KR20000057721A

KR20000057721A - 서보 제어법 및 전사 투영장치에의 적용

Info

Publication number: KR20000057721A
Application number: KR1020000000405A
Authority: KR
Inventors: 훌테르만스세바스티안코르넬리스
Original assignee: 에이에스엠 리소그라피 비.브이.
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2000-09-25
Also published as: JP2000208412A; DE69930088T2; KR100554871B1; JP3831564B2; US6586754B1; TW479156B; DE69930088D1

Abstract

광전사 장치에서, 케이블 슬랩(16)은 압축 공기, 냉각제 및/또는 고정 프레임(19)에서 웨이퍼 테이블(12)까지의 전력 공급 채널을 이송한다. 케이블 슬랩(16)에 의하여 가동 테이블(12)에 가해진 힘은 가동 테이블(12)와 케이블 슬랩용 설치 브래킷(16a)사이에 장착된 힘 센서(17)에 의하여 측정된다. 제어 신호는 힘 센서(17)에 의하여 출력된 힘 신호로부터 발생되고, 케이블 슬랩(16)에 의하여 웨이퍼 테이블에 가해진 힘의 효과를 상쇄하도록 웨이퍼 테이블을 구동하는 선형 전기 모터에 가해진다.

Description

서보 제어법 및 전사 투영장치에의 적용{SERVO CONTROL METHOD, AND ITS APPLICATION IN A LITHOGRAPHIC PROJECTION APPARATUS}

본 발명은 서보 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은

- 방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;

- 마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비하고 마스크 테이블 위치 수단에 접속되는 가동 마스크 테이블;

- 기판을 고정하는 기판 홀더를 구비하고 기판 테이블 위치 수단에 접속되는 가동 기판 테이블;

- 기판의 목표부에 마스크의 방사부를 결상하는 투영 시스템을 포함하는 전사 투영 장치에 적용되는 서보 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

전사 투영 장치는, 예를 들면, 집적회로(ICs)의 제조에 사용될 수 있다. 그와 같은 경우, 마스크(레티클)는 집적회로의 각 층에 대응하는 회로패턴을 포함하고, 이 패턴은 이 후에 감광물질(레지스트)층이 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)위의 목표영역(다이) 위로 결상될 수 있다. 대개 단일 웨이퍼는 레티클을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 방사되는 인접한 다이들의 전체적인 연결망을 갖는다. 일 형태의 전사투영장치에서 전체 레티클 패턴을 다이 위로 한번에 노광함으로써 각 다이가 방사되며, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라 칭한다. 이와 달리, 통상 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)로 불리워지는 대체장치에서는 투영 빔 하에서 소정의 기준방향("주사(走査)"방향)으로 레티클 패턴을 점진적으로 주사하면서 상기 주사방향에 평행 또는 평행하지 않게 웨이퍼테이블을 동시에 주사함으로써 각 다이가 방사되며, 일반적으로 투영계는 배율인자(magni -fication factor:Ｍ)(대개<1)를 가지므로 웨이퍼테이블이 주사되는 속도(v)는 레티클 테이블이 주사되는 속도의 Ｍ배가 된다. 이러한 양쪽 형태의 장치에서, 각 다이는 웨이퍼에 결상된 후, 웨이퍼 테이블은 새로운 위치로 "스텝"되어, 후속 다이의 결상을 할 수 있게 한다. 여기에서 설명된 전사장치에 관한 상세한 정보는 예를 들어, 국제특허출원 WO97/33205과 WO 96/38764에서 찾을 수 있다.

최근까지, 이러한 형태의 장치는 단일 마스크테이블과 단일 기판테이블을 포함하였으나, 지금은 예를 들면 국제특허출원 WO98/28665 및 WO98/40791에 기술된 다중 스테이지장치와 같이 최소 2개의 독립적으로 이동가능한 기판테이블을 장착한 기계도 이용가능하다. 이러한 다중 스테이지장치의 기본적인 작동원리는, 제 1 기판테이블 상에 위치하는 제 1 기판의 노광을 허용하도록 제 1 기판테이블이 투영계 하부에 있는 동안 제 2 기판테이블은 장전위치로 이동가능하고, 노광된 기판을 방출하고, 새로운 기판을 선택하여, 새 기판상에서 몇몇 초기 배열측정을 수행하고 나서, 제 1 기판의 노광이 완료하는 대로 투영계 하부의 노광위치로 이 새 기판을 이동시키기 위해 대기하며, 상기 싸이클이 반복된다. 이러한 방법으로, 기계의 스루풋을 높힘으로써 기계 소유주의 단가(cost)를 점차로 개선하는 것이 가능하다.

