KR20140084091A - 리소그래피 시스템에서 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법 - Google Patents

리소그래피 시스템에서 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140084091A
KR20140084091A KR1020147011538A KR20147011538A KR20140084091A KR 20140084091 A KR20140084091 A KR 20140084091A KR 1020147011538 A KR1020147011538 A KR 1020147011538A KR 20147011538 A KR20147011538 A KR 20147011538A KR 20140084091 A KR20140084091 A KR 20140084091A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motion
type
sensor
optical element
mirror
Prior art date
Application number
KR1020147011538A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101660140B1 (ko
Inventor
임-분-패트릭 콴
딕 안토니우스 헨드리쿠스 라로
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Publication of KR20140084091A publication Critical patent/KR20140084091A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101660140B1 publication Critical patent/KR101660140B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/709Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591Testing optical components
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70833Mounting of optical systems, e.g. mounting of illumination system, projection system or stage systems on base-plate or ground
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Abstract

리소그래픽 시스템의 진동하는 광학적 요소(2)를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 광학적 요소(2)가 미리 결정된 수의 자유도를 가지는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법으로서: 광학적 요소(2)의 다수의 변위를 검출하는 단계로서, 각각의 변위가 자유도에 상응하고, 상기 검출되는 변위의 수가 상기 자유도의 수 보다 큰, 변위 검출 단계; 자유도에 따른 각각의 변위에 대해서, 자유도 내의 운동에 상응하는 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)를 생성하는 단계로서, 상기 광학적 요소가 강성 본체 변환 행렬(Ty)로서 이동하고, 상기 광학적 요소 운동이 적어도 제 1 타입의 운동 및 제 2 타입의 운동을 포함하는, 센서 신호 생성 단계; 및 수정된 변환 행렬의 함수로서 상기 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)를 수정하는 단계로서, 상기 수정된 변환 행렬이 상기 제 1 타입의 운동 또는 상기 제 2 타입의 운동 중 적어도 하나의 하나 이상의 고유의 모드 또는 공진을 적어도 부분적으로 감소시키는, 수정 단계를 포함한다.

Description

리소그래피 시스템에서 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법{METHOD FOR CONTROLLING A MOTION OF OPTICAL ELEMENTS IN LITHOGRAPHY SYSTEMS}
이러한 개시 내용은 강성 본체 운동 및/또는 여기를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 개시 내용은, 특히, 마이크로-리소그래피 시스템에 적합한 광학적 요소의 진동 또는 운동을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 설명한다. 예를 들어, EUVL-시스템 내의 비구면 거울이 기계적으로 제어될 수 있다.
45 nm 미만의 구조물을 가지는 반도체 장치를 제조하기 위해서, 극자외선(EUV) 리소그래피가 채용된다. 약 13.5 nm의 EUV 복사선이 굴절 재료에 의해서 흡수되기 때문에, 극자외선 복사선을 위한 마이크로리소그래피 시스템은 반사 거울을 채용한다. 그러한 EUV 거울은 일반적으로 기판 및 반사 코팅을 포함한다. 코팅을 가지는 기판이 강성 본체로서 간주된다.
일반적으로, EUV 노광 툴 내의 거울은 규칙적인 형상을 가지지 않고 그리고 정확한 도시적 원형 형태로부터 벗어난다. 그러한 거울 상에서 광학적으로 이용되는 지역의 풋프린트(footprint)는 종종 신장(kidney)-형상이다. 이어서, 광학적 EUV 시스템은, 칩 제조에 있어서 가장 일반적인 제조 기계인 웨이퍼 스텝퍼 또는 웨이퍼 스캐너 내에서 채용된다. 레티클의 구조를 웨이퍼 상으로 축소하기 위해서, 광학적 리소그래피 시스템이 마스크 또는 레티클 구조를 코팅된 반도체 웨이퍼 상으로 투사한다. 노광 프로세스는 스텝별로 실시된다. 이는, 웨이퍼가 광학장치에 의해서 커버된 이미지 필드의 크기 만큼 광학적 시스템의 아래에서 이동한다는 것을 의미한다. 동시에, 객체(object) 평면 내의 레티클 또는 마스크가 예를 들어 스텝-방식으로 이동된다. 이러한 노광 프로세스는 전체 웨이퍼가 노광될 때까지 계속된다. 최종적으로, 실제의 미세 마이크로 또는 나노구조물을 반도체 내에서 현상(develop)하기 위해서, 웨이퍼가 화학적 및 물리적으로 프로세스된다.
적어도, 그러한 스텝퍼 또는 스캐너 내에서 마스크 스테이션 및 레티클과 같은 이동하는 객체가 채용되기 때문에, 광학적 요소 즉, 리소그래피 거울을 가능한 한 기계적으로 디커플링시키는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 그러나, 제한된 영률을 가지는 거울 및 장착부의 재료 성질로 인해서, 진동 또는 거울의 소소한(tiny) 변위를 완전히 피할 수 없다. 그에 따라, 광학적 요소 즉, 거울의 바람직하지 못한 진동 또는 이동을 보상하기 위해서, 능동적인(active) 제어 시스템이 채용된다.
일반적으로, 운동역학적인 액추에이터가 바람직하지 못한 이동을 보상하기 위해서 거울에 커플링된다. 그러한 제어 루프에서, 거울 또는 광학적 요소의 고유(eigen) 모드가 제어 밴드폭을 제한한다. 가장 잘 알려진 모드는, 빈번하게 서로에 대해서 근접될 수 있는, 벤딩 모드 및 토션(tortional) 모드이다.
통상적으로, 강성 본체의 6개의 자유도를 커버하기 위해서, 거울이 6-센서-시스템에 의해서 커버된다. 그러나, 각각의 제 1 벤딩 및 토션 모드의 고유의 주파수가 약 1700 Hz 및 1800 Hz이다. 그러한 바람직하지 못한 공진 또는 고유의 모드를 억제하기 위해서, 노치 필터가 제어 루프에서 채용되었다. 그러나, 그러한 필터는 수작업 튜닝을 필요로 하는데, 이는 고유의 모드의 주파수가 생산 배치들(batches) 사이에서 거울마다 달라질 수 있기 때문이다. 이는, 각각의 거울에 대한 과도한 게이징 또는 조정을 필요로 할 수 있을 것이다. 다른 통상적인 접근 방식은 고유의 주파수를 증가시키기 위해서 거울 두께를 증가시키는 것을 포함한다. 그러나, 구체적인 짜임 관계(constellation)에서, 거울이 웨이퍼 스테이션에 매우 근접하고, 그에 따라 두께가 확장될 수 없다.
그에 따라, 이러한 개시 내용의 양태는, 광학적 장치에서, 특히 리소그래피 시스템에서 강성 본체 운동을 제어하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
그에 따라, 리소그래픽 시스템의 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법이 개시된다. 광학적 요소가 미리 결정된 수의 자유도를 가진다. 상기 방법은:
광학적 요소의 다수의(a number of) 변위를 검출하는 단계로서, 상기 검출되는 변위의 수는 자유도의 수 보다 큰, 변위 검출 단계;
자유도에 따른 각각의 변위에 대해서, 자유도 내의 운동에 상응하는 센서 신호를 생성하는 단계로서, 상기 광학적 요소의 이동이 강성 본체 변환(transformation) 행렬로서 표현될 수 있고, 상기 광학적 요소 운동이 제 1 타입의 운동 및 제 2 타입의 운동을 포함하는, 센서 신호 생성 단계; 및
수정된 변환 행렬의 함수로서 상기 센서 신호를 수정하는 단계로서, 상기 수정된 변환 행렬이 상기 제 1 타입의 운동 또는 상기 제 2 타입의 운동 중 적어도 하나의 하나 이상의 고유의 모드 또는 공진을 적어도 부분적으로 감소시키는, 수정 단계를 포함한다.
