KR20070095805A - 변위 측정 시스템, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
지나친 공간을 요구하지 않고 개선된 일관성(consistency)을 갖는 6 자유도로의 두 구성요소들의 상대 변위의 측정을 제공하도록 구성된 변위 측정 시스템이 개시된다.
Description
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템을 도시하는 도면;
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템을 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 일부분에 대한 상세도;
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템을 도시하는 도면;
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템을 도시하는 도면;
도 7a, 도 7b, 도 7c, 도 7d, 도 7e 및 도 7f는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템을 도시하는 도면;
도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d 및 도 8e는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템을 도시하는 도면;
도 9는 리소그래피 장치와 관련하여 사용될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 일 구성을 도시하는 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 일 구성을 도시하는 도면;
도 11은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 일 구성을 도시하는 도면;
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 일 구성을 도시하는 도면;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 비교적 간단한 변위 측정 시스템을 도시하는 도면; 및
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템 및 그 안에서 사용되는 센서 유닛의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명은 변위 측정 시스템, 리소그래피 장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패 턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 한 개 또는 수 개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
보다 높은 구성요소 밀도들을 갖는 디바이스들을 생성하는 지속적인 드라이브(continuing drive)는, 보다 작은 구성요소들을 생성할 수 있도록 이러한 디바이스들을 제조하는 리소그래피 공정들에 대한 계속적인 요구가 존재한다는 것을 의미한다. 이것의 결론은, 보다 큰 정확성으로 리소그래피 장치 내에서 구성요소들의 위치를 제어하는 것이 바람직하다는 것이다. 예를 들어, 기판 상에 형성될 가장 작은 구성요소들의 크기가 감소함에 따라, 보다 큰 정밀도로 기판의 위치를 제어하는 것이 바람직하다.
종래적으로 알려진 간섭계들과 같은 정밀 센서들은 정확한 위치 측정들을 제공할 수 있다. 하지만, 종래 간섭계들의 정확성은 간섭계의 방사선 빔이 통과하는 공기 중의 방해물(disturbance)들에 의해 제한된다. 이러한 방해물들은 난기류(air turbulence) 및 열적 변동(thermal variation)들을 포함할 수 있다. 따라서, 종래 간섭계들의 정확성은 단지 이러한 방해물들을 최소화함으로써만 증가될 수 있다. 하지만, 난기류를 감소하게 하고, 및/또는 공기의 온도가 요구된 값 내에 놓이게 하기 위해 지연(delay)들을 도입함에 의한 바와 같이 이러한 방해물들을 최소화하는 것은, 리소그래피 장치의 스루풋(throughput)을 감소시키며, 따라서 상기 장치를 이용하는 비용을 증가시킨다.
또한, 여하한의 측정 시스템은 리소그래피 장치 내에서 단지 공간의 제한된 부피만을 차지할 수 있다.
오차들에 덜 민감하면서 큰 공간을 차지하지 않는 개선된 정밀 측정 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 회절 격자(diffraction grating)들 사이의 변위를 측정하도록 구성된 변위 측정 시스템이 제공되고; 상기 측정 시스템은: 측정 시스템에 입력된 방사선의 제 1 빔이 1 차 및 -1 차 회절 방사선 빔(negative first order diffracted radiation beam)으로 분할하고; 또한, 1 차 및 -1 차 회절 방사선 빔이 제 2 회절 격자에 의해 회절된 후에, 방사선의 제 2 빔을 형성하도록 재조합되고; 또한, 측정 시스템이 1 차 회절 방사선 빔으로부터 도출된 제 2 빔의 제 1 구성요소와 -1 차 회절 방사선 빔으로부터 도출된 제 2 빔의 제 2 구성요소 사이의 위상 차이의 결정으로부터 제 1 및 제 2 격자들의 상대 변위를 결정하도록 구성된 센서를 포함하도록 구성되며; 또한, 측정 시스템은 방사선의 제 2 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들이 서로 직교 방향으로 방위되어 선형으로 편광되도록 구성된 1 이상의 선형 편광기(linear polarizer)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 구성요소들 사이의 변위를 측정하도록 구성된 변위 측정 시스템이 제공되고; 제 1 구성요소는 긴(elongate) 방향이 제 1 방향에 평행하도록 방위된 제 1 긴 회절 격자이거나 그에 부착되며; 제 2 구성요소는 긴 방향이 제 1 방향에 평행하지 않은 제 2 방향에 평행하도록 방위된 제 2 긴 회절 격자이거나 그에 부착되고; 또한, 측정 시스템은 제 1 및 제 2 긴 회절 격자에 의해 방사선의 1 이상의 빔의 회절에 의해 발생된 방사선의 패턴을 검출하도록 구성된 센서를 포함하며; 방사선의 패턴은 제 1 및 제 2 방향 모두에 수직한 제 3 방향으로 제 2 긴 회절 격자에 대한 제 1 긴 회절 격자의 변위를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 대상물에 장착된 제 1 평탄한 회절 격자; 제 2 대상물에 장착되고 제 1 회절 격자에 실질적으로 평행한 제 2 평탄한 회절 격자; 및 방사선의 제 1 빔을 제공하는 소스를 포함하여 제 2 대상물에 대한 제 1 대상물의 이동을 측정하는 변위 측정 시스템이 제공되고; 방사선의 제 1 빔은 제 1 회절 격자 상의 제 1 지점에 입사하여 1 차 및 -1 차 회절 방사선이 제 2 회절 격자 상에 입사하도록 회절되며; 제 2 회절 격자는: 제 1 회절 격자로부터의 1 차 방사선의 전체 또는 일부분이 제 2 회절 격자에 의해 더 회절되고 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점에 입사하며; 제 1 회절 격자로부터의 -1 차 방사선의 전체 또는 일부분이 제 2 격자에 의해 더 회절되고 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점에 입사하며; 제 1 회절 격자로부터의 1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선 및 제 1 회절 격자로부터의 -1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선 모두가 제 1 회절 격자에 의해 더 회절되고 방사선의 제 2 빔과 공통 방향으로 제 1 격자 상의 제 2 지점으로부터 전파(propagate)하도록 구성되며; 또한, 변위 측정 시스템은 회절 격자들의 평면에 평행하고 회절 격자들의 줄무늬(striation)에 수직한 방향으로 2 개의 회절 격자의 상대 이동들을 나타내어 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점으로부터 도출된 방사선의 패턴을 검출하는 센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 프리즘(prism)에 연결되고 제 1 대상물에 장착된 제 1 평탄한 회절 격자; 제 2 프리즘에 연결되고 제 2 대상물에 장착된 제 2 평탄한 회절 격자; 및 방사선의 제 1 빔을 제공하는 소스를 포함하여 제 2 대상물에 대한 제 1 대상물의 이동을 측정하는 변위 측정 시스템이 제공되고; 방사선의 제 1 빔은 제 1 회절 격자 상의 제 1 지점에 입사하여 1 차 및 -1 차 회절 방사선이 제 1 프리즘을 통해 투과(transmit)되도록 회절되며; 제 2 회절 격자는 제 1 회절 격자에 의해 회절된 1 차 및 -1 차 회절 방사선이 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 2 지점에 입사하여 제 2 회절 격자에 의해 회절되고 제 2 프리즘으로 전파하며; 제 2 프리즘은 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파한 방사선 이 반사되고 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파한 방사선에 평행한 각도로 각각 제 2 회절 격자 상의 제 3 및 제 4 지점에 입사하도록 구성되며; 제 2 회절 격자 상의 제 3 및 제 4 지점에 입사한 방사선은 제 2 회절 격자에 의해 더 회절되고 제 1 프리즘을 통과하며 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점에 입사하고, 제 1 회절 격자에 의해 회절된 1 차 및 -1 차 방사선으로부터 도출된 방사선이 방사선의 제 2 빔과 공통 방향으로 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점으로부터 전파하도록 더 회절되며; 또한, 변위 측정 시스템은 회절 격자들의 평면에 평행하고 회절 격자들의 줄무늬에 수직한 방향으로 2 개의 회절 격자의 상대 이동을 나타내는 방사선의 패턴을 검출하는 센서를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 지지, 즉 그 무게를 견딘다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭(catadioptric), 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템, 또는 여하한의 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 (및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스 템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT)) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 (도 1에 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 마스크 테이블(MT)은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서 노광 필드의 최대 크기는, 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동 적 노광(single dynamic exposure)). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예의 변위 측정 시스템은, 본 명세서에서 인용참조되는 "Linear and Angular Encoders for the High-Resolution(Progress in Precision Engineering and Nanotechnology, Braunschweig, 1997)"에서 SPIES, A.에 의해 설명된 원리들에 대응한다. 도 13은 이러한 변위 측정 시스템(200)의 비교적 간단한 형태를 나타낸다. 그것은 제 1 대상물 상에 장착된 제 1 회절 격자(201) 및 제 2 대상물 상에 장착된 연계된 제 2 회절 격자(202)를 포함한다. 예를 들어, 하나의 회절 격자는 리소그래피 장치 내에서 기준 프레임에 장착될 수 있으며, 다른 것은 변위 측정 시스템이 기준 프레임에 대한 위치를 측정하도록 유도되는 리소그래피 장치의 구성요소에 장착될 수 있다.
제 1 및 제 2 회절 격자(201 및 202)는 평탄하며 회절 격자들의 평면이 서로 실질적으로 평행하도록 배치된다. 또한, 격자들을 형성하는데 사용된 회절 격자들 각각의 줄무늬들은 실질적으로 서로 평행하다. 또한, 회절 격자들은 격자들 중 하나로부터의 회절 방사선이 다른 격자 상에 수용되도록 배치된다.
서로에 대한 하나의 격자 위치는, 서브-나노미터 정확성의 측정을 산출할 수 있는 간섭 측정 원리를 이용하여, 회절 격자들의 평면에 실질적으로 평행하고 회절 격자들의 줄무늬에 실질적으로 수직한 평면 내에서 방향 203으로 확실하게 측정될 수 있다. 제 1 회절 격자가 측정 방향으로 제 2 회절 격자에 대해 이동하는 경우, 방사선의 위상 차이는 회절 격자들 중 다른 것으로부터의 회절 방사선을 수용하도록 배치된 회절 격자에 의해 발생된다. 이 발생된 위상 차이들은 서로에 대한 하나의 회절 격자의 변위에 비례한다.
전형적인 구성예에서, 방사선 소스(204)는 시준(collimate)된 방사선 빔을 제공하며, 이는 측정 방향에 실질적으로 수직하고 그것이 회절되는 제 1 회절 격자(201) 상에 입사한다. +1 및 -1 차 방사선은 제 1 회절 신호로서 제 2 회절 격자(202)로 통과한다. 제 2 회절 격자(202)에서, 제 1 회절 광 신호는 더 회절되고 제 2 회절 신호를 형성하도록 반사된다. 제 2 회절 신호는 제 1 회절 격자(201) 상에 간섭하고 제 3 회절 신호를 형성하도록 더 회절된다. 제 3 회절 신호는 앞서 설명된 위상 차이들을 측정하여 상대 변위를 결정하는데 사용되는, 예를 들어 포토 검출기들(205, 206 및 207)을 갖는 센서로 지향된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 일 구성을 개략적으로 도시한다. 도 14의 서술은 변위 측정 시스템의 구성요소들의 물리적 구성에 반드시 대응하는 것은 아니지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 작동 원리를 설명하는데 유용하다.
