KR20120055463A - 위치설정 시스템, 리소그래피 장치, 및 위치 제어 방법 - Google Patents

위치설정 시스템, 리소그래피 장치, 및 위치 제어 방법 Download PDF

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KR20120055463A
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한스 버틀러
헨리쿠스 헤르만 마리 콕스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템으로서, 각각의 상기 부품의 위치가 직교 좌표의 세트에 의해 정해지는, 위치설정 시스템은, 측정 좌표에서의 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치와, 결정된 오차에 기초하여 제어 좌표에서의 상기 부품 중의 다른 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하며, 상기 측정 좌표는 상기 제어 좌표와 상이하다.

Description

위치설정 시스템, 리소그래피 장치, 및 위치 제어 방법{A POSITIONING SYSTEM, A LITHOGRAPHIC APPARATUS AND A METHOD FOR POSITIONAL CONTROL}
본 발명은 위치설정 시스템, 리소그래피 장치, 리소그래피 장치의 상위 부품(superior component)과 하위 부품(inferior component) 간의 상대 위치를 제어하는 방법, 및 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지 구조체와 리소그래피 장치의 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블 간의 상대 위치를 제어하는 방법에 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)로도 지칭되는 패터닝 장치가 집적회로의 개개의 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(동일 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 투영 장치 내의 기판을 물과 같은 비교적 굴절률이 높은 액체에 액침(immersion)시켜 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우도록 하는 것이 제안되어 있다. 일구현예에서, 액체로는 증류수가 가능하지만, 다른 액체를 사용할 수도 있다. 본 발명의 실시예는 액체를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 또 다른 유체, 구체적으로는 습윤 유체(wetting fluid), 비압축성 유체(incompressible fluid), 및/또는 공기보다 높은 굴절률을 갖는, 바람직하게는 물보다 높은 굴절률을 갖는 유체가 적합할 수도 있다. 가스를 배출시키는 유체가 특히 바람직하다. 이와 같이 하는 요지는, 노광 방사선이 액체 내에서는 더 짧은 파장을 가질 것이기 때문에, 더 작은 특징부(smaller features)의 이미징을 가능하게 하기 위해서이다(액체의 영향은 시스템의 유효 개구도(NA)를 증가시키고 또한 초점 심도를 증가시키는 것으로서도 고려될 것이다). 고체 입자(예컨대, 석영)가 그 안에 부유되어 있는 물 또는 나노 입자 부유물(예컨대, 최대 직경이 10 ㎚인 입자)을 갖는 액체를 포함한 다른 액침액도 제안되어 있다. 부유 상태의 입자의 굴절률은 이들이 부유 상태로 존재하고 있는 액체의 굴절률과 유사하거나 동일하여도 되고, 유사하거나 동일하지 않아도 된다. 적합할 수도 있는 다른 액체로는, 방향족 등의 탄화수소, 불화탄화수소, 및/또는 수용성 용액 등이 있다.
이러한 장치로 IC 및 기타 디바이스를 제조하는 것은 일반적으로 대단히 높은 정도의 위치 정확도로 극히 미세한 서브-미크론 패턴을 복제하는 것을 수반한다. 이러한 이유로, 기판 테이블 및 지지 구조체(즉, 마스크 테이블)와 같은 리소그래피 장치의 여러 중요 부분을 예컨대 유사 움직임(spurious motion), 진동, 기계적 충격 등으로부터 적절하게 분리시키는 것이 필수적이다. 일반적으로, 이것은 리소그래피 장치의 중요 부분을 대부분의 원하지 않는 기계적 영향으로부터 분리시키도록 세밀하게 설계된 계측 프레임, 에어-마운트, 모셔널 카운트웨이트(motional counterweight), 및 댐퍼와 같은 방안을 이용하여 달성된다. 그러나, 이러한 방안은 예컨대 아래와 같은 다수의 원하지 않는 영향을 경감시키는데 있어서는 완전하게 유효하지는 않다:
1. 노광 동안의 레벨링 동작으로 인한 기판 테이블의 진동;
2. 레티클 마스킹 블레이드(reticle masking blade)의 움직임에 의해 야기된 진동;
3. 에어 샤워(air shower)의 존재에 의해 야기된 공진 효과;
4. 투영 시스템과 기판 사이의 물의 흐름에 의해 야기된 액침력;
5. 지지 구조체의 움직임에 의해 야기된 기판 테이블의 진동, 또는 기판 테이블의 움직임에 의해 야기된 지지 구조체의 진동;
6. 기판 테이블에 미치는 에어 샤워 흐름의 영향.
이들 영향은 비교적 작기는 하지만, 더 높은 디바이스 해상도를 발생시키기 위한 요구가 증가함에 따라 점점 커지게 되었으며, 현재에는 0.15 ㎛ 이하 정도의 크리티컬 디멘전(critical dimension)을 갖는 대면적 IC의 실행 가능한 실현에 대한 상당한 장벽이 되고 있다.
따라서, EP-0 967 525-A에는 기판 테이블의 위치 오차를 지지 구조체 제어 루프의 피드 포워드 제어로서 포함시킴으로써 이러한 오차를 보상하는 리소그래피 장치의 기판 테이블 및 지지 구조체를 위한 제어 시스템을 제공하는 것이 개시되어 있다. 구체적으로, 기판 테이블 오차는 저역통과 필터링되며, 필터의 출력은 그 후 지지 구조체 세트포인트(support structure setpoint)에 추가되고, 2회 미분되며, 지지 구조체 질량과 지지 구조체에 가해진 힘에 의해 승상된다. 이러한 제안은 지지 구조체 및 기판 테이블의 절대 위치가 이들의 상대 위치보다 덜 중요하다는 현실에 기초하며, 지지 구조체 대역폭을 넘어서는 기판 테이블 오차의 정정을 가능하게 한다. 그러나, 이러한 제어 시스템은 부분적으로는 기판 테이블 오차를 처리함에 있어서의 필수불가결한 시간 지연에 의해 초래되는 성능 상의 한계를 갖는다.
EP-1 265 104-A에는, 순간적인 기판 테이블 위치 오차를 예측하여 이를 마스크 테이블 제어 루프에 공급하고 이것을 마스크 테이블 세트포인트에 추가하여 마스크 테이블에 대한 힘으로 하는 마스크 테이블(패터닝 수단) 및 기판 테이블에 대한 제어 시스템을 제공하는 것이 개시되어 있다.
지지 구조체 및 기판 테이블 위치설정 정확도 조건은 크리티컬 디멘전 및 오버레이에 대한 조건의 증가로 인해 더욱 까다롭게 되고 있다. 피드-쓰로우(feed-through) 기판 테이블 위치 오차로 인해 지지 구조체에 작용하는 힘은 패터닝 장치(예컨대, 마스크)의 위치설정 오차에 해가 되는 영향을 가질 수 있다. 예컨대, 이 힘은 특히 피드-쓰로우 힘이 비교적 큰 경우에는 스트리킹(streaking) 및 오버레이 문제를 초래할 수 있다.
예컨대, 리소그래피 장치의 하위 부품과 상위 부품(예컨대, 패터닝 수단용 지지 구조체와 기판 테이블)에 대한 향상된 위치설정 시스템을 제공하는 것이 요망된다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템으로서, 상기 부품의 위치가 직교 좌표의 세트에 의해 정해지는, 위치설정 시스템에 있어서,
측정 좌표에서의 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치; 및
결정된 오차에 기초하여 제어 좌표에서의 상기 부품 중의 다른 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하며,
상기 측정 좌표는 상기 제어 좌표와 상이한 것을 특징으로 하는 위치설정 시스템을 제공한다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템에 있어서,
세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상된 오차를 결정하도록 구성되고, 상기 보상된 오차는, 실제 오차로부터, 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 오차 성분을 제외한 것인, 보상형 측정 장치(compensatory measuring device); 및
상기 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상되지 않은 오차를 결정하도록 구성되고, 상기 보상되지 않은 오차는 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 상기 오차 성분을 포함하는, 비보상형 측정 장치(uncompensatory measuring device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정 시스템을 제공한다.
본 발명의 특징에 따라,
패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지 구조체;
기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및
상기 지지 구조체와 상기 기판 테이블 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템으로서, 상기 지지 구조체 및 상기 기판 테이블이 실질적으로 평행한 x-y 평면들을 형성하며, z 방향에서의 세트포인트 위치에 대한 상기 기판 테이블의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치와, 결정된 오차에 기초하여 상기 지지 구조체의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 구비하는 위치설정 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치를 제공한다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법으로서, 각각의 상기 부품의 위치가 직교 좌표의 세트에 의해 정해지는, 상대 위치 제어 방법에 있어서,
측정 좌표에서의 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하는 단계; 및
결정된 오차에 기초하여 제어 좌표에서의 상기 부품 중의 다른 부품의 이동을 제어하는 단계를 포함하며,
상기 측정 좌표는 상기 제어 좌표와 상이한 것을 특징으로 하는 상대 위치 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 특징에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법에 있어서,
세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상된 오차를 결정하는 단계로서, 상기 보상된 오차는 실제 오차로부터 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 오차 성분을 제외한 것인, 보상된 오차를 결정하는 단계; 및
상기 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상되지 않은 오차를 결정하는 단계로서, 상기 보상되지 않은 오차는 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 상기 오차 성분을 포함하는, 보상되지 않은 오차를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대 위치 제어 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3은 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 리소그래피 투영 장치에 사용하기 위한 또 다른 액체 공급 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 액침액 공급 시스템으로서 이용될 수 있는 장벽 부재의 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 이론 회로를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어 이론 회로를 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어 이론 회로를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 이론 회로를 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제어 이론 회로를 도시하고 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제어 이론 회로를 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 피드-쓰로우 힘 및 그 결과의 오차를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 피드-쓰로우 힘 및 그 결과의 오차를 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 피드-쓰로우 힘 및 그 결과의 오차를 도시하는 도면이다.
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 일실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 리소그래피 장치는 이하의 구성요소를 포함한다:
- 방사 빔(B, 예컨대 UV 방사선, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)을 조절하도록 구성된 조명 시스템(조명기)(IL);
- 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 또한 특정의 파라미터에 따라 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키도록 구성된 제1 위치 설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예컨대, 레지스트가 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 특정의 파라미터에 따라 기판(W)을 정확히 위치시키도록 구성된 제2 위치 설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예컨대, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 장치(MA)에 의해 방사 빔(B)에 부여한 패턴을, 기판(W)의 타겟 영역(C)(예컨대, 하나 이상의 다이를 포함하는) 상에 투영하도록 구성된 투영 시스템(예컨대, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS).