전술한 바와 같은 광학적 요소의 각각의 변위가 자유도에 상응하는 것으로 간주될 수 있을 것이다.
예를 들어 거울 또는 렌즈로서의 광학적 요소가 내부 변형들의 중첩을 가지는 강성 본체로서 간주될 수 있다. 강성 본체의 이동은, 예를 들어, 회전 또는 병진운동을 포함한다. 내부의 역학(dynamics)이 고유 모드 또는 공진으로 특성화된다. 일반적으로, 그러한 고유의 모드는 강성 본체로서의 광학적 요소의 이동 또는 운동을 제어하는 것의 밴드폭을 제한한다.
강성 본체 운동의 표상(representation)은 강성 본체 변환 행렬이다. 따라서, 센서 신호를 수정하는 것에 의해서, 효과적으로 수정된 변환 행렬이 얻어질 수 있다. 고유의 모드 또는 공진의 기여를 감소시키도록 수정된 변환 행렬이 구성될 수 있다. 본체 상의 단일 지점의 강성 본체 이동으로부터의 변환 및 검출된 변위는, 검출된 변위의 수가 구속되지 않은(unconstrained) 강성 본체 이동의 수와 동일할 때, 특유하게 된다(unique). 강성의 구속되지 않은 강성 본체 이동 보다 더 많은 센서를 이용하는 것에 의해서, 탄력적인(flexible) 고유의 모드의 가시성(visibility)을 감소시키도록 변환이 수정될 수 있다. 그러한 고유의 모드가 관찰될 수 없게 만들 수 있다.
바람직하게, 상기 방법은:
상기 광학적 요소에 또는 상기 광학적 요소 상에 복수의 센서 요소를 배치하는 단계로서, 상기 센서 요소의 수는 자유도의 수 보다 크고, 상기 센서 요소는 상기 광학적 요소의 운동을 검출하도록 구성되는, 센서 요소를 배치하는 단계; 및
각각의 센서 요소에 대해서, 자유도 내의 운동에 상응하는 센서 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
미리 결정된 수의 자유도를 가지는 강성 본체의 운동을 검출할 때, 자유도의 수에 상응하는 다수의 센서 요소가 일반적으로 충분하다. 제시된 방법에서, 보다 많은 센서 요소가 채용된다. 오버(over)-감지 접근 방식을 언급할 수 있을 것이다. 오버-감지는 센서 신호의 수정을 허용하고, 그에 의해서 강성 본체 또는 거울의 특정의 고유의 모드의 영향을 제한한다.
센서 요소가 일-차원적인 병진운동 센서로서 이식될 수 있다. 그러나, 실시예들은 또한, 2 또는 3 자유도의 변위를 검출할 수 있는 센서 장치를 포함할 수 있을 것이다. 제시된 방법의 실시예에 따라서, 변위 측정의 자유도가 작동(actuation)의 자유도 보다 크다. 실시예에서, 미리 결정된 방향으로 각각 작동하는 액추에이터의 수가 미리 결정된 자유도에서 측정된 운동 또는 변위의 수 보다 적다. 그러나, 바람직하게, 미리 결정된 방향으로 각각 작동하는 액추에이터의 수가 미리 결정된 자유도로 측정된 운동 또는 변위의 수와 같다.
방법의 실시예에서, 복수의 센서 요소를 배치하는 단계가: 적어도 하나의 센서 요소를 제 1 타입의 운동 또는 제 2 타입의 운동의 고유의 모드의 노드 라인(nodal line)에 근접한 위치에 배치하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 만약 센서가 노드 라인 상에 배열된다면, 특정 공진이 각각의 센서 신호 내에서 억제될 수 있다. 예를 들어, 거울의 대칭 축 주위의 회전에 대한 고유의 모드가 존재한다면, 노드 라인이 대칭 축이 될 수 있다.
방법의 추가적인 실시예에서, 복수의 센서 요소를 배치하는 단계가: 광학적 요소의 대칭 축에 대해서 대칭적으로 적어도 2개의 센서 요소를 배치하는 단계를 포함한다.
센서 요소를 노드 라인에 근접한 위치에 배치하는 단계 및 센서 요소를 광학적 요소의 대칭 축에 대해서 대칭적으로 배치하는 것 모두가 특별한 형태의 변환 행렬을 유도하고 그리고 변환 행렬에서의 유리한 수정을 허용한다. 이는, 오버 감지 및 결과적인 변환 행렬의 구조 때문이다.
방법의 실시예에서, 변환 행렬의 의사 역행렬(pseudo inverse)의 함수로서 변환 행렬을 수정하는 단계가 수정된 변환 행렬을 획득하기 위해서 실행된다. 강성 본체 운동을 재구축하는데 필요한 것 보다 많은 센서 또는 센서 요소 및 그에 의한 센서 신호가 이용될 수 있기 때문에, 특유의 역행렬은 존재하지 않으나 변환 행렬의 의사 역행렬은 존재한다. 예를 들어, 행렬 A의 Moore-Penrose 의사 역행렬 pinv()는 다음 관계식을 준수한다: x = pinv(A), 그에 따라 A x A = A, x A x = A.
방법의 일부 실시예에서, 강성 본체 또는 광학적 요소를 제어하기 위해서, 센서 신호를 수정하는 단계가: 센서 신호로 널 공간 기여(null space contribution)를 부가하는 단계를 포함하고, 널 공간 기여는 변환 행렬의 의사 역행렬의 핵(kernel)을 포함한다. 핵(ker())은 종종 행렬 또는 변환의 널 공간으로서 지칭된다. 행렬 A의 핵이 ker(A) = {x | Ax = 0}으로서 규정될 수 있다.
방법의 다른 실시예에서, 강성 본체 또는 광학적 요소의 제어를 위해서, 센서 신호(SZ1,SZ2,SZ3,SZ4)를 전치된(transposed) 널 공간 벡터와 곱하고(multiplying); 그리고 수정된 센서 신호를 변환 행렬로부터 유래된 전체 좌표(global coordinate; CG)로 부가한다.
방법은 또한: 제 1 타입의 운동 또는 제 2 타입의 운동 중 하나의 적어도 하나의 고유의 모드가 억제되도록, 이득(gain)을 널 공간 기여 또는 널 공간 벡터로 부가하는 단계를 포함할 수 있을 것이다. 널 공간 기여 또는 벡터의 크기(amplitude)를 조정하는 단계가, 희망하지 않는 공진을 포함하지 않는 또는 그러한 공진의 기여가 상당히 억제된 센서 신호 또는 센서 데이터를 유도할 수 있을 것이다.
바람직하게, 널 공간 기여 또는 널 공간 벡터가 어떠한 강성 본체 정보도 포함하지 않는다. 방법의 실시예는: 광학적 요소의 미리 결정된 운동을 보상하도록 구성된 액추에이터 장치에 대한 제어 신호를 생성하는 단계를 부가적으로 포함한다.