본 명세서에서, 방사선 소스로부터의 방사선의 빔(210)은 제 1 회절 격자(211)에 의해 +1 및 -1 차 회절 방사선에 각각 대응하는 방사선의 제 1 및 제 2 빔(212 및 213)으로 분할된다. 또한, 방사선의 제 1 및 제 2 빔(212 및 213)은 제 2 회절 격자(214)에 의해 회절되고, 제 1 및 제 2 회절 격자(211 및 214)의 상대 변위를 결정하기 위해 센서(216)로 입력되는 정보-포함의 재조합된 방사선의 빔(215)을 형성하도록 예를 들어 제 1 회절 격자(211)에서 재조합된다. 앞서 설명된 바와 같이, 센서(216)는 1 차 및 -1 차 회절 방사선(212 및 213)들 사이에서 발생된 위상 차이들로부터 제 1 및 제 2 회절 격자(211 및 214)의 상대 변위를 결정한다. 본 발명의 일 실시예에 따라 1 차 및 -1 차 회절 방사선(212 및 213) 사이에서 구별하기 위해, 상기 방사선은 1 차 방사선의 선형 편광기의 방위가 -1 차 회절 방사선의 선형으로 편광된 방사선의 방위와 실질적으로 직교하도록 선형으로 편광될 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 구성에서 선형 편광기들(217 및 218)은 1 차 및 -1 차 회절 방사선을 상호 직교 방향으로 선형으로 편광하기 위해, 제 1 회절 격자(211)과 제 2 회절 격자(214) 사이에 제공된다. 선형 편광기들을 사용하는데 있어서 장점은, 그것들을 긴 구성요소들로서 제조하기가 비교적 쉽다는 것이다. 따라서, 그것들은 큰 동작 범위를 갖는 변위 측정 시스템들을 형성하는데 편리하게 사용될 수 있다.
선형 편광기들(217 및 218)은 도 14에서, 1 차 및 -1 차 회절 방사선(212 및 213)이 제 2 회절 격자(214)에 도달하기 전에 선형 편광기들(217 및 218)을 통과하도록 단지 제 1 및 제 2 회절 격자(211 및 214) 사이에만 도시되지만, 1 차 및 -1 차 회절 방사선(212 및 213)은 제 2 회절 격자(214)에 의해 회절된 이후와 정보를 포함한 방사선의 빔(215)을 형성하도록 제 1 회절 격자(211)에서 재조합되기 이전의 제 2 시간에 선형 편광기들(217 및 218)을 통과할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
따라서, 정보를 포함한 방사선의 빔(215)은 1 차 및 -1 차 회절 방사선으로부터 각각 도출된 방사선을 포함하고, 각각의 구성요소는 서로 실질적으로 직교하는 선형으로 편광되며, 각각의 구성요소는 서로 평행하고 공통의 축선을 갖는다. 두 구성요소들 사이의 위상 차이는 제 1 및 제 2 회절 격자(211 및 214)의 상대 변위를 나타낸다.
센서(216)는 정보를 포함한 방사선의 빔(215)을 적어도 제 1 및 제 2 정보를 포함한 방사선의 서브-빔(221 및 222)으로 분할하는 비-편광 빔 스플리터(non-polarizing beam splitter: 200)를 포함한다. 이 방사선의 서브-빔들(221 및 222) 은, 그 세기가 그것들 사이에서 분할되는 것을 제외하고는, 정보를 포함한 방사선의 빔(215)과 동일한 특성을 가질 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 방사선의 서브-빔들(221 및 222)은 정보를 포함한 방사선의 빔(215)의 두 구성요소들의 선형으로 편광된 방사선의 방위들에 대해 실질적으로 45°인 편광 축선을 이용하여 배치된 편광기(223)를 통해 지향된다. 이러한 별도의 편광기들은 방사선의 서브-빔 각각에 대해 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제 1 방사선의 서브-빔(221)의 경우, 방사선은 빔 스플리터(220)로부터 편광기(223)로 곧바로 지향된다. 제 2 방사선의 서브-빔(222)의 경우, 빔 스플리터(220)로부터의 방사선은 편광기(223)에 도달하기 이전에 파장판(waveplate: 224)으로 통과된다. 파장판(224)은, 파장판의 빠른 축선(fast axis) 및 느린 축선(slow axis)이 정보를 포함한 방사선의 빔(215)의 구성요소들의 선형으로 편광된 방사선의 방위에 실질적으로 평행하도록 방위된다. 편광기(223)를 통과하였으면, 방사선의 서브-빔들은 각각의 광 세기 검출기(light intensity detector: 225 및 226)로 지향된다.
센서(216)는 1 차 및 -1 차 회절 방사선(212 및 213)에 대응하는 정보를 포함한 방사선의 빔(215)의 구성요소들 사이의 위상 차이를 결정하도록 구성된다. 이 위상 차이는 제 1 및 제 2 회절 격자(211 및 214)의 상대 변위에 의해 결정되며, φ로 나타낸다. 파장판을 통과하지 않은 방사선의 서브-빔(221)에 대응하는 제 1 방사선 세기 검출기(225)에 의해 검출된 방사선의 세기는 φ가 0 + 2nπ일 때 최대 세기를 가지며, 이때 n은 정수이다. 제 1 회절 격자(211)가 제 2 회절 격자(214)에 대해 이동함에 따라, 위상(φ)이 변화하여 제 1 방사선 세기 검출기(225)에 의해 검출된 세기의 변화를 발생시킨다. 따라서, 방사선 세기 검출기(225)에 의해 검출된 세기의 진동(oscillation)을 모니터링하는 것은, 제 2 회절 격자(214)에 대한 제 1 회절 격자(211)의 변위를 검출할 수 있게 한다.
제 2 방사선 세기 검출기(226)는 대응하는 신호를 검출한다. 하지만, θ + 2mπ의 위상 시프트를 도입하도록 파장판(224)이 구성되며, 이때 m은 정수이다. 따라서, 회절 격자들이 서로에 대해 이동함에 따라 방사선 세기 센서들(225 및 226)에 의해 검출된 신호들의 위상이 예를 들어 90°만큼 다르도록 θ가 선택될 수 있다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 방사선 세기 검출기(225 및 226) 모두에 의해 검출된 세기를 모니터링하는 경우, 제 2 회절 격자(214)에 대한 제 1 회절 격자(211)의 변위의 매그니튜드(magnitude)뿐만 아니라, 변위의 방향도 결정할 수 있다. 또한, 두 신호들을 모니터링하는 것은 측정의 정확성을 개선한다. 예를 들어, 방사선의 세기 센서들(225 및 226) 중 하나에 의해 검출된 방사선이 최대에 도달하여 제 1 회절 격자(211)가 제 2 회절 격자(214)에 대해 이동함에 따라, 제 1 및 제 2 회절 격자(211 및 214)의 주어진 상대 이동에 대해 상기 검출기에 의해 검출된 세기의 변화가 더 작아지므로, 상기 방사선 세기 센서의 출력만을 고려함으로부터 가능한 정확성을 감소시킨다. 하지만, 두 방사선 세기 센서(225 및 226)로부터의 신호들은 위상이 같지 않기 때문에, 다른 방사선 세기 센서들이 동시에 최대 방사선 세기를 검출하지는 않을 것이며, 따라서 제 1 및 제 2 회절 격자(211 및 214)의 상대 변위의 정확한 측정을 제공할 수 있을 것이다.
정확성에 있어서 또 다른 개선점들은, 방사선 빔 스플리터(220)로부터 방사 선의 또 다른 서브-빔들을 제공하고 방사선의 제 2 서브-빔(222)과 동일한 방식으로 방사선의 추가 서브-빔들을 배치하지만, 방사선의 서브-빔 각각이 상이한 위상 차이에 대응하는 상이한 두께를 갖는 파장판을 갖도록 함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 방사선의 3 개의 서브-빔을 갖는 일 구성에서, 센서(216)는 제 2 및 제 3 방사선 세기 검출기(즉, 그것들은 그 빔 경로들에서 파장판을 포함함)가 제 1 방사선 세기 검출기에 의해 검출된 신호와 위상이 다르게 각각 약 120° 및 240°가 되도록 구성될 수 있다. 여하한의 편리한 개수의 방사선의 서브-빔이 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
앞서 설명된 바와 같은 인코더들은 제 1 회절 격자로부터의 1 차 회절 방사선과 제 1 회절 격자로부터의 -1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선 사이의 위상 차이를 효과적으로 측정한다. 위상 차이는 두 격자들의 상대 위치에 의존하고, 하나의 격자가 서로에 대해 이동함에 따라 변화한다. 하지만, 서로에 대한 하나의 빔 경로의 환경 조건에서의 차이들은, 특히 빔들의 상이한 경로들에 대한 경로 길이가 변위 측정 센서에서 방사선의 전체 경로 길이에 대해 큰 부분일 수 있기 때문에 측정의 정확성을 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템이 제안되었다. 이러한 변위 측정 시스템은 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d에 각각 시스템의 평면도, 시스템의 측면도, 시스템의 정면도 및 시스템의 사시도로 도시되어 있다.
방사선의 제 1 빔(10)은 방사선 소스(11)에 의해 제공된다. 방사선 소스(11)는 방사선 빔(10)을 발생시키는 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대안적으로, 방사선의 빔은 변위 측정 시스템 외부에서 (및, 변위 측정 시스템이 리소그래피 장치의 일부분으로서 사용되는 경우, 가능하게는 리소그래피 장치 자체의 외부에서) 발생될 수 있으며, 그 경우 소스(11)는 방사선의 빔(10)을 제공하는데 필요한 방사선을 지향하고 및/또는 컨디셔닝할 것이다.
본 명세서에서, 방사선의 빔(10)은 제 1 반사기(12)에 의해 제 1 회절 격자(13)로 지향된다. 방사선의 제 1 빔(10)은 제 1 회절 격자(13) 상의 지점(14)에 입사한다. 회절 격자(13)는 투과형이며, 제 1 회절 격자(13)로부터의 +1 차 회절 방사선에 대응하는 방사선의 제 1 서브-빔(15) 및 제 1 격자(13)로부터 회절된 -1 차 회절 방사선에 대응하는 방사선의 제 2 서브-빔(16)이 제 2 격자(17) 상에 입사한다. 제 2 격자(17)는 반사형이다. 1 차 회절 방사선 및 -1 차 회절 방사선에 대응하는 방사선의 서브-빔들(15 및 16)은 제 2 회절 격자(17)에 의해 반사되고 회절된다. 제 2 회절 격자는 특히 제 1 격자(13)에 의해 회절된 +1 차 방사선(15)으로부터 도출된 회절 방사선(18)이 제 2 회절 격자(17)로부터 제 1 회절 격자(13) 상의 제 2 지점(20)으로 다시 반사되도록 구성된다. 또한, 제 1 격자(13)에 의해 회절된 -1 차 방사선(16)으로부터 도출된 회절 방사선(19)은 제 2 회절 격자(17)에 의해 회절되고 제 1 회절 격자(13) 상의 제 2 지점(20)으로 다시 반사된다. 후속하여, 방사선의 두 서브-빔(18 및 19)은 제 1 회절 격자(13)에 의해 더 회절되고 방사선의 제 2 빔(21)을 형성하도록 효과적으로 재조합된다. 따라서, +1 차 회절 방사선 및 -1 차 회절 방사선에 대응하는 방사선은 그 각각의 길이들의 일부분에 대해 상이한 경로를 따르지만, 상이한 경로들의 경로의 길이는 종래의 변위 측정 시 스템에 비해 비교적 짧다. 특히, 1 및 -1 차 회절 방사선이 따르는 상이한 경로들의 전체 경로 길이의 부분이 종래의 구성보다 본 발명의 실시예에 따른 구성에서 훨씬 더 짧다. 따라서, 도 2a 내지 도 2d에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 난기류 및 열적 변동들과 같은, 빔이 통과하는 공기 중의 변동에 덜 민감하다.
제 1 격자로부터의 +1 및 -1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선이, 일단 제 2 격자에 의해 회절되었으면 제 1 격자 상에서 일치(coincide)할 것을 보장하도록 제 1 및 제 2 회절 격자들을 구성하는 편리한 방식은, 제 2 회절 격자의 피치(pitch)가 제 1 회절 격자의 약 절반이 되도록 제 1 및 제 2 회절 격자를 선택하는 것이다.
