JP2012028783A - 露光ヘッドを含む露光装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 露光ヘッドを含む露光装置及びその制御方法を開示する。
【解決手段】 複数のビーム測定器を有するステージと、第1のセットの露光ヘッド及び第2のセットの露光ヘッドを有する露光ヘッド部と、を含む露光装置の動作方法において、前記ステージを移動させ、前記複数のビーム測定器の第1のビーム測定器と、第1の露光ヘッドの位置とを一致させることによって、第1のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドの位置を測定すること;前記測定された第1の露光ヘッドの位置を基準位置として設定すること;及び前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの位置を測定することを含む露光装置の動作方法を構成する。
【選択図】 図8
【解決手段】 複数のビーム測定器を有するステージと、第1のセットの露光ヘッド及び第2のセットの露光ヘッドを有する露光ヘッド部と、を含む露光装置の動作方法において、前記ステージを移動させ、前記複数のビーム測定器の第1のビーム測定器と、第1の露光ヘッドの位置とを一致させることによって、第1のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドの位置を測定すること;前記測定された第1の露光ヘッドの位置を基準位置として設定すること;及び前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの位置を測定することを含む露光装置の動作方法を構成する。
【選択図】 図8
Description
本発明は、露光装置に関するもので、特に複数の露光ヘッドを備えたマスクレス露光装置に関するものである。
半導体やLCD製造工程などに露光装置が広く使用されている。一般的な露光装置は、マスクを用いて所望のパターンをウェハやガラス基板上に露光する。マスクを用いる場合、マスクの費用及び基板大型化による基板の垂れ下がりなどの問題が発生するので、これを補完するために、DMD(Digital Micromirror Device)などの空間光変調器(Spatial Light Modulator:SLM)を用いたマスクレス露光装置が脚光を浴びている。マスクレス露光装置は、空間光変調器に光ビームを照射し、所望のパターンに対応するマイクロミラーの角度調節を通して仮想のマスクを具現する。
基板の露光のためには、空間光変調器を搭載した複数の露光ヘッドを用いて基板をスキャンしながら露光する。基板の露光においては、目的とする位置に目的とする水準の正確な露光を行うことが最も重要であるが、複数の露光ヘッドの実際位置が期待位置と異なる場合、正確な位置に露光を行えなくなり、露光品質が大きく低下する。
一側面によれば、マスクレス露光装置に設けられた複数の露光ヘッドのそれぞれの正確な位置を測定すること。
および、他の側面によれば、基板のマークを測定するための複数のスコープのそれぞれの正確な位置を測定する。
各実施例に示すように、複数のビーム測定器を有するステージと、第1のセットの露光ヘッド及び第2のセットの露光ヘッドを有する露光ヘッド部と、を含む露光装置の動作方法は、前記ステージを移動させ、前記複数のビーム測定器の第1のビーム測定器と、第1の露光ヘッドの位置とを一致させることによって、第1のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドの位置を測定すること;前記測定された第1の露光ヘッドの位置を基準位置として設定すること;及び前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの位置を測定すること。
更に、前記第2のセットの露光ヘッドの位置測定は、前記ステージを移動させ、前記複数のビーム測定器の第2のビーム測定器と、前記第1の露光ヘッドとを一致させること;前記基準位置に対して第2のビーム測定器の位置を測定すること;前記ステージを移動させ、前記第2のビーム測定器と、前記第2のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドとを一致させること;及び前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドの位置を測定すること。
各実施例において、前記ステージは、少なくとも二つの相互に直交する方向に移動する。
更に、前記相互に直交する方向のうち少なくとも一つは、前記露光装置のスキャン方向である。
各実施例によると、前記基準位置に対する前記第1及び第2のセットの露光ヘッドの位置を獲得して格納することをさらに含む。
各実施例によると、前記方法は、前記第1及び第2のセットの露光ヘッドの前記測定された位置に基づいて、所望の位置と、露光の間に獲得した前記第1及び第2の露光ヘッドの位置との間の誤差を補正することをさらに含む。
各実施例によると、前記誤差を補正することは、前記第1及び第2のセットの露光ヘッドの回転と関連した誤差を補正することを含む。
各実施例によると、前記一致させることは、前記第1のビーム測定器の視野と前記第1の露光ヘッドの所望のビームスポットとを一致させることを含む。
各実施例によると、前記方法は、前記ステージを移動させ、前記第1のセットの露光ヘッドの第2の露光ヘッドと、前記第1のビーム測定器とを一致させること;前記ステージによって移動した距離を前記第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとの間の距離として計算すること;前記第1のセットの露光ヘッドの前記残りの露光ヘッドに対する前記移動と計算を順次繰り返すこと;及び前記第1の露光ヘッドを基準にして前記ステージが移動する前記距離をマップすること;をさらに含む。
各実施例によると、前記方法は、前記ステージを移動させ、前記第2のビーム測定器と、前記第2のセットの露光ヘッドの第2の露光ヘッドとを一致させること;前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの前記第2の露光ヘッドの位置を測定すること;前記第2のセットの露光ヘッドの前記残りの露光ヘッドに対する前記移動と計算を順次繰り返すこと;及び前記基準位置に対して前記ステージが移動する前記距離をマップすること;をさらに含む。
