KR20090113225A - 위치 제어 시스템, 리소그래피 장치 및 이동가능한 대상물의 위치를 제어하는 방법 - Google Patents

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Abstract

이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되는 위치 제어 시스템은 이동가능한 대상물 상의 센서 및 센서 타겟의 위치를 결정하도록 구성되는 위치 측정 시스템; 측정된 위치를 토대로 세트-포인트 위치와 위치 피드-백 신호를 비교함으로써 오차 신호를 제공하도록 구성되는 비교기(comparator); 상기 오차 신호를 토대로 제어 신호를 제공하도록 구성되는 제어기; 원하는 위치와 관련된 제 1 신호를 토대로 피드-포워드 신호를 제공하도록 구성되는 피드-포워드 디바이스; 상기 제어 신호 및 상기 피드-포워드 신호를 토대로 상기 이동가능한 대상물 상에 작용하도록 구성되는 1 이상의 액추에이터를 포함하며 및 상기 위치 제어 시스템은 컴플라이언스 보상 신호(compliance compensation signal)를 제공하는 컴플라이언스 보상 디바이스(compliance compensation device)를 더 포함하며, 상기 컴플라이언스 보상 신호는 피드-백 위치 신호를 얻기 위하여 상기 위치 측정 시스템의 측정된 위치로부터 차감된다.

Description

위치 제어 시스템, 리소그래피 장치 및 이동가능한 대상물의 위치를 제어하는 방법{POSITION CONTROL SYSTEM, A LITHOGRAPHIC APPARATUS AND A METHOD FOR CONTROLLING A POSITION OF A MOVABLE OBJECT}
본 발명은 위치 제어 시스템, 리소그래피 장치 및 이동가능한 대상물의 위치를 제어하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상에, 통상적으로는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층 상에 형성될 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 1 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. 통상적인 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테 퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행한 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
통상적인 리소그래피 장치는 기판 지지부의 위치를 제어하도록 구성되는 위치 제어 시스템을 포함한다. 이 위치 제어 시스템은 기판 지지부 상에 장착되는 다수의 센서 또는 센서 타겟부들의 위치를 측정하도록 구성되는 위치 측정 시스템을 포함한다. 센서 또는 센서 타겟들의 측정된 위치를 토대로, 기판 지지부의 또 다른 곳의 위치, 예를 들어 패터닝된 방사선 빔을 위한 기판 상의 타겟부가 결정될 수 있다.
리소그래피 장치의 이용시 기판 지지부 상에 힘들이 가해질 수 있다. 예를 들어, 노광 상황 동안, 즉 기판 레벨의 타겟부 상에 패터닝된 빔의 투영 동안, 렌즈 칼럼에 대해 정확한 방위로 기판의 상부면을 위치시키기 위해 레벨 액추에이션이 수행될 수 있다. 기판 지지부의 강성(stiffness)은 제한되어 있으므로, 레벨 액추에이션들 또는 다른 가속화들은 기판 지지부의 일시적인 변형을 야기할 수 있다. 이러한 변형들은 초점오차 및/또는 오버레이의 오프셋을 유발할 수 있다.
기판 지지부의 변형의 위험을 줄여서, 결과적으로는 초점오차 또는 오버레이 오프셋의 위험을 줄이기 위하여, 기판 지지부의 강성을 증대시키는 방법이 제안되어 왔다. 하지만, 기판 지지부의 위치설정의 정확성 및 속도와 관련하여 증대된 요건, 예를 들어, 무게에 대한 추가적인 문제를 겪지 않고 기판 지지부의 강성을 증대시키기 위한 가능성들은 한계에 이르렀다.
인코더(encoder) 타입 측정 시스템이 측정 시스템을 위해 사용될 수 있다. 이러한 인코더-타입 측정 시스템은 이동가능한 대상물 상에 장착되는 1 이상의 센서 및 1 이상의 센서 타겟 대상물[실질적으로 정지된 프레임, 특히 소위 메트롤로지 프레임(메트로-프레임) 상에 장착됨], 예를 들어 격자(grating) 또는 그리드(grid)를 포함하는 센서 타겟 플레이트를 포함할 수 있다. 센서 타겟 대상물은 1-차원 또는 다차원 격자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 타겟 대상물은 통상적으로 2 차원 직교 그리드가 배치되는 플레이트 형태로 되어 있다. 이러한 센서 타겟 대상물은 흔히 그리드, 격자 또는 그리드 플레이트로 칭해진다.
인코더-타입 측정 시스템의 사용시, 특히 인코더 헤드들 중 하나가 투영 시스템에 근접하게 또는 투영 시스템 아래에 배치되는 경우, 스테이지 상의 인코더 헤드들 중 하나가 그리드 플레이트의 작동 영역 밖으로 떨어질 가능성이 있을 수 있다. 결과적으로, 이 인코더 헤드는 위치 측정에 사용될 수 없다.
