KR20190087306A - 센서 보호를 갖는 반도체 리소그래피용 투영 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 리소그래피용 투영 노광 장치(1)에 관한 것이며, 제2 구조부(50)에 관하여 이동 가능한 제1 구조부(51), 서로에 대해 2개의 구조부(50, 51)의 상대 위치를 측정하기 위한 센서(31)를 포함하고, 센서(31)는 측정 거리만큼 이격되어 있는, 기준면(37)을 갖는 제1 센서부(35) 및 측정면(34)을 갖는 제2 센서부(32)를 갖고, 제1 센서부(35)는 제1 구조부(51) 상에 배열되고 제2 센서부(32)는 제2 구조부(50) 상에 배열된다. 센서부(32, 35) 중 적어도 하나는 이것이 배열되는 구조부(50, 51)에 대해, 측정 거리의 방향에서 이동 구성요소에 의해, 이동 가능하게 장착된다.

Description

센서 보호를 갖는 반도체 리소그래피용 투영 노광 장치 {PROJECTION EXPOSURE APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR LITHOGRAPHY HAVING SENSOR PROTECTION}

본 발명은 반도체 리소그래피용 투영 노광 장치에 관한 것이다.

이러한 투영 노광 장치는 가능하면, 에러 없이 원하는 미시적으로 소형 구조체를 생성하는 것을 가능하게 하기 위해 이미징 정확도의 견지에서 극도로 높은 요구에 직면하고 있다. 동시에, 투영 노광 장치는, 지진 등과 같은 외부로부터의 교란의 경우에, 투영 노광 장치의 고도로 민감한 구조부 및 구성요소가 손상되지 않도록 셋업되어야 한다.

WO 2013/004403호는 서로에 대한 그 상대 위치들이 선형 저울 또는 임의의 다른 유형의 무접촉식 측정 센서를 사용하여 직접 또는 간접 측정될 수 있는, 프레임 및 미러의 배열체를 갖는 반도체 리소그래피용 투영 노광 장치를 개시하고 있다.

무접촉식 측정 센서는 통상적으로 2개의 센서부를 포함하고, 여기서 제1 센서부는 센서의 영점(zero point), 즉 센서의 측정 거리가 시작하는 점을 포함하는 기준면을 포함한다. 제2 센서부는 센서의 측정 거리의 제2 종단점을 포함하는 측정면을 포함한다.

2개의 구조부 사이의 상대 이동을 제한하는 단부 정지부(end stop)를 사용하여, 지진과 같은 외부로부터의 교란의 경우에 구성요소를 보호하는 것이 일반적인 종래 기술로부터 공지되어 있다. 상기 문헌에서 하나의 구조부에서 선형 저울 및 다른 구조부에서 센서 헤드와 같은, 개별 센서부들 사이의 거리는 여기서 단부 정지부에 의해 허용된 최대 상대 이동보다 크도록 선택된다.

선형 저울 또는 에디 전류 센서와 같은 센서를 사용할 때, 획득 가능한 측정 정확도는 개별 센서부의 거리에 의존한다. 특히 EUV 및 DUV 리소그래피에서, 장치의 구성요소의 위치의 정확도의 결정의 견지에서 요구는 절대적으로 그리고/또는 연속적으로 엄격해지는 광학 사양에 기인하여 서로에 관하여 증가한다. 센서의 정확도의 견지에서 이와 같이 증가되는 요구 및 따라서 서로에 대한 센서부의 거리 감소의 요구는 종래 기술에서 사용된 해결책에 의해 더 이상 부합될 수 없다.

본 발명의 목적은 센서부의 작은 거리 및 큰 충돌 안전성을 갖는 센서 배열체를 제공하는 것이다.

이 목적은 독립 청구항 1의 특징들을 갖는 장치에 의해 성취된다. 종속 청구항은 본 발명의 유리한 개량 및 변형에 관련한다.

반도체 리소그래피용 본 발명에 따른 투영 노광 장치는 제2 구조부에 관하여 이동 가능한 제1 구조부, 및 서로에 관하여 2개의 구조부의 상대 위치를 측정하기 위한 센서를 포함한다. 센서는 측정 거리만큼 이격되어 있는, 기준면을 갖는 제1 센서부 및 측정면을 갖는 제2 센서부를 갖는다. 제1 센서부는 제1 구조부 상에 배열되고, 제2 센서부는 제2 구조부 상에 배열되고, 센서부들 중 적어도 하나는 이것이 배열되는 구조부에 대해, 측정 거리의 방향에서 이동 구성요소에 의해 이동 가능하게 장착된다.