현재 전사장치에서 투영 방사는 일반적으로 365nm, 248nm 또는 193nm의 파장을 갖는 자외(UV: Ultra Violet）선이다．　그러나，반도체　산업에서　설계　규격의　계속적인　축소로　새로운　방사　형태에　대한　요구가　증가하고　있다．　가까운　장래의　후보로서는　예를 들면, 157nm 또는 126nm의 파장을 갖는 자외광(UV), 원자외(EUV), (예를 들어, 이온 빔 또는 전자 빔 등과 같은) 입자선이 포함되어 있다.

전사 투영 장치에서, 웨이퍼 테이블과 레티클 테이블의 위치를 다중 노광을 통하여 매우 높은 정확도로 제어할 필요가 있다. 이들 스테이지에서의 진동은 특히, 플로어 진동, 간접 스테핑력, 공기 설치 노이즈 또는 음향 노이즈에 의하여 일어난다. 그와 같은 진동은 노광된 상의 질을 떨어뜨린다; 그러나, 진동이 각 노광사이에 사라지도록 시스템의 작동을 일시 정지하면, 이는 일반적으로 스루풋을 바람직하지 못하게 감소시킨다.

전사 투영 장치의 특히 중요한 특징은 소위 중첩 정확도라는 것이다. 전형적인 투영 공정에서, 기판의 각 목표부는 연속된 방사 세션에서 다양한 노광을 받을 것이다. 이들 노광은 전형적으로 서로 정확하게 겹쳐져야 하는 (예를 들어, IC의 다양한 반도체층에서 회로 패턴) 패턴화된 층을 형성할 것이다. 중첩 정확도는 그와 같은 중첩이 재생적으로 달성될 수 있는 정확도를 나타내고, 이는 종종 나노미터의 크기가 된다. 다양한 소스로부터의 진동은 특히 마스크와 기판 테이블에 전송될 수 있고, 이는 요구 중첩 정확도의 달성에 매우 해로운 영향을 미칠 수 있다.

상기한 바와 같은 진동의 존재를 검출하는 것은 상대적으로 쉬운 반면, 이들 소스를 확인하고 제거하는 것은 상당한 노력이 필요하다는 것에 주목해야 한다.

본 발명의 목적은 이러한 문제를 완화하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 감소된 진동-관련 위치 에러를 갖는 서두에서 특정한 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전사 투영장치의 개략도이고;

도 2는 본 발명이 적용된 전사 투영장치의 관련 부품의 개략적인 모식도이고;

도 3은 힘 센서의 가능한 설치를 나타내는 확대 부분 단면도이고;

도 4는 본 발명에 따른 제어 시스템의 블록 다이어그램을 나타낸다.

이들 및 다른 목적은 적어도 제 1 가동 테이블을 그 테이블 외측의 프레임과 연결하는 가요성 도관 캐리어를 더 포함하고,

상기 도관 캐리어에 의하여 제 1 테이블 상에 가해진 힘을 측정하고 상기 힘을 나타내는 힘 신호를 발생하는 힘 센서; 및

상기 힘 신호에 반응하여, 제 1 테이블에 접속된 위치 수단이 그 테이블에 보상력을 가하게 하는 제어신호를 발생시키는 이동 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로하는 본 발명에 따른 전사 투영 장치로 달성된다.