各実施例によると、前記方法は、前記第1及び第2のセットの露光ヘッドで複数のスコープを提供すること―前記複数のスコープは、前記第1のセットの露光ヘッド間および前記第2のセットの露光ヘッドの露光ヘッド間である。―;及び前記複数のスコープの位置を測定することをさらに含む。
各実施例によると、前記複数のスコープの位置を測定することは、前記ステージを移動させることによって前記複数のスコープの第1のスコープの位置を測定し、前記複数のビーム測定器のうち少なくとも一つ上に提供された第1のマークと前記第1のスコープとを一致させること;前記ステージを移動させ、前記複数のスコープの第2のスコープと前記第1のマークとを一致させること;前記ステージによって移動した距離を前記第1のスコープと第2のスコープとの間の距離として計算すること;及び前記距離を前記第1のスコープを基準にして前記第2のスコープの位置座標としてマップすることを含む。
各実施例によると、前記方法は、前記複数のスコープを用いて前記ステージ上の基板の歪曲を検出することさらに含む。
各実施例によると、前記基板の歪曲は、前記基板の大きさ誤差、位置誤差、回転誤差及び歪み誤差のうち一つを含む。
各実施例によると、前記方法は、マスクレス露光装置を動作する。
各実施例によると、マスクレス露光装置に設けられた複数の露光ヘッドのそれぞれの正確な位置を測定しながら、露光装置のサイズ又は露光装置の作業領域を最小化することができる。
また、各実施例によると、基板のマークを測定するための複数のスコープのそれぞれの正確な位置測定を通してステージに置かれた基板の歪曲を検出することによって、マスクレス露光装置のオーバレイ及びステッチング(stitching)誤差を最小化することができる。
以下に本発明を実施例によって示すが、ここに開示された特定構造的及び機能的な詳細は、単に各実施例を説明するための目的で示したものである。従って、各実施例は多数の代替形式で具体化することができ、ここで説明する各実施例のみに限定するものと解釈してはならない。
各実施例は、多様な変更及び代替形式で具体化できるが、各図面の例によって示し、ここで詳細に説明する。しかし、各実施例に開示された特定形式に限定しようとするのではなく、それとは反対に、各実施例は、各実施例の範囲に含まれる全ての変更、同等物及び代替物をカバーする。図面の説明における同一の符号は、同一の要素を示す。
ここで、「第1」、「第2」などの用語は多様な要素を説明するために使用したが、これら要素はこれら用語によって限定されない。これら用語は、単に一つの要素を他の要素から区別するために使用される。例えば、各実施例の範囲から逸脱しない限り、第1の要素は第2の要素と称することができ、これと同様に、第2の要素は第1の要素を称することができる。ここで使用された「及び/又は」という用語は、関連した記載事項の一つ以上のうちいずれかの組み合わせ及び全ての組み合わせを含む。
一つの要素が他の要素に「連結」又は「結合」されていると言及するとき、一つの要素が他の要素に直接連結又は結合されたり、又はそれらの間に介在する要素が存在すると理解することができる。その一方、一つの要素が他の要素に「直接連結」又は「直接結合」されていると言及するときは、それらの間に介在する要素が存在しない。各要素間の関係を説明するのに使用する他の用語は、同様に(例えば、「の間」又は「の間に直接」、「隣接した」又は「直接隣接した」)解釈しなければならない。
ここで使用された用語は、特定実施例のみを説明するためのもので、各実施例を限定するためのものではない。ここで使用されたように、文脈が明白に異なるものを示していない限り、単数形は複数形も含ませたものである。また、ここで使用された「含む」という用語は、上述した特徴、整数、ステップ、動作、要素及び/又は成分の存在を特定するもので、一つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、成分及び/又はグループの存在又は追加を除外するものでないと理解されるべきである。
また、一つの代替手段による実施において、上述した機能/行為は、図面に示した順序にしたがって発生しないこともあり得ることに注意しなければならない。例えば、連続的に図示した二つの図面は、関連した機能性/行為によって実際に同時に実行されたり、時々反対の順に実行される。
図1は、各実施例に係るマスクレス露光装置の全体構成を示す図である。図1に示すように、マスクレス露光装置100は、フラットベッド型(Flat Bed Type)で構成されたもので、4個の脚部材102aによって支持されるテーブル102と、このテーブル102上に位置したガイド104上でx方向及びy方向に移動可能なステージ106と、を含む。ステージ106の一側には、多数のビーム測定器108が固定設置される。ステージ106上にはチャック110と基板112が順次位置し、基板112の上部には、PR塗布層などの感光材料114が塗布される。テーブル102の中央部分にはゲート状のフレーム116が結合されており、ゲート状のフレーム116の一側(例えば左側)には2個の位置感知センサ118が設置されている。しかし、位置感知センサ118の位置及び数は、これに限定されるものでなく、必要に応じて変化し得る。位置感知センサ118は、ステージ106の移動時の動きを感知し、その感知信号を後述する制御部120に伝送する。ステージ106のx方向、−x方向、y方向、−y方向への移動によって、ビーム測定器108及び基板112もx方向、−x方向、y方向、−y方向に移動する。
2個の位置感知センサ118と対向するゲート状のフレーム116の一側上には、レーザビームなどの光ビームを生成する光源部122と、複数の露光ヘッド124を含む露光ヘッド部126とが設置される。しかし、露光ヘッド部126の位置はこれに限定されない。露光ヘッド部126は、光源部122で生成されたマルチビームを受け、露光ヘッド124を通して基板112の感光材料114にマルチビームを照射することによって、基板112上に目的とするパターンを形成する。
制御部120は、目的とするパターンの露光データに基づいて空間光変調素子(図示せず)を通してマルチビームの照射を制御し、ビーム測定器108と各露光ヘッド124の位置測定及びキャリブレーションなどを行う。
図2は、各実施例に係るマスクレス露光装置のステージ及び複数の露光ヘッドを示す図である。図2に示すように、ステージ106が−y方向に移動しながら基板112が複数の露光ヘッド124の下部を通過するようになり、その過程で複数の露光ヘッド124を通して基板112の感光材料114にマルチビームが照射されることによって、基板112の表面に目的とするパターンが形成される。図2には「F」字状のパターン202が形成されている。