제1 센서부는 기준면에 의해 제1 구조부에 유리하게 고정되고, 고정 세계에 관하여 어떠한 이동도 수행하지 않거나 단지 약간의 이동만을 수행하는데, 이는 신호를 생성하기 위한 부분 및/또는 측정 신호를 평가하기 위한 전자 기기가 빈번히 제1 센서부 상에 배열되기 때문이다. 이들 부분은 통상적으로 케이블을 거쳐 환경에, 즉 고정 세계에 연결되는데, 이는 외부로부터의 교란이 구조부에 전달될 수 있는 기계적 연결부를 생성한다. 그러나, 제1 구조부는 고정 세계에 관하여 결코 이동하지 않거나 단지 약간만 이동하기 때문에, 이 경우에, 이동의 잠재적 방해 영향이 상대적으로 작다.

수동부의 형태로 빈번히 구체화되는 제2 센서부는 유리하게는 제2 구조부 상에 배열되고, 이 제2 구조부는 고정 세계에 관하여 이동하는데, 이는 통상적으로 예컨대, 케이블에 의한, 환경에의 연결을 요구하지 않기 때문이다.

센서의 측정 거리는 제1 센서부의 기준면에서 시작하고, 제2 센서부의 측정면까지 줄곧 연장한다. 측정 방향의 축은 기준면 및 측정면의 위치에 의해 규정된다.

측정면은 측정면으로서 인코더 내에 사용되는 간섭계 또는 측정 격자 내의 높은 표면 품질을 갖는 반사면과 같은 특수하게 생성된 표면일 수 있다.

본 발명에 따르면, 센서부 중 적어도 하나는 이것이 배열되는 구조부에 대해, 측정 거리의 방향에서 이동 구성요소에 의해, 이동 가능하게 장착된다. 지진과 같은, 외부로부터의 교란에 기인하여, 서로에 대해 이동 가능한 2개의 구조부 사이의 충돌의 경우에, 상기 센서부는 이에 의해 다른 잠재적으로 충돌하는 센서부를 회피하거나 양보할 수 있고 이 방식으로 양 센서부의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 제1 구조부는 힘 프레임이고, 제2 구조부는 투영 노광 장치의 센서 프레임이다.

힘 프레임 및 센서 프레임으로의 분할은 투영 노광 장치의 투영 광학 유닛 내에서 특히 광학 요소의 위치설정의 정확도의 견지에서 증가하는 요구에 기초한다. 예를 들어, 미러와 같은 광학 요소의 위치설정에 영향을 미칠 수 있는 모든 여기(excitation)를 최소화하는 것이 적합한 것으로 입증되었다. 외부로부터의 여기에 추가하여, 이 여기로의 다른 기여는 미러를 조작하는 액추에이터의 반력에 의해 이루어진다. 1세대 투영 노광 장치에서 액추에이터 및 센서는, 강성 프레임의 형태의 동일한 고정된 환경에 고정되었는데, 이는 프레임의 변형 및 여기에 의해, 센서의 고정점에 직접 영향을 미치는 액추에이터의 반력을 야기하였다. 센서의 고정점의 공간 배향에 대한 반력의 이들 효과를 최소화하기 위해, 강성 프레임은 2개의 프레임으로 분할되었고, 여기서 제1 프레임은 액추에이터의 반력을 수용하고 제2 프레임은 센서를 위한 부착부로서 사용된다. 2개의 프레임은, 변형 및 진동의 전달을 최소화하기 위해, 예를 들어 디커플링 스프링에 의해 서로로부터 디커플링된다. 제1 프레임은 반력을 수용하는 것에 기인하여 힘 프레임이라 칭하고, 제2 프레임은 센서를 수용하는 것에 기인하여 센서 프레임이라 칭한다.

본 발명이 서로에 대해 이동하는 리소그래피 장치의 구조부들의 다른 조합에 적용되는 것이 물론 또한 고려 가능하다.

본 발명의 다른 유리한 변형예에서, 2개의 구조부의 최대 접근(및 따라서 최소 거리)을 제한하는 단부 정지부가 양 구조부 상에 존재한다. 더욱이, 유리한 개선예에서, 2개의 센서부의 거리는 장치의 정상 동작 중에 2개의 단부 정지부의 거리보다 작다.

