KR20100114473A

KR20100114473A - 리소그래피 장치, 위치설정 시스템, 및 위치설정 방법

Info

Publication number: KR20100114473A
Application number: KR1020100034362A
Authority: KR
Inventors: 에릭 마리에 요세 스메츠
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-10-25
Also published as: CN101866115B; NL2004401A; KR101092984B1; JP2010251751A; TW201044119A; US20100265487A1; CN101866115A; JP4938878B2

Abstract

리소그래피 장치에 대한 위치설정 시스템이 개시되며, 이는 프레임에 실질적으로 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물을 위치시키는 제어 시스템- 상기 제어 시스템은 이동가능한 대상물의 위치를 측정하는 측정 시스템, 이동가능한 대상물에 힘을 가하는 액추에이터 및 측정 시스템의 출력에 기초하여 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 제어기를 포함함 -; 및 제어 시스템의 고장을 결정하여, 고장이 결정되는 경우 제어 시스템을 사용불가하게 하고 프레임에 대향하여 이동가능한 대상물을 당기도록 구성된 비상 제동 시스템을 포함한다.

Description

리소그래피 장치, 위치설정 시스템, 및 위치설정 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS, POSITIONING SYSTEM, AND POSITIONING METHOD}

본 발명은 리소그래피 장치, 리소그래피 장치에 대한 위치설정 시스템, 및 리소그래피 장치에 대한 위치설정 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. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층 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. 종래의 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-평행한 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스에서 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 장치는 1 이상의 이동가능한 대상물, 예를 들어 앞서 언급된 기판 테이블 및/또는 패터닝 디바이스를 포함할 수 있다. 이동가능한 대상물은 제어 시스템에 의하여 프레임, 예를 들어 메트롤로지 프레임 또는 베이스 프레임에 대해 위치될 수 있다. 제어 시스템은 이동가능한 대상물의 위치를 측정하는 측정 시스템, 이동가능한 대상물에 힘을 가하는 액추에이터(actuator), 및 측정 시스템의 출력에 기초하여 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 제어기를 포함한다.

중요한 쟁점은, 예를 들어 전력 중단(power interruption) 또는 제어 시스템의 구성요소의 고장(failure)으로 인해 제어 시스템이 고장나는 경우에 무엇을 해야 하는가이다. 몇몇 실시예들에서, 비상 계획은 제어 시스템을 사용불가(disable)하게 하여, 이동가능한 대상물과 프레임 간의 마찰이 이동가능한 대상물의 운동 에너지를 감소시키게 하는 것이다. 그 후, 이동가능한 대상물이 그 주위 사물들과 충돌하는 경우에 여하한의 남은 운동 에너지가 소멸된다.

하지만, 리소그래피 장치의 가능한 스루풋을 증가시키려는 요구들 및 이에 따라 제한된 공간, 및 위치 정확성 내에서 이동가능한 대상물의 속도를 증가시키려는 요구들이 경량의 재료, 민감한 구성요소, 높은 가속도 및 이동가능한 대상물과 그 주위 사물 간의 짧은 거리를 이용하게 하여, 충격에 민감한 시스템(impact sensitive system)을 유도하였다. 현재의 비상 계획은, 이동가능한 대상물이 그 주위 사물들과 충돌하는 경우에 이동가능한 대상물(및 그 주위 사물들)이 손상되는 것을 방지하기에 더 이상 충분하지 않을 수 있다. 이동가능한 대상물이 손상되는 경우, 이는 이동가능한 대상물을 수리하거나 교체할, 및/또는 리소그래피 장치를 수리할 리소그래피 장치의 바람직하지 않은 정지 시간을 의미하며, 이는 손해가 많다.

개선된 비상 계획을 갖는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 리소그래피 장치에 대한 위치설정 시스템이 제공되고, 이는 프레임에 실질적으로 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물을 위치시키는 제어 시스템- 상기 제어 시스템은 이동가능한 대상물의 위치를 측정하는 측정 시스템, 이동가능한 대상물에 힘을 가하는 액추에이터 및 측정 시스템의 출력에 기초하여 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 제어기를 포함함 -; 및 제어 시스템의 고장을 결정하여, 고장이 결정되는 경우 제어 시스템을 사용불가하게 하고 프레임에 대향하여 이동가능한 대상물을 당기도록 구성된 비상 제동 시스템(emergency brake system)을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템; 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체; 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 기판의 타겟부 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및 위치설정 시스템을 포함한 리소그래피 장치가 제공되고, 상기 위치설정 시스템은 프레임에 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물을 위치시키는 제어 시스템- 상기 제어 시스템은 이동가능한 대상물의 위치를 측정하는 측정 시스템, 이동가능한 대상물에 힘을 가하는 액추에이터 및 측정 시스템의 출력에 기초하여 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 제어기를 포함함 -; 및 제어 시스템의 고장을 결정하여, 고장이 결정되는 경우 제어 시스템을 사용불가하게 하고 프레임에 대향하여 이동가능한 대상물을 당기도록 구성된 비상 제동 시스템을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 리소그래피 장치에 대한 위치설정 방법이 제공되고, 이는 제어 시스템에 의해 프레임에 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물을 위치시키는 단계; 비상 제동 시스템에 의해 제어 시스템의 고장을 결정하는 단계; 고장이 결정되는 경우, 비상 제동 시스템에 의해 제어 시스템을 사용불가하게 하는 단계; 및 비상 제동 시스템에 의해 프레임에 대향하여 이동가능한 대상물을 당기는 단계를 포함한다.

