KR100734587B1 - 리소그래피 장치, 디바이스 제조방법, 및 그에 의해제조되는 디바이스 - Google Patents

Abstract

기판처리장치는 방사선 투영빔을 공급하는 조명시스템, 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이, 및 상기 패터닝된 빔을 기판의 타겟부를 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 포함한다. 또한, 처리장치는 기판의 1이상의 끊어지지 않은 길이부를 출력하도록 구성된 기판공급부, 및 상기 투영시스템이 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 따르는 타겟부들의 시리즈상으로 패터닝된 빔을 투영할 수 있도록, 기판공급부로부터 그리고 투영시스템을 지나 기판의 각각의 출력되는 끊어지지 않은 길이부를 운반하도록 구성되는 기판운반시스템을 포함한다.

Description

리소그래피 장치, 디바이스 제조방법, 및 그에 의해 제조되는 디바이스{LITHOGRAPHIC APPARATUS, DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURED THEREBY}

본 명세서에 채용되어 그 일부를 형성하는 첨부도면들은 본 발명을 예시하며, 나아가 설명부와 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 하며, 당업자들이 본 발명을 구성 및 사용할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 포함하는 기판처리장치를 나타낸 도;

도 2는 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 나타낸 도;

도 3은 본 발명의 실시예들에 사용하기에 적합한 기판 롤을 나타낸 도;

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리시스템을 나타낸 도;

도 5 및 6은 각각 본 발명을 채용한 기판처리장치 일부의 평면도 및 측면도;

도 7 및 8은 각각 본 발명을 채용한 또 다른 기판처리장치의 평면도 및 측면도;

도 9는 본 발명을 채용한 또 다른 기판처리장치를 나타낸 도;

도 10은 본 발명을 채용한 또 다른 기판처리장치를 나타낸 도;

도 11a 내지 11d는 본 발명을 채용한 추가 기판처리장치를 나타낸 도이다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 설명할 것이다. 도면에서, 같은 참조부호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 지칭할 수 있다.

본 발명은 리소그래피 장치를 포함하는 기판 처리장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판(예를 들어, 워크피스, 대상물, 디스플레이 등)의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적회로(IC), 평판 디스플레이 및 여타 미세 구조체 관련 디바이스들의 제조시에 사용될 수 있다. 종래 리소그래피 장치에서, 대안적으로는 마스크 또는 레티클이라 지칭되는 패터닝수단이 IC(또는 여타 디바이스)의 개별층에 대응하는 회로 패턴을 생성시키는데 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선감응재(예를 들어, 레지스트) 층을 가지는 기판(예를 들어, 실리콘웨이퍼 또는 유리판)상의 (예를 들어, 다이의 일부, 또는 하나 또는 수개의 다이를 포함하는) 타겟부상에 묘화(imaging)될 수 있다. 패터닝수단은, 마스크 대신에 회로 패턴을 생성하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 포함할 수도 있다.

일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 전체패턴을 한번에 타겟부상에 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 스테퍼, 및 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 스캐너를 포함한다.

매우 다양한 디바이스들의 생상에 있어 프로세스 기판들을 배칭(batch)하는 것에 대해 알려져 있다. 예를 들어, 패널 디스플레이(FPD)의 제조에 있어, 마스크-기반의 노광 툴(즉, 고정되고, 프로그램가능하지 않은 패터닝장치를 포함하는 리소그래피 툴)을 사용하는 방법 및 단일 기판상에서 노광을 수행하는 방법이 알려져 있다. 통상적으로, FPD 디바이스 구조를 조성하기 위해서는 추가적인 노광전 및 노광후 처리 단계들과 더불어 다수의 노광 단계들이 필요하며, 각 단계는 각각의 그리고 별도의 처리 툴에 의해 수행된다. 각 툴에서, 기판은 각각의 지지 스테이지에 의해 지지되고, 패치 처리는 다수의 핸들링 단계들, 즉 일련의 지지 스테이지들로 기판을 전달하는 단계, 각각의 처리 단계가 완료된 후에 각각의 지지 스테이지로부터 기판을 수집하는 단계, 및 상기 기판 툴들 사이에서 기판을 이송시키는 단계가 필요하다. 이것은, 기판을 처리하기 위한 TACT(Turn Around Cycle Time)의 단지 65% 정도만이 "유용한" 노광 시간이었으며, 나머지는 이송, 핸들링 및 메트롤로지에 소모된 시간이었다는 것을 의미한다. 별도 툴들의 사용 및 로딩, 언로딩 및 툴간의 이송을 위한 복잡한 핸들링 시스템에 대한 필요성은 또한 대형 제조 설비들을 필요로 한다.

따라서, 상술된 문제들을 제거 또는 완화시키는 시스템 및 방법이 필요하다.

일 실시예에 따르면, 방사선 투영빔을 공급하는 조명시스템, 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 역할을 하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이, 및 상기 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 구비한 기판처리장치가 제공된다. 상기 기판처리장치는, 기판의 끊어지지 않은(unbroken)(즉, 연속적이고 중단되지 않은) 1이상이 길이부를 출력하도록 구성된 기판공급부, 및 투영시스템이 상기 또는 각각의 끊어지지 않은 기판의 길이부를 따라 일련의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영할 수 있도록, 상기 또는 각각의 출력된 기판의 끊어지지 않은 길이부를 기판의 공급부로부터 그리고 투영시스템을 지나게 운반하도록 구성된 기판운반시스템을 더 포함할 수 있다.

상기 또는 각각의 끊어지지 않은 기판의 길이부는 "연속적 길이부"나, "중단되지 않은 길이부", 또는 "개별 길이부"라고도 지칭될 수 있으며, 따라서 본 명세서의 나머지 부분에 걸쳐 이러한 용어들이 해석되어야 한다는 것을 이해해야 한다.

추가 실시예에 따르면, 기판운반시스템은 기판공급부로부터 그리고 투영시스템을 지나도록 연속적으로 기판의 상기 또는 각각의 출력된 끊어지지 않은 길이부를 운반하도록 구성된다(즉, 그것은 공급부로부터 투영시스템을 지나도록 끊어지지 않은 방식으로 각각의 개별 길이부를 운반한다). 다시 말해, 중단없이 투영시스템을 지나도록 점진적으로 길이부(들)을 이동시켜, 원활하고 연속적인 피딩(feed)을 제공하도록 구성될 수 있다. 운반시스템은 선형 경로를 따라 상기 또는 각각의 길이부를 이송시킨다.

특정 실시예에서, 기판의 연속적인 길이부는 롤(roll)로부터 제공된다. 즉, 기판공급부는 초기에는 기판의 롤을 포함(예를 들어, 유지 또는 저장)하며, 상기 롤은 연속적인 길이부를 포함한다. 상기 기판공급부는 상기 롤로부터 연속적인 길이부를 출력하도록 구성된다. 롤에 제공될 수 있기 위해, 기판의 재료는, 가령 열화없이 공급 릴(reel) 주위에 감길 수 있도록 충분히 유연해야 한다. 특정 실시예들에서는, 만일 재료가 충분히 얇은 시트나, 밴드, 또는 리본의 형태로 이루어진다면 롤링된 기판이, 유리/실리콘과 같은 통상적으로 유연하지 않은 것으로 생각되는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서는, 공급부가 105㎛ 두께의 유리 기판이 감기며, 최소 감김 두께가 30mm인 릴을 포함한다.

롤로부터 연속적으로 기판을 공급함으로써, 배치 처리와 비교하여 보다 큰 스루풋이 얻어질 수 있다. 노광된 기판은 여타 처리 스테이지들로의 이송을 위해 또 다른 릴(테이크-업 릴)상에 수집되거나, 대안적으로는 포괄적인(comprehensive) 인-라인 처리를 제공하기 위해 다수의 스테이지가 연속하여 구성될 수도 있다. 이는, 생산률을 향상시키고 진행중의 작업으로서 묶여 있는 기판 영역을 저감시키는 것 이외에 전체적으로 제조시스템에 필요한 영역을 크게 저감시켜 준다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 롤 대 롤 프린팅(roll to roll "printing")(즉, 패터닝)을 제공할 수 있다. 특정 예시에서의 기판들은 플라스틱(예를 들어, 유기 시트)또는 유리의 롤일 수 있으며, 적절한 피드-스로우 장치(feed-through arrangement)를 통해 리소그래피 스테이지(들)로 그리고 상기 리소그래피 스테이지(들)을 통해 연속적으로 공급될 수 있다.

사용될 경우, 기판의 롤은 기판의 인접한 층들 사이에 배치되는 구분 재료층 (the layer of separating material)을 포함할 수 있다. 이러한 예시에서, 상기 장치는 출력된 기판이 투영시스템을 지나 전달되기 이전에 출력된 기판으로부터 구분 재료층을 구분하는 구분시스템을 더 포함할 수 있다.