단부 정지부는 단부 정지부가 충돌의 경우에 항복하도록, 즉 변형하도록 여기서 구체화될 수 있다. 단부 정지부가 변형하도록 요구되는 힘이 증가함에 따라, 서로에 대한 구조부의 이동은 정지 상태로 감속된다. 단부 정지부는 힘 프레임 및 센서 프레임과 같은 2개의 구조부를 서로로부터 통상적으로 디커플링하는 디커플링 스프링의 보호부로서 주로 기능하여, 디커플링 스프링이 이들이 소성 변형하게 되고 따라서 손상되는 정도로 변형할 수 없게 된다. 정적 위치 외로 2개의 구조부의 최대 이동보다 크도록 종래 기술의 센서부들 사이의 거리를 선택함으로써, 단부 정지부는 또한 센서부들을 보호한다. 특정 운송의 경우에 있어서, 단부 정지부 뿐만 아니라 또한 장치의 운송을 위해서만 설치되고 장치가 동작되기 전에 재차 제거되는 구조부들 사이의 부가의 일시적인 고정 연결부, 소위 운송 잠금부가 또한 제공된다.

장치의 정상 동작은 외부로부터 장치 상에 작용하는 지진과 같은 이상 교란의 결여에 의해 그리고 정상적으로 동작하는 것에 의해 규정된다.

본 발명의 하나의 유리한 실시예에서, 적어도 하나의 센서부는 다른 센서부의 방향으로 연장하는 융기부를 갖고, 상기 융기부는 2개의 센서부가 서로 접근할 때 측정을 위해 사용되지 않는 구역에서 다른 센서부에 접촉한다.

제2 센서부의 측정면은 전술된 바와 같이, 통상적으로 수동 구조부이다. 측정면은 제2 센서부의 신호, 예를 들어, 광이 입사하는 구역 및 제1 구역을 적어도 부분적으로 둘러싸고 측정을 위해 관련되지 않는 제2 구역을 포함한다. 제1 센서부는 기준면을 적어도 부분적으로 둘러싸고 측정을 위해 관련되지 않는 구역을 또한 갖는다. 따라서 융기부가 측정을 위해 관련되지 않는 2개의 구역 중 하나와 촉각 접촉하게 되면 거의 무해하다.

본 발명의 하나의 변형예에서, 융기부는 제1 센서부 상에 배열된다. 융기부는 제1 센서부의 통상적으로 매우 민감한 기준면을 둘러싸는데, 그 결과, 2개의 센서부 사이의 접촉의 경우에, 융기부는 측정을 위해 사용되지 않는 제2 센서부의 측정면의 구역에 타격하고, 따라서 제1 센서부의 기준면이 보호된다.

다른 유리한 개선예에서, 이동 가능하게 장착된 센서부는 센서부의 규정된 위치설정을 위한 기준 정지부를 포함하는 홀더 내에 배열된다.

센서부의 위치는 센서의 측정 거리를 위한 기초이고, 센서부의 위치 및 공간 배향은 서로에 관하여 2개의 센서부의 적절한 배향을 보장하기 위해 큰 정확도를 갖고 조정되어야 한다. 그 개선예에 의해 개별 센서부의 위치 및 공간 배향을 신뢰적으로 결정하는 적합한 디자인의 기준 정지부에 의해, 센서의 측정의 재현 가능성을 보장하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 실시예에서, 이동 가능하게 장착된 센서부는 거리-의존성 힘 발생을 갖는 수단 상에 배열된다. 이에 의해 성취되는 것은, 다른 센서부와의 접촉 후에, 이동 가능하게 장착된 센서부가 수단의 편향에 기인하여 생성된 힘에 기인하여 기준 정지부에 대해 재차 가압되고 이에 의해 접촉이 발생되기 전과 동일한 위치를 차지한다는 것이다. 이 방식으로, 2개의 센서부 사이의 접촉 후에 서로에 관하여 센서부의 다른 조정을 수행할 필요가 없다. 특히 절대적으로 측정하는 센서에서, 센서부의 위치 및 공간 배향의 변화와 측정 거리 사이에 일대일 관계가 존재한다. 접촉 및 이에 의해 유발된 센서부의 위치 및 공간 배향의 변화 후에, 이는 광학 요소의 상이한 위치설정을 야기할 것이고, 그 결과 투영 광학 유닛의 이미징 특성이 이어서 영향을 받을 것이다. 거리-의존성 힘 발생을 갖는 수단은 예를 들어, 스프링, 공기와 같은 압축성 유체로 충전된 캐비티, 또는 자석 배열체일 수 있다. 이 수단은 또한 장치의 정상 동작 중에, 기준 정지부에 대해 센서부를 압박하는 센서부의 설치 중에 설정된 거리를 통해 센서부 상에 힘을 인가하는 것을 또한 가능하게 해야 한다.

거리-의존성 힘 발생을 갖는 수단에 추가하여, 접촉 후에 이동 가능하게 장착된 센서부의 위치설정은 다른 수단에 의해 유리하게 향상될 수 있다.

이동 가능하게 장착된 센서부의 안내된 이동을 위한 가이드가 더욱이 존재할 수 있다. 가이드는 센서부의 이동 중에 센서부가 경사지는 것을 방지하는데 사용된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 가이드는 홀더의 부분으로 구체화된다.

