KR100682609B1 - 마스크 없는 어플리케이션의 기판상의 오류 표시 시스템 및방법 - Google Patents

마스크 없는 어플리케이션의 기판상의 오류 표시 시스템 및방법 Download PDF

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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명은, 기판상의 오류 표시를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 다음의 단계들을 포함한다. 데이터가 1이상의 의구성 있는 비트를 포함하는지의 여부가 결정된다. 패턴 생성기는 상기 데이터를 이용하여 제어된다. 방사선 빔은 상기 패턴 생성기를 사용하여 패터닝된다. 패터닝된 방사선 빔의 피처들은 기판의 타겟부상에 투영된다. 패터닝된 빔의 1이상의 마커들은 1이상의 의구성 있는 비트와 대응되는 타겟부들을 표시하는 기판상에 투영된다.

Description

마스크 없는 어플리케이션의 기판상의 오류 표시 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FAULT INDICATION ON A SUBSTRATE IN MASKLESS APPLICATIONS}
본 명세서에 채용되어 그 일부를 형성하는 첨부도면은 본 발명을 예시하며, 나아가 설명부와 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자들이 본 발명을 구성 및 이용할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 리소그래피 장치를 나타내는 도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 제어 모듈을 나타내는 도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 플로우차트이다.
이하, 본 발명이 첨부도면을 참조하여 설명될 것이다. 도면에서, 같은 참조부호는 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있다.
본 발명은 광 패터닝 장치 및 상기 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다.
패터닝장치는 입사 광을 패터닝하는데 사용된다. 동적 패터닝 장치는 아날로그 또는 디지털 신호들의 수신을 통해 패턴을 생성하는 개별적으로 제어가능한 요 소들의 어레이를 포함할 수 있다. 아날로그 또는 디지털 신호들은 데이터 경로를 통해 전송된다. 그것의 개별적으로 제어가능한 요소들이 원하는 패턴을 형성하기 위하여 적절한 상태로 이루어지도록 동적 패터닝장치를 제어하는데 사용되는 알고리즘은 래스터라이저(rasterizer) 알고리즘 또는 광학 래스터라이제이션(optical rasterization) 알고리즘이라 불린다. 패터닝장치의 사용을 위한 예시적인 환경들로는, 리소그래피 장치, 프로젝터, 투영 디스플레이 장치 등이 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
많은 양의 데이터는, 데이터 경로내의 어디에선가 비트 오차들이 초래될 가능성이 있게 하는 동적 패터닝장치의 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 제어하기 위해 데이터 경로에 의해 매니퓰레이팅(manipulate)되고 그를 통해 전달된다. 이들 비트 오차들은 패터닝된 광에 의해 노광되는 패턴에서의 오차를 야기할 수 있다.
따라서, 데이터 경로에 비트 오차가 존재하는지를 검출하는 방법 및 시스템이 필요하다. 비트 오차가 검출되면, 상기 비트 오차가 노광되는 패턴에서의 오차를 야기하였는지의 여부를 결정해야 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 다음의 단계들을 포함하는 방법이 제공된다. 데이터가 1이상의 의구성 있는(suspicious) 비트를 포함하는지의 여부가 결정된다. 데이터는 패턴 생성기(pattern generator)를 제어하는데 사용된다. 패턴 생 성기는 방사선 빔을 패터닝한다. 패터닝된 방사선 빔의 피처들은 기판의 타겟부상으로 투영된다. 패터닝된 빔의 1이상의 마커들은 1이상의 의구성 있는 비트들에 의해 야기되는 가능한 패턴의 위치를 표시하는 기판상에 투영된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 제어 모듈, 패턴 생성기 및 투영시스템을 포함하는 시스템이 제공된다. 제어 모듈은 데이터가 1이상의 의구성 있는 비트를 포함하는지의 여부를 검출하고 의구성 있는 비트 정보를 생성시킨다. 패턴 생성기는 방사선 빔을 패터닝한다. 데이터 및 의구성 있는 비트 정보는 패턴 생성기를 제어하는데 사용된다. 투영시스템은 패터닝된 방사선 빔을 기판의 타겟부상에 투영한다.
본 발명의 추가 실시예, 특징 및 장점들과, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동에 대해서는 첨부도면을 참조하여 상세히 후술된다.
본 발명의 1이상의 실시예를 개시하지만, 그들이 모든 실시예를 포함하는 것은 아니며, 따라서, 어떤 방식으로든 본 발명 또는 후속 청구항을 제한하는 것은 아니라는 점을 이해해야 한다.