여기서 채용된 용어 "도관 캐리어"는 일반적으로 적어도 하나의 가동 테이블을 외측 프레임(예를 들어, 도량형 프레임)으로 접속하고, 전력 코드, 신호 캐리어, (예를 들어, 테이블의 공기 베어링에 공기를 공급하는) 공기 튜브, 냉각제 튜브등과 같은 물건을 이송하는 접속 코드(umbrical cord)를 지칭한다. 마스크 테이블 및/또는 기판 테이블은 (각 테이블용 구별된 도관 캐리어를 사용하여) 이러한 방식으로 외측 프레임에 접속될 수 있다; 결과적으로, 여기서 채용된 용어 "제 1 테이블"은 일반적으로 마스크 테이블과 기판 테이블을 모두 포함한다.

본 발명에 이르는 실험에서, 발명자는 시험 전사 장치로 연구를 수행하였고, 그 장치로 달성할 수 있는 중첩 정확도에 집중하였다. 측정 정확도는 반도체 산업에서 현재 기준의 관점에서 상대적으로 만족되었음에도 불구하고, (투영 파장이 감소하고 패턴 형태 크기가 계속적으로 감소함에 따라) 가까운 장래에 도입되리라고 예상되는 기준에는 덜 만족하였다. 결과적으로, 달성가능한 중첩을 개선시킬 수 있는 방법을 모색하였다. 많은 실험후에, 기판 테이블과 외부사이에 도관 캐리어는 테이블 진동의 중요한 소스라는 것이 관찰되었다. 발명자는 도관 캐리어의 재설계(다른 재료, 다른 크기, 다른 형태등)을 시도하여 이러한 현상에 처음에 매달렸으나, 그와 같은 재설계의 결과는 다소 실망스러운 것이었다. 결국, 그 현상은 그러한 방식으로 완화될 수 없다는 것을 깨닫고, 발명자들은 대안적인 접근 방식인 제거대신에 측정과 보상의 방식을 채택하였다. 이러한 접근 방식으로 본 발명이 나오게 된 것이다.

본 발명은

- 도관 캐리어에 의하여 테이블에 가해진 힘을 측정하는 단계;

- 테이블에 가해지는 보상력을 나타내는 제어 신호를 발생하는 단계; 및

- 테이블상에 도관 캐리에 의하여 가해진 상기 힘의 효과를 상쇄하도록, 상기 제어 신호에 응답하여 테이블에 보상력을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 도관 캐리어가 가동 테이블을 테이블 외측 프레임에 연결시키는 전사 투영 장치에 가동 테이블의 위치를 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명에 의하여 제공된 피드 포워드 제어는 가동 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)의 위치 정확도에 실질적인 개선과 특히 도관 캐리어의 존재와 이동에 의하여 발생된 진동의 효과를 실질적으로 보상하여, 위치의 반복성을 제공한다.

본 발명에 따른 전사 투영 장치를 사용하는 제조 공정에서, 마스크의 패턴은 에너지 감지 물질(레지스트)층에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판상에 결상된다. 이 결상단계에 앞서, 기판은 준비작업(priming), 레지스트 코팅 및 소프트 베이크와 같은 다양한 공정을 거친다. 노광후에, 기판은 후노광 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 결상 형태의 측정/검사와 같은 다른 공정을 거칠 수 있다. 공정의 이러한 배열은 예를 들어 IC와 같은 소자의 개별 층을 패턴화하는 기초로서 사용된다. 그와 같은 패턴화된 층은 식각, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마등 개별 층을 마무리하는 데 의도된 모든 다양한 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 전체 공정 또는 그 변형은 각 새로운 층에 반복되어야만 할 것이다. 결국, 소자의 배열은 기판(웨이퍼)에 존재할 것이다. 이들 소자는 캐리어에 장착되고 핀에 접속될 수 있다. 그와 같은 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing (3판, 저자 Peter van Zant, 맥그로힐출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)" 으로부터 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 사용에 대해 본 명세서에서 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 곳에 적용될 수도 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용의 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "목표위치" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.

