KR20090086347A - 리소그래피 장치 및 조정 방법 - Google Patents

Abstract

스테이지 시스템 조정 방법은, 세트포인트 신호에 응답하여 인코더 그리드에 대하여 스테이지를 이동시키는 단계와, 인코더 그리드와 연동하는 센서 헤드에 의해 스테이지의 위치를 측정하는 단계를 포함한다. 스테이지의 위치는 스테이지 컨트롤러에 의해 제어된다. 세트포인트 신호와 센서 헤드에 의해 측정된 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호가 등록된다. 스테이지 시스템은 이러한 차이를 나타내는 등록된 신호로부터 조정된다.

스테이지 컨트롤러, 센서 헤드, 인코더 그리드, 세트포인트 신호

Description

리소그래피 장치 및 조정 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND CALIBRATION METHOD}

본 발명은 스테이지 시스템의 조정 방법, 스테이지 시스템, 및 이러한 스테이지 시스템을 포함하는 리소그래피 장치에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에 통상적으로는 기판의 타겟 영역 상에 원하는 패턴을 부여하는 장치이다. 리소그래피 장치는 예컨대 집적회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 마스크 또는 레티클(reticle)로 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 각각의 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 영역(예컨대, 하나의 다이(die)의 일부분, 하나의 다이, 또는 여러 개의 다이를 포함) 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 위에의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속적으로 패터닝되는 인접한 타겟 영역들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 타겟 영역 상에 패턴 전체를 한번에 노광함으로써 각각의 타겟 영역을 조사(照射)하는 소위 스테퍼(stepper), 및 소정의 방향("스캐닝"-방향)의 방사 빔을 통해 패턴을 스캐닝하는 동시에, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 스캐닝함으로써 각각의 타겟 영역을 조사하는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 장치로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 장치 스테이지 시스템과 같은 스테이지 시스템에서, 스테이지의 위치를 측정하기 위해 위치 센서가 적용될 것이다. 이러한 위치 측정을 위해 인코더 타입의 측정 시스템이 적용될 것이다. 그에 따라, 1차원 또는 2차원 그리드, 그리드 플레이트 등의 그리드(격자(grating)로서도 지칭됨), 및 그리드를 통합한 센서 헤드가 사용될 수도 있다. 격자의 제조 공정으로 인해, 격자가 이상적이지 않을 수도 있고, 편차를 포함할 수도 있다. 위치 센서 시스템에서의 그리드 오차의 조정은, 기판 위의 상이한 상호 위치에 각각 패턴을 투영하고, 그 후 패턴 사이의 간격을 측정하여 이들 패턴 사이의 의도된 간격과 비교하는 "피쉬본(fishbone)"으로 지칭되는 기술에 의해 수행될 것이다. 측정된 차이는 노광 지점에서의 측정 시스템에서의 오차에 관련된다. 위치 센서의 전체 작동 범위에 걸쳐 이러한 차이를 결정함으로써, 측정 시스템의 다수의 지점에 대하여 오차 보상값이 결정될 수 있으며, 이 값이 적용되면 측정 시스템 오차를 보정할 수 있다. 통상적으로, 일부 설정에서는 피쉬본형 패턴을 제공할 수도 있는 라인 패턴 등의 중첩 패턴 또는 인접 패턴이 사용될 수도 있지만, 반드시 이러한 것으로 한정되지는 않는다. 그러나, 이러한 조정 기술은 임의의 유형의 패턴을 적용할 수 있는 것으로 이해될 것이다.

피쉬본 조정 기술은, 낮은 공간 주파수를 갖는 그리드 플레이트에서의 오차, 즉 스테이지와 그리드 플레이트를 서로에 대해 이동시킬 때에 상대적으로 점차적으로 변화하고 또한 피쉬본 기술 또는 이하의 기술에 따른 반복 패턴에 관련된 주파수 범위 내의 공간 주파수를 갖는 오차를 조정할 수 있을 것이다. 부정확도 또는 더 높은 공간 주파수에서 오차를 야기하는 다른 영향은 전술한 피쉬본 기술에 의해 검출하는 것이 곤란하거나 불가능할 것이다.

따라서, 스테이지 위치의 조정 정확도를 향상시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따라, a) 스테이지 컨트롤러에 의해 위치가 제어되는 스테이지를, 세트포인트(setpoint) 신호에 응답하여, 인코더 그리드(encoder grid)에 대하여 이동시키는 단계, b) 상기 스테이지가 이동하는 동안에, 상기 인코더 그리드와 연동하는 센서 헤드에 의해 상기 스테이지의 위치를 측정하는 단계, c) 상기 세트포인트 신호와 상기 센서 헤드에 의해 측정된 상기 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 등록하는 단계, 및 d) 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 스테이지 시스템을 조정하는 단계를 포함하는 스테이지 시스템 조정 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 이동 가능한 스테이지; 인코더 그리드, 및 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 스테이지의 위치를 측정하도록 구성된 센서 헤드; 및 a) 세트포인트 신호에 응답하여, 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 이동 가능한 스테이지를 위치시키고, b) 상기 세트포인트 신호와 상기 센서 헤드에 의해 측정된 상기 이동 가능한 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 등록하고, c) 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 스테이지 시스템을 조정하는, 컨트롤러를 포함하는 스테이지 시스템이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 밤사빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시 스템; 방사빔을 패터닝하여 패터닝된 방사빔을 형성하도록 구성된 패터닝 장치를 유지하도록 구성된 패터닝 장치 지지체; 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체; 패터닝된 방사빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및 상기 패터닝 장치 지지체 및 상기 기판 지지체 중의 하나를 이동시키도록 구성된 스테이지 시스템을 포함하며, 상기 스테이지 시스템은, a) 상기 패터닝 장치 지지체 및 상기 기판 지지체 중의 하나를 유지하는 이동 가능한 스테이지; b) 인코더 그리드, 및 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 스테이지의 위치를 측정하도록 구성된 센서 헤드; 및 c) ⅰ) 세트포인트 신호에 응답하여, 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 스테이지를 위치시키고, ⅱ) 상기 세트포인트 신호와 상기 센서 헤드에 의해 측정된 상기 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 등록하고, ⅲ) 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 스테이지 시스템을 조정하는, 컨트롤러를 포함하는, 리소그래피 장치가 제공된다.