I. 개관(Overview)
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 본 명세서에 기술된 리소그래피장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이, 박막 자기 헤드, 마이크로 및 매크로 유체 디바이스의 등의 제조와 같은 여타의 응용례를 가질 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 방법 및 시스템은, 데이터 경로에서의 의구성 있는 비트가 기판상의 노광된 패턴에서의 오차를 야기하였는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시형태들의 예시적 장점들은, 고객에 대한 보다 높은 양품률(yield), 보다 쉬운 진단 및 데이터 경로에서의 보다 높은 고객의 신뢰를 포함한다.
본 설명부는 6개의 하위부문으로 나누어진다. 하위부문 Ⅱ에서는, 본 명세서에서 사용되는 전문용어들이 개시된다. 하위부분 Ⅲ은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 리소그래피 장치에 대해 기술한다. 하위부문 Ⅳ는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 방법에 대해 기술한다. 하위부문 Ⅴ는 본 발명의 실시예들의 예시적 장점들에 대한 논의를 포함한다. 마지막으로, 하위부문 Ⅵ에서는, 결론적인 내용들이 언급된다.
Ⅱ. 전문용어(Terminology)
본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어의 사용은 각각 "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판 처리툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)선, 및 (예를 들어, 파장이 5-20㎚범위에 있는) 극자외(EUV)선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라, 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포괄한다.
본 명세서에서 채택되는 "개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이"라는 용어는, 원하는 패턴이 기판의 타겟부내에 형성될 수 있도록 입사 방사선 빔에 패터닝된 단면을 부여하는데 사용될 수 있는 모든 수단을 칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 본 명세서에서 "광 밸브(light valve)" 및 "공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 이러한 패터닝 수단의 예시들에 대해서는 후술된다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절한, 굴절 광학시스템, 반사 광학시스템, 및 카타디옵트릭 광학시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있다.
Ⅲ. 예시적인 리소그래피 장치
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영장치(100)를 개략적으로 도시하고 있다. 장치(100)는 방사선시스템(102), 패턴 생성기(104), 투영시스템(108)("렌즈"), 및 대물테이블(106)(예를 들어, 기판테이블)을 포함한다. 다음으로, 리소그래피 장치(100)의 대안실시예들에 대해 논의된다. 리소그래피 장치(100) 의 개관 및 대안실시예들, 장치(100)내의 요소들 각각의 세부사항 및 대안실시예들에 대해 기술된다.
A. 개관 및 대안실시예들
방사선 시스템(102)은 방사선(예를 들어, UV 방사선) 빔(110)을 공급하는데 사용될 수 있다. 이 특정한 사용에서, 방사선 시스템(102)은 또한 방사선 소스(112)도 포함한다. 빔(110)은 빔 스플리터(118)를 사용하여 지향된 후에 패턴 생성기(104)를 순차적으로 인터셉트(intercept)한다. 패턴 생성기(예를 들어, 프로그래밍가능한 거울 어레이)는 빔(110)에 패턴을 적용하는데 사용될 수 있다. 빔(110)은 패턴 생성기(104)에 의해 반사되어, 투영시스템(108)을 통과하며, 상기 투영시스템은 빔(110)을 기판(114)의 타겟부(120)상에 포커싱한다. 기판(114)은 대물테이블(106)에 의해 지지되는데, 이에 대해서는 보다 상세히 후술된다.
대안실시예(도시 안됨)에서, 리소그래피 장치(100)는 2개(예를 들어, 듀얼 스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피장치는, 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)(도시 안됨)에 기판이 침지되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피장치에서, 예를 들어 투영시스템의 제1요소와 기판사이의 다른 공간들에 적용될 수도 있다. 침지 기 술(immersion technique)은 투영시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다.
또한, 상기 장치에는, (예를 들어, 기판에 화학제품을 선택적으로 적용하거나 기판의 표면 구조를 선택적으로 수정하기 위하여) 유체와 기판의 조사된 부분들간의 상호작용을 가능하게 하는 유체 처리 셀이 제공될 수도 있다.
기판상의 레지스트를 노광하기 위해 존재하는 것으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(100)에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이것으로 제한되는 것은 아니며, 장치(100)는 레지스트 없는 리소그래피에 사용하기 위한 패터닝된 빔(110)을 투영하는데 사용될 수 있다.
B. 방사선 시스템
방사선 시스템(102)은 소스(112), 콘디셔닝 디바이스(126) 및 조명 소스(일루미네이터)(124)를 포함한다. 또한, 일루미네이터(124)는, 일반적으로 인티그레이터(integrator;130) 및 콘덴서(condenser;132)와 같은 여타 다양한 구성요소들을 포함한다.
소스(112)(예를 들어, 엑시머 레이저)는 방사선(122) 빔을 생성시킬 수 있다. 빔(122)은 예를 들어, 직접적으로 또는 빔 익스팬더(126)와 같은 컨디셔닝 디바이스(126)를 거친 후에, 조명 소스(일루미네이터)(124)로 공급된다. 상기 빔(122)내의 세기분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는데에 조정장치(128)가 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 패턴 생성기(104)상에 입사되는 빔(110)은 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가진다.