인코더 헤드들 중 하나가 위치 측정에 사용될 수 없는 경우 다른 인코더 헤드들이 기판 지지부의 위치를 결정할 수 있도록 하기 위해, 인코더 헤드들의 나머지 세트의 인코더 헤드들이 기판 지지부 상의 상이한 곳들 상에 장착될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시예에서, 위치 측정 시스템은 스테이지의 코너들에 배치되는 4 개의 인코더 헤드를 포함하며, 각각의 인코더 헤드는 두 방향으로 스테이지의 위치를 측정할 수 있다. 인코더 헤드들 중 하나가 사용될 수 없는 경우, 나머 지 헤드들이 6 자유도의 위치 측정을 제공할 수 있다. 4 개의 인코더 헤드 모두가 위치 측정에 사용될 수 있는 경우, 인코더 헤드들의 나머지 세트는 캘리브레이션(calibration)에 사용될 수 있다.
기판 지지부가 렌즈 칼럼에 대해 이동되는 경우, 순차적으로 상이한 인코더 헤드가 위치 측정에 사용될 수 없는 가능성이 존재한다. 이는 상이한 세트의 인코더 헤드들이 상이한 위치들에서 위치 측정에 사용되어야 하는 결과를 갖는다. 기판 지지부의 이동시, 기판 지지부의 위치에 따라 최적의 위치 측정을 얻기 위해 인코더 헤드들의 상이한 세트들 간에 스위칭이 이루어질 수 있다.
인코더 헤드들의 상이한 세트들 간의 스위칭 동안, 각각의 인코더 헤드들의 위치 측정은 정확하며, 인코더 헤드들의 소정 세트를 토대로 기판 지지부 상의 어떤 곳의 위치가 정확히 결정될 수 있다고 가정될 수 있다. 하지만, 내부적 변형들로 인하여, 특히 기판 지지부가 가속화되거나 또는 감속화되는 경우 기판 지지부의 형상은 일시적으로 변할 수 있다. 결과적으로, 인코더 헤드들은 항상 서로에 대해 동일한 위치에 배치되는 것은 아닐 수도 있다. 인코더 헤드들의 상이한 세트들 간의 스위칭은 기판 지지부 상의 특정한 곳의 상이하게 측정된 위치를 초래할 수 있다. 측정된 위치의 이러한 차이는 위치 제어 시스템의 제어기 디바이스로 오차 신호가 피딩되도록 할 수도 있다.
따라서, 인코더 헤드들의 상이한 세트들 간의 스위칭은 바람직하지 않은 위치 제어 시스템의 반응을 초래할 수도 있다. 예를 들어, 인코더 헤드들의 상이한 세트들 간의 스위칭은 부정확한 위치설정 또는 증가된 설정 시간을 유발할 수 있 다.
이동가능한 지지부의 위치 제어 시스템의 정확성 및/또는 반응 시간을 개선하는 것이 바람직하다. 특히, 측정 디바이스들의 상이한 세트들 간에 스위칭되는 위치 제어 시스템의 정확성 및/또는 반응 시간을 개선시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되는 위치 제어 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 센서 및 센서 타겟 - 상기 센서는 상기 이동가능한 대상물 상에 배치되고 상기 센서 타겟은 실질적으로 정지해 있거나 또는 그 역도 가능함 - 을 갖는 상기 이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되고, 상기 이동가능한 대상물의 측정된 위치를 나타내는 측정된 위치 신호를 출력하도록 구성되는 위치 측정 시스템; 오차 신호를 제공하도록 구성되는 비교기(comparator); 상기 오차 신호를 토대로 제어 신호를 제공하도록 구성되는 제어기; 원하는 위치와 관련된 제 1 신호를 토대로 피드-포워드 신호를 제공하도록 구성되는 피드-포워드 디바이스; 상기 제어 신호 및 상기 피드-포워드 신호를 토대로 상기 이동가능한 대상물 상에 작용하도록 구성되는 1 이상의 액추에이터, 및 컴플라이언스 보상 신호(compliance compensation signal)를 제공하도록 구성되는 컴플라이언스 보상기(compliance compensator)를 포함하며, 상기 오차 신호는 세트-포인트 위치 신호, 상기 측정된 위치 신호, 및 상기 컴플라이언스 보상 신호를 토대 로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 패터닝 디바이스 - 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 - 를 지지하도록 구성되는 패터닝 디바이스 지지부; 기판을 유지하도록 구성되는 기판 지지부; 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상으로 투영하도록 구성되는 투영시스템; 및 이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되는 위치 제어 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 시스템은, 센서 및 센서 타겟 - 상기 센서는 상기 이동가능한 대상물 상에 배치되고 상기 센서 타겟은 실질적으로 정지해 있거나 또는 그 역도 가능함 - 을 갖는 상기 이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되고, 상기 이동가능한 대상물의 측정된 위치를 나타내는 측정된 위치 신호를 출력하도록 구성되는 위치 측정 시스템; 오차 신호를 제공하도록 구성되는 비교기; 상기 오차 신호를 토대로 제어 신호를 제공하도록 구성되는 제어기; 원하는 위치와 관련된 제 1 신호를 토대로 피드-포워드 신호를 제공하도록 구성되는 피드-포워드 디바이스; 상기 제어 신호 및 상기 피드-포워드 신호를 토대로 상기 이동가능한 대상물 상에 작용하도록 구성되는 1 이상의 액추에이터, 및 컴플라이언스 보상 신호를 제공하도록 구성되는 컴플라이언스 보상기를 포함하며, 상기 오차 신호는 세트-포인트 위치 신호, 상기 측정된 위치 신호, 및 상기 컴플라이언스 보상 신호를 토대로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동가능한 대상물의 위치를 제어하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 상기 이동가능한 대상물 상의 센서 또는 센서 타겟의 위치를 결정하는 단계; 오차 신호를 결정하는 단계; 상기 오차 신호를 토대로 제어 신호를 발생시키는 단계; 상기 이동가능한 대상물의 원하는 위치와 관련된 제 1 신호를 토대로 피드-포워드 신호를 발생시키는 단계; 상기 제어 신호 및 상기 피드-포워드 신호를 토대로 1 이상의 액추에이터를 액추에이팅하는 단계, 및 컴플라이언스 보상 신호를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 오차 신호는 세트-포인트 위치 신호, 상기 이동가능한 대상물의 측정된 위치를 나타내는 신호, 및 상기 컴플라이언스 보상 신호를 비교함으로써 결정된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 다른 적합한 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 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 패터닝 디바이스 지지부 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)을 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 지지부 또는 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT)을 포함한다. 