이하에서는, 단지 예시를 목적으로 하는 본 발명의 실시예를 대응하는 부분에 대응하는 도면 부호가 부여되어 있는 첨부된 개략 도면을 참조하여 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 이 리소그래피 장치는, 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사 또는 DUV 방사)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL), 및 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정의 파라미터에 따라 패터닝 장치를 정확히 위치시키 도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 패터닝 장치 지지체 또는 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 리소그래피 장치는, 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정의 파라미터에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 장치(MA)에 의해 방사 빔에 부여된 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대 하나 이상의 다이를 포함) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.

패터닝 장치 지지체는, 패터닝 장치의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치를 유지한다. 패터닝 장치 지지체는 패터닝 장치를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 장치 지지체는, 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 패터닝 장치 지지체는, 패터닝 장치가 예컨대 투영 시스템에 대하여 요구된 위치에 있도록 할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 장치"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 장치"라는 용어는, 기판의 타겟 영역에 패 턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 어떠한 디바이스도 포함되는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예컨대 그 패턴이 위상 반전 피처(phase shifting feature) 또는 이른바 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟 영역 내의 요구된 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같이 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스 내의 특정 기능층에 대응할 것이다.

패터닝 장치는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예로는 마스크, 프로그램 가능한 미러 어레이, 및 프로그램 가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상 반전형 및 감쇠 위상 반전형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램 가능한 미러 어레이의 예는 소형 미러들의 매트릭스 배열을 채용하며, 그 각각의 미러들은 입사하는 방사 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 경사지는 것이 가능하다. 경사진 미러들은 미러 매트릭스에 의해 반사되는 방사 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 사용되고 있는 노광 방사에 대하여, 또는 액침액(immersion liquid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적절한 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 자기형, 전자기형, 및 정전형 광학 시스템, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 어떠한 타입의 투영 시스템도 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서 에서 사용되는 "투영 렌즈"라는 용어는 "투영 시스템"이라는 좀더 일반적인 용어의 동의어로 간주할 수 있다.

본 명세서에서 설명한 바와 같이, 리소그래피 장치는 투과형의 것(예컨대, 투과형 마스크를 채용함)이다. 이와 달리, 리소그래피 장치는 반사형의 것(예컨대, 전술한 바와 같은 유형의 프로그래머블 미러 어레이를 채용하거나, 또는 반사형 마스크를 채용함)일 수도 있다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블 또는 "기판 지지체"(및/또는 2개 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 하나 이상의 테이블 또는 지지체 상에서 예비 공정을 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블 또는 지지체를 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.

리소그래피 장치는 또한, 기판의 일부가 물과 같이 상대적으로 높은 굴절율을 갖는 액체에 의해 덮여져 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우도록 하는 형태일 수 있다. 액침액은 리소그래피 장치의 다른 공간, 예컨대 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 개구도(numerical aperture)를 증가시키기 위해서 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 "액침"이라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 반드시 잠겨야하는 것을 의미하는 것이라기 보다는, 노광 동안에 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 존재하는 것을 의미하는 것이다.

도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스는 리소그래피 장치의 일부를 형성하는 것으로 고려되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적절한 지향 미러 및/또는 빔 확장기(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)을 이용하여 방사 소스(SO)로부터 조명기(IL)로 전달된다. 다른 경우, 예컨대 방사 소스가 수은 램프인 경우, 이 방사 소스는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있다. 방사 소스(SO) 및 조명기(IL)는 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사 시스템으로 지칭될 수도 있다.

조명기(IL)는 방사 빔의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 조명기는 방사 빔의 단면에 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다.

방사 빔(B)은 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치에 의해 패터닝된다. 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집 속(focusing)시킨다. 제2 위치 설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량형 센서)를 이용하여, 예컨대 상이한 타겟 영역(C)을 방사 빔(B)의 경로 내에 위치시키도록 기판 테이블(WT)을 정확하게 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 위치 설정기(PM) 및 다른 위치 센서(도 1에 명시되어 도시되어 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키기는 것이 가능하다. 일반적으로, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)의 이동은, 제1 위치 설정기(PM)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 이용하여 실현될 것이다. 마찬가지로, 기판 테이블(WT)의 이동은 제2 위치 설정기(PW)의 일부를 형성하는 롱-스트로크 모듈 및 숏-스트로크 모듈을 이용하여 실현될 수 있다. 스테퍼의 경우(스캐너와는 달리), 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 그렇지 않으면 고정될 것이다. 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 패터닝 장치 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크들이 전용의 타겟 영역에 위치하고 있지만, 이들 마크들은 타겟 영역 사이의 공간 내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인(scribe-lane) 정렬 마크로 알려져 있다). 마찬가지로, 마스크(MA) 상에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황에서는, 패터닝 장치 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 하나 이상의 모드로 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 즉 "마스크 지지체", 및 기판 테이블(WT) 즉 "기판 지지체"를 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔에 부여시킨 패턴 전체를 한번에 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"를 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 정지 노광시에 이미징되는 타겟 영역(C)의 크기가 한정된다.

2. 스캔 모드에서는, 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 즉 "마스크 지지체", 및 기판 테이블(WT) 즉 "기판 지지체"를 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여된 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 패터닝 장치 지지체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 즉 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 즉 "기판 지지체"의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 상 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기에 의해, 단일 동적 노광시의 타겟 영역의 폭(스캐닝되지 않는 방향에서의 폭)이 한정되는 한편, 스캐닝 동작의 길이에 의해 타겟 영역의 높이(스캐닝 방향에서의 높이)가 결정된다.

3. 또 다른 모드에서는, 프로그램 가능한 패터닝 장치를 유지한 채로 패터닝 장치(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 즉 "마스크 지지체"를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT) 즉 "기판 지지체"를 이동시키거나 또는 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여된 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그램 가능한 패터닝 장치는, 기판 테이블(WT) 즉 "기판 지지체"의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서, 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그램 가능한 미러 어레이와 같은 프로그램 가능한 패터닝 장치를 이용하는 마스크 없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들이 채용될 수도 있다.

도 2는 1차원(1D) 상황에서의 인코더 타입의 센서 헤드(2) 및 그리드 플레이트(3)를 포함하는 인코더 타입의 위치 측정 시스템(1)을 개략적으로 도시하고 있다. 그리드 플레이트(3)는 하나 이상의 1차원 격자가 제공될 수도 있는 플레이트이다. 또한, 1D, 2D(수평+수평, 수평+수직), 또는 심지어는 3D 센서와 연동할 수 있는 그리드 플레이트 상에 2차원 격자가 제공될 수도 있다. 센서 헤드(2)는 예컨대 기판 스테이지 또는 패터닝 장치 스테이지 등의 스테이지인 센서 오브젝트(4) 상에 탑재된다. 기판 스테이지는 기판 테이블 또는 지지체를 이동시키도록 구성되며, 패터닝 장치는 패터닝 장치 지지체를 이동시키도록 구성된다. 위치 측정 시스템(1)은 센서 오브젝트의 위치를 그리드 플레이트에 대하여 적어도 1자유도(one degree of freedom)로 측정하도록 구성된다.