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 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치설정 시스템을 개략적으로 나타내는 도면; 및
도 4는 도 3의 실시예에 따른 비상 제동 시스템에 의해 이동가능한 대상물의 운동 에너지를 감소시키는 다양한 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 여하한의 다른 적절한 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 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 마스크 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)를 포함한다. 또한, 상기 장치는 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT) 또는 "기판 지지체"를 포함한다. 또한, 상기 장치는 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 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

패터닝 디바이스 지지체는 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 지지체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 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 여하한 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 또는 "기판 지지체"(및/또는 2 이상의 마스크 테이블 또는 "마스크 지지체")를 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블 또는 지지체가 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블 또는 지지체가 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 또는 지지체에서는 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 증가시키는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담그어져야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광 시 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 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하도록 구성된 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 마스크 지지 구조체(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 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여, 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(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 위치설정 디바이스(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 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 패터닝 디바이스 지지체(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 위치설정 디바이스(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"의 이동은 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정 디바이스(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 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 타겟부(C)들 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 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 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 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체" 및 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"는 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"에 대한 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"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 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 또는 "마스크 지지체"는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT) 또는 "기판 지지체"가 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, 예를 들어 도 1의 리소그래피 장치에서 사용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 시스템(LAPS)을 개략적으로 나타낸다. 리소그래피 장치는 이동가능한 대상물(MO)을 포함하며, 이는 화살표 3으로 나타낸 바와 같이 프레임(FA)에 실질적으로 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 이동가능하다. 위치설정 시스템(LAPS)은 이동가능한 대상물(MO)을 위치시키는 제어 시스템(CS)을 포함한다. 이 도면에는 도시되지 않지만, 제어 시스템(CS)은 이동가능한 대상물(MO)의 위치를 측정하는 측정 시스템, 이동가능한 대상물(MO)에 힘을 가하는 액추에이터, 전력 공급기, 및 측정 시스템의 출력에 기초하여 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 제어기를 포함한다.

제어 시스템(CS)에 의한 이동가능한 대상물(MO)의 위치설정은, 이 실시예에서 스위치(2)에 의해 이동가능한 대상물(MO)에 연결되는 통신 라인(1)으로 나타낸다. 상기 스위치(2)는 하드웨어 또는 소프트웨어 스위치이다. 또한, 위치설정 시스템(LAPS)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 제어 시스템(CS)의 고장을 결정하여, 고장이 결정되는 경우 제어 시스템(CS)을 사용불가하게 하고 프레임(FA)에 대향하여 이동가능한 대상물(MO)을 당기도록 구성된 비상 제동 시스템(EBS)을 포함한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 비상 제동 시스템(EBS)은 블록 6에서 제어 시스템(CS)의 고장 여부를 결정한다. 그러므로, 비상 제동 시스템(EBS)은 제어 시스템(CS) 또는 제어 시스템(CS)을 모니터링(monitor)하는 여하한의 다른 시스템(도시되지 않음)으로부터 어떤 종류의 입력을 필요로 한다. 제어 시스템(CS) 또는 모니터링 시스템으로부터의 입력은 화살표 8로 나타낸다. 비상 제동 시스템(EBS)에 의해 제어 시스템(CS)의 고장이 없는 것으로 결정되고, 따라서 제어 시스템이 적절히 작동하고 있는 경우, 비상 제동 시스템은 제어 시스템(CS)의 고장 여부를 다시 결정하도록 블록 6으로 되돌아갈 것이다. 이러한 방식으로 연속적인 결정 루프가 생성될 수 있지만, 또한 불연속적인 시점에, 예를 들어 밀리초당 한번씩 제어 시스템의 고장이 체크될 수도 있다.

제어 시스템(CS)은 전력 드레인(drain)/서지(surge) 또는 예를 들어 직원이 비상 버튼을 누름으로써 착수된 비상 정지와 같은 외부 원인으로 인해, 또는 제어 시스템의 1 이상의 구성요소들의 고장과 같은 내부 원인으로 인해 고장날 수 있다. 제어 시스템 내의 전형적인 구성요소들은 전력 공급기, 증폭기, 측정 시스템, 컴퓨터 소프트웨어, 통신 라인 등이다. 제어 시스템(CS)이 고장난 경우, 이는 비상 제동 시스템(EBS)에 의해 블록 6에서 검출되며, 이후 비상 제동 시스템(EBS)은, 제어 시스템(CS)의 고장 시 비상 제동 시스템(EBS)이 스위치(2)를 스위칭함으로써 제어 시스템(CS)을 사용불가하게 하는(10) 블록 7로 진행한다. 사용불가하게 하는 동작은 스위치(2)를 향하는 화살표(12)로 나타낸다.

