KR20220129642A

KR20220129642A - Euv 반사계

Info

Publication number: KR20220129642A
Application number: KR1020227029952A
Authority: KR
Inventors: 타티아나 기셀; 마르코 뢰스너
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하; 베스텍 게엠베하
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-09-23
Also published as: US20220381680A1; WO2021156411A1; EP4100721B1; EP4100721A1

Abstract

본 발명은 EUV 방사선의 파장 및 테스트 대상의 반사 표면에 대한 EUV 방사선의 입사각에 따라 EUV 방사선을 반사하는 테스트 대상(110)의 반사율을 측정하기 위한 EUV 반사계에 관한 것으로, EUV 방사선을 방출하기 위한 EUV 방사선 소스, EUV 방사선 소스로부터 EUV 방사선을 수신하고 측정 빔(190)을 생성하기 위한 빔 성형 유닛(130); 테스트 대상(110)을 유지하고, 작동 중에 측정 빔(190)이 미리 정의 가능한 입사각으로 측정 스폿(195) 영역에서 미리 정의 가능한 측정 지점(115)에 있는 반사 표면(112)에 충돌하는 방식으로 복수의 자유도로 측정 빔(190)에 관하여 테스트 대상을 위치 설정하기 위치 설정 디바이스(500), 및 반사 표면에 의해 반사된 EUV 방사선을 검출하기 위한, EUV 방사선에 민감한 검출기를 포함한다. 위치 설정 디바이스(500)는 회전 구동 장치에 의해 수직 회전축을 중심으로 회전 가능한 메인 캐리어(520)를 포함하고, 메인 캐리어 상에는 다수의 액추에이터를 갖는 병렬 운동학적 다축 시스템(530)이 배열되며, 액추에이터는 공통 플랫폼(540)에 작용하고, 공통 플랫폼은 액추에이터에 의해 공간에서 3개의 선형 및 3개의 회전 자유도로 이동 가능하며, 플랫폼(540)은 테스트 대상(110)을 유지하기 위한 유지 디바이스(550) 및 회전축을 중심으로 유지 디바이스를 회전시키기 위한 회전 구동 장치를 지지한다. 위치 설정 디바이스(500)에는 공간에서 및/또는 측정 빔(190)에 관하여 테스트 대상(110)의 로케이션 및 위치를 결정하기 위한 측정 시스템(700)이 할당되고, 측정 시스템은 액추에이터의 구동 장치와 독립적이다.

Description

EUV 반사계

본 출원은 2020년 2월 5일자로 출원된 독일 특허 출원 제102020201416.7호이며 그 개시내용은 본 출원의 내용에 참조로 포함된다.

본 발명은 EUV 방사선의 파장 및 테스트 대상의 반사 표면에 대한 EUV 방사선의 입사각에 따라, EUV 방사선에 대한 반사 효과를 갖는 테스트 대상의 반사율을 측정하기 위한 EUV 반사계에 관한 것이다.

본 출원에서, "EUV 반사계"라는 용어는 극자외선(extreme ultraviolet)(EUV) 스펙트럼 범위의 파장에서 전자기 방사선에 대한 테스트 대상의 반사 특성을 측정하기 위한 측정 시스템을 나타낸다.

EUV(극자외선)라는 명칭은 연질 x-선 범위 내에서 약 6 nm 내지 약 20 nm의 파장 범위를 나타내며, 이는 리소그래피 시스템의 조명 디바이스에 특히 중요하다. EUV 범위는 이 전자기 방사선의 모든 매체의 불투명도에 대한 천이를 포함한다.

이러한 불투명도로 인해, EUV 반사계는 진공(통상적으로 5·10^-6 mbar 미만의 압력)에서만 그리고 반사 광학 요소만을 이용하여 작동될 수 있다. 또한, 잔류 가스는, EUV 방사선이 빔 가이드 시스템의 광학 요소 및 테스트될 대상의 표면 상에 흡착되는 탄화수소를 분해하고 탄소 층으로 표면을 오염시키기 때문에 탄화수소를 함유하지 않아야 한다.

전자기 방사선의 반사율은 반사 표면에 충돌하는 파장, 및 입사 로케이션에서 수직인 표면에 대한 입사각 모두에 따라 달라지는 것으로 알려져 있다. 반사도라고도 흔히 지칭되는 광학 요소의 반사율은 여기에서 반사된 방사선의 강도와 입사된 방사선의 강도 사이의 비율로부터 초래된다. 분광 반사 측정법은 일정한 입사각과 가변 파장을 이용한 측정을 수반한다. 각도-종속 반사 측정법은 일정한 파장으로 방사선의 입사각을 조절하는 것을 수반한다.

특정 파장 범위의 다양한 파장에서의 측정은 특히 반사에 관여된 재료 및 상기 재료의 구조를 특성화하는 데 사용될 수 있는 반사 스펙트럼을 산출한다. 상이한 입사각에서 측정의 도움으로 검출될 수 있는 각도 스펙트럼에 필요한 부분만 약간 수정하여 동일하게 적용된다. EUV 반사계는 특히 반사 코팅으로서 다수의 재료 층을 갖는 거울 또는 마스크와 같은 반사 테스트 대상을 검사하는 데 적합하다. 예를 들어, 마스크의 흡수 재료의 반사도가 얼마나 낮은 지 측정될 수도 있다.

다층 시스템을 갖는 거울은, 예를 들어 약 13.5 nm 또는 약 6.8 nm의 작동 파장을 갖는 EUV 마이크로리소그래피에서 사용될 수 있다. 가능한 최고의 정확도로 그러한 거울의 반사 특성과 층 프로파일을 측정할 필요가 있다.

수많은 영향 요인이 EUV 반사계의 측정 정확도에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예로서, 과도하게 낮은 스펙트럼 분해능은 스펙트럼 반사 곡선을 흐리게 함으로써, 평가 및 해석을 방해할 수 있다. 불균일하게 조명된 측정 스폿 및/또는 거울 표면 상의 과도하게 큰 측정 스폿은 특히 만곡된 표면이 있는 거울의 경우에 측정 오차를 유발할 수 있다.

(EUV 범위를 포함하는) 연질 x-선 방사선을 위한 반사계는 통상적으로 싱크로트론 방사선 소스와 전용 모노크로메이터 빔 튜브를 기초로 작동된다. 그러나, 싱크로트론 방사선 소스는 작동이 복잡하고 가용성이 제한된 주요 연구 디바이스이므로, EUV 반사 측정법에 의한 산업 품질 보증은 싱크로트론 방사선 소스와 독립적으로 국소의 콤팩트한 EUV 반사계의 개발을 필요로 한다.

이러한 국소의 EUV 반사계 중 하나는 Journal of X-Ray Science and Technology, Volume 3, Issue 4 (1992), 283-299에서 E.M. Gullikson 등에 의한 전문가 논문 "A soft x-ray/EUV reflectometer based on a laser produced plasma source"에 설명되어 있다.

Proc. of SPIE 5038 (2003) 12에서 L. van Loyen 등에 의한 전문가 논문 "New laboratory EUV reflectometer for large optics using a laser plasma source"은 이 시스템의 상업적으로 이용 가능한 추가 개발을 설명하고 있다. 이 경우, 조명 목적으로, 고체 타겟이 있는 레이저 플라즈마 소스와, 분산 평면에서의 포커싱 및 단색화를 위한 오목 격자, 슬릿 및 오목 리포커싱 거울 및 비분산 평면의 추가 오목 거울을 갖는 모노크로메이터 빔 튜브가 사용된다. 테스트 대상을 장착하고 위치 설정하기 위한 매니퓰레이터 또는 위치 설정 디바이스는 수직 회전축을 중심으로 회전 가능한 메인 캐리어, 및 또한 상위 수평 선형 변위 테이블을 포함한다. 변위 테이블의 러너는, 테스트 대상을 유지하기 위한 유지 디바이스를 지지하고 하위 변위 테이블의 병진 방향과 평행한 수평 피봇축을 중심으로 상위 메커니즘이 피봇되게 하는 만곡된 가이드 시스템을 지지한다. 피봇 테이블은 추가 선형 변위 테이블을 지지하며, 이 테이블의 병진 방향은 피봇이 발생하지 않는 조건으로 피봇 축에 수직으로 그리고 수평으로도 진행된다. 회전 테이블은 상기 변위 테이블의 러너 상에 배열되고, 상기 회전 테이블의 피봇축은 마찬가지로 피봇이 발생하지 않는 조건으로 회전축에 수직이고 또한 수평이다. 상기 회전 테이블의 회전 플랫폼은 테스트 대상 및 그 장착을 위한 유지 디바이스를 지지한다. 위치 설정 디바이스는 전체 샘플 표면을 스캔하고 위치 및 배향을 보정할 수 있게 한다.

Meas. Sci. Technol. 18 (2007) 126-130에서 F. Scholze 등에 의한 전문가 논문 "Characterization of the measurement uncertainty of a laboratory EUV reflectometer for large optics"는 또한 이러한 추가 개발을 설명한다. 탄화수소가 없는 진공 시스템을 갖는 이러한 기존 EUV 반사계는 최대 80 kg의 질량을 갖는 대상을 측정하는 데 사용될 수 있다.

2019년 1월 7일자이고 출원인 Bestec GmbH의 홈페이지를 통해 입수 가능한 보도 자료는 "Very large reflectometer under construction"라는 제목 아래 특히 대형 반사계의 구성을 리포트한다. "Soft X-Ray reflectometer"라는 설명이 있는 사진은 구성 중인 위치 설정 디바이스의 일부를 도시한다. EUV 반사계는 직경이 최대 1500 mm이고 중량이 최대 800 kg인 테스트 대상을 위해 설계되었다.

DE 10 2018 205 163 A1호는 EUV 반사계를 설명한다. 더 구체적 상세로 예시되지 않은 위치 설정 디바이스는 테스트 대상을 유지하고 파장과 상이한 측정 로케이션에서의 입사각에 따라 반사율 측정을 수행할 수 있도록 3개의 공간 방향 모두에서 측정될 테스트 대상의 병진 및 회전을 가능하게 한다. EUV 방사선에 민감한 광다이오드는 거울 표면에 의해 반사된 EUV 방사선의 강도를 검출하는 검출기 역할을 한다.

EUV 리소그래피에 의한 반도체 제조 분야에서, 이러한 목적으로 사용되는 광학 시스템에 대한 요구 사항은 반도체 제조업자의 "로드맵"에 따라 점점 더 엄격해지고 있다. 더욱 더 높은 분해능에 대한 요구와 이미지측 개구수(numerical aperture)(NA)에 대한 더 높은 값에 대한 관련 요구로 인해, 리소그래피에 사용되는 광학 시스템의 구조적 크기가 증가하고 있다. 동시에, 예를 들어 로케이션-종속 및 각도-종속 반사율과 같은 사양이 점점 더 까다로워지고 있다. 따라서, 이는 또한 EUV 반사계의 측정 정확도를 증가시키기 위한 추가적인 개선의 필요성을 초래한다. 이는 특히 테스트될 대상의 자세의 절대 정확도 및 반사율 측정의 반복 정확도와 관련이 있다. 여기서, "자세" 또는 공간적 로케이션이라는 용어는 대상의 위치와 배향의 조합을 나타낸다. 이러한 목적은 측정에 사용되는 시스템의 전체 크기와 복잡성을 과도하게 증가시키지 않고 가능한 한 달성되도록 의도된다.

이러한 배경 기술을 감안하여, 본 발명은, 종래 기술과 비교하여, 수배, 예를 들어 최대 10배 더 높은 질량을 갖는 대상이 더 짧은 시간에 측정되게 하고 이 경우에 증가된 측정 정확도를 제공하는, 서두에 언급된 유형의 EUV 반사계를 제공하는 문제를 다룬다. 이 목적은 바람직하게는 EUV 반사계의 복잡성 및 구조적 크기의 과도한 증가 없이 달성되도록 의도된다.

이 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 청구항 1의 특징을 갖는 EUV 반사계를 제공한다. 바람직한 개발은 종속 청구항에 특정되어 있다. 모든 청구항의 문구는 설명의 내용에 참조로 포함된다.

청구된 본 발명의 한 구성에 따른 EUV 반사계는 EUV 방사선의 파장 및 테스트 대상의 반사 표면에 대한 EUV 방사선의 입사각에 따라 EUV 방사선에 대한 반사 효과를 갖는 테스트 대상의 반사율을 측정하도록 구성된다. 따라서, 파장에 따라 반사율을 그리고 대안적으로 또는 추가로 또한 입사각에 따라 반사율을 측정하는 것이 가능하다.

EUV 반사계는 EUV 방사선을 방출하도록 구성된 EUV 방사선 소스를 포함한다. 하류에 배치된 빔 성형 유닛은 EUV 방사선 소스로부터 EUV 방사선을 수신하고 실질적으로 단색 측정 빔을 생성하는 역할을 한다.

더욱이, EUV 반사계는 테스트 대상을 유지하고, EUV 반사계의 작동 중에 측정 빔이 미리 정의 가능한 입사각 또는 미리 정의 가능한 입사각 범위로 측정 스폿 영역에서 미리 정의 가능한 측정 로케이션에 있는 반사 표면에 충돌하는 방식으로 복수의 자유도로 측정 빔에 관하여 테스트 대상을 위치 설정하기 위한 위치 설정 디바이스를 포함한다. 따라서, 측정 스폿 영역에서 반사율을 결정할 수 있다.