도 1과 관련하여, 상기 소스(112)는 (예를 들어, 상기 소스(112)가 흔히 수은 램프인 경우에서처럼) 리소그래피 투영장치(100)의 하우징내에 놓일 것이다. 대안실시예에서, 소스(112)는 리소그래피 투영장치(100)로부터 멀리 떨어져 있을 수도 있다. 이 경우, 방사선 빔(122)은 (가령, 적절한 지향 거울에 의해) 상기 장치(100)안으로 지향될 수도 있다. 후자의 시나리오는 흔히 상기 소스(112)가 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명의 범위내에는 이 두 시나리오가 모두 고려되어 있음을 이해하여야 할 것이다.
상기 조명 소스는 방사선의 빔의 지향, 성형 또는 제어를 위한 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학 구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학 구성요소를 포괄할 수 있으며, 이후에는 이러한 구성요소들이 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고도 언급될 수 있을 것이다.
C. 패턴 생성기
패턴 생성기(104)는 종래 레티클을 대체하는 것으로서 간주될 수 있는 SLM을 포함한다. SLM 이외에도, 패턴 생성기(104)는 데이터 경로 및 SLM 픽셀들을 위한 구동 전자기기들(driving electronics)을 포함한다. 입력 이미지 데이터는 적절한 포맷으로 변형되어, 데이터 경로를 거쳐 제어 모듈(150)(보다 상세히 후술됨)에 의해 SLM으로 피딩된다. 구동 전자기기들은 SLM 패턴이 업데이트될 때, 즉 각각의 새로운 SLM 이미지 프레임이 정상적인 매트릭스 어드레싱에 의해 로딩될 수 있을 때 각각의 SLM 픽셀을 순차적으로 어드레싱한다. 프레임 속도, 즉 각각의 새로운 프레 임을 SLM상에 로딩하는데 필요한 시간은 장치의 스루풋과 관련된 결정 팩터이다.
현재의 기술은 여러 어플리케이션에 요구되는 스루풋을 제공하는데 필요한 픽셀들의 많은 어레이를 제공할 수 있는 단일 SLM의 구조를 허용하지 않을 수도 있다. 따라서, 필요한 픽셀들의 수를 제공하기 위해 통상적으로 다수의 SLM 어레이(multiple SLM array:MSA)가 병행하여(in parallel) 사용된다. 예를 들어, MSA의 상이한 SLM들로부터의 픽셀들은 기판상에 밀집한(cohesive) 이미지를 형성하기 위하여 함께 "스티칭(stitch)"된다. 이는, 움직임 제어 및 그레이 스케일링 기술들을 사용하여 이행될 수 있다. 다음의 설명에서, 대개의 경우에는 SLM에 대한 언급은 MSA를 포함하는 것으로 해석될 수도 있다.
일반적으로, 패턴 생성기(104)의 위치는 투영시스템(108)에 대해 고정될 수 있다. 하지만, 대안적인 구성에서는, 패턴 생성기(104)가 투영시스템(108)에 대해 그것을 정확히 위치설정하는 위치설정 장치(도시 안됨)에 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 패턴 생성기(104)는 반사형, 예를 들어 프로그래밍가능한 거울 어레이로 이루어진다.
대안례로서, 필터가 회절된 광을 필터링해내어(filter out), 비회절광을 남게해 기판에 도달하게 할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 회절 광학 MEMS(micro electrical mechanical system) 디바이스의 어레이가, 위와 대응되는 방식으로 사용될 수도 있다. 각각의 회절 광학 MEMS 디바이스는, 입사광을 회절광으로서 반사시키는 격자(grating)를 형성하도록 서로에 대해 변형(deform)될 수 있는 복수의 반사 리본(reflective ribbon)들을 포함할 수 있다.
추가 대안실시예에는, 적절히 국부화된 전기장을 가하거나 압전 작동 수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축선을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용한 프로그래밍가능한 거울 어레이가 포함될 수 있다. 마찬가지로, 상기 거울들은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울들은 입사되는 방사선 빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사시킬 것이다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울들의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적절한 전자 수단을 사용하여 수행될 수 있다.
상술된 상황에서는, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이는 1이상의 프로그래밍가능한 거울 어레이를 포함할 수 있다. 거울 어레이에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있으며, 이들은 본 명세서에 인용 참조되고 있다.
프로그래밍가능한 LCD 어레이 또한 사용될 수 있다. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 인용 참조되는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다.