図3は、各実施例に係るマスクレス露光装置の露光ヘッドの構成を示す図である。図3に示すように、複数の露光ヘッド124のうちいずれか一つの露光ヘッド300は、光源304から出射された露光ビーム302を均一な照度に補正又は調整して出射する照明光学系306と、照明光学系306から出射された露光ビーム302をパターン情報(画像データ)によって変調する光変調素子308と、光変調素子308で変調された露光ビーム302をビームスポットアレイ(beam spot array)状に基板112上に伝達する露光光学系310と、を含む。光源304は、光源122(図1)内に含まれる。また、光源304から出射された露光ビーム302は、例えば、光ファイバーケーブルなどを用いて照明光学系306に運ばれる。
光源304は、露光のためのビームを出射するもので、半導体レーザ又は紫外線ランプなどを含む。光変調素子308は、空間光変調素子(Spatial Light Modulator、SLM)を含む。光変調素子308としては、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)タイプのデジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micro―mirror Device、DMD)、2次元GLV(Grating Light Valve)、透光性セラミックスであるPLZT(lead zirconate titantate)を用いた電気光学素子、強誘電性液晶(Ferroelectric Liquid Crystal、FLC)などを用いることができ、望ましくはDMD(Digital Micro Mirror)を使用することができる。以下、説明の便宜上、DMDからなる光変調素子308を用いて本発明を説明する。
図4は、各実施例に係るマスクレス露光装置のDMD(Digital Micromirror Device)の構成を示す図である。図4に示すように、DMDは、メモリセル402(例えば、SRAMセル)と、メモリセル402上にマトリックス状に配列された多数のマイクロミラー404とを含む。画像データによって生成された制御信号に基づいて各マイクロミラー404の角度を異ならせることによって、必要な一部の光は露光光学系310に伝達されるように反射させ、その他の光は露光光学系310に伝達されないように他の角度で反射させる。メモリセル402にデジタル信号が記録されれば、マイクロミラー404が一定の角度(例えば、12゜)の範囲で傾斜する。各マイクロミラー404のオン/オフは、後述するヘッド制御部708によってそれぞれ制御される。図4においては、マイクロミラー404aがオン状態で、マイクロミラー404bがオフ状態である。オン状態のマイクロミラー404aによって反射された光が露光状態に変調され、基板112に照射されることによって感光物質が露光されるが、オフ状態のマイクロミラー404bによって反射された光は、非露光状態に変調され、基板112に伝達されないので、基板112表面の感光物質が露光されない。このように露光の有無によってパターンが形成される。
図5は、図2に示した露光ヘッドの構成を具体的に示す図である。図5において、露光光学系310は、露光ビーム302が通過する経路に沿って第1の結像光学系502、第2の結像光学系504、マイクロレンズアレイ506及びアパーチャアレイ(aperture array)508を含む。
第1の結像光学系502は、両側テレセントリック光学系からなり、光変調素子308を経た像を拡大し(例えば、約4倍に拡大)、マイクロレンズアレイ506の開口面に結像する。
第2の結像光学系504も、両側テレセントリック光学系からなり、マイクロレンズアレイ506の焦点面に形成された多数のビームスポットを予め定められた/所望の倍率(例えば、約1倍)で基板112上に結像する。この実施例では、第1の結像光学系502及び第2の結像光学系504の倍率がそれぞれ4倍及び1倍である場合を開示したが、各実施例はこれに限定されない。所望のビームスポットの大きさ、露光するパターンの最小形状サイズ(minimum feature size)、及び/又はマスクレス露光装置100で使用する露光ヘッド124の個数によって最適な倍率の組み合わせを導出することができる。
マイクロレンズアレイ506は、光変調素子308のマイクロミラー404に対応する多数のマイクロレンズが2次元的に配列されたものである。例えば、光変調素子308が1920×400個のマイクロミラー404からなっている場合、これに対応して、マイクロレンズも1920×400個が配置されている。また、マイクロレンズの配列ピッチは、光変調素子308のマイクロミラー404の配列ピッチに第1の結像光学系502の倍率を掛けた値と実質的に同一である。
アパーチャアレイ508は、マイクロレンズに対応して、多数のピンホールがマイクロレンズの焦点面に2次元的に配列されたものである。ピンホールは、マイクロレンズを通してフォーカシングされたビームスポットの大きさを一定/所望の大きさに定型化したり、露光光学系310で発生したノイズを遮断する。ピンホールの直径は、例えば6μmである。
図6は、各実施例に係るマスクレス露光装置のビームスポットアレイを示す図である。図6に示すように、光変調素子308から第1の結像光学系502を経てマイクロレンズアレイ506の焦点面にフォーカシングされる露光ビーム302は、円状又は楕円状である。露光ビーム302が第2の結像光学系504を経て基板112上に結像されたものを、ビームスポットアレイ602といい、ビームスポットアレイ602は、マトリックス状に配列された多数のビームスポット604からなる。例えば、ビームスポット604の配列ピッチは約55μmで、ビームスポット604は、半値幅(Full Width at Half Maximum、FWHM)が約2.5μmであるガウシアン分布を有する円状である。ビームスポットアレイ602は、走査方向(例えばy方向)に対して所定/所望の整列角θだけ傾斜するように配置する。これは、マスクレス露光装置100の解像度を増加させるためである。