EUV 방사선에 민감한 검출기는 테스트 대상의 반사 표면에 의해 반사되는 EUV 방사선을 검출하도록 구성된다.

위치 설정 디바이스는 특히 EUV 반사 측정법의 특정 테스트 목표와 그 경계 조건을 충족하는 것과 관련하여 설계된다.

EUV 방사선은 공기에 의해 흡수되기 때문에, 빔 성형 유닛의 광학 구성요소 뿐만 아니라 위치 설정 디바이스의 구성요소도 진공 챔버 내에 배열되어야 한다. 위치 설정 디바이스는 3개의 공간 방향 모두에 관하여 테스트 대상의 병진 및 회전을 가능하게 해야 한다. 이를 위해, 위치 설정 디바이스는 일반적으로 테스트 대상의 각각 원하는 위치와 배향을 설정하기 위해 필요한 움직임을 야기하는 다수의 액추에이터를 갖고 있다. 실용적인 이유로, 액추에이터는 또한 진공 챔버에 수용된다. 구동 구성요소는 진공 챔버 내의 배열의 특정 경계 조건으로 인해 그리스가 없어야 한다.

예를 들어, 테스트 대상의 위치 설정에 필요한 모든 움직임이 진공 상태에서 스테퍼 모터에 의해 실현될 수 있다. 본 발명자는 이제 특히 EUV 시스템을 위한 특정 광학 구성요소의 증가하는 구조적 크기 및 증가하는 중량과 연계된 지금까지 인식되지 않은 문제를 인지하고 있다. 이미징 품질 및 분해능에 관하여 점점 더 엄격한 요구 사항은 특히 이전 설계와 비교하여 일부 광학 구성요소가 훨씬 더 큰 구조적 크기(예를 들어, 최대 1미터 이상의 직경, 최대 수백 mm의 두께) 및 그에 따라 훨씬 더 큰 중량을 가져야 한다는 효과를 갖는다. 수백 킬로그램의 중량이 특이하지 않다. 결과적으로, 모터 토크, 모터 열 소산, 그리스가 없는 베어링 및 가이드의 부하에 관한 이전 개념이 향후 증가된 요구 사항을 더 이상 충족하지 못할 수 있는 위험이 있음이 인식되었다. 이러한 문제 상황의 관점에서, 특히, 본 출원은 EUV 반사계의 일부로서 다양한 빔 성형 유닛과 관련하여 유리하게 이용될 수 있는 위치 설정 디바이스에 대한 새로운 개념을 제시한다.

언급된 요구 사항의 배경에 대해, 본 발명자의 통찰력에 따르면, 테스트 대상, 특히 진공에서 높은 중량을 갖는 테스트 대상의 정확한 위치 설정에 관한 상당한 진전은, 위치 설정 디바이스가 수직 회전축을 중심으로 회전 가능한 메인 캐리어를 갖고, 메인 캐리어 상에는 다수의 액추에이터를 갖는 병렬 운동학적 다축 시스템이 배열되며, 액추에이터는 공통 플랫폼에 작용하고, 공통 플랫폼은 액추에이터에 의해 공간에서 6개의 자유도(즉, 3개의 선형 자유도 및 3개의 회전 자유도)로 이동 가능하며, 플랫폼은 광학 구성요소를 유지하기 위한 유지 디바이스 및 회전축을 중심으로 유지 디바이스를 회전시키기 위한 회전 구동 장치를 지지한다는 점에 의해 달성될 수 있다.

본 출원과 관련하여, "액추에이터"라는 용어는, 할당된 구동 장치를 통해, 제어기로부터 발생하는 전기 신호를 액추에이터에 결합된 구성요소의 기계적 움직임으로 변환하는 구동-기술 구조적 유닛을 나타낸다. 따라서, 본 출원의 의미 내에서 액추에이터는 이동된 대상 및 그 가이드 시스템에 속하지 않고 적어도 하나의 구동 장치를 포함하는 구동 조립체이다.

테스트 대상을 위치 설정하기 위한 병렬 운동학적 다축 시스템의 사용은 특히 테스트 대상의 필요한 이동을 위해 많은 수의 구동 장치를 사용할 수 있는 가능성을 제공하며, 이 구동 장치는, 각각의 개별 구동 장치가 출력 제한 근방에서 사용될 수 없도록 테스트 대상 이동 및 테스트 대상 위치 설정의 작업을 공유할 수 있고, 그 결과 액추에이터의 가능한 가열이 비임계 범위로 유지된다. 여기서, 액추에이터는 진공에 배열되어야 하며, 이 진공에서는 공기 중에서의 적용과 비교하여 열 소산이 일반적으로 상당히 감소된다는 점에 유의해야 한다. 결과적으로, 본 발명자의 통찰력에 따르면, 매우 많은 액추에이터 또는 액추에이터의 구동 장치를 조정된 방식으로 사용할 가능성을 갖는 병렬 운동학적 다축 시스템은 진공에서 무거운 하중의 이동 및 위치 설정에 특히 잘 적응된다.

이 경우, 메인 캐리어는 회전 구동 장치에 의해 정해진 방식으로 수직 회전축을 중심으로 회전 가능하다. 따라서, 이 설계의 경우, 전체 병렬 운동학적 다축 시스템은 수직 회전축에 관하여 공간에서 배향을 변경할 수 있다. 이 추가 회전 기계 축 덕분에, 병렬 운동학적 다축 시스템의 가능하게 제한된 작업 범위가 수직 회전축에 의해 연장된다. 이는, 예를 들어 진공 시스템 안팎으로 테스트 대상의 로딩 및 언로딩을 용이하게 할 수 있다. 더욱이, 추가 회전축은 가능한 한 큰 측정 각도 범위를 완전히 커버할 수 있도록 유리하다.

각각의 측정 작업에 대해 테스트 대상의 정확한 위치 설정 및 배향을 달성하기 위해, 위치 설정 디바이스는 절대 정확도와 관련하여 엄격한 요구 사항을 충족해야 한다. 이 경우, 위치 설정과 관련하여, 가능한 한 100 ㎛(마이크로미터) 이하의 위치 설정 정확도가 달성되어야 한다. 50 ㎛ 이하, 예를 들어 30 ㎛ 이하 범위의 크기 정도의 위치 절대 정확도가 특히 유리할 것이다. 대안적으로 또는 추가로, 테스트 대상의 배향과 관련하여, 0.01°이하의 범위, 특히 0.005°이하의 범위의 각도 정확도 또는 위치 정확도를 달성하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명자는, 높은 하중과 제한된 구조적 공간으로 인해, 하중-종속 변형이 인코더를 넘어 출력측의 구성요소를 포함하는 시스템에서 예상되어야 한다면, 위치 설정 디바이스의 절대 정확도와 관련하여 증가된 요구 사항이 달성되지 않거나 체계적으로 충분히 달성되지 않는다는 점을 인식하였다. 대부분의 경우, 기계적 변형은 하중, 자세 및 이동 범위에 따라 달라지는 히스테리시스를 나타내고, 따라서 그러한 시스템의 경우, 보정 후에도, 절대 정확도는 히스테리시스의 차이에 의해 제한된다.

이들 문제의 관점에서, 특히 청구된 발명은 모두 6개의 자유도로 공간에서 테스트 대상의 로케이션 및 위치를 현장에서 결정하기 위한 측정 시스템을 제공하고, 상기 측정 시스템은 위치 설정 디바이스의 액추에이터의 구동 장치와 독립적이다. 측정 시스템은 위치 설정 디바이스에 할당되고, 즉, 위치 설정 시스템과 협력한다. 다시 말해서, 테스트 대상의 공간적 로케이션 또는 자세, 즉, 테스트 대상의 위치와 배향의 조합은 별개의 측정 시스템의 도움으로 부하와 무관하게 검출된다. 독립적인 측정 시스템의 측정 결과는 위치 설정 디바이스의 제어기로 송신되어 테스트 대상의 공간적 로케이션을 정확하게 설정하기 위해 처리된다. 독립적인 측정 시스템은 위치 설정 디바이스의 기능적 확장으로서 고려될 수 있다. 측정 시스템은 액추에이터의 인코더로부터의 정보에 추가하여 그리고 독립적으로 검출된 정보를 제공한다. 측정 시스템은 하중-독립적이고 이와 관련하여 테스트 대상 및/또는 유지 디바이스의 자세에 대한 "객관적" 보기를 가능하게 한다. 이 정보는 위치 설정 디바이스의 제어에서 고려된다.

이미 매우 정밀하게 작동하는 본 명세서에 설명된 유형의 위치 설정 디바이스가 그 자체로 부하-독립적으로 작동하는 측정 시스템의 측정 결과 또는 측정 신호를 사용하여 제어되면, 설정하려는 자세의 추구하는 정확도는 특히 매우 무거운 테스트 대상의 경우에도 상이한 하중에 대해 신뢰성 있고 반복적으로 달성될 수 있다.

바람직하게는 위치가 고정된 방식으로 설치되는, 독립적인 측정 시스템은 전자 기계적으로 작동할 수 있다. 측정 시스템은, 예를 들어 일 단부가 공간-고정된 고정 지점에 고정식으로 결합되고 다른 단부가 테스트 대상 또는 테스트 대상용 유지 디바이스에 결합되는 관절식 아암으로서 구성된 측정 아암을 가질 수 있고, 관절식 아암에는 공간-고정된 고정 지점에 대한 테스트 대상 또는 테스트 대상용 유지 디바이스 상의 맞물림 지점의 상대 로케이션을 검출하기 위해 측정 유닛이 장착된다. 예로서, 길이 간섭계 및/또는 경사계 및/또는 거리 센서 및/또는 다른 인코더가 측정 아암의 측정 유닛에 사용될 수 있다.

접촉 없이 작동하는 독립적인 측정 시스템이 현재 선호된다. 일 실시예에 따르면, 독립적인 측정 시스템은 광학 측정 시스템으로서 설계된다. 예로서, 광학 삼각 측량을 수행하기 위해 측정 시스템이 설계될 수 있다. 측정 시스템은, 예를 들어 테스트 대상 및/또는 테스트 대상용 유지 디바이스에 직접 부착된 기준 마크와 정렬되거나 정렬 가능한 2개, 3개 또는 그 이상의 카메라를 가질 수 있다. 카메라의 이미지 신호는, 예를 들어 삼각 측량 또는 일부 다른 평가 방법을 위해 공동으로 처리될 수 있다. 이 경우, 카메라는 진공 챔버 내에서 진공 카메라로서 장착될 수 있다. 카메라는 또한 진공 외부에 위치될 수 있고 대응하게 끼워된 플랜지를 통해 또는 관찰 윈도우를 통해 테스트 대상 및/또는 테스트 대상용 유지 디바이스로 지향될 수 있다.

하나의 바람직한 광학 측정 시스템은 본 명세서에서 통상적인 테스트 목표에 대해 특별히 구성되고, 즉, 예를 들어 최대 3 m 이상의 비교적 먼 거리에 걸쳐, 예를 들어 1 m 이상의 크기 정도의 넓은 측정 범위에서, 그리고 최대 360°의 각도 차이에 대해 진공에서 가능하게는 매우 크고 무거운 측정 대상 또는 테스트 대상 또는 그 유지 디바이스의 모든 6개의 자유도를 현장에서 결정한다.

이들 조건 하에, 종래의 카메라에서 테스트 대상을 검출하는 데 필요한 허용 각도가 너무 커질 수 있고, 그에 따라 이미지의 외부 시야에서 심각한 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡은 측정 정확도에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 이유로, 특히, 하나의 바람직한 측정 시스템에서, 위치 설정 디바이스를 향하는 핀홀 스톱 또는 구멍 및 구멍 후방에 거리를 두고 끼워진 2차원 이미지 센서를 갖는 핀홀 카메라로서 구체화되는 카메라가 제공된다. 광학 렌즈를 제거하면 이에 의해 유발되는 왜곡이 방지될 수 있으므로, 이와 관련하여 높은 허용 각도에서도 기하학적으로 정확한 이미지 표현이 가능하다. 바람직하게는, 고정 핀홀 스톱이 사용되고; 구멍 크기의 조절은 필요하지도 않고 바람직하지도 않다.

이러한 측정 배열로 기하학적 광학계의 조건을 가능한 한 정확하게 재현하기 위해, 마이크로미터 범위의 두께를 갖는 투명 필름 윈도우로서 설계된 관찰 윈도우를 제공하는 것이 바람직하다. 두께는, 예를 들어 2 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 결과적으로, 비스듬한 광 통과의 경우에 무시할 수 있을 정도로 작은 빔 오프셋이 있다.

측정 정확도를 증가시키는 것에 대한 추가 기여는, 특히 발광 다이오드(LED)의 형태로 능동적으로 발광하는 기준 마크를 갖는 측정 시스템에 의해 달성될 수 있다. 테스트 대상 및/또는 유지 디바이스에는 충분한 광학 출력과 서로에 대해 고정되고 알려진 상대적 배열을 갖는 진공-호환성 LED가 장착될 수 있다.

특히, 측정 시스템은 다음 조건이 충족되도록 설계될 수 있다:

(i) 서로에 대해 각각의 경우 적어도 3개의 공통 기준 마크가 핀홀 카메라의 캡처 영역에서 서로에 대해 일정한 거리에 위치되는 방식으로 핀홀 스톱과 이미지 센서 사이에 각각의 경우 고정된 거리를 두고 서로에 대해 고정된 각도로 배열된 적어도 2개의 핀홀 카메라가 있고;

(ii) 핀홀 스톱의 직경, 핀홀 스톱과 이미지 센서 사이의 거리 및 또한 이미지 센서의 픽셀의 공간 밀도는, 이미지 센서 상의 핀홀 스톱을 통해 이미징된 기준 요소의 이미지의 반치전폭이 이미지가 이미지 센서의 다수의 픽셀, 특히 적어도 10 X 10 픽셀의 영역을 덮도록 하는 크기를 갖는 방식으로 설계된다.

