n)의 다른 것으로 지향된다.

빔 전달 시스템(BDS)은 빔 확장 광학기 및/또는 빔 성형 광학기를 더 포함할 수 있다. 빔 확장 광학기는 메인 방사선 빔(B') 및/또는 분기 방사선 빔(B_a-B_n)의 단면적을 증가시키도록 구현될 수 있다. 그러면 빔 확장 광학기의 하류에 있는 미러에 가해지는 열부하의 전력 밀도가 감소된다. 이것은 빔 확장 광학기의 하류에 있는 미러가, 냉각이 덜 필요하고 따라서 비용이 저렴하면서 더 낮은 사양을 가지게 한다. 더 나아가, 이러한 미러에 더 낮은 전력 밀도가 가해지면 열팽창 때문에 그들의 광학적 표면이 덜 변형되게 된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 다운스트림 미러에 가해지는 열 부하의 전력 밀도를 감소시키면, 이러한 미러가 더 큰 그레이징 입사각에서 메인 방사선 빔 또는 분기 방사선 빔을 수광하도록 할 수 있을 수 있다. 예를 들어, 미러는 예를 들어 2 도가 아니라 5 도의 그레이징 입사각에서 방사선을 수광할 수 있다. 빔 성형 광학기는 메인 방사선 빔(B') 및/또는 분기 방사선 빔(B_a-B_n)의 단면 형상 및/또는 세기 프로파일을 변경하도록 구현될 수 있다.

대안적인 실시예들에서, 빔 전달 시스템(BDS)은 빔 확장 광학기 또는 빔 성형 광학기를 포함하지 않을 수 있다.

일부 실시예들에서, 빔 전달 시스템(BDS)은 빔 감소 광학기를 포함할 수 있고, 이것은 메인 방사선 빔(B') 및/또는 분기 방사선 빔 중 하나 이상의 단면적을 감소시키도록 구현될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 빔 확장 광학기는 빔 전달 시스템(BDS) 내의 미러가 수용하는 열 부하의 전력 밀도를 감소시킬 수 있고, 이것은 바람직할 수 있다. 그러나, 빔 확장 광학기는 상기 미러의 크기도 증가시킬 것이고, 이것은 바람직하지 않을 수 있다. 빔 확장 광학기 및 빔 감소 광학기는 원하는 빔 크기에 도달하기 위해서 사용될 수 있고, 이것은 주어진 임계 레벨 아래의 광수차를 초래하는 최소 빔 단면일 수 있다.

다시 도 4 를 참조하면, 방사원(SO3)은 각각의 리소그래피 장치(LA_a-LA_n)에 공급하기에 충분한 파워를 가진 EUV 방사선 빔(B')을 생성하도록 구성된다. 위에서 언급된 바와 같이, 방사원(SO3)은 자유 전자 레이저를 포함할 수도 있다. 도 5 는 주입기(21), 선형 가속기(22), 다발 압축기(23), 언듈레이터(24), 전자 감속기(26) 및 빔 덤프(100)를 포함하는 자유 전자 레이저(FEL)의 개략도이다.

주입기(21)는 묶음형 전자 빔(E)을 생성하도록 구현되고, 이것은 선형 가속기(22)에 의해 더 높은 에너지로 가속된다. 주입기(21) 및 선형 가속기(22)는 묶음형 상대론적 전자 빔(E)을 생성하도록 동작가능한 전자 소스를 형성하는 것으로 간주될 수 있다. 또는, 전자 빔(E)은 선형 가속기(22)와 언듈레이터(24) 사이에 배치된 다발 압축기(23)를 통과해서 지나간다. 다발 압축기(23)는 전자 빔(E) 내의 현존 전자 다발을 공간적으로 압축하도록 구성될 수 있다.

그러면 전자 빔(E)은 언듈레이터(24)를 통과한다. 언듈레이터(24)는 주기적 자석 구조를 포함하는데, 이것은 주기적 자기장을 생성하도록 동작가능하고, 주입기(21) 및 선형 가속기(22)에 의하여 생성된 상대론적 전자 빔(E)을 주기적 경로를 따라서 유도하도록 구현된다. 결과적으로, 언듈레이터(24) 내에서, 전자는 일반적으로 그들의 주기적 경로의 중심축의 방향에서 전자기 방사선을 방출한다.

전자가 각각의 언듈레이터(24)를 통과하여 이동할 때에, 이들은 방사선의 전기장과 상호작용하여, 방사선과 에너지를 교환한다. 일반적으로 전자와 방사선 사이에서 교환된 에너지량은 조건들이 공진 조건에 가깝지 않는 한 신속하게 발진할 것이다. 공진 조건에서는, 전자들이 미세다발로 서로 다발을 이루고, 언듈레이터(24) 내에서 방사선의 파장에서 변조되며, 중심축에 따른 방사선의 코히어런트 방출이 자극된다.

언듈레이터(24) 내의 전자빔에 의해 추종되는 경로는 전자들이 주기적으로 중심축을 횡단하는 정현파이고 평면일 수도 있고, 또는 전자가 중심축 중심으로 회전하는 나선형일 수도 있다. 발진 경로의 타입이 자유 전자 레이저에 의하여 방출되는 방사선의 편광에 영향을 줄 수도 있다. 예를 들어, 전자가 나선형 경로를 따라 전파하게 하는 자유 전자 레이저는 원편광된 방사선을 방출할 수 있고, 전자가 정현 경로를 따라 전파하게 하는 자유 전자 레이저는 선편광된 방사선을 방출할 수 있다.

언듈레이터(24)에서 생성된 방사선은 방사선 빔(B_FEL)으로서 언듈레이터를 빠져나오고, 이것은, 예를 들어 도 4 의 방사선 빔(B')에 대응한다.

언듈레이터(24)를 떠난 이후에, 전자 빔(E)은 덤프(100)에 의하여 흡수된다. 전자 빔(E) 내의 전자의 에너지는, 전자 빔(E)을 언듈레이터(24)와 빔 덤프(100) 사이에 배치되는 감속기(26)를 통해서 지향함으로써 전자가 덤프(100)에 진입하기 이전에 감소될 수도 있다. 일 실시예에서, 언듈레이터(24)를 빠져나오는 전자 빔(E)은 선형 가속기(22)에 의해 감속될 수 있다. 즉, 선형 가속기(22)는 언듈레이터(24)로부터 출력되는 전자를 감소시키고 주입기(21)로부터 출력되는 전자는 가속하는 역할을 할 수 있다. 이러한 장치는 에너지 복구 선형 가속기(energy recovering linear accelerator; ERL)라고 알려진다.

다시 도 1 을 참조하면, 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)은 모두 이들이 외부 환경으로부터 고립될 수 있게 구성되고 구현될 수 있다. 진공이 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS) 내에 제공될 수 있다. 대기압에 훨씬 못 미치는 압력의 적은 양의 가스(예를 들어 수소)가 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS) 내에 제공될 수 있다.

방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL) 내로 전달되는데, 이것은 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된다. 조명 시스템(IL)은 다면형(facetted) 필드 미러 디바이스(10) 및 다면형 퓨필 미러 디바이스(11)를 포함할 수 있다. 다면형(faceted) 필드 미러 디바이스(10)와 다면형 퓨필 미러 디바이스(11)는 함께 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 분포를 가지는 방사선 빔(B)을 제공한다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)으로부터 전달되고 지지 구조체(MT)에 의하여 홀딩되는 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사한다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔(B)을 반사하고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은 다면형 필드 미러 디바이스(10) 및 다면형 퓨필 미러 디바이스(11)에 더하여 또는 그 대신에 다른 미러 또는 디바이스를 포함할 수 있다.

패터닝 디바이스(MA)로부터 반사된 이후에, 패터닝된 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)에 진입한다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔(B)을 기판 테이블(WT)에 의하여 홀딩되는 기판(W) 상에 투영하도록 구성되는 복수 개의 미러(13, 14)를 포함한다. 투영 시스템(PS)은 감소 인자를 방사선 빔에 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피쳐보다 더 작은 피쳐가 있는 이미지를 형성한다. 예를 들어, 4 의 감소 인자가 적용될 수도 있다.

리소그래피 장치(LA_a)는, 예를 들어 스캔 모드에서 사용될 수도 있고, 이 경우 방사선 빔(B)에 부여된 패턴이 기판(W)의 타겟 영역 상에 투영되는 동안(즉, 단일 동적 노광) 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 동기적으로 스캐닝된다. 지지 구조체(MT)에 상대적인 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 축소 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다.