조명 시스템(IL)은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위한 굴절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 정전식, 또는 다른 형태의 광학 요소들 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태의 광학 요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)의 배향, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예컨대 패터닝 장치(MA)가 진공 분위기에서 유지되는지의 여부와 같은 기타 조건들에 좌우되는 방식으로 패터닝 장치(MA)를 유지한다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)를 유지하기 위해 기계식, 진공식, 정전식, 또는 기타 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체(MT)는 예컨대 필요에 따라 고정되거나 이동시킬 수 있는 프레임(frame) 또는 테이블일 수도 있다. 지지 구조체(MT)는 패터닝 장치(MA)가 예컨대 투영 시스템(PS)에 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 패턴을 생성하기 위하여 방사 빔의 단면에 패턴을 부여하기 위해 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 정확하게 대응하지 않을 수도 있다는 것에 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사 빔에 부여된 패턴은 집적회로와 같은 타겟 영역 내에 생성되는 디바이스에서의 특정 기능층에 대응할 것이다.
패터닝 장치(MA)는 투과형 또는 반사형 모두 가능하다. 패터닝 장치의 예로는 마스크, 프로그래머블 미러 어레이, 및 프로그래머블 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. 프로그래머블 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, 이용되고 있는 노광 방사에 대하여 적합하거나 또는 액침액의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인들에 대하여 적합한, 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 명세서에서 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(및/또는 2개 이상의 패터닝 장치 테이블)를 갖는 타입의 것일 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는, 추가의 테이블이 병행하여 사용될 수도 있고, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 단계를 수행하면서 다른 하나 이상의 테이블을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.
도 1을 참조하면, 조명기(IL)는 방사 소스(SO)로부터 방사 빔을 수광한다. 예컨대, 방사 소스(SO)가 엑시머 레이저인 경우, 방사 소스(SO) 및 리소그래피 장치는 별도의 구성요소일 수도 있다. 이러한 경우, 방사 소스(SO)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하도록 고려되지 않으며, 방사 빔은 예컨대 적합한 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 경우에, 예컨대 방사 소스(SO)가 수은 램프인 경우에, 이 방사 소스(SO)는 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. 조명기(IL)는 방사 빔의 단면에서 요구된 균일성 및 세기 분포를 갖도록 방사 빔을 조절하는데 사용될 수 있다. 방사 소스(SO)와 마찬가지로, 조명기(IL)는 리소그래피 장치의 일부를 형성하도록 고려될 수도 있고 또는 리소그래피 장치의 일부를 형성하지 않도록 고려될 수도 있다. 예컨대, 조명기(IL)는 리소그래피 장치에 통합된 부품일 수도 있고, 또는 리소그래피 장치와 별개의 구성요소일 수도 있다. 조명기(IL)가 리소그래피 장치와 별개의 구성요소인 경우, 리소그래피 장치는 조명기(IL)가 그 위에 탑재될 수 있도록 구성될 수 있다. 필요한 경우, 조명기(IL)는 분리 가능하며, 별도로 제공될 수도 있다(예컨대, 리소그래피 장치 제조업체 또는 다른 공급자에 의해).
방사 빔(B)은 지지 구조체(예컨대, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 장치(예컨대, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 장치(MA)에 의해 패터닝된다. 패터닝 장치(MA)를 종단한 후, 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하고, 투영 시스템(PS)은 방사 빔을 기판(W)의 타겟 영역(C) 상에 집속시킨다. 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 있지는 않음)를 이용하여, 예컨대 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적 인출 후에 또는 스캔하는 동안에, 방사 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 장치(MA)를 정확히 위치시키는 것이 가능하다. 일반적으로, 지지 구조체(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), 지지 구조체(MT)는 숏-스트로크 액추에이터에만 연결될 수도 있고, 그렇지 않으면 고정될 것이다. 패터닝 장치(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, 패터닝 장치(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, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 기본적으로 정지 상태로 유지한 채로, 방사 빔에 부여한 패턴 전체를 타겟 영역(C) 상에 한 번에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟 영역(C)이 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)을 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, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)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, 프로그래머블 패터닝 장치를 유지한 채로 지지 구조체(MT)를 기본적으로 정지 상태로 하고, 또한 기판 테이블(WT)을 이동시키거나 스캐닝하면서, 방사 빔에 부여한 패턴을 타겟 영역(C) 상에 투영한다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스 방사 소스가 채용되며, 프로그래머블 패터닝 장치는 기판 테이블(WT)의 각각의 이동 후에 또는 스캔 동안의 연속적인 방사 펄스의 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급한 바와 같은 타입의 프로그래머블 미러 어레이와 같은 프로그래머블 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.
다수의 리소그래피 장치에서, 더 작은 특징부의 이미징을 가능하게 하고 및/또는 리소그래피 장치의 유효 NA를 증가시키기 위해 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 유체, 구체적으로는 액체가 제공된다. 본 발명은 이러한 액침 장치를 참조하여 이하에서 추가로 설명되지만, 비액침 장치에서도 동일하게 구현될 수 있다. 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액체를 제공하는 구성은 2개 이상의 일반적인 카테고리로 분류될 수 있다. 이들은 수조 타입 구성(the bath type arrangement) 및 소위 국소 액침 시스템(the so-called localized immersion system)이다. 수조 타입 구성에서는, 실질적으로 기판(W)의 전체 및 필요한 경우에는 기판 테이블의 일부가 액체의 수조에 침수된다. 소위 국소 액침 시스템은 기판의 국소 영역에만 액체를 제공하는 액체 공급 시스템을 이용한다. 국소 액침 시스템에서는, 액체에 의해 채워진 공간이 평면적으로 기판의 상면보다 작으며, 액체로 채워진 영역은 기판이 그 영역 아래를 이동하는 동안 투영 시스템에 대해 실질적으로 정지 상태로 유지된다. 본 발명의 실시예가 지향하는 또 다른 구성은 액체가 제한되지 않는 전체 습식 방식(all wet solution)이다. 이 구성에서, 실질적으로 기판의 상면 전체 및 기판 테이블의 일부 또는 전부가 액침액으로 덮여진다. 적어도 기판을 덮는 액침액의 깊이는 작다. 액침액은 예컨대 기판 상의 액체의 얇은 막과 같은 막이 될 수도 있다. 도 2 내지 도 5의 액체 공급 장치의 모두가 이러한 시스템에 이용될 수 있지만, 밀봉 특징부가 제공되지 않거나, 작동되지 않거나, 정상적인 것만큼 유효하지 않거나, 또는 액침액을 국소 영역에만 밀봉하는 것에 효과적이지 않다. 도 2 내지 도 5에는 4가지의 상이한 타입의 국소 액체 공급 시스템이 도시되어 있다.
제안된 구성 중의 하나는 액체 제한 시스템(liquid confinement system)을 이용하여 기판의 국소 영역 상에만 또한 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이에 액침액을 제공하는 액체 공급 시스템에 대한 것이다(기판은 일반적으로 투영 시스템의 최종 요소보다 큰 표면적을 갖는다). 이를 달성하기 위해 제안된 한 가지 방식은 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 99/49504에 개시되어 있다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 액침액은 바람직하게는 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 하나 이상의 유입구에 의해 기판 상에 공급되고, 투영 시스템 아래를 통과한 후에 하나 이상의 배출구에 의해 제거된다. 즉, 기판이 최종 요소 아래에서 -X 방향으로 스캔될 때, 액침액은 최종 요소의 +X 측에서 공급되고, -X 측에서 흡수된다.
도 2에는, 액침액이 유입구를 통해 공급되고, 저압 소스에 연결된 배출구에 의해 최종 요소의 다른 측면에서 흡수되는 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 기판(W) 위의 화살표는 액체 흐름의 방향을 나타내고, 기판(W) 아래의 화살표는 기판 테이블의 이동 방향을 나타낸다. 도 2의 예시에서, 액침액은 최종 요소에 대한 기판의 이동 방향을 따라 공급되고 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 최종 요소 주위에 위치된 유입구 및 배출구의 방향과 개수는 다양하게 변화될 수 있으며, 양측면에 4개 세트의 유입구 및 배출구가 최종 요소 주위에 규칙적인 패턴으로 제공되어 있는 도 3에 그 일례가 예시되어 있다. 액체 공급 및 액체 복구 장치에서의 화살표는 액체 흐름의 방향을 나타낸다.
국소 액체 공급 시스템을 이용한 또 다른 액침 리소그래피 해법이 도 4에 도시되어 있다. 액체는 투영 시스템(PS)의 양측면 상의 2개의 홈형 유입구에 의해 공급되며, 유입구의 방사상 외측에 배열된 복수의 불연속 배출구에 의해 제거된다. 유입구 및 배출구는 중앙에 구멍이 형성되어 있는 플레이트 내에 배치될 수 있고, 그 구멍을 통해 투영 빔이 투영된다. 액체는 투영 시스템(PS)의 한 측면 상의 하나의 홈형 유입구에 의해 공급되고, 투영 시스템(PS)의 다른 측면 상의 복수의 불연속 배출구에 의해 제거되어, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이에 얇은 액체막의 흐름을 발생시킨다. 어느 유입구와 배출구의 조합을 사용할지에 대한 선택은 기판(W)의 이동 방향에 따라 정해질 수 있다(다른 조합의 유입구와 배출구는 비작동 상태로 된다). 도 4의 횡단면도에서, 화살표는 유입구 내로의 액체 흐름의 방향과 배출구 밖으로의 액체 흐름의 방향을 나타낸다.
