(57)【要約】      （修正有）【課題】干渉計測システムなどの振動感知システムのために、データ取得中は音響ノイズを最小限にしながら、環境制御をするための方法およびシステムの提供。【解決手段】計測機器を含む振動感知計測システムのために環境制御を提供するための装置であって、前記振動感知計測システムを囲う熱的に安定したミニ・エンバイロメントを提供するための手段と、音響ノイズおよび振動から生じる前記振動感知計測システムの測定誤差を最小限にするための手段とを備える。【選択図】図１
2012103244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測機器を含む振動感知計測システムのために環境制御を提供するための装置であって、
前記振動感知計測システムを囲う熱的に安定したミニ・エンバイロメントを提供するための手段と、
音響ノイズおよび振動から生じる前記振動感知計測システムの測定誤差を最小限にするための手段と
を備える装置。
【請求項２】
前記振動感知計測システムを囲う熱的に安定したミニ・エンバイロメントを提供するための前記手段が、
前記振動感知計測システムの周囲のエンクロージャであって、前記エンクロージャがその内部に強制空気循環を備えるエンクロージャと、
前記エンクロージャ内の温度を制御するための手段と
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記エンクロージャ内の温度を制御するための前記手段が、
空気循環装置と、
発熱体と、
任意の冷却体と、
前記空気循環装置、前記発熱体、および前記任意の冷却体を制御するためのコントローラと、
前記エンクロージャ内の少なくとも１つの温度センサーであって、前記コントローラに温度フィードバックを提供する少なくとも１つの温度センサーと
を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記空気循環装置があるファン回転速度を有するファンを含み、前記コントローラが前記ファン回転速度を制御する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ファンが前記エンクロージャの開口部に近接している、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ファンが前記エンクロージャの開口部から離れた位置にあり、ダクトが前記ファンから前記エンクロージャへ空気を供給する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
音響ノイズおよび振動から生じる前記振動感知計測システムの測定誤差を最小限にするための前記手段が、データ取得中は前記ファン回転速度を超低速またはゼロに設定し、データ取得中以外の時には前記ファン回転速度を高速に維持するように構成されている前記ファン回転速度を制御する前記コントローラを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記超低速のファン回転速度が、音響ノイズおよびシステム振動をユーザーが決定したレベル以下に保つのに十分に遅い、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記高速のファン回転速度が、ユーザーが決定した十分な空気循環および温度安定性を提供するのに十分に高速な、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記振動感知計測システムが干渉計測システムである、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記熱的に安定したミニ・エンバイロメントが、クリーンなミニ・エンバイロメント向けのＳＥＭＩ  Ｓ２基準の全要件を満たす、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記温度センサーが前記計測機器上に設置されている、請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本発明は、２０１０年１１月１４日に出願された米国仮出願第６１／４１３，４７０号に関連し、その優先権を主張する。出願第６１／４１３，４７０号は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、計測システムおよび方法に関連し、詳細には、干渉計測システムに関連する。
【背景技術】
【０００３】
計測システムなど多くの高感度システムは、システム間整合に加え、安定性および再現性を確実にするために、制御された環境を必要とする。その一例が、ＮａｎｏＭａｐｐｅｒまたはＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ（どちらも、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の計測システム）などの干渉計測システムである。
【０００４】
高感度システムのための環境制御および安定性は、そのシステムを囲う安定したミニ・エンバイロメント（mini-environment）を作成することにより最も効果的に提供される。前述したような用途での制御されたミニ・エンクロージャ（mini-enclosure）の例として、次の記述がある：
１．１９９３年３月に公表された米国特許第５，１９５，９２２号は、ワークピースおよび処理機器を囲い、室内でそれらを他から分離するためのモジュール室を開示している。そのモジュール室は、単一室内で他から分離して、粒子汚染および個別の調整に対する制御を可能にするミニ・エンバイロメントを作成する。
２．１９９９年１０月に公表された米国特許第５，９６０，６３８号は、ミニ・エンクロージャ用の小型環境制御装置（ＥＣＵ）を開示している。各ＥＣＵは、温度、湿度、およびエンクロージャ（囲い、筐体）内に供給される気流速度を制御する能力を有する。それらは、個々のミニ・エンクロージャの上端に設置されて、そのエンクロージャに自身の環境制御を与える。