기판(W)의 타겟 위치에 의하여 수광되는 방사선량은, 타겟 위치가 노광되는 방사선 빔(예를 들어 패터닝된 방사선 빔(B))의 파워 및 기판(W)의 타겟 위치가 방사선 빔에 노출되는 시간량에 따라 달라진다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 기판(W)의 타겟부가, 스캐닝 방향에 횡단하며 타겟부에 걸쳐 연장되는 방사 대역(band of radiation)에 상대적으로 기판(W)을 스캐닝함으로써 노광되도록 스캔 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 방사 대역은 노광 슬릿이라고 지칭될 수도 있다. 기판(W) 상의 타겟 위치에 수광되는 방사선량은, 방사선 빔(예를 들어 패터닝된 방사선 빔(B)이 해당 타겟 위치로 지향된 노광 시간 기간, 및 노광 시간 기간 동안에 방사선 빔 내에서 발생된 펄스의 개수 및 지속시간에 의존한다. 예를 들어, 스캐닝 리소그래피 장치(LA)에서, 기판(W)의 타겟 위치가 방사선 빔에 노출되는 시간량은 해당 타겟 위치가 노광 슬릿을 통해 이동하는데 걸린 시간에 따라 달라진다. 타겟 위치에서 수광되는 방사선량은 해당 노광 시간 기간 동안에 발생되는 방사선 빔의 펄스 및 각각의 펄스에 의하여 타겟 위치로 전달된 평균 에너지에 따라 달라진다. 일 실시예에서, 기판(W)은 노광 시간 기간이 약 1 ms가 되도록 노광 슬릿에 상대적으로 스캔될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 노광 시간 기간은 1 ms보다 더 길 수도 있고, 예를 들어 5 ms만큼 길 수도 있다(예를 들어 노광 슬릿에 상대적인 웨이퍼의 더 느린 스캐닝 이동에 기인함).

비록 도 1 에서 투영 시스템(PS)이 두 개의 미러(13, 14)를 가지는 것으로 도시되지만, 이것은 투영 시스템(PS)의 개략적인 표현일 뿐이고, 실무 상 투영 시스템(PS)은 임의의 개수의 미러를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 투영 시스템(PS)은 세 개 이상의 미러(예를 들어 6 개 이상의 미러)를 포함할 수 있다. 세 개 이상의 미러를 가지면, 예를 들어 광수차를 감소시키기 위해서 투영 시스템(PS)이 조절될 수 있는 정도가 증가되기 때문에 유리하다. 따라서, 세 개 이상의 미러(예를 들어 6 개 이상의 미러)를 가지는 투영 시스템은 두 개의 미러를 가지는 경우보다 기판(W) 상에 더 양호한 품질의 이미지가 형성될 수 있게 할 수 있다.

도 6 은 도 1 의 투영 시스템(PS)을 형성할 수 있는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 투영 시스템(PS1)을 도시한다. 투영 시스템(PS1)은 입력 방사선 빔(B_in)(패터닝 디바이스(MA)로부터의 패터닝된 방사선 빔(B)에 대응함)을 수광하고, 출력 방사선 빔(B_out)을 기판 테이블(WT)(도 6 에는 미도시)에 의해 홀딩되는 기판(W) 상에 투영하도록 동작가능한 광로(100)를 포함한다. 광로(100)는 4 개의 미러(M1, M2, M3, M4)를 포함한다. 광로(100)는 추가적 미러(미도시)를 더 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 6 은 투영 시스템(PS1)의 개략적인 표현이고, 광로(100)는 선형으로 표현되었다. 그러나, 광로(100)(광축)를 따른 방사선의 방향은 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)에서 변할 것이라는 것이 이해될 것이다.

일반적으로, 투영 시스템(PS1)의 미러(M1, M2, M3, M4) 중 임의의 것이 마스크 지지 구조체(MT) 및/또는 기판 테이블(WT)에 대해서 임의로 이동하면, 기판(W) 상에 투영되는 이미지에 영향을 줄 것이다. 광로(100)를 형성하는, 미러(M1, M2, M3, M4)의 글로벌 이동은 시선 오차를 일으켜서 기판(W) 상의 이미지가 기판(W)에 대해 병진되게 할 수 있다. 정정되지 않으면, 이것은 정렬/오버레이 오차를 초래할 수 있고, 즉 이미지는 기판(W) 상에 이전에 형성된 바 있는 패턴에 대해서 천이될 수 있다. 더 나아가, 미러(M1, M2, M3, M4) 중 임의의 것이 다른 미러(M1, M2, M3, M4)에 대해 임의로 이동하면, 기판(W) 상에 형성된 이미지에 왜곡이 생길 수 있다. 특히, 미러(M1, M2, M3, M4) 중 임의의 것의 다른 미러(M1, M2, M3, M4)에 대해 이동하면 방사선 빔이 투영 시스템(PS1)을 통과한 이후에 그 파면(즉 상수 위상의 선분)이 왜곡될 수 있다. 이것은 광수차라고 불릴 수 있다. 기판(W) 상의 최적의 이미징은 미러(M1, M2, M3, M4) 각각이 공칭 위치라고 불릴 수 있는 원하는 위치에 있는 경우에 달성될 수 있다. 즉, 미러(M1, M2, M3, M4) 각각이 자신의 공칭 위치에 있으면, 기판(W) 상에 투영되는 이미지는 원하는 이미지가 될 것이다. 미러(M1, M2, M3, M4) 중 하나 이상이 자신의 공칭 위치로부터 변위되면, 기판(W) 상에 투영되는 이미지는 왜곡 및/또는 천이될 수 있다. 즉, 미러(M1, M2, M3, M4) 중 임의의 것에 그들의 공칭 위치로부터 임의의 편차가 발생하면 시선 오차 및/또는 광수차가 초래될 수 있다.

투영 시스템(PS1)은 센서 프레임(F)을 더 포함한다. 센서 프레임(F)에 대한 미러(M1, M2, M3, M4) 각각의 위치는 후술되는 바와 같이 능동적으로 제어된다. 즉, 센서 프레임(F)은 미러(M1, M2, M3, M4) 각각에 대한 위치 기준으로서의 역할을 한다. 임의의 3 차원의 오브젝트에 대해서 "위치" 라는 용어는 오브젝트의 위치(예를 들어 그 무게 중심의 위치) 및/또는 오브젝트의 배향을 가리킬 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러므로, 각각의 미러의 위치는 6 자유도(그 위치에 대해 3 자유도 및 그 배향에 대해 3 자유도)를 사용하여 특징지어질 수 있다.

투영 시스템(PS1)은 복수 개의 센서(S1, S2, S3, S4)를 더 포함한다. 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)는 미러(M1, M2, M3, M4) 중 하나와 각각 연관되고, 해당 광학 요소의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 나타내는 신호를 결정하고 출력하도록 동작가능하다. 각각의 센서는 하나 이상의 선형 인코더를 포함할 수 있고, 각각의 선형 인코더는 눈금을 읽도록 배치되는 인코더 헤드를 포함하며, 이러한 눈금은 위치를 나타낸다. 인코더 헤드는 센서 프레임(F) 상에 배치될 수 있고 눈금은 미러(M1, M2, M3, M4) 각각의 보디에 제공될 수 있다. 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)는 자신과 연관된 미러(M1, M2, M3, M4)의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 샘플 레이트에서 샘플링하도록(그리고 이것을 나타내는 신호를 출력하도록) 동작가능하다. 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)의 샘플 레이트는 사용되는 인코더 헤드의 타입에 따라 달라질 수 있다. 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)는 동일한 타입의 센서 헤드를 사용할 수 있고 자신과 연관된 미러(M1, M2, M3, M4)의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 실질적으로 동일한 샘플 레이트에서 샘플링하도록 동작가능할 수 있다. 샘플 레이트는, 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)의 센서 프레임(F)에 대한 위치가 리소그래피 장치(LA)의 노광 시간 기간(즉 기판 상의 주어진 위치가 패터닝된 방사선을 수광하는 시간) 동안 수 회 샘플링되도록 충분히 높을 수 있다. 이것은 실시간 샘플링이라고 불릴 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)의 샘플 레이트는 리소그래피 장치(LA)의 노광 레이트(노광 시간 기간의 역수로 정의됨)보다 적어도 열 배 정도일 수 있다. 일부 실시예들에서, 노광 시간 기간은 1 ms(1 kHz의 노광 레이트와 균등함) 정도일 수 있고, 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)의 샘플 레이트는 수십 kHz 정도, 예를 들어 10 내지 20 kHz 사이일 수 있다. 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)의 샘플링 주파수는 자신과 연관된 미러(M1, M2, M3, M4)의 최고 공진(고유) 주파수의 적어도 두 배일 수 있다. 그러면 샘플링의 임의의 에일리어싱 효과를 피할 수 있다.

센서 프레임(F)이 임의로 변형되면 미러(M1, M2, M3, M4)의 위치 오차가 생길 것이고, 이것은 이제 시선 오차 및/또는 광수차를 초래할 것이다. 비록 센서 프레임(F)에 일부 변형이 발생할 것이지만, 센서 프레임(F)은 이러한 오차를 수락가능한 공차 레벨 아래로 유지하도록 열적으로 그리고 기계적으로 충분히 안정할 수 있다.