가이드는 특히 무마찰식 실시예를 가질 수 있는데, 이는 정적 마찰, 구름 마찰 또는 슬라이딩 마찰과 같은 마찰 효과가 이러한 가이드에 의해 유발되지 않기 때문에, 접촉 후에 센서부들의 위치설정을 부가적으로 향상시킨다. 이는 서로에 관한 센서부들의 위치가 단지 최소로 변경되었고 거리-의존성 힘 발생을 갖는 수단이 설치 중에 설정된 힘에 비교하여 작은 편향에 기인하여 단지 작은 부가의 복원력을 발생하는 약간의 접촉의 경우에 특히 유리하다.

유리하게는, 2개의 구성요소, 가동 센서부 및 홀더, 중 하나는 스테인레스강을 포함하고, 다른 하나는 알루미늄 청동을 포함한다.

투영 광학 유닛을 점멸하기 위해 DUV 범위에서 사용된 매우 건조한 공기 및 수소와 가능하게는 산소의 매우 낮은 부분 압력을 갖는 EUV 범위에서 사용된 진공에 기인하여, 동일한 재료를 갖는 구성요소의 마찰이 마손, 즉 구조부의 표면 품질에 악영향을 미치지 않고 더 이상 해제될 수 없는 고정 연결부를 야기하는 위험이 존재한다.

본 발명의 예시적인 실시예 및 변형예가 도면을 참조하여 이하에 더 상세히 설명된다. 도면에서:
도 1은 본 발명의 구현될 수 있는 EUV 투영 노광 장치의 기본 구성을 도시하고 있는 도면.
도 2a, 도 2b는 설치 상태에서 그리고 충돌의 경우에 종래 기술에 따른 센서 배열체를 도시하고 있는 도면.
도 3a, 도 3b는 설치 상태에서 그리고 충돌의 경우에 본 발명의 예시적인 실시예를 도시하고 있는 도면.
도 4a, 도 4b는 본 발명에 관한 상세도.

도 1은 본 발명이 사용될 수 있는 마이크로리소그래픽 EUV 투영 노광 장치(1)의 기본 구성을 예로서 도시하고 있다. 투영 노광 장치(1)의 조명 시스템은 광원(3) 이외에, 대물 평면(6) 내의 대물 필드(5)의 조명을 위한 조명 광학 유닛(4)을 포함한다. 광원(3)에 의해 발생된 광학 사용된 방사선의 형태의 EUV 방사선(14)은, 필드 파셋면 미러(2) 상에 입사되기 전에 상기 방사선이 중간 초점 평면(15)의 구역에서 중간 초점을 통과하는 이러한 방식으로, 광원(3) 내에 통합된 집광기에 의해 정렬된다. 필드 파셋면 미러(2)의 하류측에서, EUV 방사선(14)은 동공 파셋면 미러(16)에 의해 반사된다. 동공 파셋면 미러(16)와, 미러(18, 19, 20)를 갖는 광학 조립체(17)의 보조에 의해, 필드 파셋면 미러(2)의 필드 파셋면은 대물 필드(5) 내로 이미징된다.

대물 필드(5) 내에 배열되고 개략적으로 도시된 레티클 홀더(8)에 의해 유지된 레티클(7)이 조명된다. 단지 개략적으로 도시된 투영 광학 유닛(9)이 화상 평면(11) 내의 화상 필드(10) 내에 대물 필드(5)를 이미징하는 기능을 한다. 레티클(7) 상의 구조는 화상 평면(11) 내의 화상 필드(10)의 구역에 배열되어 있고 마찬가지로 부분적으로 도시되어 있는 웨이퍼 홀더(13)에 의해 유지되어 있는 웨이퍼(12)의 감광층 상에 이미징된다. 광원(3)은 특히 5 nm 내지 30 nm의 파장 범위의 사용된 방사선을 방출할 수 있다.

본 발명은 여기에 명시적으로 도시되어 있지 않은 DUV 장치에 마찬가지로 사용될 수 있다. DUV 장치는 원리적으로 전술된 EUV 장치(1)와 같이 셋업되고, 여기서 미러 및 렌즈 요소는 DUV 장치 내의 광학 요소로서 사용될 수 있고, DUV 장치의 광원은 100 nm 내지 300 nm의 파장 범위의 사용된 방사선을 방출한다.