그리드 플레이트(3)의 격자는 특정의 정확도로 제조될 수 있다. 종래의 그리드 플레이트의 제조 정확도는 요구된 측정 정확도를 획득하기에는 충분하지 않을 수도 있다. 위치 측정 동안 획득된 정확도를 증가시키기 위해, 그리드 플레이트(3)가 조정된다. 이러한 조정은, 각각의 조정 지점(5)을 둘러싼 영역에서 다수의 조정 측정을 행하여 그리드 플레이트의 제조 오차 등의 어떠한 외란(disturbance)을 측정하는 소위 피쉬본 기술에 의해 수행될 수도 있다. 이러한 피쉬본 기술에서는, 서로 이격되어 있는 2개의 마크를 촬상하고, 그리고나서 원리적으로 제1 마크의 제1 이미지와 제2 마크의 제2 이미지가 작은 고정 간격으로 서로 이격되어야 하는 변동된 위치(staggered position)에서 마크를 다시 촬상한다. 촬상된 마크의 위치를 비교하고 또한 이들 마크 사이의 의도된 작은 간격과 비교함으로써, 제1 노광 위치와 제2 노광 위치 사이의 스테이지의 위치 측정의 편차가 결정될 수도 있다.

조정 데이터는 소위 계측 지도(metrology map)로 지칭되는 보정 맵에 통합되어, 실제 측정 동안에 외란을 반영하도록 사용될 수 있다.

그러나, 조정 지점을 둘러싼 면적이 특정의 값으로 정해지도록 요구되는 때에는, 조정 지점의 밀도가 제한될 수도 있다. 예컨대, 0.1nm의 정확도가 요구될 때, 약 1∼5mm의 그리드 간격, 즉 인접한 조정 지점 간의 거리가 요구된다. 또한, 측정의 정확도에 대한 요구가 증가하면, 이 조정 그리드 간격은 실제의 위치 측정 동안 요구된 정확도를 획득하기에 충분하지 않을 수도 있다. 예컨대, 실제의 위치 측정 동안 0.1nm 정확도를 획득하기 위해서는, 동일한 그리드 플레이트(3)를 약 0.4mm의 그리드 간격으로 조정하는 것이 바람직하다. 그러므로, 높은 공간 주파수에서의 그리드 플레이트의 오차, 즉 피쉬본 조정 지점 간의 거리에 대해 짧은 공간 적인 주기성을 갖는 그리드 플레이트의 오차가 상기의 피쉬본 조정 기술에 의해 완전하게 검출되어 반영되지 않을 수도 있다.

상기한 설명에서는 피쉬본 조정 기술을 참조하여 설명하였지만, 어떠한 적합한 조정 기술도 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에서, 조정 지점의 밀도가 추가로 증가될 수 있는 조정 방법이 이용된다. 본 실시예에 따라, 그 측정은 예컨대 2개의 조정된 지점(5) 사이와 같은 다수의 지점에서 인코더 타입의 센서 헤드(2)로 측정이 이루어지며, 이에 의해 센서 오브젝트(4)가 그리드 플레이트에 걸쳐 특정 속도로 표시 방향(화살표 A)으로 이동된다. 이 속도는, 2개의 조정 지점(5) 사이의 거리보다 더 작은 거리에 걸쳐 실질적으로 연장하는 그리드 플레이트(3)에서의 외란이 센서 오브젝트(4)에 의해 전혀 또는 부분적으로 후속하지 않도록 선택될 것이다. 그 결과, 이후에 설명되는 바와 같이 조정 데이터가 획득될 것이다.

센서 오브젝트(4)는 세트포인트(위치 세트포인트) 신호(SETP)와 센서 헤드(2)의 센서 출력 신호 간의 차이가 제공되는 컨트롤러(CON)를 포함하는 제어 시스템(CS)에 의해 제어된다. 컨트롤러(CON)의 출력 신호는 그리드 플레이트(3)에 대해 센서 오브젝트(4)를 구동하기 위해 액추에이터(ACT)에 대한 구동 신호로서 제공되며, 이에 의해 폐루프 제어 시스템이 제공된다.

도 3에는 2개의 조정 지점(5)을 포함하는 도 2의 그리드 플레이트(3)의 일부분이 도시되어 있다. 조정 지점(5)은 낮은 공간 주파수, 즉 상대적으로 큰 조정 그리드 간격만을 측정할 수 있는 조정 방법에 의해 획득된다. 전술한 바와 같이, 조정 지점의 수를 증가시키는 것이 바람직할 것이다. 센서 오브젝트(4)가 그리드 플레이트(3)에 대해 이동하도록 제어될 때, 센서는 2개의 조정된 지점 사이의 다수의 지점(6)에서 그리드 플레이트(3)에 대한 센서 헤드(2)의 위치를 측정할 것이다. 센서 오브젝트의 속도와, 센서 오브젝트(4)의 위치를 제어하기 위한 컨트롤러(8)의 대역폭은, 센서 오브젝트가 2개의 조정 지점(5) 사이의 거리보다 작은 거리에 걸쳐 실질적으로 연장하는 그리드 플레이트에서의 외란을 후속할 수 없도록 선택된다. 상대적으로 작은 공간 거리(또는 높은 공간 주파수)를 갖는 외란을 후속하지 않는 능력은 또한 센서 오브젝트의 관성(inertia)에 의해 야기될 수도 있다. 따라서, 상대적으로 무거운 패터닝 장치 스테이지 또는 기판 스테이지가 센서 오브젝트로서 적합한 수도 있다. 그 경우, 컨트롤러는 스테이지 컨트롤러(패터넝 장치 또는 기판 스테이지 컨트롤러)에 의해 형성될 수도 있다.