기판의 매우 긴 연속적인(즉, 중단되지 않은) 길이부들은 이전의 배치 처리시스템과 비교하여 처리될 수 있다. 예를 들어, 출력된 기판의 연속적인 길이부는 실질적으로 균일한 폭 및 상기 폭보다 5배이상 큰 길이를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 길이:폭의 비는, 예를 들어 10:1이나 20:1, 또는 40:1 이상으로 훨씬 더 클 수 있다. 하지만, 보다 작은 길이:폭의 비 또한 가능하다. 예를 들어, 특정 실시예에서는, 롤로부터 기판을 출력하는 기판공급부 대신에, (예를 들어, 스택 또는 몇몇 다른 장치에서) 복수의 별도의 편평한 기판 시트들을 초기에 유지할 수 있다. 이들 개별 시트들은 길 수도 있으나, 특정 실시예들에서는 각각의 시트가 1:1 또는 심지어 그보다 작은 길이:폭의 비를 가질 수 있다. 이러한 공급으로, 운반수단들은 별도의 기판 길이부들을 리소그래피 장치에 일정한(정규적인) 스트림 또는 시리즈로 공급하도록 구성될 수 있다. 시리즈내의 연속하는 시트들간의 갭 또는 간격들은 스루풋을 최소화시키기 위하여 가능한 한 작게 유지될 수 있다. 예를 들어, 상기 갭들은 기판 길이의 10%나 5%, 또는 2%, 심지어 그보다 작을 수도 있다. 어떠한 길의 기판들도 본 발명이 채용한 장치 및 장법에 의해 처리될 수 있다. 특정 실시예들은 길이가 2000mm 이상인 기판들을 처리할 수 있다. 따라서, 기판공급부는 기판의 개별적인 끊어지지 않은 복수의 길이부들을 출력하도록 구성될 수 있으며, 기판운반시스템은 기판공급부로부터 그리고 투영시스템을 지나도록 기판의 출력된 끊어 지지 않은 복수의 길이부들을 시리즈로 운반하도록 구성될 수 있다. 상기 시리즈는 실질적으로 연속적일 수 있다.

실시예들에서, 리소그래피 장치는 기판의 연속적인 길이부(들)상의 정렬 마크들을 검출하도록 구성된 검출시스템을 더 포함한다. 검출시스템은 기판의 연속적인 길이부를 따라 연장되는 2행 이상의 정렬마크들을 검출하도록 구성될 수 있다. 특정 예시에서, 검출시스템은 정렬마크를 검출하는데 응답하여 검출신호를 출력하도록 구성되고, 상기 리소그래피 장치는 제어가능한 요소들의 어레이로 제어신호를 제공하도록 구성되는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 검출신호를 수신하고 상기 검출신호에 따라 상기 제어신호를 결정하도록 구성된다(예를 들어, 제어기는 검출신호에 따라 제어신호를 조정 또는 적합하게 만들 수 있다). 검출시스템 및 정렬마크들의 적절한 구성에 의해, 상기 장치는 기판이 따라서 이동하고 있을 때 기판의 열적 팽창 및 수축과 같은 왜곡들을 검출한 다음, 제어가능한 요소들의 어레이(들)의 제어를 조정하여 투영되는 패턴이 기판 표면에 정확히 기록되도록 한다. 상기 시스템은 투영되는 빔 패턴의 위치설정에 있어서의 오차를 야기할 수도 있는 팩터들에 대해 적합하게 이루어질 수 있고, 나아가 이러한 보정들을 리소그래피 장치를 통한 기판의 이동(피딩)을 중단시키지 않고 수행될 수 있다.

상기 검출시스템은 정렬마크들의 검출에 반응하여 검출신호를 출력하도록 구성될 수 있으며, 상기 장치는 또한 검출신호를 수신하고 상기 검출신호에 따라 기판운반시스템을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 상기 제어기는 기판의 연속적인 길이부가 검출신호에 따라 투영시스템을 지나 운반되는 속도를 조정하기 위해 기판운반시스템을 제어하도록 구성될 수 있다.

실시예들에 있어서, 상기 장치는, 길이부가 투영시스템을 지나 이동되는 동안 기판의 연속적인 길이부상으로 패터닝된 빔이 투영되도록 기판운반시스템 및 리소그래피 장치를 제어하도록 구성된 제어시스템을 더 포함한다.

그것은 또한, 투영시스템으로부터 패터닝된 빔에 대해 노광되는 기판의 적어도 일 부분을 지지하도록 구성된 기판지지부를 더 포함할 수 있다.

기판운반시스템은 기판의 연속적인 길이부(들)의 표면과 맞물리도록 구성된 1이상의 롤러, 및 상기 롤러를 회전시키도록 구성된 구동시스템을 포함할 수 있다.

상기 장치는, 길이부가 투영시스템을 지나 운반된 후에 기판의 연속적인 길이부(들)을 취(take up)하도록 구성된 릴을 더 포함할 수 있다.

실시예들에서, 장치는 기판의 연속적인 길이부상에서 추가적인 처리를 수행하기 위해 리소그래피 장치와 시리즈로 배치되는 1이상의 추가 기판 처리 스테이지를 더 포함하며, 상기 운반시스템은 기판공급부로부터 그리고 1이상의 추가 스테이지를 통해 그리고 투영시스템을 지나 연속적으로 상기 길이부를 운반하도록 구성된다. 상기 추가 기판 처리 스테이지는 리소그래피 장치 이전에 기판을 콘디셔닝하도록 구성된 기판 콘디셔닝 스테이지를 포함할 수 있다. 대안적으로, 그것은 리소그래피 장치 이전에 정렬 마크들을 패턴을 기판에 적용하도록 구성되는 마킹 스테이지를 포함할 수 있다.

추가 처리 스테이지들의 예시로는 (투영시스템 이전에) 기판에 레지스트를 적용하고 및/또는 (투영시스템 이후에) 노광된 레지스트를 현상하도록 구성된 "트 랙"이 있으며, 기판의 영구적인 변형이 일어나는(즉, 변형 단계는 패터닝된 빔의 레지스트상으로의 투영에 의해 생성되는 마스크를 사용함) 처리 단계(변형 단계), 및 상기 "변형" 단계후에 레지스트가 기판으로부터 벗겨져 그 위에 일 잉여 디바이스 층을 가지고 기판을 "청정"하게 남겨두도록 하는 단계가 있다.

특정 실시예들은, 베어(bare)(즉, 빈(empty)) 단계로부터, 예를 들어 디스플레이 등에서 조립을 위해 여러 피스로 커팅될 수 있는 "완전한" 반제품 상태로 기판을 집합적으로 처리하는 1이상의 노광 단계를 포함하는 다수의 처리 단계들을 포함하여 이루어진다. 다중-프로세스 실시예들은 또한, 여타 디바이스들을 위한 캐리어와 같이 유연한 기판들로서 커팅 및 사용될 수 있는 처리된 기판의 길이부들을 생성시킬 수 있다.

추가 실시예에 따르면, 기판공급부를 제공하는 단계, 상기 공급부로부터 기판의 끊어지지 않은(연속적인) 1이상의 길이부를 출력하는 단계, 조명시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계, 투영시스템을 제공하여 상기 패터닝된 빔을 투영하는 단계, 상기 기판공급부로부터 그리고 상기 투영시스템을 지나 기판의 상기 또는 각각의 출력된 끊어지지 않은 길이부를 운반하는 단계, 및 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판의 상기 또는 각각의 끊어지지 않은 길이부를 따라 일련의 타겟부들상으로 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

특정 실시예들에서, 기판공급부를 제공하는 단계는 롤상에 기판의 연속적인 길이부를 제공하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 제조되는 디바이스가 FPD인 경우 기판은 유리일 수 있다.

상기 방법은 패터닝된 빔에 대한 노광후에 롤상의 기판의 길이부(들)을 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다.

대안적으로, 공급 및 운반수단은 리소그래피 장치를 지나 (그들의 폭과 상이한 길이부들 또는 그들의 폭들과 동일한 길이부들을 가질 수 있는) 기판의 연속적인 스트립을 공급하도록 구성될 수 있다. 따라서, 특정 실시예들은, 매우 긴 기판들 보다는, 보다 제한된 길이의 일련의 기판들의 형태로 "연속적인" 기판공급부를 제공할 수 있다.

추가적으로, 또는 대안적으로, 상기 방법은 1이상의 추가 처리 스테이지에서 기판의 상기 또는 각각의 길이부를 처리하는 단계, 및 기판공급부로부터 그리고 추가 처리 스테이지(들)을 통해, 그리고 투영시스템을 지나 기판의 출력된 길이부(들)을 연속적으로(즉, 중단 또는 멈춤없이, 그리고 일 핸들링 디바이스로부터 또 다른 디바이스로 이송할 필요없이) 운반하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 추가적인 단계들은 투영시스템 이전 및/또는 이후에 구성될 수 있다(즉, 그들은 리소그래피 스테이지 이전 및/또는 이후에 시리즈로 배치될 수 있다).

본 발명의 추가 실시예, 특징 및 장점들과 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동에 대해서는 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 후술될 것이다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 사용에 대하여 언급하였으나, 본 명세서에서 기술된 리소그래피 장치는 DNA 칩들, MEMS(micro- electromechanical system), MOEMS(micro-optical-electromechanical system), 집적 광학시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출패턴, 평판 디스플레이, 박막 자기 헤드, 마이크로 및 매크로 유체 디바이스 등의 제조 등과 같은 여타의 응용례를 가짐을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 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 채택되는 "개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이"라는 용어는, 원하는 패턴이 기판의 타겟부내에 형성될 수 있도록 입사 방사선 빔에 패터닝된 단면을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 본 명세서에서 "광 밸브(light valve)" 및 "공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM)" 용어로도 사용될 수 있다. 이하, 이러한 패터닝 수단의 예시에 대해 개시된다.

프로그래밍가능한 거울 어레이는 점탄성 제어층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면(matrix-addressable surface)을 포함할 수 있다. 이러한 장치의 기본 원리는, 예를 들어 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다.

적절한 공간 필터를 사용하면, 필터는 회절광을 필터링하여, 비회절광이 남게해 기판에 도달할 수 있도록 한다. 이러한 방식으로, 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 대안례로서, 반사된 빔으로부터 비회절광이 필터링되어, 회절광을 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.