도 2a 내지 도 2d의 실시예에서 도시된 바와 같이, 방사선의 제 2 빔(21)은 제 2 반사기(22)에 의해 코너 큐브(cornercube)로 반사될 수 있으며, 이는 코너 큐브로 제공되었던 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 방사선의 제 2 빔을 제 2 반사기(22)로 되돌린다. 후속하여, 방사선의 제 2 빔(21)은 제 2 반사기(22)에 의해 다시 반사되므로 제 1 격자(13) 상으로 다시 지향된다.
따라서, 방사선의 제 2 빔(21)은 방사선의 제 1 빔(10)과 동일한 공정을 거치며, 즉 제 1 회절 격자(13)에 의해 회절되며, 제 2 회절 격자(17)에 의해 회절되고 반사되며, 제 1 회절 격자(13)에 의한 제 1 회절로부터의 1 차 및 -1 차 회절 방사선에 대응하는 방사선은 제 1 회절 격자 상의 단일 지점(24)에 입사하여, 제 1 반사기(12)에 의해 종래 방식으로 제 1 및 제 2 회절 격자(13 및 17)의 상대 이동 을 결정하는 센서(26)로 반사되는 단일 방사선의 제 3 빔(25)을 형성하도록 더 회절되고 조합된다.
제 2 시간에 시스템을 통해 다시 지향되는 회절 격자들(13 및 17)의 방사선의 제 2 빔(21)의 결과로서, 상기 시스템은 서로에 대한 하나의 구성요소의 회전들, 예를 들어 제 2 회절 격자(17)에 대한 제 1 회절 격자(13)의 회전에 의해 야기된 오차들에 덜 민감해진다.
도 2d에 나타낸 변위 측정 시스템의 실시예의 사시도는 회절 격자(13 및 17)의 줄무늬의 방위를 나타낸다. 종래의 변위 측정 시스템들을 이용한 라인에서, 변위 측정 시스템에 의해 측정되는 이동의 방향은 회절 격자들의 평면에 실질적으로 평행하고 서로 평행한 회절 격자들의 줄무늬 방향에 실질적으로 수직한 방향으로의 두 회절 격자(13 및 17)의 상대 이동이라는 것을 이해하여야 한다.
앞서 제안된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템은 리소그래피 장치 내에서 서로에 대한 하나의 구성요소의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 실시예 1에 도시되고 앞서 설명된 변위 측정 시스템은 기준 프레임에 대해 리소그래피 장치 내의 기판 테이블의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다. 이로부터, 기준 프레임에 대한 기판 테이블의 위치가 결정될 수 있다. 따라서, 이후 투영 시스템과 같은 리소그래피 장치 내의 다른 구성요소들에 대해 기판 테이블의 위치를 결정할 수 있다. 이러한 상황에서, 제 1 회절 격자(13) 및 제 1 및 제 2 반사기(12 및 22)는, 예를 들어 기판 테이블의 에지에 연결될 수 있으며, 제 2 회절 격자(17) 및 코너 큐브(23)는 기준 프레임에 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 회절 격자(13)에 대한 제 2 회절 격자(17)의 변위 측정은 기준 프레임에 대한 기판 테이블의 변위에 대응한다. 또한, 방사선 소스(11) 및 센서(26)가 기준 프레임에 장착될 수도 있다.
도 13 및 14에 나타낸 발명의 실시예에 관해 앞서 설명된 방식으로, 본 발명의 이 실시예의 변위 측정 시스템에서 제 1 회절 격자로부터 회절된 -1 차 방사선 및 +1 차 방사선 중 1 이상의 편광이 편광될 수 있다. (도 2c 및 도 3c에 대응하는 변위 측정 시스템의 부분적인 정면도인) 도 4에 나타낸 편리한 구성에서, 편광기들(35 및 36)은 제 2 격자(17) 상에 편리하게 제공될 수 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 필요에 따라 0 차 방사선을 흡수하도록 흡수기(absorber: 38)가 제공될 수 있다. 제 1 회절 격자(13)로부터 회절된 1 차 및 -1 차 방사선(31 및 32)에 각각 대응하는 편광기들(35 및 36)은 서로 직교 방향으로 방사선을 편광하는 것이 바람직하다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 평면도, 측면도, 정면도 및 사시도를 각각 도시한다. 도 3a 내지 도 3d의 실시예의 대부분은 도 2a 내지 도 2d의 실시예와 동일하며, 그 설명은 반복되지 않을 것이다. 도 3a 내지 도 3d의 실시예는 코너 큐브(23)가 프리즘(30)과 교체됨에 있어서 도 2a 내지 도 2d의 실시예와는 다르다.
코너 큐브의 자리에 프리즘을 이용하는 장점은, 예를 들어 도 3b에 나타낸 바와 같은 단면을 갖지만 그것이 부착되는 대상물의 전체 길이를 연장하는 긴 구성요소로서 형성될 수 있다는 것이다. 대조적으로, 코너 큐브는 긴 형태로 구성될 수 없다. 따라서, 코너 큐브는 제 2 회절 격자와 동일한 대상물에 장착되어야 하는 반면, 프리즘은 어느 대상물에도 장착될 수 있으며, 제 1 대상물에 장착되는 경우 긴 프리즘으로서 형성된다. 예를 들어, 리소그래피 장치와 관련하여 기판 테이블의 한 측면의 길이로 진행하여(running) 기판 테이블 상에 프리즘을 장착할 수 있는 반면, 코너 큐브는 기준 프레임에 장착될 필요가 있을 것이다. 전자의 구성은 기판 테이블의 회전들에 덜 민감한 변위 측정 센서를 제공한다.
프리즘을 이용하는 변위 측정 시스템의 또 다른 장점은, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d에 도시되지는 않았지만, 변위 측정 시스템이 제 1 회절 격자를 통해 전달된 0 차 방사선을 감지하도록 구성될 수도 있다는 것이다. 제 1 회절 격자에 의해 회절된 1 차 및 -1 차 방사선 중 어느 하나와 0 차 방사선 사이의 경로 길이의 차이는, 제 1 및 제 2 회절 격자들의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 제 1 및 제 2 회절 격자들의 간격(separation)에 의존한다. 따라서, 0 차 방사선의 경로 길이를 +1 및 -1 차 방사선 중 1 이상과 비교하는 센서를 구성함으로써, 본 발명의 일 실시예의 변위 측정 시스템이 회절 격자들의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 회절 격자들(및 이에 따라 그것들이 부착되는 구성요소들)의 간격을 측정할 수 있으며, 회절 격자들의 평면에 실질적으로 평행하고 회절 격자들의 줄무늬들에 실질적으로 수직한 방향으로 변위를 측정할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 변위 측정 시스템이 격자들의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 회절 격자들의 변위를 측정하기 위한 경우, 추가 편광기(37)가 제 2 격자 상에 제공되고 격자들의 평면에 수직한 변위를 검출하는데 사용되는 1 및 -1 차 방사선(33) 및 0 차 방사선(34)이 실질적으로 서로 직교 방향으로 편광되도록 방위될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 측면도를 도시한다. 이 실시예는 도 3a 내지 도 3d의 실시예와 유사하므로, 단지 두 실시예들 간의 차이들만을 설명할 것이다. 나타낸 바와 같이, 도 3a 내지 도 3d의 실시예의 코너 프리즘 및 반사기들이 단일 프리즘(40)으로 교체되었다. 프리즘(40)의 단일 면(face)은 도 3a 내지 도 3d의 실시예에서의 반사기들을 대신한다. 또한, 프리즘(40)의 2 개의 또 다른 면(42 및 43) 사이의 코너는 도 3a 내지 도 3d의 실시예의 코너 프리즘을 대신한다. 또 다른 장점으로서, 제 1 격자(13)는 프리즘(40)의 제 4 면(44) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 변위 측정 시스템이 리소그래피 장치 내에서 기판 테이블의 변위를 측정하는데 사용되기 위한 경우에 이 실시예가 특히 유리할 수 있다. 이는, 단지 단일 구성요소, 즉 프리즘(40)만이 예를 들어 기판 테이블의 에지에 장착될 필요가 있기 때문이다. 이는 리소그래피 장치의 제조에 용이할 뿐만 아니라, 리소그래피 장치 내에서 변위 측정 시스템의 공간 요건들을 최소화하며, 변위 측정 시스템 내에서 다른 구성요소들에 대한 변위 측정 시스템의 구성요소들의 위치에 대한 변동들에 의해 도입되는 오차들의 가능성을 최소화한다.
도 5b 및 도 5c는 도 5a에 나타낸 것에 대응하는 변위 측정 시스템의 사시도를 도시한다.
나타낸 바와 같이, 상기 시스템은 3 개의 변위 측정 시스템(51, 52 및 53)을 갖는다. 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(51 및 53)은 회절 격자들(54 및 55)의 평 면에 실질적으로 수직한 방향으로 제 1 및 제 2 회절 격자(54 및 55)의 상대 변위를 측정한다. 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템이 그 측정 방향들에 실질적으로 수직한 방향으로 서로 분리되어 있기 때문에, 두 회절 격자들(54 및 55)의 상대 회전을 측정하는 것도 가능하다는 것을 이해할 것이다. 제 2 변위 측정 시스템(52)은 회절 격자들(54 및 55)의 평면에 실질적으로 평행하지만 그 줄무늬들에는 실질적으로 수직한 방향으로 회절 격자들(54 및 55)의 상대 변위를 측정하는데 사용된다.
도 4에 관해 앞서 설명된 것에 대응하는 방식으로, 각각의 변위 측정 시스템에 대해 사용된 2 부분의 방사선을 서로 직교 방향들로 편광하도록 제 2 회절 격자(55)에 부착된 편광기들(56, 57, 58 및 59)이 제공된다. 도시된 편광기들 56 및 58은 편광기들 57 및 59에 대해 직교 방향으로 방사선을 편광한다. 흡수기(60)는 제 2 변위 측정 시스템(52)의 0 차 방사선을 흡수하기 위해 제공된다.
도 5d는 도 5a, 도 5b 및 도 5c의 구성의 변형예를 단면도로 도시한다. 이 경우, 프리즘(65)은 방사선 소스로부터의 방사선이 초기에 입사하는 프리즘의 면(65a)이 방사선의 빔에 실질적으로 수직하도록 배치된다. 결과적으로, 방사선은 공기와 프리즘의 면(65a) 사이의 경계에서 굴절하지 않는다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 평면도, 측면도, 정면도 및 사시도를 각각 도시한다. 이 실시예에서, 두 회절 격자들은 모두 반사형일 수 있다. 이는, 특히 쉽게 흡수되는 방사선을 이용하는 경우에 유리할 수 있다. 또한, 회절 격자들의 제조를 용이하게 할 수도 있다. 추가적인 장점은, 이 경우에 변위 측정 방향이 소스에 의해 제공된 방사선의 빔 방향에 실질적으로 평행하다는 것이다.
이 경우, 방사선의 제 1 빔(70)은 제 2 회절 격자의 제 1 및 제 2 부분들(72 및 73) 사이에서 제 1 회절 격자(71)로 지향된다. 제 2 회절 격자는 별도의 완전한 2 개의 회절 격자로서 형성되거나, 중간에 갭을 갖는 단일 회절 격자로서 형성될 수 있다. 제 1 회절 격자(71) 및 제 2 회절 격자의 제 1 및 제 2 부분들(72 및 73)은, 제 1 회절 격자(71)에 의해 회절된 1 차 회절 방사선이 제 2 회절 격자의 제 1 부분(72) 상에 입사하고 제 1 회절 격자(71)에 의해 회절된 -1 차 회절 방사선이 제 2 회절 격자의 제 2 부분(73) 상에 입사하도록 구성된다. 다른 실시예들을 이용하는 바와 같이, 제 2 회절 격자의 제 1 및 제 2 부분들(72 및 73)은, 방사선이 각각 회절되고, 제 1 회절 격자에 의해 회절된 1 차 방사선 및 -1 차 방사선이 가능한 한 큰 크기로 공통 빔 경로를 따르도록 공통 빔을 형성하기 위해 제 1 회절 격자(71) 상의 공통 지점으로 다시 반사되도록 구성된다.