도 2a는 종래 기술에 따른 센서 배열체(30)를 도시하고 있다. 이는 디커플링 스프링(52)을 거쳐 연결되어 있는 리소그래피 장치(1)의 2개의 구조부(50, 51)를 포함한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 구조부(50, 51)는 각각의 경우에 프레임(50, 51)으로서 예로서 구체화되고, 제1 프레임(51)은 미러(20)와 같은 다른 구성요소(20)를 지지하기 위한 기능을 하고, 제2 프레임(50)은 다른 구성요소(20)의 위치 및 공간 배향을 측정하기 위한 기준 프레임으로서 기능한다.

제2 프레임(50)은 디커플링 스프링(52)에 의해 제1 프레임(51)에 관하여 디커플링되고, 즉 제2 프레임(50)은 예를 들어, 단지 특정 주파수 범위에서만 지진과 같은 지면의 진동에 의해 트리거링되는 제1 프레임(51)의 이동을 따른다. 일반적으로 말하면, 프레임(50, 51) 사이의 상대 이동의 진폭은, 경성 디커플링 스프링(52), 즉 더 높은 강성/스프링 상수를 갖는 디커플링 스프링(52)의 경우에서보다 연성 디커플링 스프링(52), 즉 더 낮은 강성/스프링 상수를 갖는 디커플링 스프링(52)의 경우에 더 크다. 도시된 예시적인 실시예에서, 센서 프레임(50)(SFr)이라 또한 칭하는 구성요소(20)의 위치 및 공간 배향의 측정을 위한 기준으로서 기능하는 제2 프레임(50)은 1 내지 20 Hz의 주파수에서, 힘 프레임(51)(FFr)이라 또한 칭하는 구성요소(20)를 지지하는 기능을 하는 제1 프레임(51)에 관하여 디커플링된다. 이 주파수는 또한 디커플링 주파수라 칭한다. 도시된 스프링(52) 상의 지지 방식은 또한 부유 지지라 칭한다.

외부로부터 교란의 경우에, 프레임(50, 51)은 서로에 대해, 특히 서로를 향해 이동한다. 교란은 운송에 또는 지진에 또는 반도체 제조에 있어서 표준 동작 조건으로부터 벗어나는 다른 이벤트에 기인하는 진동을 포함할 수 있다. 운송을 위해, 부가의 운송 안전 장치 또는 운송 잠금부가 제공될 수 있는데, 이는 2개의 구조부(50, 51)를 운송 중에 서로에 대해 고정 위치에 유지하고 따라서 상대 이동을 회피한다. 힘 프레임(50)에의 센서 프레임(51)의 연성 연결에 기인하여, 프레임(50, 51) 사이의 상대 이동은 디커플링 스프링(52)이 손상되는 이러한 정도로 변형되도록 커져야 할 수 있다. 도 2a에 도시된 단부 정지부(53)는 디커플링 스프링(52)의 손상을 방지하도록 설계된다. 상대 이동에 기인하여 발생하는 접촉의 경우에, 단부 정지부(53)는 항복하고, 즉 변형하고, 단부 정지부(53)의 변형에 기인하는 증가하는 힘은 도 2a에 도시된 바와 같이, 서로에 대한 프레임(50, 51)의 이동을 정지 상태로 감속한다. 디커플링 스프링(52)은 이에 의해 이것이 손상될 수도 있는 정도까지 변형되지 않는다. 정적 공간 배향을 벗어나서 서로에 대한 구조부(50, 51)의 최대 이동보다 큰 센서 거리(60)에 기인하여, 센서부(32, 35)는 단부 정지부(53)에 의해 손상에 대해 마찬가지로 보호된다.

도 2a는 더욱이 프레임(50, 51)의 상대 위치를 측정하기 위한 센서(31)를 도시하고 있는데, 상기 센서(31)는 센서부로서 센서 헤드(35) 및 센서 타겟(32)을 포함한다. 이러한 센서(31)는 통상적으로 이들의 기본 형상의 견지에서 둥근형이지만, 다른 기하학 형상을 또한 취할 수 있다. 통상적으로 수동 센서 타겟(32)은 고정 환경에 관하여 이동하는 프레임(50) 상에 일반적으로 배열된다. 다른 한편으로, 신호 및/또는 에너지를 전달하기 위해 환경에 빈번히 기계적으로 연결되는 센서 헤드(35)는 도면에 도시된 바와 같이, 고정 환경에 연결된 프레임(51) 상에 통상적으로 배열된다. 이 배열은, 연계된 프레임(51)에의 센서 헤드(35)의 기계적 연결이 센서 헤드(35)가 이동 프레임(50) 상에 배열되면, 상기 프레임(50)의 임의의 존재하는 제어를 부가적으로 방해할 수 있는 힘 및 모멘트의 전달을 야기하기 때문에, 특히 유리하다. 센서 헤드(35)는 센서 본체(36) 및 기준면(37)을 포함한다.