상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이는 1이상의 프로그래밍가능한 거울 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 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.

예를 들어, 피처들의 프리-바이어싱(pre-biasing), 광 근접성 보정 피처들, 위상 변화 기술 및 다중 노광 기술들이 사용되는 경우, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상에 "디스플레이된" 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 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상에 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 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상의 패턴 및/또는 기판의 상대적인 위치가 변경된다.

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 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 수 있다.

또한, 조명시스템은 방사선의 빔의 지향, 성형 또는 제어를 위한 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학 구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학 구성요소를 포괄할 수 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고도 언급될 수 있을 것이다.

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 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)에 기판을 침지시키는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피장치에서, 예를 들어 프로그래밍가능한 마스크(즉, 제어가능한 요소들의 어레이)와 투영시스템의 제1요소 사이 및/또는 투영시스템의 제1요소와 기판사이의 다른 공간들에 적용될 수도 있다. 침지 기술(immersion technique)은 투영시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 당업계 에 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.

리소그래피 투영장치

도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 장치는 방사선(예를 들어, UV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL)를 포함하는 리소그래피 투영장치(1)를 포함한다. 또한, 리소그래피 투영장치(1)는 투영빔에 패턴을 적용시키기위한 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)(예를 들어, 프로그래밍가능한 거울 어레이)를 포함한다. 일반적으로, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 위치는 아이템(13)(PL)에 대해 고정되지만, 그 대신 아이템(13)(PL)에 대해 그것을 정확히 위치설정하는 위치설정수단에 연결될 수도 있다. 리소그래피 투영장치(1)는 또한 기판(2)(예를 들어, 레지스트-코팅된 막, 시트, 밴드 또는 웹)을 지지하는 기판테이블(15) 및 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)에 의해 투영빔(PB)에 부여되는 패턴을 (예를 들어, 1이상의 다이를 포함하는) 기판(2)의 타겟부(C)상으로 묘화하는 투영시스템("렌즈")(13)(PL)을 포함한다. 투영시스템(13)은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)를 기판상에 묘화시킬 수 있다. 대안적으로, 투영시스템(13)은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 요소들이 셔터로서 작용하는 2차소스를 묘화시킬 수 있다. 투영시스템은 또한, 예를 들어 2차소스를 형성시키고 기판상에 마이크로스폿들을 묘화시키기 위해 마이크로 렌즈 어레이(MLA라 공지됨)를 포함할 수도 있다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (개별적으로 제어가능한 요소들의 반사형 어레이를 구비한) 반사형이다. 하지만, 상기 장치는, 예를 들어 투과형(즉, 개별적으로 제어가능한 요소들의 투과형을 구비함)일 수도 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 플라즈마 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어, 적절한 지향거울 및/또는 빔 익스펜더를 포함하는 빔 전달시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 여타의 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 상기 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요하다면 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 빔의 각도세기분포를 조정하는 조정수단(AD)을 포함한다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 여타 다양한 구성요소들을 포함한다. 일루미네이터(IL)는 그 단면에 필요한 균일성과 세기 분포를 가지는, 투영빔(PB)이라 칭하는 컨디셔닝된 방사선의 빔을 제공한다.

상기 투영빔(PB)는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)를 순차적으로 인터셉트한다. (빔이 컨디셔닝되는 것 이외에, 특정 실시예에서는 프로그래밍가능한 마스크(11)(PPM)의 개별 요소들에 대응되는 빔들의 어레이(매트릭스)로 나뉘어질 수 있다) 개별적으로 제어가능한 요소들이 어레이(11)(PPM)에 의해 반사된 빔(PB)은 투영시스템을(13)(PL) 통과하며, 상기 투영시스템은 상기 빔(PB)을 기판(2)의 타겟부(C)상에 포커싱한다. 기판운반시스템(4)의 도움으로, 빔(PB)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키기 위해 기판(2)이 정확하게 이동될 수 있다. 사용될 경우, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 위한 위치설정수단은, 예를 들어 스캔시 빔(PB)의 경로에 대해 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)의 위치를 정확하게 보정하는데 사용될 수 있다. 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)의 이동은, 예를 들어 장-행정 모듈(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 수 있는데, 도 1에는 이에 대한 것이 명확히 도시되어 있지는 않다. 투영빔은, 대안적 또는 추가적으로 이동가능한 한편, 개별적으로 제어가능한 요소들(11)(PPM)의 어레이는 고정된 위치를 가져, 요구되는 상대적인 이동을 제공할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 추가 대안예로서, 기판테이블 및 투영시스템의 위치가 고정될 수 있다. 설명된 예시에서, 기판은 기판테이블에 대해 상대적으로 이동되도록 구성된다. 예를 들어, 기판운반시스템(4)은 테이블/지지부(15)에 걸쳐 실질적으로 일정한 속도로 기판을 스캐닝하도록 구성될 수 있다.

본 명세서에는 본 발명에 따른 처리장치의 리소그래피 장치가 기판상의 레지 스트를 노광하기 위해 이루어진 것으로 서술되었으나, 본 발명은 이러한 용도로 제한되지 않으며 상기 리소그래피 장치는 레지스트없는 리소그래피(resistless lithography)에서 사용하기 위한 패터닝된 빔(110)을 투영하는데 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.

기술된 장치는 다음의 바람직한 4가지 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드: 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이는 한번에 타겟부(C)상으로 투영되는 투영빔에 전체 패턴을 부여한다(즉, 단일 정적 노광). 기판(2)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있는 Y방향으로 시프팅된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광에서 묘화되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드: 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)는 v의 속도로 주어진 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)에 걸쳐 스캐닝하도록 이루어진다. 이와 함께, 기판(2)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동되며, 여기서 M은 렌즈(PL)의 배율이다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광에서의 타겟부의 (비-스캐닝방향으로의) 폭을 제한하는 한편, 스캐닝 움직임의 길이는 타겟부의 (스캐닝방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 펄스모드: 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)는 기본적으로 정지상태로 유지되며 전체 패턴은 펄스 방사선 소스를 사용하여 기판의 타겟부(C)상에 투영된다. 기판(2)은 투영빔(PB)이 기판(2)을 따르는 라인을 스캐닝할 수 있도록 기본적으로 일정한 속도로 이동된다. 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레 이(11)(PPM)상의 패턴은 방사선시스템(102)의 펄스들 사이에서 필요에 따라 업데이트되고, 후속하는 타겟부(120)가 기판상의 요구되는 장소에서 노광되도록 펄스들이 시간조정된다(timed).

4. 연속스캔모드: 실질적으로 일정한 방사선 소스(102)가 사용되고, 투영빔이 기판을 가로질러 스캔하고 그를 노광시킴에 따라 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)(PPM)상의 패턴이 업데이트되는 것을 제외하고는 본질적으로 펄스모드와 동일하다.

5. 픽셀 격자 묘화 모드: 기판(2)상에 형성되는 패턴은 어레이(11)상으로 지향되는 스폿들의 후속 노광에 의하여 실현된다. 기판(2)상에서 스폿들은 실질적으로 격자로 프린팅된다. 일 예시에서, 스폿의 크기는 프린팅된 픽셀 격자의 피치보다 크지만, 노광 스폿 격자보다 훨씬 더 작다. 프린팅된 스폿들의 세기를 변화시킴으로써, 패턴이 실현된다. 노광 플래시들 사이에서, 스폿들에 걸친 세기 분포는 변화된다.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들이 채용할 수도 있다.

따라서, 도 1에 도시된 기판처리장치는 방사선 투영빔(PB)을 공급하도록 구성된 일루미네이터 시스템(10)을 구비한 리소그래피 장치(1)를 포함한다. 투영빔(PB)은, 빔 스플리터(12)를 거쳐 투영빔의 단면에 원하는 패턴을 부여하도록 프로그래밍가능한 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(11)로 지향된다. 프로그래밍가능한 패터닝장치(11)로부터의 패터닝된 빔은 다시 본 예시에서의 스플리터(12)의 빔을 거쳐 투영시스템(13)으로 지향되며, 상기 투영시스템은 기판(2)의 타겟부(200)상에 패터닝된 빔(14)을 투영시킨다. 이 예시에서, 상기 장치는 또한, 투영시스템(13)에 대해 위치되고 연속적인(즉, 중단되지 않은) 길이부의 형태로 기판(2)을 출력하도록 구성되는 기판공급부(3)를 포함한다. 본 예시에서의 기판은 밴드, 리본, 테이프 또는 웹으로서 설명될 수도 있는 유연한 시트의 형태로 되어 있다. 예를 들어, 기판공급부(3)는 유연한 기판의 롤을 포함할 수 있다. 따라서, 기판공급부는 리소그래피 장치로의 전달을 위해 사전-제조된 기판의 스톡(stock)을 포함할 수 있다. 여타 실시예에서는, 사전-제조된 기판의 공급을 포함하기 보다, 기판공급부 자체가 적절한 형태의 기판을 제조 및 출력하도록 구성될 수 있다.