다른 타입의 패턴 생성기들의 예시로는, 틸팅 반사 디바이스(tilting reflective device), 피스토닝 반사 디바이스(pistoning reflective device), 그레이토닝 투과 디바이스(graytoning transmissive device) 및 그레이토닝 반사 디바이스(graytoning reflective device)가 포함되나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
D. 제어 모듈
제어 모듈(150)은 데이터 경로를 포함하며, 통상적으로 "마스크 파일" 및 래스터라이저를 저장하는 저장장치를 포함할 것이다. 저장장치는 기판상에 프린팅될 전체 이미지를 포함한다. 래스터라이저는 SLM상으로의 로딩을 위한 이미지의 적절한 부분들을, 기판에 원하는 이미지를 전사하는데 필요한 패턴을 나타내는 SLM 픽셀 값들의 비트 맵으로 전환한다. 또한, 제어 모듈(150)은 통상적으로 1이상의 프레임 버퍼들 및 SLM 프레임이 로딩될 때마다 SLM의 매트릭스 어드레싱을 위해 필요한 종래의 다른 구성요소들을 포함한다. 적절한 이미지 디지털화 및 SLM 구동 전자기기들은 당업자들이라면 분명히 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 제어 모듈(150)은 비트 맵 기반 마스크-라이터(bit map based mask-writer)와 매우 유사할 수 있지만, 사용되는 특정 타입의 SLM의 개별 SLM 픽셀들을 어드레싱하는 적절한 매트릭스 어드레싱 구동 회로를 갖는다.
상술된 바와 같이, 제어 모듈(150)은 패턴 생성기(104)의 개별 SLM의 작동 상태(예를 들어, 전압 또는 틸트 각도)를 제어하는 패턴 생성기(104)로 데이터를 공급한다. 따라서, 충분히 높은 속도로 데이터를 전달하기 위한 능력은 원하는 기판 스캔 속도(후술됨), 및 그에 따른 생산 속도를 얻는데 있어 중요한 고려사항이다. 예를 들어, 평판 디스플레이(FPD) 생산의 경우에, 장치는 통상적으로 10/20 nsec 펄스 지속기간(duration)을 가지고 50kHz에서 펄싱하는 레이저를 이용하여 펄스 스캔 모드로 작동한다. FPD를 생산하기 위해 스캐닝되어야 하는 큰 기판의 영역으로 인해 허용가능한 스루풋을 제공하기 위하여 높은 주파수가 제공된다. 이 주파수에서 펄스들 사이에 SLM 프레임을 로딩하는 것은 대략 10 내지 100 Gpixels/sec 정도 이상의 데이터 전달 속도를 필요로 할 수 있다. 이러한 높은 데이터 전달 속도를 유지하기 위해서는 매우 복잡하고 고가의 데이터 핸들링 및 구동 시스템들이 요구된다. 또한, 이러한 높은 데이터 전달 속도에 의하여, 비례적으로 데이터 오차 발생의 가능성을 무시할 수 없다.
특별한 언급이 없다면, 이 설명부의 나머지부분에 걸쳐, "데이터 전달 요구(data transfer requirement)"라는 용어는, 이미지 프레임을 업데이트하기 위해 SLM으로 전달되어야 하는 데이터의 양을 의미한다는 것을 이해하여야 한다.
도 2는 제어 모듈(150)의 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 제어 모듈(150)은 입력장치(선택사항(optional))(208), 디텍터(204), 메모리(선택사항)(202), 및 래스터라이저(206)를 포함한다.
입력장치(208)는 오차 기준(error criterion)을 입력하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 입력장치(208)는 시스템 작업자가 오차 기준을 정의할 수 있도록 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
오차 기준이 수동적으로 입력되든 아니든, 데이터가 1이상의 의구성 있는 비트들, 즉 노광되는 이미지에 잠재적으로 오차를 야기할 수도 있는 비트나 비트들의 조합을 포함하는지를 결정하도록 디텍터(204)는 오차 기준이 충족되는지를 수용 및 점검한다. 데이터 스트림 또는 데이터의 블록에서의 비트 오차용 디텍터들을 구현하기 위한 통상적인 기구들로는, CRC(cyclic redundancy check), 체크 섬(check sum) 또는 패리티 비트(parity bit)가 포함되나, 이들로 제한되는 것은 아니다. 즉, (프린팅되는 마커들에 의해 어시스트되는) 노광되는 이미지의 검사는 의구성 있 는 비트가 불량하거나(not severe) 투영되는 이미지를 허용불가능한 수준까지 열화시키지 않는지를 증명할 수 있다. 의심가느는 비트가 검출되면, 디텍터(204)는 의구성 있는 비트 정보를 생성시키는데 사용될 수 있다.