이미 제안되어 있는 또 다른 구성은, 액체 공급 시스템에, 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블 간의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장할 수 있는 액체 제한 부재를 제공하는 것이다. 이러한 구성은 도 5에 예시되어 있다. 액체 제한 부재는 Z 방향(광학축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 액체 제한 부재와 기판의 표면 사이에 시일이 형성된다. 일실시예에서, 액체 제한 구조와 기판의 표면 사이에 시일이 형성되며, 이 시일은 가스 시일과 같은 비접촉식 시일이 될 수 있다. 이러한 시스템은 미국 특허 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
도 5는 유체 핸들링 구조(12)를 갖는 국소 액체 공급 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 유체 핸들링 구조는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 테이블(WT) 또는 기판(W) 사이의 공간의 경계의 적어도 일부분을 따라 연장한다(다른 설명이 없는 경우에는, 이하의 설명에서의 기판(W)의 표면에 대한 언급은 기판 테이블의 표면을 포함하여 지칭하거나 또는 기판 테이블의 표면에 대한 대안으로 지칭된다는 것에 유의하기 바란다). 유체 핸들링 구조(12)는 Z 방향(일반적으로, 광학축 방향)으로의 약간의 상대적인 이동이 있을 수도 있지만 XY 평면으로는 투영 시스템(PS)에 대해 실질적으로 정지 상태이다. 일실시예에서, 시일은 장벽 부재와 기판(W)의 표면 사이에 형성되며, 유체 시일, 바람직하게는 가스 시일과 같은 비접촉식 시일이 될 수 있다.
유체 핸들링 구조(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소와 기판(W) 사이의 공간(11)에 적어도 부분적으로 액체를 제한한다. 기판(W)에 대한 비접촉 시일(16)이 투영 시스템(PS)의 이미지 필드 주변에 형성되어, 액체가 기판(W)의 표면과 투영 시스템(PS)의 최종 요소 사이의 공간(11) 내에 제한되도록 할 수 있다. 이 공간은 적어도 부분적으로는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 아래에 위치되어 둘러싸고 있는 유체 핸들링 구조(12)에 의해 형성된다. 액체가 액체 유입구(13)에 의해 투영 시스템 아래의 공간과 유체 핸들링 구조(12) 내에 유입된다. 이 액체는 액체 배출구(13)에 의해 제거될 수도 있다. 유체 핸들링 구조(12)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소보다 약간 위쪽으로 약간 연장할 수 있다. 액체 레벨이 최종 요소보다 위쪽으로 상승하여, 액체의 버퍼가 제공된다. 일실시예에서, 유체 핸들링 구조(12)는, 상단이 투영 시스템 또는 투영 시스템의 최종 요소의 형상에 밀접하게 부합하는 내측 둘레를 가지며, 이 내측 둘레는 예컨대 라운드 형상으로 될 것이다. 저부에서는, 내측 둘레가 예컨대 직사각형과 같은 이미지 필드의 형상에 밀접하게 부합할 것이지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
일실시예에서, 액체는 사용 동안에 유체 핸들링 구조(12)의 저부와 기판(W)의 표면 사이에 형성되는 가스 시일(16)에 의해 공간(11) 내에 제한된다. 가스 시일은 예컨대 공기 또는 합성 공기 등의 가스에 의해 형성되지만, 본 실시예서는 N2 또는 다른 불활성 가스에 의해 형성된다. 가스 시일 내의 가스는 유입구(15)를 통해 압력 하에서 유체 핸들링 구조(12)와 기판(W) 사이의 갭에 제공된다. 가스는 배출구(14)를 통해 추출된다. 가스 유입구(15) 상의 과압력(overpressure), 배출구(14) 상의 진공 레벨, 및 갭의 기하학적 형상은, 액체를 제한하는 내측으로의 고속의 가스 흐름(16)이 이루어지도록 배치된다. 유체 핸들링 구조(12)와 기판(W) 사이의 액체에 미치는 가스의 힘은 액체를 공간(11) 내에 제한한다. 유입구/배출구는 공간(11)을 둘러싸는 환형의 홈이어도 된다. 환형의 홈은 연속적일 수도 있고, 또는 불연속적일 수도 있다. 가스 흐름(16)은 공간(11)에 액체를 담아두도록 작용한다. 이러한 시스템은 미국 특허 공개 번호 US 2004-0207824에 개시되어 있다.
도 5의 예는 항상 기판(W)의 상면의 국소 영역에만 액체를 제공하는 소위 국소 영역 구성이다. 예컨대 미국 특허 공개 번호 US 2006-0038968에 개시된 바와 같은 단상 추출기(single-phase extractor) 또는 2상 추출기(two-phase extractor)를 이용하는 유체 핸들링 시스템을 포함한 다른 구성도 가능하다.
가능한 또 다른 구성은 가스 드래그 원리로 작동하는 구성이다. 소위 가스 드래그 원리는 예컨대 미국 특허 공개 번호 US 2008-0212046 및 2008년 5월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 US 61/071,621에 설명되어 있다. 그 시스템에서는 바람직하게는 모서리를 갖는 형상으로 추출 구멍이 배치된다. 모서리는 스테핑 방향 또는 스캐닝 방향과 정렬될 수 있다. 이것은 2개의 배출구가 스캔 방향에 직각으로 정렬되는 경우에 비하여 스테핑 방향 또는 스캐닝 방향에서의 소정의 속도에 대하여 유체 핸들링 구조의 표면에 있는 2개의 개구부 사이의 메니스커스(meniscus)에 미치는 힘을 감소시킨다.
US 2008-0212046에는 또한 메인 액체 복구 특징부의 방사상 외측에 위치된 가스 나이프가 개시되어 있다. 가스 나이프는 메인 액체 복구 특징부를 빠져나가는 액체를 트립한다. 이러한 가스 나이프는 소위 가스 드래그 원리 구성에 제공될 수 있고(US 2008-0212046에 개시된 바와 같이), 단상 또는 2상 추출기 구성에도 제공될 수 있고(US 2009-0262318-A1에 개시된 바와 같이), 또는 임의의 다른 구성에도 제공될 수 있다.
다수의 다른 타입의 액체 공급 시스템도 가능하다. 본 발명은 임의의 특정 타입의 액체 공급 시스템으로 한정되지 않을 뿐만 아니라, 액침 리소그래피로 한정되지도 않는다. 본 발명은 어떠한 리소그래피에도 동등하게 적용될 수 있다.
제어 시스템(500)은 리소그래피 장치의 전체적인 동작을 제어하며, 특히 아래에 추가로 설명된 최적화 프로세스를 수행한다. 제어 시스템(500)은 중앙 처리 장치, 휘발성 및 비휘발성 저장 수단, 키보드 및 스크린과 같은 입력 및 출력 장치, 네트워크에 대한 접속부, 및 리소그래피 장치의 여러 부품에 대한 인터페이스를 포함하는 적합하게 프로그래밍된 범용 컴퓨터로서 구현될 수도 있다. 제어 컴퓨터와 리소그래피 장치 간의 일대일 관계가 반드시 필수적인 것은 아니다. 본 발명의 일실시예에서는 하나의 컴퓨터가 다수의 리소그래피 장치를 제어할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 복수의 네트워크 연결된 컴퓨터가 하나의 리소그래피 장치를 제어하기 위해 이용될 수도 있다. 제어 시스템(500)은 리소그래피 장치가 일부분을 형성하는 리소셀(lithocell) 또는 클러스터(cluster) 내의 관련 프로세스 장치 및 기판 핸들링 장치를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 시스템(500)은 또한 리소셀 또는 클러스터의 감독 제어 시스템 및/또는 반도체 제조 공정(fab)의 전체 제어 시스템 아래에 있도록 구성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 체계의 제어 이론을 도시하는 도면이다. 제어 체계는 본 발명의 실시예에 따른 위치설정 시스템에 의해 수행된다. 일실시예에서, 제어 시스템(500)은 제어 체계에 따라 위치설정 시스템을 제어한다. 위치설정 시스템은 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하기 위한 것이다. 각각의 부품의 위치는 직교 좌표의 세트에 의해 정해질 수 있다.
위치설정 시스템은 측정 좌표에서의 세트포인트 위치 r에 대한 하나의 부품의 순간 위치(xWS)에서의 오차(eWT)를 결정하도록 구성된 측정 장치(61)를 포함한다. 위치설정 시스템은 또한 결정된 오차(eWT)에 기초하여 제어 좌표에서의 다른 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러(62)를 더 포함한다. 측정 좌표는 제어 좌표와 상이하다.
이것의 목적은 특정 방향 또는 회전 방향에서의 다른 부품의 이동이 상이한 방향 또는 회전 방향에서의 하나의 부품의 위치 오차를 고려할 수 있도록 하는 것이다. 이것은 부품의 여러 좌표에서의 부품의 이동을 제어할 시에 보다 많은 양의 정보를 고려함으로써 부품의 서로에 대한 이동의 제어의 정확도를 향상시킨다.
리소그래피 장치의 하위 부품과 상위 부품은 이들의 상대 이동을 제어하도록 요구되는 리소그래피 장치 내의 어떠한 2개의 부품이어도 된다. 본 발명의 실시예에서, 하위 부품은 기판 테이블(WT)이며, 상위 부품은 지지 구조체(MT)이다. 편의를 위해, 본 발명의 실시예는 아래에서는 기판 테이블(WT)과 지지 구조체(MT)의 표현으로 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 명백하게 다른 언급이 없다면 기판 테이블(WT)과 지지 구조체(MT)로 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다.
일실시예에서, 부품은 실질적으로 평행한 x-y 평면들을 형성한다. 측정 좌표 및 제어 좌표는 x, y 및 z 방향 중의 하나이다.
공지의 시스템에 따라, 지지 테이블(WT)의 위치에서의 결정된 오차에 기초하는 지지 구조체(MT)에 미치는 피드-쓰로우 힘은 x, y 및 z 방향에 대해 독립적으로 구현된다. 예컨대, x 방향에서의 기판 테이블(WT)의 위치 오차는 x 방향에서의 지지 구조체(MT)에 작용하는 피드-쓰로우 힘을 결정하기 위해 이용된다.
본 발명은 한 방향 또는 회전 방향에서의 기판 테이블(WT)의 위치 오차와 다른 방향 또는 회전 방향에서의 지지 구조체(MT)의 이동 간의 크로스 텀(cross term)을 포함한다.
일실시예에서, 측정 장치(61)에 의해 오차가 결정되는 측정 방향은 z 방향이다. 지지 구조체(MT)에 작용하는 피드-쓰로우 힘의 영향은 z 방향에서의 기판 테이블(WT)의 위치에 있어서의 오차가 고려될 때에 더욱 중요하게 된다. 예컨대, z 방향 피드-쓰로우에 응답하여 지지 구조체(MT) 상에서 일부 기생 토크(parasitic torque)가 발생한다. 이것은 x 및 y 방향에서의 지지 구조체(MT)의 위치 오차를 야기한다. 본 발명은 z 방향에서의 기판 테이블(WT)의 위치 오차에 기초하여 x 및 y 방향에서의 지지 구조체(MT)에 작용하는 피드-쓰로우 힘 성분을 포함함으로써 이 문제점을 해소한다.