투영 시스템(PS1)은 복수 개의 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)를 더 포함한다. 각각의 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)는 미러(M1, M2, M3, M4) 중 하나와 각각 연관되고, 해당 미러(M1, M2, M3, M4)의 위치를 변경하도록 동작가능하다.

투영 시스템(PS1)은 미러 지지 프레임(F')을 더 포함한다. 미러(M1, M2, M3, M4) 각각은 자신과 연관된 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)를 통해 미러 지지 프레임(F')에 연결된다. 대안적으로, 다른 실시예들에서, 미러(M1, M2, M3, M4)의 각각은 자신과 연관된 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)를 통해 센서 프레임(F)에 연결될 수 있다.

각각의 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)는 자신의 대응하는 미러(M1, M2, M3, M4)의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 제어 대역폭을 가지고 변경하도록 동작가능하다. 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)의 제어 대역폭은 그 아래에서 해당 미러(M1, M2, M3, M4)가 센서 프레임(F)을 정확하게 추적하는 주파수로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)는, 센서 프레임(F)이 이동하는 경우에 센서 프레임(F)의 모션을 보상하고 미러(M1, M2, M3, M4)의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 유지하기 위해서, 그들의 대응하는 미러가 대응하도록 이동하게 되도록 구현될 수 있다. 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)는 자신의 제어 대역폭보다 높은 주파수를 가지는 센서 프레임(F)의 움직임은 보상할 수 없다. 일반적으로, 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)는 자신의 제어 대역폭 아래의 주파수를 가지는 센서 프레임(F)의 임의의 이동을 보상할 수 있다. 더 나아가, 미러(M1, M2, M3, M4)의 제어 대역폭과 센서 프레임(F)의 움직임의 주파수가 커질수록, 미러는 해당 모션을 더 정확하게 보상할 수 있다. 예를 들어, 50 Hz 및 200 Hz의 각각의 대역폭을 가지는 두 개의 미러는 모두 5-20 Hz의 범위에 있는 주파수를 가지는 센서 프레임의 움직임을 보상할 수 있을 것이다. 그러나, 200 Hz의 대역폭을 가지는 미러가 더 높은 정확도로 움직임을 보상할 것이다. 만일 제 1 미러가 α의 인자만큼 제 2 미러보다 더 큰 대역폭을 가지면, 제 1 미러의 추적 정확도는 약 α⁴ 배의 인자로 제 2 미러보다 더 클 수 있다(양자 모두의 제어 대역폭 아래인 센서 프레임(F)의 움직임에 대하여). 각각의 미러의 제어 대역폭보다 높고 낮은 거동으로부터의 천이가 불연속이 아니라는 것에 주의한다. 오히려, 센서 프레임(F)의 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)에 대한 이동이 증폭되는 주파수 범위가 해당 미러(M1, M2, M3, M4)의 제어 대역폭 주위에 존재한다.

시선 오차 및/또는 광수차를 규정된 레벨 아래로 유지하기 위해 요구되는 제어 대역폭은 센서 프레임(F)의 이동량과 자신의 주파수 스펙트럼에 따라 달라질 수 있다. 리소그래피 장치(LA)가 스캔 모드에서 사용되는 실시예에서, 주파수 스펙트럼은 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)의 스캐닝 모션의 주파수에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 스캐닝 모션은 5-20 Hz의 주파수에 있는 주파수를 가질 수 있다.

각각의 미러(M1, M2, M3, M4)의 제어 대역폭은 사용되는 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)의 타입에 따라 달라질 수 있다. 더 나아가, 각각의 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)가 제공할 수 있는 최대 대역폭은 자신과 연관된 미러(M1, M2, M3, M4)의 공진 주파수에 의해 제한된다. 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)의 공진 주파수는 미러(M1, M2, M3, M4)의 기계적 디자인(즉 그 크기 및 형상) 및 미러를 형성한 재료에 따라 달라진다. 예를 들어, 상대적으로 얇은 미러는 상대적으로 낮은 공진 주파수를 가지고 따라서 낮은 제어 대역폭을 가진다. 더 나아가, 상대적으로 큰 미러는 상대적으로 평평해지는 경향이 있으며, 따라서 더 낮은 공진 주파수를 가지고 따라서 더 낮은 제어 대역폭을 가지는 경향이 있다.

일부 실시예들에서, 광로(100)를 형성하는 복수 개의 미러(M1, M2, M3, M4)는 일정 범위의 상이한 제어 대역폭들을 가진다. 특히, 미러(M1, M2, M3, M4) 중 적어도 두 개는 다른 미러보다 훨씬 더 낮은 제어 대역폭을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 미러(M1, M4)의 제 1 세트는 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지고 미러(M2, M3)의 제 2 세트는 상대적으로 높은 제어 대역폭을 가진다. 예를 들어 미러(M1, M4)의 제 1 세트는 미러(M2, M3)의 제 2 세트보다 더 크고 더 얇다. 미러(M1, M4)는, 예를 들어 약 100 Hz 미만, 예를 들어 50 Hz 정도의 제어 대역폭을 가질 수 있다. 미러(M2, M3)는, 예를 들어 약 1 kHz 미만, 예를 들어 200 Hz 정도의 제어 대역폭을 가질 수 있다. 미러들이 약 50 Hz의 제어 대역폭을 가지고 미러(M2, M3)가 약 200 Hz의 제어 대역폭을 가지는 실시예에서, 미러(M2, M3)의 추적 정확도는 미러(M1, M4)의 경우보다 약 4⁴=256 배 더 클 수 있다는 것에 주의한다.

일반적으로, 미러(M1, M4)의 제 1 세트는 예를 들어 미러(M2, M3)의 제 2 세트보다 적어도 두 배 더 낮은 제어 대역폭을 가질 수 있다. 미러(M1, M4)의 제 1 세트는 예를 들어 미러(M2, M3)의 제 2 세트보다 약 네 배 이상 더 낮은 제어 대역폭을 가질 수 있다.

각각의 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)는 하나 이상의 선형 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어 각각의 선형 모터는 해당 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)와 연관된 미러(M1, M2, M3, M4)의 상이한 방향의 움직임을 제어할 수 있다. 각각의 선형 모터는 고정자 및 이동자(mover)를 포함하는 로렌츠-타입 액츄에이터일 수 있다. 고정자는 미러(M1, M2, M3, M4)를 지지하는 미러 지지 프레임(F') 상에 배치될 수 있고 이동자는 미러(M1, M2, M3, M4)의 보디에 직접적으로 연결될 수 있다. 이동자는 하나 이상의 영구 자석에 의해 형성되는 자석 요크를 포함할 수 있고 이동자는 도전성 와이어로 된 하나 이상의 코일을 포함할 수 있다. 전류가 하나 이상의 코일을 통해 제공되면, 자기장이 코일 주위에 발생되어 고정자가 이동자에 힘을 작용하도록 영구자석에 의해 생성된 자기장과 상호작용한다.

투영 시스템(PS1)은 제어기(CN)를 더 포함한다. 제어기(CN)는 각각의 센서(S1, S2, S3, S4)로부터 자신의 대응하는 미러(M1, M2, M3, M4)의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 나타내는 신호를 수신하도록 동작가능하다. 제어기(CN)는 각각의 센서로부터의 신호에 응답하여, 신호를 생성하고 각각의 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)로 출력하도록 더욱 동작가능하다. 제어기(CN)에 의해 생성되고 출력되는 신호는 모델을 사용하여 생성될 수 있다. 신호는, 미러(M1, M2, M3, M4)의 위치의 그들의 공칭 위치로부터의 편차를 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)가 그들의 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)를 이동시키게 하는 것일 수 있다. 그러므로, 신호는 시선 오차 및 광수차를 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)가 그들의 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)를 이동시키게 하는 것일 수 있다.

신호는 임의의 시선 오차를 규정된 정렬 임계 레벨 아래로 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)가 그들의 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)를 이동시키게 하는 것일 수 있다. 즉, 미러(M1, M2, M3, M4)의 그들의 공칭 위치로부터의 임의의 글로벌 이동을 감소시키도록 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)는 그들의 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)를 이동시킬 수 있다. 특정 정렬 임계 레벨은 리소그래피 장치(LA)의 임계 치수에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시예들에서, 특정된 임계 레벨은 1 nm 미만, 예를 들어 0.25 nm 또는 0.1 nm일 수 있다.