(제 1 실시예)

도 1은 본 발명에 따른 전사 투영 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 이 장치는

(예를 들어, 자외(UV) 방사 또는 원자외(EUV) 방사, 전극 또는 이온과 같은) 방사 투영 빔(PB)을 공급하는 방사 시스템(LA, Ex, IN, CO);

마스크(레티클)(MA)를 고정하는 마스크홀더가 제공되고, 부품(PL)에 대하여 마스크를 정확하게 위치시키는 마스크 테이블 위치수단(PM)과 접속된 가동 마스크 테이블(레티클 테이블)(MT);

(예를 들어, 레지스트 도포된 실리콘 웨이퍼와 같은) 기판(W)를 고정하는 기판홀더가 제공되고, 부품(PL)에 대한 기판을 정확하게 위치시키는 기판 테이블 2 위치수단(PW)과 접속된 가동 기판 테이블(웨이퍼 테이블)(WT);

기판(W)의 목표영역(다이)(C) 위에 마스크(MA)의 조사부를 결상하는 투영시스템(PL)(예를 들어, 굴절 또는 반사굴절 시스템, 미러군 또는 필드 편향기의 배열)을 포함한다. 간단히, 부품(PL)은 "렌즈"로 지칭할 것이다.

위치 수단(PM과 PW)는 도 1에서 상세히 도시되지는 않지만, 예를 들어, 실시예 2에서 설명되고 도 2에 도시된 형태일 수 있다. 여기서 도시된 것처럼, 전사 투영 장치는 투과성으로서, 즉, 투과성 레티클과 순수 굴절성 렌즈를 갖는다; 그러나, 이 장치는 예를 들어, (적어도 부분적으로) 반사성일 수도 있다.

방사 시스템은 방사 빔을 생성하는 방사원(LA)(예를 들면, 수은 램프 또는 엑시머 레이저, 가속도계로부터 입자 빔 주위에 제공된 광파기(undulator), 또는 미립자 방사원)을 포함한다. 이 빔은 - 예를 들면, 빔 정형 광학요소(beam shaping optics)(E_X), 적분기(IN) 및 콘덴서(CO) - 등과 같은 다양한 광학 구성요소를 따라 통과하여, 최종적인 빔(PB)은 그의 단면에서 소망 형상 및 세기 분포를 갖는다.

그 후, 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)위의 마스크 홀더에 고정되어 있는 마스크(MA)로 충돌한다. 마스크(MA)를 횡단하여, 빔(PB)은 기판(W)의 목표영역(C) 위로 빔(PB)을 집속하는 렌즈(PL)를 통과한다. 간섭 변위 및 측정 수단(PW)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들면, 빔(PB)의 경로에 상이한 목표영역(C)을 위치시키도록 정확하게 움직일 수 있다. 이와 유사하게, 예를 들면 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후, 마스크(MA)를 빔(PB)의 경로에 대해 정확하게 위치시키기 위해 위치 수단(PM)이 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물 테이블(MT,WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만 긴 스트로크 모듈(대략적인 위치결정)과 짧은 스트로크 모듈(미세한 위치 결정)의 도움으로 이루어진다.

예시된 장치는 두 개의 다른 모드로 이용될 수 있다:

스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT)이 기본적으로 고정되어 있으며, 전체 마스크 이미지가 목표영역(C) 위로 한번(즉, 단일 "플래쉬")에 투영된다. 그 다음, 기판 테이블(WT)이 X 및/또는 Y 방향으로 이동하여 다른 목표 영역(C)이 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다;

스캔 모드에서는, 소정의 목표영역(C)이 단일 "플래쉬"에 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 스텝모드와 동일한 방법이 적용된다. 대신에, 마스크테이블(MT)이 소정방향(소위 "스캔 방향", 예를 들면 X 방향)으로 속도(υ)로 이동이 가능하기 때문에 투영 빔(PB)이 마스크 이미지를 스캔하게 된다; 이와 병행하여, 기판 테이블(WT)은 V = Mυ 의 속도로 동일한 방향 혹은 반대 방향으로 동시에 이동하고, 이때의 M은 렌즈(PL)의 배율 (일반적으로, M = 1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 비교적 큰 목표영역(C)이 해상도에 구애받지 않고 노광될 수 있다.

요구 중첩 정확도의 달성에 매우 해로운 영향을 미치는 다양한 소스로부터 진동은 특히, 테이블(MT와 WT)에 전송될 수 있다. 본 발명은 예를 들면, 제 2 실시예에 설명된 것과 같이 이러한 문제점을 경감하고자 사용될 수 있다.