작동기(actor) 장치는, 예를 들어, 제어 장치에 의해서 제어되도록 구현될 수 있고 그리고 희망하지 않는 진동에 대해서 보상하기 위해서 강성 본체 또는 광학적 요소의 전체적인 운동을 생성할 수 있을 것이다.
광학적 요소는 바람직하게 거울이고 그리고 보다 바람직하게 마이크로리소그래피 투사 시스템의 비구면 거울이다. 마이크로리소그래피 투사 시스템은 바람직하게 EUV 투사에 적합하다.
방법의 실시예에서, 제 1 타입의 운동이 병진적 운동이고 그리고 제 2 타입의 운동이 회전 운동이다. 센서 요소가 선형 및/또는 회전 운동을 검출하도록 구성될 수 있다.
방법의 실시예에서, 제 1 타입의 운동이 벤딩 모드이고 그리고 제 2 타입의 운동이 토션 모드이다. 방법을 통해서, 제어 경로 내의 벤딩 모드의 기여가 감소된다. 따라서, 고유의 모드 또는 공진에서 벤딩 모드의 기여를 감소시키는 것에 의해서, 제어 경로 내의 제어 밴드폭이 증가될 수 있다.
방법의 다른 실시예에 따라서, 제 1 타입의 운동이 토션 모드이고 그리고 제 2 타입의 운동이 벤딩 모드이며, 제어 경로 내의 상기 토션 모드의 기여가 감소된다. 예를 들어, 센서 요소가 벤딩 모드의 노드 라인에 배치되고, 그리고 토션 모드가 오버-감지에 의해서 억제된다.
이러한 개시 내용은 광학적 요소로서 적어도 하나의 거울, 상기 거울에 커플링된 복수의 센서 요소, 상기 거울에 커플링된 복수의 작동기 요소, 및 진동하는 광학적 요소 즉, 적어도 하나의 거울을 제어하기 위한 방법을 실행하도록 구성된 제어 장치를 포함하는 거울 시스템을 더 포함한다.
부가적으로, 193 nm 미만의 그리고 보다 바람직하게 20 nm 미만의 파장에 대한 마이크로리소그래피 투사 시스템이, 객체 평면 내의 객체 필드를 이미지 평면 내의 이미지 필드로 이미지화하기 위한 전술한 바와 같은 복수의 거울 시스템을 포함한다. 거울의 벤딩 모드가 제어 루프에서 관찰될 수 없게 만들어진다.
예를 들어, 마이크로-리소그래피 시스템이 스텝퍼 또는 EUV 툴과 관련하여 구현될 수 있다.
제시된 방법 및 시스템의 특정 실시예가 개별적인 또는 조합된, 예시적인 실시예와 관련하여 전술한 또는 후술되는, 특징, 방법 단계 또는 양태를 포함할 수 있을 것이다.
이하에서, 강성 본체 운동의 제어와 관련된 방법 및 장치의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1 및 2는 센서 위치 그리고 벤딩 모드 및 토션 모드를 포함하는 거울 배열체의 제 1 실시예를 도시한다.
도 3은 디커플링된 구성에서 도 1 및 2의 제 1 실시예의 거울 배열체에 대한 보데 선도(Bode diagram)이다.
도 4는 능동적 제어기와 함께 디커플링된 구성에서 제 1 실시예의 거울 배열체를 도시한 보데 선도이다.
도 5는 거울 배열체 내의 강성 본체 운동을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 대한 제 2 실시예의 개략적인 대표도이다.
도 6은 거울 배열체 내의 강성 본체 운동을 제어하기 위한 제어 루프의 개략도를 도시한다.
도 7 및 8은 제 2 실시예에 따른 센서 위치 및 탄력적 모드를 포함하는 거울 배열체를 도시한다.
도 9는 디커플링된 구성에서 제 1 실시예와 비교하여 제 2 실시예의 거울 배열체를 도시한 보데 선도이다.
도 10은 거울 배열체 내의 강성 본체 운동을 제어하기 위한 수정된 제어 루프의 개략도를 도시한다.
도 11은 교정 전달 함수(correctional transfer function)를 도시한 제 2 실시예의 거울 배열체에 대한 보데 선도이다.
도 12는 교정된 전달 함수를 도시한 제 2 실시예의 거울 배열체에 대한 보데 선도이다.
도 13은 강성 본체 운동을 제어하기 위한 방법의 실시예를 도시한다.
도 14는 거울 배열체 내의 강성 본체 운동을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 대한 제 3 실시예의 개략적인 대표도이다.
달리 표시된 바가 없는 경우에, 유사한 또는 기능적으로 유사한 요소에 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1 및 2는 센서 위치 및 거울의 모드를 포함하여 거울 배열체의 제 1 실시예를 도시한다. 도 1 및 2 모두는 신장-형상의 거울(2)을 가지는 거울 배열체(1)를 도시한다. 거울(2)은, 예를 들어, 극자외선광(EUV)을 반사하기에 적합하다. 예를 들어, 거울(2)의 배치를 허용하는 액추에이터에 거울(2)이 장착되는, 3개의 장착 지점(3, 4, 5)이 존재한다. 거울(2)이 본질적으로 고체(solid) 재료로 제조되기 때문에, 거울은 강성 본체에 상응한다. 도 1 및 2의 회색 음영부는 모드의 크기에 상응한다.
도 1은 예를 들어 1761 Hz에서의 토션 모드를 도시한다. 그러한 토션 모드는 Y-축 주위의 회전에 대한 제어에 영향을 미칠 수 있을 것이다. 본체 운동의 매그니튜드(magnitude)가 회색 스케일(scale)로 표시된다. 0S는 기본적으로 운동이 없다는 것을 지칭한다. 1P, 2P, 3P 및 4P는 위쪽으로의 즉, 지면 외부로의 증가되는 크기를 나타낸다. 1M, 2M, 3M 및 4M은 증가되는 음의 크기에 상응한다. 즉, 장착 지점(5)은 지면 외부로의 가장 큰 양의 크기를 가진다. 장착 지점(4)의 인접한 모서리가 가장 큰 음의 크기, 즉 지면 내로의 크기를 가진다. 도 1에 도시된 회전 또는 토션 모드에서 장착 지점(3)은 기본적으로 운동을 나타내지 않는다. 또한, Z-방향을 따른 이동을 검출하는, 도 1에 도시된 센서(6, 7, 8)가 존재한다. 도면에서, 상기 방향이 지면의 외부로 연장한다.
유사하게, 도 2는 약 1832 Hz에서의 벤딩 모드의 크기를 도시한다. 회색 스케일은 크기의 매그니튜드를 나타내고, 즉, 다시, 4P는 가장 큰 양의 크기이고 그리고 2M은 적은 음의 크기이다. 이러한 경우에, 2개의 센서(6 및 8)가 이러한 모드의 노드 라인의 인접부에 배치되도록, 센서(6, 7, 8)가 배열된다. 전형적인 적용예에서, 토션 모드 및 벤딩 모드를 Z, Rx 및 Ry 내의 제어 루프에서 볼 수 있다. 통상적으로, 도 1 및 2에 표시된 바와 같은 3개의 센서가 이러한 3의 자유도를 재구축하기 위해서 이용될 것이다.