메모리(202)는 의구성 있는 비트 정보를 저장하는데 사용될 수 있다. 하지만, 의구성 있는 비트들에 대한 정보는 메모리내에 저장될 필요가 없다. 즉, 의구성 있는 비트 정보는, 예를 들어 메타-정보(meta-information)로서 데이터와 연관되어 래스터라이저(206)에 직접 전송될 수 있다.
래스터라이저(206)는 데이터 및 의구성 있는 비트 정보를 패턴 생성기(104)로 보낸다. 데이터 및 의구성 있는 비트 정보는 패턴 생성기(104)의 개별적으로 제어가능한 요소들을 제어하는데 사용된다. 특히, 데이터는 기판(114)상에 투영될 패턴과 대응될 수 있고, 의구성 있는 비트 정보는 기판(114)상에 투영되는 1이상의 마커들과 대응되어 그 위에 노광되는 패턴에서의 잠재적인 오차들을 표시할 수 있다.
도 2는 예시적인 목적으로 나타낸 것으로 제한의 의도는 없다는 점을 이해해야 한다. 당업자라면, 디텍터(204) 및 래스터라이저(206)가 제어 모듈(150)에서 상이하게 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 대안실시예에서 디텍터(204) 및 래스터라이저(206)는 (도 2에 나타낸 바와 같이) 연속해서, 또는 동시에, 또는 그들의 몇몇 조합으로 작동할 수 있다. 이들 대안실시예들은 본 발명의 범위내에서 고려되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
E. 투영시스템
투영시스템(108)(예를 들어, 거울 시스템 또는 쿼츠 및/또는 CaF2 물질로 만들어진 렌즈 요소를 포함하는 쿼츠 및/또는 CaF2 렌즈 시스템 또는 카타디옵트릭 시스템)은 기판(114)의 타겟부(120)(예를 들어, 1이상의 다이)상에 빔 스플리터(beam splitter; 118)로부터 수용된 패터닝된 빔을 투영하는데 사용될 수 있다. 투영시스템(108)은 기판(114)상에 패턴 생성기(104)의 이미지를 투영할 수 있다. 대안적으로, 상기 투영시스템(108)은, 패턴 생성기(104)의 요소들이 셔터들로서 기능하는 2차 소스(secondary source)들의 이미지들을 투영시킬 수도 있다. 또한, 투영시스템(108)은, 2차 소스들을 형성하고 기판(114)상에 마이크로스폿(microspot)들을 투영시키기 위해, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 포함할 수도 있다.
F. 대물테이블
대물테이블(106)에는 기판(114)(예를 들어, 레지스트-코팅된 실리콘 웨이퍼, 투영시스템 디스플레이, 반도체기판, 유리기판, 폴리머기판 또는 프로젝션 텔레비젼 디스플레이 장치)을 잡아주는 기판홀더(상세히 도시되지는 않음)가 제공될 수 있다. 또한, 대물테이블(106)은 투영시스템(108)에 대해 기판(114)을 정확히 위치시키는 위치설정 디바이스(116)에 연결될 수 있다.
위치설정 디바이스(116){및 빔 스플리터(140)를 통해 간섭계 빔(138)을 수용하는 베이스 플레이트(base plate;136)상의 선택적 간섭계 측정 디바이스(134)}의 도움으로, 대물테이블(106)은, 상기 빔(110)의 경로내에 상이한 타겟부(120)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 사용된다면, 패턴 생성기(104)용 위치설정 디바이스는, 예를 들어 스캔 중에 상기 빔(110)의 경로에 대해 패턴 생성기(104)의 위치를 정확히 보정하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 도 1에는 명확히 도시되어 있지 않으나, 대물테이블(106)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현된다. 또한, 유사한 시스템이 패턴 생성기(104)를 위치시키는데 사용될 수도 있다. 요구되는 상대 이동을 제공하도록 대물테이블(106) 및/또는 패턴 생성기(104)가 고정된 위치를 가지는 동안, 빔(110)이 대안적으로/추가적으로 이동될 수 있음을 이해할 것이다.
상기 실시예의 또 다른 구성에서는, 대물테이블(106)이 고정될 수도 있으며, 기판(114)이 상기 대물테이블(106)상에서 이동할 수 있다. 이것이 행해지면, 대물테이블(106)에는 평탄한 최상면상에 다수의 개구부들이 제공되며, 상기 개구부들을 통해 가스가 공급되어, 기판(114)을 지지할 수 있는 가스 쿠션(gas cushion)을 제공한다. 통상적으로, 이를 공기 베어링 구성(air bearing arrangement)이라 칭한다. 기판(114)은 상기 빔(110)의 경로에 대해 상기 기판(114)을 정확히 위치시킬 수 있는 1이상의 액추에이터(도시 안됨)를 이용하여 대물테이블(106)상에서 이동된다. 대안적으로, 상기 기판(114)은 상기 개구부들을 통해 가스를 선택적으로 공급 및 차단시킴으로써 대물테이블(106)상에서 이동될 수도 있다.