외란(7)(예컨대, 그리드의 패턴에서의 불규칙성 등)이 하나 이상의 조정 위치(6)에 존재할 때, 센서 오브젝트(4)의 컨트롤러(8)가 센서 오브젝트의 위치를 외란을 후속하도록 할 수 없기 때문에, 센서 헤드(2)는 센서 오브젝트가 그리드 플레이트(3)를 따라 이동하는 실제 위치에 해당하지 않는 위치를 측정한다. 센서 헤드(2)에 의해 제공된 바와 같은 측정된 위치와 세트포인트 신호(SETP)에 의해 제공된 바와 같은 의도된 위치 간의 차이는, 컨트롤러(CON)의 입력 신호 및/또는 출력 신호와 같은 제어 시스템 내의 적합한 신호로부터 취해질 수 있어, 세트포인트 신호와 인코더 측정 시스템의 센서 헤드에 의해 측정된 바와 같은 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 제공한다. 이 차이는 적합한 메모리에 등록될 수 있 는 데이터를 제공한다. 이러한 방식으로, 피쉬본 기술에 대해 조정 지점의 밀도를 증가시키면서 복수의 조정 지점(6)에 대하여 센서 오브젝트의 움직임에 따라 조정 데이터가 획득된다.

이와 달리, 외란이 다수의 조정 지점(5)에 걸쳐 연장하면, 제어 시스템 내의 컨트롤러는, 측정된 위치와 컨트롤러 세트포인트가 동일하게 되도록 센서 오브젝트의 위치를 정하여, 그 차이가 사라지도록 한다.

실시예에서, 센서 오브젝트의 속도는 2개의 인접한 조정 지점(5) 사이의 거리와 컨트롤러의 대역폭을 곱한 것이 최소화되도록 선택된다. 이러한 방식으로 속도가 결정되면, 센서 오브젝트는 실질적으로 그리드 플레이트 내의 외란을 후속할 수 없게 될 것이다.

일반적으로, 센서 오브젝트의 속도는, 여전히 센서 헤드(2)가 요구된 조정 지점(6)에서 위치를 측정하도록 하면서, 가능한 한 높게 선택될 것이다.

실제로, 스테이지의 제어 루프의 대역폭은 예컨대 200㎐가 될 것이다. 조정 지점(5) 사이의 거리를 5mm로 가정하면, 센서 오브젝트(4)는 센서 오브젝트의 속도가 1m/s일 때에는 5mm보다 작은 외란을 후속할 수 없을 것이다. 센서의 샘플 주파수가 20㎑일 때, 센서는 0.05mm마다 측정을 행할 것이다. 스테이지 컨트롤러의 대역폭, 및 스테이지 제어 시스템의 대역폭은 조정될 불규칙성이 감지되는 비율(속도)에 비해 낮게 될 것이며, 이로써 불규칙성의 타임 듀레이션이 컨트롤러에 의해 제어된 센서 오브젝트의 동적 동작에 비해 짧게 되기 때문에, 그리드 내의 불규칙성을 후속하기 위한 스테이지의 어떠한 가능한 이동이 적어도 어느 정도까지는 억 제된다.

센서 오브젝트의 제어 루프의 대역폭은 조정 가능하게 될 수도 있다. 실시예에서, 2개의 조정 지점 사이의 거리보다 작은 거리에 걸쳐 실질적으로 연장하는 그리드 플레이트 내의 외란을 후속하는 센서 오브젝트의 능력이 감소되도록 하기 위해 대역폭이 낮추어질 것이다. 센서 오브젝트의 제어 루프의 대역폭을 낮춤으로써, 센서 오브젝트는 그리드 플레이트 내의 외란을 후속하는 것이 감소될 것이다. 이로써, 센서 오브젝트의 요구된 속도가 강하되어, 센서 헤드(2)의 동일한 샘플 주파수에서 더 낮은 조정 그리드 간격이 이루어질 것이다. 실제로, 제어 세트포인트와 측정된 위치 사이의 편차가 측정 그리드 오차를 우수하게 나타내도록 하기에 충분한 정도로 제어된 센서 오브젝트의 응답을 낮추기 위해, 대역폭이 그리드 오차에서 발생하는 가장 낮은 주파수보다 적어도 10배 더 작도록 선택될 수도 있다.

실시예에서, 본 발명에 따른 방법은 본 방법을 실행하기 전에 낮은 공간 주파수 조정 과정이 선행된다. 이 낮은 공간 주파수 조정 방법은 전술한 바와 같은 피쉬본 등의 방법 또는 임의의 다른 적합한 조정 방법이 될 수도 있다. 낮은 공간 주파수 조정 과정이 수행된 후, 인접한 조정 지점 사이의 공간이 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 조정될 것이다. 실시예에서 수행되는 낮은 공간 주파수 조정 과정 및 높은 공간 주파수 조정 과정의 조정 데이터는 별도의 계측 맵 또는 공통의 계측 맵에 통합될 수도 있다. 이들 맵은 정상적인 동작에서의 위치 측정 오차를 보상하기 위해 사용된다. 이와 달리, 공간 주파수 조정 과정은 본 발명의 실시예에 따른 방법 후에 수행된다. 그 경우, 실시예에 따른 방법은 그리드 플레이트에 서의 저주파수 오차를 기록하고, 이 오차는 고역 통과 필터링 또는 대역 통과 필터링에 의해 제거되어야 한다.

측정치 내의 어떠한 잡음을 고려하기 위해, 복수의 측정이 이루어지며, 그 측정 결과의 평균이 구해질 것이다. 복수의 측정은 센서 오브젝트가 동일한 방향으로 또는 다른 방향으로 그리드 플레이트를 따라 이동하는 동안에 이루어질 것이다. 일반적으로, 도 2 및 도 3에서 조정 이동은 한 방향으로 나타내어져 있지만, 본 방법은 전체 그리드 플레이트에 대해 사용되어, x 및 y 방향에서의 각각의 위치에 대해, 그리드 플레이트에서의 x, y 및 z에 대한 값이 결정되고, 계측 지도에 저장될 것이다.

본 방법은 또한 그리드 플레이트 내의 외란을 찾아내어 보정하기 위해 사용될 수도 있다. 이러한 응용을 위해, 예컨대 0.1mm 또는 그 미만의 간격을 두고 있는 조밀한 조정 그리드를 이용하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 조정 방법의 이점은, 본 방법이 리소그래피 장치(본 방법을 수행하기 위해 적합한 프로그램 명령으로 프로그래밍되는 스테이지 시스템 및 이러한 스테이지 시스템을 포함하는 리소그래피 장치)의 위치 측정 시스템에 의해 수행될 수도 있다는 것이다. 그 결과, 그리드 플레이트의 조정은 리소그래피 장치에의 그리드 플레이트의 탑재 후에 수행될 수도 있다. 따라서, 이러한 탑재 동안의 그리드 플레이트에서의 어떠한 오차, 예컨대 리소그래피 장치에의 그리드 플레이트의 배열 동안의 손상이 조정 동안에 고려될 수도 있다.