센서 요소(6, 7, 8)를 모드의 노드 라인에 근접하여 배치함으로써, 도 2에 도시된 바와 같은 탄력적 모드가 감소될 수 있을 것이다. 그러나, 3개의 센서를 이용할 때, 모드 중 하나가 제어 경로 내에서 항상 보여질 수 있게 유지된다. 도 3은 디커플링된 구성의 도 1 및 2에 도시된 거울 배열체(1)에 대한 보데 선도이다. 보데 선도 또는 플롯(plot)은 시스템의 주파수 응답을 보여준다. 보데 선도의 상부 부분은 주파수 응답 이득의 매그니튜드이고, 그리고 선도의 하부 부분은 주파수 응답 위상 천이(phase shift)이다.
곡선(C1)은 매그니튜드 응답에 상응한다. C2는 위상 천이이다. 비록 도 1 및 2에 도시하지는 않았지만, 6의 자유도에 대한 총 6개의 센서가 추정되도록, 병진운동적인 동-위상(in-phase) 센서가 일반적으로 채용된다. 매그니튜드 플롯(C1)에서, 토션 모드(TM)는 약 1800 헤르츠에서 현저하다(prominent). "플랜트"는 거울(2), 센서(6, 7, 8), 그리고 잠재적으로 작동기 장치로 이루어지는 물리적 시스템을 지칭한다.
제어기 장치가 활성화될 때, 거울(2)의 운동을 보상하기 위한 또는 거울(2)의 운동을 제어하기 위한 제어 밴드폭이 특히 토션 모드(TM)에 의해서 제한된다. 이는, 도 1 및 2의 거울 배열체에 대한 보데 선도를 도시하는 도 4에 도시되어 있다. 곡선(C3)은 주파수 응답 이득의 매그니튜드에 상응하고 그리고 곡선(C4)은 주파수 응답 위상 천이에 상응한다. 곡선(C3)에서, 토션 모드(TM)가 약 40 dB의 양의 이득을 가진다. 이는, 제어기가 활성화될 때 토션 모드(TM)가 불안정성(instability)을 초래할 수 있다는 것을 의미한다.
토션 모드(TM)에 대한 보상을 위해서, 오버-감지 전략에 더하여, 거울의 대칭이 이용된다. 해당 모드를 위해서 센서를 노드 라인에 배치함으로써, 하나의 모드가 관찰될 수 없게 할 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 2에 도시된 벤딩 모드를 홀딩한다. 다른 모드, 즉 토션 모드가, 그 대칭적인 본성 및 오버-감지를 채용함으로써, 관찰 불가능하게 될 수 있다.
도 5는 거울 배열체 내의 강성 본체 운동을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 대한 제 2 실시예의 개략적인 대표도이다. 거울 배열체(10)는, 대칭 축(14)을 가지는 거울(2)을 포함한다. 거울(4)이 액추에이터 장치(15, 16, 17)에 장착되거나 커플링되고 그리고 배치될 수 있다. 기본적으로 거울 표면(12)의 중심내에, 광학적 풋프린트 또는 사용되는 거울 표면이 배열된다. 도 5는 총 7개의 센서 요소 중 4개의 센서 요소(6, 7, 8, 9)를 도시한다. 상기 센서 요소(6, 7, 8, 9)는 Z-방향으로의 운동을 검출할 수 있을 것이다. 각각의 센서 요소(6, 7, 8, 9)는 Z1-Z4으로서 센서 데이터 또는 센서 신호를 제공한다. 센서 데이터 또는 센서 신호가 제어 장치(11)로 공급되고, 그러한 제어 장치는 센서 데이터를 프로세스하고 액추에이터를 위한 제어 신호(CT1, CT2, CT3)를 생성한다. 제어 장치(11)는 센서(6, 7, 8, 9) 및 액추에이터(15, 16, 17)에 통신적으로 커플링된다. 7개 초과의 센서 및 3개 초과의 액추에이터 장치가 제공될 수 있다.
통상적으로, 예를 들어 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 6개의 센서 만이 이용된다. "오버 감지"를 위한 부가적인 센서를 도입하는 것은, 시스템 내의 제어 밴드 폭을 저하시킬 수 있는 바람직하지 못한 고유의 모드의 보상 또는 교정을 허용한다. 비록 이하의 예가 7개의 센서(4개의 수직 및 3개의 수평 센서)를 언급하고 있지만, 보다 더 많은 센서를 고려할 수 있을 것이다.
제어 루프는 예를 들어 도 5 및 6에서 주어진 바와 같이 개략적으로 구성될 수 있다. 진동하는 또는 운동하는 광학적 요소 즉, 거울(2)을 제어하기 위한 방법이 실행되고 그리고 제어 장치(11)에 의해서 제어된다. 물리적 시스템이 통상적인 6개의 센서 대신에 7개의 샌서를 지탱하는 "플랜트" 2로서 도시되어 있다.
센서 신호를 이용하고 그리고 거울의 강성 본체 거동을 가정함으로써, 거울의 지점의 이동이 재구축될 수 있다. 이를 위해서, 플랜트 2의 센서가 변환 행렬(Ty)에 의해서 매개변수화될(parameterized) 수 있고, 상기 변환 행렬은 지역적인 센서 측정에 대한 고려하에서 지점의 전체 좌표와 관련된다. Ty의 역행렬은 이러한 지점의 재구축을 가능하게 한다. 액추에이터를 참조하면, 지역적인 힘과 전체적인 힘 사이의 관계 및 특정 지점 상에 작용하는 모멘트가 Tu에 의해서 매개변수화된다. Tu의 역행렬을 이용하여, 전체적인 힘 및 모멘트를 생성하는데 필요한 지역적인 액추에이터 힘을 연산할 수 있다. 이러한 것이 도 6에 도시되어 있다. 센서 신호(SZ)가 전체 좌표(GC)로 변환되고, 그리고 제어 장치(11)는 각각의 지점 상에서 구현되는 전체적인 힘 및 모멘트(GFM)를 생성한다. 액추에이터를 통해서, 디커플링 행렬 inv(Tu) 지역적 액추에이터 힘(LAF)가 연산된다. Ty 및 Tu는, 거울이 강성 본체로서 작용한다는 가정을 기초로 한다.
도 7 및 8은 도 5의 거울 배열체(10)의 상세 부분을 도시한다. 도면의 배향에서 z-방향에 상응하는 수직 방향으로 측정하는 4개의 센서(6, 7, 8, 9)가 존재한다. 수직 방향은 지면의 외부로 수직으로 연장한다. 또한, 수평 방향의, 즉 도 7 및 8의 도시에서 지면내(in-plane)의 운동을 측정하는 3개의 센서(18, 19, 20)가 도시되어 있다.