일실시예에서, 측정 좌표 및/또는 제어 좌표는 x, y 및 z 축 중의 하나에 대한 기판 테이블(WT)의 경사를 나타내는 좌표이다. 기판 테이블(WT)의 전체적인 위치 및 배향은 x, y 및 z 방향을 통해서뿐만 아니라 이들 축의 각각에 대한 기판 테이블(WT)의 경사에 의해서도 기술될 것이다. 기판 테이블(WT)의 경사는 지지 구조체(MT)의 위치 오차에 영향을 줄 수 있다. 본 발명에 따라, 이들 영향은 x, y 및 z 방향에서 및 기판 테이블(WT)의 경사에 좌우되는 경사 회전 방향에서 지지 구조체(MT)에 작용하는 피드-쓰로우 힘 성분만큼 고려될 수 있다.
측정 장치(61)는 직교 좌표의 세트의 각각의 좌표에서의 오차를 결정하도록 구성될 수도 있다. 컨트롤러(62)는, 각각의 좌표에서, 다른 좌표 중의 하나 이상의 좌표에서 결정된 오차(eWT)에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성될 수 있다. 모두 3개의 카티전 좌표(Cartesian coordinate) 및 모두 3개의 경사 방향이 고려되는 경우, 지지 구조체(MT)의 이동 및 배향은 이들 6개의 좌표의 각각에서 컨트롤러(62)에 의해 제어될 수 있다. 컨트롤러(62)는 기판 테이블(WT)의 6개의 결정된 오차(각각의 좌표에 대해 하나씩)에 기초하여 각각의 좌표에서 지지 구조체(MT)의 이동을 제어할 수 있다.
도 6은 x, y 및 z 방향의 각각에서 지지 구조체(MT)에 작용하는 피드-쓰로우 힘 계수를 나타내는 3×3 매트릭스(63)를 도시하며, 여기서 각각의 힘 성분은 x, y 및 z 방향의 각각에서의 기판 테이블(WT)의 결정된 위치 오차(eWT)에 기초한다. 이 매트릭스(63)는 경사 방향도 고려되는 경우에는 6×6 매트릭스로 확장될 수 있다. 그러므로, 좌표는 3차원 카티전 좌표계 및 각각의 카티전 축에 대한 기판 테이블(WT) 및 지지 구조체(MT)의 경사를 나타내는 3개의 좌표를 포함한 6차원 좌표계를 포함할 수 있다.
위치설정 시스템은 측정 장치(61)와 컨트롤러(62) 간에 각각의 좌표에서의 결정된 오차(eWT)를 통신하도록 구성된 복수-입력 및 복수-출력(MIMO) 시스템을 포함할 수 있다. 신호 라인은 단지 하나의 방향 대신에 복수의 방향 또는 회전 방향에 대한 정보를 운반할 수 있다. 매트릭스(63)는 오차 보상기(65)에 의해 계산된 바와 같은 힘을 지지 구조체(MT)에 미치는 실제 힘과 관련시킨다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은 측정 장치와 컨트롤러 간에 각각의 좌표에서 결정된 오차를 통신하도록 구성된 복수-입력 및 복수-출력 시스템을 포함한다.
도 6의 도면의 상단 루프는 지지 구조체(MT)의 제어를 나타낸다. 리소그래피 장치는 지지 구조체 컨트롤러(CMT) 및 기계적 전달(mechanical transfer)(HMT)을 포함할 수 있다. 기계적 전달(HMT)은 지지 구조체(MT)를 자신의 위치(xMT)로 이동시키기 위해 가해지는 힘의 전달 함수를 나타낸다. 기판 테이블(WT)의 위치 오차(eWT)에 기초한 피드-쓰로우 힘은 오차 보상기(65)에 의해 계산되며, 지지 구조체(MT)의 위치 오차(eWT)의 피드백에 기초하여 서브-컨트롤러(CMT)에 의해 결정된 힘과 조합된다. 지지 구조체(MT)의 위치 오차(eWT)는 지지 구조체(MT)의 순간 위치(xMT)와 r의 4배에 동일한 지지 구조체 세트포인트 위치 간의 차이에 의해 계산되며, 여기서 r의 4배라는 것은 지지 구조체(MT)가 투영 광학기기의 확대율로 인해 기판 테이블(WT)보다 4배 많게 이동한다는 것을 나타낸다.
도 6의 도면에 도시된 저부 루프는 기판 테이블(WT)의 제어이다. 기판 테이블 제어 루프는 기판 테이블 컨트롤러(CWT) 및 기계적 전달 함수(HWT)를 포함할 수 있다.
지지 구조체는 기판 테이블(WT)의 세트포인트 r의 4배인 세트포인트 4r을 수용하는 한편, 그 출력은 관련 상대 오차(eWT)에서의 1/4만을 카운트한다. 이것은, 패턴 이미지가 M=1/4의 확대율을 갖는 투영 시스템(PS)에 의해 투영되고, 지지 구조체(MT)가 기판 테이블(WT)의 속도의 4배로 스캔한다는 것을 반영한다.
이 설명에서, 확대율은 현재의 산업 표준인 4가 채택되고 있음에 유의하기 바란다. 그러나, 본 발명은 이 확대율에 좌우되지 않는다. 따라서, 도면에서 숫자 4가 사용되고 있는 곳에서, 이 숫자는 리소그래피 장치의 확대율에 따라서는 임의의 다른 숫자로 대체될 수 있다.
위치설정 시스템은 기판 테이블(WT)에 대한 기판 테이블 세트포인트 위치를 발생하고 또한 지지 구조체(MT)에 대한 지지 구조체 세트포인트 위치 4r를 발생하도록 구성된 세트포인트 발생기(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 기판 테이블 세트포인트 위치 r은 확대율만큼 지지 구조체 세트포인트 위치 4r과 상이하여, 기판 테이블(WT)과 지지 구조체(MT)의 이동이 확대율만큼 상이하다. 위치설정 시스템은 지지 구조체(MT)에 대한 세트포인트 및 기판 테이블(WT)에 대한 세트포인트를 발생하기 위한 별도의 세트포인트 발생기를 포함할 수도 있다. 이 경우, 별도의 세트포인트 발생기는 기판 테이블(WT)과 지지 구조체(MT) 간의 위치 관계가 노광 공정 동안 투영 시스템의 확대 비율과 부합하도록 세트포인트를 발생하기 위해 구성된다.
일실시예에서, 세트포인트 발생기는 부품 중의 하나의 부품에 대한 순차적인 세트포인트 위치를 발생하도록 구성되며, 여기서 컨트롤러는 결정된 오차 및 후속 세트포인트 위치에 기초하여 상기 부품 중의 다른 부품의 이동을 제어하도록 구성된다.
부분적으로는 기판 테이블(WT)로부터 지지 구조체(MT)로의 높은 피드-쓰로우 힘에 의해 야기된 지지 구조체(MT)의 높은 가속은 조밀하거나 고립된 이미징 구조에 대한 스트리킹 문제점 및 오버레이 문제점을 초래할 수 있다. 이들 피드-쓰로우 힘은 예컨대 최대 15N일 수도 있으며, 예컨대 3 ㎑보다 높은 주파수에서의 기판 테이블(WT)과 인코더 헤드에 대한 기판 테이블의 연결부에서의 공진에 의해 야기될 수 있다. 이들 높은 피드-쓰로우 힘은 지지 구조체(MT) 상의 마스크(MA)의 연결부와 같은 리소그래피 장치의 다른 부품에서의 공진을 야기할 수 있어, 전술한 문제점을 초래할 수도 있다.
피드-쓰로우 힘은 지지 구조체(MT)의 고유 진동수(eigenfrequency)를 여기할 수 있다. 이것은 이미징 오차를 발생시킬 수 있다. 더욱이, 가속 동안의 커다란 피크 힘은 패터닝 장치(MA)의 슬립(slip)을 초래할 수 있다.
스트리킹 및 오버레이 문제점을 감소시키기 위해, 기판 테이블(WT)로부터의 오차 신호 및/또는 결정된 오차(eWT)로부터 계산된 보상 제어 신호에 필터를 적용할 수도 있다. 예컨대, 도 6은 지지 구조체(MT)에 대한 피드백 루프에 추가되는 보상 제어 신호에 적용되는 또 다른 필터(Hff)를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어 체계의 제어 이론을 도시하는 도면이다. 제어 체계는 본 발명의 실시예에 따른 위치설정 시스템에 의해 수행된다. 일실시예에서, 제어 시스템(500)(도 1에 도시됨)은 제어 체계에 따라 위치설정 시스템을 제어한다. 위치설정 시스템은 리소그래피 장치의 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT) 간의 상대 위치를 제어하기 위한 것이다.
위치설정 시스템은 기판 테이블(WT)에 대한 순차적인 세트포인트 위치 r(k)를 발생하도록 구성된 세트포인트 발생기를 포함한다. 위치설정 시스템은 또한 순간 세트포인트 위치 r(k)에 대한 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 오차(eWT)를 결정하도록 구성된 측정 장치(61)를 더 포함한다. 위치설정 시스템은 또한 결정된 오차(eWT) 및 후속 세트포인트 위치 r(k+1)에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러(62)를 포함한다.
이것의 목적은, 기판 테이블의 세트포인트에 기인하는 기판 테이블(WT)의 위치 오차가 더 일찍 컨트롤러(62)에 피드 쓰로우될 수 있도록 하는 것이다. 이것은 기판 테이블(WT)의 위치 오차(eWT)에 대한 지지 구조체(MT)의 반응에 있어서의 시간 지연(time lag)이 보상될 수 있도록 한다.
이용된 후속 세트포인트 위치는 바로 후속하는 세트포인트 위치 r(k+1)이어도 된다. 이와 달리, 시간 지연은 r(k+2) 또는 r(k+3)과 같은 추가의 후속 값의 세트포인트 위치가 사용될 수 있도록 다수의 세트포인트 샘플에 대응할 수 있으며, 여기서 k는 일련의 세트포인트에서의 샘플 번호를 나타낸다.