図7は、各実施例に係るマスクレス露光装置の制御システムを示す図である。図7において、ヘッド整列部702は、露光ヘッド124の6自由度整列を行うが、ヘッド整列部702によって整列(例えば自動的に)が行われたり、オペレータによって手動で整列が行われる。また、ヘッド整列部702のみを通して間隔整列を行うこともできるが、光変調素子308の両端部の一部の熱をオフにして間隔整列を行うこともできる。ヘッド整列部702は、露光ヘッド部126に含まれたり、又は制御部120の一部になる。また、ビーム測定器108は、露光ビーム302が基板112上に結像されるビームスポットアレイ602でマトリックス状に配列される多数のビームスポット604の位置を測定し、必要によってビームスポット604のビームパワー及びビーム大きさを測定する。また、上位制御部712は、マスクレス露光装置100の諸般の動作を制御するメインコントローラであって、ヘッド制御部708とステージ制御部710に露光を行うための命令を指示する。上位制御部712は、制御部120と共に含まれたり、又は制御部120から遠く離れて位置する。
演算部704は、ビーム測定器108で測定されたビーム位置データ、ビームパワーデータ及びビーム大きさデータを用いて露光量の分布[Dose(X)]及びステップ距離(Xs)の演算を行う。このとき、演算に使用するビームデータは、ビーム測定器108で全数測定したデータであってもよく、測定時間を減少させるために、一部のサンプルビームのみを測定することによって得られたデータから予測された全数データであってもよい。画像データ生成部706は、露光に必要な光変調素子308の画像データを生成するもので、ビーム測定器108で測定されたビームデータ及び演算部704から算出されたステップ距離(Xs)に基づいている。ステージ制御部710は、ステージ106の移動制御を担当する。
以下、各実施例に係るマスクレス露光装置及びこれを用いたステッチング露光について説明する。まず、基板112をステージ106上に置いてチャック110で固定する。露光ビーム302が基板112上に結像されるビームスポットアレイ602をスキャン方向(y方向)に対して所定/所望の回転角θだけ傾斜するように配置して露光するマスクレス露光装置100は、ステージ106がスキャン方向であるy方向に駆動するときに露光を行う。
このようなマスクレス露光装置100において、パターンによって露光ビーム302を変調する光変調素子308のサイズが小さいので、露光光学系310を通過しながらビームスポットアレイ602の領域が拡大されるとしても、一つの露光ヘッド124がカバーする副スキャン方向(x及び−x方向)への露光幅は一般的に約60〜70mmである。したがって、大型基板112(一例として、幅2m以上)の場合、露光ヘッド124の個数が、基板112全体をカバーするのに不十分であるとき、露光ヘッド124を適切に副スキャン方向(x方向)にステッピングして露光を行うべきであるので、ステッピングによって露光領域が重畳されるステッチング領域が存在したり、又は、露光ヘッド124の個数が十分である場合、隣接した露光ヘッド124間によって露光領域が重畳されるステッチング領域が存在する。マスクレス露光において、ステッチング領域と非ステッチング領域で受ける露光量の差が大きい場合、パターン線幅及びLER(Line Edge Roughness)に直接的に影響を与え、肉眼でステッチング領域を見たとき、スポットが縞状に並んだ形状に現れる。この縞状は、LCD(Liquid Crystal Display)パネルを製作して動作させたときにも、そのまま不良として現われるので、ステッチングスポットを発生させないように露光することが非常に重要である。
図8は、図1に示したマスクレス露光装置の露光ヘッド部とステージを示す図である。図8に示すように、露光ヘッド部126は、合計19個の露光ヘッド124(図8には124a、124f、124j、124nの参照符号のみが付与されている。しかし、この数はこれに限定されない。)を備えるが、この露光ヘッド部126の下側にはステージ106が設けられ、ステージ106には5個のビーム測定器108a〜108eが固定設置される。露光ヘッド部126の役割は、ステージ106上に置かれた目的とする正確な位置に露光を行い、パターンが形成されるようにすることである。したがって、制御部120は、露光ヘッド部126を構成する複数の露光ヘッド124間の正確な相対的位置と、複数の露光ヘッド124とステージ106との間の正確な相対的位置を知っていなければならない。このために、制御部120は、互いに対する露光ヘッド部124のそれぞれの位置及びステージ106に対する相対的位置を測定し、必要な場合、露光ヘッド部124の互いに対する位置及びステージ106に対する相対的位置を整列(例えばマップ)する。図8で参照符号が付与された露光ヘッド124a、124f、124j、124nのそれぞれの位置は、他の全ての露光ヘッド124及びビーム測定器108a〜108eのそれぞれの位置を測定するときの基準位置又は開始位置として使用される。以下で明らかになるように、基準位置又は開始位置としての図8の露光ヘッド124a、124f、124j、124nの選択は、設計上の選択事項である。各実施例に係る露光ヘッドの位置測定方法を図9A〜図13Cに示した。
図9A〜図9Fは、第1のビーム測定器を用いて第1の露光ヘッドの位置を測定する方法を示す図である。図9Aに示すように、露光ヘッド124aの位置とビーム測定器108aの位置とが一致するようにステージ106を動かす。このときのステージ106の位置(座標)が基準位置(座標の原点)になる。精密な位置測定のために、図6のビームスポットアレイ602の予め定められた/所望のビームスポットと、ビーム測定器108aの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。例えば、ビームスポットアレイ602の一番中心にあるビームスポットとビーム測定器108aの視野範囲の正中央とを一致させたり、ビームスポットアレイ602の一番右側上端にあるビームスポットとビーム測定器108aの視野範囲の正中央とを一致させる。このようなビームスポットアレイ602の特定ビームスポットとビーム測定器108aの視野範囲の特定位置とを一致させるのは、他のビーム測定器を用いて他の露光ヘッドの位置を測定するときにも一貫して使用されることが望ましい。
図9Bは、ステージ106を動かし、ビーム測定器108aの位置と他の露光ヘッド124bの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124bの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108aの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。図9Bのような作業を通して、ビーム測定器108aが露光ヘッド124bの位置を測定できるようにするためのステージ106の移動距離902を知ることができる。このステージ106の移動距離902は、露光ヘッド124aと露光ヘッド124bとの間の距離である。図9Bには、ステージ106がx軸上のみで移動したように表示されているが、露光ヘッド124bの位置によって+又は−y方向、あるいは+又は−x方向へのステージ106の変位が発生しうる。