상기 장치는 패터닝 디바이스(MA)에 의해 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 더 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형, 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자 기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스 지지부는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지부는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지부는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지부는, 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 예로 는 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 패터닝 디바이스 지지부(예를 들어, 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 시스템(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 패터닝 디바이스 지지부(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스[예를 들어, 마스크(MA)]를 가로지른 후, 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 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스[예를 들어, 마스크(MA)]를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지부[예를 들어, 마스크 테이블(MT)]의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 수 있으며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지부"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, 패터닝 디바이스 지지부[예를 들어, 마스크 테이블(MT)]은 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스[예를 들어, 마스크(MA)] 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 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, 패터닝 디바이스[예를 들어, 마스크(MA)] 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지부[예를 들어, 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, 패터닝 디바이스 지지부[예를 들어, 마스크 테이블(MT)] 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 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, 패터닝 디바이스 지지부[예를 들어, 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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(2)을 유지하는 기판 지지부(1)의 평면도를 도시하고 있다. 기판 지지부 상에는 인코더-타입 위치 측정 시스템의 4 개의 인코더 헤드(3, 4, 5, 6)가 장착되며, 그들 각각은 정지된 그리드 플레이트(7)에 대해 2 자유도로 위치를 결정하도록 구성된다. 정지된 그리드 플레이트(7)는 기판 지지부(1) 위에 배치되며, 기판 지지부(1)는 주로 그리드 플레이트(7)와 평행한 방향으로 움직인다. 그리드 플레이트(7)에는, 주로 그리드 플레이트(7) 위에 배치되는 투영시스템의 투영빔이 지나도록 하기 위한 중심 홀(8)이 배치된다. 또 다른 실시예에서, 그리드 플레이트는 기판 지지부(1) 상에 배치되고 인코더 헤드들은 정지해 있다.
각각의 인코더 헤드들(3, 4, 5, 6)은 단지 그리드 플레이트(7)와 정렬될 때 기판 지지부(1)의 위치를 결정할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이 기판 지지부(1)의 위치에서, 인코더 헤드들(4, 5, 및 6)은 그리드 플레이트(7)와 정렬되며 기판 지지부의 위치는 6 자유도로 결정될 수 있다. 하지만, 인코더 헤드(3)는 그리드 플레이트와 정렬되지 않았기 때문에 기판 지지부의 위치 결정에 사용될 수 없는데, 이는 그것이 중심 홀(8)과 대향하여 배치되었기 때문이다. '정렬된'이란 용어는 인코더 헤드가 그리드 플레이트(7)에 대한 위치 또는 위치의 변화를 결정할 수 있는 곳에서 상기 그리드 플레이트에 대해 위치된다는 것을 나타내는데 사용된다는 것을 이해해야 한다.
기판 지지부(1)가 다른 위치로 움직이는 경우, 인코더 헤드(3)는 그리드 플레이트(7)와 정렬되어 위치 측정에 사용될 수 있는 한편, 인코더 헤드들(4, 5 또는 6) 중 하나는 더 이상 그리드 플레이트(7)와 정렬되지 않아서 각각의 인코더 헤드(4, 5, 또는 6)가 위치 측정에 사용될 수 없는 가능성이 존재한다.
위치 측정 시스템은 기판 지지부(1)의 각각의 예측되거나 및/또는 가능한 위치에서 적어도 3 개의 인코더 헤드(3, 4, 5, 6)가 그리드 플레이트(7)와 정렬되어 6 자유도의 위치 측정이 가능해지도록 구성된다.
