KR101457460B1 - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

기판의 타겟부 상에 빔을 투영하도록 구성된 광학 컬럼을 포함하는 리소그래피 장치가 개시된다. 레퍼런스 물체에 대하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 제어하기 위해 초점 제어기가 제공되고, 상기 초점 제어기는 상기 레퍼런스 물체 상에서 초점 품질을 결정하도록 구성된 초점 측정 디바이스, 및 결정된 상기 초점 품질에 기초하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 조정하도록 구성된 초점 액추에이터를 포함한다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리소그래피 장치, 프로그램가능 패터닝 디바이스, 디바이스 제조 방법, 및 리소그래피 장치에서 명확한 이미지 평면을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 또는 기판의 일부 상에 요구되는 패턴을 부여하는 기기이다. 리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC), 평판 디스플레이 및 미세 구조를 갖는 다른 디바이스 또는 구조의 제조에 이용될 수 있다. 기존 리소그래피 장치에서, 마스크 또는 레티클로 지칭될 수 있는 패터닝 디바이스가 IC, 평판 디스플레이 또는 다른 디바이스의 개별 층 상에 대응되는 회로 패턴을 생성하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 패턴은, 예를 들어 기판 상에 제공된 방사 감응성 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해, 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 웨이퍼)(중 일부) 상으로 전사될 수 있다.
회로 패턴 대신에, 이러한 패터닝 디바이스는 다른 패턴, 예를 들어 컬러 필터 패턴, 또는 도트 매트릭스를 생성하는데 이용될 수 있다. 기존 마스크 대신에, 패터닝 디바이스는 회로 또는 다른 응용가능한 패턴을 생성하는, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이를 포함하는 패터닝 어레이를 포함할 수 있다. 기존 마스크 기반 시스템에 비하여 이러한 "마스크 없는" 시스템의 장점은, 패턴이 보다 신속하고 적은 비용으로 제공 및/또는 변화될 수 있다는 점이다.
따라서, 마스크 없는 시스템은 프로그램가능 패터닝 디바이스(예를 들어, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스 등)를 포함한다. 이러한 프로그램가능 패터닝 디바이스는, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이를 이용하여 요구되는 패터닝된 빔을 형성하도록 프로그램(예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로)된다. 프로그램가능 패터닝 디바이스의 유형은 마이크로 미러 어레이, 액정 디스플레이(LCD) 어레이, 격자 광 밸브 어레이 등을 포함한다.
프로그램가능 패터닝 디바이스를 포함하는, 예를 들면 유연하고 저비용인 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 리소그래피 장치가 개시되고, 이러한 리소그래피 장치는, 요구되는 패턴에 따라 변조된 복수의 빔에 기판의 노광 영역을 노광하도록 구성된 변조기 및 변조된 빔을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함한다. 변조기는 노광 영역에 대하여 이동가능할 수 있고/있거나, 투영 시스템이 복수의 빔을 수신하기 위한 렌즈의 어레이를 갖고 이러한 렌즈의 어레이가 노광 영역에 대하여 이동가능할 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치에는, 예를 들어 기판의 타겟부 상에 패턴을 생성하도록 구성된 광학 컬럼이 제공될 수 있다. 이러한 광학 컬럼에는 빔을 방출하도록 구성된 자기 발광 콘트라스트 디바이스, 및 타겟부 상으로 빔의 적어도 일부를 투영하도록 구성된 투영 시스템이 구비될 수 있다. 이러한 장치에는 기판에 대하여 광학 컬럼 또는 이의 일부를 이동시키도록 구성된 액추에이터가 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유형의 마스크 없는 리소그래피 장치에서는, 기판 상의 상이한 타겟부로 투영 빔을 실질적으로 동시에 투영하도록 다수의 광학 컬럼이 제공된다. 실질적으로, 기판 표면은 스캐닝 방향에 수직한 방향으로, 각각 광학 컬럼과 연관되어 있는 스트립으로 분할될 수 있다. 각 스트립은 추가적으로, 스캐닝 방향에 평행한 방향으로, 기판이 광학 컬럼을 따라 이동할 때 패턴이 이후 투영되는 다수의 타겟부로 분할된다.
기판 상에 패턴을 투영할 때, 기판 상에 투영되는 패터닝된 빔은 정확히 정렬되어 패턴이 생성될 기판 표면과 초점이 맞추어 지는 것이 바람직하다. 리소그래피 장치는 특정 초점 범위를 갖는다. 적절한 이미징을 위해 이러한 초점 범위 내에 기판을 위치시키는 것이 바람직하다.