일 예시에서, 리소그래피 장치(100)는 기판상에 노광되는 이미지를 검사하는 검사장치(명확히 도시되지는 않음)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 피처들의 프리-바이어싱(pre-biasing), 광 근접성 보정 피처들, 위상 변화 기술 및 다중 노광 기술들이 사용되는 경우, 패턴 생성기(104)상에 "디 스플레이된" 패턴은 기판의 또는 기판상의 소정 층으로 최종적으로 전사(transfer)된 패턴과 실질적으로 상이할 수도 있음을 이해하여야 한다. 이와 유사하게, 기판상에 최종적으로 생성된 패턴은 어느 한 순간에 패턴 생성기(104)상에 형성된 패턴과 일치하지 않을 수도 있다. 이는 기판의 각 부분상에 형성된 최종 패턴이 주어진 시간 주기 또는 주어진 노광 횟수에 따라 만들어진 구성의 경우일 수 있으며, 그 동안에 패턴 생성기(104)상의 패턴 및/또는 기판의 상대적인 위치가 변경된다.
또한, 의구성 있는 비트 정보는 투영되는 빔이 1이상의 마커를 기판상으로 투영하는 방식으로 상기 빔을 패터닝하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 패터닝되는 빔은 (노광되 이미지와 연관된) 패턴 및 (의구성 있는 비트 정보와 연관된) 1이상의 마커를 포함할 수 있다. 1이상의 마커는 투영시스템(108)에 의해 의구성 있는 비트 정보를 기초로 하여 오차가 예측되는 기판(114)의 부분에 근접하에 투영될 수 있다. 즉, 노광될 이미지와 연관된 패턴내에 또는 노광될 이미지와 연관된 패턴 외측의 기판 경계부(border)상에 1이상의 마커가 나타날 수 있다.
G. 예시적 작동 모드들
상술된 장치(100)는 4가지 바람직한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드: 패턴 생성기(104)상의 전체 패턴은 한번에{즉, 단일 "섬광(flash)"으로} 타겟부(120)상에 투영된다. 대물테이블(106)은 상이한 타겟부(120)가 패터닝된 빔(110)에 의해 조사(irradiate)되도록 상이한 위치에 대해 x 및/또는 y 방향으로 이동된다.
2. 스캔 모드: 주어진 타겟부(120)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는다는 것 을 제외하고는 본질적으로 스텝 모드와 동일하다. 대신에, 패턴 생성기(104)는 v의 속도로 주어진 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 패터닝된 빔(110)이 패턴 생성기(104)에 걸쳐 스캐닝하도록 이루어진다. 이와 함께, 대물테이블(106)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동되며, 여기서 M은 투영시스템(108)의 배율이다. 이 방식으로, 비교적 큰 타겟부(120)가 분해능이 저하 없이 노광될 수 있다.
3. 펄스모드: 패턴 생성기(104)는 기본적으로 정지상태로 유지되며 전체 패턴은 펄스 방사선 시스템(102)을 사용하여 기판(114)의 타겟부(120)상에 투영된다. 대물테이블(106)은 패터닝된 빔(110)이 기판(114)을 가로질러 라인을 스캐닝할 수 있도록 기본적으로 일정한 속도로 이동된다. 패턴 생성기(104)상의 패턴은 방사선시스템(102)의 펄스들 사이에서 필요에 따라 업데이트되고, 연속적인 타겟부(120)가 기판(114)상의 요구되는 장소에서 노광되도록 펄스들이 시간조정된다(timed). 따라서, 패터닝된 빔(110)은 기판(114)의 스트립(strip)에 대해 전체(complete) 패턴을 노광시키도록 기판(114)을 가로질러 스캔할 수 있다. 상기 프로세스는 한 라인씩 전체 기판(114)이 노광될 때까지 반복된다.
4. 연속스캔모드: 실질적으로 일정한 방사선시스템(102)이 사용되고, 패터닝된 빔(110)이 기판(114)을 가로질러 스캔하고 그를 노광시킴에 따라 패턴 생성기(104)상의 패턴이 업데이트되는 것을 제외하고는 본질적적으로 펄스모드와 동일하다.
사용되는 작동 모두와는 무관하게, 패턴 생성기(104)의 SLM 또는 MSA에 의해 생성되는 패턴(즉, 개별적으로 제어가능한 요소들 각각의 "온" 또는 "오프" 상태-이후 "SLM 픽셀"이라 부름)은 기판에 원하는 이미지를 전사하기 위해 주기적으로 업데이트된다. 예를 들어, 스텝 모드 및 스캔 모드에서, 패턴은 각각의 단계나 스캔 작동 사이에 업데이트될 수 있다. 펄스 모드에서, SLM 패턴은 방사선 시스템의 펄스들 사이에서 필요에 따라 업데이트된다. 연속적인 스캔 모드에서, SLM 패턴은 기판에 걸쳐 빔이 스캐닝될 때 업데이트된다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.