또한, 기판처리장치는 투영시스템(13)이 기판(2)을 따르는 일련의 타겟부들상으로 패터닝된 빔(14)을 투영할 수 있도록, 기판공급부(3)로부터 그리고 투영시스템(13)을 지나 연속적으로 출력되는 기판(2)을 운반하도록 구성되는 기판운반시스템(4)을 포함한다. 이 예시에서, 기판운반시스템(4)은, 기판(2) 아래에 배치되는 복수의 피동 지지롤러(40) 및 기판(2)의 상부면과 맞물리고 그것을 도면에서 화살표로 표시된 방향으로 구성시키도록 구성된 복수의 구동 롤러(41)를 포함한다. 투영시스템(13)으로부터의 패터닝된 빔(14)에 대해 노광되는 기판 표면의 부분은 다양한 형태를 취할 수 있는 기판지지부(15)에 의해 지지된다. 예를 들어, 그것은, 기판(2)의 타겟부가 직접적으로 접촉하게 되어 있는 강성의, 고정된 상부지지면을 포함할 수 있다. 또한, 그것은, 기판(2)의 지지부가 타겟부의 토포그래피를 제어하도록 조정하여 패터닝된 빔이 그것의 전 범위에 걸쳐 정확하게 포커싱되도록 하는 1이상의 이동가능한 또는 변형가능한 부재를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 지지부(15)는 노광(즉, 패터닝)되고 있을 때 기판(2)을 지지하기 위한 유체(예를 들어, 가스) 쿠션을 제공하는 수단을 포함할 수 있다.

이 예시에서, 처리장치는 또한, 리소그래피 장치(1)에 의해 처리되는 기판(2)을 수집하기 위해 회전되는 테이크-업 스풀(take-up spool:5)을 포함한다. 따라서, 도시된 장치는, 이송된 다음 또 다른 기판 처리 스테이지, 예를 들어 패터닝된 빔에 대해 노광된 기판상의 감광성 재료를 현상하기 위한 디벨로퍼 스테이지로 패터닝된 기판을 공급하는데 사용될 수 있는 패터닝된 기파의 롤(50)을 생성시킨다.

도 1은 구동 및 피동 롤러를 포함하는 운반시스템을 도시하고 있으나, 이것은 예시에 지나지 않으며 여타 많은 형태의 운반시스템(즉, 기판이송기구)가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 운반시스템은 진공이송벨트 또는 기판(2)의 저부측상에서의 기계적인 클램핑을 위한 수단을 포함할 수 있다. 여타 기구들은 당업자들에게 잘 알려져 있다.

도 1은 단일의 프로그래밍가능한 패터닝장치(11)를 도시하고 있으나, 리소그래피 장치는 이러한 다수의 패터닝장치를 포함하며, 각각의 패터닝장치는 각 투영시스템(13)에 의한 기판(2)의 타겟면상으로의 투영을 위해 각각의 패터닝된 빔을 제공한다는 것을 이해해야 한다. 각각의 패터닝장치(11) 및 그것과 연관된 투영시스템(13)은 광학 엔진이라 기술될 수 있으며, 엔진들은 그들이 그것의 폭을 가로질러 연장되는 기판(2)의 영역을 집합적으로 노광시키도록 구성될 수 있다.

이하 도 2를 참조하면, 기판공급부(3)는 롤(31) 형태의 기판 막의 긴 길이부 를 포함한다. 이 예시에서, 상기 롤(31)은 공급 릴(30)상에 감긴다. 연속적 기판이송시스템이라 기술될 수도 있는 기판운반시스템(도면에는 도시 안됨)은 롤(31)로부터 기판의 막을 추출하여 리소그래피 스테이지를 통해 기판(2)을 피딩하도록 구성된다. 이것은, 이동 기판(2)의 표면상으로 패터닝된 방사선 빔(14)을 지향하도록 구성되는 리소그래피 장치(1)를 지나 기판을 피딩하는 단계와 관련되어 있다. 빔상의 패턴은 프레임(16)에 의해 지지되는 프로그래밍가능한 빔 패터닝장치(11)에 의해 제어된다. 프로그래밍가능한 장치(11)는 프로그래밍가능한 콘트라스트 장치라고 지칭될 수도 있다. 패터닝된 방사선 빔(14)은 기판의 표면으로 전달되는 노광 광이다. 또한, 리소그래피 장치(1)의 프레임(16)은 정렬마크들 및/또는 그 아래를 지나는 기판(2) 표면의 토포그래피를 검출하도록 구성되는 센서시스템(17)을 지탱한다(carry). 적절한 제어수단(도면에는 도시 안됨)은 센서시스템(17)으로부터의 신호(들)를 수신하고 그에 따라 패터닝장치(11)를 제어하도록 구성된다. 본 예시에서의 리소그래피 장치(1)는 또한 기판(2)을 지지하는 고정된 가이딩 베드(15)를 포함한다. 이 가이딩 베드(15)는, 예를 들어 연속적인 기판(2)이 베드(15) 위를 지날 때 부유하는(float) 공기 쿠션을 제공할 수 있으며, 또한 진공 프리텐션 시스템(vacuum pretension system)을 포함할 수도 있다. 이러한 시스템에서, 가이딩 표면 위에는 기류(airflow)가 제공되지만, 일부 진공 영역들 또한 제공되어, 기판상의 부하(그렇지 않으면, 공기 베어링에 의해 지지됨)를 제공할 수 있다. 이 부하는 가이딩 표면을 향하여 작용하며, 따라서 시스템은 공칭 Z 방향(즉, 가이딩 표면에 대해 수직함)으로 기판의 안정적인 제어를 제공할 수 있다. 기판이 별도로 핸들링 및 노광되는 기존 배치 처리시스템과 비교하여, 도 2에 개략적으로 도시된 장치는, 노광 툴(즉, 리소그래피 장치(1))가 현저히 더 작은 풋프린트를 가질 수 있으며, 기판 스테이지 및 로더/언로더가 필요하지 않아 더욱 적은 비용이 드는 장점을 제공한다는 것을 이해해야 한다. 롤로부터 기판 막의 형태로 노광 툴에 기판을 공급함으로써, 배치 처리와 비교하여 (m²/s의 관점에서) 기판 처리의 속도가 보다 빨라질 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 장치는 마스크 없는 리소그래피 시스템을 포함하고, 기판(2)은 움직임의 반전이나 스텝을 갖지 않고 단일 이송방향으로 리소그래피 장치(1)를 통해 피딩될 수 있다. 리소그래피 장치(1)는, 패터닝장치(11)의 적절한 제어에 의해 필름 기판들의 연속적인 노광을 제공할 수 있다. 몇몇 생산 기계들은 전체적인 인-라인 프로세스를 제공하기 위하여 서로에 대해 연결될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 대안적으로, 기판 롤은 기계에서 처리된 다음 감겨져서 또 다른 생산 툴/기계/스테이지로 이송될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의해 제공되는 일반적인 장점들은, 훨씬 더 높은 노광 스루풋이 달성가능하고, 제조 플랜트에서 프로세스중의 작업량(즉, 후속 처리 단계들을 기다리는, 몇몇 방식으로 저장되어 있는 어떠한 시간에서의 기판 영역의 양)이 현격히 감소되며, 현저히 더 작은 청정 룸/제조 영역들이 사용될 수 있도록 한다는 점이다.

상술된 바와 같이, 본 실시예들에서는, 기판이 롤상에 공급될 수 있다. 특정 적용들에 대해, 기판은 (예를 들어, 평판 디스플레이의 제조에 사용하기 위한) 유 리일 수 있다. 롤상에 이러한 기판 재료를 공급하는 능력은 기판의 두께에 달려 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 몇몇 응용례와 관련하여, 기판은 0.1mm 이하의 두께를 갖는 유리일 수 있다. 0.1mm 두께를 갖는 유리는 현재 30mm의 최소 벤딩 반경을 갖도록 생산될 수 있다. 따라서, 기판의 연속적인 길이부가 감겨지는 스풀의 크기는 기판 재료의 벤딩 특성에 적합하도록 선택된다.

도 3은, 본 발명의 실시예들에 사용하기에 적합한 기판 롤(31)을 매우 개략적인 형태로 도시하고 있다. 상기 롤에서, 기판(2)은 별도 재료의 길이부(즉, 스페이서(21))를 가지고 함께 감긴다(co-wound). 이 재료는, 예를 들어 적절한 포일일 수 있다. 따라서, 기판(2)의 후속 층들(또는 턴들)은 서로 직접 접촉하지 않는다; 그들은 스페이서(21)에 의해 분리된다. 통상적으로, 기판 롤(31)이 기판처리시스템에 구성되면, 기판(2)이 1이상의 처리 스테이지(예를 들어, 리소그래피 노광 스테이지)를 통해 피딩되기 이전에 별도의 층(21)이 기판(2)으로부터 제거된다(즉, 분리된다).

도 4를 참조하면, 이 도면은 본 발명을 구현하고 (LCD 및 여타 형태의) 평판 디스플레이(FPD) 장치의 제조시 기판을 처리하기에 적합한 인-라인 기판처리시스템을 도시하고 있다. 이 실시예에서, 기판(2)의 연속적인 길이부는 초기에는 롤(31)상으로 공급된다. 복수의 처리 스테이지(6a, 7a, 1a, 8a, 6b, 7b, 1b, 8b)는 인-라인으로 구성된다(즉, 시리즈로 구성되며, 서로에 대해 연결된다). 기판운반시스템(세부사항들이 도면에 도시되어 있지는 않음)은 다양한 처리 스테이지를 통해 차례로 릴(31)로부터 기판(2)을 운반하도록 구성된다. 각각의 처리 스테이지는 처리시 스템, 처리장치 또는 동등하게 기판처리 툴이라 지칭될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 이 예시에서, 처리스테이지(6a, 6b)는 제1 및 제2증착 스테이지를 형성하고(즉, 그들은 증착 처리 단계들을 수행하고), 처리 스테이지(7a, 7b)는 제1 및 제2코터이고, 스테이지(1a, 1b)는 제1 및 제2리소그래피 스테이지이며, 스테이지(8a, 8b)는 제1 및 제2디벨로퍼 스테이지이다. 증착 스테이지(6a, 6b)는 기판(2)상에 재료 층들을 증착시키고, CVD(chemical vapor deposition), PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition), 전기도금 및 당업계에서 알려진 여타 기술들과 같은 다양한 기술들 중 1이상을 활용할 수 있다. 기판 처리 기구의 상이한 스테이지들을 인-라인으로 배치함으로써, 전체 시스템의 풋프린트는 배치 처리시스템과 비교하여 현저하게 저감되고, 진행에 있어 작업의 양이 저감되며, 또한 배치 처리 시스템에 비해 기판 처리 속도가 크게 증가될 수 있다. 특정 실시예들에서, 기판운반시스템은 리소그래피(즉, 패터닝) 툴을 통한 기판의 연속적인(즉, 중단되지 않는) 움직임을 제공하도록 구성된다.