상기 유형의 리소그래피 장치에서, 패턴은 기판 전체 폭에 걸쳐 동시에 또는 실질적으로 동시에 투영될 수 있다. 그러므로, 기판 전체 폭에 대해 기판을 초점 범위에 배열하는 것이 바람직하고, 이에 의해 제한된 수의 파라미터가 기판의 레벨링을 위해 이용가능하게 된다.
리소그래피 장치의 광학 컬럼과 초점이 맞게 기판을 유지시키도록 구성된 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 리소그래피 장치가 제공되고 이러한 리소그래피 장치는, 기판의 타겟부 상에 빔을 투영하도록 구성된 광학 컬럼으로서, 상기 빔을 제공하도록 구성된 방사원; 및 상기 타겟부 상으로 상기 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고, 부분적으로 상기 리소그래피 장치의 고정부 상에, 그리고 부분적으로는 상기 리소그래피 장치의 회전가능부 상에 장착되며, 초점 위치를 갖는 광학 컬럼; 상기 광학 컬럼에 대하여 스캐닝 방향으로 스캐닝 속도로 상기 기판을 이동시키도록 구성된 스캐닝 이동 액추에이터; 및 레퍼런스 물체에 대하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 제어하도록 구성된 초점 제어기를 포함하고, 상기 초점 제어기는 상기 레퍼런스 물체 상에서 초점 품질을 결정하도록 구성된 초점 측정 디바이스, 및 결정된 상기 초점 품질에 기초하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 조정하도록 구성된 초점 액추에이터를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 리소그래피 장치에서 초점이 맞는 이미지 평면을 생성하기 위한 방법이 제공되고, 이러한 방법은 레퍼런스 물체 상에서 광학 컬럼의 초점 품질을 측정하는 단계; 상기 광학 컬럼에 대한 측정에 기초하여 초점 위치를 조정하는 단계; 및 하나 이상의 추가적인 광학 컬럼에 대해 상기 측정 및 조정을 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 리소그래피 장치에서 기판 상에 패턴을 생성하는 방법이 제공되고, 이러한 방법은 다수의 타겟부 상에 다수의 빔을 투영하기 전에, 레퍼런스 물체에 대해 각 광학 컬럼에 대하여 초점이 맞는 공통 이미지 평면을 생성하는 단계; 및 투영 프로세스 중에, 패턴이 생성되는 상기 다수의 타겟부의 위치에 있는 상기 기판의 위치를 상기 공통 이미지 평면으로 조정하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고, 상세한 설명의 내용과 함께, 본 발명의 원리를 설명하고 통상의 기술자가 본 발명을 실시 및 이용할 수 있도록 하는 역할을 한다. 도면에서, 유사한 참조 부호는 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 평면도 및 측면도이다.
도 7a 내지 7o는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 평면도 및 측면도이다.
도 7p는 본 발명의 일 실시예에 따른 개별적으로 어드레스가능한(addressable) 요소의 전력/순방향 전류 그래프를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치에 대한 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이의 개략적인 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예를 이용하여 기판에 패턴을 전사하는 모드를 도시한다.
도 13은 광학 엔진의 개략적인 배열을 도시한다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다.
도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도이다.
도 16b는 기판에 대한 센서의 검출 영역의 개략적인 위치를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 단면 측면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 평면도 레이아웃이다.
도 20은 도 19의 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 3차원 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소에 대한 광학 요소(242) 세트의 3가지 상이한 회전 위치를 도시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소에 대한 광학 요소(242) 세트의 3가지 상이한 회전 위치를 도시한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소에 대한 광학 요소(242) 세트의 5가지 상이한 회전 위치를 도시한다.
도 24는 기판의 폭에 걸쳐 전체 커버리지를 획득하기 위해 5.6 mm의 지름을 갖는 표준 레이저 다이오드가 이용되는 경우, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 중 일부의 개략적인 레이아웃을 도시한다.
도 25는 도 24의 세부사항에 대한 개략적인 레이아웃을 도시한다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도 레이아웃이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도 레이아웃이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소에 대한 광학 요소(242) 세트의 5가지 상이한 회전 위치를 도시한다.
도 29는 도 28의 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 3차원 도면이다.
도 30은 도 28 및 29의 하나의 이동가능한 광학 요소(242) 세트에 의해 8개의 라인들이 동시에 기록되는 구성을 개략적으로 도시한다.