도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 평면도, 측면도, 정면도 및 사시도를 각각 도시한다. 나타낸 바와 같이, 방사선의 제 1 빔(81)은 방사선의 소스(80)에 의해 제공된다. 본 발명의 다른 실시예들을 이용하는 바와 같이, 방사선 소스(80)는 방사선 빔(81)을 발생시키는 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대안적으로, 방사선의 빔은 변위 측정 시스템의 외부(및 변위 측정 시스템이 리소그래피 장치의 일부분으로서 사용되는 경우, 가능하게는 리소그래피 장치 자체의 외부)에서 발생될 수 있으며, 이 경우 상기 소스(80)는 방사선의 빔(81)을 제공하는데 필요한 방사선을 지향하고 및/또는 컨디셔닝할 것이다.
도 7a 내지 도 7d에 나타낸 바와 같이, 방사선의 빔(81)은 반사기(82)에 의해 제 1 회절 격자(83)로 지향될 수 있다. 나타낸 바와 같이, 제 1 회절 격자(83)는 투과형이고 제 1 프리즘(84)에 연결된다. 제 1 회절 격자(83)와 제 1 프리즘(84) 사이에 갭이 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하지만, 도 7a 내지 도 7d에 나타낸 바와 같이, 제 1 회절 격자(83)와 제 1 프리즘(84) 사이에는 간격이 존재하지 않을 수 있다. 특히, 제 1 회절 격자(83)는 제 1 프리즘(84) 상의 표면에 형성될 수 있다.
방사선은 제 1 회절 격자(83) 상의 제 1 지점에 입사하고 회절하여, 1 차 및 -1 차 회절 방사선(85 및 86)을 발생시킨다. 1 차 및 -1 차 회절 방사선(85 및 86)은 제 1 프리즘(84)을 통해 전파하고 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 2 지점 각각에서 제 2 회절 격자(87) 상에 입사한다. 또한, 제 2 회절 격자(87)는 투과형이고 제 2 프리즘(88)에 부착된다. 제 1 회절 격자(83) 및 제 1 프리즘(84)을 이용하는 바와 같이, 제 2 회절 격자(87) 및 제 2 프리즘(88)은 그들 사이에 갭이 존재하거나 존재하지 않도록 연결될 수 있다. 또한, 제 2 회절 격자(87)는 제 2 프리즘(88)의 면 상에 형성될 수 있다.
제 1 회절 방사선(83)에 의해 회절되고 제 2 회절 격자(87) 상의 제 1 및 제 2 지점 각각에 입사하는 1 차 및 -1 차 회절 방사선(85 및 86)으로부터 도출된 방사선은, 제 2 회절 격자(87)에 의해 더 회절되고 제 2 프리즘(88)을 통해 전파한다. 제 2 프리즘(88)은, 제 2 회절 격자(87) 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파 한 방사선이 제 2 회절 격자(87) 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파하는 방사선의 전파 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 제 2 회절 격자(87) 상의 제 3 및 제 4 지점 각각에서 제 2 회절 격자(87) 상에 입사하기 위해 반사되도록 형상화(shape)된다. 후속하여, 제 2 회절 격자(87) 상의 제 3 및 제 4 지점에 입사한 방사선은 제 2 회절 격자(87)에 의해 더 회절되고 제 1 프리즘(84)을 통해 전파하며 제 1 회절 격자(83) 상의 제 2 지점에 입사한다. 따라서, 제 1 회절 격자(83)에 의해 초기에 회절된 1 차 및 -1 차 회절 방사선(85 및 86) 모두로부터 도출된 방사선은 제 1 회절 격자(83) 상의 공통 지점, 제 2 지점에 입사한다. 이 방사선은 제 1 회절 격자(83)에 의해 더 회절되고 센서(90)로 반사될 수 있는 방사선의 제 2 빔(89)으로서 공통 방향으로 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점으로부터 전파한다. 후속하여, 앞서 설명된 방식으로 센서(90)는 제 1 및 제 2 회절 격자(83 및 87)의 상대 이동을 결정할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d에 나타내지는 않지만, 제 1 및 제 2 회절 격자(83 및 87)의 줄무늬들이 도 7b에 나타낸 측면도의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 배치된다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 도 5a 내지 도 5d의 실시예는 소스에 의해 제공된 방사선의 빔의 방향에 평행한 방향으로 회절 격자의 상대 변위를 측정하는 변위 측정 시스템을 제공한다.
도 7b에 나타낸 바와 같이, 제 1 프리즘(84)은 제 1 회절 격자(83)가 연결되는 제 1 프리즘(84) 상의 제 1 면(84a)이, 1 차 및 -1 차 회절 방사선(85 및 86)이 제 2 회절 격자(87) 상에 입사하기 이전에 전파하는 제 1 프리즘(84)의 제 2 면(84b)에 평행할 수 있도록 배치될 수 있다. 편리하게, 제 1 프리즘(84)은 직사각형의 단면을 가질 수 있다.
제 2 회절 격자(87) 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파하는 방사선이 반사되어, 제 2 회절 격자 상의 제 3 및 제 4 지점 각각에 입사하는 반사된 방사선이 제 2 회절 격자(87) 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 입사하는 방사선에 실질적으로 평행할 것을 보장하기 위해, 제 2 프리즘(88)은 코너 프리즘일 수 있다. 특히, 도 7a 내지 도 7d에 나타낸 바와 같이, 제 2 프리즘(88)은 변위 측정 시스템이 제 2 격자 회절(87)(및, 이에 따른 제 2 프리즘(88))의 길이에 따라 어떠한 지점에서도 제 2 회절 격자(87)에 대한 제 1 회절 격자(83)의 변위를 측정하게 하는 긴 코너 프리즘일 수 있다.
도면들에서 나타낸 바와 같이, 1 차 및 -1 차 회절 방사선은 1 차 및 -1 차 방사선이 분리되는 빔 경로의 상당한 부분에 대해 빔 경로의 길이의 상당한 비중에 대한 상이한 빔 경로들을 따르지만, 방사선은 주변 공기보다는 제 1 및 제 2 프리즘(84 및 88)을 통과한다. 따라서, 1 및 -1 차 방사선이 상이한 방사선들을 따르고 공기를 통과하는 전체 경로 길이의 부분은, 예를 들어 종래의 구성에 비해 본 발명의 구성에서 상당히 짧기 때문에, 변위 측정 시스템이 난기류 및 열적 변동들과 같은, 빔이 통과하는 공기의 변동들에 덜 민감하다.
앞서 설명된 실시예를 이용하는 바와 같이, 제 1 회절 격자(83)는 제 1 대상물에 부착될 수 있으며, 제 2 회절 격자(87)는 제 2 대상물에 부착될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 제 2 회절 격자(87)에 대한 제 1 회절 격자(83)의 변위 의 측정은 제 2 대상물에 대한 제 1 대상물의 변위의 측정을 제공한다. 편리하게, 제 1 프리즘(84)은 제 1 대상물에 연결될 수 있으며, 제 2 프리즘(88)은 제 2 대상물에 연결될 수 있다. 사용되는 방사선 소스(80), 센서(90) 및 반사기(82)는 각각 제 2 대상물에 연결될 수 있다.
도 7a 내지 도 7d에 나타내지는 않지만, 본 실시예에 따른 변위 측정 시스템은 추가적으로 회절 격자들(83 및 87)의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 제 2 회절 격자(87)에 대한 제 1 회절 격자(83)의 변위를 측정하는 변위 측정 센서를 제공하는 앞선 방식에 대응하는 방식으로 수정될 수 있다. 특히, 나타낸 바와 유사하지만, 제 1 회절 격자(83)에 의해 회절된 1 방사선(85)을 - 1차 방사선(86)과 비교하는 것 대신에, 또는 뿐만 아니라 1 및 -1 차 회절 방사선(85 및 86) 중 하나가 제 1 회절 격자(83)로부터 전파하는 0 차 방사선과 비교되도록 배치될 수 있다. 이러한 구성에서, 제 2 회절 격자(87)에 대한 제 1 회절 격자(83)의 변위는 1 및 -1 차 회절 방사선 중 하나와 0 차 방사선의 경로 길이들을 비교함으로써 측정될 수 있다.
앞서 설명된 실시예를 이용하는 바와 같이, 도 7a 내지 도 7d의 실시예의 변위 측정 시스템은 2 개의 빔 경로로부터 도출된 방사선을 비교하는 것에 의지한다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 앞서 설명된 방식으로 실질적으로 서로 직교 방향으로 2 개의 빔 경로들의 방사선을 편광하도록 편광기들이 제공될 수 있다.
도 7e는 도 7a 내지 도 7d에 도시된 변위 측정 시스템의 구성의 변형예를 도시한다. 이 변형예에서, 도 7a 내지 도 7d의 구성이 직사각형의 단면을 갖는 제 1 프리즘(84) 및 반사기(82)는, 방사선 소스에 의해 제공된 방사선의 빔(181)이 프리즘(184)의 경사면(184)에서 반사하도록 구성된 단일 프리즘(184)에 의해 교체된다. 제 1 회절 격자(183)는 반사형이고 프리즘(184)의 경사면(184a) 상에 배치된다. 따라서, 방사선의 빔(181)은 회절 격자(183)에 의해 회절되며, 1 차 방사선 및 -1 차 방사선(185 및 186)은 프리즘(184)을 통해 전파하고, 예를 들어 제 2 회절 격자(187) 상에 입사하기 이전에 프리즘(184)의 제 2 면(184b) 상에 배치된 각각의 편광기들(188 및 189)에 의해 편광될 수 있다.
도 7f는 도 7e에 도시된 변위 측정 시스템의 구성에 대응하지만, 반사형 회절 격자(183)를 방사선의 빔(181')이 초기에 입사하는 프리즘(184')의 면(184b') 상에 배치된 투과형 회절 격자(183')로 교체하는 변형예를 도시한다. 따라서, 방사선의 빔(181')은 투과형 회절 격자(183')에 의해 회절되며, 1 차 및 -1 차 회절 방사선(185' 및 186')은 프리즘(184')을 통해 전파하고 프리즘(184')의 경사면(184a')에 의해 분리하여 반사되며, 제 2 회절 격자(187') 상에 입사하기 전에 각각의 편광기들(188' 및 189')에 의해 편광될 수 있다.
도 7e 및 도 7f에 도시된 변위 측정 시스템의 구성들은 앞서 설명된 것 이외에는 도 7a 내지 도 7d에 도시된 것과 동일할 수 있다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 측정 시스템의 사시도를 도시한다. 도 8d 및 도 8e는 이 변위 측정 시스템의 일부분을 더 상세히 도시한다. 본 실시예의 변위 측정 시스템은 앞서 설명된 변위 측정 시스템을 조합한 예시적인 구성을 제공한다. 앞서 설명된 변위 측정 시스템들의 다른 조합들이 가능하며, 이러한 여하한의 조합들은 본 명세서의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
상기 시스템은 앞서 설명된 도 5b 및 도 5c에 도시된 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(51 및 52)과 동일한 방식으로 기능하는 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(91 및 92)을 포함한다. 따라서, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(91 및 92)은 제 1 회절 격자(93) 및 제 2 회절 격자(94)를 채택하며, 회절 격자들(93 및 94)의 평면 내에 있고 제 1 및 제 2 회절 격자(93 및 94)의 줄무늬들에 실질적으로 수직한 제 1 방향 및 회절 격자들(93 및 94)의 평면에 실질적으로 수직한 제 2 방향으로 각각 제 1 및 제 2 회절 격자(93 및 94)의 상대 변위를 측정한다. 이 방향들은 도 8a에 도시된 y 및 z 방향에 각각 대응한다.