３．２００３年１０月に公表された米国特許第６，６３２，２６０号は、浮遊する微粒子汚染物質から物質を単離するために提供されるクリーンガス流エンクロージャを開示している。そのエンクロージャは、圧力差分布技術により、クリーンガス流を様々な方向に調整可能である。
【０００５】
上記したシステムの各々は、環境制御のいくつかの態様を提供するが、それらシステムのいずれも、干渉計測システムなどの高感度システムに必要な制御の全態様は提供しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書で開示するのは、干渉計測システムなどの振動感知システムに対して、データ取得中は音響ノイズを最小限にしながら、環境制御を提供するための方法およびシステムである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明システムの一実施形態を示す。
【図２】一方法実施形態の流れ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
温度が測定結果の範囲および安定性に影響を及ぼすため、干渉計システム、とりわけ干渉計測システムにとって重要な環境制御は温度制御である。それ故、正確な温度制御が欠如すると、時間整合またはシステム間整合が著しく悪化し得る。従って、本発明システムの一態様は、干渉計測システムを囲う熱的に安定したミニ・エンバイロメントを提供して、その測定再現性およびシステム間整合を向上させる。本発明システムの別の態様は、クリーンなミニ・エンバイロメント向けのＳＥＭＩ  Ｓ２基準の要件を満たすように設計された空気循環を備えた熱的に安定したエンクロージャを提供している。
【０００９】
前述の開示のような温度制御および空気循環は、音響ノイズおよび振動を引き起こし得、そしてその両方ともが、測定誤差および、干渉計測システムなどの振動感知システムに対する他の悪影響の一因となり得る。閉鎖環境内の温度を所望の範囲内に制御された状態に保つため、システムの空気循環またはファンの回転速度は十分に高速でなければならない。しかし、ファンの回転速度がより高速であれば、大きな測定誤差をもたらすより大きな音響ノイズおよび機械的振動を生じる。従って、本発明システムの別の態様は、空気循環のような原因から誘発される音響ノイズおよび振動から生じる測定誤差を最小限にするための方法を提供している。この方法は、データ取得中以外の時はファン回転速度を高速で維持しながら、データ取得中にはファン回転速度を超低速に設定するかまたはファンのスイッチを切ることを含む。
【００１０】
前述した従来の方法１〜３は、その態様の全てには対処していない。従来方法１は、モジュール室内でミニ・エンバイロメントを提供するが、温度制御および音響ノイズ制御のいずれも提供していない。従来方法２は、温度および空気循環の制御が可能であるが、音響ノイズを制御せず、また、ミニ・エンクロージャ内の様々な位置での温度も制御しない。さらに、その制御は、エンクロージャ内の計測システムまたは度量衡システムから独立している。同様に、従来方法３は、温度制御がなく、音響ノイズ制御もなく、そして、その制御はエンクロージャ内の計測システムまたは度量衡システムから独立している。
【００１１】
本発明システムは、上記の問題に対処するように設計されている。閉鎖環境内の温度を所望の制御範囲内に維持するため、システムの空気循環またはファン回転速度は十分に高速でなければならない。しかし、より高速なファン回転速度は、大きな測定誤差をもたらすより大きな音響ノイズおよび機械振動を生じる。それ故、本発明システムについては、システムデータの取得中は、高速なファン回転速度は許可されない：つまり、データ取得中、ファンは超低速度に設定され、それ以外の時は高速に設定される。
【００１２】
図１は、本発明システムの一実施形態を示す。本発明の概念は、多くの種類の温度感知装置および振動感知装置（一例として、医療機器）に関連して採用され得るが、本発明は、本明細書では、干渉計測システムを対象とする実施形態を用いて説明される。図１の実施形態は、干渉計１１０を囲う外板パネル１０５を持つ既存のシステムを活用して、クリーンな環境向けのＳＥＭＩ  Ｓ２基準の要件を満たす強制空気循環を備えた閉鎖環境を作成する。この既存システムは、次のように変更し得る：つまり、空気をエンクロージャ１２０に供給する空気循環装置１１５は、温度およびエンクロージャへの出力速度を制御できるように変更し得る。空気循環速度またはファン回転速度を変えると、音響ノイズならびに機械振動の振幅および周波数が変わることに留意されたい。複数の温度センサー１２５は、干渉計１１０上または温度制御が必要な他の位置に設置され得る。このように、センサーの位置決めは、制御装置１３０に対してより正確な温度フィードバックを提供するため、そのエンクロージャ内の計測システムまたは度量衡システムの詳細に従ってカスタマイズされ得る。発熱体１３５は、装置１１５のファン１４０とエアフィルター１４５との間に挿入し得る。任意の冷却体１３７は、空気吸入口１３９に近接した任意の位置に挿入し得る。コンピュータ１５０は、制御装置１３０に接続し得、データ取得用にも使用し得る。制御装置１３０は、発熱体１３５、冷却体１３７、およびファン１４０の回転速度を制御する。単一の発熱体および単一の冷却体は十分な温度制御を提供し、複数のセンサーは対象とする複数の地点において正確な温度測定を提供することが判明している。
【００１３】
図１に示す構成は、例示であって、制限するものではないことに注意されたい。例えば、空気をミニ・エンクロージャに供給するファンは、ミニ・エンクロージャの開口部、すなわち、ミニ・エンクロージャに隣接した位置にある必要はない。それは、ミニ・エンクロージャから離れた位置に配置され得、空気をそのミニ・エンクロージャに供給するためにダクトが使用され得る。かかる場合でも、空気循環はなお、振動および音響ノイズを生じるであろう。