상기 시스템은 코터, 리소그래피 장치 및 디벨로퍼로서 기술되었으나, 이들은 예시에 지나지 않으며, 1이상의 리소그래피 툴들 이외의 장치에 다른 기능들을 수행하는 처리 스테이지들이 채용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

또한, 본 예시에서 기판(2)은 일 처리 툴로부터 다음 처리 툴까지 시리즈로 직접 공급되는 것으로 나타나 있으나, 대안실시예에서는, 기판은 일 처리 스테이지를 거친후 롤상에 감기고, 그런 다음 롤이 제조 플랜트내에서 1이상의 후속 툴들로 이송되는 것이 가능하다.

이하, 도 5 및 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 연속 기판(2)이 리소그래피 장치를 통해 적절하게 구성된 운반시스템에 의해 운반된다. 리소그래피 장치에서, 기판(2)은, 베이스(152) 및 기판이 공기 베어링상에서 지지되는 지지부재(151)를 포함하는 정치식(stationary) 지지테이블(15)에 의해 지지된다. 기판운반시스템은 제어된 속도로 회전되며, 기판과 맞물려 도 5의 큰 화살표로 나타낸 방향으로 그것을 전방쪽으로 제어가능하게 가압하는 구동 롤러(41)를 포함한다. 지지테이블(15)은, 리소그래피 장치(1)의 프레임(16)에 대해 X 또는 Y방향으로 이동되지 않는다는 점에서 정치식이다. 롤러(41)를 구동함으로써, 운반시스템은 지지테이블(15) 위에서 기판(2)을 운반하도록 구성된다.

기판(2)의 상부면에는 정렬마크(20)들의 패턴이 제공되며, 상기 패턴은 기판(2)의 길이부 위에서 분배된다. 이 예시에서, 정렬마크(20)들은 작은 스폿 또는 돗트들이다. 패턴은 기판 표면의 각 측방향을 따라 연장되는 정렬마크(20)의 제1 및 제2행(22)들을 포함한다. 이들 행(22)들은 서로 평행하며 리소그래피 장치에 의해 패터닝되는 기판(2) 영역(201)의 어느 한 측면상 및 외측에 배치된다. 테이블(15)에 의해 공기 베어링상에서 지지되는 기판(2) 부분의 상부에는 프레임(16)이 배치된다. 이 프레임(16)은 광학 엔진들의 어레이를 지지하며, 상기 어레이는 기판 폭의 실질적을 부분에 걸쳐 연장된다. 각각의 엔진은 개별적으로 제어가능한 요소들의 각각의 어레이를 포함하는 각각의 빔 패터닝장치를 포함한다. 따라서, 광학 엔진들의 어레이는 그것의 폭에 걸쳐 연장되는 기판(2)의 영역으로 패터닝된 방사선의 도즈를 전달한다. 패터닝된 도즈는 복수의 "이미지들"(각각의 이미지는 각각의 프로그래밍가능한 마스크 및 투영 광학기들로부터 나옴)로부터 형성되므로, 이미지들간의 정확한 스티칭(stitching)이 요구된다. 또한, 리소그래피 장치는 정렬 마크들의 행들을 지향시키는 검출시스템을 포함한다. 이 예시에서, 검출시스템은 패터닝된 빔에 대해 노광되는 기판(2) 영역의 전방 및 어느 한 측면상의 프레임(16)에 부착되는 마이크로스코프 카메라들인 2개의 정렬센서(18)들을 포함한다. 이들 마이크로스코프 카메라(18)들 각각은 개별 정렬마크(20)들을 검출하도록 구성되며, 따라서 기판(2)의 어느 한 측면상의 정렬 마크들의 행들을 모니터링하도록 구성된다. 상기 마이크로스코프 카메라(18)들은 타겟부 전방의 위치들에서 기판으로부터 반사된 광을 검출한다. 기판(2)을 적절히 마킹하고 마크들의 라인의 2개의 행(22)을 모니터링함으로써, 검출시스템은 도면의 X 및 Y방향으로의 기판(2) 이동의 지표(indication)를 제공할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 검출시스템이 적절히 구성된다면, 특정 실시예에 있을 때, 수직한, X방향으로의 기판(2) 변위의 지표를 제공하기 위하여 2개의 라인(22)들이 모니터링될 수 있다. (기판의 이미 생성된 패턴상에 패턴을 오버레잉하기 위하여 제1노광 단계나 또는 후속 노광 단계에서) 방사선 패턴이 기판(2)의 정확한 부분상에 투영될 수 있도록 하기 위해, 검출시스템으로부터의 신호(187)가 제어기(185)에 제공된다. 신호(187)는 투영시스템 프레임(16)에 대한 기판(2)의 위치 및/또는 이동을 나타낸다. 본 예시에서의 제어기(185)는, (적절한 제어신호(들)(186)에 의해) 프로그래밍가능한 빔 패터닝장치(11), 및 (롤러(41)를 위해 구동기구에 적용되는 제어신호(188)에 의해) 기판(2)이 투영시스템을 지나 피딩되는 속도 둘 모두를 제어한다. 따라서, 기판의 검출된 위치/이동에 따 라, 제어기(185)는 투영빔(들)에 적용되는 피딩 속도 및/또는 패턴(들)을 조정할 수 있다. 예를 들어, 검출시스템(18)이 X방향으로의 시프트가 발생한 지표를 제공한다면, 제어기(185)는 투영되는 패턴에 대응되는 시프트를 제공하기 위하여 빔 패터닝 및 투영시스템에서의 제어 요소들에 대한 제어신호들을 조정하는데 사용될 수 있다. 따라서, X방향으로의 시프트가 발생되는 경우에도, 패턴이 기판(2)의 정확한 부분으로 전달된다. 추가적 또는 대안적으로, 검출시스템으로부터의 신호(187)는 특정 시각에 기판(2)상으로 투영되는 방사선 패턴이 Y방향으로의 기판(2)의 현재 위치에 대해 적절해 지도록, 제어가능한 요소들로 보내지는 제어 데이터의 타이밍을 조정하는데 사용될 수 있다. 검출시스템은 Z 방향으로의 기판(2)의 회전을 검출하는데 사용될 수도 있으며, 기판운반시스템은 상기 회전에 대한 보정이 제어가능하도록 구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 대안적 또는 추가적으로, 빔 패터닝은 회전을 보상하도록 조정될 수 있다.

도 5 및 6에 도시된 장치는, 예를 들어 FPD 응용례에 대한 기판처리기술에 사용될 수 있으며, 패터닝장치 및 그와 연관된 투영시스템들이 적절히 구성된다면 매우 긴 기판의 길이부들이 1미크론 또는 그보다 훨씬 더 작은 정도의 분해능을 가지고 패터닝될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 도 5 및 6에 도시된 리소그래피 장치는, 평판 디스플레이와 같은 장치를 위해 완전하게 또는 부분적으로 처리된 기판의 연속적인 생산이 가능하도록 전체 기판처리시스템에 채용될 수 있는 마스크 없는 패터닝시스템으로서 기술될 수 있다.

특정 실시예에서, 기판처리시스템은 유연한 디스플레이(예를 들어, 유기 발 광 다이오드(OLED))의 생산에 사용될 수 있다. 따라서, 유연한 기판의 길고 연속적인 시트가 1이상의 처리시스템으로 이루어진 생산 라인을 통해 처리될 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 구현하는 기판처리시스템은 코팅, 묘화 및 현상 스테이지들의 조합, 심지어는, FPD 또는 여타 디바이스의 생산에 필요한 모든 프로세스 단계들을 갖는 완전한 생산 라인을 포함할 수 있다. 본 발명을 구현하는 기판처리 라인들은 기판의 생산, 특수 층들 또는 코팅들의 기판상으로의 부가와 연관된 단계들, 1이상의 패터닝 단계들, 및 에칭 및 주입(implantation) 등과 같은 패터닝된 마스크를 사용하는 처리 단계들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 생산 라인은 기존의 연속적인 기판들을 개별 섹션으로 커팅하는 단계 및 패키징(packaging)하는 단계와 같은 단계들을 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명을 구현하는 기판처리장치 및 방법들은 유연한 디스플레이의 생산 또는 제조에 대한 것으로 제한되지 않으며, "유연한" 기판상에 조정되는 어떠한 디바이스, 즉 열화없이 적절한 직경으로 된 스풀상으로 감길 수 있는 디바이스가 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 기판은, 적절한 형태로 이루어 진다면 유리(유리의 경우, 예를 들어 그것이 충분히 얇은 시트로 되어 있다면)와 같은 통상적으로 유연하지 않은 것으로 생각되는 재료로부터 형성될 수 있다. 본 발명을 구현하는 기판처리방법 및 장치는 기존의 배치 처리방법보다 빠르고 저렴한 생산 방법을 제공하며, 생산이 리소그래피 기술과 관련되어 있는 유연한 디스플레이의 대량 생산 및 여타 큰 면적의 디바이스들에 대한 특별한 응용례를 찾아준다.