図9Cは、ステージ106をさらに動かし、ビーム測定器108aの位置と更に他の露光ヘッド124cの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124cの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108aの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。図9Cのような作業を通して、ビーム測定器108aが露光ヘッド124cの位置を測定できるようにするためのステージ106の移動距離904を知ることができる。このステージ106の移動距離904は、露光ヘッド124bと露光ヘッド124cとの間の距離である。この場合も、露光ヘッド124cの位置によって+又は−y方向、あるいは+又は−x方向へのステージ106の変位が発生しうる。
図9Dは、ステージ106をさらに動かし、ビーム測定器108aの位置と更に他の露光ヘッド124dの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124dの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108aの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。図9Dのような作業を通してビーム測定器108aが露光ヘッド124dの位置を測定できるようにするためのステージ106の移動距離906を知ることができる。このステージ106の移動距離906は、露光ヘッド124cと露光ヘッド124dとの間の距離である。この場合も、露光ヘッド124dの位置によって+又は−y方向、あるいは+又は−x方向へのステージ106の変位が発生しうる。
図9Eは、ステージ106をさらに動かし、ビーム測定器108aの位置と他の露光ヘッド124eの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124eの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108aの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。図9Eのような作業を通して、ビーム測定器108aが露光ヘッド124eの位置を測定できるようにするためのステージ106の移動距離908を知ることができる。このステージ106の移動距離908は、露光ヘッド124dと露光ヘッド124eとの間の距離である。この場合も、露光ヘッド124eの位置によって+又は−y方向、あるいは+又は−x方向へのステージ106の変位が発生しうる。
図9Fは、図9A〜図9Eの過程を通して測定した5個の露光ヘッド124a〜124eのそれぞれの位置(座標)を示した図である。制御部120は、露光ヘッド124aの位置を座標の原点(0,0)と定め、この原点(0,0)から露光ヘッド124a〜124eのそれぞれの座標を求めて格納する。
図10A〜図10Cは、第1のビーム測定器と第2のビーム測定器との間の距離を測定し、第2のビーム測定器を用いて第2の露光ヘッドの位置を測定する方法を示した図である。図10Aに示すように、まず、第1のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108a)と第2のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108b)との間の距離を測定するために、最初に露光ヘッド124aの位置とビーム測定器108aの位置とが一致した状態で露光ヘッド124aの位置とビーム測定器108bの位置とが一致するようにステージ106を動かす。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108a(図9A〜図9E)の場合と同様に、露光ヘッド124aの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108bの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、露光ヘッド124aの位置とビーム測定器108bの位置とが一致するようにステージ106を移動させると、そのときのステージ106の移動距離がビーム測定器108aとビーム測定器108bとの間の距離として計算される。
図10Bは、ステージ106を動かし、ビーム測定器108bの位置と露光ヘッド124fの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108a(例えば、図9A〜図9E)の場合と同様に、露光ヘッド124fの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108bの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、この状態でビーム測定器108bの位置が露光ヘッド124g〜124iのそれぞれの位置と順次一致すると(例えば、図9B〜図9Eを参照して説明した動作と同様に)、そのときのステージ106の移動距離を通して露光ヘッド124fから露光ヘッド124g〜124iのそれぞれの距離を知ることができる。
図10Cは、図10A及び図10Bの過程を通して測定した4個の露光ヘッド124f〜124iのそれぞれの位置(座標)を示した図である。制御部120は、露光ヘッド124aの位置を座標の原点(0,0)と定め、この原点(0,0)から露光ヘッド124f〜124iのそれぞれの座標を求めて格納する。