기판 테이블(WT)의 위치 오차(eWT)에 대한 지지 구조체(MT)의 반응에서의 시간 지연은 부분적으로는 기판 테이블(WT)로부터 피드 쓰로우되는 오차 신호에 기초하여 지지 구조체(MT)에 가해질 힘의 계산을 위해 요구된 시간에 기인한다. 이러한 이유로, 세트포인트 보상기(64)가 도 6에 도시된 제어 시스템에 포함된다. 세트포인트 보상기(64)를 이용함으로써, 기판 테이블(WT)의 더 앞쪽의 세트포인트 위치가 제공되어 지지 구조체(MT)의 세트포인트 위치를 조정한다. 예컨대, 지지 구조체(MT)에 대한 세트포인트 위치는 지지 구조체에 가해지는 힘을 조정하기 위한 보상 제어 신호가 계산되는 샘플보다 나중의 2개의 세트포인트 샘플인 기판 테이블의 오차 신호에 기초하여 조정될 수 있다. 세트포인트 보상기(64)의 입력에서부터 그 출력까지의 시간 지연은 오차 보상기(65)에 의해 유입된 시간 지연, 이에 대한 HMT의 응답, 및 시스템 내의 가능한 다른 지연에 부합하는 것이 바람직하다. 이 시간 지연은 예컨대 2개의 샘플이 될 수 있다.
기판 테이블(WT)의 위치 오차는 2개의 성분, 즉 세트포인트 r에 의해 발생되는 하나의 성분과 세트포인트 r에 의해 발생되지 않는 성분을 포함하도록 고려될 수도 있다. 세트포인트 r에 의해 발생되는 성분은 z 방향에서의 기판 테이블(WT)의 위치 오차에 대해서는 특히 중요하다. 노광 과정 동안, 기판 테이블은 평평하지 않은 기판(W)을 투영 광학기기의 초점 평면으로 유지하기 위해 z 방향으로 이동한다. 기판 테이블(WT)에 공급되는 세트포인트 r은 기판(W)의 레벨에 의해 영향을 받으며, 이것은 일정하지 않다.
기판 테이블(WT)에 대해 수행된 레벨링 동작(leveling operation)으로 인한 기판 테이블(WT)의 위치 오차(eWT)의 응답은, 세트포인트 위치 r과 발생 오차(ensuing error) 간의 관계가 상당한 정도까지 알려져 있기 때문에 예측될 수 있다. 그러므로, 기판 테이블(WT)에 공급될 세트포인트 샘플(통상적으로 다수 개의 샘플에 앞서 알려진)을 알게 되면, 소수의 샘플에 앞서서 기판 테이블(WT)의 위치 오차를 예측할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같은 본 발명은, 세트포인트 r로부터 발생하는 위치 오차(eWT)의 성분이 하나 이상의 샘플에 앞서 컨트롤러(62)에 공급될 수 있으며, 이에 의해 기판 테이블(WT)의 위치 오차(eWT)에 대한 지지 구조체(MT)의 반응에서의 시간 지연을 감소시킬 수 있다는 점에서, 공지의 시스템에 비하여 향상된 장점이 있다.
위치설정 시스템은 후속 세트포인트 위치 r(k+1)에 대한 기판 테이블(WT)의 후속 위치에서의 후속 오차를 예측하도록 구성된 오차 예측기(71)를 추가로 포함할 수 있다. 컨트롤러(62)는 결정된 오차(eWT) 및 예측된 후속 오차에 기초하여 지지 구조체(MT)를 이동시키도록 구성된다. 예측된 후속 오차는 오차 예측기(71)에 의해 출력된다.
위치설정 시스템은 예측된 후속 오차와 결정된 오차(eWT)를 조합함으로써 피드포워드 오차(eFT)를 계산하도록 구성된 피드포워드 오차 계산기(72)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(62)는 피드포워드 오차(eFT)에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된다. 피드-쓰로우 오차(eFT)는 그 후 도 6에서 필터(HFC)에 공급되는 오차 신호의 자리를 차지한다.
세트포인트 r에 의해 발생된 오차는 eWT = Herr로부터 계산될 수 있다. Her은 상당한 정도까지 알려져 있으며, 세트포인트 r의 함수로서 기판 테이블 오차(eWT)를 예측하기 위해 소프트웨어로 구현될 수 있다.
실제 발생하는 오차는 이미 예측된 세트포인트 r에 의해 발생된 오차의 성분을 제외하여 기판 테이블(MT)에 공급될 수 있다. 피드-쓰로우 오차(eFT)는 eFT(k) = eWT(k)+(1-z-1)Herr(k+1)로 계산될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에 따라, 지지 구조체(MT)는 기판 테이블(WT)의 위치 오차에 대해 더욱 신속하게 응답하도록 컨트롤러(62)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템이 제공되며, 이 위치설정 시스템은, 부품 중의 하나의 부품에 대한 순차적인 세트포인트 위치를 발생하도록 구성된 세트포인트 발생기와, 순간 세트포인트 위치에 대해 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치와, 결정된 오차와 후속 세트포인트 위치에 기초하여 상기 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.
위치설정 시스템에서, 부품은 실질적으로 평행한 x-y 평면을 형성하고, 측정 장치는 z 방향에서의 상기 오차를 결정하도록 구성된다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은 후속 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 후속 위치에서의 후속 오차를 예측하도록 구성된 오차 예측기를 포함하며, 상기 컨트롤러는 결정된 오차 및 예측된 후속 오차에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품을 이동시키도록 구성된다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은, 예측된 후속 오차와 결정된 오차를 조합함으로써 피드포워드 오차를 계산하도록 구성된 피드포워드 오차 계산기를 더 포함하며, 컨트롤러는 피드포워드 오차에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된다.
일실시예에서, 위치설정 시스템의 측정 장치는 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상된 오차를 결정하도록 구성된 보상형 측정 장치(compensatory measuring device)이며, 보상된 오차는, 실제 오차로부터, 상위 부품과 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 오차 성분을 제외한 것이며, 위치설정 시스템은 상기 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상되지 않은 오차를 결정하도록 구성된 비보상형 측정 장치(uncompensatory measuring device)를 더 포함하며, 보상되지 않은 오차는 상위 부품과 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 상기 오차 성분을 포함한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어 체계의 제어 이론을 나타내는 도면이다. 제어 체계는 본 발명의 실시예에 따른 위치설정 시스템에 의해 수행된다. 일실시예에서, 제어 시스템(500)(도 1에 도시됨)은 제어 체계에 따라 위치설정 시스템을 제어한다. 위치설정 시스템은 리소그래피 장치의 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT) 간의 상대 위치를 제어하기 위한 것이다. 위치설정 시스템은 세트포인트 위치 r에 대한 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 보상된 오차(eWT)를 결정하도록 구성된 보상형 측정 장치를 포함한다. 측정 장치(81)는 기판 테이블(WT)의 보상된 순간 위치를 측정한다. 측정된 보상된 순간 위치는 보상된 오차(eWT)를 결정하기 위해 세트포인트 위치 r과 비교된다. 보상된 오차(eWT)는 실제 오차로부터 기판 테이블(WT)의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 오차 성분을 제외한 것이다.
위치설정 시스템은 세트포인트 위치 r에 대한 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 보상되지 않은 오차를 결정하도록 구성된 비보상형 측정 장치를 더 포함한다. 측정 장치(82)는 기판 테이블(WT)의 보상되지 않은 순간 위치를 측정하도록 구성된다. 기판 테이블(WT)의 보상되지 않은 순간 위치는 측정 장치(81)에 의해 측정된 기판 테이블(WT)의 보상된 순간 위치와 비교된다. 비교 결과는 기판 테이블(WT)의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 위치 성분을 나타낸다. 이 성분은 보상되지 않은 오차를 결정하기 위해 보상된 오차(eWT)에 가산된다. 보상되지 않은 오차는 기판 테이블(WT)의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 오차 성분을 포함한다.
적어도 하나의 주파수 성분은 기판 테이블(WT)의 토션 모드(torsion mode)에 대응할 수 있다. 예컨대 토션 모드 보상과 같은 보상된 오차의 결정은 적어도 z 방향에서의 기판 테이블(WT)의 측정된 위치로부터 토션 모드를 현저하게 제거한다.
예컨대, 측정 장치(81)는 토션 모드의 노드(또는 어떠한 모드의 이동도 적어도 하나의 주파수 성분에 대응함)인 기판 테이블(WT)의 일부분에서 보상된 위치를 측정함으로써 기판 테이블(WT)의 보상된 위치를 측정하도록 구성될 수 있다. 이와 달리, 측정 장치(81)는 기판 테이블(WT)의 위치 측정치를 토션 모드의 노드에 있는 지점으로 변환한다. 물론, 본 발명은 토션 모드의 보상으로 제한되지 않는다. 다른 모드 또한 보상될 수 있다.
측정 장치(81)는 투영 시스템(PS)의 최종 요소 바래 아래의 위치로부터가 아닌 기판(W)의 중앙에서의 토션 모드 주파수에서 z 방향에서의 기판 테이블(WT)의 위치를 결정할 수 있다. 이와 같이 하는 이유는 측정치로부터 토션 모드를 제거하기 위해서이다. 이것은 기판 테이블(WT)의 중앙이 토션 모드의 노드이기 때문에 효과적이다.
토션 모드를 제거하는 목적은, 토션 모드가 고려되는 경우에, 기판 테이블(WT)의 위치 제어를 위한 서보 안정성 문제(servo stability problem)가 있을 수 있기 때문이다. 토션 모드로 인한 기판 테이블의 이동을 고려하기 위해 높은 주파수에서 기판 테이블(WT)의 이동을 제어하기가 매우 곤란하다. 기판 테이블(WT)은 특정 주파수에서 공진을 초래하는 동적 특성을 갖는다. 토션 모드에 대한 경우와 같이 공진의 주파수가 너무 높다면, 이 공진은 기판 테이블 컨트롤러(CWT)에 의해 보상될 수 없다.
반대로, 기판 구조체(MT)의 이동은 컨트롤러(62)에 의해 제공된 피드-쓰로우 신호에 의해 적어도 부분적으로 구동되고, 지지 구조체 컨트롤러(CMT)에 완전히 의존하지 않는다. 따라서, 기판 테이블 컨트롤러(CWT)에 의해 보상될 수 없는 예컨대 650 내지 800 ㎐에서의 토션 모드와 같은 높은 주파수가 적어도 부분적으로 컨트롤러(62)에 의해 보상될 수 있다.