따라서, 기판 지지부(1) 상에 인코더 헤드들(3, 4, 5, 6)의 나머지 세트가 장착되어 인코더 헤드들(3, 4, 5, 6) 중 하나가 위치 측정에 사용될 수 없는 경우에도 위치 측정이 가능해지도록 한다. 위치 측정에 사용될 수 없는 인코더 헤드는 같지 않을 수도 있기 때문에, 기판 지지부의 위치에 따라 연속적인 위치 측정이 가능해지도록 인코더 헤드들의 상이한 세트들 간에 스위칭이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
인코더 헤드들의 상이한 세트들, 즉 3 개의 선택된 세트 또는 4 세트 모두 간의 스위칭은 테이크-오버(take-over)라 지칭하기도 한다. 이러한 테이크-오버는 기판 지지부의 유한한 강성의 결과로서 기판 지지부의 위치 결정에 있어 오차를 야기할 수도 있다.
가속화 동안, 기판 지지부는 가속력들로 인해 변형될 수 있다. 다시 말해, 가속화 상황 동안 다양한 인코더 조합들 간의 상대적인 위치가 더 이상 고정되지 않는다.
결과적으로, 가속화 상황 동안의 테이크-오버는 하나의 인코더 조합으로부터 다른 인코더 조합으로의 스위칭으로 인해 불연속적인 스테이지 위치 측정을 가져올 수 있다. 노광 동안 더 이상의 변형이 존재하지 않는다 하더라도, 노광은 일정한 속도로 일어나기 때문에 테이크-오버 동안의 위치 측정의 불연속성은 가속화 상황 이 끝난 후에도 진행될 수 있는 서보(servo) 오차의 계단-응답(step-response)을 야기한다. 결과적으로, 불연속성에 의해 야기되는 계단 응답은 리소그래피 장치의 노광 상황이 시작된 경우에도 미처 진정되지 않을 수도 있다.
테이크-오버가 없는 경우에도, 기판 지지부의 유한한 내부 강성은 스테이지의 서보 오차들의 소스일 수 있다. 종래 기술의 위치 제어 시스템들에서는,이러한 유한한 강성에 대처하기 위해 가속도 피드-포워드 및 스냅 피드 포워드의 조합이 제안되어 왔다. 가속도 피드-포워드는 기판 지지부를 가속화하기 위한 공칭(nominal) 힘을 제공하는 한편, 스냅 피드 포워드는 내부 변형을 보상하기 위한 추가적인 힘을 제공한다. 다시 말해, 스냅-힘은 기판 지지부의 위치를 보정하여, 내부 변형에도 불구하고 인코더가 세트-포인트를 추적하고 서보 오차가 작게 유지될 수 있도록 한다.
테이크-오버시, 스냅-피드 포워드의 튜닝은 제어될 시스템(스테이지)의 다이나믹스(dynamics)에 종속된다. 테이크 오버가 일어나는 경우, 제어기에 의하여 보았을 때 스테이지의 다이나믹이 변하며, 스냅 피드 포워드의 새로운 튜닝을 제공하는 것이 바람직하다. 달리 말해, 테이크-오버 현상은 스냅 피드 포워드 위치를 종속화시킨다.
도 3은 기판 지지부의 가속화 동안 테이크-오버에 의하여 야기되는 서보 정확성 문제들에 대처하기 위한 대안의 해법을 나타내고 있다. 도 3은 기판 지지부의 제어 체계를 나타내고 있다. 기판 지지부의 메카닉스(mechanics)는 시스템 블록(P)으로 나타나 있다. 기판 지지부의 위치는 위치 측정 시스템(PS)에 의하여 측 정된다.
기판 지지부의 실제 위치를 나타내는 피드백 신호는 오차 신호(e)를 얻기 위하여 세트-포인트 발생기(SP)에 의하여 발생되는 위치 세트-포인트(sp-p)로부터 차감된다. 세트-포인트 발생기(SP)는 별개의 시스템일 수 있으나, 또한 중심 프로세스 등의 일부일 수도 있다. 오차 신호(e)는 오차 신호(e)를 토대로 제어 신호를 제공하는 제어기(C)로 피딩된다. 제어기(C)는 PI 또는 PID 제어기와 같은 제어기의 어떠한 적합한 타입으로도 이루어질 수 있다.
제어 시스템은 1 이상의 각각의 액추에이터들을 액추에이팅하는데 사용되는 액추에이터 신호를 얻기 위하여 제어 신호에 부가되는 피드-포워드 신호(ff)를 제공하는 피드-포워드 디바이스(FF)를 포함한다. 피드-포워드 신호는 세트-포인트 발생기(SP)에 의해 발생되어 피드-포워드 디바이스로 피딩되는 가속도 세트-포인트 신호(sp-a)를 토대로 한다.
제어 시스템은 위치 측정 시스템(MS)에 의하여 측정될 때 측정된 위치(pos)로부터 차감된 컴플라이언스 보상 신호(cc)를 제공하는 컴플라이언스 보상 디바이스(CC)를 더 포함한다. 컴플라이언스 보상 디바이스는 측정된 위치 상에서의 기판 지지부의 내부 변형의 효과를 근사화하도록 구성된다. 측정된 위치 상에서의 기판 지지부의 내부 변형 효과의 이러한 근사화는 피드백되고 위치 세트-포인트 위치 신호(sp-p)로부터 차감된 피드백 신호를 얻기 위하여 측정된 위치로부터 차감된다. 생성된 오차 신호(e)는 내부 변형의 효과를 실질적으로 포함하지 않는데, 이 효과는 기판에 가해지는 충분한 힘인 컴플라이언스 보상 신호의 차감에 의하여 보상된 다.