Ⅳ. 예시적 방법
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 예시적 방법을 나타내고 있는 플로우차트(300)이다. 플로우차트(300)는 스텝 310에서 개시되며, 상기 스텝은 데이터가 1이상의 의구성 있는 비트를 포함하는지의 여부를 결정한다. 예를 들어, 디텍터(204)는, 의구성 있는 비트 또는 의구성 있는 비트들의 조합이 데이터내에 존재하는지를 결정하기 위해 오차 기준으로 설정되는 데이터를 포함한다. 예시적인 오차 기준은, (i) 디지털 바이너리 수의 극소수의(least significant) 현저한 비트가 1인 경우 1이상의 의구성 있는 비트가 존재하지 않는 현상; (ii) 디지털 바이너리 수의 대부분의(most significant) 현저한 비트가 1인 경우 1이상의 의구성 있는 비트가 존재하는 현상을 포함할 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
일 예시에서, 오차 기준은, 예를 들어 입력장치(208)에 의해 수동으로 입력될 수 있다. 또 다른 예시에서, 오차 기준은 데이터내의 각 비트와 비교된다. 추가 예시에서, 의구성 있는 비트를 검출하는 것은 오차 검출 알고리즘의 사용을 포함할 수 있다. 예시적 오차 검출 알고리즘들로는, 패리티 체크 알고리즘, 오차-코드 검출 알고리즘(예를 들어, Cyclic Redundancy Check), 그들의 조합들 또는 몇몇 다른 오차 검출 알고리즘이 포함되나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
단계 320에서, 데이터는 패턴 생성기를 제어하는데 사용된다. 예를 들어, 래스터라이저(206)는 패턴 생성기(104)로 데이터를 보낼 수 있다. 일 예시에서, 데이터내에서 의구성 있는 비트가 검출된다면, 의구성 있는 비트 정보가 데이터와 연관되어 보내질 수 있다. 또 다른 예시에서, 의구성 있는 비트 정보는 데이터와 함께 패턴 생성기(104)로 보내지기 이전에 메모리(예를 들어, 메모리(202))내에 저장된다.
단계 330에서, 패턴 생성기는 방사선 빔을 패터닝한다. 예를 들어, 패턴 생성기(104)는 상술된 바와 같이 방사선 빔을 패터닝할 수 있다.
단계 340에서는, 패터닝된 방사선 빔의 피처가 기판의 타겟부상으로 투영된다. 예를 들어, 투영시스템(108)은 기판(114)의 일 부분상으로 패터닝된 빔을 투영할 수 있다. 기판의 예시로는, 반도체 기판, 유리기판, 평판 디스플레이 기판 및 폴리머 기판 또는 마스크 없는 어플리케이션에 사용되는 여느 다른 기판이 포함될 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
단계 350에서는, 단계 310에서 의구성 있는 비트가 결정되는 경우 타겟부 각각에 근접한 기판상으로 패터닝된 빔의 1이상의 마커들이 투영된다. 예를 들어, 평판 디스플레이(FPD) 장치에서는, 마커들이 의구성 있는 비트(들)와 대응되는 좌표 들로서 작용하도록 FPD 디바이스의 패널들의 부분들 다음에 마커(들)을 프린팅할 수 있다. 예컨대, 패턴의 내측 또는 외측의, X 좌표의 마커 및 Y 좌표의 마커가 패널상에 프린팅될 수 있으며; 패턴 내측의 단일 마커 또한 가능하다.
마커를 갖는 기판의 영역은, 마커와 연관되는 피처들이 사전설정된 특정상황내에 있는지를 결정하기 위해 검사될 수 있다. 검사될 수 있는 예시적 특징들로는, 피처들의 배치, 이미지 콘트라스트, 이미지 로그 슬로프(image log slope), 임계 치수 균일성, 아웃 오브 포커스 거동(out of focus behavior) 또는 몇몇 다른 특징들이 포함되나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
Ⅴ. 예시적 장점들
본 발명의 예시적 장점들로는 이들로 제한되는 것은 아니지만, 다음의 것들이 포함될 수 있다.
· 비트 오차로 인해 사전설정된 특정상황내에 있지 않은 제품들이 식별될 수 있어 고객에게 전달되지 않으며; 또한 (동일하거나 동일하지 않은) 다수의 제품들이 동일한 기판상에 프린팅된다면, 누구나 양호한 제품과 불량품을 구분할 수 있기 때문에 고객에 대한 양품률이 높음.