이러한 이유로, 투영 시스템(PS)의 최종 요소 바로 아래의 기판 테이블(WT)의 실제 위치를 계산하는 것이 바람직하다. 이것은 비보상형 측정 장치(82)에 의해 행해진다. 따라서, 렌즈(기판(W)이 경험하게 될 때의) 아래의 z 위치를 추가로 계산하고, 기판 테이블 컨트롤러(CWT)에 의해 사용된 바와 같은 z 위치와의 차이를 지지 구조체(MT)에 공급하는 것이 가능하다. 이로써, 기판 테이블 컨트롤러(CWT)의 서보 안정성 문제가 방지되는 한편, 지지 구조체(MT)는 실제 오차와 보상된 오차 간의 차이를 추적할 수 있고, 이에 의해 토션 모드를 보상한다. 이것은 도 8에 예시되어 있다. 일실시예에서, 보상되지 않은 오차는 피드-쓰로우 오차(eFT)로서 사용되도록 측정 장치(82)로부터 직접 전달된다. 이것은 피드-쓰로우 오차(eFT)가 세트포인트 위치와 측정 장치(82)의 출력 간의 차이를 나타내기 때문이다. 그러므로, 피드-쓰로우 오차(eFT)는 기판 테이블(WT)의 보상되지 않은 위치 오차와 동일하다.
기판 테이블(WT)의 인코더 헤드는 기판 테이블(WT)의 z 위치의 측정을 수행할 수 있다. 보상형 측정 장치(81)에 의해서는 비보상형 측정 장치(82)에 비하여 상이한 변환이 이용된다. 측정 장치(82)는 토션 모드(또는 적어도 하나의 주파수 성분에 대응하는 다른 모드의 이동)의 노드가 아닌 기판 테이블의 일부분에서의 기판 테이블(WT)의 보상되지 않은 위치를 측정하도록 구성될 수 있다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 보상형 측정 장치는 상기 적어도 하나의 주파수 성분에 대응하는 이동의 모드의 노드인 부품 중의 상기 하나의 부품의 일부분에서 보상된 오차를 측정함으로써 보상 오차를 결정하도록 구성된다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은 상기 적어도 하나의 주파수 성분에 대응하는 이동의 모드의 노드가 아닌 부품 중의 상기 하나의 부품의 일부분에서 보상되지 않은 오차를 측정함으로써 보상되지 않은 오차를 결정하도록 구성된 비보상형 측정 장치를 포함한다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은 순간 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 순간 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치, 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치와 부품 중의 다른 하나의 부품의 순간 위치 간의 상대 오차를 결정하도록 구성된 상대 오차 측정 장치, 결정된 상대 오차에 기초하여 순간 오차를 이득 제어하도록 구성된 가변 이득 컨트롤러, 및 이득 제어된 순간 오차에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 체계의 제어 이론을 나타내는 도면이다. 제어 체계는 본 발명의 실시예에 따른 위치설정 시스템에 의해 수행된다. 일실시예에서, 제어 시스템(500)(도 1에 도시됨)은 제어 체계에 따라 위치설정 시스템을 제어한다. 위치설정 시스템은 기판 테이블(WT)의 순간 위치와 지지 구조체(MT)의 순간 위치 간의 상대 오차(eWR)를 결정하도록 구성된 상대 오차 측정 장치(91)를 포함한다. 컨트롤러(62)는 결정된 상대 오차(eWR)에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된다.
이와 같이 하는 목적은 지지 구조체(MT)의 위치와 기판 테이블(WT)의 위치 간의 상대 오차가 세트포인트 r 또는 4r에 대한 이들 중의 어느 하나의 것의 위치에서의 절대 오차보다 더 중요하기 때문이다.
위치설정 시스템은 순간 세트포인트 위치 r에 대한 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 순간 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치(61)를 더 포함할 수 있다. 이 측정 장치(61)는 도 6 내지 도 8에 관련하여 앞에서 설명되어 있다. 컨트롤러(62)는 결정된 상대 오차(eWR)와 결정된 순간 오차(eWT)에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된다.
바람직하게는, 위치설정 시스템은, 결정된 상대 오차(eWR)에 기초하여 오차 이득 X를 결정하고, 결정된 오차 이득 X에 기초하여 결정된 순간 오차(eWT)를 조정하도록 구성된 가변 이득 컨트롤러(92)를 포함한다. 그러므로, 기판 테이블(WT)의 위치와 지지 구조체(MT)의 위치 간의 상대 오차(eWR)가 클 때에는 피드-쓰로우 이득이 증가될 수 있다. 이것은 상대 오차(eWR)를 더욱 신속하게 제로가 되도록 한다. 바람직하게는, 상대 오차(eWR)와 결정된 순간 오차(eWT) 간의 정확한 상 동작(correct phase behaviour)을 생성하기 위해 필터(HVGC)가 제공된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 가변 이득 제어는 필터링된 상대 오차(eWR)의 절대값을 결정하는 것을 포함한다. 그 후, 필터링된 상대 오차의 절대값은 상대 오차가 나노미터 정도라는 사실을 감안하기 위해 계수 K에 의해 승산될 수 있으며, 따라서 이득값의 적합한 지시를 제공하지 않는다. 계수 K에 의해 승산된 후, 그 결과의 값은 이득이 적어도 1이 되도록 하기 위해 1씩 증가될 수 있으며, 이로써 가변 이득 컨트롤러(92)는 피드-쓰로우 오차를 감소시키지 않고 증가시키도록 작동한다. 측정 장치(91)는 지지 구조체(MT)의 위치 오차와 기판 테이블(WT)의 위치 오차의 절대값이 아닌 이들 위치 오차 간의 차이를 측정하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템이 제공되며, 위치설정 시스템은, 순간 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 순간 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치, 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치와 부품 중의 다른 하나의 부품의 순간 위치 간의 상대 오차를 결정하도록 구성된 상대 오차 측정 장치, 결정된 상대 오차에 기초하여 순간 오차를 이득 제어하도록 구성된 가변 이득 컨트롤러, 및 이득 제어된 순간 오차에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 가변 이득 컨트롤러는, 결정된 상대 오차를 필터링하고, 필터링된 상대 오차의 절대값을 계산하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 가변 이득 컨트롤러는, 필터링된 상대 오차의 절대값에 1을 추가하고, 그 결과의 값을 승산 계수에 의해 승산하여 순간 오차의 이득 제어에 대한 오차 이득값을 계산하도록 구성된다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은 세트포인트에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치를 포함하며, 컨트롤러는 결정된 오차의 3차 또는 그 이상의 차수의 도함수(derivative)에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제어 체계의 제어 이론을 나타내는 도면이다. 제어 체계는 본 발명의 실시예에 따른 위치설정 시스템에 의해 수행된다. 일실시예에서, 제어 시스템(500)은 제어 체계에 따라 위치설정 시스템을 제어한다. 위치설정 시스템은 리소그래피 장치의 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT) 간의 상대 위치를 제어하기 위한 것이다. 위치설정 시스템은, 세트포인트 위치 r에 대한 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치(61)를 포함한다. 위치설정 시스템은, 결정된 오차의 3차 또는 그 이상의 차수의 도함수에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러(62)를 더 포함한다. 바람직하게는, 컨트롤러(62)는 결정된 오차의 4차 또는 그 이상의 차수의 도함수에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된다.
오차 보상기(65)는 결정된 오차의 2차 도함수를 계산하고 지지 구조체(MT)의 질량을 승산함으로써 지지 구조체 전달 함수(HMT)의 역(inverse)을 근사할 수 있다. 이것은 예컨대 오차 보상기(65)가 4ms2을 계산하는 것으로 도시된 도 6에 나타내어져 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 오차 보상기(65)에 의해 수행된 계산에는 "스냅(snap)" 항 ds4 또한 포함되며, 여기서 s는 결정된 오차의 도함수 차수를 나타낸다.
그 결과, 지지 구조체(MT)의 동적 특성이 더욱 중요하게 되는 더 높은 주파수에 대하여 피드-쓰로우 힘이 더욱 효과적이 될 수 있다. 결정된 오차의 다른 차수의 도함수 또한 이용 가능하다.
일실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템이 제공되며, 이 위치설정 시스템은, 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치, 및 결정된 오차의 3차 또는 그 이상의 차수의 도함수에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 컨트롤러는 결정된 오차의 4차 도함수 또는 그 이상의 차수의 도함수에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된다.
일실시예에서, 위치 설정 시스템은, 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치, 결정된 오차에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하기 위한 보상 제어 신호를 발생하도록 구성된 오차 보상기, 및 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된 제한기(limiter)를 포함하며, 여기서 컨트롤러는 제한된 보상 제어 신호에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제어 체계의 제어 이론을 나타내는 도면이다. 제어 체계는 본 발명의 실시예에 따른 위치설정 시스템에 의해 수행된다. 일실시예에서, 제어 시스템(500)은 제어 체계에 따라 위치설정 시스템을 제어한다. 위치설정 시스템은 리소그래피 장치의 지지 구조체(MT)와 기판 테이블(WT) 간의 상대 위치를 제어하기 위한 것이다. 위치설정 시스템은, 세트포인트 위치 r에 대한 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치(61), 및 결정된 오차(eWT)에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하기 위한 보상 제어 신호를 발생하도록 구성된 오차 보상기(65)를 포함한다. 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 오차는 기판 테이블(WT)의 위치를 측정하고 측정된 위치를 세트포인트 위치 r과 비교함으로써 결정된다. 위치설정 시스템은, 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된 제한기(111), 및 제한된 보상 제어 신호에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러(62)를 더 포함한다.
제한기(111)의 사용에 의해, 피드-쓰로우 오차 및 힘의 피크값이 제한될 수 있다. 바람직하게는, 이 제한은 보상 제어 신호가 오차 보상기(65)에 의해 계산되고 필터(HFF)에 의해 필터링된 후에 수행된다. 이러한 방식으로, 제한 동작 자체는 이들 필터에서의 어떠한 동적 과도 영향(dynamic transient effect)도 초래하지 않을 것이다.
필터 내부 상태는 도 13에 대하여 아래에 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이 "링잉(ringing)"을 방지하기 위해 점차적으로만 변경될 수 있다.