또한, 상기 시스템은 앞서 설명된 도 7a 내지 도 7d의 실시예와 유사하고, 제 1, 제 2 및 제 4 회절 격자(93, 94 및 97)에 실질적으로 평행하지만 (제 3 및 제 4 회절 격자(96 및 97) 상의 줄무늬들에 실질적으로 수직한) 제 1 측정 방향에는 실질적으로 수직한 방향으로 제 4 회절 격자(97)에 대한 제 3 회절 격자(96)의 변위를 측정하는 제 3 변위 측정 시스템(95)을 포함한다. 이는 도 8a에 나타낸 x 방향에 대응한다.
도 8d 및 도 8e는 도 8a, 도 8b 및 도 8c에 도시된 시스템의 측면도 및 정면도를 각각 도시하지만, 제 3 변위 측정 시스템(95)에 대한 빔 경로들만을 나타낸다. 도 7a 내지 도 7d의 실시예와 마찬가지로, 방사선의 빔은 (도 7a 내지 도 7d의 실시예의 제 1 회절 격자에 대응하는) 제 3 회절 격자(96)에 의해 회절되고, 1 및 -1 차 회절 방사선은 제 3 회절 격자(96)가 연결되는 프리즘(98)을 통해 전파한다. 1 및 -1 차 회절 방사선은 (도 7a 내지 도 7d의 실시예의 제 2 회절 격자에 대응하는) 제 4 회절 격자(97) 상의 제 1 및 제 2 지점에 입사하고, 제 2 회절 격자에 의해 더 회절되며 제 2 프리즘(99)을 통해 전파한다. 제 2 프리즘(99)은, 방사선이 제 4 회절 격자(97) 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파되는 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 제 4 회절 격자(97) 상의 제 3 및 제 4 지점 상에 각각 입사하도록 제 3 회절 격자(96)에 의해 회절된 1 차 및 -1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선을 반사시킨다. 제 4 회절 격자(97) 상의 제 3 및 제 4 지점에 입사한 방사선은 더 회절되고 제 1 프리즘(98)을 통해 전파하며 제 3 회절 격자(96) 상의 제 2 지점에 입사한다. 도 7a 내지 도 7d의 실시예를 이용하는 바와 같이, 제 3 회절 격자(96)에 의해 회절된 1 및 -1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선은 제 3 회절 격자(96) 상의 공통 지점, 즉 제 2 지점으로 되돌아간다. 제 3 회절 격자(96) 상의 제 2 지점에 입사한 방사선은 제 3 회절 격자(96)에 의해 더 회절되고, 제 3 변위 측정 시스템(95)의 대응하는 센서로 지향되는 방사선의 제 2 빔으로서 공통 방향으로 전파한다.
도 8a 내지 도 8e에 나타낸 바와 같이, 도 8a 내지 도 8e에 도시된 시스템의 제 3 변위 측정 시스템(95)과 도 7a 내지 도 7d에 나타낸 실시예의 변위 측정 시스템 간의 차이는, 제 3 회절 격자(96)가 반사형이고, 제 3 회절 격자(96) 상의 제 1 지점에 입사한 방사선의 제 1 빔이 제 3 회절 격자(96) 상에 입사하기 위해 제 1 프리즘(98)을 통해 전파하도록 장착된다는 것이다. 따라서, 나타낸 바와 같이 제 3 변위 측정 시스템(95)의 제 1 프리즘(98)은 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(91 및 92)에 대해 사용되는 것과 동일한 프리즘일 수 있다.
나타낸 바와 같이, 제 3 변위 측정 시스템(95)은 실질적으로 서로 직교 방향들로 1 및 -1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선을 각각 편광하기 위해 배치된 편광기들(78 및 79)을 포함할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 두 회절 격자들의 평면에 실질적으로 평행하고 회절 격자들의 줄무늬에 실질적으로 수직한 방향으로, 제 1 회절 격자에 평행한 제 2 회절 격자에 대한 제 1 회절 격자의 변위를 측정할 수 있는 변위 측정 시스템이 제공된다. 또한, 변위 측정 시스템은 대안적으로 또는 추가적으로 두 회절 격자들의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 제 2 회절 격자에 대한 제 1 회절 격자의 변위를 측정하도록 구성된다. 제 1 회절 격자에 인접하고, 제 1 회절 격자와 동일한 평면 내에 있지만 제 1 회절 격자의 줄무늬에 실질적으로 수직한 줄무늬를 갖는 제 3 회절 격자를 제공함으로써, 그리고 제 2 회절 격자에 인접하고, 제 2 회절 격자와 동일한 평면 내에 있지만 제 2 회절 격자의 줄무늬에 실질적으로 수직한 제 4 회절 격자의 줄무늬를 갖는 제 4 회절 격자를 제공함으로써, 회절 격자들의 평면에 실질적으로 평행하고 제 1 측정 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 (모두 제 2 대상물에 부착되어 연결된) 제 2 및 제 4 회절 격자에 대한 (모두 제 1 대상물에 연결된) 제 1 및 제 3 회절 격자의 변위를 측정할 수도 있는 변위 측정 시스템을 제공할 수 있다. 이러한 시스템의 사용은 서로에 대해 하나의 대상물의 3 차원(three dimensions)에서의 위치를 측정할 수 있게 한다. 예를 들어, 리소그래피 장치에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 테이블의 위치를 3 차원으로 기준 프레임에 대해 측정하도록 이러한 시스템을 사용할 수 있다.
도 9는 기판 테이블(100)에 대한 가능한 측정 시스템을 도시한다. 상기 시스템은 4 개의 변위 측정 시스템(101, 102, 103 및 104)을 포함하며 앞서 설명된다. 제 1 변위 측정 시스템(101)은 기판 테이블(100)에 연결되는 회절 격자들(101a 및 101b) 및 기준 프레임(105)에 연결되는 회절 격자들(101c 및 101d)을 포함한다. 나타낸 바와 같이, 회절 격자들 101a 및 101c는 도 9에 도시된 y 축선에 실질적으로 평행한 줄무늬를 가지므로 x 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 이동을 측정하는데 사용될 수 있다. 비교적으로, 회절 격자 101b 및 101d는 x 축선에 실질적으로 평행한 줄무늬를 가지므로 y 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 이동을 측정하는데 사용될 수 있다.
제 2, 제 3 및 제 4 변위 측정 시스템(102, 103 및 104)은 대응하는 구성들을 갖는다. 따라서, 4 개의 변위 측정 시스템 모두는 x 및 y 방향 모두로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 이동을 측정할 수 있다. 또한, 여하한 또는 모든 변위 측정 시스템들은 z 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 이동을 측정하도록 구성될 수도 있다. 이러한 추가 정보들은, 예를 들어 기판 테이블(100)의 열팽창 또는 수축과 같은 여하한의 변형에 관한 정보를 유도할 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 동일한 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 이동을 측정할 수 있는 다수(multiple) 변위 측정 시스템들의 제 공은 회전 변위를 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 변위 측정 시스템들(101 및 103)에 의해 측정된 z 방향으로의 측정 변위에서의 여하한의 차이는, y 축선에 실질적으로 평행한 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 회전 변위를 결정하는데 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 변위 측정 시스템들(102 및 104)에 의해 측정된 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 z 방향으로의 측정 변위에서의 차이는, x 축선에 평행한 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 회전 변위를 결정하는데 사용될 수 있다. 또한, 변위 측정 시스템들(102 및 104)에 의한 x 방향으로의 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위 측정의 비교 및 별도로 변위 측정 시스템들(101 및 103)에 의해 측정된 y 방향으로의 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위 측정의 비교는, z 축선에 평행한 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 회전 변위의 측정을 제공한다.
기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 회전 측정은, 예를 들어 일반적으로 기준 프레임(105)에 대한 기판(100)의 x, y 및 z 축선에 평행한 방향으로의 변위들이 측정되는 기판 상의 위치가 변위를 알도록 실제로 요구되는 기판(100) 상의 위치와는 다르기 때문에 중요할 수 있다. 예를 들어, 기준 프레임(105)에 대한 변위가 알려지도록 요구되는 기판 테이블(100) 상의 관심 지점(point of interest: 106)은, 기판을 노광하기 위해 리소그래피 장치에 의해 방사선의 투영 빔이 투영되는 지점에 대응할 수 있다. 그러므로, 일반적으로 관심 지점(106)은 기준 프레임(105)에 대해 고정될 수 있는 리소그래피 장치의 투영 시스템에 대해 고정될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 관심 지점(106)은 기준 프레임(105)에 대해 고정되므로, 기판 테이블(100)이 기준 프레임(105)에 대해 이동함에 따라 관심 지점(106)도 기판 테이블에 대해 이동한다. 그러므로, 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정하기 위해 관심 지점(106)의 기판 테이블(100) 상의 위치를 결정하는 것이 효과적이다.
도 9를 고려하여 이해할 수 있는 바와 같이, 관심 지점(106)에서 기판 테이블(100)의 변위를 바로 측정할 수는 없다. 그 대신에, 앞서 설명된 바와 같이 변위 측정 시스템의 두 회절 격자가 교차하는 지점에서 변위가 측정된다. 예를 들어, 도 9에 도시된 구성에서 제 1 변위 측정 시스템(101)은, 회절 격자들(101b 및 101d)이 교차하는 지점에서 y 축선에 실질적으로 평행한 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정한다. y 축선에 실질적으로 평행한 방향으로의 관심 지점(106)에서의 기판 테이블(100) 상의 지점의 변위는, 제 1 변위 측정 시스템(101)의 측정 지점(101e)과 관심 지점(106) 간의 x 방향으로의 거리(D1)가 곱해진 z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위의 프로덕트(product)를 더한 제 1 변위 측정 시스템(101)에 의해 측정된 y 축선에 실질적으로 평행한 방향으로의 변위와 동일하다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, x, y 및 z 축선에 평행한 방향으로의 관심 지점(106)에서의 정확한 변위 측정을 위해, x, y 및 z 축선을 중심으로 한 각도 변위를 정확하게 결정하는 것이 바람직하다.
앞서 설명된 바와 같이, 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위는 2 개의 선형 변위 측정에 의해 결정될 수 있다. 결정된 각도 변위의 정확성은, 선형 변위들의 측정의 정확성 및 측정된 선형 변위들에 대한 측정 지점들의 간격에 의해 결정된다는 것을 이해하여야 한다. 일반적으로, 선형 변위 측정들의 측정 방향과 각도 변위를 결정하도록 의도되는 축선 모두에 수직한 방향으로의 간격이 클수록, 결정된 각도 변위의 정확성이 크다. 따라서, 앞서 설명된 바와 같이 z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위를 결정하기 위해, 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(101 및 103)에 의한 y 축선에 실질적으로 평행한 방향으로의 변위 측정들 또는 제 2 및 제 4 변위 측정 시스템(102 및 104)에 의한 x 축선에 실질적으로 평행한 방향으로의 변위 측정을 비교할 수 있다. 어느 한 경우에, 측정 지점들 간의 간격은 적어도 기판 테이블(100)의 폭이다. 또한, 예를 들어 제 1 및 제 4 변위 측정 시스템(101 및 104)에 의한 x 또는 y 방향들에 평행한 방향들로의 선형 변위의 측정들을 비교함으로써, z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위를 결정할 수 있을 것이다. 하지만, 이 경우 각각의 선형 변위 측정들에 대한 측정 지점들 간의 간격은 기판의 폭의 약 절반일 것이므로 정확성이 낮아질 것이다.