(제 2 실시예)

도 2는 본 발명이 적용되는 스텝퍼형 전사 투영장치("전사 장치")(1)의 관련 부품의 개략적인 모식도이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 화강암(10)은 가동 웨이퍼 테이블("척")(12)용 서포트, 즉 전사 장치에 의하여 노출된 웨이퍼(11)를 지지한다. 동작시 척(12)은 화강암(10)위로 공기 베어링으로 부유하고, H-형태로 배열된 3개의 선형 모터에 의하여 장치의 투영 렌즈아래에 위치될 수 있다. X-모터(13)은 X방향으로 척(12)의 위치를 제어하는 반면, Y1-모터(14)와 Y2-모터(15)는 실질적으로 X방향에 수직한 Y1와 Y2축을 따라 독립적으로 가동가능하게 되어, Y방향과 회전방향(Rz) 양쪽으로 척(12)를 위치시킨다. 세개의 모터(13, 14, 15)는 각각 예를 들어, 로렌츠 힘과 원리에 따라 작동하고,

- 영구 자석 세그먼트의 헤링본(herringbone)패턴을 구비하는 긴 트랙(스테이터); 및

- 필드 코일 시스템을 구비하고 필드 코일을 통하여 전류의 경로에 응답하여 상기 트랙을 따라 미끄러질 수 있는 가동 "라이더(rider)"를 포함한다. 적어도 X, Y, Rz으로 척(12)을 미세하게 위치시키는 짧은 스트로크 액츄에이터는 도 2에 명확하게 도시되어 있지 않으나, 척(12)과 화강암(10)사이에 구비된다.

도관 캐리어("케이블 슬랩" 또는 접속 코드(umblical cord))(16)는 척(12)을 도량형 프레임(19)에 장착되는 단자 블록(18)에 접속한다. 케이블 슬랩(16)은 도관 특히 압축 공기, 냉각제, 전력 케이블 및 신호 케이블을 제공한다. 척(12)이 화강암(10)에 대하여 이동함에 따라, 케이블 슬랩(16)은 그 이동에 따라 펴지고 접혀진다.

본 발명자는 4-18Hz 주파수 범위에서 특히 문제가 되는 진동은 척(12)의 각각의 이동후 새로운 위치로 설정됨에 따라 케이블 슬랩(16)에 의하여 일어나는 것을 확인하였다. 그러므로, 힘 센서("힘 감지 수단") 또는 로드 셀(17)은 케이블 슬랩(16)이 연결된 척(12)에 장착되어 구비되고, 그 출력은 선형 모터(13, 14, 15)를 경유하여 척(12)에 가해진 보상력을 발생시키는 데 사용된다. 힘 센서로부터의 출력 신호는 케이블 슬랩(16)에 포함된 동축 케이블에 의하여 이송된다.

검출되는 힘의 크기는 실제 응용, 특히 케이블 슬랩(16)의 크기와 형상에 달려 있다. 이 실시예에서, 힘 센서는 1 내지 50Hz의 주파수 범위에 걸쳐 10mN의 정확도로 0.1-20N의 범위로 힘을 검출가능하여야 한다. 본 발명에서 사용가능한 힘 센서의 적합한 예는 스위스의 Kistler Instrumente AG에 의하여 제작된 수정 센서 9251A이다. 이 센서는 Z축에 관한 회전력을 측정할 수 있으나, 이 채널은 어떤 응용에서는 필수적이지 않다. 본 발명에 따라 사용되는 대안적 센서는 ATI Industrial Automation사에 의하여 공급되는 델타 330/30 센서 모델과 예를 들어, J&M사에 의하여 공급되는 FGP 양방향성 소형 힘 변환기 모델이다.