도 31은 도 28 및 29의 구성에서 이동하는 루프탑(rooftop)을 이용하여 초점을 제어하기 위한 개략적인 구성을 도시한다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대하여 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부의 개략적인 단면 측면도 레이아웃이다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 중 일부를 도시한다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 33의 리소그래피 장치의 평면도이다.
도 35 및 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 초점 제어 시스템의 측면도를 개략적으로 도시한다.
마스크 없는 리소그래피 장치, 마스크 없는 리소그래피 방법, 프로그램가능 패터닝 디바이스 및 다른 장치, 제조물 및 방법에 대한 하나 이상의 실시예가 본원에서 기술된다. 일 실시예에서, 저비용 및/또는 유연한 마스크 없는 리소그래피 장치가 제공된다. 마스크 없는 유형이므로, 예를 들어 IC 또는 평판 디스플레이를 노광하기 위해 어떠한 기존 마스크도 필요치 않다. 유사하게도, 패키징 응용을 위해 하나 이상의 링이 필요하지 않다; 프로그램가능 패터닝 디바이스는 에지 투영을 피하기 위해 패키징 응용에 대해 디지털 에지 처리 "링"을 제공할 수 있다. 마스크 없는 유형(디지털 패터닝)은 연성 기판과 함께 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치는 초-비-임계(super-non-critical) 응용이 가능하다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 0.1㎛ 이상의 분해능, 예를 들어 0.5㎛ 이상의 분해능 또는 1㎛ 이상의 분해능이 가능하다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 20㎛ 이하의 분해능, 예를 들어 10㎛ 이하의 분해능, 또는 5㎛ 이하의 분해능이 가능하다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 0.1 내지 10㎛ 분해능이 가능하다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 50nm 이상의 오버레이, 예를 들면 100nm 이상의 오버레이, 200nm 이상의 오버레이, 또는 300nm 이상의 오버레이가 가능하다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 500nm 이하의 오버레이, 예를 들면 400nm 이하의 오버레이, 또는 300nm 이하의 오버레이, 또는 200nm 이하의 오버레이가 가능하다. 이러한 오버레이 및 분해능 값은 기판 크기 및 재료와 무관할 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치는 고도로 유연성이 있다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 상이한 크기, 유형 및 특성을 가진 기판에 대해 크기조정가능(scalable)하다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 실질적으로 무제한의 필드 크기를 갖는다. 따라서, 리소그래피 장치는 대체로 공통의 리소그래피 장치 플랫폼을 이용하여 하나의 리소그래피 장치 또는 다수의 리소그래피 장치를 이용하는 다수의 응용(예를 들어, IC, 평판 디스플레이, 패키징 등)을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 유연성이 있는 제조를 제공하기 위해서 자동화된 작업 생성을 허용한다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 3D 집적을 제공한다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치는 저비용이다. 일 실시예에서, 단지 통상의 기성(off-the-shelf) 컴포넌트가 이용된다. 일 실시예에서, 단순한 투영 광학을 가능하게 하기 위해 픽셀-그리드 이미징이 이용된다. 일 실시예에서, 비용 및/또는 복잡성을 줄이기 위해 하나의 스캔 방향을 갖는 기판 홀더가 이용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 투영 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 장치(100)는 패터닝 디바이스(104), 대물 홀더(106)(예를 들어, 대물 테이블, 예컨대 기판 테이블), 및 투영 시스템(108)을 포함한다.
일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 빔(110)에 패턴을 부가하기 위해 방사를 변조하는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 포함한다. 일 실시예서, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 위치는 투영 시스템(108)에 대해 고정될 수 있다. 그러나, 대안적인 구성에서, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는, (예를 들어, 투영 시스템(108)에 대해서) 특정 파라미터에 따라 복수의 개별적으로 제어가능한 요소 중 하나 이상을 정확히 위치시키기 위한 위치 설정기(미도시)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 자기 발광 콘트라스트 디바이스이다. 이러한 패터닝 디바이스(104)는 방사 시스템에 대한 필요성을 배제하고, 이는 예를 들어 리소그래피 장치의 비용 및 크기를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 방사 방출 다이오드, 예를 들어 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 폴리머 LED(PLED), 또는 레이저 다이오드(예컨대, 고상 레이저 다이오드)이다. 일 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 레이저 다이오드이다. 일 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 청자색 레이저 다이오드(예를 들어, Sanyo 모델 번호 제DL-3146-151호)이다. 이러한 다이오드는 Sanyo, Nichia, Osram, 및 Nitride와 같은 회사에 의해 공급되고 있다. 일 실시예에서, 다이오드는 약 365nm 또는 약 405nm 파장을 갖는 방사를 방출한다. 일 실시예에서, 다이오드는 0.5 내지 100 mW 범위에서 선택된 출력 전력을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드의 크기(순수한 다이; naked die)는 250 내지 600 마이크로미터의 범위에서 선택된다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 1 내지 5 평방 마이크로미터 범위에서 선택된 방출 영역을 갖는다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 7 내지 44도 범위에서 선택된 발산 각을 갖는다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 약 6.4×108W/(㎡.sr) 이상의 전체 휘도를 제공하기 위한 구성(예를 들어, 방출 영역, 발산 각, 출력 전력 등)을 갖는 약 1×105 개의 다이오드를 갖는다.