그 자체로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위를 측정하는 것이 바람직할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, z 축선을 중심으로 한 각도 변위의 경우, 이는 올바른 오버레이를 보장하기 위해 사용될 수 있다. 하지만, 앞서 설명된 바와 같이 각도 변위의 결정은 선형 변위의 측정 지점과 관심 지점(106) 간의 차이를 보상하기 위해 선형 변위 측정들을 조정하도록 요구될 수도 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 선형 변위 측정에 대한 보정은 관심 지점과 측정 지점(101e) 사이의 거리(D1)의 프로덕트에 대응한다. 그러므로, 보정을 최소화하여 각도 변위의 결정에 있어서 여하한의 오차의 영향을 최소화하기 위해, 관심 지점(106)과 측정 지점(101e) 사이의 거리(D1)를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 일반적으로, 각도 변위에 대한 보정을 포함한 선형 변위의 측정의 정확성은, 보정되지 않은 선형 변위를 결정하는데 사용된 관심 지점과 측정 지점(101e) 사이의 간격 크기에 대한 각도 변위를 결정하는데 사용된 측정 지점들 사이의 간격 크기를 최대화함으로써 최대화될 수 있다. 후자가 전자의 2 배 이상인 경우에 알맞은 정확성이 제공될 수 있다는 것이 알려져 있다.
단일 방향으로 변위를 측정하는데 사용되는 앞서 설명된 변위 측정 시스템의 각 부분이 앞서 설명된 실시예들의 어느 하나에 따라 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 이 실시예는 리소그래피 장치에서 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정하는 것에 관하여 설명되었지만, 설명된 변위 측정 시스템은 일반적으로 하나의 구성요소에 대한 여하한의 다른 구성요소의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 10은 리소그래피 장치 내에서, 예를 들어 기판 테이블의 위치를 측정하는데 사용될 수 있는 변위 측정 시스템을 도시한다. 나타낸 바와 같이, 상기 시스템은 도 9에 관해 앞서 설명된 시스템보다 중복이 덜하다. 특히, 3 개의 변위 측정 시스템(110, 111 및 112)이 존재한다. 제 1 변위 측정 시스템(110)은 기판 테이블(100)에 연결된 제 1 격자(110a) 및 기준 프레임(105)에 연결된 제 2 회절 격 자(110b)를 갖는다. 두 격자들 모두는 y 축선에 실질적으로 평행하게 방위된 줄무늬들을 갖는다. 따라서, 제 1 변위 측정 시스템(110)은 x 축선에 실질적으로 평행한 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(110)의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다. 제 2 변위 측정 시스템(111)은 기판 테이블(100)에 연결된 제 1 회절 격자(111a) 및 기준 프레임(105)에 연결된 제 2 회절 격자(111b)를 갖는다. 제 2 변위 측정 시스템의 두 회절 격자들은 x 축선에 평행하게 방위된 줄무늬들을 갖는다. 따라서, 제 2 변위 측정 시스템(111)은 y 축선에 평행한 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템은 x-y 평면 내에서 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정하기 위해 충분한 정보를 제공한다.
제 3 변위 측정 시스템(112)은 기판 테이블(100)에 연결된 제 1 회절 격자(112a) 및 기준 프레임(105)에 연결된 제 2 회절 격자(112b)를 갖는다. 제 1 변위 측정 시스템(110)을 이용하는 바와 같이, 제 3 변위 측정 시스템(112)의 회절 격자들(112a 및 112b)은, 회절 격자들(112a 및 112b)의 줄무늬들이 y 축선에 실질적으로 평행하도록 방위된다. 따라서, 제 3 변위 측정 시스템(112)은 앞서 설명된 바와 같이, 예를 들어 x 방향으로 기판 테이블의 왜곡들을 측정하기 위해 제 1 변위 측정 시스템(110)과 관련하여 사용될 수 있다. 하지만, 대안적으로 또는 추가적으로 기준 프레임(105)에 연결되는 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(110 및 112)의 회절 격자들(110b 및 112b)은 도 10에 나타낸 바와 같이 연결될 수 있다. 이 구성에서, 회절 격자들(110b 및 112b)는 오프셋 방식으로 기준 프레임(105)에 연결된 다. 특히, 회절 격자 110b는 y 축선을 따라 회절 격자 112b와 상이한 위치에서 기준 프레임(105)에 연결된다. 결과적으로, 기준 프레임(15)에 대한 z 축선을 중심으로 한 기판 테이블(100)의 여하한의 회전은, 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(110 및 112)에 의한 x 방향으로의 기준 프레임에 대한 기판 테이블(100)의 변위의 측정 간의 차이에 의해 식별된다.
도 10에 도시된 구성에서, 제 2 변위 측정 시스템(111)의 회절 격자(111b)는 관심 지점(106)과 정렬된다. 따라서, 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 이동에 관계없이, 제 2 변위 측정 시스템(111)에 의한 y 방향으로의 변위의 측정 지점(111e)은 항상 관심 지점(106)과 정렬될 것이다. 따라서, 제 1 변위 측정 시스템의 측정 지점(111e)과 x 방향으로의 관심 지점(106) 사이의 간격은 0이며, z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 어떠한 회전도 y 축선에 평행한 방향으로의 선형 변위 측정의 정확성에 영향을 주지 않을 것이다.
앞서 설명된 바와 같이, z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위 결정의 정확성은, 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(110 및 112)의 x 방향으로의 선형 변위의 측정 지점들(110e 및 112e) 사이의 y 방향으로의 간격(D2)에 의해 결정된다. 따라서, 간격(D2)을 증가시키기 위해 기준 프레임(105)에 부착되는 회절 격자들(110b 및 112b)의 위치를 조정하는 것이 z 축선을 중심으로 한 각도 변위의 결정의 정확성을 증가시킬 수 있다.
관심 지점(106)과 측정 지점들 간의 위치 차이를 보상하도록 선형 변위 측정들을 보정하기 위해, 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위의 결 정을 사용하는 것에 대해 앞서 설명되었지만, 이는 필요하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 구성에서 기준 프레임(105)에 연결되는 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(110 및 112)의 회절 격자들(110b 및 112b)은, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(110 및 112)의 각각의 측정 지점들(110e 및 112e)이 y 방향으로 관심 지점(106)의 어느 한 쪽에 있고 그와 등거리에 있도록 위치된다. 따라서, 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(110 및 112)에 의해 측정된 x 방향으로의 선형 변위들의 평균은, z 축선을 중심으로 한 기판 테이블(100)의 각도 변위에 관계없이 관심 지점(106)에서 x 방향으로의 선형 변위이다. y 및 z 방향들로의 측정들에 대한 각도 변위에 의해 야기된 오차에 민감하지 않은 정확한 선형 변위 측정들을 제공하기 위해 유사한 구성들이 제공된다.
앞서 설명된 바와 같이, 변위 측정 시스템들은 회절 격자들의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 변위 측정 시스템의 두 회절 격자의 상대 변위를 측정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 변위 측정 시스템들 중 1 이상이 z 축선에 평행한 방향으로 그 각각의 회절 격자의 상대 이동을 측정할 수 있도록 변위 측정 시스템들(110, 111 및 112)을 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 시스템에서는, z 축선에 평행한 방향으로의 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위 외에도 x-y 평면 내에서의 변위를 측정할 수 있다. 또한, 변위 측정 시스템들(110, 111 및 112) 중 2 개로부터 결정된 z 방향으로의 변위를 비교함으로써, x 및 y 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 회전을 결정할 수 있다. 따라서, 6 자유도로 변위들을 측정할 수 있는 측정 시스템을 제공하는 것이 가능하 다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 10에 도시된 구성과 유사하게, 상기 구성은 y 방향으로, 선택적으로는 z 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정하는 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(121 및 122) 및 x 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블의 변위를 측정하는 제 3 변위 측정 시스템(120)을 포함한다. 하지만, 나타낸 바와 같이 도 11에 도시된 구성과 도 10에 도시된 구성 간의 차이는, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(121 및 122)이 기준 프레임(105)에 연결되는 회절 격자들(121a 및 122a)이 x 축선에 실질적으로 평행한 방향, 즉 회절 격자들의 줄무늬들에 실질적으로 평행한 방향으로 길도록 배치된다는 것이다. 또한, 기준 프레임(105)에 연결되는 제 1 변위 측정 시스템(120)의 회절 격자(120a)는 x 축선에 실질적으로 평행한 방향으로 길고 연장되며, 이 경우 그 줄무늬들에 실질적으로 수직한다. 따라서, y 축선에 평행한 방향으로 기준 프레임(105)으로부터 연장되는 변위 측정 시스템의 여하한의 구성요소들을 갖는 것이 필수적인 것은 아니다. 이러한 일 구성은, 예를 들어 리소그래피 장치의 다른 구성요소들과의 충돌(conflict)을 회피하기 위해 유리할 수 있다.
도 10에 도시되는 이러한 일 구성의 또 다른 장점은, z 축선에 평행한 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 회전 변위 측정의 정확성이 개선된다는 것이다. 이는, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(121 및 122)의 y 방향으로의 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위의 측정 지점들(121e 및 122e)의 x 축선에 실질적으로 평행한 방향으로의 간격(D3)이, 이 구성에서 도 10에 도시된 제 1 및 제 3 변위 측정 시스템(110 및 112)의 x 방향으로의 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위의 측정 지점의 y 방향으로의 간격보다 상당히 크기 때문이다.
도 10에 대하여 설명된 y 방향으로 변위를 측정하는 제 2 변위 측정 시스템(111)의 구성에 대응하는 방식으로, 도 11의 구성에서 기준 프레임(105)에 부착되는 제 3 변위 측정 시스템(120)의 회절 격자(120b)는, x 방향으로의 선형 변위의 측정들이 z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위에 의해 영향을 받지 않도록 관심 지점(106)과 정렬된다.
측정 위치들에서 제 1 방향(제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(121 및 122)에 의한 y 방향인 경우)으로의 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위의 측정들이 측정 방향(x 방향을 따르는 경우)에 실질적으로 수직한 방향을 따르는 방향으로 떨어져 있는(set apart) 도 11에 도시된 바와 같은 일 구성의 또 다른 장점은, 측정 방향으로의 변위의 측정들을 평균함으로써 측정 방향 및 측정 위치들이 떨어져 있는 방향에 실질적으로 수직한 축선을 중심으로 한 회전 변위에 의해 도입된 오차들이 제거된다는 것이다. 앞서와 같이, 두 변위 측정 시스템의 측정 지점들의 간격이 클수록 정확성이 크다. 이 특징은 본 발명의 다른 실시예들에 의해 영향을 받을 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 상기 시스템은 변위 측정 시스템의 모든 구성요소들이 y 축선에 평행한 방향으로 기판 테이블(100)로부터 연장되고, 어느 것도 x 축선에 평행한 방향으로는 연장되지 않는다는 것을 이해할 것이다.
이해할 수 있는 바와 같이, 그리고 제 7 실시예에서와 같이 제 8 실시예는 6 자유도로 변위들을 측정할 수 있는 측정 시스템을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 제 9 실시예에 따른 또 다른 대안적인 구성을 도시한다.
이 구성은 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(130 및 131)을 포함한다. 제 1 변위 측정 시스템은 기판 테이블(100)에 연결된 제 1 및 제 2 회절 격자(130a 및 130b)를 갖는다. 제 1 회절 격자(130a)는 y 축선에 실질적으로 평행한 줄무늬를 갖도록 배치된다. 제 2 회절 격자(130b)는 x 축선에 실질적으로 평행한 줄무늬를 갖도록 배치된다. 또한, 제 1 변위 측정 시스템(130)은 기준 프레임(105)에 연결된 제 3 및 제 4 회절 격자(130c 및 130d)를 포함한다. 제 3 회절 격자(130c)는 y 축선에 실질적으로 평행한 줄무늬를 갖도록 배치되므로, x 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블의 변위를 측정하기 위해 제 1 회절 격자(130a)와 관련하여 사용될 수 있다. 제 4 회절 격자(130d)는 x 축선에 실질적으로 평행한 줄무늬를 갖도록 배치되므로, y 축선에 평행한 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정하도록 제 2 회절 격자(130b)와 관련하여 사용될 수 있다.