바람직하게는, 지지 구조체(MT)에 대한 피드-쓰로우 경로의 각각의 분기에 대해 하나씩 2개의 제한기가 제공된다. 제한기(111) 중의 하나는 세트포인트 비교기(64)의 출력 후에 위치될 수 있으며, 다른 제한기는 오차 보상기(65)의 출력을 필터링하는 필터(HFF)의 출력 후에 제공된다. 바람직하게는, 양자의 제한기는 실질적으로 동일하다. 제한기(111)들은 세트포인트 조정이 피드-쓰로우 힘 조정과 부합하도록 하기 위해 서로 소통할 수도 있다.
일실시예에서는 단지 하나의 제한기(111)가 제공된다. 이 경우, 제한기(111)는 필터(HFF)의 바로 앞에 제공될 수도 있고 또는 바로 뒤에 제공될 수도 있다. 그러나, 이것은 피드-쓰로우 필터의 "링잉"을 초래할 수 있다. 제한기는 예컨대 클리핑(clipping)에 의해 또는 포화(saturation)에 의해 보상 제어 신호를 제한하도록 구성될 수 있다.
제한기(111)는 기판 테이블 및/또는 지지 구조체(MT)의 이동에 기초하여 보상 제어 신호를 제어하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제한기는 지지 구조체 및/또는 기판 테이블(WT)의 스캐닝 상태에 기초하여 제한하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템이 제공되며, 이 위치설정 시스템은, 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치, 결정된 오차에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하기 위한 보상 제어 신호를 발생하도록 구성된 오차 보상기, 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된 제한기, 및 제한된 보상 제어 신호에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 제한기는 상위 부품 및/또는 하위 부품의 이동에 기초하여 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 오차 보상기는 결정된 오차의 2차 도함수 또는 그 이상의 차수의 도함수를 계산함으로써 보상 제어 신호를 발생하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 제한기는 클리핑(clipping)에 의해 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 상위 부품은 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지 구조체이고, 하위 부품은 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블이며, 제한기는 지지 구조체 및/또는 기판 테이블의 스캐닝 상태에 기초하여 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 제한기는 스캐닝 동작 외측에서는 보상 제어 신호를 제로로 제한함으로써 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 제한기는 스캐닝 동작 직전에는 보상 제어 신호를 제로로부터 점차적으로 증가시킴으로써 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 제한기는 스캐닝 동작 직후에는 보상 제어 신호를 제로로 점차적으로 감소시킴으로써 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 제한기는 상위 부품 및/또는 하위 부품의 가속 상태에 기초하여 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은, 하위 부품에 대해서는 하위 부품 세트포인트 위치를 발생하고, 상위 부품에 대해서는 상위 부품 세트포인트 위치를 발생하도록 구성된 세트포인트 발생기를 더 포함하며, 하위 부품 세트포인트 위치는 확대율만큼 상위 부품 세트포인트 위치와 상이하여, 하위 부품의 이동과 상위 부품의 이동이 상기 확대율만큼 상이하게 된다.
일실시예에서, 위치설정 시스템은, 결정된 오차에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하기 위한 보상 제어 신호를 발생하도록 구성된 오차 보상기, 및 결정된 오차에 기초하여 상위 부품 세트포인트 위치를 조정하기 위한 보상 세트포인트 신호를 발생하도록 구성된 세트포인트 보상기를 포함한다.
위치설정 시스템의 실시예에서, 상위 부품은 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지 구조체이고, 하위 부품은 지지 구조체 아래의 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 피드-쓰로우 힘 및 그 결과의 오차를 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 피드-쓰로우 힘은 스캐닝 동작 동안에만 스위치온 되어 작용한다. 그러므로, 제한기(111)는 스캐닝 동작 외측에서는 보상 제어 신호를 제로로 제한함으로써 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다. 제한기(111)는 스캐닝 동작이 진행중인지의 여부에 대한 정보를 제공하는 리소그래피 장치의 동기 버스 컨트롤러에 접속될 수 있다.
도 12 내지 도 14에서, 실선 그래프는 피드-쓰로우 힘으로 인한 위치 오차를 나타내며, 파선은 피드-쓰로우 힘의 가중치를 나타내며(파선이 제로인 곳에서는 피드-쓰로우 힘이 오프), 일점 쇄선은 기판 테이블(WT)과 지지 구조체(MT)의 가속 프로파일을 나타낸다.
도 12에 도시된 바와 같이, 스캐닝 기간 외측, 즉 T1 및 T3 기간 동안에는 오차 피드-쓰로우 힘이 제로이다. 스캐닝 기간, 즉 T2 동안에는 피드쓰로우 힘으로 인한 오차는 제로가 아니다.
스캐닝 기간 동안에만 활성화되도록 피드-쓰로우 힘 시스템을 제어함으로써, 피드-쓰로우 오차 피크가 감소된다. 피크 피드-쓰로우 힘 또한 감소된다. 이 방법은 특히 스캐닝 움직임의 가속 단계 동안 오차에 의해 야기되는 피드-쓰로우 힘의 성분의 커다란 감소를 발생한다.
그러나, 도 12에서 알 수 있는 바와 같이, T1에서 T2로 또한 T2에서 T3로의 전이 기간에서는 피드-쓰로우 힘 오차의 날카로운 컷 오프(sharp cut off)가 존재한다. 이것은 지지 구조체(MT) 위치 오차의 "링잉"을 야기할 수 있다. "링잉"은 입력 신호에서의 갑작스런 변화에 기인한 것이며, 부품의 제어에 있어서 오류를 초래한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 피드-쓰로우 힘 및 그 결과의 오차를 도시하고 있다. 도 13은 제한기(111)가 스캐닝 동작 직전에 보상 제어 신호를 제로로부터 점차적으로 증가시킴으로써 보상 제어 신호를 제한하도록 구성되는 도 11에 도시된 실시예에 대응한다. 이것은 T1'과 T2' 사이의 전이 시간 기간에서 감소되었지만 제로는 아닌 오차의 존재에 의해 또한 기울어진 점선에 의해 도 13에 나타내어져 있다.
바람직하게는, 제한기(111)는 스캐닝 동작 직후에 보상 제어 신호를 제로까지 점차적으로 감소시킴으로써 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다. 이것은 T2'와 T3' 사이의 전이 기간에서 감소되었지만 제로는 아닌 오차에 의해 또한 기울어진 점선에 의해 나타내어져 있다.
도 12에 도시된 제한의 방법과 마찬가지로, 도 13에 도시된 방법은 스캐닝 동작 동안의 피드-쓰로우 피크 오차의 커다란 감소를 발생한다(도 12에 도시된 방법과 같은 정도의 커다란 감소는 아니지만). 스캐닝 기간 T2' 외측에서의 위치 오차의 평활화(smoothing)가 존재한다. 이 방법으로 피드-쓰로우 피크 힘이 크게 감소된다. 스캐닝 기간 T2' 전후의 오차의 평활화는 바람직하지 않은 "링잉" 효과를 감소시킨다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 피드-쓰로우 힘 및 그 결과의 오차를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 제한기(111)는 기판 테이블(WT) 및/또는 지지 구조체(MT)의 가속 상태에 기초하여 보상 제어 신호를 제한하도록 구성된다. 구체적으로, 피드-쓰로우 힘의 레벨은 기판 테이블(WT) 및/또는 지지 구조체(MT)의 가속에 따라 가중될 수 있다. 가속이 제로일 때, 피드-쓰로우 힘은 100%로 설정된다. 가속이 최대일 때, 피드-쓰로우 힘은 제로이다. 피드-쓰로우 힘은 이들 2개의 극단 사이의 가속의 레벨에 따라 가중된다.
도 14에 도시된 방법은 가속 동안의 피드-쓰로우 피크 오차를 감소시키는 효과를 갖는다. 도 12 및 도 13에 도시된 방법만큼 크지 않지만 역시 피크 피드-쓰로우 힘이 감소된다.
바람직하게는, 위치설정 시스템은, 결정된 오차에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하기 위한 보상 제어 신호를 발생하도록 구성된 오차 보상기(65), 및 결정된 오차에 기초하여 지지 구조체 세트포인트 위치를 조정하기 위한 보상 세트포인트 신호를 발생하도록 구성된 세트포인트 보상기(64)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 리소그래피 장치는, 지지 구조체(MT), 기판 테이블(WT), 및 위치측정 시스템을 포함하며, 위치측정 시스템은 전술한 측정 장치(61) 및 결정된 오차(eWT)에 기초하여 지지 구조체(MT)의 이동을 제어하도록 구성된 전술한 컨트롤러(62)를 포함한다. 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 실질적으로 평행한 x-y 평면을 형성한다. 측정 장치(61)는 z 방향에서의 세트포인트 위치 r에 대한 기판 테이블(WT)의 순간 위치에서의 오차(eWT)를 결정하도록 구성된다. 공지의 시스템에서, 피드-쓰로우 힘은 x 및 y 방향으로 가해질 수 있다. 본 발명은 또한 z 방향을 이용함으로써 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)의 상대 위치를 정정하기 위한 피드-쓰로우 힘으로부터 우수한 결과를 제공한다.
바람직하게는, 컨트롤러(62)는 결정된 오차에 기초하여 z 방향에서의 지지 구조체의 이동을 제어하도록 구성된다. 이것은 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)의 상대 z 위치를 보상할 것이다. 물론, 기판 테이블(WT)의 z 방향 오차에 따라서는 지지 구조체(MT)의 x 및 y 방향 이동을 제어하기 위한 크로스 텀 또한 전술한 바와 같이 이용될 수 있다. 상이한 방향에 대해서는 확대율이 상이할 수도 있다. 구체적으로, 확대율은 x 및 y 방향에 비하여 z 방향에서 상이할 수도 있다. 예컨대, 투영 광학기기의 타입에 따라, z 방향에서의 확대율은 예컨대 16과 같이 이차식으로(quadratically) 더 커질 수도 있다.
일실시예에 따라, 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지 구조체, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 지지 구조체와 기판 테이블 간의 상대 위치를 제어하기 위한 위치설정 시스템을 포함하며, 지지 구조체 및 기판 테이블이 실질적으로 평행한 x-y 평면을 형성하고, 위치설정 시스템이, z 방향에서의 세트포인트 위치에 대한 기판 테이블의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치와, 결정된 오차에 기초하여 지지 구조체의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는, 리소그래피 장치가 제공된다.
리소그래피 장치의 실시예에서, 컨트롤러는 결정된 오차에 기초하여 z 방향에서의 지지 구조체의 이동을 제어하도록 구성된다.