일 실시예에서, 자기 발광 콘트라스트 디바이스는, 다른 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 고장나거나 적절히 동작하지 못하는 경우, "여분의" 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 이용될 수 있도록 하기 위해 필요한 것보다 많은 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 포함한다. 일 실시예에서, 여분의 개별적으로 제어가능한 요소는, 예를 들어 이하 도 5와 관련하여 논의되는 것처럼, 이동가능한 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 이용하는 실시예에서 유리하게 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 자기 발광 콘트라스트 디바이스의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는, 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 레이저 다이오드)의 전력/순방향 전류 곡선의 가파른 부분에서 동작한다. 이는 보다 효율적일 수 있고 더 적은 전력 소모/열을 유발할 수 있다. 일 실시예에서, 사용 시에, 개별적으로 제어가능한 요소당 광학 출력은, 1mW 이상, 예를 들어 10mW 이상, 25mW 이상, 50mW 이상, 100mW 이상, 또는 200mW 이상이다. 일 실시예에서, 사용 시에, 개별적으로 제어가능한 요소당 광학 출력은 300mW 미만, 250mW 미만, 200mW 미만, 150mW 미만, 100mW 미만, 50mW 미만, 25mW 미만, 또는 10mW 미만이다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소를 동작시키기 위해, 사용 시에, 프로그램가능 패터닝 디바이스당 전력 소모는, 10kW 미만, 예를 들어 5kW 미만, 1kW 미만, 또는 0.5kW 미만이다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소를 동작시키기 위해, 사용 시에, 프로그램가능 패터닝 디바이스당 전력 소모는, 100W 이상, 예를 들어 300W 이상, 500W 이상, 또는 1kW 이상이다.
리소그래피 장치(100)는 대물 홀더(106)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 대물 홀더는 기판(114)(예를 들어, 레지스트-코팅된 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판)을 홀딩하기 위한 대물 테이블(106)을 포함한다. 대물 테이블(106)은 이동가능하고 특정 파라미터에 따라 기판(114)을 정확히 위치시키기 위한 위치 설정기(116)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 위치 설정기(116)는 투영 시스템(108) 및/또는 패터닝 디바이스(104)에 대하여 기판(114)을 정확히 위치시킬 수 있다. 일 실시예에서, 대물 테이블(106)의 이동은, 도 1에 명시적으로 도시되어 있지는 않은, 롱-스트로크 모듈(long-stroke module; 개략적 위치 설정) 및 선택적으로 숏-스트로크 모듈(short-stroke module; 미세 위치 설정)을 포함하는 위치 설정기(116)를 이용하여 실현될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 장치에는 대물 테이블(106)을 이동시키기 위한 적어도 하나의 숏-스트로크 모듈이 없다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 위치시키기 위해 유사한 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로/부가적으로 빔(110)은 이동가능할 수 있지만, 대물 테이블(106) 및/또는 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 필요한 상대적인 이동을 제공하기 위해 고정된 위치를 가질 수 있다는 점을 인식해야 한다. 이러한 구성은 장치의 크기를 제한하는데 도움이 될 수 있다. 예를 들어 평판 디스플레이의 제조에 적용가능한 일 실시예에서, 대물 테이블(106)은 고정적일 수 있고 위치 설정기(116)는 대물 테이블(106)에 대해(예를 들면, 그 위에서) 기판(114)을 이동시키도록 구성된다. 예를 들어, 대물 테이블(106)에는 실질적으로 일정한 속도로 기판(114)을 스캔하기 위한 시스템이 제공될 수 있다. 이것이 수행되는 경우, 대물 테이블(106)에는 평탄한 최상부 표면 상에 복수의 개구부가 구비될 수 있고, 가스가 이러한 개구부를 통해 공급되어 기판(114)을 지지할 수 있는 가스 쿠션을 제공할 수 있다. 이는 통상 가스 베어링 구성이라 지칭된다. 기판(114)은, 빔(110)의 경로에 대해서 기판(114)을 정확히 위치시킬 수 있는 하나 이상의 액추에이터(미도시)를 이용하여 대물 테이블(106) 위에서 이동된다. 대안적으로 기판(114)은, 개구부를 통한 가스의 통과를 선택적으로 개시하고 중지시킴으로서 대물 테이블(106)에 대하여 이동될 수 있다. 일 실시예에서, 대물 홀더(106)는 기판이 그 위에서 롤링하는 롤 시스템일 수 있고 위치 설정기(116)는, 대물 테이블(106) 상으로 기판을 제공하도록 이러한 롤 시스템을 회전시키기 위한 모터일 수 있다.