제 2 변위 측정 시스템(131)은 기준 프레임(105)에 연결되고 그 줄무늬들이 y 축선에 평행하게 배치된 회절 격자(131a)를 포함한다. 제 2 변위 측정 시스템(131)의 회절 격자(131a)는 기판 테이블(100)의 제 1 변위 측정 시스템(130)과 동일한 측면에 배치된다. 따라서, 제 2 변위 측정 시스템(131)의 회절 격자(131a) 는 x 방향에 실질적으로 평행한 방향으로의 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위의 또 다른 측정을 제공하기 위해 제 1 변위 측정 시스템의 제 1 회절 격자(130a)와 관련하여 사용될 수 있다. 그러므로, 전체 변위 측정 시스템은 기판 테이블의 단일 측면 상에 배치되므로 리소그래피 장치의 다른 구성요소들에 대해 기판 테이블의 다른 3 개의 측면들이 비어있게 되지만, 여전히 x 방향 및 y 방향으로 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(130 및 131)으로부터 x 방향으로의 두 변위 측정들을 비교함으로써, z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 회전이 결정될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, z 축선을 중심으로 한 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 각도 변위 결정의 정확성은, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템(130 및 131)의 측정 지점들(130e 및 131e) 사이의 y 방향으로의 간격(D4)에 의해 제한된다.
앞서와 같이, 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템 모두는 z 방향으로 그 각각의 격자들의 변위를 추가적으로 측정하도록 구성될 수 있다. 따라서, z 방향으로, 그리고 x 및 y 축선을 중심으로 회전하여 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 변위를 측정할 수 있다. 예를 들어, x 축선을 중심으로 한 각도 변위는, 예를 들어 측정 위치들(130e 및 131e)에서 z 방향으로의 측정된 선형 변위들을 비교함으로써 결정될 수 있으며, 이 경우 결정된 각도 변위의 정확성은 다시 y 방향으로의 측정 지점들(130e 및 131e) 사이의 간격(D4)에 의해 결정될 수 있다. 기준 프레임(105)에 대한 기판 테이블(100)의 y 축선을 중심으로 한 각도 변위는, 회절 격자 들(130b 및 130d)을 이용하고 y 방향으로 변위를 결정하는데 사용되는 측정 지점(130f)에서 제 1 변위 측정 시스템에 의해 측정된 z 방향으로의 측정된 선형 변위를, 측정 지점들(130e 및 131e)에서 측정된 z 방향으로의 측정된 선형 변위들 중 어느 하나와 비교함으로써 결정될 수 있다. 하지만, 이 경우 결정된 각도 변위의 정확성은 제 1 결정 측정 지점(130f)와 다른 측정 지점들(130e 및 131e) 중 어느 하나 사이의 x 방향으로의 간격(D5)에 의해 제한될 것이다. 따라서, 간격 D5는 간격 D4보다 상당히 작을 수 있기 때문에, y 축선을 중심으로 한 각도 변위의 결정의 정확성이 x 축선을 중심으로 한 각도 변위의 결정의 정확성보다 상당히 적을 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하 여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm의, 또는 그 부근의 파장을 갖는) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV)방사선뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같 은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면, 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 대상물 간의 변위를 측정하기 위해 오차들에 덜 민감하면서 큰 공간을 차지하지 않는 개선된 변위 측정 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공된다.
Claims (47)
- 변위 측정 시스템에 있어서:(a) 상기 변위 측정 시스템은 제 1 및 제 2 회절 격자(diffraction grating) 사이의 변위를 측정하도록 구성되며, 상기 측정 시스템이:(ⅰ) 측정 시스템에 입력된 방사선의 제 1 빔이 상기 제 1 차 회절 격자에 의해 1 및 -1 차 회절 방사선 빔(first and negative first order diffracted radiation beam)으로 분할되고;(ⅱ) 상기 1 및 -1 차 회절 방사선 빔이 상기 제 2 회절 격자에 의해 더 회절되고, 후속하여 방사선의 제 2 빔을 형성하도록 재조합되도록 구성되는제 1 및 제 2 회절 격자;(b) 상기 1 차 회절 방사선 빔으로부터 도출된 상기 제 2 빔의 제 1 구성요소와 상기 -1 차 회절 방사선 빔으로부터 도출된 상기 제 2 빔의 제 2 구성요소 사이의 위상 차이의 결정으로부터 상기 제 1 및 제 2 격자들의 상대 변위를 결정하도록 구성된 센서; 및(c) 상기 방사선의 제 2 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들이 선형으로 편광되고 실질적으로 서로 직교 방향들로 방위되도록 구성된 1 이상의 선형 편광기(linear polarizer)를 포함하여 이루어지는 변위 측정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 1 차 회절 방사선 빔을 선형으로 편광하도록 구성된 제 1 선형 편광기 및 상기 -1 차 회절 방사선 빔을 선형으로 편광하도록 구성된 제 2 선형 편광기를 포함하여 이루어지는 변위 측정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 1 이상의 선형 편광기는, 상기 제 1 회절 격자로부터 전파하는 상기 1 및 -1 차 회절 방사선 빔 중 1 이상이 상기 제 2 회절 격자 상에 입사하기 이전에 상기 1 이상의 선형 편광기를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 1 및 -1 차 회절 방사선 빔은 상기 제 1 회절 격자에 의해 상기 방사선의 제 2 빔을 형성하도록 재조합되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 센서는 상기 방사선의 제 2 빔을 상기 방사선의 제 2 빔의 제 1 및 제 2 구성요소 각각의 일부분을 각각 포함하는 방사선의 2 이상의 서브(sub)-빔으로 분할하는 방사선 빔 스플리터(radiation beam splitter)를 포함하여 이루어지고,상기 방사선의 2 이상의 서브-빔 중 제 1 서브-빔은, 상기 방사선의 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들의 각 부분의 선형 편광의 방위에 대해 약 45°의 편광 축선 을 갖도록 구성된 편광기를 통해 제 1 방사선 세기 검출기(radiation intensity detector)로 통과되며; 및상기 방사선의 2 이상의 서브-빔 중 제 2 서브-빔은, 상기 방사선의 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들의 각 부분의 선형 편광의 방위에 대해 약 45°의 편광 축선을 갖도록 구성된 편광기 및 파장판(waveplate)을 통해 제 2 방사선 세기 검출기로 통과되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 파장판은, 빠른 축선(fast axis) 및 느린 축선(slow axis)이 상기 방사선의 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들의 각 부분의 선형 편광의 방위에 실질적으로 평행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 방사선 빔 스플리터는 상기 방사선의 제 2 빔을 방사선의 3 개의 서브-빔으로 분할하고;상기 방사선의 3 개의 서브-빔은, 상기 방사선의 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들의 각 부분의 선형 편광의 방위에 대해 약 45°의 편광 축선을 갖도록 구성된 편광기 및 제 2 파장판을 통해 제 3 방사선 세기 검출기로 통과되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 파장판은, 상기 제 1 및 제 2 파장판이 상기 방사선의 제 2 및 제 3 서브-빔에 상기 방사선의 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들의 각 부분 사이의 상이한 위상 시프트들을 각각 도입하도록 상이한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 8 항에 있어서,상기 방사선의 제 2 및 제 3 서브-빔은 상기 방사선의 제 1 서브-빔에 대한 상기 방사선의 빔의 제 1 및 제 2 구성요소들의 각 부분 사이에서 각각 도입된 약 120° 및 약 240°의 위상 시프트들을 갖는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 방사선의 서브-빔들은 공통의 편광기로 통과되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 1 및 제 2 구성요소들 사이의 변위를 측정하도록 구성된 변위 측정 시스템에 있어서:제 1 구성요소가 그 긴(elongate) 방향이 제 1 방향에 실질적으로 평행하도록 방위되는 제 1 긴 회절 격자이거나 그에 부착되고, 제 2 구성요소가 그 긴 방향이 상기 제 1 방향에 평행하지 않은 제 2 방향에 실질적으로 평행하도록 방위되는 제 2 긴 회절 격자이거나 그에 부착되는 제 1 및 제 2 긴 회절 격자; 및상기 제 1 및 제 2 긴 회절 격자에 의해, 방사선의 1 이상의 빔의 회절에 의해 발생된 방사선의 패턴을 검출하도록 구성된 센서를 포함하여 이루어지고,상기 방사선의 패턴은 상기 제 1 및 제 2 방향 모두에 실질적으로 수직한 제 3 방향으로 상기 제 2 긴 회절 격자에 대한 상기 제 1 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 방사선의 패턴은 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 긴 회절 격자에 대한 상기 제 1 긴 회절 격자의 변위를 더 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 회절 격자의 줄무늬(striation)들은 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 구성요소에 부착되고 그 긴 방향이 상기 제 1 방향에 실질적으로 평행하도록 방위되는 제 3 긴 회절 격자; 및상기 제 2 및 제 3 긴 회절 격자에 의해, 방사선의 1 이상의 빔의 회절에 의 해 발생된 방사선의 제 2 패턴을 검출하도록 구성된 제 2 센서를 더 포함하여 이루어지고,상기 방사선의 제 2 패턴은 상기 제 1 및 제 3 방향들 중 1 이상으로 상기 제 3 긴 회절 격자에 대한 상기 제 1 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 14 항에 있어서,상기 방사선의 제 2 패턴은 상기 제 1 방향으로 상기 제 3 긴 회절 격자에 대한 상기 제 1 긴 회절 격자의 변위를 나타내고;상기 변위 측정 시스템은, 상기 방사선의 제 1 및 제 2 패턴에 의해 나타낸 상기 제 1 방향으로의 변위들의 차이로부터 상기 제 3 방향에 실질적으로 평행한 축선을 중심으로 한 상기 제 2 구성요소에 대한 상기 제 1 구성요소의 회전 변위를 결정하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 14 항에 있어서,상기 방사선의 제 2 패턴은 상기 제 3 방향으로 상기 제 3 긴 회절 격자에 대한 상기 제 1 긴 회절 격자의 변위를 나타내고;상기 변위 측정 시스템은, 상기 방사선의 제 1 및 제 2 패턴에 의해 나타낸 상기 제 3 방향으로의 변위들의 차이로부터 상기 제 1 방향에 실질적으로 평행한 축선을 중심으로 한 상기 제 2 구성요소에 대한 상기 제 1 구성요소의 회전 변위를 결정하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 구성요소에 부착되고, 그 긴 방향이 상기 제 1 방향에 실질적으로 평행하도록 방위된 제 4 긴 회절 격자;상기 제 2 구성요소에 부착되고, 그 긴 방향이 상기 제 2 방향에 실질적으로 평행하도록 방위된 제 5 긴 회절 격자; 및상기 제 4 및 제 5 긴 회절 격자에 의해, 상기 방사선의 1 이상의 빔의 회절에 의해 발생된 방사선의 제 3 패턴을 검출하도록 구성된 제 3 센서를 더 포함하여 이루어지고,상기 방사선의 제 3 패턴은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 방향들 중 1 이상으로 상기 제 5 긴 회절 격자에 대한 상기 제 4 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 방사선의 제 3 패턴은 상기 제 3 방향으로 상기 제 5 긴 회절 격자에 대한 상기 제 4 긴 회절 격자의 변위를 나타내고;상기 변위 측정 시스템은, 상기 방사선의 제 1 및 제 3 패턴에 의해 나타낸 상기 제 3 방향으로의 변위들의 차이로부터 상기 제 2 구성요소에 대한 상기 제 1 구성요소의 회전 변위를 결정하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 4 및 제 5 회절 격자의 줄무늬들은 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직하고;상기 방사선의 제 3 패턴은 상기 제 1 방향으로 상기 제 5 긴 회절 격자에 대한 상기 제 4 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 19 항에 있어서,상기 방사선의 제 1 패턴은 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 긴 회절 격자에 대한 상기 제 1 긴 회절 격자의 변위를 나타내고;상기 변위 측정 시스템은, 상기 방사선의 제 1 및 제 3 패턴에 의해 나타낸 상기 제 1 방향으로의 변위들의 평균으로부터 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 구성요소에 대한 상기 제 1 구성요소의 변위를 결정하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 4 및 제 5 긴 회절 격자의 줄무늬들은 상기 제 2 방향에 실질적으로 수직하고;상기 방사선의 제 3 패턴은 상기 제 2 방향으로 상기 제 5 긴 회절 격자에 대한 제 4 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 구성요소에 부착되고, 그 긴 방향이 상기 제 2 방향에 실질적으로 평행하도록 방위된 제 6 긴 회절 격자;상기 제 2 구성요소에 부착되고, 그 긴 방향이 상기 제 1 방향에 실질적으로 평행하도록 방위된 제 7 긴 회절 격자; 및상기 제 6 및 제 7 긴 회절 격자에 의해, 상기 방사선의 1 이상의 빔의 회절에 의해 발생된 방사선의 제 4 패턴을 검출하도록 구성된 제 4 센서를 더 포함하여 이루어지고,상기 방사선의 제 4 패턴은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 방향들 중 1 이상으로 상기 제 7 긴 회절 격자에 대한 상기 제 6 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 22 항에 있어서,상기 방사선의 제 4 패턴은 상기 제 3 방향으로 상기 제 7 긴 회절 격자에 대한 상기 제 6 긴 회절 격자의 변위를 나타내고;상기 변위 측정 시스템은, 상기 방사선의 제 1 및 제 4 패턴에 의해 나타낸 상기 제 3 방향으로의 변위들의 차이로부터 상기 제 2 구성요소에 대한 상기 제 1 구성요소의 회전 변위를 결정하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 22 항에 있어서,상기 제 6 및 제 7 긴 회절 격자의 줄무늬들은 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직하고;상기 방사선의 제 4 패턴은 상기 제 1 방향으로 상기 제 7 긴 회절 격자에 대한 제 6 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 22 항에 있어서,상기 제 6 및 제 7 긴 회절 격자의 줄무늬들은 상기 제 2 방향에 실질적으로 수직하고;상기 방사선의 제 4 패턴은 상기 제 2 방향으로 상기 제 7 긴 회절 격자에 대한 제 6 긴 회절 격자의 변위를 나타내는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,6 자유도로 상기 제 2 구성요소에 대한 상기 제 1 구성요소의 변위를 측정하도록 구성된 변위 측정 시스템.