이와 유사하게, 신호는 광수차의 레벨을 특정 수차 임계 레벨 아래로 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)가 그들의 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)를 이동시키게 하는 것일 수 있다. 즉, 미러(M1, M2, M3, M4) 중 임의의 것의 다른 미러(M1, M2, M3, M4)에 대한 임의의 이동을 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1, A2, A3, A4)는 그들의 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)를 이동시킬 수 있다. 광수차는 방사선 빔이 투영 시스템(PS1)을 통과한 이후에 그것의 파면(즉 상수 위상의 라인)의 왜곡으로서 규정될 수 있다. 그러므로, 광수차는 출력 방사선 빔(B_out)의 파면의 형상에 변경을 일으키는 것으로 간주될 수 있다. 광수차의 크기는 이러한 변조의 크기로서 간주될 수 있고 방사선의 파장의 일부로서 표현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광수차의 특정 수차 임계 레벨은 EUV 방사선에 대해 약 0.02 nm일 수 있으며, 이것은 리소그래피 장치에 대한 전체 광수차 사양의 약 십 분의 일일 수 있다.

규정된 정렬 및 수차 임계 레벨은 미러(M1, M2, M3, M4)가 제어돼야 하는 정확도를 설정한다. 규정된 임계 레벨이 작을수록, 미러(M1, M2, M3, M4)는 더 높은 정확도로 제어돼야 한다.

위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 미러 중 적어도 두 개(M1, M4)의 세트는 제한된 제어 대역폭을 가진다. 그러나, 센서(S1, S4)는 이러한 미러(M1, M4)의 위치를 실시간으로 정확하게 모니터링하도록 동작가능하다. 이러한 두 개의 미러(M1, M4) 중 어느 것의 위치의 자신의 공칭 위치로부터의 임의의 편차는 일반적으로 시선 오차 및/또는 광수차를 초래할 것이다.

제어기(CN)는 미러(M1, M4)의 그들의 위치의 공칭 위치로부터의 임의의 이러한 편차에 의해 초래되는 광수차를 결정하도록 동작가능하다. 다른 미러(M2, M3)는 미러(M1, M4)의 그들의 공칭 위치로부터의 위치 편차에 의해 초래되는 광수차를 결정하기 위해서 그들의 공칭 위치에 있는 것으로 가정될 수 있다. 광수차는 센서(S1, S4)에 의해 결정되는 바와 같은 미러(M1, M4) 각각의 위치로부터 결정될 수 있다. 즉, 광수차를 정의하는 입력 값은 12 개가 존재한다(두 개의 미러(M1, M4) 각각의 위치에 대해서 6 개의 자유도). 그러나, 이러한 12 개의 입력 값은 독립적이지 않을 수 있고, 입력 값 중 일부는 상관될 수 있다. 미러(M1, M4)의 형상에 따라서, 입력 값의 일부는 결정된 광수차에 대해 다른 것보다 더 많은 영향을 미칠 수 있다.

제어기(CN)는 결정된 광수차를 적어도 부분적으로 보상할, 다른 미러(M2, M3) 각각에 대한 조절을 결정하도록 더욱 동작가능하다. 결정된 조절은 미러(M2, M3) 각각에 대한 결정된 위치이다. 즉, 제어기(CN)는 기판(W) 상에 형성되는 이미지에 있는 광수차의 레벨을 감소시키는, 다른 미러(M2, M3) 각각에 대한 위치(그들의 공칭 위치로부터의 편차)를 결정하도록 동작가능하다. 다른 미러(M2, M3) 각각에 대한 위치는 모델을 사용해서 제어기(CN)에 의해 결정된다. 이러한 방식으로 얻어진 광수차의 정정은 완벽하지 않을 수 있지만, 광수차를 감소시킬 수 있으며, 이미지가 특정된 공차 레벨 안에 있게 할 수 있다. 제어기(CN)는 다른 미러(M2, M3)의 각각이 상기 결정된 위치로 이동되게 하기 위해서, 상기 미러(M2, M3)와 연관된 액츄에이터(A2, A3) 각각에 신호를 출력하도록 더욱 동작가능하다.

제어기(CN)는 기판 테이블(WT)의 액츄에이터(미도시)로 신호를 전송하도록 역시 동작가능할 수 있다. 미러(M1, M4)의 위치에 의해 초래되는 임의의 시선 오차를 적어도 부분적으로 정정하기 위해서, 이러한 신호는 기판 테이블(WT)이 이동되게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(CN)는 마스크 지지 구조체(MT)의 액츄에이터(미도시)로 신호를 전송하도록 역시 동작가능할 수 있다. 미러(M1, M4)의 위치에 의해 초래되는 임의의 시선 오차를 적어도 부분적으로 정정하기 위해서, 이러한 신호는 마스크 지지 구조체(MT)가 이동되게 할 수 있다.

각각의 미러(M1, M2, M3, M4)의 위치가 높은 샘플링 레이트에서 정확하게 측정될 수 있기 때문에, 미러(M1, M4)에 의해 초래되는 결합된 시선 오차 및 광수차는 실시간으로 결정될 수 있다. 그러면 이러한 정보는 시선 오차 및/또는 광수차를 정정하기 위해서 고-대역폭 미러(M2, M3)를 구동하기 위해 사용될 수 있다.

그러므로, 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는 적어도 두 개의 미러(M1, M4)가 있어도, 투영 시스템(PS1)은 이러한 두 개의 미러(M1, M4)에 의해 초래된 광수차 및 시선 오차를 실시간으로 정정하도록 동작가능하다. 이러한 구성은, 미러(M1, M4)의 낮은 제어 대역폭 때문에 표준 액티브 피드-백 루프를 사용할 때 얻을 수 있는 것보다 개선된 시선 정확도를 얻기 위해 사용될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 광로(100)는 4 개의 미러(M1, M2, M3, M4)보다 많은 미러를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 투영 시스템(PS1)은 6 개 이상의 미러를 포함할 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 광학계(100)는 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는 두 개 이상의 미러 및 상대적으로 높은 제어 대역폭을 가지는 잔여 미러를 포함할 수 있다. 더 나아가, 광로(100)는 3 개의 미러를 포함할 수 있는데: 두 개의 미러는 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지고 하나의 미러는 상대적으로 높은 제어 대역폭을 가진다. 일부 실시예는 다른 개수의 미러를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

제어기(CN)는 미러(M1, M4)의 위치에 의해 초래되는 광수차를 결정하도록 모델을 구현하도록 동작가능할 수 있다. 이러한 모델은 각각의 미러(M1, M2, M3, M4)의 형상 및 공칭 위치에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 제어기(CN)는 적합한 알고리즘을 사용하여(예를 들어 역행렬 기법을 사용하여) 직접적으로 광수차 및 미러(M2, M3)의 원하는 위치를 계산하도록 동작가능할 수 있다. 또는, 제어기(CN)는 광수차 및 미러(M2, M3)의 원하는 위치를 결정하기 위해서 하나 이상의 룩업 테이블 등을 사용하도록 동작가능할 수 있다. 미러(M1, M4)의 위치에 의해 초래되는 광수차를 감소시키게 될 미러(M2, M3)의 위치에는 두 개 이상의 세트가 존재할 수 있다. 만일 그러하다면, 제어기(CN)는, 예를 들어 미러(M1, M4)의 위치에 의해 초래되는 광수차가 최대로 감소되게 하는 미러(M2, M3)의 위치의 세트를 선택할 수 있다.

제어기(CN)에 의해 사용되는 모델은 미러(M1, M2, M3, M4)의 위치의 범위 내에서 선형일 수 있다. 주기적으로, 예를 들어 두 개의 기판(W)의 노광 사이에, 리소그래피 장치(LA)는 광수차를 직접적으로 결정하기 위해서 패터닝된 방사선 빔(B)의 파면을 기판 레벨에서 측정하도록 동작가능할 수 있다. 이것이 모델을 사용해서 제어기(CN)에 의해 결정된 수차와 비교될 수 있다. 이러한 직접적 측정은 제어기에 의해 사용되는 모델을 주기적으로 캘리브레이션하기 위해 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 리소그래피 장치(LA)는 주기적으로(예를 들어 두 개의 기판(W)의 노광 사이에), 투영 시스템(PS1)에 의해 기판(W)의 평면에 형성되는 이미지의 위치 및 배향을 측정하도록 동작가능할 수 있다. 이미지의 위치 및/또는 배향의 측정이 제어기에 의해 사용되는 모델을 주기적으로 캘리브레이션하기 위해 사용될 수 있다.

광수차 및 이미지의 위치 및 배향의 측정은 후술되는 바와 같이 센서 및 전단(shearing) 간섭측정계를 사용하여 이루어질 수 있다.