본 명세서에서 제어 시스템(CS)을 사용불가하게 한다는 것은, 비상 제동 시스템(EBS)이 제어 시스템(CS) 대신에 이동가능한 대상물(MO)을 제어하며, 이는 스위치들 또는 소프트웨어 루틴을 이용한 하드웨어 구성요소들의 능동 차단에 의해, 또는 수동 차단에 의해 달성될 수 있는 것으로 해석되어야 한다는 것을 유의한다. 능동 차단의 경우, 비상 제동 시스템(EBS)으로부터 적어도 한 동작이 필요하다. 능동 차단이 필요한 경우의 일 예시는, 제어 시스템(CS)이 여전히 이동가능한 대상물(MO)에 힘을 가할 수 있지만, 이동가능한 대상물(MO)을 적절히 위치시킬 수 없는 경우이다. 제어 시스템(CS)을 차단하지 않으면, 제어 시스템(CS)과 비상 제동 시스템(EBS) 사이에 "스트러글(struggle)"을 유도할 것이며, 이는 비상 제동 시스템(EBS)이 고장난 제어 시스템(CS)을 보상할 수 없는 경우에 바람직하지 않다. 바람직하게는, 제어기와 액추에이터 간의 통신을 끊음으로써 제어 시스템(CS)이 이동가능한 대상물로부터 차단된다.

수동 차단, 즉 제어 시스템(CS)이 고장난 경우 제어 시스템(CS)이 이동가능한 대상물(MO)로부터 자동으로 차단되는 경우에는 비상 제동 시스템(EBS)으로부터 동작이 필요하지 않을 수 있다. 이러한 상황의 일 예시는, 제어 시스템에 대한 전력이 중단되는 경우이며, 즉 EBS가 반드시 실행되어야 한다.

바람직하게는, 제어 시스템은 이동가능한 대상물로부터 능동적으로 차단되어, 제어 시스템이 더 이상 이동가능한 대상물을 제어하지 않을 것을 항상 보장한다.

제어 시스템(CS)을 사용불가하게 한 이후, 비상 제동 시스템(EBS)은 이동가능한 대상물(MO)의 제어를 이어받고, 후속하여 블록 14로 나타낸 바와 같이 프레임(FA)에 대향하여 이동가능한 대상물(MO)을 당길 것이다. 당기는 동작 자체는 점선 화살표(18)로 나타내며, 비상 제동 시스템(EBS)에 의해 당기는 동작이 착수된다는 사실은 통신 라인 16으로 나타낸다.

당기는 동작은 제어 시스템(CS)의 액추에이터를 이용하여 행해질 수 있지만, 비상 제동 시스템(EBS)이 프레임에 대향하여 이동가능한 대상물을 당기는 보조 액추에이터(도시되지 않음)를 포함하는 것도 가능하다.

당기는 동작(18)은 이동가능한 대상물(MO)과 프레임(FA) 간의 마찰을 증가시켜, 이동가능한 대상물(MO)의 운동 에너지를 더 빠르게 감소시키고 이동가능한 대상물(MO)의 제동 거리를 감소시킬 것이다. 운동 에너지의 감소는 이동가능한 대상물(MO)이 그 주위 사물과 충돌하기 전에 완전히 정지시킬 수 있으며, 또는 이동가능한 대상물(MO)이 충돌 전에 적어도 감속되어, 바람직하게는 이동가능한 대상물(MO) 또는 리소그래피 장치(LA)의 다른 구성요소들의 손상을 방지한다. 위치, 초기 속도와 가속도, 당기는 힘과 방향, 및 이동가능한 대상물(MO)의 방향에 의해 사물과 충돌하는 경우 이동가능한 대상물(MO)의 남은 속도가 결정되기 때문에, 비상 제동 시스템(EBS)에 의한 당기는 동작(18)이 적어도 제어 시스템(CS)이 고장난 경우 리소그래피 장치(LA)를 손상시킬 가능성을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 리소그래피 장치(LA)의 바람직하지 않은 정지 시간을 감소시킨다.

바람직하게는, 비상 제동 시스템(EBS)은 손상 가능성을 최소화시키는 방식으로 프레임(FA)에 대향하여 이동가능한 대상물(MO)을 당긴다. 이는, 예를 들어 프레임(FA)에 대향하여 더 단단한 이동가능한 대상물(MO)을 당겨서 이동가능한 대상물(MO)과 프레임(FA) 간의 마찰을 증가시킴으로써, 또는 이동가능한 대상물(MO)과 프레임(FA) 간의 마찰 계수를 증가시킴으로써 행해질 수 있다.

프레임(FA)에 대향하여 이동가능한 대상물(MO)을 당긴 이후, 추가 동작이 필요할 수 있다. 추가 동작들로는 조작자 또는 운영 체제에 오류 신호를 보내는 단계, 제어 시스템(CS)을 리셋(reset)하는 단계, 또는 추가 안전 예방책들을 취하는 단계를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치설정 시스템을 개략적으로 나타내며, 이는 도 1의 리소그래피 장치에 대해 적절하다. 위치설정 시스템은 프레임(FR)에 실질적으로 평행한 적어도 1 이상의 방향(23)으로 이동가능한 대상물(MO2)을 위치시키는 제어 시스템, 및 제어 시스템의 고장을 결정하도록 구성되어, 고장이 결정되는 경우 제어 시스템을 사용불가하게 하고 프레임(FR)에 대향하여 이동가능한 대상물(MO2)을 당기도록 구성된 비상 제동 시스템을 포함한다. 제어 시스템은 프레임(FR)에 대해 이동가능한 대상물(MO2)을 위치시키도록 구성되지만, 또 다른 대상물에 대해 이동가능한 대상물을 위치시키도록 구성될 수도 있다.