또한, 그리드 플레이트는 그리드 플레이트를 리소그래피 장치 외부로 꺼내어 별도의 조정 장치에서 그리드 플레이트를 조정할 필요없이 주기적으로 조정(재조정)될 수도 있다. 열적 및 기계적 이유로 인해, 먼지 입자 등의 입자가 그리드 플레이트에 잔류하게 되는만큼 그리드 플레이트 상에 오차가 존재하게 되기 때문에, 그리드 플레이트를 주기적으로 조정하는 것이 이로울 것이다. 그리드 플레이트를 주기적으로 재조정함으로써, 이러한 손상이 그리드 플레이트 계측 맵핑에 반영되어 저장될 것이다. 먼지 입자 또는 임의의 다른 오염물로 인한 외란의 경우에, 측정 정보는 세정 동작을 위한 입력으로서 사용될 수도 있다.

전술한 조정은 라인을 따라 수행될 것이다. 또한, 예컨대 평면을 스캔하여 조정하기 위해서는 복수의 라인이 후속될 수도 있다. 또한, 2차원계의 데이터가 얻어질 수도 있다. 바람직하지 않은 갑작스런 고장과 같은 조정될 공간 주파수 범위에서 벗어나는 오차의 영향을 제거하기 위해 데이터에 대해 2차원 필터가 적용될 수도 있다. 필터(2차원 경우에서와 같이 1차원 경우에서)는 조정될 공간 주파수 범위에서 공간 대역폭을 포함할 수도 있다. 이에 의해, 조정될 편차가 발견될 수도 있는 대역폭 외부의 영향이 제거되거나 적어도 감소되어, 조정 프로세스에 대한 그 영향이 축소될 수도 있다.

그러므로, 예와 같이, 인코더 그리드 플레이트 오차를 포함하고 있는 고주파수 맵을 측정할 때에, 기판 스테이지는 그리드맵 하에서 높은 속도로 이동된다. 낮은 컨트롤러 대역폭을 이용함으로써, 그리드맵 내의 고주파수 성분이 스테이지에 의해 추적될 수 없다. 그 후, 세트포인트로부터의 인코더 위치의 측정된 편차는 그리드 플레이트 오차에 의해 야기되는 것으로 가정된다. X 위치를 변경시키면서 Y 방향으로 복수 회 스캐닝하고 또는 Y 위치를 변경시키면서 X 방향으로 스캐닝함으로써, 완전한 오차 맵이 구축된다. X 방향과 Y 방향은 도 1에 관련하여 설명하였던 바와 같이 실질적으로 웨이퍼의 표면에 평행한 평면을 한정한다. 약 1mm와 10mm 사이의 공간 주파수만이 통과되는 2D 필터링 기술을 이용함으로써, 약 10mm보다 큰 파장과 약 1mm보다 작은 파장이 차단된다. 최종 결과가 이들 주파수만을 포함하는 그리드 플레이트의 오차 맵이 된다.

낮은 컨트롤러 대역폭은 그리드 플레이트 내의 관련 주파수가 추적되지 않도록 한다. 그러나, 낮은 대역폭은 스테이지의 느린 정착 동작(slow settling behavior) 등의 다양한 가능한 외란 요인에 대한 제어 시스템의 감도의 결과로 나타날 것이다(실제 예에서, 대역폭이 200에서 10Hz로 감소될 때에, 정착 오차는 10nm 대신 10㎛가 된다). 또한, 정착 동작이 훨씬 더 느리게 되어, 스테이지 이동의 일정 속도 부분 동안 정착이 전혀 발생하지 않게 될 수 있다. 또한, 증폭기 또는 모터 특성, 또는 반대 방향으로의 스캔 간에 차이를 발생시킬 수도 있는 숏-스트로크 위치설정에 영향을 주는 롱-스트로크 모터의 코깅 영향(cogging effect) 때문에, 정방향(positive direction)과 부방향(negotive direction)에서의 스캔이 상이한 결과를 제공한다. 요약하면, 그리드 플레이트 오차의 정확한 측정을 위해 요구되는 낮은 대역폭은 높은 대역폭을 이용할 경우에는 억제되는 다수의 새로운 오차를 유발시킨다. 이들 영향은 완전한 측정 오차 맵을 획득한 후에 2D 대역 통과 필터링에 의해 부분적으로 필터링될 수도 있지만, 정확하면서 충분한 HF 맵을 생성하기에는 충분하지 않을 수도 있다. 리소그래피 장치의 동작(예컨대, 웨이퍼의 노 광) 동안, 전술한 현상은 제어 시스템의 높은 서보 대역폭(servo bandwidth)에 의해 보상된다. 전술한 영향 중의 하나 이상을 적어도 감소시키는데 도움을 줄 수도 있는 다수의 가능한 해법이 이하에 설명된다.

첫 번째로, 완전한 2차원 그리드 플레이트를 측정할 때, X 방향과 Y 방향으로 스캔이 수행된다. Y 방향으로의 스캔은 다수의 X 위치에서 수행되며, X 방향으로의 스캔은 다수의 Y 위치에서 수행된다. 낮은 컨트롤러 대역폭으로 인해 새로 발생되는 오차는 모든 Y 스캔에 대해 발생하는 경향이 있다. 마찬가지로, 모든 X 스캔에 대한 새로이 발생된 오차도 유사하다. 이와 달리, 측정될 그리드 플레이트 오차는 모든 X 스캔 및 모든 Y 스캔에 대해 발생하지 않는다(그리드 플레이트 오차가 발생한다면, 이들 오차는 "피쉬본" 기술에 의해 이미 보상된 매우 낮은 공간 주파수를 가질 것이다). 그러므로, 모든 Y 스캔을 평균화함으로써, 그리드 플레이트에 의해 야기되지 않고 낮은 대역폭에 기인하여 발생된 컨트롤러 오차에 의해 야기되는 "공통의" Y 오차 신호 결과가 획득된다. 평균화된 이 오차를 모든 개별 Y 스캔으로부터 감산함으로써, 나머지의 개별 스캔은 그리드 플레이트 오차만을 포함하고, 더 이상 제어 오차를 포함하지 않는다. 모든 X 스캔에 대해 동일한 기술이 이용될 수 있다. 그러므로, 스테이지의 이동은 인코더 그리드에 대한 스테이지의 상이한 위치에 대해 반복될 수도 있으며, 본 방법의 c) 단계에서 등록된 신호가 평균 신호 곡선을 획득하기 위해 상이한 위치에 대해 평균화되고, 평균 신호 곡선이 차이를 나타내는 등록된 신호로부터 감산되며, 감산의 결과에 따라 조정이 수행된다. 이 기술은 실제의 그리드맵 오차가 그리드를 따르는 방향으로 발생하지 않을 때에 이점이 될 것이다. 또한, 등록된 신호에서의 피크가 서로 비교될 수도 있으며, 가능한 변동 파라미터가 이러한 비교로부터 구해지고, 변동 파라미터는 차이를 나타내는 등록된 신호로부터 감산 전에 평균 신호 곡선에 적용된다. 이에 의해, 피크에서의 점차적인 변동(경사(gradient) 등)이 고려될 수도 있다.