센서(S)는 리소그래피 장치(도 1 을 참조한다)의 기판 테이블(WT) 상에 제공될 수 있다. 센서(S)는 투영 시스템(PS)에 의해 투영되는 방사선 빔의 수차를 측정하도록 구성된다. 예를 들어, 센서(S)는 이미징 어레이(예를 들어 CCD 어레이)를 포함할 수 있다. 회절 그레이팅(미도시)이 패터닝 디바이스(MA) 또는 지지 구조체(MT) 상에 제공된다. 투영 시스템(PS)에 의해 초래되는 수차를 측정하기 위해서, 방사선 빔(B)이 회절 그레이팅을 조명하도록 지지 구조체(MT)가 이동된다. 투영 시스템(PS)은 회절 그레이팅의 이미지를 기판 테이블(WT)에 형성한다. 센서(S)는 투영 시스템(PS) 아래에 위치되어 회절 그레이팅의 이미지를 캡쳐한다. 일련의 회절 그레이팅 이미지가 초점면에 상대적으로 상이한 위치(즉 기판 테이블(WT)의 평면에 수직인 방향에서 상이한 위치)에서 캡쳐된다. 이미지들은 분석되어 투영 시스템(PS)에 의해 방사선 빔(B)에 도입된 수차의 측정을 제공한다. 파면은, 당업계에 공지된 바와 같이 적합한 제니케 계수의 제니케 다항식의 선형 조합으로 표현될 수 있다. 그러므로, 수차는 예를 들어 제니케 계수의 세트로서 표현될 수 있다. 측정들의 세트는 회절 그레이팅 및 센서(S)를 사용하여 노광 슬릿에 따른 상이한 위치에서 수행될 수 있다. 또는, 센서(S)는 노광 슬릿의 전체 범위를 따라(비-스캐닝 방향에서) 이미지를 캡쳐하기에 충분히 큰 이미징 어레이(예를 들어 CCD 어레이)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 회절 그레이팅도 역시 노광 슬릿을 따라 완전하게 연장될 수 있다. 따라서 수차 측정들이 노광 슬릿을 따라서 결정되고, 이를 통하여 노광 슬릿의 전체 영역에 걸쳐 투영 시스템(PS)에 의해 도입된 수차의 특성을 제공한다.

도 7 은 도 1 의 투영 시스템(PS)을 형성할 수 있는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 다른 투영 시스템(PS2)을 도시한다. 투영 시스템(PS2)은 입력 방사선 빔(B_in)(패터닝 디바이스(MA)로부터의 패터닝된 방사선 빔(B)에 대응함)을 수광하고, 출력 방사선 빔(Bout)을 기판 테이블(WT)에 의해 홀딩되는 기판(W) 상에 투영하도록 동작가능한 광로(200)를 포함한다. 투영 시스템(PS2)은 일반적으로 투영 시스템(PS1)과 유사하고, 후속하는 설명은 두 개의 투영 시스템(PS1, PS2) 사이의 차이에 중점을 둘 것이다.

광로(200)는 3 개의 미러(M1', M2', M3')를 포함하지만, 광로(200)가 추가적인 미러(미도시)를 더 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 투영 시스템(PS1)의 경우와 같이, 투영 시스템(PS2)은 복수 개의 센서(S1', S2', S3'); 복수 개의 액츄에이터(A1', A2', A3'); 및 제어기(CN')를 더 포함한다. 각각의 센서(S1', S2', S3')는 미러(M1', M2', M3') 중 하나와 각각 연관되고, 해당 광학 요소의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 나타내는 신호를 결정하고 출력하도록 동작가능하다. 각각의 액츄에이터(A1', A2', A3')는 미러(M1', M2', M3') 중 하나와 각각 연관되고, 해당 미러(M1', M2', M3')의 예를 들어 센서 프레임(F)에 대한 위치를 변경하도록 동작가능하다. 센서(S1', S2', S3') 및 액츄에이터(A1', A2', A3')는 투영 시스템(PS1)과 연관하여 전술된 것들과 실질적으로 동일할 수 있다.

투영 시스템(PS2)은 미러 지지 프레임(F')을 포함하고 미러(M1', M2', M3') 각각은 자신과 연관된 액츄에이터(A1', A2', A3')를 통해 미러 지지 프레임에 연결된다. 또는, 다른 실시예들에서 미러(M1', M2', M3') 각각은 자신과 연관된 액츄에이터(A1', A2', A3')를 통해 센서 프레임(F)에 연결될 수 있다.

투영 시스템(PS1)의 경우와 유사하게, 미러(M1', M2', M3') 중 적어도 두 개의는 다른 미러보다 훨씬 더 낮은 제어 대역폭을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 미러(M1', M2', M3')의 제 1 세트는 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지고 미러(M1', M2', M3')의 제 2 세트는 상대적으로 높은 제어 대역폭을 가진다. 제 1 세트는 두 개의 미러(M1', M3')를 포함하고 제 2 세트는 하나의 미러(M2')를 포함한다.

제어기(CN')는 자신의 대응하는 미러(M1', M2', M3')의 센서 프레임(F)에 대한 위치를 나타내는 신호를 수신하도록 동작가능하다. 제어기(CN')는 각각의 센서로부터의 신호에 응답하여, 신호를 생성하고 각각의 액츄에이터(A1', A2', A3')로 출력하도록 더욱 동작가능하다. 신호는, 미러(M1', M2', M3')의 그들의 위치의 공칭 위치로부터의 편차를 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1', A2', A3')가 그들의 각각의 미러(M1', M2', M3')를 이동시키게 하는 것일 수 있다. 그러므로, 신호는 시선 오차 및 광수차를 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1', A2', A3')가 그들의 각각의 미러(M1', M2', M3')를 이동시키게 하는 것일 수 있다. 신호는 임의의 시선 오차를 규정된 정렬 임계 레벨 아래로 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1', A2', A3')가 그들의 각각의 미러(M1', M2', M3')를 이동시키게 하는 것일 수 있다. 이와 유사하게, 신호는 광수차의 레벨을 특정된 수차 임계 레벨 아래로 감소시키기 위해서 액츄에이터(A1', A2', A3')가 그들의 각각의 미러(M1', M2', M3')를 이동시키게 하는 것일 수 있다.

규정된 정렬 및 수차 임계 레벨은 미러(M1', M2', M3')가 제어되어야 하는 정확도를 설정한다. 규정된 임계 레벨이 작을수록, 미러(M1', M2', M3')는 더 높은 정확도로 제어돼야 한다.

위에서 설명된 바와 같이, 미러 중 두 개(M1', M3')의 세트는 제한된 제어 대역폭을 가진다. 그러나, 센서(S1', S3')는 이러한 미러(M1 ', M3')의 위치를 실시간으로 정확하게 모니터링하도록 동작가능하다. 이러한 두 개의 미러(M1', M3') 중 어느 것의 위치의 자신의 공칭 위치로부터의 임의의 편차는 일반적으로 시선 오차 및/또는 광수차를 초래할 것이다.

투영 시스템(PS1)의 제어기(CN)와 유사한 방식으로, 제어기(CN)는 미러(M1', M3')의 그들의 위치의 공칭 위치로부터의 임의의 이러한 편차에 의해 초래되는 광수차를 결정하도록 동작가능하다.

광로(200)는 미러(M2')가 조절가능한 광학 요소인 적응적 광학기를 포함한다. 특히, 미러(M2')는 변형가능 미러이다. 미러(M2')는 예를 들어 멀티-제니케 미러라고 불릴 수 있다. 액츄에이터(A2')는 미러(M2')의 반사면의 형상을 제어하도록 더욱 동작가능하다. 제어기(CN')는 결정된 광수차를 적어도 부분적으로 보상하는, 미러(M2')에 대한 조절을 결정하도록 동작가능하다. 미러(M2')에 대한 결정된 조절은 미러(M2 ')의 결정된 형상 및/또는 위치이다. 즉, 제어기(CN')는 기판(W) 상에 형성된 이미지에 있는 광수차의 레벨을 감소시키는, 미러(M2 ')의 형상 및/또는 위치를 결정하도록 동작가능하다. 이러한 방식으로 얻어진 광수차의 정정은 완벽하지 않을 수 있지만, 광수차를 감소시킬 수 있으며, 이미지가 특정된 공차 레벨 안에 있게 할 수 있다. 제어기(CN)는 미러(M2')가 상기 결정된 형상/위치로 변형/이동되게 하기 위해서, 미러(M2')와 연관된 액츄에이터(A2')에 신호를 출력하도록 더욱 동작가능하다.

더 나아가, 투영 시스템(PS1)의 제어기(CN)와 유사하게, 제어기(CN')는 기판 테이블(WT)의 액츄에이터(미도시)로 신호를 전송하고 및/또는 지지 구조체(MT)의 액츄에이터(미도시)로 신호를 전송하도록 동작가능할 수 있다. 신호는, 미러(M1 ', M3')의 위치에 의해 초래되는 임의의 시선 오차를 적어도 부분적으로 정정하기 위해서, 기판 테이블(WT) 및/또는 지지 구조체(MT)가 이동되도록 할 수 있다.