제어 시스템은, 프레임(FR) 상의 기준점(RP)에 대해 이동가능한 대상물(MO2)의 위치(POS1)를 측정하도록 구성된 측정 시스템(MS1)을 포함한다. 기준점(RP)은 프레임(FR) 상의 여하한의 지점일 수 있지만, 이동가능한 대상물(MO2)을 위치시키는 기점으로서 적절한 여하한의 다른 지점일 수도 있다.

또한, 제어 시스템은 이동가능한 대상물(MO2)에 힘을 가하도록 구성된 액추에이터, 이 실시예에서는 전자기 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는 프레임(FR) 내의 고정부(stator part: ST), 이동가능한 대상물(MO2) 내의 회전부(rotor part: RO), 및 구동 신호에 기초하여 액추에이터에 전력을 공급하도록 구성된 전력 증폭기(PA)를 갖는다. 이 실시예에서, 고정부(ST)는 영구 자석들을 포함하고, 회전부(RO)는 전력 증폭기(PA)에 연결되는 코일(coil)들을 포함한다. 대안적으로, 코일들이 고정부(ST)에 위치되고 자석들이 회전부(RO)에 위치되는 반대 경우도 가능하다.

측정 시스템(MS1)과 전자기 액추에이터의 전력 증폭기(PA) 사이에, 측정 시스템(MS1)의 출력에 기초하여 액추에이터에 구동 신호를 제공하도록 제어기(C)가 제공된다. 제어기(C) 및 액추에이터는 모두 전력 공급기(PWR)에 의해 전력공급된다. 전력 공급기(PWR)는 전력선(PL)에 걸쳐 전력망(power grid)으로부터 전력을 끌어낸다.

제어 시스템은 측정 시스템(MS1)의 고장, 제어기(C)의 고장, 전력선(PL)에서의 전력 서지/드레인(외부 원인) 또는 전력 공급기(PWR)의 고장으로 인한 전력 중단(내부 원인), 및 제어 시스템의 앞서 언급된 구성요소들 간의 통신 라인들의 고장으로 인해 고장날 수 있다.

비상 제동 시스템은 기준점 PR 또는 여하한의 다른 기준점에 대해 이동가능한 대상물의 위치(POS2)를 측정하는 백업(backup) 측정 시스템(MS2)을 포함한다.

또한, 비상 제동 시스템은 제어 시스템의 고장 여부를 결정하기 위해 백업 측정 시스템(MS2)의 출력과 제어 시스템의 출력, 이 경우에는 제어기(C)의 출력을 비교하도록 구성된 백업 제어 시스템(BCS)을 포함한다. 또한, 백업 제어 시스템(BCS)은 제어 시스템이 고장난 경우 프레임(FR)에 대향하여 이동가능한 대상물(MO2)을 당기기 위해 액추에이터에 구동 신호를 제공하도록 구성된다. 또한, 이 실시예에서 백업 제어 시스템(BCS)은 전력 공급기(PWR)에 의해 전력공급되지만, 전력 공급기(PWR)와는 별도로 자체 전력 공급기를 가질 수도 있다. 대안적으로, 백업 제어 시스템(BCS)은 프레임(FR)에 대향하여 이동가능한 대상물(MO2)을 당기기 위해 액추에이터(AU)에 연결되는 보조 전력 증폭기에 구동 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 액추에이터가 고장나 있는 경우에 유리하다. 보조 액추에이터(AU)는 액추에이터의 고정부(ST) 내의 영구 자석들과 상호작동하는 코일을 포함할 수 있다.

또한, 비상 제동 시스템은 전력 공급기(PWR) 또는 PL이 고장난 경우에 백업 제어 시스템(BCS) 및 전자기 액추에이터의 전력 증폭기(PA)에 전력을 공급하는 백업 전력 공급기(BP 및 BP2)를 포함한다. 백업 전력 공급기(BP 및 BP2)는 본 명세서에서 캐패시티(capacity)로서 나타내지만, 통상적인 전력 공급기(PWR), 예를 들어 배터리와 독립적인 여하한의 형태일 수 있다.

백업 제어 시스템은 이 실시예에서 제어기(C)의 제어 상태와 측정된 위치(POS2)를 비교함으로써 제어 시스템의 고장을 결정한다. 고장을 결정하는 다양한 방식들이 가능하다. 일 예시는, 이동가능한 대상물(MO2)의 원하는 위치가 측정된 위치로부터 너무 많이 벗어나는 경우에 제어 시스템의 고장이 결정되는 것이다. 허용가능한 편차는 제어기 또는 제어 시스템의 사양에 기초하여 사전설정된 값일 수 있다. 또 다른 예시는, 제어기(C)로부터 더 이상 신호가 수신되지 않는 경우에 제어 시스템의 고장이 결정되는 것이다.