기판(114)의 타겟부(120)(예를 들어, 하나 이상의 다이) 상으로 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의해 변조된 패터닝된 빔을 투영하기 위해, 투영 시스템(108)(예를 들어, 수정 및/또는 CaF2 렌즈 시스템 또는 이러한 재료로 만들어진 렌즈 요소를 포함하는 반사굴절 시스템, 또는 미러 시스템)이 이용될 수 있다. 투영 시스템(108)은 패턴이 기판(114) 상에 가간섭적으로(coherently) 형성되도록 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의해 제공된 패턴의 이미지를 투영할 수 있다. 대안적으로 투영 시스템(108)은, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 요소들이 셔터로서 동작하는 2차 소스의 이미지를 투영할 수 있다.
이러한 점에서, 투영 시스템은 예컨대 2차 소스를 형성하고 기판(114) 상에 스팟을 이미징하기 위해 포커싱 요소, 또는 복수의 포커싱 요소(본원에서는 일반적으로 렌즈 어레이라 지칭함), 예를 들면 마이크로-렌즈 어레이(MLA로 알려짐) 또는 프레넬 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이(예를 들어, MLA)는 적어도 10개의 포커싱 요소, 예를 들면 적어도 100개의 포커싱 요소, 적어도 1,000개의 포커싱 요소, 적어도 10,000개의 포커싱 요소, 적어도 100,000개의 포커싱 요소, 또는 적어도 1,000,000개의 포커싱 요소를 포함한다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스에서의 개별적으로 제어가능한 요소의 수는 렌즈 어레이에서의 포커싱 요소의 수보다 크거나 같다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이는 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이에서 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소, 예를 들어 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이에서 단 하나의 개별적으로 제어가능한 요소, 또는 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이에서 둘 이상의 개별적으로 제어가능한 요소, 예컨대 3개 이상, 5개 이상, 10개 이상, 20개 이상, 25개 이상, 35개 이상, 또는 50개 이상의 개별적으로 제어가능한 요소와 광학적으로 연관되는 포커싱 요소를 포함한다; 일 실시예에서, 이러한 포커싱 요소는 5,000개 미만의 개별적으로 제어가능한 요소, 예를 들어 2,500개 미만, 1,000개 미만, 500개 미만, 또는 100개 미만의 개별적으로 제어가능한 요소와 광학적으로 연관된다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이는 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이에서 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소와 광학적으로 연관되는 둘 이상의 포커싱 요소(예를 들어, 1,000개 이상, 대다수, 또는 거의 모두)를 포함한다.
일 실시예에서 렌즈 어레이는, 예를 들어 하나 이상의 액추에이터를 이용하여, 적어도 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동가능하다. 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지도록 렌즈 어레이를 이동시킬 수 있게 되면, 기판을 이동시킬 필요 없이 예를 들어 초점 조정이 가능해진다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이의 개별적인 렌즈 요소, 예를 들어 렌즈 어레이의 각각의 개별 렌즈 요소는 적어도 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동가능하다(예를 들어, 평탄하지 않은 기판 상에서 국소적인 초점 조정을 위해 또는 각 광학 컬럼을 동일한 초점 거리에 있게 하기 위해).