센서(31)의 정확도는 특히 작동 거리(60)의 크기, 즉 동작 중에 기준면과 센서 타겟 사이의 거리, 및 센서(31)의 측정면(33)의 면적에 의존한다. 이는 특히 에디 전류 센서 및 용량성 센서에 대해 성립하지만, 작은 작동 거리(60)가 에디 전류 센서, 용량성 센서, 광학 인코더, 간섭계, 공초점 센서 또는 압축-공기 센서와 같은, 거의 모든 유형의 센서(31)에 대해 유리하다.

센서(31) 사이의 작동 거리(60)는 휴지시에 단부 정지부(53) 사이의 거리, 즉 동작 구역(62)으로서 또한 공지되어 있는 외부로부터의 어떠한 교란도 없는 동작 중에 요구된 거리(62)에 의해, 단부 정지부의 정지 거리에 의해 그리고 제조 및 설치 공차 및 디자인의 불확실성으로 이루어진 안전 여유에 의해 종래 기술에서 결정된다. 종래 기술의 시스템에서 휴지시의 작동 거리(60)는 1.5 내지 2.5 mm이고, 예를 들어 0.7 mm의 동작 구역, 1.3 mm의 단부 정지부(53)의 탄성, 및 0.5 mm의 센서 타겟(32)과 센서 헤드(35) 사이의 부가의 안전 여유로 이루어진다.

단지 이 방식으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 센서부(32, 35)의 충돌을 방지하고 따라서 센서(31)의 손상을 방지하는 것이 가능하다.

전술된 종래 기술로부터의 해결책의 일 단점은, 그를 위해 필요한 센서(31)의 낮은 작동 거리(60)가 교란의 경우에 센서 타겟(32)과 센서 헤드(35)의 충돌을 야기할 가능성이 매우 높을 것인 범위 내에 놓이기 때문에, 최신 세대의 시스템을 위해 이용 가능한 설치 공간 내의 센서(31)의 정확도의 견지에서 증가하는 요구에 부합하는 것이 더 이상 가능하지 않다는 것이다.

도 3a는 디커플링 스프링(52)에 연결된 리소그래피 장치(1)의 프레임(50, 51)의 형태의 2개의 구성요소의 예시에 의해 본 발명의 제1 실시예를 도시하고 있다. 도 3a의 예시에서, 배열체는 동작 상태에 있고, 높은 진폭 및 따라서 가능한 충돌의 상대 이동을 유도할 수 있는 제1 프레임(51)에 영향을 미치는 교란이 현재 존재하지 않는다.

디커플링 스프링(52) 및 단부 정지부(53)는 원리적으로 종래 기술로부터 이미 공지되어 있는 바와 같이 구체화되고, 반면에 장치(1)(도 3a)의 정상 동작 중에 센서(31)의 작동 거리(60)는 유리하게는 단부 정지부(53)의 거리(62)보다 작다. 외부로부터의 교란에 기인하여 큰 상대 이동이 프레임(50, 51) 사이에서 발생하면, 센서(31)의 작은 작동 거리(60)는 센서 타겟(32)과 센서 헤드(35) 사이의 접촉을 야기한다. 충돌에 기인하는 센서 헤드(35)와 센서 타겟(32)의 손상을 방지하기 위해, 센서 헤드(35)는 부유 방식으로, 즉 센서 헤드(35)가 스프링(38) 상에 장착되는 방식으로 유리하게 지지되고, 그 결과 센서 헤드(35)는 센서 타겟(32)의 접촉시에 전용 자유 공간 내로 변위된다. 도 3b는 이러한 충돌의 경우에 2개의 프레임(50, 51) 및 센서(31)를 도시하고 있다.

도 4a는 센서(31)의 구역으로부터 확대 섹션을 도시하고 있다. 센서 헤드(35)는 센서 리셉터클(39) 내에 부착되고, 이 센서 리셉터클은 이어서 홀더(41) 내에 설치된다. 홀더(41)는 센서 헤드(35)와 힘 프레임(51) 사이의 스프링(38)의 편향 방향에서 공간을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 센서 타겟(32)이 센서 헤드(35)에 충돌하면 센서 헤드(35)가 탈출할 수 있는 것은 이 공간 내로이다. 센서 헤드(35) 및 센서 리셉터클(39)은 도 4a에 도시된 바와 같이, 개별 부분으로서 또는 하나의 부분으로서 구체화될 수 있고, 그 결과 센서 헤드(35)는 홀더(41) 내로 직접 설치될 수 있다.