컴플라이언스 보상 디바이스(CC)는 피드-포워드 신호를 토대로 컴플라이언스 보상 신호(cc)를 계산한다. 다른 적합한 신호가 사용될 수도 있다. 컴플라이언스 보상 디바이스는 컴플라이언스 보상 게인을 포함한다. 본 실시예에서, 이 컴플라이언스 보상 게인은 기판 지지부의 내부 변형으로 인해 각각의 인코더 헤드의 위치와 관련하여 유발된 효과와 기판 지지부의 가속화 간의 관련성을 부여한다.
이하, 이러한 컴플라이언스 보상 게인들의 계산의 일 예시가 주어진다. 또한, 다른 방식으로, 예를 들어 시스템 식별 기술들, 타임 도메인 최적화 기술들 또는 여타 적합한 방법이나 그들의 조합에 의하여 컴플라이언스 보상 게인을 얻는 것도 가능하다.
예시
기판 지지부에 존재할 수 있는 (작은) 댐핑(damping)을 무시하면, 액추에이터 힘(F)과 측정된 위치(x) 간의 관계는 (라플라스 도메인에서) 2차 시스템들 또는 모드들의 합계로 표현될 수 있다.
Figure 112009025204174-PAT00001
여기서, s는 라플라스 연산자이고, ai는 (x 및 F의 장소에 따른) 상수이고, mi는 모드 질량(modal mass)이며, ki는 모드 강성(modal stiffness)이다.
오른쪽의 첫 항은 기판 지지부의 강체 거동을 기술하고 있는 한편(그리고 m1은 기판 지지부의 질량과 같음), 두 번째 항은 기판 지지부의 내부 모드들을 나타낸다. 기판 지지부의 강성이 무한하다면, 두 번째 항은 생략된다.
세트-포인트 신호는 시스템이 움직이도록 강제하는 동시에 내부 변형을 야기한다. 사용되는 세트-포인트의 특성[또는 프리퀀시 콘텐트(frequency content)]로 인하여, 내부 모드들(수학식 1의 오른쪽 두 번째 항)은 거의 동적이지 않고 대개 정적으로 여기된다(static excited).
결과적으로, 수학식 1은 다음과 같이 근사화될 수 있다.
Figure 112009025204174-PAT00002
다음으로 2 개의 센서들(x1 및 x2)이 존재한다고 가정하자. 수학식 2를 토대로하여, 상기 센서들과 액추에이터 간의 관계는 다음과 같이 근사화될 수 있다.
Figure 112009025204174-PAT00003
Figure 112009025204174-PAT00004
변수 c1 및 c2는 컴플라이언스의 차원(dimension)을 갖는다. 그들은 각각의 센서 1 및 2의 장소에서의 변형 뉴턴 여기 힘(Newton excitation force) 당 미터로 기술된다(c는 m/N로 기술됨).
센서 1로부터 센서 2로 스위칭되는 경우, 측정된 위치에서 다음과 같은 불연속성이 발생된다.
Figure 112009025204174-PAT00005
기판 지지부에 대하여, 불연속성은, 예를 들어 수평 방향에서 대략 30nm로부터 수직 방향에서 대략 600nm까지 변할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 센서(수학식 3과 4 각각에서 c1F 및 c2F)의 장소에서의 (근사화된) 내부 변형은 측정 위치 신호가 비교기로 피드백되기 이전에 측정된 위치로부터 차감되며, 상기 측정 위치 신호는 위치 세트-포인트 신호로부터 차감된다.
피드 포워드 항은 기판 지지부 상에 작용하는 대부분의 전체 서브 힘, 예를 들어 99% 이상의 전체 서보 힘을 나타내므로, 이 신호는 기판 지지부 상에 작용하는 힘(F)을 반영하는데 사용된다. 세트-포인트를 토대로 하는 신호를 이용함으로써, 제어 시스템에서의 잉여의 피드백 루프가 회피된다.
보상된 센서 신호들(x1,cc 및 x2,cc)은 이제 다음과 같이 근사화된다.
Figure 112009025204174-PAT00006
Figure 112009025204174-PAT00007
테이크-오버가 일어나는 경우, 내부 변형의 효과는 기판 지지부의 측정된 위치(pos)의 컴플라이언스 보상 신호(cc)를 차감함으로써 실질적으로 보상되기 때문에 피드백 신호(fb)에서의 불연속성은 실질적으로 더 이상 존재하지 않는다.
일 실시예에서는 측정된 액추에이터 힘보다는 가속도 피드 포워드(ff), 예를 들어 컴플라이언스 보상 디바이스(CC)에 대한 입력으로서 a를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 노광(일정한 속도) 동안 CC가 실제 측정된 위치에 영향을 미치지 않도록 보장한다.
상기 예시에서는 단 하나의 힘(F)과 2 개의 센서(x1 및 x2)가 사용된다. 생성된 컴플라이언스 보상 게인은 c1 및 c2를 나타내는 2 개의 스칼라를 포함한다.