그 후, 평가 디바이스는 초분해능의 효과를 사용하여 이미지 평가를 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어 기준 마크의 이미지에서 강도 분포의 기하학적 중심의 위치는 통상적으로 픽셀의 10분의 1 미만, 예를 들어 약 0.02 픽셀의 정확도로 결정될 수 있다.

결과적으로, 대상 거리에 따라, 10 ㎛ 미만 범위, 특히 3 ㎛ 내지 8 ㎛ 범위의 공간 분해능 및/또는 50 ㎛ 미만 범위, 특히 약 30 ㎛의 절대 정확도가 달성 가능하다는 것이 판명되었다. 그 결과, 특히, 테스트될 대상의 자세 결정의 절대 정확도가 종래의 해결책과 비교하여 개선될 수 있다.

본 명세서에 설명된 유형의 독립적인 광학 측정 시스템은 또한 광학 측정 시스템 및 그 각각의 실시예가 독립적인 발명으로 고려되도록 상이하게 구성된 위치 설정 디바이스, 특히 인용된 종래 기술의 것과 조합하여 유리하게 사용될 수 있다.

위치 설정 디바이스의 구성에는 다양한 가능성이 있다.

위치 설정 디바이스는, 예를 들어 스튜어트-고프 매니퓰레이터(Stewart-Gough manipulator)(스튜어트 플랫폼으로 지칭됨) 방식의 병렬 운동학적 다축 시스템을 가질 수 있으며, 이는 모두 6개의 자유도로 플랫폼의 이동성을 허용한다. 병렬 운동학적 다축 시스템은, 예를 들어 소위 "육각류(hexapod)"로서 설계될 수 있다. 전통적인 육각류는 길이가 가변적인 6개의 다리를 갖는 병렬 운동학적 기계의 특별한 형태이다.

그러나, 대안적인 구성이 현재 유리한 것으로 고려된다. 한 개발에서, 병렬 운동학적 다축 시스템은 정확히 3개의 다리를 갖는 삼각대 배열을 갖고, 각각의 다리는 메인 캐리어를 향하는 제1 단부에서 제1 조인트 배열을 통해 메인 캐리어에 이동 가능하게 결합되며, 플랫폼을 향하는 제2 단부에서 제2 조인트 배열에 의해 플랫폼에 이동 가능하게 결합된다. 이 설계는 모두 6개의 자유도로 플랫폼에 의해 지지되는 구성요소의 이동성을 제공할 수 있다.

삼각대 배열의 다리는 가변 길이가 아니라 고정 길이를 갖는 것이 바람직하고, 따라서 무거운 하중을 지지하는 것과 관련하여 매우 안정적으로 설계될 수 있다.

바람직하게는, 제1 조인트 배열이 복수의 축에서 회전 가능한 조인트, 예를 들어 회전 베어링 상에 배열된 볼-앤드-소켓 조인트 또는 카르단 조인트를 갖도록 제공되며, 이 조인트는 2개의 상호 직교 방향으로 기준 평면에서 이동 가능한 슬라이드에 결합된다. 제1 조인트 배열은, 예를 들어 복합 테이블 방식의 조립체, 즉, 기준 평면 내에서 임의의 원하는 방향으로 복수의 축에서 이동 가능한 조인트를 이동시키기 위해 관련된 슬라이드와 함께 2개의 상호 직교하는 단일축 선형 가이드 시스템을 갖는 2축 시스템을 가질 수 있다. 이 조립체는 바람직하게는 3개의 회전축을 중심으로 회전 가능한 조인트와 조합되고, 그에 따라 메인 캐리어 및 메인 캐리어 상에 제공된 조인트를 향하는 다리의 제1 단부가 기준 평면에서 상이한 로케이션으로 이동되거나 제어된 방식으로 거기에 위치 설정될 수 있다.

플랫폼측 제2 조인트 배열은, 특히 단일축 회전 조인트 또는 피봇 조인트의 형태로 그와 비교하여 상대적으로 간단하게 구성될 수 있으며, 이는 다리가 다리의 범위에 대해 횡방향으로 연장되는 피봇축을 중심으로 플랫폼에 대해 피봇될 수 있게 한다.

특히, 진공에서, 예를 들어 EUV 리소그래피의 광학 시스템용 거울과 같은 상대적으로 무거운 테스트 대상을 빠르고 정확하게 위치 설정하는 동안, 예를 들어 마멸로부터 기인한 마모가 불균형적으로 높아지고 및/또는 필요한 힘과 모멘트가 잘 충분히 인가될 수 없기 때문에, 매니퓰레이터의 종래의 개념은 그 한계에 도달할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그러한 문제를 방지하는 것에 대한 기여는, 삼각대 배열의 구동 장치 및 가이드 시스템이, 구동 장치, 슬라이드 및 가이드에 대한 최대 유효 힘이 축방향과 비축방향 사이에 유사한 비율로 평균적으로 분포되도록 설계된다는 점에 의해 달성된다. 여기서, "축방향"이라는 용어는 선형 가이드 시스템을 따른 슬라이드의 이동 방향을 나타낸다. 힘은 특히 축방향과 비축방향 사이에서 거의 동일한 부분에 분포될 수 있다. 특히, 그 결과 달성될 수 있는 것은, 축방향으로 유효한 구동 장치의 부하가 설계로 인해 허용되는 횡방향 힘 성분에 의해 경감되고, 이 힘 성분은 일반적으로 안정적인 방식으로 설계되는 가이드 시스템에 의해 잘 흡수될 수 있다는 것이다.

일 실시예에서, 힘의 이 유리한 분배는, 제2 조인트 배열이, 변위 방향으로 기준 평면에서 피봇축을 중심으로 다리가 피봇할 때 제1 조인트 배열을 향하는 다리의 단부가 변위되는 방식으로 다리의 범위에 대해 횡방향으로 연장되는 피봇축을 중심으로 다리가 플랫폼에 대해 피봇될 수 있게 하는 단일축 피봇 조인트로서 구체화되고, 제1 조인트 배열은 이동 방향이 변위 방향에 대해 비스듬하게, 특히 45°의 각도로 연장되는 직교 교차 슬라이드를 갖는다는 점에 의해 달성된다.

몇몇 실시예에서, 구동 장치의 부하를 저하시키면서 빠르고 정확한 위치 설정을 하는 것에 관한 추가 기여는, 피동 구성요소의 직선 선형 이동을 생성하기 위한 액추에이터의 일부 또는 전부가, 구동 장치에 의해 회전 가능하게 구동될 수 있고 구성요소에 결합된 스핀들 너트가 동작하는 사다리꼴 나사 스핀들을 갖는다는 점에 의해 달성된다. 예로서, 볼 롤러 스핀들은 또한 구동 시스템에서 사용될 수 있다. 그러나, 사다리꼴 나사 스핀들의 도움으로, 더 높은 하중도 안전하게 이동될 수 있고; 또한, 동일한 하중에 대해, 다른 개념보다 훨씬 적은 구조적 공간을 필요로 하며 유지 보수의 경우 더 쉽게 교체될 수 있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 액추에이터의 구동 장치에서 열 소산을 감소시키는 것에 대한 특별한 기여는, 적어도 하나의 병진 이동축의 경우, 이동축을 공동으로 이동시키기 위한 2개의 별개의 구동 모터가 제공된다는 점에 의해 달성된다. 따라서, 위치 설정 디바이스의 기하학적 축의 전자 기계적 이동 시스템이 제공되며, 2개의 별개의 구동 모터는 공통 구동축을 이동시킨다. 공작 기계 분야에서, 상이한 목적을 위한 유사한 구동 장치 개념은 "갠트리 구동 장치"라는 명칭에 의해 알려져 있다. 따라서, 이 개념은 축의 간단한 선형 이동에 필요한 것보다 더 많은 구동 모터를 의도적으로 사용한다. 유리하게는, 개별 구동 장치의 감소된 부하 및 그에 따른 더 적은 열 발생이 달성되며, 그 결과 이 구동 장치 개념은 EUV 반사계의 진공 챔버에 적용하기에 특히 잘 적합하다.

몇몇 실시예에서, 2개의 구동 모터가 병렬 구동 장치를 형성하고 병렬 구동 장치가 샤프트 배향의 능동적 보정을 위한 샤프트를 갖도록 제공된다. 비촉각 샤프트가 가능하지만, 2개의 구동 트레인은 물리적으로 존재하는 기계적 샤프트를 통한 힘 전달 방식으로 기계적으로 결합되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 샤프트는 인코딩되며, 즉, 예를 들어 샤프트의 부하 상태 및/또는 배향을 검출할 수 있는 적어도 하나의 센서 또는 인코더를 갖는다. 인코딩된 샤프트는 구동 장치 또는 이에 의해 구동되는 구성요소 중 하나가 다른 구동 장치에 의해 구동되는 구성요소보다 불리하게는 선행하거나 후행하는 지의 여부를 도량형으로 검출하는 데 사용될 수 있다. 이러한 불평등한 전진은 샤프트의 도움으로 검출되고, 인코더에 의해 신호로 변환되며, 신호는 선행 또는 후행이 적어도 부분적으로 보상되는 방식으로 구동 장치를 위상 방식으로 불균등하게 제어하는 데 사용된다. 결과적으로, 불평등에 의해 유발되는 억제력을 피하거나 감소시킬 수 있다.

추가 조치로서, 대안적으로 또는 추가적으로, 삼각대 배열의 각각의 다리에 하나 이상의 스프링을 갖는 스프링 배열이 할당되고, 스프링 배열은 일 단부에서 다리에 작용하고 다른 단부에서 플랫폼에 작용하는 것이 제공될 수 있다. 스프링 힘의 적절한 설계를 고려해 볼 때, 병렬 운동학적 조립체의 프리스트레스는 각각의 자세에 대해 작용하는 힘이, 예를 들어 최대 약 50%, 심지어는 제로 크로싱의 경우 100%까지 상당히 감소될 수 있도록 설정될 수 있다. 따라서, 삼각대 배열의 구동 슬라이드에서 축방향 힘의 보상을 위해 스프링이 제공될 수 있다.

위치 설정 디바이스의 베이스 프레임은, 예를 들어 진공 챔버의 바닥 영역에 하우징-고정된 방식으로 장착될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 베이스 프레임이 진공 챔버의 구성요소로부터 기계적으로 분리되는 방식으로 장착되는 것이 제공된다. 바람직하게는, 베이스 프레임을 홀 바닥에 직접 설치하기 위해 베이스 프레임의 밑면에 복수의 조절 발이 끼워져 있고, 조절 발은 챔버 벽과 접촉하지 않고 진공 챔버의 베이스 플레이트의 개구를 통해 도달하며 진공-기밀 분리 디바이스에 의해 베이스 플레이트로부터 기계적으로 분리된다. 그 결과, 측정에 대한 진공 챔버의 불리한 진동, 열 및/또는 기계적 영향이 감소될 수 있다.

바람직한 실시예의 빔 성형 유닛은 측정 빔의 파장을 설정하도록 구성된 모노크로메이터를 포함한다. 모노크로메이터는 오목하게 만곡된 반사 격자와, 반사 격자의 하류에 배치된 출구 슬릿이 있는 정지 장치를 포함하며, 그 슬릿 폭은 설정 가능하다. 전방 반사 요소는 반사 격자 상류의 측정 빔의 빔 경로에 배열된다. 후방 반사 요소는 출구 슬릿 또는 정지 장치의 하류에 있는 빔 경로에 배열된다. 전방 반사 요소, 반사 격자 및 후방 반사 요소는 측정 빔의 빔 경로에서 광학적으로 앞뒤로 나란히 놓여 있다. 후자는, 출구 슬릿을 통과한 후, 측정에 필요한, 가능하게는 상대적으로 좁게 획정된 파장 범위로부터의 파장 또는 파장들을 갖는다.

하나의 바람직한 실시예에 따르면, 전방 반사 요소 및 오목하게 만곡된 반사 격자는, 정지 장치의 영역에서, 제1 방향의 제1 중간 초점 및 제1 방향에 직교하는 제2 방향의 제2 중간 초점을 생성할 수 있도록 서로 조합하여 구체화된다. 정지 장치는 제1 방향으로 설정 가능한 제1 슬릿 폭을 갖는 제1 출구 슬릿 및 제2 방향으로 설정 가능한 제2 슬릿 폭을 갖는 제2 출구 슬릿을 갖는다.

다른 공식에 따르면, 정지 장치는 직사각형 정지 개구를 가지며, 그 명백한 폭은 서로 독립적으로 2개의 상호 직교 방향으로 조절될 수 있다. 본 출원에서, 이러한 정지 장치는 2차원적으로 조절 가능한 직사각형 스톱으로도 지칭된다.

설정은 또한 전방 반사 요소 및 반사 격자가 빔 성형 유닛의 제1 서브시스템의 일부가 되도록 설명될 수 있으며, 상기 제1 서브시스템은 2개의 직교 평면에서 유효한 중간 이미징을 달성한다. 결과적인 중간 초점은 정지 장치의 정지 개구 영역에 있으며 설정 가능한 슬릿 폭으로 2개의 상호 직교 방향으로 획정될 수 있다.