도 5 및 6을 다시 참조하면, 본 예시에서 리소그래피 장치는 또한 레벨 및 포커스 센서를 포함한다. 센서로부터의 출력부는 투영된 방사선 패턴이 기판 표면상에 정확하게 포커싱되도록 빔 패터닝 및 투영시스템의 1이상의 구성요소들 및/또는 기판지지부를 제어하는데 사용될 수 있다.

이하, 도 7 및 8을 참조하면, 이들 도면은 본 발명을 구현하는 또 다른 기판처리장치의 부분을 나타내고 있다. 긴 기판(2)에는, 정렬마크들의 패턴이 제공되어 있으며, 상기 패턴은 개별적인 정렬마크(20)들의 3개의 행을 포함한다. 상기 행들은 평행하며, 행들(22) 중 둘은 기판(2)의 에지부를 따라 배치되는 한편, 중앙의 행(220)은 대체로 기판(2)의 중앙부를 따라 이어진다. 기판운반시스템은 프로그래밍가능한 빔 패터닝장치의 어레이(11) 및 그들과 관련된 빔 투영시스템을 지탱하는 프레임(16)을 지나 연속적인 기판(2)을 이송하도록 구성된다. 이 패터닝장치(11)의 어레이는 기판의 일 부분에 걸쳐 연장되며, 전체 부분에 걸쳐 그 사이에 갭 없이 기판의 패터닝이 가능하도록 구성된다. 정렬마크 검출시스템은 정렬마크(20)의 행들을 모니터링하도록 구성된다. 이 검출시스템은, 정렬마크들의 외측 행들을 모니터링하기 위해 프레임(16)과 관련하여 고정된 위치에 있는 고정된 디텍터(18) 및 중간 행(220)을 모니터링하기 위한 (본 예시에서 공칭 X방향으로 이동가능한) 이동가능 디텍터(180)를 포함한다.

또한, 기판(2)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 레벨 센서(19)들의 어레이가 프레임(16)에 부착된다. 이들 센서(19)는 (광학, 어쿠스틱 또는 여타 적절한 기술을 사용할 수 있는) 무접촉 거리 센서이다. 이들 센서(19)들은 묘화 어레이 전방에서 기판(2)의 높이를 측정한다. 센서(19)에 의해 측정되는 바와 같이 기판 토포그래에 따르면, 패터닝된 빔(들)의 기판상으로의 포커싱은 빔 투영시스템의 구성요소를 이동시킴으로써 보정될 수 있다(예를 들어, 포커스를 조정하기 위해 투영시스템이 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 포함하는 실시예에서, MLA는 Z방향으로 이동될 수 있고, 및/또는 X 및/또는 Y 축선을 중심으로 회전될 수 있다). 따라서, 도 7 및 8에 도시된 장치는 기판들의 연속적인 패터닝을 가능하게 한다. 다수의 센서들(18, 180)(본 예시에서는 고정된 센서 및 이동가능 센서의 조합)이 묘화 엔진의 전방(즉, 기판(2)상으로 패터닝된 빔을 투영하는 리소그래피 장치의 일부분)에 위치된다. 이들 센서들(18/180)은 기판상의 마크들에 의해 기판(2)의 위치를 측정한다. 특정 실시예에서, 마커들(정렬마크들)의 검출로부터의 위치 정보는, 묘화 엔진(프로그래밍가능한 어레이(11)의 개별 요소들을 제어하는 마이크로프로세서)으로 보내지고, 상기 묘화 엔진은 기판(2)의 X 및/또는 Y 위치의 어떠한 시프트 또는 오차들에 대해, Z축선을 중심으로한 어떠한 회전에 대해, 어떠한 배율 오차에 대해, 예를 들어 열적 팽창으로부터 초래되는 기판 왜곡들에 대해, 그리고 어떠한 보다 높은 차수의 영향들에 대해 어레이(11)로 보내지는 상기 제어신호를 보정한다.

본 예시에서 구동 롤러(41)의 제어에 의해, 적어도 부분적으로 연속적인 기판의 피딩이 달성된다. 또한, 상기 장치는 패터닝 스테이지의 "상류"에 위치된 콘티셔닝 스테이지(9)를 포함한다. 콘디셔닝 스테이지의 예로는 패터닝에 앞서 기판(2)의 부분에 걸쳐 균일한 온도를 조성하는데 사용되는 툴이 있다.

따라서, 도 7 및 8의 설명으로부터, 본 발명을 구현하는 기판처리장치는 기판(2)상의 패턴들을 묘화하기 위해 프로그래밍가능한 마스크들의 어레이(각각 제어 가능한 요소들의 개별 어레이를 포함함)을 채용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 기판(2)을 사전콘디셔닝하기 위해(예를 들어, 균일한 온도를 얻기 위해) 콘디셔닝 유닛(들)(9)이 사용될 수 있다. 또한, 콘디셔닝 유닛(9)은 기판(2)을 지지 및/또는 액추에이팅하는(즉, 적어도 부분적으로 리소그래피 툴을 통한 기판(2)의 운반을 돕는) 공기 베어링으로서 사용될 수도 있다. 또한, 패터닝 프로세스 동안 기판(2)을 지지하기 위해 제공되는 시스템의 공기 베어링은 콘디셔닝에도 사용될 수 있다. 패터닝된 빔이 기판의 표면으로 전달되면, 기판(2)을 따라 규칙적인 위치에서 마크들을 측정함으로써 오버레이가 제어될 수 있다. 1이상의 행의 마크들이 사용될 수 있다. 투영시스템에 대한 기판(2) 위치의 개략적인 보정들은 기판(2)의 속도(즉, 기판이 공급부로부터 투영시스템을 지나 운반되는 속도)를 조정함으로써 보정될 수 있다. (X, Y방향으로의 기판 위치에 대한, Z축선을 중심으로 한 회전에 대한, 배율에 대한, 그리고 보다 높은 차수의 영향들에 대한) 보다 미세한 보정은 묘화 어레이를 이동시키거나, 투영시스템의 1이상의 구성요소들을 이동시키거나, 및/또는 특정 시간에 어레이상의 이미지를 변화시킴으로써 이행될 수 있다. 레벨 및 포커스 제어는 기판(2)과 투영 광학기의 구성요소(예를 들어, 패터닝된 빔을 방사선 스폿들의 어레이로서 기판(2)상으로 투영하도록 구성된 마이크로 렌즈 어레이)들간의 거리를 연속적으로 측정함으로써 달성될 수 있다. 레벨 및 포커스에 대한 보정들은 마이크로 렌즈 어레이의 높이 및/또는 틸트, 또는 광학시스템의 또 다른 부분을 조정함으로써 이루어질 수 있다. 대안적으로, 기판 타겟 표면의 토포그래피(예를 들어, 원하는 값으로부터의 높이 및/또는 틸트의 편차)는 (예를 들어 1이상의 조정가 능한 지지부재를 갖는 공기 베어링 테이블을 채용한) 적절하게 구성된 지지시스템의 제어에 의해 조정될 수 있다.

도 5 및 6의 설명으로부터, 본 발명의 특정 실시예에서는, 기판의 피딩이, 예를 들어 롤러(41)와 기판(2)간의 기계적 접촉에 의해 제어될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 오염을 최소화하기 위하여, 묘화 어레이 후에 그리고 기판(2)의 에지상에 액추에이터들이 위치될 수 있다. 대안적으로는, 예를 들어 이동 방향으로 공기를 불어주는 무접촉 방법이 사용될 수 있다. 다시, 기판(2)상의 마크들을 측정함으로써 오버레이가 제어될 수 있다. 마크들의 1이상의 행들이 사용될 수 있다. 개략적인 보정은 기판(2)의 이동 속도를 조정함으로써 행해질 수 있다. 미세 보정은 묘화 어레이와 관련된 타이밍을 바꿈으로써 행해질 수 있다.