도 9는 도 5, 7, 및 8에 도시된 거울 배열체에 대한 보데 선도이다. 그러나, 오버-감지 방법이 채용된다. 상부 곡선(C5)은, 도 7 및 8에 도시된 바와 같은 4개의 센서를 이용한, Y-축 주위의 회전 및 주파수 응답 이득의 매그니튜드이다. 비교시에, 곡선(C1)은 또한 도3에 예시적으로 도시된다. 4개의 센서를 이용하는 것에 의해서, 주파수 응답이 변경되고: 4개의 센서를 이용하는 경우의 토션 모드 기여가 3개의 센서를 이용하는 것(곡선(C1)) 보다 작다. 도 9의 가장 하부의 부분은 6개의 센서(곡선(C2)) 및 7개의 센서(곡선(C6))를 가지는 디커플 플랜(decouple plan)에 대한 위상 천이를 도시한다. 토션 모드(TM)의 우측에 대한 도면 내의 기여가 여기에서 고려되지 않는 벤딩 모드이고, 그리고 높은-주파수 기여만을 가진다. 토션 모드(TM)의 기여를 감소시키기 위해서, 제어 장치(11) 내에서 변환 행렬을 조작하거나 센서 데이터를 조작한다. 예를 들어, 제어 장치는 마이크로프로세서 또는 다른 데이터 프로세싱 가능 장치를 포함할 수 있을 것이다. 일반적으로, 변환 행렬이 제어 장치(11) 내에서 데이터, 프로그램, 또는 신호 등과 관련하여 구현될 수 있다. 그러나, 또한 아날로그 전자 장치를 이용하여 아날로그 방식으로 센서 신호를 조작하는 것도 고려할 수 있을 것이다. 다음에, 거울(2)의 이동을 제어하기 위한 방법에 관한 구체적인 내용을 설명한다.
도 7 및 8을 다시 참조하면, 센서 신호의 조작이 설명된다. 각각의 센서 신호의 이용에 의해서, 각각 강성 본체, 또는 거울(2) 상의 임의의 위치에서 임의 지점의 운동을 재구축할 수 있다. 설명을 이유로, 중력 중심(21)이 대표적인 지점으로서 선택된다. 이러한 문맥에서, 센서(6, 7, 8, 9, 18, 19, 20)의 측정이 지역적인 변위로서 지칭되고, 그리고 중력 중심(21)의 운동이 전체적인 변위로서 지칭된다. 단순함을 위해서, 센서 신호가 각각의 센서의 실제 변위를 나타내는 것으로 간주된다. 예를 들어, 센서(6)에 의해서 생성된 센서 신호(SZ1)가 z-방향을 따른 센서(6)의 위치에서의 거울(2)의 변위에 상응한다. 따라서, 센서(6)가 z-방향을 따라 측정한다.
그에 따라, 이하의 벡터는 7개의 센서(6-9, 18-20)에 의해서 검출된 바와 같은 지역적인 자유도를 나타낸다:
Figure pct00001
여기에서, SZi 은 z-방향을 따른 수직 변위이고, 그리고 Shj 는 평면내 변위이다(i = 1, 2, 3, 4 이고 그리고 j = 1, 2, 3이다).
중력 중심에 대해서, 변위(x, y, z) 및 회전(Rx, Ry, Rz)이 다음과 같이 표현된다:
Figure pct00002
일반적으로, 거울 배열체와 같은 시스템의 응답이 도 10a에 도시된 바와 같이 도식적으로 도시될 수 있다. 기계적 시스템(Glocal)은 이하와 같이 표현되는 입력(Ulocal)의 함수로서 출력(Ylocal)을 결정한다:
Figure pct00003
대안적으로, 중력 표상의 중심에서, 시스템 응답은 다음과 같이 판독된다:
Figure pct00004
수학식 1 및 2, 또는 3 및 4 각각에 따른 표상들 사이의 변환이 Ty의 의사 역행렬의 이용에 의해서 얻어진다.
Figure pct00005
원칙적으로, 지역적인 측정으로부터 전체적인 변위를 재구축하는 무한적으로 많은 방식이 존재한다. 이러한 역행렬에 대한 시작 지점에서 의사-역행렬이 취해진다. 도 10b는 수학식 5를 도식적으로 도시한다. 의사 역행렬 pinv()는 Moore-Penrose 의사 역행렬이고 그리고 이하를 충족한다:
Figure pct00006
편의성을 위해서, 하나의 특유의 의사-역행렬을 선택할 수 있을 것이다. 결과적으로, 지역적 및 전체적 표상들 사이의 관계를 획득한다.
Figure pct00007
수학식 4 및 7의 행렬(Ty)은 강성 본체 운동 및 기하형태적 고려사항으로부터 추출된다. 다시 도 7을 참조하고 그리고 z-축을 따른 (지역적인) 변위와 관련된 센서 신호(SZ1)를 제공하는 센서(6)의 위치를 고려하여, 좌표 변환을 계산할 수 있다. 전체적인 x-축(Rx)을 중심으로 하는 작은 회전 각도(φRx) 및 전체적인 y-축을 중심으로 하는 작은 회전 각도(φRy)를 가정하면 - 센서(6)는 z-방향을 따른 운동에 대해서 불변적이다 - 지역적인 좌표로부터 중력 (전체적) 좌표의 중심으로의 변환은 다음과 같이 판독된다:
Figure pct00008
여기에서,
Figure pct00009
이다. 나머지 센서 신호에 대한 유사한 계산을 실시할 때, 변환 행렬(Ty)이 임의의 (길이) 단위의 이하의 엔트리(entry)를 가진다:
Figure pct00010
대칭 축(14)에 대한 센서들의 대칭적인 배치 및 y축(열 ry)에 상응하는 축(14) 주위의 회전으로 인해서, SZ1 = -SZ2 및 SZ3 = -SZ4 로 유도된다. 유사하게, x 축(열 rx)을 중심으로 하는 회전은 SZ1 = SZ2 및 SZ3 = SZ4 를 초래한다.
Ty pinv(Ty)의 각각의 의사 역행렬에 대한 엔트리가 다음과 결정되고 다음과 같이 판독될 수 있다.
Figure pct00011
이하의 수학식(9)에 따른 의사 역행렬의 널 공간 또는 핵은 강성 본체 정보를 포함하지 않으나, 강성 본체/거울의 탄력적 모드를 언급한다.
Figure pct00012
널 공간 역학은 이하를 충족시킨다:
Figure pct00013
심볼(·)은 행렬 곱을 나타내고, 그리고 수학식(10)은 널 공간 역학을 설명한다. 이용가능한 널 공간 벡터의 수는 강성 본체에서 또는 강성 본체 상의 지점의 이동을 재구축하기 위한 요구되는 센서의 수에 더한 센서의 수에 상응한다. 본 예에서, 요구되는 6개의 센서 대신에 7개가 이용되고, 즉 하나의 센서의 오버 감지가 구현된다. 결과적으로, 하나의 널 공간 벡터가 결정될 수 있다. 널 공간 벡터 Null(pinv(Ty)) = ns의 엔트리가 다음과 같이 작성될 수 있다:
Figure pct00014
널 공간은 강성 본체 역학을 포함하지 않는다. 그에 따라, 널 공간 기여에 의한 센서 신호의 조작은 강성 본체 제어를 변경하지 않는다. 그러나, 제어 루프에서, 희망하지 않는 토션 기여가 감소되거나 보상될 수 있다. 제어된 시스템 즉, 거울 시스템이 널 공간과 조합될 때, 부가적인(병진운동적) 강성 본체 모드가 도입되지 않는다. 오히려, 탄력적 모드가 제어 루프로부터 제거된다. 제어 장치(11)에서 널 공간 역학을 부가하는 것 및 각각의 변환을 실행하는 것은 실제 감지 및 제어에 영향을 미치지 않는다.
도 10c의 하부 브랜치(branch)는 제어 루프에서의 널 공간 "조작"의 실현을 도시한다. Glocal 및 [Null(pinv(Ty))]T 를 지칭하는 ns가, 널 공간 기여와 함께 로딩되는 센서 신호로 조합된다. 부가적으로, 이득 행렬을 나타내는 GM이 ns에 의해서 통제되는 널 공간 기여의 매그니튜드를 제어한다. GS는, 시스템의 제어 밴드폭을 저하시킬 수 있는 모드를 억제하기 위해서 제어 루프로 부가되는 또는 제어 루프로부터 차감되는 널 공간 역학의 양을 결정한다.