더욱이, 도 4a는 센서 헤드(35)가 기준면(37)을 포함하고 센서 타겟(32)이 측정면(33) 및 외부 구역(34)을 포함하는 것을 도시하고 있다. 센서(31)의 실제 측정 프로세스는 기준면(37)과 측정면(33) 사이에서 발생한다. 센서 타겟(32)의 외부 구역(34)은 측정에 관하여 기능을 갖지 않는다. 센서 헤드(35)의 민감한 기준면(37) 및 센서 타겟(32)의 측정면(33)을 직접 접촉에 대해 보호하기 위해, 이하에 또한 충돌 보호부(40)라 칭하는 융기부(40)가 센서 타겟(32)에 대면하는 측면에서 센서 리셉터클(39) 상에 형성된다. 충돌 보호부(40)는 마찬가지로 부가의 구조부로서 또는 센서 리셉터클(39)과 단일편으로 구체화될 수 있다. 충돌 보호부(40)에 기인하여, 기준면(37)은 센서 타겟(32)과의 기계적 접촉이 유리하게는 25 내지 50 ㎛의 절대값만큼 발생하는 센서 헤드(35)의 구역에 관하여 함몰된다. 센서 타겟(32) 및 센서 헤드(35)가 접촉하면, 센서 타겟(32)의 비-민감성 외부 구역(34)은 따라서 센서 헤드(35)의 충돌 보호부(40)에 타격하고, 그 결과 측정을 위해 중요하고 민감한 기준면(37) 및 측정면(33)은 보호된다.

더욱이, 도 4a는 센서 타겟(32)과 충돌 보호부(40) 사이의 거리(61)를 또한 도시하고 있다. 상기 거리(61)는 유리하게는 센서 타겟(32)과 충돌 보호부(40) 사이의 접촉이 리소그래피 장치(1)의 동작 중에 외부로부터의 교란을 고려하지 않고 규제되도록 형성되고; 상기 거리는 통상적으로 50 내지 200 ㎛의 범위이고 동작 중의 예측된 거리, 공차 및 안전 여유로 이루어진다. 거리(61)는 또한 작동 구역이라 칭한다.

도 4a에 도시되어 있고 센서 헤드(35)를 홀더(41) 내로 압박하는 스프링(38)은, 센서 헤드(35)가 동작 중에 정지부(42)에 대해 일정하게 기대는 것을 보장할 뿐만 아니라, 또한 센서 헤드(35)가 충돌의 경우에 센서 헤드(35) 손상없이 탈출할 수 있도록 구체화되어야 한다. 그를 위해 필요한 힘 및 특성은 도 4a의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 스프링(38)에 의해, 뿐만 아니라, 또한 특히 동일한 효과를 갖는 자기장 또는 공압 베어링에 의해 생성될 수 있다.

홀더(41) 내의 기준 정지부(42)가 도 4a, 도 4b에 마찬가지로 도시되어 있는데, 이 기준 정지부는 충돌 후에 센서 헤드(35)가 센서(31)의 다른 조정 및/또는 캘리브레이션의 요구 없이 홀더(41)에 대해 그리고 따라서 센서 타겟(32)에 대해 재현 가능하게 위치될 수 있는 것을 보장하도록 설계된다. 센서(31)의 정확도는 통상적으로 5 내지 10 ㎛의 범위이다. 이 요구에 부합하기 위해, 홀더(41) 내의 센서 헤드(35)의 위치의 매우 높은 재현 가능성이 필요하고, 이는 이어서 표면 정확도의 그리고 홀더(41)의 기준 정지부(42)의 그리고 또한 리셉터클(39)의 접촉면의 또는 센서 헤드(35)의 견지에서 높은 요구를 유도한다. 절대 측정을 갖는 센서(31)를 위한 요구는 수 ㎛을 수반하고, 상대적으로 측정하는 센서(31)의 경우에 상당히 감소될 수 있다. 접촉면의 품질은 여기서 단지 동작 중에 안정한 공간 배향을 보장해야 한다. 충돌 중에 측정은 필요하지 않다.

도 4a, 도 4b는 더욱이 도시된 예에서 홀더(41)의 부분으로서 구체화되는 가이드(43)를 도시하고 있다. 가이드(43)의 목적은 유효축에 대한 경사 및/또는 회전 및 스프링(38)의 유효축에 수직인 이동이 최소화되거나 방지되는 것을 보장하면서, 이하에 유효축이라 칭하는 스프링력의 작용의 방향에서 센서 헤드(35)의 이동을 허용하는 것이다. 유리하게는, 가이드(43)는, 리소그래피 장치(1) 내에서 바람직하지 않은 입자의 마찰 기반 형성을 회피하기 위해, 예를 들어 모노리식 조인트 또는 자기 가이드(43)에 의해 무마찰 디자인을 갖는다. 그러나, 입자를 회피하거나 타겟화된 캡슐화를 갖는 대응 수단이 취해지면 마찰을 나타내는 가이드(43)가 마찬가지로 가능하다.