이하, 도 9를 참조하면, 이 실시예에서는, 기판처리장치가 선형의 일련의 처리 스테이지(7, 1, 8, 70 및 71)를 포함한다. 스테이지(1)는 방사선 투영빔을 공급하는 조명시스템 및 상기 빔을 제어가능하게 패터닝하고 기판 표면상으로 패턴을 투영하도록 구성된 조합 프로그래밍가능한 빔 패터닝 및 투영시스템을 포함하는 리소그래피 장치이며, 투영된 패턴은 기판 폭의 실질적인 부분에 걸쳐 연장되도록 구성된다. 도면에는 세부사항이 도시되어 있지 않지만, 패터닝 및 투영시스템은 복수의 프로그래밍가능한 마스크들을 포함하며, 그들 각각으로부터의 패터닝된 빔은 각각의 MLA를 거쳐 기판의 표면상으로 지향된다. 상기 패터닝 및 투영시스템은 "이미지들"(즉, 별도 투영된 빔들)간의 정확한 스티칭을 제공하도록 구성된다. 또한, 상기 장치는 복수의 개별 기판(2)들을 포함하는 기판공급부를 포함하며, 그 각각은 동일한 길이 대 폭 비(본 예시에서는 대략 5)를 갖는다. 상기 공급부는 이들 기판들(2)(그 각각은 끊어지지 않은 길이부를 나타냄)을 잇따라(in a stream) 출력하도록 구성된다. 기판운반시스템(4)은 공급부(3)로부터 연속적이고 중단되지 않은 스트림으로, 그리고 처리 스테이지를 통해 시리즈로 기판(2)들을 운반하도록 구성된다. 상기 도면에서, 운반시스템은 롤러(43) 및 컨베이어 벨트(42)를 포함하는 것으로서 매우 개략적으로 도시되어 있다. 당업자라면 여타 형태들도 가능하다는 것을 명백히 이해할 것이다. 스테이지(7)는 각각의 기판(2)을 레지스트 층에 차례로 적용하도록 구성된 코터이다. 그 다음, 리소그래피 스테이지는 방사선 패턴에 대해 레지스트를 노광시키며, 스테이지(8)는 기판 표면상의 마스크를 생성시키기 위해 레지스트를 현상한다. 스테이지(70)는 마스킹된 표면에 걸쳐 디바이스 재료의 층을 증착시키도록 구성되는 수정 스테이지이다. 스테이지(71)는 나머지 레지스트(및 그 위에 증착된 "디바이스" 재료)를 벗겨 내어(strip off), 기판 표면상에 디바이스 재료의 패턴이 남도록 한다. 따라서, 상기 장치는 개별적인 기판(2)들의 연속적인 피딩을 포함하며, 서로에 대패 패터닝된 디바이스 층을 차례로 부가한다. 각각의 기판(2)의 이동은, 도면에서 화살표(A)로 나타낸 바와 같이 선형이며 중단되지 않는다.

상기 실시예들은 공기 베어링상에서 기판(2)을 지지하는 것으로 기술되었다. 하지만, 기판(2)은 여타 유체, 예를 들어 물에 의해 지지될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도 10은 도 7 및 도 8의 기판처리장치를 예시하고 있으나, 공기 베어링과 반대되는 것으로서 기판을 지지하는 물(200)의 얇은 막을 가지는 것을 나타내고 있 다. 공기 베어링은 기판(2)을 지지하는데 사용될 수 있으나, 공기 베어링은, 패터닝된 방사선 빔에 의해 기판(2)으로 유도되는 열적 에너지를 제거하도록 기판을 충분히 냉각시키지는 못할 수도 있다. 기판을 지지하기 위해 유체(예를 들어, 물과 같은 액체)의 층을 사용하면, 상기 유체는 기판을 콘디셔닝하는(예를 들어 기판의 온도를 균일하게 하는) 동시에 패터닝된 방사선 빔에 의해 기판(2)으로 유도되는 열적 에너지를 제거시킬 수 있다.

전체 기판(2)은 유체(200)에 의해 지지될 수 있다. 대안적으로, 기판(2)의 작은 부분(예를 들어, 노광되는 부분)은 유체(200)에 의해 지지될 수 있는 한편, 기판의 나머지 부분은 공기 시일(201)을 사용하여 건조하게 유지될 수 있다.

유체(200)에 의해 지지되는 기판이 존재하지 않는 경우, 커버 플레이트(도시 안됨) 유체(200)를 실딩(shield)하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 각 기판 및/또는 노광을 위해 비워지거나 충전되는 유체 챔버가 제공될 수 있다.

기판(2)을 지지하는 유체(200)는 그것의 온도가 특정값으로 유지되도록 순환될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판(2)의 매우 정확한 온도 콘디셔닝이 달성될 수 있다. 상기 유체(200)는 적절한 유체라면 어떠한 유체도 될 수 있고, 기판으로부터 열의 효율적인 제거를 가능하게 하는 유체가 바람직하다.

상기 실시예들(예를 들어 도 8과 관련하여 기술된 실시예)는 기판(2)의 하부측상에 공기 베어링을 채용한다. 도 11a는 기판(2)의 하부측을 지지하는 공기 베어링(300)의 확대도를 나타내고 있다. 위치를 고정하고 기판(2)을 지지하는 것뿐만 아니라, 공기 베어링(300)은 기판(2) 하부측을 평탄화하는 역할도 한다는 것을 알 수 있다. 이것은, 기판(2)의 하부측이, 상기 기판 하부측(2)의 토포그래피에서의 불균일성이 기판(2)의 대향되는 측면(즉, 노광되고 있는 기판(2)의 측면)상에서의 높이 변화로 바뀌도록 하는 공기 베어링(300)을 향하여 끌어 당겨지고 있기 때문이다. 이들 불균일성 또는 높이 변화는, 설명의 편의를 위해 도 11a 내지 11d에서 과장되어 있으며, 정확한 스케일로 나타낸 것은 아니다. 패턴이 기판(2)에 정확하게 적용될 수 있도록 하기 위해 이들 높이 변화들을 저감 또는 제거하는 것이 바람직하다.

노광이 일어나는 측면으로부터 기판(2)을 지지함으로써, 기판에서의 높이 변화가 최소화 또는 저감될 수 있다. 도 11b는 기판(2)의 대향되는 측면, 즉 기판(2)의 노광이 일어나는 측면상에 배치되는 공기 베어링(300)을 나타내고 있다. 본 실시예에서 상기 공기 베어링(300)은 마이크로 렌즈 어레이(MLA)의 어느 한 측면에 배치된다. 마이크로 렌즈 어레이(MLA)내의 렌즈들의 초점 길이는 고정되기(또는 적어도 보정을 위해 많은 비용이 들기) 때문에, 노광이 일어나는 표면은 균일하고, 가능한 한 작은 높이 변화를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 공기 베어링(300)을 사용하여 노광이 일어나는 측면상에 기판(2)을 클램핑함으로써, 기판(2)에서의 높이 변화가 저감 또는 제거될 수 있다. 기판(2)에서의 높이 변화를 저감 또는 제거함으로써, 고가일 수 있는 마이크로 렌즈 어레이(MLA)의 초점을 활성적으로(actively) 제어할 필요가 없다.

도 11b는 기판(2)이 공기 베어링(300)에 클램핑 되는 경우, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)와 노광될 기판(2)의 표면 사이의 갭이 침지 유체(301)(예를 들어, 물 과 같이 상대적으로 높은 반사율(reflective index)을 갖는 액체)로 충전될 수도 있다. 침지 유체의 사용은 투영시스템의 개구수를 증가시킨다(및/또는 시스템의 분해능을 향상시킨다). 시스템의 개구수를 증가시킬뿐만 아니라, 상기 유체(301)는 도 10의 기판처리장치의 유체(200)와 관련하여 기술된 것과 동일한 방식으로 기판(2)을 콘디셔닝하는데에도 사용될 수 있다.

노광될 기판의 측면을 클램핑하는 공기 베어링(300)을 사용하는 것은 유용하기는 하나, 기판(2)이 중력의 힘하에 벤딩될 수도 있다. 기판(2)이 벤딩된다면, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)의 렌즈들은 기판(2)의 표면상에 방사선을 포커싱하지 못할 수도 있으며, 이는 기판(2)에 적용될 패턴의 부정확성을 초래할 수 있다.

기판(2)의 벤딩은 다수의 방식으로 방지 또는 보상될 수 있다. 예를 들어, 도 11d는 유체 지지부(302)(예를 들어, 물)에 의하여 지지되는 기판(2)의 하부측을 나타내고 있다. 상기 유체 지지부(302)는 추가적인 공기 베어링(303)에 의해 기판(2)의 다른 부분들을 적시거나(wetting) 이탈(escaping) 것이 방지된다. 상기 추가적인 공기 베어링(303)은, 지지유체(302)의 이탈을 방지하기에는 충분하나 공기 베어링(300)의 평탄화 효과가 무효화될 정도로 기판(2)을 왜곡시킬 만큼 너무 크지 않은 시일(seal)을 제공한다. 따라서, 유체지지부(302)는 기판(2)의 벤딩을 보상한다.

또한, 기판(2)의 벤딩은 투영시스템의 보정을 도입함으로써 보상될 수도 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)의 상이한 렌즈들이 상이한 초점 길이를 가질 수 있다. (도 11c에 나타낸 바와 같이) 침지 유체(301)를 사용함으로써, 유체 (301)의 압력은 기판(2)과 마이크로 렌즈 어레이(MLA) 둘 모두를 왜곡시키는데 사용될 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이(MLA)가 (기판(2)에 대해) 특정한 강성(stiffness)을 갖도록 함으로써, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)의 초점 평면은 기판(2)의 표면과 매칭될 수 있다.

노광될 표면의 측면상에 기판을 클램핑하는 원리는 피드-스로우 시스템(feed-through system)에서 처리되는 비-연속(non-continuous) 기판들에 대해서도 적용가능하다는 것을 이해해야 한다.

결론

본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 상술하였으나, 그들은 예시에 지나지 않으며 제한의 의도는 없다는 것을 이해해야 한다. 당업자라면, 본 발명의 기술적사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항에 있어서의 다양한 변화들이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 상술된 실시들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않지만, 후속 청구항 및 그들의 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

설명부는 주로 청구항을 해석하는데 사용되어야 한다. 설명부는 1이상의 실시예들을 제시하고 있으나, 본 발명인(들)에 의해 숙고된 모든 실시예를 기술하고 있지는 않으며, 따라서 청구항들을 제한하려는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 상술된 문제들을 제거 또는 완화시키는 시스템 및 방법을 얻을 수 있다.