기본적인 6-센서 제어 시스템에 대한 각각의 부가적인 센서는 하나의 탄력적 모드의 조작 또는 감소를 허용한다. 본 예에서, 1700 Hz 탄력적 모드가 제거될 것이다.
다음의 수학식은 전체적인 힘/모멘트로부터 지역적인 힘으로서의 변환을 설명한다. 실제 시스템에서, 제어기가 전체 좌표 시스템에서 작용하는 한편, 액추에이터는 지역적인 힘을 생성한다. 그에 따라, Tu는, 전체 제어기 힘 및 모멘트를 지역적인 액추에이터 힘으로 변환하는 정적인(static) 변환이다.
Figure pct00015
Fi 는, 제어기(11)에 의해서 제어되는 6개의 액추에이터에 의해서 발휘되는 힘을 지칭하고, Fx, Fy, Fz 는 선형의 힘과 관련되고, 그리고 Mx, My, Mz 는 x, y, 및 z 축 각각의 주위의 토크의 모멘트와 관련된다. Tu 는 작동기 시스템(도 6 참조)을 설명한다.
널 공간 역학을 도 10c의 라인을 따라서 제어 루프로 부가하는 대신에, 널 공간 벡터로 변환 행렬(Ty)을 직접적으로 변환 또는 조정할 수 있다.
예로서, Ry 루프는 0.0283의 이득 인자로 (전치된) 널 공간 벡터에 의해서 고려되고 조정된다. 표 2의 Ry-행(-0.46, 0.46, 0.46 , -0.46, 0, 0, 0)을 고려하는 것은 이하의 엔트리를 가지는 Ty' 를 유도한다:
Figure pct00016
도 11은 교정 전달 함수를 가지는 거울 배열체에 대한 보데 선도이다. 상부 주파수 응답 이득 도면 내의 곡선(C10)은 널 공간 기여를 지칭한다. 도 11로부터, 약 2000 Hz 보다 낮은 주파수에서의 피크로부터 좌측으로, 널 공간 곡선(C10)이 약 -170 dB을 향해서 편평해짐에 따라, 널 공간이 어떠한 강성 본체 정보도 포함하지 않는다는 것이 명백하다. 비교를 위해서, 곡선(C5)이 또한 재현되었다. 공진을 정확하게 보상하기 위한 필수적인 이득이, 도 11에서 ΔC10C5로서 표시된 곡선(C5) 및 곡선(C10)의 매그니튜드의 차이로부터 결정될 수 있다.
병진운동적 행렬을 조작하는 것 또는 디커플링된 플랜트 또는 물리적 시스템(2)을 지칭하는 널 공간 부여 곡선(C10)의 결과로서, 곡선(C7)에 도달하게 된다. 널 공간 기여와 조합된 주파수 응답이 도 11에서 곡선(C7)으로 도시되어 있다. 예를 들어, 공진 주위의 위상 천이(C8)를 참조하여, 결과적인 곡선(C7)이 제어 루프의 밴드폭을 제한할 수 있는 어떠한 공진도 나타내지 않는다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이전에-설명된 방법을 채용하는 것에 의해서, 리소그래픽 시스템 내에 거울을 배치하고 제어하는 것이 향상된다.
이제 도 12를 참조하면, 조작된 센서 데이터와 함께 보데 선도와 관련한 주파수 응답이 도시되어 있다. 도 12는, 4개의 센서(6의 자유도에 대해서 총 7개의 센서를 유도한다)를 이용하여, 그러나 널 공간 기여의 보상 또는 부가 없이, Ry의 주파수 응답 함수인 곡선(C5)을 도시한다. 곡선(C7)은 주파수 응답을 보상하는 것을 나타내고, 여기에서 탄력적 모드가 관찰가능하지 않게 된다.
앞서서 설명된 방법을 요약하면, 도 13에 도시된 바와 같은 방법 단계에 도달한다. 첫 번째로, 리소그래픽 시스템의 또는 리소그래픽 시스템 내의 거울 배열체와 같은 강성 본체를 포함하는 시스템이 제공된다(P1). 예를 들어, 제 3 실시예에 따른 리소그래픽 시스템이 도 14에 도시되어 있다.
다음에, 센서 요소가 제어하고자 하는 거울 상에 또는 거울에 배치된다(P2). 도 14를 참조하면, 예를 들어 거울(S1 또는 S2)이 그 거울의 운동 또는 진동에 대해서 제어될 수 있을 것이다.
센서 요소는 전술한 바와 같이 센서 신호 또는 센서 데이터를 생성한다(P3). 센서 요소의 수가, 거울이 이동/진동할 수 있는 자유도의 수를 초과한다. 그에 따라, 오버 감지가 구축된다.
센서 데이터를 분석할 때, 적어도 하나의 고유의 모드로부터 감소된 기여를 가지도록, 개별적인 변환 행렬(Ty)이 프로세싱된다(P4). 예를 들어, 벤딩 모드의 노드 내에 센서를 배치하지 않고 그리고 널 공간 기여로 변환 행렬을 프로세싱하지 않은 상태에서, 전술한 예의 1700 Hz에서의 토션 모드가 제어 밴드폭을 저하시킬 수 있을 것이다.
마지막으로, 수정된 센서 신호, 센서 데이터, 및/또는 변환 행렬 또는 행렬들을 이용하여, 거울 본체의 보다 양호한 제어를 허용하는 거울 시스템의 주파수 응답 함수가 얻어진다. 그에 의해서, 원치 않는 거울 즉, 강성 본체의 운동이 보상될 수 있다. 제어기 장치는 수정된 센서 신호, 센서 데이터, 및/또는 변환 행렬 또는 행렬들의 함수로서 액추에이터를 제어한다(P5).
WO 2006/094729 A2의 도 3에 상응하는 도 14를 참조하면, 리소그래픽 투사 시스템(100)이 도시되어 있다. 복수의 광학적 요소(S1-S8)가 비구면 거울로서 구현되고 그리고 객체 평면(OP) 및 이미지 평면(IP) 사이의 광학적 축(HA)을 따라서 배열된다. 도 14에서, 주 광선(chief ray)(CR)이 표시되어 있다. 고품질 투사를 달성하기 위해서, 거울이 기계적으로 제어되어야 하고 그리고 배치되어야 한다. 특히, 거울 배열체의 이미징 품질을 저하시킬 수 있는 운동을 감소시키기 위해서, 거울(S1 또는 S2)이 전술한 제어 시스템을 구비한다. 따라서, 거울 운동을 제어하기 위한 방법이 실행된다.
비록, 발명이 구체적인 예를 참조하여 설명되었지만, 발명이 수정되고 확장될 수 있다. 비록 고려된 자유도에 대한 최소 수의 센서 요소에 대해서 하나의 부가적인 센서 요소를 가지는 예를 도시하였지만, 보다 많은 센서 요소를 부가할 수 있을 것이다. 보다 많은 센서 요소가 사용되고 그리고 대칭 축에 대해서 대칭 방식으로 배치될수록, 보다 더 탄력적인 모드가 감소될 수 있다. 비록 거울이 예시적인 강성 본체로서 사용되었지만, 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법 및 시스템이 또한 렌즈 또는 다른 강성 본체 유사 장치에 대해서 채용될 수 있다. 의사 역행렬을 획득하기 위해서 이용가능한 여러 가지 방법이 존재한다. 제시된 방법 및 시스템은 특히 리소그래피 시스템에서 광학적 요소를 제어하기 위한 견실한 수단을 유도한다.