두 번째로, 스테이지의 이동의 더 고속의 정착을 제공하기 위해, 컨트롤러의 대역폭은 스테이지를 일정한 속도를 향해 가속시킬 때에 증가될 수도 있으며, 또한 스테이지의 정착이 일정한 속도의 이동에 접근할 시에는 컨트롤러의 대역폭이 감소된다. 컨트롤러 오차의 많은 부분은 일정 속도로 스테이지를 가속하는 동안에 생성된다. 이 가속 단계 동안 높은 대역폭을 설정함으로써, 오차가 작게 유지된다. 일정 속도에 도달한 후, 대역폭은 감소될 것이며, 이에 의해 그리드 플레이트 오차의 측정이 가능하게 된다. 이로써, 실제 예에서, 10㎛의 정착 동작은 10nm로 감소될 수 있다.

세 번째로, 인코더 그리드에 대한 스테이지의 복수 회의 이동이 수행되며, 이들 이동은 속도, 방향, 스테이지 이동의 개시 위치, 스테이지의 롱 스트로크 모터의 개시 위치, 및 이동의 방위 중의 적어도 하나가 서로 상이하며, 각각의 이동에 대한 등록된 신호가 평균화된다. 가변 속도 스캔(이동)을 이용하는 경우에는, 모든 스캔이 동일한 속도로 수행되지 않는다. 예컨대, 2개의 속도를 이용함으로써, 발견되는 그리드 플레이트 오차가 시간 영역(time domain)에서 2개의 상이한 주파수를 갖는 센서 신호에서 보여지게 될 것이다. 즉, 공간 영역에서, 시간에 관련된 컨트롤러 유기 오차(time-related controller-induced error)(예컨대, 정착) 가 상이하게 될 것인 한편, 그리드 플레이트 오차는 동일하게 된다. 예컨대, 스캔 개시 위치를 다소 변경함에 의한 가변 개시 위치 스캔을 이용하면, 시간에 관련된 컨트롤러 유기 오차가 공간 맵의 다른 부분에서 보여지게 될 것이며, 그러므로 이들 양자 간의 구분이 가능하게 된다. 예컨대, 스캔 간에 평형 질량 위치(balance mass position)를 변경시킴에 의한 가변 평형 질량 위치를 이용하면, 코깅 효과(평형 질량에 대한 롱 스트로크 모터 위치에 좌우됨)가 변경될 수 있다. 상이한 평형 질량 위치로 각각 수행되는 스캔을 평균화함에 의해, 조정에 미치는 코깅 효과를 감소시킬 수 있다. 그러므로, 롱 스트로크 모터에 대한 가능한 영향(예컨대, 코일에 대한 모터의 자석의 위치로 인한)은, 롱 스트로크 모터의 이러한 영향에 의해 야기된 스테이지의 위치 오차를 구별할 수 있도록 상이한 센서에 대해 롱 스트로크 모터의 위치를 변경시킴으로써 발견될 것이다.

네 번째로, 조정될 공간 주파수 범위에서 벗어난 공간 주파수 범위에서의 오차를 학습하기 위해 반복 학습 제어가 적용될 수도 있다. 이에 의해, 반복 학습 제어(ILC로 축약함)는 오류 보정 시간 테이블을 반복적으로 학습하기 위해 스캔(즉, 이동) 간에 수행될 수도 있다. ILC 테이블은 그리드 플레이트에서 대상으로 되는 주파수가 ILC 테이블로부터 필터링되도록 필터링될 것이다. 한편, 높은 공간 주파수(조정에 의해 제공되는)를 갖는 오차도 보상될 것이다.

다섯 번째로, 인코더 그리드에 대한 스테이지의 이동은 듀얼 스테이지 리소그래피 장치에서 스테이지를 스왑핑한 후에 반복될 수도 있다. 이에 의해, 측정치에서 스테이지에 관련된 차이가 다른 요인과 구별될 수 있으며, 이에 의해 이들을 전술한 바와 유사한 방식으로 축소시킬 수 있다.

여섯 번째로, 이동은 일정 속도 이동 부분 및 가속도 이동 부분을 포함할 수 있으며, 가속도 이동 부분 동안의 스테이지의 가속은 컨트롤러의 대역폭에 비하여 느리게 된다. 예컨대, 스테이지의 이동에 대해 평활 다항식 가속 프로파일(smooth polynomial acceleration profile)을 적용함으로써, 가속 단계 동안 측정이 발생할 수도 있으며, 이에 의해 그리드 플레이트의 에지에 더욱 근접하여 측정을 개시할 때에는 그리드 맵의 더 큰 부분을 측정할 수 있게 된다. 그 결과, 그리드 에지 주변의 더 작은 가장자리가 고려될 필요가 있을 수도 있다. 가속도 이동 부분은 일정한 힘의 기간(constan-force-period)을 포함할 수도 있다. 그리드맵 오차에서의 공간 오차가 센서 데이터의 일정하지 않은 주파수를 발생한다는 영향을 가질 수도 있는 일정하지 않은 증가하고 있는 속도에 의해 복잡한 관계가 제공될 수도 있다. 그러므로, 특정의 속도 임계값을 통과하는 즉시 측정이 유효하게 될 것이다.