컴플라이언스 보상은 원하는 자유도로 작용될 수 있다. 기판 지지부에 대하여 컴플라이언스 보상은 기판 지지부의 주 이동 방향에서만 사용될 수도 있다. 통상적으로, 기판 지지부는 흔히 x- 및 y-방향이 라 지칭되는 그리드 플레이트(7)와 평행한 평면 내에서 주로 움직인다. 2 개의 주 방향으로의 컴플라이언스 보상을 얻기 위하여, 각각의 방향에 대한 컴플라이언스 보상 게인은 각각의 인코더 헤드에 대해 도출되어야 한다.
4 개의 2D 인코더를 갖는 기판 지지부에 대하여, 힘 여기 방향 당 8 개의 변수들, 즉 인코더 헤드 DOF 당 그리고 여기 방향 당 m/N로 표현되는 하나의 컴플라이언스 보상 게인이 존재한다. 단지 (스탭과 스캔 각각) x- 및 y-방향으로 큰 힘의 여기들이 발생된다고 가정하면, 16 개의 변수들로 컴플라이언스 보상 디바이 스(CC)를 충분히 설명할 수 있으며, 이는 8×2의 멀티-인풋 멀티-아웃풋(MIMO) 매트릭스 게인이 된다.
컴플라이언스 보상은 측정된 위치 상에서의 내부 변형의 효과를 실질적으로 에측하고 인코더 헤드의 측정된 위치로부터 이러한 효과를 차감하기 때문에, 위치 세트-포인트(sp-p)와 비교되는 피드백 신호(fb)에서 내부 변형에 의하여 야기되는 효과가 실질적으로 더 이상 존재하지 않는다. 결과적으로 인코더 헤드들의 상이한 세트들 간에 스위칭이 이루어지는 동안의 불연속성이 실질적으로 제거된다.
이와 관련하여, 컴플라이언스 보상은 스냅 피드 포워드와는 실질적으로 상이하다는 것을 이해해야 한다. 스냅 피드 포워드는 기판 지지부를 여기하여 센서가 세트-포인트 신호를 보다 잘 추적할 수 있도록 하는 반면, 컴플라이언스 보상은 (일시적으로 존재하는) 변형을 마스킹하여 기판 지지부가 보다 원활하게 라이드(ride)할 수 있게 한다.
나타낸 실시예에서, 컴플라이언스 보상은 실제 액추에이터 힘과 같은 피드백 신호가 아닌 피드-포워드 신호를 토대로 한다. 액추에이터 힘들 거의 모두를 나타내기 때문에 피드 포워드 신호면 충분하다. 피드 포워드 신호를 이용하면 컴플라이언스 보상이 불안정한 시스템을 생성하는 것을 불가능하게 할 수 있다. 또한, 피드-포워드 신호를 사용하면 적어도 주 이동 방향으로 가속화가 제공되지 않는 경우의 노광 동안의 보상이 0이 되도록 보장할 수 있다.
컴플라이언스 보상의 추가 장점은 기판 지지부의 변형이 가속력에만 종속적이며 기판 지지부의 위치와는 독립적이라는 점이다. 컴플라이언스 보상이 인코더 의 변형을 보상하기 때문에, CC 또한 위치에 독립적이다.
도 4는 내부 변형을 고려하기 위하여 컴플라이언스 보상 디바이스를 이용하는 제어 체계의 대안실시예를 나타내고 있다. 도 3의 제어 체계는 도 4의 제어 체계와 대부분 대응된다. 도 3 및 도 4의 제어 체계의 유일한 차이는 스냅 피드-포워드의 (재)도입이다.
도 4 제어 체계의 피드-포워드 디바이스(FF)에서, 점선으로 나타낸 피드-포워드 디바이스(FF)는 가속도 세트-포인트(sp-a)를 기초로 가속도 피드-포워드 신호(ffa)를 제공하는 가속도 피드-포워드 디바이스(FFA)를 포함한다. 피드-포워드 디바이스(FF)는 스냅 세트-포인트(sp-s)를 기초로 스냅 피드-포워드 신호(ffs)를 제공하는 스냅 피드-포워드 디바이스(FFS)를 더 포함한다. 가속도 피드-포워드 신호 및 스냅 피드-포워드 신호는 실제 신호(a)를 제공하기 위하여 제어기의 신호에 부가된다. 가속도 피드-포워드 신호(ffa)는 컴플라이언스 보상 디바이스(CC)에 대한 입력 신호로서 또한 사용된다.
도 3의 실시예에 대하여 설명된 바와 같이, 컴플라이언스 보상은 위치-독립적으로 구현되고 센서의 상이한 세트들 간의 테이크 오버는 제어 시스템에서 실질적으로 불연속성을 유발하지 않고 수행될 수 있기 때문에 컴플라이언스 보상 디바이스는 스냅 피드-포워드에 대해 매력적인 대안이다. 스냅 피드-포워드 디바이스와 실질적으로 같은 결과들이 얻어져야 하는 경우, 피드-포워드 디바이스는 MIMO 및 위치 독립적이어야 한다는 것을 이해해야 한다. 또한, 센서들의 상이한 세트들 간의 테이크 오버는 불연속성들 및 결과적으로 서보 오차들을 계속 야기할 수 있 다.