1 거울 배열체
2 거울
3,4,5 장착 지점
6,7,8,9 수직 센서
10 거울 배열체
11 제어기 장치
12 거울 윈도우
14 대칭 축
15, 16, 17 액추에이터 장치
18, 19, 20 수평 센서
21 중력 중심
100 거울 배열체
CT1 - CT3 제어 신호
S0 크기
SZ1 - SZ4 센서 신호
1P - 4 크기
1M - 4M 크기
LAF 지역적인 액추에이터 힘
SZ 센서 신호
GFM 전체적인 힘 및 모멘트
GC 전체 좌표
GM 이득 행렬
L1, L2 중력 좌표의 중심
pinv 의사 역행렬
ns 널 공간 기여
Δ 이득

Claims (17)

  1. 리소그래픽 시스템의 광학적 요소(2)의 이동을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 광학적 요소(2)가 미리 결정된 수의 자유도를 가지는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법으로서:
    광학적 요소(2)의 다수의 변위를 검출하는 단계로서, 상기 검출되는 변위의 수가 자유도의 수 보다 큰, 변위 검출 단계;
    자유도에 따른 각각의 변위에 대해서, 자유도 내의 운동에 상응하는 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)를 생성하는 단계로서, 상기 광학적 요소의 이동이 강성 본체 변환 행렬(Ty)로서 표현될 수 있고, 상기 광학적 요소 운동이 적어도 제 1 타입의 운동 및 제 2 타입의 운동을 포함하는, 센서 신호 생성 단계; 및
    수정된 변환 행렬의 함수로서 상기 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)를 수정하는 단계로서, 상기 수정된 변환 행렬이 상기 제 1 타입의 운동 또는 상기 제 2 타입의 운동 중 적어도 하나의 하나 이상의 고유의 모드 또는 공진을 적어도 부분적으로 감소시키는, 수정 단계를 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학적 요소(2)에 다수의 센서 요소(7-9, 18-20)를 배치하는 단계로서, 상기 센서 요소(7-9, 18-20)의 수는 상기 자유도의 수 보다 크고, 상기 센서 요소(7-9, 18-20)는 상기 광학적 요소(2)의 적어도 하나의 변위를 검출하도록 구성되는, 센서 요소를 배치하는 단계를 더 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 요소(7-9, 18-20)를 배치하는 단계가: 적어도 하나의 센서 요소를 제 1 타입의 운동 또는 제 2 타입의 운동의 고유의 모드의 노드 라인에 근접한 위치에 배치하는 단계를 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 센서 요소(7-9, 18-20)를 배치하는 단계가: 상기 광학적 요소(2)의 대칭 축에 대해서 대칭적으로 적어도 2개의 센서 요소를 배치하는 단계를 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수정된 변환 행렬을 획득하기 위해서 변환 행렬의 의사 역행렬의 함수로서 변환 행렬을 수정하는 단계를 더 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)를 수정하는 단계가: 상기 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)로 널 공간 기여를 부가하는 단계를 포함하고, 상기 널 공간 기여는 변환 행렬의 의사 역행렬의 핵을 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)를 수정하는 단계가:
    상기 센서 신호(SZ1, SZ2, SZ3, SZ4)를 전치된 널 공간 벡터와 곱하는 단계; 및
    상기 수정된 센서 신호를 변환 행렬로부터 유래된 전체 좌표(CG)로 부가하는 단계를 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 타입의 운동 또는 제 2 타입의 운동 중 하나의 적어도 하나의 고유의 모드가 억제되도록, 이득을 널 공간 기여로 부가하는 단계를 더 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 널 공간 기여가 강성 본체 정보를 포함하지 않는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학적 요소(2)의 미리 결정된 운동을 보상하도록 구성된 액추에이터 장치(15-17)에 대한 제어 신호(CT1, CT2, CT3)를 생성하는 단계를 더 포함하는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학적 요소(2)가 마이크로리소그래픽 투사 시스템(100)의 거울인, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 타입의 운동이 병진 운동이고 그리고 상기 제 2 타입의 운동이 회전 운동인, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 요소(7-9, 18-20)가 선형 또는 회전 운동을 검출하도록 구성되는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 타입의 운동이 벤딩 모드이고 그리고 상기 제 2 타입의 운동이 토션 모드이며, 제어 경로 내의 벤딩 모드의 기여가 감소되는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 타입의 운동이 토션 모드이고 그리고 상기 제 2 타입의 운동이 벤딩 모드이며, 제어 경로 내의 상기 토션 모드의 기여가 감소되는, 광학적 요소의 이동을 제어하는 방법.
  16. 광학적 요소로서 적어도 하나의 거울(2), 상기 거울(2)에 커플링된 복수의 센서 요소(7-9, 18-20), 상기 거울(2)에 커플링된 복수의 작동기 요소(15-17), 및 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하도록 구성된 제어 장치(11)를 포함하는, 거울 시스템(10).
  17. 객체 평면(OP) 내의 객체 필드를 이미지 평면(IP) 내의 이미지 필드로 이미징하기 위해서 제 16 항의 복수의 거울 시스템(10)을 포함하는, 193 nm 미만의 파장에 대한 마이크로리소그래피 투사 시스템(100)으로서, 거울(S1-S8)의 적어도 하나의 벤딩 모드 또는 토션 모드가 제어 루프에서 관찰될 수 없게 만들어지는, 마이크로리소그래피 투사 시스템.