도 3에 나타난 바와 같이, 힘 센서(17)는 케이블 슬랩(16)의 단부에 클램프되는 브래킷(16a)과 척(12)사이에 직접 볼트로 연결된다. 이러한 방식으로, 힘 센서(17)는 케이블 슬랩(16)에 의하여 척(12)에 가해진 힘을 직접 표시할 수 있다. 센서 어셈블리의 매우 높은 기계적 강성으로 인하여 장착 볼트의 상부와 (도 3에 도시된 바와 같은) 로드 셀의 상부에 가해진 힘을 매우 정확하게 측정한다.

제어 신호를 생성하는 제어 시스템은 도 4에서 블록 형태로 도시된다.

힘 센서(17)에 의하여 검출된 X와 Y방향에서 힘을 나타내는 출력 신호(Fx와 Fy)는 도 2에 나타난 바와 같이 단자 블록(18)에 위치한 부하 증폭기(18a와 18b)에 공급된다. 이 경우처럼, 힘 센서가 압전 형태라면, 출력 신호는 충전 신호이고, 이들은 부하 증폭기(18a, 18b)에서 전압 신호(Vx와 Vy)로 변환된다. 부하 증폭기(18a, 18b)는 척(12)에 불필요한 무게가 놓여지는 것을 피하면서, 센서 리드에 의하여 잡혀진 전기 노이즈의 효과를 최소화하도록 단자 블록(18)내에 위치한다. 제어 시스템의 나머지 부분들은 웨이퍼 테이블에서 더 멀리 위치할 수 있다.

X-와 Y-이동 컨트롤러(21a, 21b)는 전압 신호(Vx, Vy)를 받고 척(12)에 가해진 적절한 보상 이동을 발생시킨다. 스텝퍼 컨트롤러(20)은 이들 신호를 척(12)의 다른 바람직한 이동과 관련된 다른 제어 신호와 결합하고, 결합된 웨이퍼 테이블 제어 신호(WSx, WSy1 및 WSy2)는 선형 모터(13, 14 및 15)에 출력된다. 예를 들어, 30Hz의 차단 주파수를 갖는 로우 패스 필터는 컨트롤러(21a, 21b)에 입력으로 구비되어, 실제 물리적 이동보다 전기 노이즈에 의하여 발생된 어떤 더 높은 주파수 성분을 제거한다.

본 발명에 따른 실시로 웨이퍼가 다중 노광시 동일 위치로 돌아 갈수 있는 정확도를 나타내는 최대 "DY 에러"를 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 발명을 적용하지 않고, 시험 장치에서 3장의 웨이퍼의 기준 샘플은 시간당 88 웨이퍼의 동등한 웨이퍼 스루풋으로서 19.2 내지 24.9nm의 DY 에러를 나타내었다. 본 발명에 의하면 최대 DY 에러는 12.4와 13.5nm로 줄어들었다.

도시된 바와 같이, 힘 센서는 X와 Y방향의 힘만을 측정한다; 그러나, Z축(Rz힘)에 관한 센서 측정 회전력도 제공될 수 있다. 그 경우에, 추가 부하 증폭기와 이동 컨트롤러가 구비될 것이다. 필요한 경우, X-Y-Rz 좌표계와 X-Y1-Y2 좌표계사이의 변환은 이동 컨트롤러(21a, 21b) 또는 스텝퍼 컨트롤러(20)에서 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예는 X 및 Y 방향으로 힘을 측정하는데 단일 센서를 사용한다. 대안적으로, 분리된 센서는 구비될 수 있다. 3축상에 힘은 X, Y, Rz센서 또는 X, Y1 및 Y2를 사용하여 유사하게 측정될 수 있다.

도 2에 도시된 배열은 전사 투영 장치의 웨이퍼 스테이지(의 일부)로서 사용하는 데 특히 적합하다. 투과성 레티클을 사용하는 레티클 스테이지의 경우에, 척(12)과 화강암(10)은 (방사 시스템으로부터 투영 시스템으로) 스테이지를 통하여 투영 방사의 투과를 허용하도록 적절한 개구를 포함해야 할 것이다. 스텝퍼에서 응용으로, 척(12)의 짧은 스트로크 이동이 일반적으로 충분하기 때문에, 그와 같은 레티클 스테이지는 일반적으로 선형 모터(13, 14 및 15)를 필요로하지 않을 것이다. 한편, 스텝-앤드-스캔 장치의 경우에, 모터(14 및 15)는 Y방향(스캔 방향)에서 긴 스트로크 작동으로 충분하고, 긴 스트로크 모터(13)는 (X방향에서 짧은 스트로크 작동만 일반적으로 요구되기 때문에) 일반적으로 불필요할 것이다.