· 1이상의 마커들이 기판상에 프린팅되어 잠재적인 문제 영역들을 표시하기 때문에, 진단이 보다 용이함.
· 데이터 경로내의 비트 오차들이 검출 및 식별될 수 있기 때문에 고객에게 보다 높은 신뢰성을 줌.
Ⅵ. 결론
본 발명의 다양한 실시예들에 대해 상술하였으나, 그들은 예시에 지나지 않으며 제한의 의도는 없다는 것을 이해해야 한다. 당업자라면, 본 발명의 기술적사상 및 범위를 벗어나지 않는 형태 및 세부사항에 있어서의 다양한 변화들이 이루어질 수 있다는 것을 명백히 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 상술된 실시예에 의해 제한되어서는 안되며, 후속 청구항 및 그들의 균등물에 따라서만 한정되어야 한다.
설명부는 청구항을 해석하는데에 주로 사용되어야 한다는 것을 이해하여야 한다. 설명부는 본 발명인(들)에 의해 구현된 것으로서 1이상의 실시예들을 나열하고 있으나 그들 모두를 개시하고 있지는 않으며, 따라서 본 발명 및 후속 청구항을 어떠한 방식으로든 제한하려는 의도는 없다.
본 발명에 따르면, 데이터 경로에 비트 오차가 존재하는지를 검출하는 방법 및 시스템을 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판상에 오류를 표시하는 방법에 있어서,
    (a) 데이터가 1이상의 의구성 있는 비트를 포함하는지의 여부를 결정하는 단계;
    (b) 상기 데이터를 이용하여 패턴 생성기를 제어하는 단계;
    (c) 상기 패턴 생성기를 사용하여 방사선 빔을 패터닝하는 단계;
    (d) 상기 패터닝된 방사선 빔의 피처들을 기판의 타겟부상으로 투영하는 단계;
    (e) 단계 (a)에서 결정되는 것으로서, 1이상의 의구성 있는 비트와 대응되는 타겟부들을 표시하는 상기 기판상에 패터닝된 빔의 1이상의 마커들을 투영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (a)는 오차 검출 알고리즘을 사용하여 상기 데이터가 1이상의 의구성 있는 비트를 포함하는지의 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (a)는 오차 기준(error criterion)을 상기 데이터와 비교하는 단 계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오차 기준은,
    디지털 바이너리 수의 1이상의 극소수수의(least significant) 비트들이 1인 경우 1이상의 의구성 있는 비트가 존재하지 않는지를 결정하는 단계; 및
    상기 디지털 바이너리 수의 1이상의 대부분의(most significant) 비트들이 1인 경우 1이상의 의구성 있는 비트가 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 오차 기준을 수동으로 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 평판 디스플레이를 포함하고, 상기 마커는 상기 1이상의 의구성 있는 비트에 대응되는 평판 디스플레이의 패널 중 1이상의 의구성 있는 부분의 좌표로서 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마커와 연관된 피처들이 사전설정된 특정상황(specifications)내에 있는지를 결정하기 위해 상기 마커를 포함하는 상기 기판이 영역들을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    (d) 및 (e) 단계에서, 상기 기판은 반도체기판, 평판 디스플레이 기판 및 폴리머기판 중 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 시스템에 있어서,
    데이터는 1이상의 의구성 있는 비트를 포함하는지의 여부를 검사하고 의구성 있는 비트 정보를 생성시키는 제어 모듈;
    방사선 빔을 패터닝하는 패턴 생성기로서, 상기 데이터 및 상기 의구성 있는 비트 정보가 상기 패턴 생성기를 제어하는데 사용되는, 상기 패턴 생성기; 및
    상기 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 데이터 및 상기 1이상의 의구성 있는 비트와 관련된 모든 의구성 있는 비트 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 데이터 및 모든 의구성 있는 비트 정보를 상기 패턴 생성기로 보내는 래스터라이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 패터닝된 빔은,
    상기 데이터와 연관된 패턴; 및
    상기 패턴과 연관된, 상기 의구성 있는 비트 정보와 연관된 1이상의 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 데이터내에 1이상의 의구성 있는 비트가 존재하는지를 결정하기 위해 상기 데이터에 대한 오차 기준을 포함하는 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 오차 기준을 입력하기 위한 입력장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 1이상의 마커는 상기 1이상의 의구성 있는 비트의 상기 기판상에서의 좌표로서 작용하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 연관된 패턴이 사전설정된 특정상황내에 있는지를 결정하기 위하여 상기 마커에 의해 마킹되는 상기 기판의 잠재적인 문제 영역들을 검사하는 검사 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 기판은 반도체기판, 유리기판 및 폴리머기판 중 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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