하지만, 컴플라이언스 보상 이용시의 잔류 오차들은 스냅 피드-포워드를 이용하는 시스템 내에서 유지되는 잔류 오차들보다 약간 더 클 수 있다.
스냅 피드-포워드 디바이스의 추가는 도 3에 나타낸 바와 같이 제어 체계 내의 잔류 오차들을 감소시킬 수 있다. 스냅 피드-포워드 디바이스는 잔류 오차들을 감소시키기 위해 최적화될 수 있으며, 이는 위치 제어 시스템의 잔류 오차들을 훨씬 더 잘 감쇠시킬 수 있다.
스냅 피드-포워드 디바이스(FFS)는 기판 지지부의 내부 변형의 보상에 사용되지 않기 때문에 싱글 인풋-싱글 아웃풋(SISO)일 수 있다.
따라서, 인코더 헤드들의 측정된 위치에서의 내부 변형의 효과를 마스킹하는 컴플라이언스 보상 디바이스와 잔류 오차들의 감쇠를 위한 SISO 스냅 피드-포워드 디바이스의 조합은 센서들의 상이한 세트들 간의 테이크 오버가 위치 측정에 있어 불연속성을 유발하지 않고 이루어질 수 있는 정확한 위치 제어 시스템을 제공한다. 또한, 기판 지지부의 주 방향들로 컴플라이언스 보상을 제공하는데 제한된 세트의 컴플라이언스 보상 게인들을 필요로 한다.
진류 오차들의 추가적인 감쇠를 원하지 않거나 다른 방식으로 제공되는 경우, 스냅 피드-포워드 디바이스는 생략될 수도 있다. 이러한 위치 제어 시스템에서, 컴플라이언스 보상 디바이스는 스냅 피드-포워드 디바이스 없이 제공될 수도 있다.
컴플라이언스 보상 디바이스의 이용이 리소그래피 장치의 기판 지지부와 관 련하여 설명되었다. 위치 제어 시스템은 또한, 특히 센서들의 상이한 세트들 간의 테이크-오버를 필요로 하지 않는 경우 높은 정확도로 제어되어야 하는 다른 이동가능한 대상물들에 대해서도 사용될 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 툴 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 위하여 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 토포그래 피(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, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 대략 그 정도의 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 같은 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.
이상, 대응되는 참조 부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 나타낸 도;
도 2는 인코더 헤드들의 나머지 세트를 포함하는 인코더 타입 위치 측정 시스템을 포함하는 기판 지지부의 평면도;
도 3은 본 발명에 따른 위치 제어 시스템의 제어 체계의 일 실시예를 나타낸 도;
도 4는 본 발명에 따른 위치 제어 시스템의 제어 체계의 일 실시예를 나타낸 도이다.

Claims (23)

  1. 이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되는 위치 제어 시스템에 있어서,
    센서 및 센서 타겟 - 상기 센서는 상기 이동가능한 대상물 상에 배치되고 상기 센서 타겟은 실질적으로 정지해 있거나, 또는 그 역도 가능함 - 을 갖는 상기 이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되고, 상기 이동가능한 대상물의 측정된 위치를 나타내는 측정된 위치 신호를 출력하도록 구성되는 위치 측정 시스템;
    오차 신호를 제공하도록 구성되는 비교기(comparator);
    상기 오차 신호를 토대로 제어 신호를 제공하도록 구성되는 제어기;
    원하는 위치와 관련된 제 1 신호를 토대로 피드-포워드 신호를 제공하도록 구성되는 피드-포워드 디바이스;
    상기 제어 신호 및 상기 피드-포워드 신호를 토대로 상기 이동가능한 대상물 상에 작용하도록 구성되는 1 이상의 액추에이터, 및
    컴플라이언스 보상 신호(compliance compensation signal)를 제공하도록 구성되는 컴플라이언스 보상기(compliance compensator)를 포함하며,
    상기 오차 신호는 세트-포인트 위치 신호, 상기 측정된 위치 신호, 및 상기 컴플라이언스 보상 신호를 토대로 하는 위치 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오차 신호는 상기 세트-포인트 위치 신호에 상기 컴플라이언스 보상 신호를 부가하고 상기 측정된 위치 신호를 차감함으로써 계산되는 위치 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오차 신호는 상기 측정된 위치 신호로부터 상기 보상 신호를 차감하고 상기 세트-포인트 신호로부터 상기 피드백 신호를 차감하여 피드백 신호를 제공함으로써 계산되는 위치 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴플라이언스 보상 신호는 상기 측정된 위치 상의 상기 이동가능한 대상물의 내부 변형의 효과를 근사화하도록 선택되는 위치 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴플라이언스 보상 신호는 상기 피드-포워드 신호를 토대로 하는 위치 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴플라이언스 보상 디바이스는 컴플라이언스 보상 게인을 포함하는 위치 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 측정 시스템은 센서들의 나머지 세트를 포함하고, 상기 센서들 각각은 자체 컴플라이언스 보상 게인을 갖는 위치 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컴플라이언스 보상 게인은 상기 이동가능한 대상물의 내부 모드들의 근사화를 토대로 하는 위치 제어 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 컴플라이언스 보상 게인은 상기 이동가능한 대상물의 내부 모드들의 정적인 부분의 근사화를 토대로 하는 위치 제어 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 측정 시스템은 인코더-타입 위치 측정 시스템이고,
    상기 위치 측정 시스템은 상기 이동가능한 대상물 상에 장착되는 1 이상의 인코더 헤드 및 그리드(grid) 또는 격자(grating)를 포함하는 실질적으로 정지된 센서 타겟을 포함하는 위치 제어 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드-포워드 디바이스는 상기 이동가능한 대상물의 가속화를 나타내는 피드-포워드 신호를 제공하도록 구성되는 위치 제어 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 피드-포워드 디바이스는 상기 이동가능한 대상물의 스냅을 나타내는 추가적인 피드-포워드 신호를 제공하도록 구성되는 위치 제어 시스템.