일 실시예에서, 렌즈 어레이는 플라스틱 포커싱 요소(제조, 예를 들어 사출 성형이 용이하고/하거나 감당할 수 있는 비용이 드는)를 포함하고, 여기서 예를 들어 방사의 파장은 약 400nm 이상(예를 들어, 405nm)이다. 일 실시예에서, 방사의 파장은 약 400nm 내지 500nm 범위에서 선택된다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이는 수정 포커싱 요소를 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 포커싱 요소 또는 복수의 포커싱 요소는 비대칭 렌즈일 수 있다. 이러한 비대칭성은 복수의 포커싱 요소 각각에 대해 동일할 수 있거나, 복수의 포커싱 요소 중 하나 이상의 포커싱 요소에 대해 복수의 포커싱 요소 중 하나 이상의 다른 포커싱 요소와는 상이할 수 있다. 비대칭 렌즈는 타원 방사 출력을 원형 투영된 스팟으로 변환하거나 역으로 변환하는 것을 용이하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 포커싱 요소는 시스템에 대해 낮은 개구수(NA)를 얻기 위해 초점으로부터 기판 상으로 방사를 투영하도록 구성된 높은 개구수(NA)를 갖는다. 보다 높은 NA 렌즈는 이용가능한 낮은 NA 렌즈보다 더 경제적이고, 일반적이며/이거나 더 양호한 품질일 수 있다. 일 실시예에서, 낮은 NA는 0.3 이하이고, 다른 실시예에서 0.18, 0.15 이하이다. 따라서, 보다 높은 NA 렌즈는 시스템에 대한 설계 NA보다 큰 NA, 예를 들어 0.3보다 크거나, 0.18보다 크거나, 또는 0.15보다 큰 NA를 갖는다.
일 실시예에서, 투영 시스템(108)은 패터닝 디바이스(104)와 분리되어 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 투영 시스템(108)은 패터닝 디바이스(104)와 통합될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어레이 블록 또는 플레이트는 패터닝 디바이스(104)에 부착(이와 통합)될 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이는 개별적으로 공간적 분리된 소형렌즈(lenslet)의 형태일 수 있고, 각각의 소형렌즈는 이하 보다 상세히 기술되는 것처럼 패터닝 디바이스(104)의 개별적으로 어드레스가능한 요소에 부착(이와 통합)된다.
선택적으로, 리소그래피 장치는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 방사선(예를 들어, 자외(UV) 방사선)을 공급하기 위한 방사 시스템을 포함할 수 있다. 패터닝 디바이스가 그 자체로 방사원, 예를 들면 레이저 다이오드 어레이 또는 LED 어레이인 경우, 리소그래피 장치는 방사 시스템 없이, 즉 패터닝 디바이스 이외의 방사원, 또는 적어도 단순화된 방사 시스템 없이, 설계될 수 있다.
방사 시스템은 방사원으로부터 방사를 수신하도록 구성된 조명 시스템(조명기)을 포함한다. 조명 시스템은 다음의 요소 중 하나 이상을 포함한다: 방사 전달 시스템(예를 들어, 적합한 지향 미러), 방사 조절기(예를 들어, 빔 확장기; beam expander), 방사의 각도 세기 분포(angular intensity distribution)를 설정하기 위한 조정기(일반적으로, 조명기의 퓨필 평면(pupil plane) 내의 세기 분포의 적어도 외측 반경 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있음), 집속기(integrator), 및/또는 집광기(condenser). 조명 시스템은 방사의 단면에서 요구되는 균일성 및 세기 분포를 갖도록, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 제공될 방사를 조절하는데 사용될 수 있다. 조명 시스템은 방사를 복수의 서브-빔으로 분할하도록 구성될 수 있고, 이러한 각각의 서브-빔은 예를 들어 복수의 개별적으로 제어가능한 요소 중 하나 이상과 연관될 수 있다. 2차원 회절 격자가 예를 들어 방사를 서브-빔으로 분할하는데 이용될 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "방사의 빔" 및 "방사 빔"은 빔이 복수의 이러한 방사 서브-빔으로 구성되는 상황을 포괄하지만, 이에 한정되지 않는다.
방사 시스템은 또한, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)로의 공급 또는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의한 공급을 위해 방사를 생성하는 방사원(예를 들어, 엑시머 레이저)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방사원이 엑시머 레이저인 경우, 방사원 및 리소그래피 장치(100)는 별도의 구성요소일 수 있다. 이러한 경우, 방사원은 리소그래피 장치(100)의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사는 방사원으로부터 조명기로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사원이 수은 램프인 경우에, 이러한 방사원은 리소그래피 장치(100)에 통합된 부품일 수도 있다. 본 발명의 범위 내에서 양자 모두의 시나리오가 예상된다는 점을 이해해야 한다.