図11A〜図11Cは、図10A〜図10Cに示した方法と同様に、他のビーム測定器を用いて他の第2の露光ヘッドの位置を測定する方法を示した図である。図11Aに示すように、まず、第1のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108b)と第2のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108c)との間の距離を測定するために、最初に露光ヘッド124fの位置とビーム測定器108bの位置とが一致した状態で露光ヘッド124fの位置とビーム測定器108cとの位置とが一致するようにステージ106を動かす。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に(例えば、図9A〜図9E)、露光ヘッド124aの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108bの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、露光ヘッド124fの位置とビーム測定器108cの位置とが一致するようにステージ106を移動させると、そのときのステージ106の移動距離がビーム測定器108bとビーム測定器108cとの間の距離として計算される。
図11Bは、ステージ106を動かし、ビーム測定器108cの位置と露光ヘッド124jの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124jの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108cの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、ビーム測定器108cの位置が露光ヘッド124k〜124mのそれぞれの位置と順次一致すると(例えば、図9B〜図9Eを参照して説明した動作と同様に)、そのときのステージ106の移動距離を通して露光ヘッド124jから露光ヘッド124k〜124mのそれぞれの距離を知ることができる。
このように3番目の基準位置が設定されれば、制御部120は、図9B〜図9Fに示したような方式で、この3番目の基準位置から更に他の露光ヘッド124k、124l、124mのそれぞれの位置(座標)を順次測定する。
図11Cは、図11A及び度11Bの過程を通して測定した4個の露光ヘッド124j〜124mのそれぞれの位置(座標)を示した図である。制御部120は、露光ヘッド124aの位置を座標の原点(0,0)と定め、この原点(0,0)から露光ヘッド124j〜124mのそれぞれの座標を求めて格納する。
図12A〜図12Cは、他のビーム測定器を用いて他の露光ヘッドの位置を測定する他の方法を示した図である。図12Aに示すように、まず、第1のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108c)と第2のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108d)との間の距離を測定するために、最初に露光ヘッド124jの位置とビーム測定器108cの位置とが一致した状態で露光ヘッド124jの位置とビーム測定器108dの位置とが一致するようにステージ106を動かす。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124aの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108bの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、露光ヘッド124nの位置とビーム測定器108dの位置とが一致するようにステージ106を移動させると、そのときのステージ106の移動距離がビーム測定器108cとビーム測定器108dとの間の距離である。
図12Bは、ステージ106を動かし、ビーム測定器108dの位置と露光ヘッド124nの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124fの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108bの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、ビーム測定器108dの位置が露光ヘッド124o〜124qのそれぞれの位置と順次一致すると(図9B〜図9Eを参照して説明した動作と同様に)、そのときのステージ106の移動距離を通して露光ヘッド124nから露光ヘッド124o〜124qのそれぞれの距離を知ることができる。
図12Cは、図12A及び図12Bの過程を通して測定した4個の露光ヘッド124n〜124qのそれぞれの位置(座標)を示した図である。制御部120は、露光ヘッド124aの位置を座標の原点(0,0)と定め、この原点(0,0)から露光ヘッド124n〜124qのそれぞれの座標を求めて格納する。
図13A〜図13Cは、更に他のビーム測定器を用いて他の第2の露光ヘッドの位置を測定する方法を示した図である。図13Aに示すように、まず、第1のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108d)と第2のビーム測定器(例えば、ビーム測定器108e)との間の距離を測定するために、最初に露光ヘッド124nの位置とビーム測定器108dの位置とが一致した状態で露光ヘッド124nの位置とビーム測定器108eの位置とが一致するようにステージ106を動かす。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124aの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108bの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、露光ヘッド124nの位置とビーム測定器108eの位置とが一致するようにステージ106を移動させると、そのときのステージ106の移動距離がビーム測定器108dとビーム測定器108eとの間の距離として計算される。
図13Bは、ステージ106を動かし、ビーム測定器108eの位置と露光ヘッド124rの位置とを一致させた状態を示したものである。このときも、精密な位置測定のために、上述した露光ヘッド124a及びビーム測定器108aの場合と同様に、露光ヘッド124fの予め定められた/所望のビームスポットとビーム測定器108bの視野範囲の予め定められた/所望の位置とを一致させる。その後、ビーム測定器108eの位置が露光ヘッド124sの位置と順次一致すると(例えば、図9B〜図9Eを参照して説明した動作と同様に)、そのときのステージ106の移動距離を通して露光ヘッド124rから露光ヘッド124sの距離を知ることができる。
図13Cは、図13A及び図13Bの過程を通して測定した2個の露光ヘッド124r〜124sのそれぞれの位置(座標)を示した図である。制御部120は、露光ヘッド124aの位置を座標の原点(0,0)と定め、この原点(0,0)から露光ヘッド124r〜124sのそれぞれの座標を求めて格納する。