  13. 리소그래피 장치에 있어서,
    패터닝 디바이스 - 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있음 - 를 지지하도록 구성되는 패터닝 디바이스 지지부;
    기판을 유지하도록 구성되는 기판 지지부;
    상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판의 타겟부 상으로 투영하도록 구성되는 투영시스템; 및
    이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되는 위치 제어 시스템을 포함하며,
    상기 위치 제어 시스템은,
    센서 및 센서 타겟 - 상기 센서는 상기 이동가능한 대상물 상에 배치되고 상기 센서 타겟은 실질적으로 정지해 있거나, 또는 그 역도 가능함 - 을 갖는 상기 이동가능한 대상물의 위치를 제어하도록 구성되고, 상기 이동가능한 대상물의 측정된 위치를 나타내는 측정된 위치 신호를 출력하도록 구성되는 위치 측정 시스템;
    오차 신호를 제공하도록 구성되는 비교기;
    상기 오차 신호를 토대로 제어 신호를 제공하도록 구성되는 제어기;
    원하는 위치와 관련된 제 1 신호를 토대로 피드-포워드 신호를 제공하도록 구성되는 피드-포워드 디바이스;
    상기 제어 신호 및 상기 피드-포워드 신호를 토대로 상기 이동가능한 대상물 상에 작용하도록 구성되는 1 이상의 액추에이터, 및
    컴플라이언스 보상 신호를 제공하도록 구성되는 컴플라이언스 보상기를 포함하며,
    상기 오차 신호는 세트-포인트 위치 신호, 상기 측정된 위치 신호, 및 상기 컴플라이언스 보상 신호를 토대로 하는 리소그래피 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이동가능한 대상물은 상기 지지부들 중 하나인 리소그래피 장치.
  15. 이동가능한 대상물의 위치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 이동가능한 대상물 상의 센서 또는 센서 타겟의 위치를 결정하는 단계;
    오차 신호를 결정하는 단계;
    상기 오차 신호를 토대로 제어 신호를 발생시키는 단계;
    상기 이동가능한 대상물의 원하는 위치와 관련된 제 1 신호를 토대로 피드-포워드 신호를 발생시키는 단계;
    상기 제어 신호 및 상기 피드-포워드 신호를 토대로 1 이상의 액추에이터를 액추에이팅하는 단계, 및
    컴플라이언스 보상 신호를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 오차 신호는 세트-포인트 위치 신호, 상기 이동가능한 대상물의 측정된 위치를 나타내는 신호, 및 상기 컴플라이언스 보상 신호를 비교함으로써 결정되는 위치 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 오차 신호는 상기 세트-포인트 위치 신호에 상기 컴플라이언스 보상 신호를 부가하고 상기 측정된 위치 신호를 차감함으로써 계산되는 위치 제어 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 오차 신호는 상기 측정된 위치 신호로부터 상기 보상 신호를 차감하고 상기 세트-포인트 신호로부터 상기 피드백 신호를 차감하여 피드백 신호를 제공함으로써 계산되는 위치 제어 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 컴플라이언스 보상 신호는 상기 측정된 위치 상의 상기 이동가능한 대상물의 내부 변형의 효과를 근사화하도록 선택되는 위치 제어 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동가능한 대상물의 위치는 센서들의 나머지 세트들을 이용하여 결정되고,
    상기 방법은 상기 이동가능한 대상물의 위치에 따라 상이한 센서들 간의 스위칭을 이행하는 단계를 더 포함하는 위치 제어 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동가능한 대상물의 내부 모드들의 정적인 부분의 근사화를 토대로 하여 컴플라이언스 보상 게인을 제공하는 단계를 더 포함하는 위치 제어 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 컴플라이언스 보상 신호는 상기 이동가능한 지지부의 주 이동 방향들에서 사용되는 위치 제어 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 피드-포워드 신호는 가속도 피드-포워드 신호 및 스냅 피드-포워드 신호를 포함하는 위치 제어 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 스냅 피드-포워드 신호는 잔류 오차들에 관해 튜닝되는 위치 제어 방 법.
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