일 실시예에서 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)일 수 있는 방사원은, 일 실시예에서, 5 nm 이상, 예를 들어 10 nm 이상, 50 nm 이상, 100 nm 이상, 150 nm 이상, 175 nm 이상, 200 nm 이상, 250 nm 이상, 275 nm 이상, 300 nm 이상, 325 nm 이상, 350 nm 이상, 또는 360 nm 이상의 파장을 갖는 방사를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 방사는 450 nm 이하, 예컨대 450 nm 이하, 425 nm 이하, 375 nm 이하, 360 nm 이하, 325 nm 이하, 275 nm 이하, 250 nm 이하, 225 nm 이하, 200 nm 이하, 또는 175 nm 이하의 파장을 갖는다. 일 실시예에서, 방사는 436 nm, 405 nm, 365 nm, 355 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 126 nm, 및/또는 13.5 nm를 포함하는 파장을 갖는다. 일 실시예에서, 방사는 약 365 nm 또는 약 355 nm의 파장을 포함한다. 일 실시예에서, 방사는 넓은 대역의 파장을 포함하고, 예를 들어 365 nm, 405 nm 및 436 nm를 포함한다. 355 nm 레이저 소스가 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 방사는 약 405 nm의 파장을 갖는다.
일 실시예에서, 방사는 조명 시스템으로부터 패터닝 디바이스(104)에, 0 내지 90°, 예를 들어 5 내지 85°, 15 내지 75°, 25 내지 65°, 또는 35 내지 55°의 각으로 지향된다. 조명 시스템으로부터의 방사는 패터닝 디바이스(104)로 직접 제공될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 방사는 빔 스플리터(미도시)를 이용하여 조명 시스템으로부터 패터닝 디바이스(104)로 지향될 수 있고, 이러한 빔 스플리터는 방사가 초기에 빔 스플리터에 의해 반사되어 패터닝 디바이스(104)로 지향되도록 구성된다. 패터닝 디바이스(104)는 빔을 변조하여 다시 빔 스플리터로 반사시키고, 빔 스플리터는 변조된 빔을 기판(114)을 향해 전송한다. 그러나, 패터닝 디바이스(104) 및 이후 기판(114)으로 방사를 지향시키기 위해 대안적인 구성이 이용될 수 있음을 인식해야 한다. 특히, 투과형 패터닝 디바이스(104)(예를 들어, LCD 어레이)가 이용되거나 패터닝 디바이스(104)가 자기-발광형(예를 들어 복수의 다이오드)인 경우, 조명기 시스템 구성은 요구되지 않을 수 있다.
리소그래피 장치(100)의 동작에 있어서, 패터닝 디바이스(104)가 방사 방출하지 않는 경우(예를 들어, LED를 포함), 방사는 방사 시스템(조명 시스템 및/또는 방사원)으로부터 패터닝 디바이스(104)(예를 들어, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소) 상에 입사되고 패터닝 디바이스(104)에 의해 변조된다. 패터닝된 빔(11)은 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의해 생성된 후 투영 시스템(108)을 통과하고, 투영 시스템(108)은 기판(114)의 타겟부(120) 상으로 빔(110)을 포커싱한다.
위치 설정기(116)(및 선택적으로, 베이스(136) 상의 위치 센서(134)(예를 들어, 간섭계 빔(138)을 수신하는 간섭계 측정 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서))를 이용하여, 예를 들어 빔(110)의 경로에 상이한 타겟부(120)를 위치시키도록 기판(114)은 정확히 이동될 수 있다. 이용되는 경우, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대한 위치 설정기가 이용되어, 예를 들어 스캔 중에, 빔(110)의 경로에 대해 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 위치를 정확히 수정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(100)가 기판 상에서 레지스트를 노광하기 위한 것으로 본원에서 기술되지만, 리소그래피 장치(100)는 레지스트 없는 리소그래피에서 이용하기 위해 패터닝된 빔(110)을 투영하는데 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
여기에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(100)는 반사형이다(예를 들어, 반사형의 개별적으로 제어가능한 요소를 채용). 대안적으로, 리소그래피 장치는 투과형일 수 있다(예를 들어, 투과형의 개별적으로 제어가능한 요소를 채용).