그러므로, 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는 적어도 두 개의 미러(M1', M3')가 있어도, 투영 시스템(PS2)은 이러한 두 개의 미러(M1', M3')에 의해 초래되는 광수차를 실시간으로 정정하도록 동작가능하다. 이러한 구성은, 미러(M1', M3')의 낮은 제어 대역폭 때문에 표준 액티브 피드-백 루프를 사용할 때 얻을 수 있는 것보다 개선된 시선 정확도 및 감소된 광수차 레벨을 얻기 위해 사용될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 광로(200)는 3 개의 미러(M1', M2', M3')보다 많은 미러를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 투영 시스템(PS2)은 6 개의 미러를 포함할 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 광학계(200)는 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는 두 개의 미러와 상대적으로 높은 제어 대역폭을 가지는 4 개의 미러를 포함할 수 있다.

도 6 의 투영 시스템(PS1) 및 도 7 의 투영 시스템(PS2) 각각은, 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는 두 개 이상의 미러의 위치에 의해 초래되는 광수차를 적어도 부분적으로 보상하도록 동작가능하다. 도 6 의 투영 시스템(PS1)에서, 이러한 정정을 얻기 위해서 두 개 이상의 미러(M2, M3)의 위치가 사용된다. 도 7 의 투영 시스템(PS2)에서, 이러한 정정을 얻기 위해서 변형가능 미러(M2)의 형상이 사용된다. 다른 실시예에서, 투영 시스템(PS)은 가동 미러 및 변형가능 미러의 조합을 사용하여 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는 두 개 이상의 미러의 위치에 의해 초래되는 광수차를 적어도 부분적으로 보상할 수 있다.

상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는 두 개 이상의 미러의 위치에 의해 초래되는 광수차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 사용되는 광학 요소는 능동 파면 보상기라고 불릴 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 부분을 개략적으로 도시한다. 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어 마스크)를 지지하도록 구성되는 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되는 기판 테이블(WT)이 도시된다. 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 도 1 과 관련하여 전술된 특징들을 포함할 수 있고, 위에서 설명된 바와 같은 리소그래피 장치와 일반적으로 대응하는 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 투영 시스템(PS)은 위에서 도 6 과 관련하여 전술된 투영 시스템(PS1)과 일반적으로 대응할 수 있고, 또는 도 7 과 관련하여 전술된 투영 시스템(PS2)과 일반적으로 대응할 수 있다. 도 8 은 또한 제어기(CN)를 도시한다. 제어기(CN)는 다른 실시예와 관련하여 전술된 특징을 포함할 수 있다.

화살표에 의해 개략적으로 표시된 바와 같이, 제어기(CN)는 투영 시스템(PS) 내의 미러의 위치와 관련된 신호를 수신하고, 또한 투영 시스템 내의 미러의 위치를 제어하는 신호를 전송한다. 제어기(CN)는 투영 시스템의 하나 이상의 미러의 형상과 관련된 신호를 수신할 수 있고, 제어기는 투영 시스템의 하나 이상의 미러의 형상을 제어하는 신호를 전송할 수 있다. 또한, 제어기(CN)는 기판 테이블(WT)의 위치에 관련된 신호를 수신하고, 기판 테이블의 위치를 제어하는 신호를 송신한다. 마지막으로, 제어기(CN)는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치를 나타내는 신호를 수신하고, 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치를 제어하는 신호를 송신한다.

예를 들어, 제어기(CN)는 투영 시스템의 미러의 위치를 제어하기 위해서 도 6 과 관련하여 전술된 방법을 사용하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어기(CN)는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치를 제어하여 투영 시스템에 의해 투영되고 있는 방사선 빔의 잔차 시선 오차를 감소시키고 및/또는 방사선 빔의 잔차 광수차를 감소시키도록 구성될 수 있다. 이러한 콘텍스트에서, "잔차(residual)"라는 용어는 미러의 위치가 도 6 과 관련하여 전술된 방법을 사용하여 조절된 이후에 남아 있는 오차를 가리킨다.

제어기(CN)는 미러 위치가 정정된 이후에 미러 위치에 기초하여 잔차 오차를 계산하기 위하여 모델을 사용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치에 적용된 계산된 조절은 이러한 계산된 잔차 오차를 감소시키도록 구현된다.

따라서, 제어기(CN)는 단지 투영 시스템(PS)의 각각의 미러와 연관된 위치 오차를 개별적으로 최소화하려고 시도하고 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치 오차를 분리하여 최소화하려고 하지 않는다(즉 이러한 것들의 각각을 가능한 한 그들의 공칭 위치에 가깝게 유지하려고 한다). 그 대신에, 제어기(CN)는 미러들의 위치 오차의 영향 및 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치 오차의 영향을 모델링하는 모델을 사용한다. 제어기는 이러한 모델을 사용하여, 시선 오차를 감소시키고 및/또는 방사선 빔의 수차를 감소시킬 미러의 위치의 정정을 결정한다. 그러면, 제어기는 기판(W) 상에 투영되는 방사선 빔의 시선의 잔차 오차를 감소시킬(및/또는 방사선 빔의 수차를 감소시킬) 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치를 결정한다.

일 실시예에서, 기판 테이블(WT)의 위치는 균등한 방식으로 제어될 수 있다. 즉, 제어기(CN)는 미러의 위치가 도 6 과 관련하여 전술된 방식을 사용하여 정정된 이후에 남아 있는 잔차 오차를 계산할 수 있다. 그러면, 기판 테이블(WT)의 위치는 제어기에 의해 조절되어 해당 잔차 오차를 감소시킬 수 있다.

일 실시예에서, 제어기(CN)는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치에 적용될 조절을 계산할 수 있고, 제어기는 추가적으로 기판 테이블(WT)의 위치가 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치를 추종하도록 제어할 수 있다. 다르게 말하면, 제어기(CN)는 기판 테이블을 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)와 동기하여 이동시킨다(투영 시스템의 감소 인자(reduction factor)와 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)이 반대 방향의 스캐닝 이동을 가질 수 있다는 사실을 고려함). 따라서, 제어기(CN)는 미러 조절에 후속하는 계산된 잔차 오차에 기초하여 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치 조절을 계산하는데, 하지만 미러 조절에 후속하는 잔차 오차에 기초하여 기판 테이블(WT)의 위치 조절을 계산할 필요는 없다. 그 대신에, 제 1 계산, 즉 패터닝 디바이스 지지 구조체에 대한 계산으로 충분하다. 기판 테이블의 위치는 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치와 간단하게 동기화된다. 패터닝 디바이스 지지 구조체로부터의 기판 테이블의 피드쓰루 제어라고 불릴 수 있는 이러한 동기화는 제어기(CN)에 의해 제어될 수 있다.

일반적으로, 제어기(CN)는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT) 양자 모두의 위치를 제어하여, 미러의 위치가 도 6 과 관련하여 전술된 실시예에 따라 정정되었을 때 남아 있는 잔차 오차를 감소시킬 수 있다.

추가적인 실시예에서, 제어기(CN)는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT) 및/또는 기판 테이블(WT)의 위치를 제어하여, 투영 시스템(PS)의 미러(들)의 형상 및/또는 위치가 정정된 이후에(예를 들어 도 7 과 관련하여 전술된 방법을 사용함) 남아 있는 잔차 오차를 감소시킬 수 있다.

위의 실시예에서, 미러 위치 및/또는 형상의 정정 이후에 남아 있는 잔차 오차가 제어기(CN)에 의해 계산된다. 그러면, 제어기(CN)는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT) 및/또는 기판 테이블(WT)의 위치를 제어함으로써 잔차 오차를 감소시킨다. 수정된 접근법에서, 미러 위치 및/또는 형상에 의해 초래되는 오차 및 패터닝 디바이스 지지 구조체 위치에 의해 초래되는 오차의 조합인 결합된 오차가 결정된다. 그러면, 제어기는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치와 함께 미러의 위치 및/또는 형상을 제어하여 이러한 오차를 최소화한다. 이러한 실시예에서, 기판 테이블(WT)은 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)와 동기화될 수 있다.

균등한 접근법이 미러의 위치 및/또는 형상 및 기판 테이블(WT)의 위치에 의해 초래되는 결합된 오차에 대해서도 사용될 수 있다. 제어기는 미러 위치 및/또는 형상에 의해 초래되는 오차 및 기판 테이블 위치에 의해 초래되는 오차의 결합인 결합된 오차를 결정한다. 그러면, 제어기는 미러의 위치 및/또는 형상을 기판 테이블(WT)의 위치와 조합하여 제어해서 이러한 오차를 최소화한다. 이러한 실시예에서, 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)는 기판 테이블(WT)과 동기화될 수 있다.