일곱 번째로, 스테이지의 동일한 이동에 대해 전술한 조정 과정을 반복함으로써 반복적인 조정이 제공될 수 있다. 실질적인 실시예에서, 각각의 스캔은 예컨대 20 내지 30회 수행될 수도 있다. 모든 스캔이 수행된 후, 조정 맵은 계산 및 갱신될 것이다. 이와 달리, 조정 맵은 더 적은 수의 스캔(예컨대, 5회)을 기초로 생성된 후에 기기에서 갱신되고, 다시 측정을 행하는 등의 방식으로 진행될 수도 있다. 이러한 방식에서는, 전체적으로 더 많은 스캔을 필요로 하지 않는 반복 과정이 이용되지만, 이 과정의 추후 단계에서 잔여 그리드 맵 오차가 작아지게 되어, 보다 재생 가능한 서보 오차가 가능하게 된다. 각각의 반복에서, 예컨대 사용할 수 없는 에지를 크게 하면서 더욱 정확한 필터링을 이용하는, 상이할 수도 있는 2D 필터링이 적용될 수도 있다. 또한, 반복을 위한 개시점(starting point)은 모든 플레이트가 동일한 원제품을 이용하여 구성되기 때문에 "평균 그리드 플레이트"에 의해 형성될 수 있다.

여덟 번째로, 스테이지의 이동 동안, 스테이지의 가속도는 가속도계에 의해 측정되어, 보정 신호가 측정된 가속도로부터 구해지고, 이 보정 신호가 조정 전에 세트포인트 신호와 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 보정하도록 적용될 수도 있다. 그러므로, 가속도계는 예컨대 X 및 Y(또한 가능하게는 Rz) 가속도를 측정하기 위해 스테이지에 추가될 수도 있으며, 스테이지의 절대 위치 값은 예컨대 가속도 데이터(HF 맵 주파수 범위에서의)의 2차 적분에 의해 계산되어, 그리드 플레이트 시스템 측정 데이터와 비교되는 기준으로서 사용될 것이다. 그러므로, 가속도계는 그리드 플레이트 센서 데이터가 비교되는 독립 위치 센서로서 동작한다.

아홉 번째로, 스테이지의 이동 동안, 스테이지의 가속은 가속도계에 의해 측정될 수도 있을 것이며, 가속 피드백이 컨트롤러에 제공되어, 이에 의해 스테이지 엑스트라(버추얼) 매스(stage extra mass)를 제공하며, 전술한 바와 같이 낮은 대역폭 위치 컨트롤러를 유지하면서 힘 외란에 덜 민감하게 한다.

열 번째로, 세트포인트 신호와 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호가 컨트롤러의 (대역 통과 필터링된) 역제어 감도(inverse control sensitivity)에 의해 승산되고, 승산의 결과가 조정에 적용된다. 전술한 바와 같이, 낮은 스테이 지 제어 대역폭은 스테이지가 대상으로 하는 주파수 범위에서의 그리드 플레이트 오차에 대해 응답하지 않도록 하기 위해 이용될 수도 있다. 그리드 플레이트 오차에 대한 스테이지 응답은 1/(1+PC)와 동일하며, 여기서 P는 스테이지의 전달 함수를 나타내고, C는 컨트롤러의 전달 함수를 나타낸다. 낮은 대역폭을 이용하면, C는 더 높은 공간 주파수 범위에서 제로가 되는 경향이 있고, 따라서 스테이지 오차와 그리드 플레이트 오차 간에 1대1의 관계가 존재한다. 더 큰 스테이지 컨트롤러 대역폭을 이용하는 것은, 제어 감도가 고려될 때에 가능하게 될 것이다. 측정된 센서 출력은 스테이지 응답을 보상하기 위해 (1+PC)에 의해 승산될 수도 있다. 일반적으로, (1+PC)가 낮은 주파수에 대해서는 무한대가 되기 때문에, 이러한 승산은 곤란하다. 그러나, 대상으로 하는 주파수가 정정될 수도 있는 수정된 버전의 (1+PC)가 이용될 수도 있지만, 다른 주파수에 대해서는 제로에 근접하게 되어, 즉 (1+PC)가 대역통과 필터 B에 의해 승산된다.

전술한 개념의 각각이 적용될 수도 있지만, 전술한 개념의 2개 또는 그 이상의 조합이 적용될 수도 있으며, 이에 의해 각각의 개념은 전술한 바와 같은 영향을 제공할 수도 있다.

전술한 조정 기술 및 그 세부 내용이 센서 헤드에 의해 검출된 바대로 어떠한 요구된 자유도로 조정을 위해 적용될 수 있을 것이다. 센서 헤드는 인코더 타입의 센서, 간섭계 타입 센서(예컨대, 인코더 그리드를 향한 센서 헤드로부터의 거리를 측정하기 위한) 등의 적합한 센서와, 인코더/간섭계의 조합 등을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대해 언급하였지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리(magnetic domain memory)용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같은 기타 응용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 다른 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟 영역"과 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 또는 계측 장비, 또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.

앞에서는 광학 리소그래피의 관점에서 본 발명의 실시예의 사용에 대하여 구체적인 참조가 이루어졌을 수도 있지만, 본 발명은 예컨대 임프린트 리소그래피와 같은 다른 응용분야에 사용될 수도 있으며, 또한 문맥이 허락하는 곳에서는 광학 리소그래피로 한정되지 않는다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 장치에서의 토폴로지는 기판에 제공된 레지스트의 층 내에 프레스될 수 있으며, 그 후에 레지스트를 전자기 방사선, 가열, 압력 또는 이들의 조합을 가함으로써 경화시킨다. 레 지스트가 경화된 후에는, 패터닝 장치는 레지스트의 외측으로 이동되어 패턴을 잔류시킨다.

본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐)과, 극자외(EUV) 방사선(예컨대, 5∼20㎚ 범위의 파장을 가짐)과, 이온 빔 또는 전자 빔 등의 입자 빔을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절성, 반사성, 자기, 전자기, 및 정전 광학 요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 지칭할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 본 발명은 상기 개시된 바와 같은 방법을 설명하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.

전술한 내용은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 하기 청구항들의 범위를 벗어나지 않고서도 전술한 본 발명에 대한 변형예가 이루어질 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 제공될 수 있는 리소그래피 장치를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 스테이지 시스템의 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 도 1에 도시된 리소그래피 장치의 스테이지 시스템의 개략도.