대안적으로 또는 추가적으로, 제어 시스템의 고장은 다음 방법들: 위치, 속도 또는 가속도와 같은 이동가능한 대상물의 위치량을 모니터링하는 방법- 바람직하게는 위치량 자체를 조사하고 데이터 내의 갑작스러운 상승(jump)들을 검출함으로써, 또는 상이한 위치량들을 비교함으로써 오류들이 검출될 수 있도록 다수 위치량들을 모니터링하며, 이는 이동가능한 대상물(MO2)이 실제로 여전히 있는지를 결정하는데 유리할 수 있음 -; 전력 공급기들의 전력 레벨들이 사전설정된 값 이상인지를 측정하는 방법; 예를 들어, 토글링 데이터(toggling data)에 의해 예를 들어 백업 제어 시스템과 전력 증폭기들 간의 통신 라인들을 체크하는 방법; 및 소프트웨어가 여전히 운영 중인지를 보기 위해, 바람직하게는 이동가능한 대상물의 위치량에 기초하여 소프트웨어 출력들을 체크하는 방법에 의해 결정될 수도 있다.

당업자라면, 제어 시스템의 구성요소들 및 상이한 고장 메카니즘들에 따라, 제어 시스템의 고장을 검출하는 다양한 방식들이 존재한다는 것을 인식할 것이다.

또한, 백업 제어 시스템(BCS)은 백업 측정 시스템(MS2)의 고장을 결정하도록 구성될 수 있다. 백업 측정 시스템(MS2)이 고장나는 경우, 비상 제동 시스템은 상황을 더 나쁘게 할 수 있으므로 제어 시스템이 고장난 경우에 개입되지 않아야 한다. 이 경우, 정상/디폴트(default) 제어 시스템이 MO를 0의 운동 에너지 상태로 떨어뜨린다.

이 실시예에서, 전력 증폭기(PA)에는 듀얼 입력이 제공된다. 백업 제어 시스템(BCS)으로부터의 신호에 기초하여, 전력 증폭기는 제어 시스템이 적절히 기능하고 있는 경우에 전력 증폭기(PA)가 제어기(C)로부터의 출력에 기초하여 기능하도록 정상 입력(right input)으로 스위칭하고, 또한 제어 시스템이 고장난 경우에는 전력 증폭기(PA)가 백업 제어 시스템(BCS)으로부터의 출력에 기초하여 기능하도록 백업 제어 시스템(BCS)으로 스위칭한다. 이러한 방식으로, 비상 제동 시스템이 액추에이터로부터 제어기를 차단시켜, 제어 시스템이 더 이상 이동가능한 대상물(MO2)을 위치시킬 수 없게 한다.

이제, 백업 제어 시스템(BCS)이 액추에이터 또는 보조 액추에이터를 구동할 수 있는 다양한 방식들이 도 4를 참조하여 설명될 것이다.

도 4는 도 3의 백업 제어 시스템(BCS)에 의해 액추에이터를 구동하는 다양한 방식들이 도시되며, 본 발명의 다른 실시예들에도 적용된다. 간명함을 위해, 참조 부호들 및 문자들은 도 3의 실시예에서 사용된 것들과 유사하다. 도 4는 백업 제어 시스템(BCS)이 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 상황을 나타내지만, 백업 제어 시스템(BCS)이 보조 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 상황에도 동일하게 적용된다.

도 4는 5 개의 전혀 다른 상황들(S1, S2, S3, S4 및 S5)을 나타낸다. 상황 S1은 이동가능한 대상물(MO2)이 프레임(FR)과 접촉하지 않는 상황으로, 이는 고정부(ST) 및 회전부(RO)를 포함한 전자기 액추에이터가 제어 시스템에 의해 이동가능한 대상물(MO2)이 공중에 뜨는(levitate) 방식으로 구동되었기 때문이다. 상황 S1은 제어 시스템의 고장 직후 및 비상 제동 시스템이 이동가능한 대상물(MO2)의 위치 제어를 이어받기 전에 이동가능한 대상물을 동시에 나타낸다. 이 예시에서, 이동가능한 대상물(MO2)은 오른쪽으로의 운동 방향(DM)을 갖는다.

본 명세서에서, 이동가능한 대상물(MO2)은 이동가능한 대상물(MO2)과 프레임(FR) 사이에 배치되는 슬라이딩 피트(sliding feet: SF)의 형태로 2 개의 슬라이딩 요소를 포함한다. 슬라이딩 피트(SF)는, 바람직하게는 프레임(FR)이 침지형 리소그래피 공정으로 인해 물 또는 다른 액체 층으로 덮이는 경우에도 예측가능한 마찰 거동을 제공하도록 설계된다. 반면, 슬라이딩 피트는 내마모성이거나, 적어도 발생되는 입자들이 프레임에서 세정 시스템에 의해 쉽게 포획될 수 있도록 설계되어야 한다. 바람직하게는, 슬라이딩 피트는 PEEK(polyaryletheretherketone)로 만들어진다.