정지 장치의 하류에 배치된 후방 반사 요소는, 재초점 효과를 갖고 중간 초점 영역을 측정 스폿 영역으로 이미징하는 제2 서브시스템의 일부이다.

중간 초점의 도입은 특히 다음과 같은 이유로 성능을 개선시킬 수 있다. 첫째, 소스 스폿의 강도 분포가 초점에서 원하는 분포에 대응하지 않고, 그에 따라 재초점 거울을 위한 개선된 가상 소스 스폿이 적절한 애퍼처를 통해 중간 초점에서 생성된다. 둘째, 사용된 소스는 등방성으로 방출되며 방출된 방사선의 최대 비율을 "포획"하여 강도 손실을 최소화하기 위해 가능한 한 많은 허용을 추구한다는 점에 유의해야 한다. 테스트 대상에서의 발산은 수평 방향으로 가능한 한 작도록 의도되는데, 그렇지 않으면 반사계의 각도 스펙트럼의 분해능이 제한되기 때문이다. 이 경우, "발산"이란 용어는 측정 빔의 각도 대역폭을 나타내므로 측정 스폿 영역에서 측정 빔의 광선이 측정될 표면에 입사하는 입사각 범위를 결정한다. 따라서, 수평 방향의 발산이 작도록 의도되기 때문에, 수직 방향에서 높은 허용이 선택되지만, 이는 이미징 수차를 증가시킨다. 더욱이, 이는 또한 제조 결함 및 정렬 오류의 결과로서 타원형 거울을 사용하는 경우에도 적용될 수 있다. 중간 초점에서 애퍼처에 의한 가상 소스 스폿의 트리밍은 이미징 수차를 감소시키는 데에도 유리하다. 이 경우, 애퍼처는 상대적으로 적은 강도만 트리밍하므로, 전체적으로 이 측정의 총 균형이 양으로 유지된다.

다시 말해서, 중간 이미징은, 정지 장치의 교차된 출구 슬릿의 도움으로, 측정 빔의 빔 크기와 측정 스폿 영역의 빔 프로파일 모두가 설정 가능한 출구 슬릿에 의해 설정될 수 있도록 생성된다.

또한, 새로운 배열의 도움으로, 예를 들어 반사도와 관련하여 99.9% 이상의 범위에서 증가된 정확도 요구 사항을 달성하는 것이 가능하다. 다시 말해서, 측정된 값이 반사율의 실제값으로부터 최대 0.1% 만큼의 편차를 결정하도록 체계적으로 수행될 수 있다.

전방 반사 요소 및 반사 격자를 포함하는 제1 서브시스템이 2개의 상호 직교 평면 또는 방향에서 중간 이미징을 초래하는 효과를 달성하기 위한 다양한 가능성이 있다. 빔 성형 유닛의 광학 요소의 수를 증가시키지 않고 관리하는 개발은 가변 라인 간격을 갖는 반사 격자로서 구체화될 모노크로메이터의 반사 격자를 제공한다. 이러한 유형의 격자는 여기에서 VLS 격자라고도 지칭되며, VLS는 "가변 라인 간격(variable line spacing)"을 나타낸다. VLS 격자는 또한 특정 제한 내에서 중간 초점의 로케이션을 자유롭게 선택할 수 있게 한다.

스침각 입사 격자는 일반적으로 하나의 파장에 대해서만 양호한 포커싱(따라서, 양호한 파장 선택 또는 양호한 협대역 특성)을 생성한다. 초점 거리가 더 길면, 일반적으로 분해능의 파장 종속 오류가 허용 가능하다. 그러나, 제한된 구조적 공간으로 인해 더 짧은 초점 거리가 필요한 경우, 예를 들어 분해능의 파장-종속 오류는 측정 빔이 원하는 파장의 방사선에 추가하여 인접한 파장의 방해하는 방사선 성분을 여전히 포함한다는 점에서 명백해질 수 있다. 적절하게 설계된 LS 격자를 사용하면 초점 거리가 짧아짐에 따라 분해능이 저하되는 것을 상쇄할 수 있다.

이 경우, 격자 라인 사이의 라인 간격 및/또는 홈 형상은 바람직하게는 유효 반사 표면에 걸쳐 변경되어, 달리 동일한 조건 하에서, 반사 격자가 일정한 라인 간격의 경우보다 더 짧은 초점 거리를 갖는 개선된 분해능을 제공한다. 라인 간격은 바람직하게는 양의 1차가 채용되는 경우 라인 간격이 입구측(전방 반사 요소에 더 가까움)으로부터 출구측(정지 장치에 더 가까움)으로 연속적으로 감소하는 방식으로 변경된다. 다시 말해서, 빔 방향으로 라인 밀도가 증가된다(음의 1차 차수가 사용되는 경우). 따라서, 라인 밀도는 모노크로메이터 슬릿 방향으로 더 높다.

특히, 가변 라인 간격으로 구성된 모노크로메이터의 반사 격자, 즉, VLS 격자가 자오선 원통형 곡률을 갖는 경우일 수 있다. 이러한 맥락에서, "자오선"이라는 용어는 곡률 평면이 입사 평면에 대해 실질적으로 평행하거나 예각으로 연장되는 것을 의미한다.

한편으로, 출구 슬릿을 갖는 정지 장치와 다른 한편으로 측정 스폿 사이에 있는 제2 서브시스템은, 중간 초점 영역 또는 측정 스폿 영역으로 개방된 직사각형 정지 개구 영역에 존재하는 강도 분포를 재초점하는 역할을 한다.

하나의 바람직한 개발에서, 후방 반사 요소가 제1 방향의 제1 곡률 및 제1 방향에 직교하는 제2 방향의 제2 곡률을 갖는 타원형 반사 요소로서, 즉 2차원적으로 오목하게 만곡된 반사 요소로서 구체화되는 것이 제공된다. 따라서, 후방 반사 요소는 2개의 상호 직교 평면에서 재초점 효과를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 양방향으로 만곡된 반사 표면을 갖는 단일 반사 요소만이 정지 장치와 측정 스폿 사이에 존재하도록 제2 서브시스템에서 추가 반사 요소를 생략하는 것이 가능하다. 이는 하나의 광학 요소만을 사용하여 콤팩트하게 유지될 수 있는 축방향 구조적 크기와 관련하여 이점을 제공한다. 둘째, 이에 의해 추가적인 광학 요소의 삽입에 의해 야기될 강도 손실을 피할 수 있고, 그 결과 측정 스폿이 비교적 높은 강도로 조명될 수 있다. 이는 측정 정확도에 기여할 수 있다.

바람직하게는, 빔 성형 유닛은 따라서 만곡된 반사 표면을 갖는 정확히 3개의 반사 요소, 즉, 제1 반사 요소, 그 하류에 배치된 오목하게 만곡된 반사 격자, 및 정지 장치와 측정 스폿 사이에 배열된 후방 반사 요소를 갖는다.

전방 반사 요소의 실시예에 대한 다양한 가능성이 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 전방 반사 요소는 시상 평면-원통형 반사 요소로서 구체화된다. 여기서, "평면-원통형 반사 요소"라는 용어는, 반사 표면이 한 방향으로 원통형 표면의 형상으로 만곡된 방식으로 그리고 그에 실질적으로 직교하는 방향으로 직선 또는 평면 방식으로 연장되어, 평면-원통형 반사 요소의 반사 광학 표면이 원형 실린더의 측방향 표면의 일부가 되는 반사 요소를 나타낸다. 반사 표면의 형상 외에도, 측정 빔에 대한 반사 표면의 배향도 광학 효과에 중요하다. 본 출원과 관련하여, "시상"이라는 용어는 반사 표면의 곡률이 반사 표면 상의 측정 빔의 주 광선의 입사 평면에 실질적으로 직교하는 평면에서 연장되는 것을 의미한다.

대안 실시예에서, 전방 반사 요소는 오목한, 평면-타원형 전방 반사 요소로서 구체화된다. 평면-타원형 반사 요소라는 용어는 반사 광학 표면이 한 방향으로 타원 형상으로 그리고 그에 실질적으로 직교하는 방향으로 평면 또는 직선 또는 만곡되지 않은 방식으로 연장되는 반사 요소를 나타낸다.

EUV 반사계는 EUV 범위에서 반사 표면의 반사도 또는 그 반사율을 결정할 수 있도록 의도된다. 하나의 개발에 따르면, 이러한 목적을 위해, 기준 검출기 및 측정 빔의 EUV 방사선의 일부를 기준 검출기에 결합하기 위한 빔스플리터가 제공된다. 기준 검출기는 반사 표면에 의해 반사된 EUV 방사선을 검출하기 위한 검출기와 마찬가지로 입사 EUV 방사선의 강도를 검출하도록 구성될 수 있다. 기준 검출기의 측정된 값으로부터 측정 스폿에 입사되는 측정 빔의 강도 측정이 결정될 수 있다. 따라서, 측정 시스템은 (기준 검출기에 의한) 입사 측정 빔의 검출된 강도 및 (검출기에 의한) 반사된 방사선의 검출된 강도에 기초하여 반사도를 결정하도록 구성될 수 있다.

빔스플리터는, 예를 들어 측정 빔의 가장자리에서 EUV 측정 빔의 일부를 검출하고 이 부분을 기준 검출기의 방향으로 반사시키는 거울을 가질 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 기준 검출기에 대한 양호한 포커싱을 달성하고 후자를 과도하게 노출시키지 않기 위해 빔스플리터로서 만곡된 빔스플리터 빗이 또한 가능할 것이다.

여기서 제안된 개념은 도달 가능한 측정 정확도, 측정 빔의 일반적인 빔 통과 방향에서의 구조적 공간 요구 사항 및 또한 EUV 반사계의 하류 유닛에 대한 적응 사이에서 양호한 절충안을 허용한다. 바람직한 실시예에서, 구성요소들은, 전방 반사 요소와 반사 격자를 갖는 제1 광학 서브시스템의 이미지 거리와 대상 거리 사이의 비율이 3 미만, 특히 2 미만이고 후방 반사 요소를 갖는 제2 서브시스템의 이미지 거리와 대상 거리 사이의 비율이 7 미만이 되도록 설계된다. 본 발명자의 경험에 따르면, 한편으로 테스트 대상에서 요구되는 측정 스폿의 크기("스폿 크기")와 다른 한편으로 발산 소스 방사선에 대한 허용 또는 입력 애퍼처 사이에서 특히 양호한 절충안을 달성하는 것이 가능하다. 입력 애퍼처가 상대적으로 크다면, 소스 방사선의 대응하게 상대적으로 큰 부분이 입력측의 빔 성형 유닛에 의해 검출될 수 있고 측정을 위해 사용될 수 있다. 측정 스폿의 영역에서 측정 빔 내의 강도 수준이 상대적으로 높으면, 측정 정확도에 부정적인 영향을 줄 수 있는 오류 소스가 덜 중요할 수 있다. 한편, 빔 성형 유닛의 출구측 영역에서는, 측정 방사선이 상대적으로 좁은 각도 범위로부터 측정 스폿에 입사함으로써, 특히 높은 정밀도로 각도 분해 측정이 가능하도록 측정 빔이 형성되어야 한다. 또한, 테스트 대상은 측정을 위해 진공 챔버 내에 유지되어야 하며, 따라서 측정 스폿이 빔 성형 유닛의 광학 구성요소에 너무 근접하게 생성되지 않아야 한다는 점을 고려해야 한다. 이미지 거리와 대상 거리 사이의 비율에 대한 바람직한 설계는 이러한 다양한 경계 조건과 관련하여 양호한 절충안으로서 고려된다.

본 발명의 추가 이점 및 양태는 도면을 참조하여 하기에 설명되는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예의 아래 설명 및 청구범위로부터 명백하다.
도 1a는 x-y 평면에서 예시된 제1 예시적인 실시예에 따른 EUV 반사계의 구성요소의 개략적인 평면도를 도시하고;
도 1b는 예시적인 실시예에서 사용되는 직사각형 정지 개구를 갖는 정지 장치의 도면을 도시하며;
도 2는 x-z 평면에서 예시된 도 1의 예시적인 실시예의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 3은 x-y 평면에서 예시된 EUV 반사계의 제2 예시적인 실시예의 평면도를 도시하며;
도 4는 x-z 평면에서 예시된 도 3의 예시적인 실시예의 개략적인 측면도를 도시하고;
도 5는 테스트 대상을 유지 및 위치 설정하기 위한 위치 설정 디바이스의 하나의 예시적인 실시예의 구성요소의 개략도를 도시하며, 이 위치 설정 디바이스는 EUV 반사계에서 사용될 수 있고;
도 6은 관절식 아암을 갖는 위치 고정식 촉각 측정 시스템을 갖는 하나의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시하고, 상기 측정 시스템은 위치 설정 디바이스와 독립적으로 작동하며;
도 7은 기준 마크를 향하는 복수의 카메라를 갖는 위치 고정식 광학 측정 시스템을 갖는 하나의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시하고, 상기 측정 시스템은 위치 설정 디바이스와 독립적으로 작동하며;
도 8은 교차 슬라이드 상의 삼각대 다리의 장착 영역의 개략적인 평면도를 도시하고;
도 9는 인코딩된 샤프트를 갖는 병렬 구동 장치의 개략적인 평면도를 도시하며;
도 10은 테스트 대상의 자세에 대한 사진 측량 측정을 위한 외부 광학 측정 시스템의 개략도를 도시한다.