Claims

- 방사 투영 빔을 공급하는 방사 시스템;

- 마스크를 고정하는 마스크 홀더를 구비하고 마스크 테이블 위치 수단에 접속되는 가동 마스크 테이블;

- 기판을 고정하는 기판 홀더를 구비하고 기판 테이블 위치 수단에 접속되는 가동 기판 테이블;

- 기판의 목표부에 마스크의 방사부를 결상하는 투영 시스템;

- 적어도 제 1 가동 테이블을 그 테이블 외측의 프레임과 연결하는 가요성 도관 캐리어를 포함하고,

- 상기 도관 캐리어에 의하여 제 1 테이블 상에 가해진 힘을 측정하고 상기 힘을 나타내는 힘 신호를 발생하는 힘 센서; 및

- 상기 힘 신호에 반응하여, 제 1 테이블에 접속된 위치 수단이 그 테이블에 보상력을 가하게 하는 제어신호를 발생시키는 이동 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 테이블은 적어도 두개의 변위 축을 따라 이동가능하고, 힘 센서는 적어도 두개의 힘 축에 작용하는 힘을 검출하는 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
제 2항에 있어서,

상기 두개의 힘축은 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 힘 센서에 의하여 출력된 힘 신호를 저역 통과 필터링하는 로우 패스 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
제 4항에 있어서,

상기 로우 패스 필터는 20-40Hz범위의 차단 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

힘 센서는 압전 센서이고, 상기 힘 신호로서 힘 센서에 의하여 출력되는 하전 신호를 전압 신호로 변환시키는 적어도 하나의 부하 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관 캐리어는 압축 공기 공급 채널, 냉각제 공급 채널, 전력 공급 채널, 제어 신호 채널, 및 센서 신호 채널을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관 캐리어의 일단부를 상기 제 2 테이블에 장착하는 브래킷을 더 포함하고, 힘 센서는 상기 브래킷과 제 1테이블사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 전사 투영 장치.
가요성 도관 캐리어가 가동 테이블과 그 가동 테이블 외측의 프레임을 접속하는 전사 투영 장치에서의 가동 테이블 위치 제어 방법에 있어서,

상기 도관 캐리어에 의하여 가해진 힘을 측정하는 단계;

상기 테이블에 가해질 보상력을 나타내는 제어 신호를 발생하는 단계; 및

상기 테이블에 도관 캐리어에 의하여 가해진 상기 힘의 효과를 상쇄하도록 상기 제어 신호에 응답하여 상기 테이블에 보상력을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가동 테이블 위치 제어방법.
제 9항에 있어서,

상기 테이블에 가해진 상기 힘은 적어도 두개의 실질적으로 수직인 방향에서 측정되는 것을 특징으로 하는 가동 테이블 위치 제어방법.
- 방사 감지 물질층에 의하여 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계;

- 패턴을 포함하는 마스크를 공급하는 단계;

- 상기 방사 감지 물질층의 목표 영역상에 마스크 패턴의 적어도 일부의 상을 투영하도록 방사 투영 빔을 사용하는 단계를 포함하는 소자 제조 방법에 있어서,

기판과 마스크의 적어도 일부는 위치 수단에 접속되고, 가요성 도관 캐리어를 통하여 가동 테이블 외측의 프레임에 또한 접속되는 가동 대물 테이블상에 고정되어,

- 힘 센서는 도관 캐리어에 의하여 대물 테이블에 가해진 힘을 측정하고, 상기 힘을 나타내는 힘 신호를 발생시키는 데 사용되고,

- 상기 힘 신호에 응답하는 이동 제어기는 위치 수단이 대물 테이블에 보상력을 가하도록 제어 신호를 발생시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 소자 제조 방법.
제 11항에 따른 방법을 사용하여 제조된 소자.