도 3의 백업 제어 시스템(BCS)은, 이동가능한 대상물(MO2)이 예를 들어 중력으로 인해 프레임(FR)과 접촉하게 될 때까지 수동적으로 기다리도록 구성될 수 있으며, 이후 이동가능한 대상물(MO2)은 프레임(FR)에 대향하여 당겨진다. 이 경우, 상황 S3이 상황 S1을 뒤따른다. 이동가능한 대상물(MO2)이 프레임(FR)과 접촉하게 되는 경우, 백업 제어 시스템(BCS)은 제 2 당기는 힘(PF2)이 프레임(FR)을 향해 이동가능한 대상물(MO2)에 적용되도록 액추에이터에 구동 신호를 제공한다. 제 2 당기는 힘(PF2)은 마찰력들(FF1 및 FF2)로 나타낸 슬라이딩 피트(SF)와 프레임(FR) 사이의 마찰을 유도할 것이다. 마찰력들(FF1 및 FF2)이 운동 방향(DM)과 반대로 지향되기 때문에, 이동가능한 대상물(MO2)의 운동 에너지가 감소되며, 충돌 가능성이 감소된다. 또한, 이동가능한 대상물(MO2)이 그 주위 사물과 충돌하는 경우, 바람직하게는 심각한 손상을 야기하지 않도록 이동가능한 대상물(MO2)의 속도는 충분히 낮다.

제 2 당기는 힘(PF2)은 제어 시스템의 고장이 검출된 이후 소정(일정한) 시간 동안 적용될 수 있지만, 이동가능한 대상물과 프레임 간의 거리가 변하기 쉽기 때문에, 제 2 당기는 힘으로 인한 이동가능한 대상물의 감속이 가능한 한 빠르게 시작되어 이동가능한 대상물과 그 주위 사물 간의 충돌 가능성을 더 감소시키도록 바람직하게는 실질적으로 이동가능한 대상물이 프레임에 닿는 경우에 제 2 당기는 힘이 적용된다.

추가적으로, 백업 제어 시스템(BCS)은 이동가능한 대상물(MO2)이 여전히 공중에 떠 있는 동안 이미 프레임(FR)을 향해 당겨지도록, 즉 프레임(FR)과 이동가능한 대상물(MO2) 간에 접촉이 존재하지 않는 경우, 액추에이터에 구동 신호를 제공할 수 있다. 이는 상황 S2에 도시되며, S1 상황 다음에, 그러나 상황 S3 전에 일어날 것이다. 상황 S2에서, 액추에이터는 프레임(FR)을 향하여 이동가능한 대상물(MO2)에 제 1 당기는 힘(PF1)을 적용한다. 이는 이동가능한 대상물(MO2)이 공중에 있는 시간을 감소시킬 것이며, 이에 따라 마찰력들(FF1 및 FF2)이 더 빠르게 적용되어 초기 단계에서 이동가능한 대상물(MO2)의 운동 에너지를 감소시키도록 이동가능한 대상물(MO2)을 프레임(FR)과 더 빨리 접촉하게 할 것이다. 대부분의 경우, 제 1 당기는 힘(PF1)은 제 2 당기는 힘(PF2)보다 더 작으며, 이는 이동가능한 대상물(MO2)과 프레임(FR) 간의 충격이 (재)캘리브레이션으로 인한 기계 가용성(machine availability)의 손상 또는 손실이 없도록 이루어져야 하는 한편, 마찰력들(FF1 및 FF2)은 바람직하게 충돌 가능성을 최소화하도록 가능한 한 높아야 하기 때문이다. 본 명세서에서, 당업자라면 쉽게 이해하는 바와 같이 제 2 당기는 힘(PF2)을 증가시키는 것은 마찰력들(FF1 및 FF2)을 증가시킨다는 것을 유의한다.

슬라이딩 피트(SF)는 이동가능한 대상물(MO2)과 프레임(FR) 사이의 예측가능한 마찰 거동을 제공하기 때문에 유리하다. 또한, 슬라이딩 피트는 소정 마모 특성 및 입자 생성 특성을 갖도록 설계될 수 있으며, 이는 저압/진공 환경들에서 유리할 수 있다.

바람직한 실시예에서, (적용가능하다면) 제 1 당기는 힘(PF1) 및 제 2 당기는 힘(PF2)은 운동 방향(DM)으로부터 비스듬히 지향되어, 제 1 당기는 힘(PF1) 및 제 2 당기는 힘(PF2)이 부분적으로 운동 방향(DM)과 반대로 지향되게 한다. 이 방식으로, 대체 오차(commutation error)들로 인해 이동가능한 대상물(MO2)의 운동 방향(DM)으로 힘이 존재하지 않을 것을 보증하며, 이는 바람직하게 전자기 액추에이터의 대체에 사용되는 백업 측정 시스템(MS2)의 결과일 수 있으며, 정상 작동 시 대체에 사용된 제어 시스템의 측정 시스템(MS1)으로서 덜 정확할 수 있다.

추가적으로, 백업 제어 시스템(BCS)은 운동 방향(DM)과 반대로 이동가능한 대상물(MO2)에 힘이 적용되게 액추에이터를 구동하도록 구성될 수 있다. 이 상황은 상황 S4 및 상황 S5에서 제 1 당기는 힘(PF1)과 조합하여 나타낸다. 그 경우, 상황들의 순서는 먼저 상황 S1이 오고, 이어서 상황 S4 및 상황 S5가 각각 뒤따른다.

상황 S4에서, 이동가능한 대상물(MO2)이 여전히 공중에 있는 동안에 수평 힘(HF1)이 도시되며, 상기 수평 힘(HF1)은 운동 방향(DM)과 반대이다. 이는 이동가능한 대상물(MO2)이 여전히 공중에 있는 동안에 상기 힘(HF1)이 이미 이동가능한 대상물(MO2)의 속도를 감소시키므로, 이동가능한 대상물(MO2)의 운동 에너지를 이미 감소시켜, 이동가능한 대상물(MO2)이 더 빨리 완전히 정지할 수 있거나, 적어도 충돌 가능성이 감소하고 이동가능한 대상물(MO2)이 충돌하는 경우에는 바람직하게 손상을 야기하지 않도록 속도가 충분히 작기 때문에 유리하다.