Claims (18)

1. 스테이지 시스템 조정 방법에 있어서,

   a) 스테이지 컨트롤러에 의해 위치가 제어되는 스테이지를, 세트포인트(setpoint) 신호에 응답하여, 인코더 그리드(encoder grid)에 대하여 이동시키는 단계;

   b) 상기 스테이지가 이동하는 동안에, 상기 인코더 그리드와 연동하는 센서 헤드에 의해 상기 스테이지의 위치를 측정하는 단계;

   c) 상기 세트포인트 신호와 상기 센서 헤드에 의해 측정된 상기 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 등록하는 단계; 및

   d) 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 스테이지 시스템을 조정하는 단계

   를 포함하는 스테이지 시스템 조정 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스테이지 컨트롤러의 대역폭은 그리드 내의 조정될 불균일성이 감지되는 비율에 비해 낮은, 스테이지 시스템 조정 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 인코더 그리드에 대한 상기 스테이지의 적어도 2회의 상이한 이동에 대 하여 상기 a) 단계 내지 상기 c) 단계를 반복하는 단계; 및

   상기 d) 단계 이전에, 2차원 필터를 적용함으로써 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호를 필터링하는 단계

   를 더 포함하는, 스테이지 시스템 조정 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 필터는 조정될 공간 주파수 범위 내의 공간 대역폭을 갖는, 스테이지 시스템 조정 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 d) 단계 전에, 조정될 공간 주파수 범위 내의 공간 대역폭을 적용함으로써 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는, 스테이지 시스템 조정 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 인코더 그리드에 대해 상기 스테이지를 상기 스테이지의 상이한 위치로 이동시키는 것을 반복하는 단계;

   평균 신호 곡선을 획득하기 위해 상이한 위치에 대한 상기 c) 단계에서 등록된 상기 신호를 평균화하는 단계; 및

   상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 상기 평균 신호 곡선을 감산 하고, 감산 결과에 따라 조정을 수행하는 단계

   를 더 포함하는, 스테이지 시스템 조정 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 C) 단계에서 등록된 상기 신호에서의 피크들을 비교하는 단계를 더 포함하며, 상기 비교하는 단계로부터 가능한 변동 파라미터가 구해지고, 상기 변동 파라미터가 상기 평균 신호 곡선을 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 감산하기 전에 상기 평균 신호 곡선에 적용되는, 스테이지 시스템 조정 방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 스테이지를 일정 속도를 향해 가속시킬 때에 상기 스테이지 컨트롤러의 대역폭을 증가시키는 단계; 및

   상기 스테이지의 정착(settling)이 상기 a) 단계에서의 일정 속도의 이동에 도달할 시에 상기 스테이지 컨트롤러의 대역폭을 감소시키는 단계

   를 더 포함하는, 스테이지 시스템 조정 방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 인코더 그리드에 대한 상기 스테이지의 복수의 이동을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 이동은 스테이지 이동의 속도, 방향 및 개시 위치와, 상기 스테이지의 롱 스트로크 모터의 개시 위치와, 이동의 방위 중의 하나 이상이 서로 상이 하며, 각각의 이동의 등록된 상기 신호가 평균화되는, 스테이지 시스템 조정 방법.
10. 제1항에 있어서,

    조정될 공간 주파수 범위에서 벗어난 공간 주파수 범위에서의 오차를 학습하기 위해 반복 학습 제어(iterative learning control)를 적용하는 단계를 더 포함하는, 스테이지 시스템 조정 방법.
11. 제1항에 있어서,

    듀얼 스테이지 리소그래피 장치에서 스테이지를 스왑핑한 후에 상기 인코더 그리드에 대한 상기 스테이지의 이동을 반복하는 단계를 더 포함하는, 스테이지 시스템 조정 방법.
12. 제1항에 있어서,

    상기 이동은 일정 속도 이동 부분 및 가속도 이동 부분을 포함하며, 상기 가속도 이동 부분 동안의 상기 스테이지의 가속도는 상기 스테이지 컨트롤러의 대역폭에 비하여 느리게 되는, 스테이지 시스템 조정 방법.
13. 제1항에 있어서,

    상기 스테이지의 동일한 이동을 위한 상기 a) 단계 내지 상기 d) 단계를 반복함으로써 반복 조정이 제공되는, 스테이지 시스템 조정 방법.
14. 제1항에 있어서,

    상기 스테이지의 이동 동안에, 가속도계에 의해 상기 스테이지의 가속도를 측정하는 단계;

    측정된 가속도로부터 보정 신호를 구하는 단계; 및

    상기 세트포인트 신호와 조정 이전의 상기 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 상기 신호를 상기 보정 신호로 보정하는 단계

    를 더 포함하는, 스테이지 시스템 조정 방법.
15. 제1항에 있어서,

    상기 스테이지의 이동 동안, 가속도계에 의해 상기 스테이지의 가속도를 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 스테이지 컨트롤러에 가속도 피드백이 제공되는, 스테이지 시스템 조정 방법.
16. 제1항에 있어서,

    상기 세트포인트 신호와 상기 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 상기 신호를 상기 스테이지 컨트롤러의 대역 통과 필터링된 역제어 감도(band pass filtered inverse control sensitivity)와 승산하는 단계를 더 포함하며, 승산의 결과가 조정에 적용되는, 스테이지 시스템 조정 방법.
17. 스테이지 시스템에 있어서,

    이동 가능한 스테이지;

    인코더 그리드, 및 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 스테이지의 위치를 측정하도록 구성된 센서 헤드; 및

    a) 세트포인트 신호에 응답하여, 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 이동 가능한 스테이지를 위치시키고, b) 상기 세트포인트 신호와 상기 센서 헤드에 의해 측정된 상기 이동 가능한 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 등록하고, c) 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 스테이지 시스템을 조정하는, 컨트롤러

    를 포함하는 스테이지 시스템.
18. 리소그래피 장치에 있어서,

    밤사빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템;

    방사빔을 패터닝하여 패터닝된 방사빔을 형성하도록 구성된 패터닝 장치를 유지하도록 구성된 패터닝 장치 지지체;

    기판을 지지하도록 구성된 기판 지지체;

    패터닝된 방사빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및

    상기 패터닝 장치 지지체 및 상기 기판 지지체 중의 하나를 이동시키도록 구성된 스테이지 시스템

    을 포함하며,

    상기 스테이지 시스템은,

    a) 상기 패터닝 장치 지지체 및 상기 기판 지지체 중의 하나를 유지하는 이동 가능한 스테이지;

    b) 인코더 그리드, 및 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 스테이지의 위치를 측정하도록 구성된 센서 헤드; 및

    c) ⅰ) 세트포인트 신호에 응답하여, 상기 인코더 그리드에 대하여 상기 스테이지를 위치시키고, ⅱ) 상기 세트포인트 신호와 상기 센서 헤드에 의해 측정된 상기 스테이지의 위치 간의 차이를 나타내는 신호를 등록하고, ⅲ) 상기 차이를 나타내는 등록된 상기 신호로부터 스테이지 시스템을 조정하는, 컨트롤러

    를 포함하는, 리소그래피 장치.

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