일실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법으로서, 부품 중의 어느 하나의 부품에 대한 순차적인 세트포인트 위치를 발생하는 단계, 순간 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하는 단계, 및 결정된 오차 및 후속하는 세트포인트 위치에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
일실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법으로서, 순간 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 순간 오차를 결정하는 단계, 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치와 부품 중의 다른 하나의 부품의 순간 위치 간의 상대 오차를 결정하는 단계, 결정된 상대 오차에 기초하여 순간 오차를 이득 제어하는 단계, 및 이득 제어된 순간 오차에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
일실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법으로서, 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하는 단계, 및 결정된 오차의 3차 또는 그 이상의 차수의 도함수에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
일실시예에 따라, 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법으로서, 세트포인트 위치에 대한 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하는 단계, 결정된 오차에 기초하여 부품 중의 다른 하나의 부품의 이동을 제어하기 위한 보상 제어 신호를 발생하는 단계, 상기 보상 제어 신호를 제한하는 단계, 및 제한된 보상 제어 신호에 기초하여 부품 중의 상기 다른 하나의 부품의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
일실시예에 따라, 리소그래피 장치의 패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지 구조체와 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블 간의 상대 위치를 제어하는 방법으로서, 지지 구조체 및 기판 테이블이 실질적으로 평행한 x-y 평면을 형성하며, z 방향에서의 세트포인트 위치에 대한 기판 테이블의 순간 위치에서의 오차를 결정하는 단계, 및 결정된 오차에 기초하여 지지 구조체의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
전술한 바와 같이, 전술한 특징 중의 어떠한 것도 다른 특징과 함께 이용될 수 있으며, 명시적으로 설명된 이들 조합뿐만 아니라 설명되지 않은 다른 조합 또한 본 발명에 포함된다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 도 11에 도시된 바와 같은 제한기(111)는 도 6 내지 도 10에 도시되고 앞에서 설명된 모든 다른 제어 체계에 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 하위 부품은 예컨대 렌즈 시스템(PS)에 연결되고 6개의 자유도로 제어되는(바람직하게는) 액티브 렌즈 또는 미러 서브시스템에 관련될 수도 있다. 이러한 실시예에서, 상위 부품의 오차는 위치 세트포인트 및/또는 가속 세트포인트로서 렌즈 또는 미러 서브시스템에 제공될 수 있다. 이것은 렌즈 또는 미러 서브시스템이 더 높은 내부 주파수 및 더 큰 제어 서보 대역폭을 야기하는 상위 부품에 비하여 상대적으로 경량이면서 컴팩트하기 때문에 이로울 것이다.
본 명세서에서는, 집적회로(IC)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용예에 대해 특정하게 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 헤드 등의 제조와 같은 마이크로스케일 또는 심지어는 나노스케일의 특징부를 갖는 부품을 제조함에 있어서의 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), 계측 장비, 및/또는 검사 장치에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기한 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.
본 명세서에 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장 또는 그 부근의 파장을 가짐)을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
문맥이 허용하는 곳에서의 "렌즈"라는 용어는 굴절성 및 반사성 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 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 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. 또한, 기계 판독 가능한 명령어들은 2개 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있으며, 이들 2개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다.
본 명세서에 설명된 컨트롤러는 신호를 수신, 처리 및 전송하기 위한 모든 적합한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 각각의 컨트롤러는 전술한 방법을 위한 기기 판독 가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있다. 컨트롤러는 또한 이러한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 데이터 저장 매체 및/또는 이러한 저장 매체를 수용하기 위한 하드웨어를 포함할 수도 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 액침액이 수조의 형태로 제공되는지, 기판의 국소 표면 영역에만 제공되는지, 아니면 기판 및/또는 기판 테이블 상에서 제한되지 않는지의 여부에 상관없이 전술한 어떠한 액침 리소그래피 장치에도 적용될 수 있으며, 이들로만 한정되지 않는다. 액침액이 제한되지 않는 구성에서, 액침액은 기판 및/또는 기판 테이블의 표면 위에 흐를 수 있으며, 이로써 기판 테이블 및/또는 기판의 실질적으로 덮여있지 않은 전체 표면이 습윤된다. 이러한 비제한 액침 시스템에서, 액체 공급 시스템은 액침액을 제한하지 않을 수도 있거나, 또는 실질적으로 액침액의 완전한 제한이 아닌 액침액의 일부분의 제한을 제공할 수도 있다.
본 명세서에서 고려된 액체 공급 시스템은 넓은 의미로 이해되어야 한다. 특정 실시예에서, 액체 공급 시스템은 액체를 투영 시스템과 기판 및/또는 기판 테이블 사이의 공간에 제공하는 기구 또는 구조의 조합일 수도 있다. 액체 공급 시스템은 액체를 공간에 제공하는 하나 이상의 구조, 하나 이상의 액체 유입구, 하나 이상의 가스 유입구, 하나 이상의 가스 배출구, 및/또는 하나 이상의 액체 배출구의 조합을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 일부분이 되거나, 공간의 표면이 기판 및/또는 기판 테이블의 표면을 완전하게 덮거나, 또는 공간이 기판 및/또는 기판 테이블을 감쌀 수도 있다. 액체 공급 시스템은 필요한 경우 액체의 위치, 양, 품질, 형상, 유량 또는 어떠한 다른 특징을 제어하기 위한 하나 이상의 요소를 추가로 포함할 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.

Claims (15)

  1. 리소그래피 장치의 상위 부품(superior component)과 하위 부품(inferior component) 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템으로서, 상기 부품의 위치가 직교 좌표의 세트에 의해 정해지는, 위치설정 시스템에 있어서,
    측정 좌표에서의 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치; 및
    결정된 오차에 기초하여 제어 좌표에서의 상기 부품 중의 다른 부품의 이동을 제어하도록 구성된 컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 측정 좌표는 상기 제어 좌표와 상이한 것을 특징으로 하는 위치설정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부품은 실질적으로 평행한 x-y 평면들을 형성하며,
    각각의 상기 측정 좌표와 상기 제어 좌표는 x, y 및 z 방향 중의 하나인,
    위치설정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부품은 실질적으로 평행한 x-y 평면들을 형성하며, 상기 측정 방향은 z 방향인, 위치설정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부품은 실질적으로 평행한 x-y 평면들을 형성하며,
    상기 측정 좌표 및/또는 상기 제어 좌표는 x, y 및 z 축 중의 하나에 대한 상기 부품의 경사를 나타내는 좌표인,
    위치설정 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는 상기 직교 좌표의 세트의 각각의 좌표에서의 오차를 결정하도록 구성되며,
    상기 컨트롤러는, 각각의 좌표에서, 다른 좌표의 적어도 하나에서의 결정된 오차에 기초하여 다른 부품의 이동을 제어하도록 구성되는,
    위치설정 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌표는, 상기 부품이 실질적으로 평행한 x-y 평면을 형성하고 있는 3차원 카티전 좌표계(Cartesian coordinate system) 및 각각의 카티전 축에 대한 상기 부품의 경사를 나타내는 3개의 좌표를 포함하는 6차원 좌표계를 포함하는, 위치설정 시스템.
  7. 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 위치설정 시스템에 있어서,
    세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상된 오차를 결정하도록 구성되고, 상기 보상된 오차는 실제 오차로부터 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 오차 성분을 제외한 것인, 보상형 측정 장치(compensatory measuring device); 및
    상기 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상되지 않은 오차를 결정하도록 구성되고, 상기 보상되지 않은 오차는 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 상기 오차 성분을 포함하는, 비보상형 측정 장치(uncompensatory measuring device)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치설정 시스템.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 보상된 오차 및 상기 보상되지 않은 오차 중의 하나 이상에 기초하여 상기 하위 부품의 이동을 제어하도록 구성된 하위 부품 컨트롤러; 및
    상기 보상된 오차 및 상기 보상되지 않은 오차 중의 다른 하나에 기초하여 상기 상위 부품의 이동을 제어하도록 구성된 상위 부품 컨트롤러
    를 더 포함하는, 위치설정 시스템.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하위 부품 컨트롤러는 상기 보상된 오차에 기초하여 상기 하위 부품의 이동을 제어하도록 구성되며,
    상기 상위 부품 컨트롤러는 상기 보상되지 않은 오차에 기초하여 상기 상위 부품의 이동을 제어하도록 구성되는,
    위치설정 시스템.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 주파수 성분은 상기 부품 중의 상기 하나의 부품의 토션 모드(torsion mode)에 대응하는, 위치설정 시스템.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부품은 실질적으로 x-y 평면을 형성하며,
    상기 측정 장치는 z 방향에서의 상기 오차를 결정하도록 구성되는,
    위치설정 시스템.
  12. 리소그래피 장치에 있어서,
    패터닝 장치를 지지하도록 구성된 지지 구조체;
    기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블; 및
    청구항 1 내지 11 중의 어느 하나에서 청구된 바와 같은 위치설정 시스템
    을 포함하며,
    상기 상위 부품은 상기 지지 구조체이고, 상기 하위 부품은 상기 기판 테이블인 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 위치설정 시스템은 z 방향에서의 세트포인트 위치에 대한 상기 기판 테이블의 순간 위치에서의 오차를 결정하도록 구성된 측정 장치를 포함하는, 리소그래피 장치.
  14. 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법으로서, 각각의 상기 부품의 위치가 직교 좌표의 세트에 의해 정해지는, 상대 위치 제어 방법에 있어서,
    측정 좌표에서의 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 오차를 결정하는 단계; 및
    결정된 오차에 기초하여 제어 좌표에서의 상기 부품 중의 다른 부품의 이동을 제어하는 단계
    를 포함하며,
    상기 측정 좌표는 상기 제어 좌표와 상이한 것을 특징으로 하는 상대 위치 제어 방법.
  15. 리소그래피 장치의 상위 부품과 하위 부품 간의 상대 위치를 제어하는 방법에 있어서,
    세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상된 오차를 결정하는 단계로서, 상기 보상된 오차는 실제 오차로부터 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 오차 성분을 제외한 것인, 보상된 오차를 결정하는 단계; 및
    상기 세트포인트 위치에 대한 상기 부품 중의 상기 하나의 부품의 순간 위치에서의 보상되지 않은 오차를 결정하는 단계로서, 상기 보상되지 않은 오차는 상기 상위 부품 및 상기 하위 부품 중의 상기 하나의 부품의 이동의 적어도 하나의 주파수 성분으로 인한 상기 오차 성분을 포함하는, 보상되지 않은 오차를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대 위치 제어 방법.
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