아래에서 설명되는 예시적인 실시예 또는 실시예들 또는 실시예 변형에서, 서로 기능적으로 또는 구조적으로 유사한 요소는 부분적으로 동일하거나 유사한 참조 부호로 지정된다. 결과적으로, 더 나은 이해를 제공하기 위해, 하나의 특정 예시적인 실시예의 개별 요소의 특징의 경우, 적절하다면, 다른 예시적인 실시예의 설명 또는 본 발명의 일반적인 설명을 참조할 수도 있다.

광학 구성요소 또는 광학 요소의 상대 위치는 부분적으로 "사이", "상류", "하류" 등과 같은 전치사를 사용하여 설명된다. 달리 나타내지 않는 한, 이들 전치사는 광학 빔 경로를 따른 광학 위치와 관련된다. "제1", "제2" 등과 같은 지정은 대응 요소의 모호하지 않은 식별을 위해 전적으로 사용되며 일반적으로 순서를 설명하지 않는다.

도 1a 내지 도 4에 오른손 데카르트 xyz-좌표계(KS)가 표시되어 있으며, 이는 도면에 예시된 구성요소의 각각의 위치 관계를 직접적으로 또는 대략적으로 나타낸다. 예로서, 도 1에서 x-방향은 좌측을 향해 연장되고, y-방향은 하향으로 연장되며, z-방향은 도면의 평면에 수직으로 그리고 평면 밖으로 연장되고, 그에 따라 도 1의 평면도는 x-y 평면에서의 예시를 나타낸다. 공간의 하나의 바람직한 배열에서, x-y 평면은 수평 평면이다.

도 1a는 EUV 방사선의 파장 및 테스트 대상(110)의 반사 표면(112) 상의 EUV 방사선의 입사각에 따라 EUV 방사선에 대한 반사 효과를 갖는 테스트 대상(110)의 반사율을 측정하기 위한 측정 시스템(100) 또는 EUV 반사계(100)의 제1 예시적인 실시예의 구성요소를 크게 단순화한 방식으로 도시한다.

테스트 대상은, 예를 들어 EUV 리소그래피 렌즈용 거울일 수 있으며, 이 거울은 일반적으로 오목하거나 볼록하게 만곡된 반사 표면(112)을 갖는다. 반사 표면은 구면 또는 회전 대칭적으로 비구면으로 만곡될 수 있거나 회전 대칭성 없이 자유형 표면으로서 형성될 수 있다.

EUV 반사계는 특히 극자외선(EUV) 방사선의 미리 정의된 파장 범위의 다양한 파장에서 테스트 대상의 반사도를 측정할 수 있다. 이는, 여기서 바람직하게는 6 nm 내지 20 nm, 특히 8 Nm 내지 20 nm 범위의 파장을 의미하는 것으로 고려된다.

이 경우, 반사도는 검출기(198)(예를 들어, 광다이오드)의 도움으로 측정된 반사된 방사선의 강도와 입사된 방사선의 강도 사이의 비율로부터 초래되고, 그 크기는 기준 검출기(180)의 신호의 도움으로 결정될 수 있다. 미리 정의된 파장 범위는, 예를 들어 약 6 nm에서 약 20 nm까지 연장될 수 있다.

측정은 0°내지 90°의 범위에서(한계값 없이) 입사각에 대해 수행할 수 있고, 이 경우, 설계의 요구로 인해, 방사선의 수직 입사(입사각 0°) 및 표면에 평행하게 연장되는 방사선의 입사(입사각 90°)에 대해 측정된 값이 검출될 수 없다.

작동을 위해 준비되도록 구성된 EUV 반사계는 EUV 방사선 소스(120)를 포함하며, 이 소스는 예시적인 실시예에서 펄스 레이저를 포함하고, 그 레이저 빔은 포커싱 광학 유닛(예시되지 않음)에 의해 금 타겟 또는 일부 다른 적절한 재료에 포커싱된다. 레이저 빔은 타겟 표면에서 플라즈마를 생성하며, 이 플라즈마는 EUV 범위의 전자기 방사선의 준연속적 스펙트럼을 방출한다. 플라즈마는 EUV 방사선을 방출하는 소스 스폿 또는 방출 스폿(125)을 형성한다. 이러한 플라즈마 빔 소스는 LPP 소스라고도 지칭되며, 여기서 LPP는 "레이저 생성 플라즈마"를 나타낸다. 대안적으로, EUV 범위에서 전자기 방사선의 불연속적 또는 준연속적 스펙트럼을 방출하는 다른 EUV 방사선 소스, 예를 들어 DPP 소스를 사용하는 것도 가능하다. 여기서, "DPP"는 "방전 생성 플라즈마(discharge produced plasma)"를 나타낸다.

소스 스폿(125)에 의해 방출된 EUV 방사선의 일부는 EUV 방사선 소스(120)로부터 EUV 방사선을 수신하고 그로부터 측정 빔(190)을 생성하도록 구성된 빔 성형 유닛(130)의 입력 스톱(예시되지 않음)을 통과하며, 측정 빔은, 측정 시스템(100)의 작동 동안, 테스트 대상이 위치되는 단부에서, 테스트 대상(110)의 반사 표면(112)에 입사하고 예상되는 측정 장소 또는 예상되는 측정 로케이션(115)에서 측정 스폿(195)을 형성한다. 측정 스폿은 테스트 대상 표면 상의 측정 빔에 의해 조명되는 영역이며 흔히 0.5 mm 크기 정도의 직경을 갖는다. 소스 스폿(125)과 측정 스폿(195) 사이의 크기 관계는 본질적으로 빔 성형 유닛(130)의 이미징 스케일에 의해 결정된다. 후자는 바람직하게는 예를 들어 1:10의 스케일로 확대 효과를 갖는다. 예를 들어, 5 내지 15 범위의 다른 확대도 가능하다.

측정에 사용되는 측정 빔(190)의 파장을 설정하기 위해, 빔 성형 유닛(130)은 격자 모노크로메이터 또는 분산 모노크로메이터로서 설계된 모노크로메이터(140)를 포함한다. 모노크로메이터(140)는 오목하게 만곡된 반사 격자(142) 및 반사 격자의 하류에 배치된 정지 장치(150)를 포함한다. 도 1b에 상이한 관점에서 도시된 정지 장치(150)는 제1 출구 슬릿(155-1)을 가지며, 그 슬릿 폭(제1 슬릿 폭(156-1))은 연속적으로 가변적인 방식으로 설정될 수 있다. 도 1a의 개략도에서 벗어나서, 정지 장치(150)가 놓여 있는 평면은 정지 개구를 통과하는 동안 측정 빔의 주 광선 방향에 실질적으로 직교하여 정렬된다.

직선 격자 라인이 제공된 반사 격자(142)의 반사 표면은 자오선 원통형으로 만곡되어 있다. 이는 생성 원형 실린더의 실린더 축이 측정 빔(190)의 입사 방향에 실질적으로 직교하여 배향된다는 것을 의미한다. 이 예의 경우, 반사 격자는 xy 평면에서 곡률을 갖는 반면, zy 평면에서는 평면이다.

반사 격자(142)는 실린더 축에 평행한 피봇축을 중심으로 피봇 가능하여, 피봇 각도에 따라, 상이한 파장을 갖는 회절된 방사선이 제1 출구 슬릿(155-1)으로 나아가고 테스트 대상에 대해 정의된 파장의 측정 빔으로서 후자를 통과한다.

오목하게 만곡된 반사 격자는 VLS 격자, 즉, 가변 라인 간격을 갖거나 가변 라인 밀도를 갖는 격자로서 설계된다. 사용된 표면 영역에 대한 라인 간격의 변동은, 하류 출구 슬릿에 대해 짧은 간격으로도, 추구하는 상이한 파장에서 측정 빔의 높은 스펙트럼 분해능을 달성할 수 있도록 설계된다. 도 2 및 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이를 위해, 라인 밀도는 전방의 입구측으로부터 후방의 출구측으로 연속적으로 증가하며, 이는 음의 1차 사용에 유리하다.

전방 반사 요소(160)는 반사 격자(142)의 상류의 빔 경로에, 즉, 소스 스폿(125)과 반사 격자(142) 사이에 배열된다. 상기 전방 반사 요소는 소스 스폿(125)으로부터 나오는 발산 EUV 방사선을 직접 수신하고 이를 반사 격자(142) 방향으로 반사시킨다. 전방 반사 요소(160)는 시상 평면-원통형 반사 요소로서 설계된다. 오목하게 원통형으로 만곡된 반사 표면은 x-y 평면에 관하여 만곡되지 않거나 평면이므로, 반사 표면과 y-x 평면 사이의 교차선은 직선을 생성한다. 입사 평면에 직교하는 방향으로 또는 입사 평면에 대해 횡방향으로, 반사 표면은 오목하게 원통형으로 만곡되어 있다. 결과적으로, 전방 반사 요소(160)는 도 2에 예시된 바와 같이 예의 경우에 수직으로 배향된 x-z 평면에서 포커싱 효과를 갖는다. 만곡되지 않은 방향은 도 1에 개략적으로 예시된 바와 같이 x-방향과 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 이 만곡되지 않은 방향은 x-방향에 대해 약 10°내지 20°경사져 있고, 그에 따라 소스 스폿(125)으로부터 나오는 EUV 방사선이, 예를 들어 70°내지 80°범위의 입사각으로 반사 표면에 입사한다. 그 결과, 한편으로는 전방 반사 요소의 상대적으로 높은 반사율과 다른 한편으로는 x-방향으로 상대적으로 콤팩트한 구조적 길이 사이에서 양호한 절충안을 달성하는 것이 가능하다.

전방 반사 요소(160)는, 바로 하류에 배치된 반사 격자(142)와 함께, 빔 성형 유닛(130)의 제1 서브시스템(130-1)을 형성한다. 제1 서브시스템은, 정지 장치(150)의 영역에서, 제1 방향(y-방향에 평행)의 제1 중간 초점 및 제1 방향에 직교하는 제2 방향(z-방향에 평행)의 제2 중간 초점을 생성하는 것이 가능하도록 설계된다. 이는 도 1 및 도 2를 참조하면 쉽게 식별할 수 있으며, 여기서 도 1은 제1 방향의 중간 초점을 도시하고 도 2는 정지 장치(150)의 영역에서 각각의 경우에 제2 방향의 중간 초점을 도시한다.

실질적으로 z-방향으로 균일한 슬릿 폭으로 연장되는 제1 출구 슬릿(155-1)에 추가하여, 정지 장치(150)는, 대략 y-방향으로 그에 직교하는 균일한 슬릿 폭으로 연장되고 마찬가지로 연속적으로 가변적인 방식으로 설정 가능한, z-방향으로 측정된 제2 슬릿 폭(156-2)을 갖는 제2 출구 슬릿(155-2)을 갖는다. 2개의 출구 슬릿은 빔 통과 방향으로 매우 밀접하게(예를 들어, 1 mm 미만) 서로 앞뒤로 놓여 있고 따라서 거의 공통 평면에서 작용한다. 따라서, 정지 장치(150)는 가변적으로 설정 가능한 폭 및 높이를 갖는 직사각형 정지 개구(157)를 생성한다(도 1b 참조).

따라서, 제1 반사 요소(160) 및 반사 격자(142)로 구성된 제1 서브시스템(130-1)은 2개의 상호 직교 방향으로 중간 이미징을 생성하는 이미징 서브시스템이다. 정지 개구 영역에 있는 소스 스폿의 "중간 이미지"는 정지 장치(150)의 도움으로 2개의 상호 직교 방향으로 획정될 수 있다.

더욱이, 빔 성형 유닛(130)은 테스트 대상(110) 방향으로 측정 빔(190)의 출구와 정지 장치(150) 사이의 빔 경로에 배열된 후방 반사 요소(170)를 포함한다. 예의 경우, 후방 반사 요소는 제2 서브시스템(130-2)의 유일한 이미징 반사 광학 요소이며, 직사각형 정지 개구(157)의 강도 분포를 테스트 대상의 표면(112) 상에 이미징한다. 이를 위해, 후방 반사 요소(170)는 제1 방향(z-방향에 평행)의 제1 곡률 및 제1 방향에 직교하는 제2 방향(x-방향)의 제2 곡률을 갖는 타원형 반사 요소로서 구체화되며; 곡률은 대체로 상이하다. 후방 반사 요소(170)의 반사 표면의 타원형 형상에 의해, 후방 반사 요소는 2개의 상호 직교 방향으로 재초점 효과를 가지며, 그 결과 출구 슬릿에 의해 획정되는 정지 개구 영역의 강도 분포가 실질적으로 측정 스폿(195)의 영역에서 회복된다.

이 예시적인 실시예에서, 측정 스폿(195)의 영역에서 EUV 방사선에 의해 충돌되는 영역의 범위는 따라서 정지 장치(150)의 도움으로 2개의 상호 직교 방향으로 뚜렷이 획정된 한정된 방식으로 연속적으로 가변적으로 설정될 수 있다.

예시적인 실시예의 빔 성형 유닛(130)은, 정지 장치(150)의 직사각형 정지 개구(157)의 영역에서 소스 스폿(125)의 중간 이미징을 생성하는 제1 서브시스템(130-1), 및 또한 정지 장치(150)의 하류에 배치되고 유일한 이미징 광학 요소로서 타원형 반사 요소로서 구체화된 후방 반사 요소(170)를 포함하고 측정 스폿의 영역에서 직사각형 정지 개구(157)의 조명 영역의 대략적인 이미지를 형성하는 제2 서브시스템(130-2)으로 구성된다.