図14は、各実施例に係る露光装置における複数の露光ヘッドのそれぞれの位置を測定するときのステージの移動幅を示した図である。図14において、上側に位置したステージ106aは、一番左側のビーム測定器108aの位置が一番左側の露光ヘッド124cの位置と一致するとき、ステージ106aがx方向にどれだけ移動するかを示したもので、下側に位置したステージ106bは、一番右側のビーム測定器108eの位置が一番右側の露光ヘッド124rの位置と一致するとき、ステージ106bが−x方向にどれだけ移動するかを示した図である。図14から分かるように、複数のビーム測定器108a〜108eを用いて複数の露光ヘッド124a〜124sのそれぞれの位置を測定することによって、ステージ106a、106bがx方向と−x方向にそれぞれD1とD2の距離だけ移動する。一つのビーム測定器(例えば、108c)のみで複数の露光ヘッドの全ての位置を測定すれば、ステージの相当部分が露光ヘッド部126の左側と右側に突出し、それだけ広い作業領域が確保されなければならない。また、ステージのx方向及び−x方向への移動距離も非常に大きい。このような点を見るとき、各実施例に係る露光ヘッド位置測定方法を用いると、ステージ106の移動のために確保されるべきx方向及び−x方向への作業空間が遥かに小さく、ステージ106の移動距離も減少し、位置測定に要される時間も非常に短くなる。
図15は、各実施例に係る露光装置を示した図である。図15に示すように、露光ヘッド部1526には、複数の露光ヘッド1524と共に、複数のスコープ1502(例えば、マイクロスコープなど)が固定設置される。例えば、この複数のスコープ1502は、ステージ1506上に置かれる基板1510に表示されたマーク1512を認識するためのもので、マーク1512の認識を通して基板1510の歪曲、例えば、基板1510の大きさ誤差、位置誤差、回転誤差及び歪み誤差などを検出する。
この複数のスコープ1502のそれぞれの位置も、図9A〜図13Cを参照して説明した露光ヘッド124の位置測定方法と同一の方法で測定することができる。ただし、複数のスコープ1502の位置を測定するときは、複数のスコープ1502でビーム測定器1508に設けられたマーク1514を観測し、スコープ1502とマーク1514との位置を一致させる。このとき、スコープ1502の視野範囲の予め定められた/所望の位置(例えば、中心点)とマーク1512の予め定められた/所望の位置(例えば、交差点)とを一致させることが望ましい。複数のスコープ1502のそれぞれの位置を、複数のスコープ1502の位置を測定する前に測定されている複数の露光ヘッド1524の位置に基づいて測定したり、複数のスコープ1502のみの位置を測定することもできる。複数のスコープ1502の位置のみを測定することは、図9A〜図9Eに示した方法を使用して行われる。
このように、複数の露光ヘッド124と複数のビーム測定器108のそれぞれの位置(あるいは位置座標)を計算すると、基板上に露光を実施するとき、複数の露光ヘッド124と複数のビーム測定器108のそれぞれの計算された位置(座標)に基づいて露光を実施することができる。これと異なり、複数の露光ヘッド124と複数のビーム測定器108のそれぞれの期待/所望の位置(目標位置)と実際位置(座標)との間に誤差があるとき、複数の露光ヘッド124のそれぞれの位置を調整することによって期待/所望の位置に近接させることもできる。例えば、複数の露光ヘッド124がそれぞれx方向、−x方向、y方向、−y方向に微細に移動(例えば、わずかに増加)できるように構成する必要がある。また、複数の露光ヘッド124のそれぞれの実際位置が期待/所望の位置と同一であるとしても、図6に示したビームスポットアレイ602の形成角度が全ての露光ヘッド124において均一でなく、回転誤差が存在すれば、露光品質に問題が生じるようになる。したがって、本発明は、露光ヘッド124の回転調整が可能になるように構成することによって、全ての露光ヘッド124のビームスポットアレイ602の回転誤差を補正し、回転角度を均一にするために適用される。
各実施例は、例えば、任意の適切なコンピュータプログラムとしてソフトウェアで実行され得る。例えば、一つ以上の各実施例によるプログラムは、コンピュータに本明細書に記載した一つ以上の例の方法を実行させるコンピュータプログラム製品であり得る。
コンピュータプログラム製品は、プロセッサが上述した一つ以上の例の方法によって一つ以上の機能を行えるように具体化されたコンピュータプログラムロジック又はコード部を有するコンピュータ読取可能な媒体を含むことができる。したがって、コンピュータプログラムロジックは、プロセッサに一つ以上の方法例又は本明細書に記載した与えられた方法の一つ以上の機能を行わせる。
コンピュータ読取可能な格納媒体は、コンピュータ本体の内部の内蔵媒体であるか、コンピュータ本体から分離される着脱可能な媒体であってよい。内蔵媒体の各例は、RAMs、ROMs、フラッシュメモリなどの書き換え可能な不揮発性メモリ、及びハードディスクを含むが、これに限定されることはない。着脱可能な媒体の各例は、CD−ROMs及びDVDsなどの光格納媒体;MOsなどの光磁気格納媒体;フロッピー(登録商標)ディスク、カセットテープ及び着脱可能なハードディスクなどの磁気格納媒体;メモリカードなどの内蔵式の書き換え可能な不揮発性メモリを含む媒体;及びROMカセットなどの内蔵式のROMを含む媒体;を含むが、これに限定されることはない。
さらに、これらプログラムは、外部から供給された伝播信号及び/又は搬送波で具体化されたコンピュータデータ信号(例えば、無線又は地上波)の形で提供され得る。例の方法の一つ以上の命令又は機能を具体化するコンピュータデータ信号は、各例の方法の命令又は機能を実行するエンティティによって伝送及び/又は受信のための搬送波上で運ばれる。例えば、各例の方法の機能又は命令は、各実施例によって、例えば、任意のソフトウェア及び/又は修飾されないコードをシミュレートするためにホストプロセッサ上で実行されるコンピュータで搬送波の一つ以上のコードセグメントを処理することによって具体化され得る。
また、このようなプログラムは、コンピュータ読取可能な格納媒体に記録されるとき、直ちに格納又は分散される。格納媒体は、コンピュータによって読まれるとき、各実施例によって、任意のソフトウェア及び/又は修飾されないコードのシミュレーションがホストプロセッサ上で可能である。