이동가능한 대상물(MO2)이 상황 S5에 나타낸 바와 같이 프레임(FR)과 접촉하고 있는 경우, 이동가능한 대상물(MO2)에 동일한 힘(HF2)이 적용될 수 있다. 수평 힘(HF1) 및 제 2 당기는 힘(PF2)으로 인한 마찰력들(FF1 및 FF2)은 모두 운동 방향(DM)과 반대로 지향되어, 운동 방향(DM)과 반대인 방향으로 작용하는 총 힘이 증가되므로 더 높은 속도로 운동 에너지를 감소시킨다. 바람직하게는, 이동가능한 대상물이 반대 방향으로 가속되는 것을 회피하기 위해, 이동가능한 대상물(MO2)이 프레임(FR)에 대해 완전히 정지하게 되는 경우에, 또는 대안적으로 속도가 사전설정된 값 이하인 경우에 수평 힘(HF1)이 제거된다.

또한, 정상 작동 시 이동가능한 대상물(MO2)이 전혀 공중에 뜨지 않는 경우, 단지 상황 S3 및 상황 S5만이 적용될 수 있다.

또한, 도 4의 상황들은 전자기 액추에이터를 포함하지 않는 실시예들을 포함한 본 발명의 다른 실시예들에 적용될 수도 있다는 것을 유의한다. 이동가능한 대상물을 프레임으로 당기는 것은, 예를 들어 공기 베어링(air bearing)을 이용하여 행해질 수 있다.

이동가능한 대상물은 리소그래피 장치의 여하한의 이동가능한 부분일 수 있지만, 바람직하게는 리소그래피 장치의 기판 테이블 또는 패터닝 디바이스이다. 또한, 이는 적용가능하다면 기판 또는 패터닝 디바이스를 지지하는 지지체들에 적용될 수 있다.

또한, 앞선 실시예들은 이동가능한 대상물들 및 1 이상의 자유도에서 프레임에 평행하게 이동가능한 대상물을 위치시키는 대응하는 제어 시스템들에 적용된다. 간명함을 위해, 도면들에서의 실시예들은 단지 1 자유도 상황만을 나타낸다. 본 발명의 원리들은 최대한 복잡성을 변화시키지 않는다. 이동가능한 대상물이 1 이상의 자유도에서, 예를 들어 프레임에 평행한 평면 내에 위치되는 경우, 이동가능한 대상물은 한 방향으로 이동하고, 비상 제동 시스템은 속도를 감소시키는 가능한 상황이 존재한다. 그 경우, 당기는 힘의 방향의 오차들은 운동 방향에 수직인 방향으로의 힘 성분이 존재하고 그 방향으로 이동가능한 대상물이 가속되는 것을 회피하도록 충분히 작은 것이 바람직하다. 또한, 운동 방향에 수직인 방향으로 가속도를 검출하고, 이 정보에 기초하여 당기는 힘의 방향을 조정하는 것이 가능하다.

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 언급하였을 수 있지만, 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, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 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.