따라서, 빔 성형 유닛(130)은 만곡된 반사 표면이 제공된 3개의 광학 요소만을 갖고, 그 결과 소스 스폿(125)과 측정 스폿(135) 사이의 광 손실이 비교적 낮게 유지될 수 있다.

측정 결과의 검출 및 평가 동안 EUV 방사선 소스의 불가피한 약간의 강도 변동을 고려하고 이에 의해 유발되는 측정 오차를 방지할 수 있게 하기 위해, EUV 반사계는 측정 빔 경로 외부에 배열된 기준 검출기(180), 및 또한 측정 빔의 입사 EUV 방사선의 한 부분을 기준 검출기(180)에 결합하고 다른 부분을 테스트 대상(110)으로 송신하는 역할을 하는 빔스플리터(185)를 포함한다.

빔 성형 덕분에 - 가능하게는 빔 성형 유닛의 도움으로 -, x-방향 및 y-방향으로 중간 이미징 및 조절 가능한 슬릿을 사용하여, 측정 스폿 영역에서 EUV 방사선의 빔 프로파일과 테스트 대상(110)의 반사 표면(112) 상의 측정 스폿 크기는 모두 사용자에 의해 설정 가능하고, 이에 의해 측정 작업에 적응될 수 있다.

EUV 반사계의 전술한 구성요소는 할당된 출구 슬릿과 조합하여 반사 격자(142)를 포함하는 일체형 분산 모노크로메이터(140)의 도움으로 원하는 파장 범위에 걸쳐 측정 빔(190)의 파장을 연속적으로 가변적으로 설정할 수 있게 한다.

작동 준비가 된 예시적인 실시예의 조립된 EUV 반사계는, 테스트 대상의 표면 상의 측정 로케이션, 즉, 반사 표면(112) 상의 측정 로케이션(115)의 위치, 및 또한 높은 정확도로 재현 가능하게 연속적으로 가변적인 방식으로 측정 로케이션에서 측정 빔(190)의 입사각 또는 입사각 범위를 설정하도록 추가로 구성된다. 이러한 목적을 위해 사용될 수 있는 위치 설정 디바이스(500)의 하나의 바람직한 실시예는 도 5와 관련하여 나중에 더 상세히 설명될 것이다.

도 3 및 도 4는 EUV 반사계(300)의 제2 예시적인 실시예를 도시하고, 여기서 도 3은 도 1에 대응하는 x-y 평면에서의 평면도를 도시하며, 도 4는 도 2에 대응하는 x-z 평면에서의 측면도를 도시한다.

제1 예시적인 실시예에 대한 본질적인 차이점은, 빔 방향으로 빔 성형 유닛(130)의 제1 광학 요소를 형성하고 EUV 방사선 소스(120)의 소스 스폿(125)으로부터 오는 EUV 방사선을 하류의 오목하게 만곡된 반사 격자(342)의 방향으로 편향시키며 한 방향으로 포커싱하는 전방 반사 요소(360)의 구성에 있다. 제1 예시적인 실시예의 전방 반사 요소(160)가 시상으로 원통형 반사 요소로서 구성 및 배열되는 반면, 제2 예시적인 실시예의 전방 반사 요소(360)는 평면-타원형 반사 요소로서 형성된다. 평면-타원 반사 요소의 반사 광학 표면은 x-z 평면에 있는 방향으로 타원형(도 4 참조)의 형상을 갖는 반면, 반사 표면은 그에 실질적으로 직교하는 방향으로 평면 방식으로 연장된다(도 3 참조). 이 평면-타원형 반사 요소의 경우 초점 라인은 반사 표면의 평면 방향에 평행하게, 즉, 도 4의 예에서 y-방향에 실질적으로 평행하게 연장된다. 다른 구성요소는 제1 예시적인 실시예와 동일하거나 거의 동일할 수 있으며, 이것이 동일한 참조 부호로 지정되는 이유이다. 이와 관련하여, 그 맥락에서 설명을 참조한다.

도 5를 참조하여, 이제 측정될 테스트 대상(110)을 유지하고, EUV 반사계의 작동 중에 측정 빔이 측정 스폿(195)의 영역에서 그리고 미리 정의 가능한 입사각 또는 입사각 범위로 미리 정의 가능한 측정 장소 또는 미리 정의 가능한 측정 로케이션(115)에 있는 반사 표면(112)에 충돌하는 방식으로 복수의 자유도로 측정 빔(190)에 관하여 테스트 대상을 위치 설정하도록 구성된 위치 설정 디바이스(500)의 예시적인 실시예를 설명한다.

위치 설정 디바이스(500)의 모든 이동 가능한 기계적 구성요소는, 기밀하게 밀봉 가능한 하우징(502)에 의해 둘러싸이고 연결된 펌프의 도움으로 배기될 수 있는 진공 챔버(504)의 내부에 수용된다. 제어 유닛(590)은 이동축의 제어를 위해 제공되며, 제어 유닛은 이동축의 구동 장치를 제어하고 또한 이러한 제어를 위해 센서(예를 들어, 변위 인코더, 각도 인코더 등)로부터의 신호를 처리한다.

위치 설정 디바이스(500)는 위치 설정 디바이스의 모든 이동 가능한 구성요소를 지지하는 베이스 프레임(510)을 갖는다. 베이스 프레임(510)은 개별적으로 높이 조절가능하고 진공 챔버의 베이스 플레이트(506) 위에 거리를 두고 베이스 프레임(510)을 유지하는 복수의 조절 발(512) 상에 놓여 있다. 조절 발은 접촉 없이 진공 하우징의 베이스 플레이트(506)에 있는 관통 개구를 통해 도달한다. 조절 발 둘레의 자유 공간은 멤브레인 벨로우즈(508) 또는 진동 분리 효과를 갖는 다른 밀봉 디바이스의 도움으로 진공 챔버의 하우징(502)으로부터 기계적으로 분리된다. 조절 발은 홀 바닥에 설치될 수 있다. 따라서, 위치 설정 디바이스의 모든 기계적 구성요소는 진공 챔버의 하우징(502)의 가능한 진동으로부터 기계적으로 분리된다. 조절 발은, 회전 가능한 메인 캐리어 위의 중량 변위의 경우, 예를 들어 상기 메인 캐리어의 수직 회전축의 틸팅을 초래할 수 있는 토크를 피하기 위해 수직 회전 가능한 메인 캐리어의 2개의 동심 축방향 베어링 바로 아래에 배열된다.

베이스 프레임(510)은 회전 구동 장치(예시되지 않음)의 도움으로 수직축(T)을 중심으로 회전 가능한 회전 테이블(520) 형태의 메인 캐리어(520)를 지지한다. 관련된 이동축은 세타축으로 지칭된다. 축(T)은 공간-고정식이며 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 EUV 반사계의 좌표계(KS)의 z-축과 평행하게 연장된다.

회전 테이블(520)은 공통 플랫폼(540)에 작용하는 6개의 액추에이터를 갖는 병렬 운동학적 다축 시스템(530)의 구성요소를 지지한다. 안장 유닛으로도 지칭되는 플랫폼(540)은 액추에이터의 도움으로 공간에서 복수의 선형 및 회전축으로 이동될 수 있다. 더 정확하게 말하면, 3개의 병진 자유도 및 3개의 회전 자유도가 있다.

플랫폼(540)은 측정될 테스트 대상(110)을 유지하도록 구성된 유지 요소를 갖는 유지 디바이스(550)를 지지한다. 플랫폼(540)은 또한 회전축(R)을 중심으로 유지 디바이스를 회전시키기 위한 회전 구동 장치(예시되지 않음)를 지지한다. 관련된 이동축은 여기에서 rho 축이라고 지칭된다. 플랫폼(540)의 위치에 따라 공간에서 R 축 또는 rho 축의 배향이 변경될 수 있음은 자명하다.

병렬 운동학적 다축 시스템(530)은 정확히 3개의 다리(542-1, 542-2, 542-3)를 갖는 삼각대 배열을 가지며, 이들 다리는 서로에 대해 실질적으로 삼각형 배열로 배열된다. 각각의 다리는 고정된, 즉, 가변적이지 않은 길이를 갖고 제2 조인트 배열(565)의 도움으로 플랫폼(540)과 대면하는 제2 단부에 의해 플랫폼(540)에 이동 가능하게 결합된다. 제2 조인트 배열은 각각의 경우에 결합된 다리가 플랫폼의 배향에 따라 수평으로 또는 수평에 대해 더 크거나 더 작은 각도로 배향된 피봇축(566)을 중심으로 플랫폼(540)에 대해 피봇될 수 있게 하는 단순한 회전 조인트로서 구성된다.

플랫폼(540)의 반대쪽을 향하는 다리의 하부 단부는 각각의 경우에 복합 테이블의 방식으로 구성된 2축 시스템의 상단면 상에 3축으로 이동 가능한 볼-앤드-소켓 조인트가 있는 제1 조인트 배열(560)에 의해 지지된다. 예로서, 회전 베어링 상에 배열된 카르단 조인트가 볼-앤드-소켓 조인트 대신에 사용될 수도 있다. 더 정확하게 말하면, 3개의 회전 자유도를 제공하는 제1 조인트 배열(560)은 회전 테이블의 회전축(T)에 직교하여 또는 회전 테이블(520)의 지지 표면에 평행하게 연장되는 수평 기준 평면에서 2개의 상호 직교 방향으로 제어된 방식으로 이동 가능한 슬라이드(570-1) 상에 각각 위치된다. 따라서, 삼각대 배열의 다리(542-1, 542-2, 542-3)의 베이스측 관절 지점은 각각의 경우에 서로 독립적으로 기준 평면의 상이한 위치로 이동할 수 있다.

예시된 변형예에서, 각각의 경우에 다리의 하부 단부를 결합하기 위한 조인트 배열(560)을 상단면에서 지지하는 상부 슬라이드(570-1)는 위치 설정 디바이스의 좌표계의 yp 방향에 평행하게 이동 가능하다. 상부 슬라이드는 회전 테이블(520)의 상단면에 있는 가이드에서 연장되는 하부 슬라이드(570-2)에 의해 지지된다. 하부 슬라이드(570-2)는 각각 위치 설정 디바이스의 좌표계의, yp 방향에 직교하는 xp 방향에서 수평으로 이동 가능하다. 공간에서 이러한 수평 방향의 배향은 회전축(T)(세타축에 의해)을 중심으로 한 회전에 따라 변경된다. xp 방향 및 yp 방향에 직교하는 zp 방향은 회전 테이블(530)의 회전축(T)에 평행하게 연장된다.

각각의 활주 이동에 대해 또는 이들 슬라이드(570-1, 570-2) 각각에 대해, 각각의 경우에 관련 스핀들을 회전시키고 동일한 병진 이동축에 작용하는 2개의 별개의 구동 모터(580-1, 580-2)가 제공된다. 특히, 그 결과 달성될 수 있는 것은, 바람직하게는 서로 동일한 각각의 구동 모터가 상대적으로 낮은 구동 출력만을 제공해야 하고 따라서 거의 가열되지 않는다는 것이다. 따라서, 진공에 배열된 구동 모터에 대해 발생할 수 있는 것과 같은 부적절한 열 소산 문제를 확실하게 피할 수 있다.

삼각대 배열은 필요한 자유도 수보다 많은 수의 구동 장치 중에 테스트 대상의 하중과 하중 이동을 분산시킨다. 슬라이드용 구동 장치(580-1, 580-2)의 도움으로 - 이들 구동 장치는 각각의 경우에 쌍으로 제어 가능함 -, 다리의 발 지점은 각각의 경우에 xp 방향 및 yp 방향으로 서로 동기식으로 또는 독립적으로 이동될 수 있다. xp 방향에 평행하게 연장되는 수평축(P)을 중심으로 한 테스트 대상의 경사는, 예를 들어 도면에서 좌측 전방에 배열된 다리(542-1)의 관절 지점이 xp 방향으로 외향 이동됨으로써 달성될 수 있고, 다른 2개의 다리의 하부 관절 지점은 각각 제자리에 유지된다. 따라서, 여기에서 phi 축이라고 지칭되는 회전 이동축이 결과적으로 실현된다. 결과적으로, 테스트 대상이 지지된 플랫폼(540)은 전방으로 틸트되며, 이는 축(P)을 중심으로 한 회전에 대응한다. 모든 상부 슬라이드(570-1)가 동기식으로 그리고 xp 또는 yp 방향으로 동일한 이동으로 이동되면, 전체 플랫폼은 테스트 대상의 경사(P 축을 중심으로) 또는 테스트 대상(110)의 회전 위치(R 축을 중심으로)가 변경되는 일 없이, 대응 방향으로의 이동에 의해 이동될 수 있다. 수직 zp 방향에서 테스트 대상(110)의 변위는 베이스를 향하는 다리의 관절 지점이 동기식으로 내향 이동되거나(이 결과 플랫폼과 테스트 대상이 상향 상승됨) 동기식으로 외향 이동됨으로써(이 결과 테스트 대상이 하향 하강됨) 달성될 수 있다.