Claims (47)

1. 기판처리장치에 있어서,

   방사선 투영빔을 공급하는 조명시스템;

   상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 빔을 형성시키는 역할을 하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이; 및

   상기 패터닝된 빔을 기판의 타겟부상으로 투영하는 투영시스템

   을 포함하는 리소그래피 장치;

   기판의 1이상의 끊어지지 않은 길이부를 출력하도록 구성되는 기판공급부;

   상기 기판공급부로부터 그리고 상기 투영시스템이 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 따르는 일련의 타겟부상으로 상기 패터닝된 빔을 투영할 수 있도록 상기 투영시스템을 지나 기판의 각각의 출력되는 끊어지지 않은 길이부를 운반하도록 구성된 기판운반시스템; 및

   상기 기판의 끊어지지 않은 길이부가 상기 투영시스템으로부터의 패터닝된 빔에 대해 노광되고 있는 동안 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부의 적어도 일 부분을 유체에 의하여 지지하도록 구성되는 기판지지부

   를 포함하여 이루어지는 기판처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기판운반시스템은, 상기 기판공급부로부터 그리고 상기 투영시스템을 지나 기판의 각각의 출력되는 끊어지지 않은 길이부를 중단되지 않는 방식으로 운반하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기판공급부는 기판의 롤을 포함하며, 상기 기판공급부는 상기 롤로부터 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
4. 제3항에 있어서,

   기판의 롤은 기판의 인접한 층들 사이에 배치되는 별도 재료층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
5. 제4항에 있어서,

   출력된 기판이 상기 투영시스템을 지나 운반되기 전에, 상기 출력된 기판으로부터 별도 재료층을 분리하기 위한 분리시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 기판공급부는 릴을 포함하고, 상기 기판의 1이상의 끊어지지 않은 길이부는 상기 릴상으로 감기며, 상기 기판공급부는 상기 릴로부터 각각의 끊어지지 않은 길이부를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
8. 제1항에 있어서,

   기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부는 1이상의 길이 대 폭 비를 갖는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
9. 제1항에 있어서,

   기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부는 실질적으로 균일한 폭 및 상기 폭의 5배 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 기판공급부는 복수의 개별적인 끊어지지 않은 길이부를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 기판운반시스템은 상기 기판공급부로부터 그리고 상기 투영시스템을 지나 기판의 복수의 끊어지지 않은 개별 길이부들을 시리즈로 운반하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 시리즈는 연속적인 시리즈인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
13. 제1항에 있어서,

    상기 리소그래피 장치는 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부상의 정렬마크를 검출하도록 구성되는 검출시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 검출시스템은 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 따라 연장되는 정렬마크들의 2이상의 행들을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
15. 제13항에 있어서,

    상기 리소그래피 장치는 제어가능한 요소들의 어레이로 제어신호를 제공하도록 구성되는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 정렬마크들의 검출에 반응하여 상기 검출시스템으로부터의 검출신호를 수신하고, 상기 검출신호에 따라 상기 제어신호를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
16. 제13항에 있어서,

    상기 정렬마크들의 검출에 반응하여 상기 검출시스템으로부터의 검출신호를 수신하고, 상기 검출신호에 따라 상기 기판운반시스템을 제어하도록 구성되는 제어 기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 제어기는, 기판의 출력되는 끊어지지 않은 길이부가 상기 검출신호에 따라 상기 투영시스템을 지나 운반되는 속도를 조정하기 위하여 상기 기판운반시스템을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
18. 제1항에 있어서,

    기판의 끊어지지 않은 길이부가 상기 투영시스템을 지나 이동하고 있는 동안 상기 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부상에 패터닝된 빔이 투영되도록 상기 리소그래피 장치 및 상기 기판운반시스템을 제어하도록 구성되는 제어시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
19. 삭제
20. 제1항에 있어서,

    상기 기판운반시스템은 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부와 맞물리도록 구성된 1이상의 롤러 및 상기 롤러를 회전시키도록 구성된 구동시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
21. 제1항에 있어서,

    기판의 끊어지지 않은 길이부가 상기 투영시스템을 지나 운반된 후에 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 취하도록(take up) 구성되는 릴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
22. 제1항에 있어서,

    기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부상에서 추가적인 처리를 수행하기 위하여 상기 리소그래피 장치와 시리즈로 배치되는 1이상의 추가 기판 처리 스테이지를 더 포함하며, 상기 운반시스템은 기판공급부로부터 및 상기 1이상의 추가 스테이지를 통해 및 상기 투영시스템을 지나 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 운반하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
23. 제22항에 있어서,

    상기 1이상의 추가 기판 처리 스테이지는 상기 리소그래피 장치 이전에 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 콘디셔닝하도록 구성되는 기판 콘디셔닝 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
24. 제22항에 있어서,

    상기 1이상의 추가 기판 처리 스테이지는, 리소그래피 장치 이전에 정렬마크들의 패턴을 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부에 적용시키도록 구성되는 마킹 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
25. 제22항에 있어서,

    상기 1이상의 추가 기판 처리 스테이지는 상기 리소그래피 장치 이전에 레지스트 재료를 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부에 적용시키도록 구성되는 적용 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
26. 제22항에 있어서,

    상기 1이상의 추가 기판 처리 스테이지는 상기 리소그래피 장치 후에 노광된 레지스트 재료를 현상하도록 구성되는 현상 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
27. 제26항에 있어서,

    상기 1이상의 추가 기판 처리 스테이지는 현상된 레지스트 재료의 패턴에 따라 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 수정하도록 구성되는 수정 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
28. 제27항에 있어서,

    상기 1이상의 추가 기판 처리 스테이지는 상기 수정 스테이지에 의한 처리 후에 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부로부터 레지스트 재료를 제거하도록 구성되는 제거 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
29. 제22항에 있어서,

    복수의 추가 기판 처리 스테이지를 더 포함하고, 추가 스테이지들의 시리즈 및 리소그래피 장치는 상기 공급부로부터 기판의 1이상의 끊어지지 않은 베어(bare) 길이부를 수용하고 위에 복수의 디바이스 층이 형성되는 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
30. 제1항에 있어서,

    상기 리소그래피 장치는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 포함하고, 상기 조명시스템은 각각의 투영빔을 각각의 어레이로 공급하도록 구성되며, 상기 리소그래피 장치는 각각의 요소들의 어레이로부터 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영하도록 각각 구성된 복수의 투영시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
31. 제30항에 있어서,

    각각의 투영시스템은 각각의 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 것을 특징으 로 하는 기판처리장치.
32. 제30항에 있어서,

    복수의 투영시스템은 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부 폭의 실질적인 부분을 노광시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
33. 디바이스 제조방법에 있어서,

    기판공급부를 제공하는 단계;

    상기 공급부로부터 기판의 1이상의 끊어지지 않은 길이부를 출력하는 단계;

    조명시스템을 사용하여 방사선 투영빔을 제공하는 단계;

    개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 사용하여, 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 빔을 형성시키는 단계;

    투영시스템을 사용하여 상기 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

    상기 기판공급부로부터 및 상기 투영시스템을 지나 기판의 각각의 출력된 끊어지지 않은 길이부를 운반하는 단계;

    상기 패터닝된 빔을 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 따르는 일련의 타겟부상으로 투영하는 단계; 및

    상기 기판의 끊어지지 않은 길이부가 상기 투영시스템으로부터의 패터닝된 빔에 대해 노광되고 있는 동안 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부의 적어도 일 부분을 유체에 의하여 지지하는 단계

    를 포함하여 이루어지는 디바이스 제조방법.
34. 제33항에 있어서,

    상기 기판공급부를 제공하는 단계는 롤상에 기판의 각각의 끊어지지 않은 길 이부를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제34항에 있어서,

    상기 기판은 유리인 것을 특징으로 하는 방법.
36. 제33항에 있어서,

    상기 패터닝된 빔에 대한 노광후에 롤상에 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 수집하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
37. 제33항에 있어서,

    1이상의 추가 처리 스테이지에서 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부를 처리하는 단계; 및

    상기 기판 공급부로부터, 및 상기 1이상의 추가 처리 스테이지를 통해, 및 상기 투영시스템을 지나 기판의 각각의 출력되는 끊어지지 않은 길이부를 운반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
38. 제33항에 따른 방법을 사용하여 제조되는 디바이스.
39. 제38항에 있어서,

    상기 디바이스가 평판 디스플레이인 것을 특징으로 하는 디바이스.
40. 제1항에 따른 장치를 사용하여 제조되는 디바이스.
41. 제40항에 있어서,

    상기 디바이스는 평판 디스플레이인 것을 특징으로 하는 디바이스.
42. 제1항에 있어서,

    상기 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부의 적어도 일 부분을 지지하는 기판지지부의 유체는 박막의 액체인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
43. 제1항에 있어서,

    상기 기판의 각각의 끊어지지 않은 길이부의 적어도 일 부분을 지지하는 기판지지부의 유체는 공기 베어링 형태의 공기인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
44. 제43항에 있어서,

    상기 공기 베어링은 상기 기판의 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
45. 제43항에 있어서,

    상기 공기 베어링은 상기 기판에 대한 노광이 일어나는 측면상에 배치되고, 상기 공기 베어링은 마이크로 렌즈 어레이의 어느 한 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
46. 제45항에 있어서,

    상기 마이크로 렌즈 어레이와 노광될 상기 기판의 표면과의 사이의 공간은 침지 유체로 충전되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
47. 제45항에 있어서,

    상기 기판의 하측에 위치하는 추가적인 공기 베어링을 더 포함하고, 상기 기판의 하측은, 상기 추가적인 공기 베어링에 의하여 상기 기판의 다른 부분을 적시거나 이탈되는 것이 방지되는 유체 지지부에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.

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