추가적인 실시예에서, 미러의 위치 및/또는 형상, 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치, 및 기판 테이블(WT)의 위치에 의해 초래되는 결합된 오차가 결정된다. 그러면, 제어기는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치 및 기판 테이블(WT)의 위치와 조합하여 미러의 위치 및/또는 형상을 제어하여 이러한 오차를 최소화한다.

일 실시예에서, 피드백은 제어기(CN)로 그리고 제어기로부터 다방향성 방식으로 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들어 위에서 설명된 바와 같이, 투영 시스템(PS)의 미러의 위치 및/또는 형상이 조절된 이후의 잔차 오차가 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치를 결정할 때에 입력으로서 사용될 수 있다. 또한, 하지만, 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 조절된 위치의 오차가 투영 시스템의 미러의 위치 및/또는 형상에 적용될 조절을 계산하기 위해서 제어기(CN)에 의해 사용될 수 있다. 이것이 다방향성 피드백이다.

다방향성 피드백의 추가적인 예에서, 투영 시스템(PS)의 미러의 위치 및/또는 형상이 조절된 이후의 잔차 오차가 기판 테이블(WT)의 위치를 결정할 때에 입력으로서 사용될 수 있다(위에서 설명된 바와 같이). 또한, 기판 테이블(WT)의 조절된 위치의 오차가 투영 시스템의 미러의 위치 및/또는 형상에 적용될 조절을 계산하기 위해서 제어기(CN)에 의해 사용될 수 있다.

다방향성 피드백의 추가적인 예에서, 투영 시스템(PS)의 미러의 위치 및/또는 형상이 조절된 이후의 잔차 오차가 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)의 위치를 결정할 때에 입력으로서 사용될 수 있다(위에서 설명된 바와 같이). 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)의의 조절된 위치에 있는 오차는 투영 시스템의 미러의 위치 및/또는 형상에 적용될 조절을 계산하기 위해서 제어기(CN)에 의해 사용될 수 있다.

다방향성 피드백의 다른 예에서, 투영 시스템(PS)의 미러의 위치 및/또는 형상이 조절된 후의 잔차 오차는 피드백되고 제어기에 대한 입력으로서 사용될 수 있는데, 그러면 제어기는 투영 시스템의 미러의 위치 및/또는 형상의 추가적인 조절을 계산할 수 있다. 이러한 예에서, 다방향성 피드백은 투영 시스템의 미러와 관련해서만 적용된다.

일 실시예에서, 제어기(CN)는 투영 시스템(PS)의 미러들 각각 사이의 상대 이동을 최소화하도록 구성될 수 있다. 이것은 미러들이 모두 동시에 움직이도록 하는 미러들의 동기화 이동이라고 불릴 수 있다. 제어기(CN)는, 주어진 미러가 상대적으로 높은 제어 대역폭 또는 상대적으로 낮은 제어 대역폭을 가지는지와 무관하게 이러한 동기화를 투영 시스템의 미러들 모두에 적용하도록 구성될 수 있다. 도 6 을 참조하면, 이러한 접근법이 사용되면 미러(M1, M2, M3, M4) 모두의 센서 프레임(F)에 대한 순수 이동이 발생할 수 있다. 일반적으로, 기준 시스템(예를 들어 기준 프레임)에 대한 투영 시스템의 미러들의 순수 이동이 발생할 수 있다. 순수 이동은 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치의 조절을 통해 적어도 부분적으로 보상될 수 있다. 기판 테이블(WT)의 위치도 대응하도록 조절될 수 있다. 이러한 조절은 미러들의 측정된 순수 이동에 기초하여 제어기(CN)에 의해 결정될 수 있다. 이러한 접근법은 바람직하게는 시선 정정(line-of-sight correction)을 제공할 수 있다. 미러 동기화 실시예는 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있다.

비록 본 발명의 설명된 실시예들은 투영 시스템의 미러의 위치를 측정하기 위해서 센서를 사용하지만, 다른 특성을 측정하는 센서들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 미러의 가속도를 측정하는 센서가 사용될 수 있다(이러한 센서는 가속도계라고 불릴 수 있음). 가속도 센서는 미러의 위치에 의해 초래되는 오차를 결정할 때 개선된 정확도를 제공할 수 있다(미러의 위치는 측정된 가속도를 적분함으로써 결정될 수 있음). 가속도 센서는 투영 시스템의 미러에 적용될 조절, 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)에 적용될 조절 및/또는 기판 테이블(WT)에 적용될 조절을 더 개선하여 결정하게 할 수 있다.

본 발명의 실시예의 적어도 일부는, 이들이 투영 시스템(PS)의 미러의 위치 드리프트를 정정할 수 있다는 장점을 제공한다. 이러한 정정은 투영 시스템(PS)의 미러의 위치 및/또는 형상의 일부 피드-포워드 조절을 포함할 수 있다. 제어기(CN)에 의해 사용되는 모델은 미러의 온도의 함수로서 미러의 위치 드리프트의 모델을 포함할 수 있다. 미러의 온도를 측정하기 위해서 온도 센서가 사용될 수 있다. 이러한 온도는 미러의 위치 및/또는 형상에 적용될 정정, 및/또는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치(및/또는 기판 테이블(WT)의 위치)에 적용될 정정을 계산할 때 제어기(CN)에 의해 사용될 수 있다.

일반적으로, 전술된 실시예는 잔차 오차를 정정하기 위해서 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치를 조절하는 것에 대한 것이다. 이러한 상황에서, 기판 테이블(WT)의 위치는 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치와 동기화될 수 있다. 다른 접근법에서, 잔차 오차를 정정하기 위해서 기판 테이블(WT)의 위치가 조절될 수 있다. 이러한 상황에서, 패터닝 디바이스 지지 구조체(MT)의 위치는 기판 테이블(WT)의 위치와 동기화될 수 있다.

전술된 실시예에서, 미러란 광학 요소의 예인 것으로 간주될 수 있다. 광학 요소의 다른 형태가 사용될 수도 있다.

비록 본 명세서에서 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예가 특정하게 참조되었지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서도 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부가 될 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라고 지칭될 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주변(비-진공) 조건을 사용할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 마스크 검사 장치의 일부를 형성할 수 있다. 마스크 검사 장치는 마스크를 조명하기 위해서 EUV 방사선을 사용하여 마스크로부터 반사된 방사선을 모니터링하기 위해서 이미징 센서를 사용할 수 있다. 이미징 센서에 의해 수신되는 이미지는 마스크에 결함이 있는지 여부를 결정하기 위하여 사용된다. 마스크 검사 장치는 EUV 방사원으로부터 EUV 방사선을 수광하고 이것을 마스크에 디렉팅될 방사선 빔으로 형성하도록 구성되는 광학기(예를 들어 미러)를 포함할 수 있다. 마스크 검사 장치는 마스크로부터 반사된 EUV 방사선을 수집하고 이미징 센서에서 마스크의 이미지를 형성하도록 구성되는 광학기(예를 들어 미러)를 더 포함할 수 있다. 상기 광학기는 본 발명의 일 실시예에 따른 투영 시스템을 포함할 수 있다. 마스크 검사 장치는 이미징 센서에 있는 마스크의 이미지를 분석하고 해당 분석으로부터 마스크 상에 결함이 있는지 여부를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 마스크가 리소그래피 장치에 의해 사용될 때, 검출된 마스크 결함이 기판 상에 투영된 이미지에 수락불가능한 결함을 초래할 것인지 여부를 결정하도록 더욱 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 계측 장치의 일부를 형성할 수도 있다. 계측 장치는 기판 상의 레지스트에 형성된 투영된 패턴의 기판 상에 이미 존재하는 패턴에 대한 정렬을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 상대적인 정렬의 이러한 측정은 오버레이라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 계측 장치는 리소그래피 장치에 바로 인접하게 위치될 수 있고, 기판(및 레지스트)이 처리되기 전에 오버레이를 측정하기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예는 EUV 방사선 빔을 출력하는 방사원(SO1, SO2, SO3)의 콘텍스트에서 설명되었다. 그러나, 방사원은 임의의 파장을 가지는 방사선을 출력하도록 구성될 수도 있다. 그러므로, 몇 몇 본 발명의 실시예는 EUV 방사선 빔이 아닌 방사선 빔을 출력하는 방사원을 포함할 수도 있다.

"EUV 방사선"이라는 용어는 4-20 nm의 범위 내의, 예를 들어 13-14 nm의 범위 내의 파장을 가지는 전자기 방사선을 망라하는 것을 간주될 수 있다. EUV 방사선은 10 nm 미만의, 예를 들어 4-10 nm의 범위 내의, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 가질 수도 있다.