테스트 대상의 각도 위치에 따라, 축방향의 다양한 정적 및 동적 힘이 삼각대 배열의 구동 트레인(구동 모터, 구동 스핀들 및 스핀들 너트, 스핀들 엔드 베어링)에 작용할 수 있다. 이들 힘 성분을 감소시키기 위해, 스프링 조립체(예를 들어, 스프링의 수를 증가되거나 감소시킴으로써 전체 스프링 상수를 조절할 수 있는 스프링 번들)가 삼각대 조인트에 끼워질 수 있고 삼각대 배열의 이동 가능한 플랫폼(540)에 연결될 수 있다. 결과적으로, 적용될 모터 토크가 감소될 수 있다. 스프링 배열(545)이 도 5에 예로서 도시되어 있고, 다리(542-2)에 작용하는 상기 스프링 배열은 일단부가 우측에 보이고 다른 단부가 플랫폼(540)에서 보인다.

도 8 및 도 9를 참조하여, 개별적으로 또는 조합하여, 비교적 크고 무거운 테스트 대상의 경우에도, 진공에서의 위치 설정의 높은 위치 설정 정확도 및 높은 반복 정확도로 신속한 위치 설정을 달성하는 데 기여할 수 있는 조치가 설명될 것이다. 이를 위해, 도 8은 교차 슬라이드의 상부 슬라이드 상의 볼-앤드-소켓 조인트에 의해 지지되는 삼각대 다리 영역의 평면도를 도시한다. 도 9는 슬라이드(예시되지 않음)를 위한 2개의 구동 모터의 개략적인 평면도를 도시하며, 구동 모터는 샤프트 배향의 능동적 보정을 위한 인코딩된 샤프트를 갖는 병렬 구동 장치를 형성한다.

도 8의 평면도에서 식별할 수 있는 삼각대 배열의 제1 다리(542-1)는 단일축 피봇 조인트(565) 형태의 제2 조인트 배열의 도움으로 플랫폼(540)에 결합된다. 피봇 조인트는 플랫폼(540)에 대해 제1 다리가 피봇될 수 있게 하는 회전축(566)을 정의한다. 이 경우 제1 조인트 배열(560)의 영역에서 볼-앤드-소켓 조인트가 있는 다리(542-1)의 반대쪽 하부 단부는 피봇축(566)에 직교하여 배향된 피봇 평면에서 이동하고, 상기 피봇 평면은, 제1 다리(542-1)가 피봇될 때 볼-앤드-소켓 조인트가 있는 다리의 단부가 변위되는 방향을 정의하는 라인에서 슬라이드(570-1)의 이동 평면(기준 평면)과 교차한다. 이 방향은 여기에서 변위 방향(567)이라고 지칭된다.

제1 조인트 배열(560)의 볼-앤드-소켓 조인트를 지지하는 복합 테이블(575)은 볼-앤드-소켓 조인트가 배열되는 상단면 상의 제1 슬라이드(570-1), 및 또한 제1 슬라이드(570-1) 아래에 배열되어 제1 슬라이드를 지지하는 제2 슬라이드(570-2)를 포함한다. 제1 슬라이드의 직선 이동 방향(571-1)과 제2 슬라이드의 직선 이동 방향(571-2)은 기준 평면에 평행하게 서로에 대해 직교하여 연장되고 다리의 피봇 이동의 변위 방향(567)과 45°의 각도(W)를 각각 형성한다. 다시 말해서, 슬라이드(570-1 및 570-2)는 수평으로 그리고 상호 직교하여 배열된다. 또한, 슬라이드는, 다리의 길이방향(볼-앤드-소켓 조인트와 안장 조인트 사이의 연결)의 수평으로의 돌출부가 슬라이드(570-1, 570-2)의 이동 방향에 대해 약 45°에 놓이도록 각각의 삼각대 다리(542-1, 542-2 및 542-3)에 대해 배열된다.

이 배열에 의해 달성될 수 있는 것은, 삼각대 배열의 이 다리의 이동 영역에서 최대로 작용하는 힘이 축방향과 비축방향 사이에 평균적으로 대략 동일한 부분에 분포된다는 것이고, "축방향"은 복합 테이블의 2개의 슬라이드의 이동 방향(571-1, 571-2)에 대응한다. 결과적으로, 제1 조인트 배열의 중량 하중의 일부는 선형 가이드 시스템의 가이드 레일에 대해 횡방향 힘으로서 작용하고 다소 동일한 부분은 슬라이드의 이동 방향에 평행하게 작용한다. 결과적으로, 슬라이드 구동 장치(580-1, 580-2)의 부하가 경감된다. 모든 베어링과 조인트에 적절한 재료 조합을 사용하면 원활하게 작동하는, 내마모성 운동 시스템을 제공할 수 있다. 세라믹으로 구성된 요소 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 유도체로 구성된 요소가 고급 강철로 구성된 요소와 조합된 베어링 또는 다른 구성요소 쌍이 제공되는 것이 바람직하다.

이미 전술한 바와 같이, 복합 테이블의 슬라이드의 활주 이동 각각에 대해 2개의 별개의 구동 모터(예를 들어, 구동 모터(580-1 및 580-2))가 제공된다. 도 9는 서로 평행하게 연장되는 가이드 레일(582-1, 582-2) 상에서 활주되거나 구르는 슬라이드가 없는 그러한 구동 시스템을 도시한다. 작동 동안, 각각의 구동 모터(580-1, 580-2)는 사다리꼴 나사 스핀들(584-1, 584-2)을 회전시키며, 각각의 스핀들에는 스핀들 너트(586-1, 586-2)가 작동한다. 후자는 완성된 조립 구동 시스템의 피동 슬라이드의 밑면에 장착된다.

2개의 구동 모터(580-1 및 580-2)와 관련된 스핀들의 스핀들 너트는 샤프트 조립체(588)에 의해 적절한 조인트에 연결된다. 샤프트 조립체는 2개의 모터가 약간 비동기식으로 구동될 때 스핀들 너트가 스핀들(584-1 및 584-2)에 고착되는 것을 수동적으로 방지한다. 샤프트 조립체의 비틀림은 인코더(589)에 의해 등록되어, 샤프트 비틀림을 정정하기 위해 모터도 능동적으로 제어될 수 있다.

따라서, 스핀들 너트(586-1, 586-2)는 샤프트(588)를 통해 기계적으로 결합된다. 샤프트(588) 상에 장착된 인코더(589)는 샤프트 배향을 검출하며, 이는 이상적으로는 이 병렬 구동 시스템의 이동 방향에 직교하여 배향되어야 한다. 구동 장치(580-1 및 580-2) 중 하나가 각각의 다른 구동 장치보다 선행하거나 후행하면, 샤프트 배향의 경사 또는 변경이 샤프트 영역에서 발생한다. 이는 인코더에 의해 검출되고 샤프트(588)의 잘못된 배향에 상쇄하며 샤프트 배향을 능동적으로 정정하기 위해 제어기에 의해 사용되는 신호로 변환된다. 이는, 슬라이드의 높고 가능하게는 균일하지 않은 하중의 경우에도, 이 구동 시스템의 슬라이드가 방해받지 않고 원활하게 작동하도록 하며, 그 결과 위치 설정 속도와 위치 설정 정확도도 긍정적인 영향을 받을 수 있다.

반사된 측정 빔을 검출하기 위한 검출기(198)가 또한 마찬가지로 이동 가능하게 장착되어, 테스트 대상 표면(112)에 의해 반사된 방사선이 검출기의 과다 노출 없이 검출기(198)의 민감 영역에 완전히 입사되는 방식으로 각각의 경우에 검출기는 테스트 대상(110)의 공간적 로케이션에 따라 측정 위치로 이동될 수 있다. 검출기는, 예를 들어 실리콘 또는 게르마늄 광다이오드일 수 있다. 2개 이상의 광다이오드를 갖는 다이오드 어레이도 가능하다.

도 6, 도 7 및 도 10을 참조하여, 위치 설정 디바이스(500)의 구동 트레인에 있는 인코더 및 다른 센서와 독립적으로, 공간에서, 특히 빔 성형 유닛(130) 또는 측정 빔(190)에 관하여 테스트 대상(110)의 위치 및 배향을 정확하게 결정하기 위해, 몇몇 실시예에서 순서대로 제공되는 별개의, 부하-독립적으로 작동하는 측정 시스템의 예에 관하여 설명이 제공될 것이다. 따라서, 100 ㎛ 이하(예를 들어, 30 ㎛ 이하)의 테스트 대상의 체계적 위치 정확도 및/또는 1/100°미만(예를 들어, 5/1000°미만) 범위의 배향 정확도가 체계적으로 달성될 수 있다.

도 6의 독립적인 측정 시스템(600)은 전자 기계적으로 작동하고, 관절식 아암으로서 구성되고 스탠드(620)에 의해 지지되는 측정 아암(610)을 가지며, 스탠드는 진공 챔버 외부에 배열되고 바닥(예를 들어, 화강암 슬래브)에 고정 장착된다. 관절식 아암(610)은 전방 단부가 진공 챔버(504) 내로 연장되는 프로브(612)를 가지며, 이 프로브는 유지 디바이스(550)의 예상 로케이션 또는 테스트 대상(110)에 배치될 수 있다. 프로브(612)는 관절식 아암(610)을 통해 공간-고정된 고정 지점(예를 들어, 캐리어(620)가 위치되는 화강암 받침대)에 연결된다. 측정 아암에는 고정 지점과 관련하여 프로브(612)의 프로브 팁 위치를 정확하게 결정할 수 있는 센서가 장착되어 있다. 센서는, 예를 들어 조인트에 길이 간섭계 및/또는 인코더를 포함할 수 있다. 위치 고정된 측정 시스템(600)의 도움으로, 위치 설정 디바이스(500)의 액추에이터 및 센서에 의해 제공되는 정보와 무관하게, 5개의 자유도로 빔 성형 유닛(130)에 관하여 공간에서 테스트 대상(110)의 공간적 로케이션을 정확하게 결정하는 것이 가능하다.

도 7의 예시적인 실시예에서, 진공 챔버의 내부로 지향되고 유지 디바이스(550) 및 유지 디바이스에 유지된 테스트 대상(110)의 영역을 검출할 수 있는 적어도 2개의 카메라(710-1, 710-2)를 갖는 위치적으로 고정된 측정 시스템(700)이 제공된다. 각각의 경우에, 2개, 3개 또는 그 이상의 기준 마크(720)가 유지 디바이스(550) 및/또는 테스트 대상(110)에 부착되며, 기준 마크의 위치는 카메라 및 카메라에 연결된 이미지 처리 시스템의 도움으로 높은 정밀도로 결정될 수 있다. 개별 기준 마크의 위치 정보로부터, 공간-고정된 좌표계에서 테스트 대상의 공간적 로케이션은 삼각 측량을 통해 정확하게 결정될 수 있다. 카메라는 이미지 처리를 위한 전기 신호만 외부를 향해 전달되어야 하도록 진공 챔버(504) 내에 완전히 배열될 수 있다. 이 예의 경우, 카메라는 진공 외부에 배열되고 관찰 윈도우를 갖는 플랜지를 통해 테스트 대상(110) 및 유지 디바이스(550)로 향하게 된다.

도 10을 참조하여, 도 7로부터의 광학 측정 시스템에 대응하거나 그로부터 벗어날 수 있는 공간-고정된 외부 현장 측정 시스템(1000)의 예시적인 실시예가 상세히 설명된다. 접촉 없이 작동하는 광학 측정 시스템(1000)은 신호-송신 방식으로 이미지 처리 시스템의 평가 유닛(1050)에 연결되는 적어도 2개의 카메라(1010-1, 1010-2)를 갖는다. 평가 유닛은 제어 유닛(590)의 기능적 부분이며, 위치 설정 디바이스(500)의 액추에이터 및 센서도 연결된다.

카메라는 유지 디바이스(550) 및 그 안에 유지된 테스트 대상(110)의 영역을 캡처할 수 있는 방식으로 진공 챔버(도 10에 예시되지 않음)의 내부로 향하게 된다. 오늘날에도 이미 관례적인 대형 광학 구성요소와 미래 세대의 광학 구성요소를 정밀하게 측정할 수 있도록, 측정 시스템(1000)은 약 1 m의 측정 범위에서 최대 약 3 m의 거리에 걸쳐 그리고 최대 360°의 각도 차이에 대해 진공에서 테스트 대상 및/또는 유지 디바이스의 모두 6개의 자유도를 현장에서 결정하도록 설계된다.

사진 측량에 기초한 비접촉 측정 시스템이 수반된다. 전체 대상을 충분한 정확도로 검출할 수 있게 하기 위해, 제1 카메라(1010-1) 및 제2 카메라(1010-2)는 관찰 윈도우(예시되지 않음) 바로 후방에서 진공 챔버 바로 외부에 배열될 수 있고, 관찰 윈도우는 예의 경우에 얇은(약 5 ㎛의 두께), 내진공성 투명 필름에 의해 형성된다. 측정 대상의 크기 때문에, 카메라는 상대적으로 큰 허용 각도를 가져야 한다. 왜곡 없이 이러한 측정 기하형상을 측정할 수 있게 하기 위해, 카메라(1010-1, 1010-2)는 각각 렌즈가 없는 핀홀 카메라로서 구체화된다. 이와 관련하여, 제1 핀홀 카메라(1010-1)는, 위치 설정 디바이스와 대면하는 전방 챔버 벽(1011-1)에, 원형 구멍(1012-1)을 갖고, 이 원형 구멍을 통해 광이 카메라의 달리 폐쇄된 챔버로 복사될 수 있다. 핀홀 카메라의 2차원 이미지 센서(1015-1)는 구멍 또는 핀홀 스톱(1012-1) 후방에 거리를 두고 장착되며, 상기 이미지 센서의 감광 영역은 행과 열의 다수의 픽셀(1016)을 갖는다(확대 세부 사항 참조).