센서 리셉터클(39) 및 홀더(41)의 재료쌍을 선택할 때, 정지부(42)의 재현 가능성 및 재료의 가공성과 같은 다양한 양태가 고려되어야 한다. 동일한 재료로 제조된 부분(39, 41)의 마손을 쉽게 야기할 수 있는 리소그래피 장치(1) 내의 환경 조건이 마찬가지로 고려되어야 한다. 최대 정도로 전술된 요구에 부합하는 유리한 조합은 예를 들어, 스테인레스강 및 알루미늄 청동이다. 2개의 부분(39, 41) 중 어느 것이 어느 재료로 이루어지는지는 여기서 무관하다.

1: 투영 노광 장치 2: 필드 파셋면 미러
3: 광원 4: 조명 광학 유닛
5: 대물 필드 6: 대물 평면
7: 레티클 8: 레티클 홀더
9: 투영 광학 유닛 10: 화상 필드
11: 화상 평면 12: 웨이퍼
13: 웨이퍼 홀더 14: EUV 방사선
15: 중간 초점 평면 16: 동공 파셋면 미러
17: 조립체 18: 미러
19: 미러 20: 미러
30: 센서 배열체 31: 센서
32: 센서 타겟 33: 측정면
34: 외부 구역 35: 센서 헤드
36: 센서 본체 37: 기준면
38: 스프링 39: 센서 리셉터클
40: 충돌 보호부 41: 홀더
42: 기준 정지부 43: 가이드
50: 구조부, 프레임, 센서 프레임 51: 구조부, 프레임, 힘 프레임
52: 디커플링 스프링 53: 단부 정지부
60: 작동 거리 61: 작동 구역
62: 동작 구역

Claims (11)

1. 반도체 리소그래피용 투영 노광 장치(1)이며,
   - 제2 구조부(50)에 관하여 이동 가능한 제1 구조부(51),
   - 서로에 대해 2개의 구조부(50, 51)의 상대 위치를 측정하기 위한 센서(31)를 포함하고,
   - 상기 센서(31)는 측정 거리만큼 이격되어 있는, 기준면(37)을 갖는 제1 센서부(35) 및 측정면(33)을 갖는 제2 센서부(32)를 갖고, 상기 제1 센서부(35)는 상기 제1 구조부(51) 상에 배열되고 상기 제2 센서부(32)는 상기 제2 구조부(50) 상에 배열되는, 투영 노광 장치(1)에 있어서,
   상기 센서부(32, 35) 중 적어도 하나는 이것이 배열되는 구조부에 대해, 상기 측정 거리의 방향에서 이동 구성요소에 의해, 이동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 구조부(51)는 힘 프레임(51)이고, 상기 제2 구조부(50)는 상기 투영 노광 장치의 센서 프레임(50)인 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   - 상기 양 구조부(50, 51) 상에는, 상기 2개의 구조부(50, 51)의 최대 접근을 제한하는 단부 정지부(53)가 존재하고,
   - 상기 2개의 센서부(32, 35)의 거리(60)는 상기 장치의 정상 동작 중에 상기 2개의 단부 정지부(53)의 거리(62)보다 작은 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 센서부(32, 35)는 다른 센서부의 방향으로 연장하는 융기부(40)를 갖고, 상기 융기부(40)는 2개의 센서부(32, 35)가 서로 접근할 때 측정을 위해 사용되지 않는 구역(34)에서 다른 센서부(32, 35)에 접촉하는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 융기부(40)는 상기 제1 센서부(35) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동 가능하게 장착된 센서부(35)는 상기 센서부(35)의 규정된 위치설정을 위한 기준 정지부(42)를 포함하는 홀더(41) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
7. 제6항에 있어서,
   상기 이동 가능하게 장착된 센서부(35)는 거리-의존성 힘 생성을 위한 수단(38) 상에 배열되고, 그 결과 다른 센서부(32)와의 접촉 후에, 상기 기준 정지부(42)에 대해 재차 위치설정되는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동 가능하게 장착된 센서부(35)의 안내된 이동을 위한 가이드(43)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
9. 제6항, 제7항 및 제8항에 있어서,
   상기 가이드(43)는 상기 홀더(41)의 부분으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
10. 제6항 또는 제7항 그리고 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 가이드(43)는 무마찰식 실시예를 갖는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).
11. 제6항, 제7항 그리고 제1항 내지 제10항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    2개의 구성요소, 가동 센서부(35) 및 홀더(41), 중 하나는 스테인레스강을 포함하고, 다른 하나는 알루미늄 청동을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투영 노광 장치(1).

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