説明した各実施例は、同一のことが多くの方法で変化し得ることは明らかである。例えば、各実施例に係る方法は、ハードウェア及び/又はソフトウェアで具体化され得る。ハードウェア/ソフトウェア具体化は、プロセッサの組み合わせと製造品を含むことができる。製造品は、格納媒体と、例えば、コンピュータ読取可能な媒体上に格納された実行可能なコンピュータプログラムをさらに含むことができる。
実行可能なコンピュータプログラムは、記載した動作又は機能を行うための命令を含むことができる。さらに、実行可能なコンピュータプログラムは、外部から供給された伝播信号の一部として提供され得る。
以上、各実施例を説明したが、同一のものが多様な形態で変形可能であることは明白である。このような変形例は、各実施例の意図した思想及び範囲から逸脱するものと見なしてはならなく、このような全ての変形例は、当業者にとって明白なものであって、下記の特許請求の範囲内に含まれることを目的とする。
106 ステージ
108a〜109e ビーム測定器
124a、124f、124j、124n 露光ヘッド
126 露光ヘッド部
108a〜109e ビーム測定器
124a、124f、124j、124n 露光ヘッド
126 露光ヘッド部
Claims (15)
- 複数のビーム測定器を有するステージと、第1のセットの露光ヘッド及び第2のセットの露光ヘッドを有する露光ヘッド部と、を含む露光装置の動作方法において、
前記ステージを移動させ、前記複数のビーム測定器の第1のビーム測定器と、第1の露光ヘッドの位置とを一致させることによって、第1のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドの位置を測定すること;
前記の測定された第1の露光ヘッドの位置を基準位置として設定すること;及び
前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの位置を測定することを含む光装置の動作方法。 - 前記第2のセットの露光ヘッドの位置測定は、
前記ステージを移動させ、前記複数のビーム測定器の第2のビーム測定器と、前記第1の露光ヘッドとを一致させること;
前記基準位置に対して第2のビーム測定器の位置を測定すること;
前記ステージを移動させ、前記第2のビーム測定器と、前記第2のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドとを一致させること;及び
前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの第1の露光ヘッドの位置を測定することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ステージは、少なくとも二つの相互に直交する方向に移動する、請求項1に記載の方法。
- 前記相互に直交する方向のうち少なくとも一つは、前記露光装置のスキャン方向である、請求項3に記載の方法。
- 前記基準位置に対する前記第1及び第2のセットの露光ヘッドの位置を獲得して格納することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2のセットの露光ヘッドの前記測定された位置に基づいて、所望の位置と、露光の間に獲得した前記第1及び第2の露光ヘッドの位置との間の誤差を補正することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記誤差を補正することは、前記第1及び第2のセットの露光ヘッドの回転と関連した誤差を補正することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記一致させることは、前記第1のビーム測定器の視野と前記第1の露光ヘッドの所望のビームスポットとを一致させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ステージを移動させ、前記第1のセットの露光ヘッドの第2の露光ヘッドと、前記第1のビーム測定器とを一致させること;
前記ステージによって移動した距離を前記第1の露光ヘッドと第2の露光ヘッドとの間の距離として計算すること;
前記第1のセットの露光ヘッドの前記残りの露光ヘッドに対する前記移動と計算を順次繰り返すこと;及び
前記第1の露光ヘッドを基準にして前記ステージが移動する前記距離をマップすること;をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ステージを移動させ、前記第2のビーム測定器と、前記第2のセットの露光ヘッドの第2の露光ヘッドとを一致させること;
前記基準位置に対する前記第2のセットの露光ヘッドの前記第2の露光ヘッドの位置を測定すること;
前記第2のセットの露光ヘッドの前記残りの露光ヘッドに対する前記移動と計算を順次繰り返すこと;及び
前記基準位置に対して前記ステージが移動する前記距離をマップすること;をさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 前記第1及び第2のセットの露光ヘッドで複数のスコープを提供すること―前記複数のスコープは、前記第1のセットの露光ヘッド間および前記第2のセットの露光ヘッドの露光ヘッド間である。―;及び
前記複数のスコープの位置を測定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のスコープの位置を測定することは、
前記ステージを移動させることによって前記複数のスコープの第1のスコープの位置を測定し、前記複数のビーム測定器のうち少なくとも一つ上に提供された第1のマークと前記第1のスコープとを一致させること;
前記ステージを移動させ、前記複数のスコープの第2のスコープと前記第1のマークとを一致させること;
前記ステージによって移動した距離を前記第1のスコープと第2のスコープとの間の距離として計算すること;及び
前記距離を前記第1のスコープを基準にして前記第2のスコープの位置座標としてマップすることを含む、請求項11に記載の方法。 - 前記複数のスコープを用いて前記ステージ上の基板の歪曲を検出することさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記基板の歪曲は、前記基板の大きさ誤差、位置誤差、回転誤差及び歪み誤差のうち一つを含む、請求項13に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法によるマスクレス露光装置を動作する方法。
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