2개의 핀홀 카메라(1010-1, 1010-2)는 각각의 경우 핀홀 스톱과 이미지 센서 사이의 고정된 거리로 서로에 대해 고정된 각도로 장착된다. 각각의 경우에, 적어도 3개의 기준 마크(1020-1, 1020-2, 1020-3)가 유지 디바이스(550) 및/또는 테스트 대상(110)에 부착되며, 기준 마크의 위치는 적어도 2개의 핀홀 카메라 및 카메라에 연결된 이미지 처리 시스템의 도움으로 결정될 수 있다. 기준 마크는 양쪽 핀홀 카메라의 허용 영역에 기준 마크 중 적어도 3개가 동시에 놓이도록 배열되어, 기준 마크의 이미지(1020-1')가 있는 패턴은 제1 이미지 센서(1015-1) 및 제2 이미지 센서(1015-2) 모두에 발생한다.

충분히 높은 광학 출력을 갖는 발광 다이오드 형태의 활성 발광 기준 마크가 여기에서 기준 마크로서 사용된다. 바람직하게는, 광학 출력은 1초 내에 기록될 수 있는 LED 이미지의 강도 분해능이 적어도 12 비트가 되도록 치수 설정된다. LED가 제공되는 LED 모듈은 초고진공과 호환되는 실시예에서 제조된다.

바람직하게는, 핀홀 스톱(1012-1)의 구멍의 직경은, LED의 이미지(1020-1')의 반치전폭(H)이 다수의 픽셀 크기, 예를 들어 픽셀 크기의 적어도 10배에 대응하도록 선택된다. 그 후, 평가 디바이스는 초분해능 효과를 사용하여 이미지 정보를 평가한다. 이를 위해, 예를 들어 서브픽셀 정확도로 기준 마크의 이미지에서 강도 분포의 기하학적 중심(SP)의 위치를 결정하는 것이 가능하다. 그 결과 달성될 수 있는 것은, 공간에서 관련 기준 마크의 정확한 위치도 높은 공간 분해능으로 결정될 수 있다는 것이다. 실험에서, 이러한 배열의 경우 이미지 평가에서 위치 결정의 상대적 정확도는, 초분해능 효과를 사용한 결과, 대상 거리에 따라 약 3 ㎛ 내지 8 ㎛가 될 수 있음을 보여줄 수 있고, 절대 정확도는 약 30 ㎛일 수 있다.

모든 경우에, 측정 시스템(600 또는 각각 700 또는 1000)은 그 정밀도가, 예를 들어 테스트 대상의 중량 및 그에 의해 위치 설정 디바이스에 가해지는 하중과 무관하게 유지된다는 의미에서 하중-독립적으로 작동한다. 그 결과, 테스트 대상(110)의 위치 설정에 대해 체계적으로 높은 접근 정확도를 보장할 수 있다. 위치적으로 고정된 측정 시스템의 신호는 특히 측정 스폿의 정확한 위치를 계산하고 또한 측정 동안 테스트 대상의 반사 표면에 대한 측정 빔(190)의 입사각을 결정하기 위해 처리될 수 있다.

Claims

EUV 방사선의 파장 및 테스트 대상의 반사 표면(112)에 대한 EUV 방사선의 입사각에 따라 EUV 방사선에 대한 반사 효과를 갖는 테스트 대상(110)의 반사율을 측정하기 위한 EUV 반사계(100, 300)이며,
EUV 방사선을 방출하기 위한 EUV 방사선 소스(120);
EUV 방사선 소스로부터 EUV 방사선을 수신하고 측정 빔(190)을 생성하기 위한 빔 성형 유닛(130);
테스트 대상(110)을 유지하고, 작동 중에 측정 빔(190)이 미리 정의 가능한 입사각으로 측정 스폿(195) 영역에서 미리 정의 가능한 측정 로케이션(115)에 있는 반사 표면(112)에 충돌하는 방식으로 복수의 자유도로 측정 빔(190)에 관하여 테스트 대상을 위치 설정하기 위한 위치 설정 디바이스(500),
반사 표면(112)에 의해 반사된 EUV 방사선을 검출하기 위한, EUV 방사선에 민감한 검출기(198)를 포함하는, EUV 반사계에 있어서,
(a) 위치 설정 디바이스(500)는 회전 구동 장치에 의해 수직 회전축(T)을 중심으로 회전 가능한 메인 캐리어(520)를 갖고, 메인 캐리어 상에는 다수의 액추에이터를 갖는 병렬 운동학적 다축 시스템(530)이 배열되며, 액추에이터는 공통 플랫폼(540)에 작용하고, 공통 플랫폼은 액추에이터에 의해 공간에서 3개의 선형 및 3개의 회전 자유도로 이동 가능하며, 플랫폼(540)은 테스트 대상(110)을 유지하기 위한 유지 디바이스(550) 및 회전축(R)을 중심으로 유지 디바이스를 회전시키기 위한 회전 구동 장치를 지지하고,
(b) 위치 설정 디바이스(500)에는 공간에서 및/또는 측정 빔(190)에 관하여 테스트 대상(110)의 로케이션 및 위치를 결정하기 위한 측정 시스템(600, 700, 1000)이 할당되고, 상기 측정 시스템은 액추에이터의 구동 장치와 독립적인 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제1항에 있어서, 독립적인 측정 시스템은 광학 측정 시스템(700, 1000)으로서 설계되고 2개 이상의 카메라(710-1, 710-2, 1010-2, 1010-2) 및 카메라의 이미지 신호 또는 그로부터 도출된 신호를 평가하기 위한 평가 디바이스를 포함하며, 카메라는 테스트 대상 및/또는 테스트 대상을 위한 유지 디바이스에 직접 부착된 기준 마크(720, 1020-1, 1020-2, 1020-3)와 정렬되거나 정렬 가능한 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제2항에 있어서, 카메라(710-1, 710-2, 1010-2, 1010-2)는 위치 설정 디바이스(500)를 둘러싸는 진공 챔버 외부에 배열되고 관찰 윈도우를 통해 테스트 대상(110) 및/또는 테스트 대상을 위한 유지 디바이스(550)로 향해 있는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제2항 또는 제3항에 있어서, 카메라는 위치 설정 디바이스를 향하는 구멍(1012-1)과 구멍 후방에 거리를 두고 끼워진 2차원 이미지 센서(1015-1)를 갖는 렌즈가 없는 핀홀 카메라(1010-1, 1010-2)로서 구체화되는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 측정 시스템(1000)은 특히 발광 다이오드(LED)의 형태로 능동적으로 발광하는 기준 마크(1020-1, 1020-3, 1020-3)를 갖는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제4항 또는 제5항에 있어서, 측정 시스템(1000)은 다음 조건, 즉:
(i) 서로에 대해 각각의 경우 적어도 3개의 공통 기준 마크(1020-1, 1020-2, 1020-3)가 핀홀 카메라의 캡처 영역에서 서로에 대해 일정한 거리에 위치되는 방식으로 핀홀 스톱(1012-1)과 이미지 센서(1015-1) 사이에 각각의 경우 고정된 거리를 두고 서로에 대해 고정된 각도로 배열된 적어도 2개의 핀홀 카메라(1010-1, 1010-2)가 있고;
(ii) 핀홀 스톱(1012-1)의 직경, 핀홀 스톱과 이미지 센서(1015-1) 사이의 거리 및 또한 이미지 센서의 픽셀(1016)의 공간 밀도는, 이미지 센서(1015-1) 상의 핀홀 스톱을 통해 이미징된 기준 요소의 이미지(1020-1')의 반치전폭(H)이 이미지가 이미지 센서의 다수의 픽셀(1016), 특히 적어도 10 X 10 픽셀의 영역을 덮도록 하는 크기를 갖는 방식으로 설계되는 조건이 충족되도록 설계되는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 평가 디바이스는 초분해능의 효과를 사용하여 이미지 평가를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 병렬 운동학적 다축 시스템(530)은 정확히 3개의 다리(542-1, 542-2, 542-3)를 갖는 삼각대 배열을 갖고, 각각의 다리는 메인 캐리어(520)를 향하는 제1 단부에서 제1 조인트 배열(560)을 통해 메인 캐리어(520)에 이동 가능하게 결합되며, 플랫폼(540)을 향하는 제2 단부에서 제2 조인트 배열(565)에 의해 플랫폼(540)에 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제8항에 있어서, 제1 조인트 배열(560)은 복수의 축에서 회전 가능한 조인트, 특히 회전축 상에 배열된 볼-앤드-소켓 조인트 또는 카르단 조인트를 갖고, 이 조인트는 다리의 제1 단부를 2개의 상호 직교 방향(571-1, 571-2)으로 기준 평면에서 이동 가능한 슬라이드(570-1)에 결합하며, 바람직하게는 제1 조인트 배열(560)은 기준 평면 내에서 임의의 원하는 방향으로 3축 회전 가능한 조인트를 이동시키기 위해 2개의 상호 직교하는 단일축 선형 가이드 시스템을 갖는 복합 테이블(575) 방식의 조립체를 갖는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제8항 또는 제9항에 있어서, 삼각대 배열의 구동 장치 및 가이드 시스템은, 액추에이터, 슬라이드 및 가이드에 대한 최대 유효 힘이 축방향과 비축방향 사이에 유사한 비율로 평균적으로 분포되도록 설계되고, 축방향은 슬라이드의 이동 방향에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 조인트 배열은, 변위 방향(567)으로 기준 평면에서 피봇축을 중심으로 다리가 피봇할 때 제1 조인트 배열(560)을 향하는 다리의 단부가 변위되는 방식으로 다리의 범위에 대해 횡방향으로 연장되는 피봇축(566)을 중심으로 다리(542-1)가 플랫폼(540)에 대해 피봇될 수 있게 하는 단일축 피봇 조인트(565)로서 구체화되고, 제1 조인트 배열은 이동 방향(571-1, 571-2)이 변위 방향(567)에 대해 횡방향으로, 특히 45°의 각도로 연장되는 교차 슬라이드(570-1, 570-2)를 갖는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 피동 구성요소의 직선 선형 이동을 생성하기 위한 액추에이터의 일부 또는 전부는, 액추에이터에 의해 회전 가능하게 구동될 수 있고 구성요소에 결합된 스핀들 너트(586-1, 586-2)가 동작하는 사다리꼴 나사 스핀들(584-1, 584-2)을 갖는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 병렬 운동학적 다축 시스템(530)의 적어도 하나의 병진 이동축의 경우, 이동축을 공동으로 이동시키기 위한 2개의 별개의 구동 모터(580-1, 580-2)가 제공되는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제13항에 있어서, 2개의 구동 모터(580-1, 580-2)는 병렬 구동 장치를 형성하고 병렬 구동 장치는 샤프트 배향의 능동적 보정을 위한 샤프트(588, 589)를 갖고, 샤프트는 바람직하게는 인코딩된 샤프트인 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 삼각대 배열의 각각의 다리에는 하나 이상의 스프링을 갖는 스프링 배열(545)이 할당되고, 스프링 배열은 일 단부에서 다리(542-2)에 작용하고 다른 단부에서 플랫폼(540)에 작용하는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
빔 성형 유닛(130)은 측정 빔의 파장을 설정하기 위한 모노크로메이터(140)를 포함하고, 상기 모노크로메이터는 오목하게 만곡된 반사 격자(142)와, 반사 격자의 하류에 배치되며 출구 슬릿을 갖는 정지 장치(150)를 가지며,
전방 반사 요소(160)는 반사 격자(142)의 상류의 빔 경로에 배열되고 후방 반사 요소(170)는 출구 슬릿의 하류의 빔 경로에 배열되고;
전방 반사 요소(160) 및 반사 격자(142)는, 정지 장치(150)의 영역에서, 제1 방향의 제1 중간 초점 및 제1 방향에 직교하는 제2 방향의 제2 중간 초점을 생성할 수 있도록 구체화되며,
정지 장치(150)는 제1 방향으로 설정 가능한 제1 슬릿 폭(156-1)을 갖는 제1 출구 슬릿(155-1) 및 제2 방향으로 설정 가능한 제2 슬릿 폭(156-2)을 갖는 제2 출구 슬릿(155-2)을 갖는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제16항에 있어서, 다음 특징, 즉:
(a) 모노크로메이터(140)의 반사 격자(142)는 가변 라인 간격을 갖는 반사 격자로 구체화되는 특징;
(b) 후방 반사 요소(170)는 제1 방향의 제1 곡률 및 제1 방향에 직교하는 제2 방향의 제2 곡률을 갖는 타원형 반사 요소로서 구체화되는 특징;
(c) 전방 반사 요소는 시상 평면-원통형 반사 요소(160) 또는 오목한 평면-타원 전방 반사 요소로서 구체화되는 특징
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제16항 또는 제17항에 있어서, 기준 검출기(180) 및 측정 빔(190)의 EUV 방사선의 일부를 기준 검출기에 결합하기 위한 빔스플리터(185)를 포함하는 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 빔 성형 유닛(130)의 제1 광학 서브시스템(130-1) - 상기 제1 광학 서브시스템은 전방 반사 요소(160, 360) 및 반사 격자(142)를 가짐 - 의 이미지 거리와 대상 거리 사이의 비율은 3 미만이고, 빔 성형 유닛(130)의 제2 서브시스템(130-2) - 상기 제2 서브 시스템은 후방 반사 요소를 가짐 -의 이미지 거리와 대상 거리 사이의 비율은 7 미만인 것을 특징으로 하는, EUV 반사계(100, 300).