- 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하도록 배치된 리소그래피 장치에 있어서,제 11 항에 따른 변위 측정 시스템을 포함하고,상기 리소그래피 장치의 제 2 구성요소에 대한 상기 리소그래피 장치의 제 1 구성요소의 변위를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 제 2 대상물에 대한 제 1 대상물의 이동을 측정하는 변위 측정 시스템에 있어서:(a) 상기 제 1 대상물에 장착된 제 1 평탄한 회절 격자;(b) 상기 제 2 대상물에 장착되고 상기 제 1 회절 격자에 실질적으로 평행한 제 2 평탄한 회절 격자; 및(c) 방사선의 제 1 빔을 제공하는 소스;상기 방사선의 제 1 빔이 상기 제 1 회절 격자 상의 제 1 지점에 입사하고, 1 차 및 -1 차 회절 방사선이 상기 제 2 회절 격자 상에 입사하도록 회절되며;상기 제 2 회절 격자는:상기 제 1 회절 격자로부터의 상기 1 차 방사선의 전체 또는 일부분이 상기 제 2 회절 격자에 의해 더 회절되고 상기 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점에 입사하며;상기 제 1 회절 격자로부터의 상기 -1 차 방사선의 전체 또는 일부분이 상기 제 2 회절 격자에 의해 더 회절되고 상기 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점에 입사하며;상기 제 1 회절 격자로부터의 상기 1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선과 상기 제 1 회절 격자로부터의 상기 -1 차 회절 방사선으로부터 도출된 방사선 모두가 상기 제 1 회절 격자에 의해 더 회절되고, 방사선의 제 2 빔으로서 공통 방향으로 상기 제 1 격자 상의 제 2 지점으로부터 전파하도록 구성되며; 및(d) 상기 회절 격자들의 평면에 평행하고 상기 회절 격자들의 줄무늬에 수직한 방향으로 두 회절 격자들의 상대 이동들을 나타내는, 상기 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점으로부터 도출된 방사선의 패턴을 검출하는 센서를 포함하여 이루어지는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 제 2 회절 격자의 피치(pitch)는 상기 제 1 회절 격자의 피치의 약 절반인 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 제 2 회절 격자는 반사형인 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 제 1 회절 격자로부터의 1 차 및 -1 차 회절 방사선 중 하나의 방사선을 편광하는 제 1 편광기를 더 포함하여 이루어지는 변위 측정 시스템.
- 제 32 항에 있어서,상기 편광기는 상기 제 2 회절 격자에 장착되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 32 항에 있어서,상기 제 1 편광기에 의해 편광되지 않은 상기 제 1 회절 격자로부터의 1 차 및 -1 차 회절 방사선 중 하나의 방사선을 편광하는 제 2 편광기를 더 포함하여 이루어지고,상기 제 1 편광기는 제 1 방위로 방사선을 편광하도록 구성되고, 상기 제 2 편광기는 상기 제 1 방위에 실질적으로 직교인 제 2 방위로 방사선을 편광하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 방사선의 제 2 빔이 상기 제 1 회절 격자 상에 다시 입사하고, 방사선의 제 3 빔을 발생시키기 위해 상기 방사선의 제 1 빔과 동일한 방식으로, 상기 제 1 회절 격자, 상기 제 2 회절 격자 및 상기 제 1 회절 격자에 의해 차례로 회절되 도록 상기 제 1 회절 격자에 의해 회절되도록 상기 방사선의 제 2 빔을 재-지향하기 위해 구성된 1 이상의 광학 구성요소를 더 포함하여 이루어지고,상기 방사선의 제 3 빔은 상기 센서 상에 입사하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 35 항에 있어서,상기 방사선의 제 2 빔을 재-지향하도록 구성된 상기 1 이상의 광학 구성요소는, 코너 큐브(cornercube), 프리즘(prism) 및 평탄한 반사기 중 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 회절 격자들은 반사형이고; 상기 제 2 회절 격자는 상기 방사선의 제 1 빔이 상기 제 2 회절 격자의 두 부분들 사이를 통과하도록 2 개의 부분으로 분할되며, 상기 제 1 회절 격자로부터의 1 차 회절 방사선은 상기 제 2 격자 회절의 제 1 부분에 의해 반사되고, 상기 제 1 회절 격자로부터의 -1 차 회절 방사선은 상기 제 2 격자 회절의 제 2 부분에 의해 반사되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 센서는, 상기 제 1 빔이 상기 제 1 회절 격자 상에 입사하는 경우에 발 생된 0 차 방사선으로부터 도출된 방사선을 검출하고, 상기 검출된 방사선에 기초하여 상기 1 및 -1 차 중 1 이상으로부터의 방사선과 상기 0 차로부터 도출된 방사선의 빔 경로 길이를 비교함으로써, 상기 회절 격자들의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 상기 격자들의 상대 이동을 결정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 평탄한 회절 격자, 상기 소스 및 상시 센서는 함께, 상기 회절 격자들의 평면에 실질적으로 평행하고 상기 회절 격자들의 줄무늬에 실질적으로 수직한 제 1 방향으로 상기 제 1 및 제 2 회절 격자들의 상대 이동을 측정하는 제 1 변위 측정 센서를 형성하고;상기 변위 측정 시스템은, 상기 제 1 및 제 2 회절 격자의 평면에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 및 제 2 회절 격자의 줄무늬들이 제 3 및 제 4 회절 격자의 줄무늬들에 실질적으로 수직하도록 각각 제 1 및 제 2 대상물에 장착된 제 3 및 제 4 평탄한 회절 격자를 갖는 제 2 변위 측정 센서를 더 포함하여 이루어지며,상기 제 2 변위 측정 센서는, 상기 회절 격자들의 평면에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직한 제 2 방향으로 상기 제 3 및 제 4 회절 격자들의 상대 이동을 측정하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 29 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 변위 측정 시스템은 방사선의 공통 소스를 공유하는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하도록 배치된 리소그래피 장치에 있어서,제 29 항에 따른 변위 측정 시스템을 포함하고,상기 리소그래피 장치의 제 2 구성요소에 대한 상기 리소그래피 장치의 제 1 구성요소의 변위를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
- 제 2 대상물에 대한 제 1 대상물의 이동을 측정하는 변위 측정 시스템에 있어서:(a) 제 1 프리즘에 연결되고 상기 제 1 대상물에 장착된 제 1 평탄한 회절 격자;(b) 제 2 프리즘에 연결되고 상기 제 2 대상물에 장착된 제 2 평탄한 회절 격자; 및(c) 방사선의 제 1 빔을 제공하는 소스;상기 방사선의 제 1 빔이 상기 제 1 회절 격자 상의 제 1 지점에 입사하고, 1 차 및 -1 차 회절 방사선이 상기 제 1 프리즘을 통해 투과되고;상기 제 2 회절 격자가, 상기 제 1 격자에 의해 회절된 상기 제 1 및 -1 차 회절 방사선이 (ⅰ) 상기 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 2 지점에 입사하 고, (ⅱ) 상기 제 2 회절 격자에 의해 회절되며, (ⅲ) 상기 제 2 프리즘 내로 전파하도록 배치되며;상기 제 2 프리즘이, 상기 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파하는 방사선이 반사되고, 상기 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 2 지점으로부터 전파하는 방사선에 실질적으로 평행한 각도로 각각 상기 제 2 회절 격자 상의 제 3 및 제 4 지점에 입사하도록 구성되고;상기 제 2 회절 격자 상의 제 3 및 제 4 지점에 입사한 방사선이 상기 제 2 회절 격자에 의해 더 회절되고, 상기 제 1 프리즘을 통과하여 상기 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점에 입사하며, 상기 제 1 회절 격자에 의해 회절된 상기 1 차 및 -1 차 방사선으로부터 도출된 방사선이 방사선의 제 2 빔으로서 공통 방향으로 상기 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점으로부터 전파하도록 더 회절되고; 및(d) 상기 회절 격자들의 평면에 평행하고 상기 회절 격자들의 줄무늬에 수직한 방향으로 두 회절 격자들의 상대 이동들을 나타내는, 상기 제 1 회절 격자 상의 제 2 지점으로부터 도출된 방사선의 패턴을 검출하는 센서를 포함하여 이루어지는 변위 측정 시스템.
- 제 42 항에 있어서,상기 제 2 프리즘은 코너 프리즘인 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 42 항에 있어서,상기 제 1 프리즘은 직사각형의 단면을 가지며, 상기 제 1 회절 격자의 평면은 상기 제 1 프레임의 면(face)들 중 하나에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 42 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 회절 격자들 중 1 이상은 각각 상기 제 1 및 제 2 프리즘의 면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 제 42 항에 있어서,상기 제 2 프리즘은, 상기 제 2 회절 격자 상의 제 1 및 제 3 지점을 연결하고 상기 제 2 회절 격자 상의 제 2 및 제 4 지점을 연결하는 라인들이 상기 제 1 및 제 2 회절 격자의 줄무늬들에 실질적으로 평행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 변위 측정 시스템.
- 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로 패턴을 전사하도록 배치된 리소그래피 장치에 있어서,제 42 항에 따른 변위 측정 시스템을 포함하고,상기 리소그래피 장치의 제 2 구성요소에 대한 상기 리소그래피 장치의 제 1 구성요소의 변위를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이루어지는 리소그래피 장치.
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