KR1020147011538A 2011-10-07 2011-10-07 리소그래피 시스템에서 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법 KR101660140B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/067532 WO2013050081A1 (en) 2011-10-07 2011-10-07 Method for controlling a motion of optical elements in lithography systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140084091A true KR20140084091A (ko) 2014-07-04
KR101660140B1 KR101660140B1 (ko) 2016-09-26

Family

ID=44759705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147011538A KR101660140B1 (ko) 2011-10-07 2011-10-07 리소그래피 시스템에서 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9829808B2 (ko)
JP (1) JP5864762B2 (ko)
KR (1) KR101660140B1 (ko)
WO (1) WO2013050081A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2011569A (en) 2012-11-06 2014-05-08 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
DE102013201082A1 (de) 2013-01-24 2014-03-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Anordnung zur Aktuierung eines Elementes in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
US10095123B2 (en) 2014-04-04 2018-10-09 Asml Netherlands B.V. Control system, positioning system, lithographic apparatus, control method, device manufacturing method and control program
DE102014218969A1 (de) 2014-09-22 2016-04-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Anordnung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
WO2017207016A1 (en) * 2016-05-30 2017-12-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Optical imaging arrangement with a piezoelectric device
DE102018201784A1 (de) 2018-02-06 2018-05-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen einer Bewegung eines optischen Elements

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007528125A (ja) * 2004-02-25 2007-10-04 カール ツァイス エスエムテー アクチェンゲゼルシャフト 少なくとも一つの光学部品で構成される機器
JP2008219001A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Asml Netherlands Bv ステージシステムおよび該ステージシステムを備えたリソグラフィ装置
US20090237793A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Nikon Corporation Active-isolation mounts for optical elements

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4664487A (en) 1985-09-30 1987-05-12 Rockwell International Corporation Laser mirror positioning apparatus
JPH05205048A (ja) * 1992-01-23 1993-08-13 Sony Corp 画像復元方法
RU2101840C1 (ru) 1996-06-10 1998-01-10 Санкт-Петербургская государственная академия аэрокосмического приборостроения Шаговый двигатель
US6330052B1 (en) * 1997-06-13 2001-12-11 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and its control method, stage apparatus, and device manufacturing method
JP3322255B2 (ja) 1999-11-10 2002-09-09 三菱電機株式会社 反射鏡アンテナ装置
US6327065B1 (en) 2000-01-13 2001-12-04 Trw Inc. Fine pointing assembly configuration
US6398373B1 (en) 2000-08-09 2002-06-04 Asml Us, Inc. Pneumatic control system and method for shaping deformable mirrors in lithographic projection systems
JP2003058907A (ja) * 2001-08-09 2003-02-28 Univ Tokyo 木構造リンク系のポーズ及び動作を生成する方法
DE10225266A1 (de) 2001-12-19 2003-07-03 Zeiss Carl Smt Ag Abbildungseinrichtung in einer Projektionsbelichtungsanlage
US7486382B2 (en) 2001-12-19 2009-02-03 Carl Zeiss Smt Ag Imaging device in a projection exposure machine
EP1321822A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-25 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US6842277B2 (en) 2002-07-23 2005-01-11 Nikon Corporation Deformable mirror with high-bandwidth servo for rigid body control
US6881963B2 (en) * 2002-11-08 2005-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Vibration control of an object
JP2004281644A (ja) 2003-03-14 2004-10-07 Canon Inc 駆動機構及びそれを用いた露光装置、デバイスの製造方法
JP3692122B2 (ja) 2003-03-14 2005-09-07 株式会社東芝 ボンディングシステム
JP2005003736A (ja) 2003-06-09 2005-01-06 Mitsubishi Electric Corp 鏡面形状補正装置
WO2005026801A2 (en) 2003-09-12 2005-03-24 Carl Zeiss Smt Ag Apparatus for manipulation of an optical element
JP2005150615A (ja) 2003-11-19 2005-06-09 Canon Inc ステージおよびステージの制御方法
EP1577693B1 (de) 2004-02-26 2011-07-13 Carl Zeiss SMT GmbH Objektiv mit wenigstens einem optischen Element
US7515359B2 (en) 2004-04-14 2009-04-07 Carl Zeiss Smt Ag Support device for positioning an optical element
US20050243295A1 (en) 2004-04-30 2005-11-03 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing
JP2007103657A (ja) 2005-10-04 2007-04-19 Canon Inc 光学素子保持装置、露光装置およびデバイス製造方法
US7557903B2 (en) 2005-12-08 2009-07-07 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2007317713A (ja) 2006-05-23 2007-12-06 Canon Inc 光学素子駆動装置
US20070284502A1 (en) 2006-06-13 2007-12-13 Nikon Corporation Hexapod kinematic mountings for optical elements, and optical systems comprising same
JP2008112756A (ja) 2006-10-27 2008-05-15 Canon Inc 光学素子駆動装置及びその制御方法、露光装置、並びにデバイス製造方法
EP1921480A1 (de) 2006-11-07 2008-05-14 Carl Zeiss SMT AG Optische Vorrichtung mit kinematischen Komponenten zur Manipulation beziehungsweise Positionsbestimmung
US7710540B2 (en) * 2007-04-05 2010-05-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP4820842B2 (ja) 2007-05-30 2011-11-24 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. ステージシステムおよびそのようなステージシステムを備えるリソグラフィ装置
JP2009026862A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Canon Inc 光学素子位置決めシステム、投影光学系及び露光装置
NL1036160A1 (nl) * 2007-11-20 2009-05-25 Asml Netherlands Bv Combination of structure and two or more active damping systems, lithographic apparatus, and projection assembly.
JP2009272746A (ja) * 2008-05-01 2009-11-19 Canon Inc 画像処理装置、撮像装置及び画像処理方法
US8805556B2 (en) * 2008-07-03 2014-08-12 Nikon Corporation Damping apparatus and exposure apparatus
CN102203675B (zh) 2008-10-31 2014-02-26 卡尔蔡司Smt有限责任公司 用于euv微光刻的照明光学部件
JP2010182867A (ja) 2009-02-05 2010-08-19 Canon Inc 位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法
EP2295829B1 (de) 2009-09-11 2016-07-13 Integrated Dynamics Engineering Verbessertes aktives Schwingungsisolationssystem
JP5495801B2 (ja) 2010-01-06 2014-05-21 キヤノン株式会社 位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法
DE102011075316A1 (de) 2011-05-05 2012-11-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches Modul mit einer Messeinrichtung
DE102013201082A1 (de) 2013-01-24 2014-03-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Anordnung zur Aktuierung eines Elementes in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007528125A (ja) * 2004-02-25 2007-10-04 カール ツァイス エスエムテー アクチェンゲゼルシャフト 少なくとも一つの光学部品で構成される機器
JP2008219001A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Asml Netherlands Bv ステージシステムおよび該ステージシステムを備えたリソグラフィ装置
US20090237793A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Nikon Corporation Active-isolation mounts for optical elements

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013050081A1 (en) 2013-04-11
JP5864762B2 (ja) 2016-02-17
JP2014534619A (ja) 2014-12-18
KR101660140B1 (ko) 2016-09-26
US9829808B2 (en) 2017-11-28
US20140204354A1 (en) 2014-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101660140B1 (ko) 리소그래피 시스템에서 광학적 요소의 이동을 제어하기 위한 방법
US9915880B2 (en) Stage apparatus, lithographic apparatus and method of positioning an object table
JP3813923B2 (ja) リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
US7782446B2 (en) Stage system and lithographic apparatus comprising such stage system
US8553207B2 (en) Optically compensated unidirectional reticle bender
US8619232B2 (en) Method for damping an object, an active damping system, and a lithographic apparatus
CN101452222B (zh) 光刻设备、投影组件、组合装置以及主动阻尼方法
US20090207393A1 (en) Damping Arrangement, Active Damping System, Lithographic Apparatus, And Projection Assembly
US9891534B2 (en) Optical imaging arrangement with multiple metrology support units
KR100714468B1 (ko) 리소그래피 장치, 제어 시스템 및 디바이스 제조방법
CN102124412B (zh) 投影系统、光刻设备、将辐射束投影到目标上的方法以及器件制造方法
JP2010021526A (ja) 位置決め装置、位置決め方法、露光装置、デバイス製造方法、並びに、位置決め装置及び露光装置の製造方法
JP6336108B2 (ja) 振動補償光学系、リソグラフィー装置、及びその製造方法
EP2777066A1 (en) Thermally stable optical sensor mount
JP2013106014A (ja) 変形可能な反射光学素子及びその駆動方法、光学系、並びに露光装置
CN105706001B (zh) 在光刻术中的物体定位
NL2011248A (en) Real-time reticle curvature sensing.
EP3857281B1 (en) Supporting an optical element
JP7302035B2 (ja) ミラー較正方法、位置測定方法、リソグラフィ装置、及びデバイス製造方法
Naaijkens et al. Mask side wall clamping

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190916

Year of fee payment: 4