【００１４】
図２は、一方法実施形態の流れ図を示す。
【００１５】
ステップ２００では、制御装置が達成する所望温度を決定し、許容温度について、下限および上限、すなわち、所望温度に関する範囲を決定する。温度を１つの正確な温度に維持しようとするよりも、許容温度範囲を利用すると、発熱体および／または冷却体が過度に頻繁にオン／オフするのを防止する。
【００１６】
ステップ２０２では、加熱のみ利用可能な場合、制御温度（すなわち、制御装置が達成する所望温度として設定される温度）を外界温度よりも数度高めに設定する。加熱と冷却の両方が利用可能な場合、制御温度は、ほぼ外界温度でもよい。冷却のみが利用可能な場合は、制御温度は外界温度よりも数度低めに設定すべきである。
【００１７】
ステップ２０５では、センサーで採取された温度が、ユーザーが決定した所望温度の加熱下限よりも低い場合、発熱体のスイッチを入れるように設定する。逆に、センサーで採取された温度が、ユーザーが決定した所望温度の加熱上限よりも高い場合、発熱体のスイッチを切るように設定する。冷却体が含まれている場合は、センサーで採取された温度が、許容温度範囲の冷却上限よりも高ければ、冷却体のスイッチを入れるように設定し、センサーで採取された温度が、許容温度範囲の冷却下限よりも低ければ、スイッチを切るように設定する。通常は、発熱体および冷却体の両方のスイッチがオンになる状況を回避するため、加熱および冷却に対する上限および下限の設定は異なる。
【００１８】
ステップ２１０では、データ取得中でない時には、十分な空気循環および温度安定性を提供するため、ユーザーによって決定されたとおりに、ファンの回転速度を十分な高速に設定する。
【００１９】
ステップ２１５では、データ取得中は、音響ノイズおよびシステム振動をユーザーが決定したレベル以下に保つため、ファンの回転速度を十分な低速に設定するか、またはファンのスイッチを切る。
【００２０】
前述の方法およびシステムは、小規模な閉鎖環境の温度、音響ノイズ、および振動の制御を可能にする。温度制御の精度は、温度センサーを計測機器上に直接設置することによって向上し得る。データ取得を空気循環制御と同期させる能力は、データ取得中に音響ノイズと振動を最小限にすることにより、測定精度を向上させる。この方法およびシステムを、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ干渉計測ツールなどの計器と共に使用した実験結果では、そのツールの精度が大幅に向上したことを示している。これによりそのツールの能力が向上し、１１ｎｍノードおよびそれ以上でのマイクロリソグラフィで要求される厳しい要件を満たす。
【００２１】
本明細書で説明する実施形態またはその一部は、コンピュータで実施可能であり得る。そのコンピュータシステムは、プロセッサ（例えば、プロセッサコア、マイクロプロセッサ、コンピューティング装置など）、主記憶装置およびスタティックメモリを包含し得、それらはバスを経由して相互に通信する。そのマシンはさらに、タッチパネル、または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、またはブラウン管（ＣＲＴ）を含み得る表示装置を包含し得る。そのコンピュータシステムはまた、人間による入出力（Ｉ／Ｏ）装置（例えば、キーボード、英数字キーパッドなど）、ポインティングデバイス（例えば、マウス、タッチパネルなど）、ドライブ装置（例えば、ディスクドライブ装置、ＣＤ／ＤＶＤドライブ、有形的コンピュータ可読着脱可能媒体ドライブ、ＳＤＤ記憶装置など）、信号発生装置（例えば、スピーカー、音声出力など）、およびネットワークインタフェース装置（例えば、イーサネット（登録商標）インタフェース、有線ネットワークインタフェース、無線ネットワークインタフェース、伝搬信号インタフェースなど）も包含し得る。
【００２２】
ドライブ装置は、上述した方法論のいずれか１つまたは全てを具体化する命令の集合（例えば、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアなど）が格納されている機械可読媒体を含み得る。その命令の集合は、主記憶装置および／またはプロセッサ内に、完全にまたは少なくとも部分的に常駐することも示されている。その命令の集合はさらに、ネットワークバスを通して、ネットワークインタフェース装置経由で送信または受信され得る。
【００２３】
本発明の実施形態は、何らかの形式の処理コア（例えば、コンピュータのＣＰＵなど）上で実行される命令の集合として、またはそれをサポートするために使用され得るか、そうでなければ、機械またはコンピュータ可読媒体上もしくはその内部で実装または実現され得ることが理解されるであろう。機械可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）による可読形式で情報を格納または送信する任意のメカニズムを含む。例えば、機械可読媒体には、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学式記憶媒体、フラッシュメモリ装置、伝搬信号の電気的、光学的、音響的、もしくは他の形式（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、または情報の格納もしくは送信に適した任意の他のタイプの媒体を含む。
【００２４】
本発明は、本明細書で開示する正確な実施形態に限定されることを期待するものではない。当業者は、本発明の概念から逸脱することなく、変更および修正を行い得ることを理解されるであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲を考慮して解釈され得る。
【図１】
2012103244.tif 000003
【図２】
2012103244.tif 000004
【外国語明細書】
2012103244000001.pdf