일반적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 투영 시스템은, 입력 방사선 빔(패터닝 디바이스(MA)로부터의 패터닝된 방사선 빔(B))을 수광하고 출력 방사선 빔을 기판 테이블(WT)에 의해 홀딩되는 기판(W) 상에 투영하도록 동작가능한 광로를 포함할 수 있다. 광로는 복수 개의 광학 요소를 포함한다. 전술된 실시예에서, 방사선 빔(B)은 물질에 의해 잘 흡수되는 EUV 방사선을 포함한다. 이러한 이유로, 전술된 실시예에서, 복수 개의 광학 요소 각각은 미러이다. 다른 실시예(예를 들어 심자외선(DUV)을 사용하는 것들)에 대해서, 복수 개의 광학 요소 각각이 투과성 광학 요소(즉 렌즈)를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 다른 실시예들에서, 투영 시스템은 반사성 및 투과성 광학 요소의 혼합물을 포함하는 반사굴절 시스템일 수 있다.

비록 도 2 및 도 3 이 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스를 도시하고 도 5 가 자유 전자 레이저를 도시하지만, EUV 방사선을 생성하기 위해서 임의의 적합한 소스가 사용될 수도 있다. 예를 들어, EUV 방출 플라즈마는 연료(예를 들어 주석)를 플라즈마 상태로 변환하기 위하여 전기적 방전을 사용하여 생성될 수 있다. 이러한 타입의 방사원은 방전 생성 플라즈마(discharge produced plasma; DPP) 소스라고 지칭될 수 있다. 전기적 방전은 방사원의 일부를 형성할 수도 있거나 방사원으로의 전기적 접속을 통해서 연결되는 별개의 엔티티일 수도 있는 파워 서플라이에 의하여 생성될 수도 있다.

본 명세서에서 IC를 제조하는 분야에 리소그래피 장치를 이용하는 것에 대해 특히 언급될 수 있지만, 본원에서 기술된 리소그래피 장치는 다른 응용예를 가질 수 있음이 이해돼야 한다. 가능한 다른 적용예는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 가이드 및 검출 패턴(guidance and detection pattern), 평판 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.

본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이것들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 본 발명의 실시예는 또한 머신-판독가능 매체 상에 저장되는 명령으로서 구현될 수도 있고, 이들은 하나 이상의 프로세서에 의하여 판독되고 실행될 수도 있다. 머신-판독가능 매체는 머신(예컨대, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 송신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 머신-판독가능 매체는 판독 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기적 디스크 스토리지 미디어; 광학적 스토리지 미디어; 플래시 메모리 디바이스; 전기적, 광학적, 음향학적이거나 다른 형태의 전파된 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호, 등), 및 다른 것들을 포함할 수도 있다. 더 나아가, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령은 본 명세서에서 특정 동작들을 수행하고 있는 것으로 설명될 수도 있다. 그러나, 이러한 설명들이 단지 편의를 위한 것이라는 것과 이러한 동작들이 사실상 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령 등을 실행하는 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 제어기, 또는 다른 디바이스로부터 초래된다는 것이 인정되어야 한다.

비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (44)

1. 리소그래피 장치용 투영 시스템에 있어서,
   입력 방사선 빔을 수광하고 출력 방사선 빔을 기판 상에 투영하여 이미지를 생성하도록 동작가능한 광로로서, 상기 광로는 복수 개의 광학 요소를 포함하고, 복수 개의 광학 요소는 적어도 두 개의 광학 요소의 제 1 세트와 적어도 하나의 광학 요소의 제 2 세트를 포함하는, 광로;
   각각 복수 개의 광학 요소 중 하나와 연관되고 해당 광학 요소의 위치를 결정하도록 동작가능한 복수 개의 센서;
   각각 상기 광학 요소의 제 2 세트와 연관되고 해당 광학 요소를 조절하도록 동작가능한 하나 이상의 액츄에이터; 및
   제어기를 포함하고,
   상기 제어기는 상기 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차(optical aberrations) 및 시선 오차(line-of-sight errors) 중 하나 또는 양자 모두를 적어도 부분적으로 보상하기 위해서, 상기 하나 이상의 액츄에이터를 사용하여 상기 광학 요소의 제 1 세트의 결정된 위치에 따라 상기 광학 요소의 제 2 세트를 조절하도록 동작가능한, 투영 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차를 결정하고,
   결정된 광수차를 적어도 부분적으로 보상하는 상기 광학 요소의 제 2 세트에 대한 조절(adjustment)을 결정하기 위해 모델을 사용하도록 동작가능한, 투영 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 광학 요소의 제 2 세트 중 하나 이상은 조절가능한 광학 요소이고, 상기 제어기에 의해 결정되는 조절은 각각의 조절가능한 광학 요소의 형상의 변화를 포함하는, 투영 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어기는 각각의 센서로부터, 상기 각각의 센서와 대응하는 광학 요소의 위치를 나타내는 신호를 수신하도록 동작가능한, 투영 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 투영 시스템은, 상기 광학 요소의 제 1 세트의 각각과 연관되고 상기 광학 요소를 조절하도록 동작가능한 액츄에이터를 더 포함하고,
   상기 광학 요소의 제 1 세트의 각각은 상기 광학 요소의 제 2 세트의 각각보다 적어도 두 배 더 낮은 제어 대역폭을 가지는, 투영 시스템.
6. 리소그래피 장치로서,
   방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템;
   패터닝 디바이스를 지지하도록 구성되는 지지 구조체로서, 상기 패터닝 디바이스는 자신의 단면에 패턴이 있는 방사선 빔을 전달하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있는, 지지 구조체;
   기판을 홀딩하도록 구성되는 기판 테이블; 및
   제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 투영 시스템으로서, 패터닝된 방사선 빔을 자신의 입력 방사선 빔으로서 수광하고 자신의 출력 방사선 빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하는, 리소그래피 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어기는, 상기 광학 요소의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 정렬 오차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해서, 상기 광학 요소의 제 1 세트의 결정된 위치에 따라 상기 기판 테이블 및 지지 구조체 중 하나 또는 양자 모두의 위치를 제어하도록 더욱 동작가능한, 리소그래피 장치.
8. 복수 개의 광학 요소를 포함하는 투영 시스템을 제어하는 방법으로서,
   각각의 광학 요소의 위치를 결정하는 단계;
   복수 개의 광학 요소 중 적어도 두 개의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 광수차 및 시선 오차 중 하나 또는 양자 모두를 모델을 사용하여 결정하는 단계;
   결정된 광수차 및 시선 오차 중 하나 또는 양자 모두를 적어도 부분적으로 보상하는, 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절(adjustment)을 모델을 사용하여 결정하는 단계; 및
   결정된 조절을 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 적용하는 단계를 포함하는, 투영 시스템 제어 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절은 해당 광학 요소의 이동을 포함하는, 투영 시스템 제어 방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절은 해당 광학 요소의 형상의 왜곡을 포함하는, 투영 시스템 제어 방법.
11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 투영 시스템 제어 방법은, 상기 광학 요소의 제 1 세트에 조절을 적용하는 단계를 더 포함하는, 투영 시스템 제어 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 요소의 제 1 세트에 적용되는 조절은, 상기 광학 요소의 제 2 세트에 조절이 인가되는 레이트보다 적어도 두 배 더 낮은 레이트에서 적용되는, 투영 시스템 제어 방법
13. 패터닝 디바이스 지지 구조체, 복수 개의 광학 요소를 포함하는 투영 시스템, 및 기판 테이블을 포함하는 리소그래피 장치를 제어하는 방법으로서,
    각각의 광학 요소의 위치를 결정하는 단계;
    모델을 사용하여 상기 복수 개의 광학 요소 중 적어도 두 개의 제 1 세트의 위치에 의해 초래되는 시선 오차 및 광수차 중 하나 또는 양자 모두를 결정하는 단계;
    모델을 사용하여 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 대한 조절을 결정하고, 상기 결정된 시선 오차 및 광수차 중 하나 또는 양자 모두를 적어도 부분적으로 보상하는, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체 및 기판 테이블 중 하나 또는 양자 모두의 위치에 대한 조절을 결정하는 단계; 및
    상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트의 각각에 결정된 조절을 적용하고, 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체 및 기판 테이블 중 하나 또는 양자 모두의 위치에 결정된 조절을 적용하는 단계를 포함하는, 리소그래피 장치 제어 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    잔차 오차가 남도록 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트를 조절함으로써 상기 시선 오차 및 광수차 중 하나 또는 양자 모두가 감소되고, 그 후에 상기 패터닝 디바이스 지지 구조체의 위치를 조절함으로써 상기 잔차 오차가 감소되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    잔차 오차가 남도록 상기 복수 개의 광학 요소의 제 2 세트를 조절함으로써 상기 시선 오차 및 광수차 중 하나 또는 양자 모두가 감소되고, 그 후에 상기 기판 테이블의 위치를 조절함으로써 상기 잔차 오차가 감소되는, 리소그래피 장치 제어 방법.
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