Claims

리소그래피 장치에 대한 위치설정 시스템에 있어서:
프레임에 실질적으로 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 상기 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물을 위치시키도록 구성된 제어 시스템- 상기 제어 시스템은
상기 이동가능한 대상물의 위치를 측정하도록 구성된 측정 시스템,
상기 이동가능한 대상물에 힘을 적용하도록 구성된 액추에이터(actuator), 및
상기 측정 시스템의 출력에 기초하여 상기 액추에이터에 구동 신호를 제공하도록 구성된 제어기를 포함함 -; 및
상기 제어 시스템의 고장(failure)을 결정하여, 상기 고장이 결정되는 경우 상기 제어 시스템을 사용불가(disable)하게 하고 상기 프레임에 대향하여 상기 이동가능한 대상물을 당기도록 구성된 비상 제동 시스템(emergency brake system);
을 포함하는 위치설정 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 비상 제동 시스템은:
상기 이동가능한 대상물의 위치를 측정하도록 구성된 백업(backup) 측정 시스템;
상기 액추에이터에 전력을 공급하도록 구성된 백업 전력 공급기; 및
상기 제어 시스템의 고장을 결정하기 위해 상기 백업 측정 시스템의 출력과 상기 제어 시스템의 출력을 비교하고, 상기 고장이 결정되는 경우 상기 프레임에 대향하여 상기 이동가능한 대상물을 당기기 위해 상기 액추에이터에 구동 신호를 제공하도록 구성된 백업 제어 시스템;
을 포함하는 위치설정 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 비상 제동 시스템은:
상기 이동가능한 대상물의 위치를 측정하도록 구성된 백업 측정 시스템;
상기 이동가능한 대상물에 힘을 적용하도록 구성된 보조 액추에이터; 및
상기 제어 시스템의 고장을 결정하기 위해 상기 백업 측정 시스템의 출력과 상기 제어 시스템의 출력을 비교하고, 상기 고장이 결정되는 경우 상기 프레임에 대향하여 상기 이동가능한 대상물을 당기기 위해 상기 보조 액추에이터에 구동 신호를 제공하도록 구성된 백업 제어 시스템;
을 포함하는 위치설정 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 백업 제어 시스템은, 상기 고장이 결정되는 경우 상기 이동가능한 대상물의 운동 방향과 실질적으로 반대인 방향으로 상기 이동가능한 대상물에 힘을 적용하도록 구성되는 위치설정 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 시스템은 상기 액추에이터를 이용하여 상기 이동가능한 대상물을 공중에 뜨게(levitate) 하도록 구성되고, 상기 고장이 결정되는 경우 상기 백업 제어 시스템은
상기 이동가능한 대상물이 상기 프레임과 접촉하지 않는 경우, 상기 프레임을 향해 상기 이동가능한 대상물에 제 1 당기는 힘(pulling force)을 적용하도록; 및
상기 이동가능한 대상물이 상기 프레임과 접촉하고 있는 경우, 상기 프레임을 향해 상기 이동가능한 대상물에 제 2 당기는 힘을 적용하도록 구성되는 위치설정 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 당기는 힘들은 상기 이동가능한 대상물의 운동 방향과 반대인 방향으로, 그리고 상기 프레임을 향하여 비스듬히 지향되는 위치설정 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 비상 제동 시스템은 상기 이동가능한 대상물과 상기 프레임 사이에 배치된 슬라이딩 요소(sliding element)를 포함하는 위치설정 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 이동가능한 대상물은 상기 제어 시스템에 의해 상기 프레임과 실질적으로 평행한 두 방향으로 위치시킬 수 있는 위치설정 시스템.
리소그래피 장치에 있어서:
방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된 조명 시스템;
패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해, 상기 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스를 지지하도록 구성된 지지체;
상기 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블;
상기 기판의 타겟부 상에 상기 패터닝된 방사선 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템; 및
위치설정 시스템을 포함하고, 상기 위치설정 시스템은:
프레임에 실질적으로 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 상기 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물을 위치시키도록 구성된 제어 시스템- 상기 제어 시스템은:
상기 이동가능한 대상물의 위치를 측정하도록 구성된 측정 시스템;
상기 이동가능한 대상물에 힘을 적용하도록 구성된 액추에이터; 및
상기 측정 시스템의 출력에 기초하여 상기 액추에이터에 구동 신호를 제공하도록 구성된 제어기를 포함함 -; 및
상기 제어 시스템의 고장을 결정하여, 상기 고장이 결정되는 경우 상기 제어 시스템을 사용불가하게 하고 상기 프레임에 대향하여 상기 이동가능한 대상물을 당기도록 구성된 비상 제동 시스템;
을 포함하는 리소그래피 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 이동가능한 대상물은 상기 기판 테이블인 리소그래피 장치.
리소그래피 장치에 대한 위치설정 방법에 있어서:
제어 시스템에 의해 프레임에 평행한 적어도 1 이상의 방향으로 상기 리소그래피 장치의 이동가능한 대상물을 위치시키는 단계;
비상 제동 시스템에 의해 상기 제어 시스템의 고장을 결정하는 단계; 및
상기 고장이 결정되는 경우, 상기 비상 제동 시스템에 의해 상기 제어 시스템을 사용불가하게 하고, 상기 비상 제동 시스템에 의해 상기 프레임에 대향하여 상기 이동가능한 대상물을 당기는 단계;
를 포함하는 위치설정 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 비상 제동 시스템의 백업 측정 시스템에 의해 상기 이동가능한 대상물의 위치를 측정하는 단계;
상기 비상 제동 시스템의 백업 제어 시스템에 의해 상기 제어 시스템의 고장을 결정하는 단계; 및
상기 백업 제어 시스템에 의해 액추에이터에 구동 신호를 제공하는 단계- 상기 액추에이터는 상기 프레임에 대향하여 상기 이동가능한 대상물을 당기기 위해 상기 이동가능한 대상물에 힘을 적용하도록 배치됨 -;
를 포함하는 위치설정 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 고장이 결정되는 경우, 상기 백업 제어 시스템에 의해 상기 이동가능한 대상물의 운동 방향에 실질적으로 반대인 방향으로 상기 이동가능한 대상물에 상기 힘을 적용시키는 단계를 포함하는 위치설정 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제어 시스템에 의해 상기 이동가능한 대상물을 공중에 뜨게 하는 단계; 및
상기 고장이 결정되는 경우, 상기 이동가능한 대상물이 상기 프레임에 접촉하지 않는 경우에는 상기 프레임을 향하여 상기 백업 제어 시스템에 의해 상기 이동가능한 대상물에 제 1 당기는 힘을 적용시키고, 상기 이동가능한 대상물이 상기 프레임에 접촉하고 있는 경우에는 상기 프레임을 향하여 상기 백업 제어 시스템에 의해 상기 이동가능한 대상물에 제 2 당기는 힘을 적용시키는 단계를 포함하는 위치설정 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 당기는 힘들은 상기 이동가능한 대상물의 운동 방향에 반대인 방향으로, 또한 상기 프레임을 향하여 비스듬히 지향되는 위치설정 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 이동가능한 대상물은 기판 테이블인 위치설정 방법.