도시된 장치(100)는 예를 들면 다음과 같은 하나 이상의 모드로 이용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서는, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및 기판(114)을 기본적으로 정지 상태로 유지하면서, 전체 패터닝된 방사 빔(110)을 한 번에 타겟부(120) 상에 투영한다(즉, 단일 정지 노광). 그리고나서, 상이한 타겟부(120)가 패터닝된 방사 빔(110)에 노광될 수 있도록 기판(114)을 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동시킨다. 스텝 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 정지 노광에서 이미징되는 타겟부(120)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서는, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및 기판(114)을 동기적으로 스캐닝하면서, 패터닝된 방사 빔(110)을 타겟부(120) 상에 투영한다(즉, 단일 동적 노광). 개별적으로 제어가능한 요소에 대한 기판의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서는, 노광 필드의 최대 크기가 단일 동적 노광에서 타겟부의 폭(비-스캐닝 방향)을 제한하는 한편, 스캐닝 이동의 길이는 타겟부의 높이(스캐닝 방향)를 제한한다.
3. 펄스 모드에서는, 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 기본적으로 정지 상태로 유지하고 펄스(예를 들어, 펄스형 방사원에 의해 제공되거나 개별적으로 제어가능한 요소를 펄싱함으로써 제공된 펄스)를 이용하여 전체 패턴을 기판(114)의 타겟부(120) 상에 투영한다. 기판(114)은 실질적으로 일정한 속도로 이동되어 패터닝된 빔(110)이 기판(114)을 통해 라인을 스캔하게 된다. 개별적으로 제어가능한 요소에 의해 제공된 패턴은 펄스 사이에서 필요한 만큼 업데이트되고, 기판(114) 상의 요구되는 위치에서 연속적인 타겟부(120)가 노광되도록 펄스의 타이밍이 설정된다. 결과적으로, 패터닝된 빔(110)은 기판(114)의 스트립에 대해 완전한 패턴을 노광하도록 기판(114)을 통해 스캔할 수 있다. 완전한 기판(114)이 라인별로(line by line) 노광될 때까지 이러한 과정은 반복된다.
4. 연속적 스캔 모드에서는, 기판(114)이 변조된 방사 빔(110)에 대해 실질적으로 일정한 속도로 스캐닝되고, 패터닝된 빔(110)이 기판(114)을 통해 스캔하고 이를 노광할 때 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 상의 패턴이 업데이트된다는 점만 제외하고는 펄스 모드와 기본적으로 동일하다. 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 상의 패턴의 업데이트와 동기화된, 실질적으로 일정한 방사원 또는 펄스 방사원이 이용될 수 있다.
또한, 전술한 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 전혀 다른 사용 모드들도 채용될 수 있다.
도 2는 웨이퍼(예를 들어, 300 mm 웨이퍼)와 함께 이용하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(100)는 웨이퍼(114)를 홀딩하기 위한 기판 테이블(106)을 포함한다. 기판 테이블(106)을 적어도 X 방향으로 이동시키기 위한 위치 설정기(116)가 기판 테이블(106)과 연관된다. 선택적으로, 위치 설정기(116)는 기판 테이블(106)을 Y 방향 및/또는 Z 방향으로 이동시킬 수 있다. 위치 설정기(116)는 또한 X 방향, Y 방향, 및/또는 Z 방향을 중심으로 기판 테이블(106)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 위치 설정기(116)는 6 이하의 자유도로 이동을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 기판 테이블(106)은 X 방향으로만 이동을 제공하고, 이는 비용이 절감되고 덜 복잡해진다는 장점이 있다. 일 실시예에서, 기판 테이블(106)은 중계 광학기기를 포함한다.
리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 더 포함한다. 프레임(160)은 기판 테이블(106) 및 위치 설정기(116)로부터 기계적으로 격리될 수 있다. 기계적 격리는 예를 들어, 기판 테이블(106) 및/또는 위치 설정기(116)에 대해 프레임과는 별도로 그라운드 또는 견고한 베이스에 프레임(160)을 연결함으로써 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 프레임(160)과 프레임(160)이 연결되어 있는 구조 사이에, 이러한 구조가 그라운드, 견고한 베이스 또는 기판 테이블(106) 및/또는 위치 설정기(116)를 지지하는 프레임인지 여부와 무관하게, 댐퍼가 제공될 수 있다.
본 실시예에서, 각각의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 방사 방출 다이오드, 예를 들어 청자색 레이저 다이오드이다. 도 2에 도시된 것처럼, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 Y 방향을 따라 연장되는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 적어도 3개의 별개 어레이로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 어레이는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 인접한 어레이로부터 X 방향으로 엇갈려(stagger) 배열된다. 리소그래피 장치(100), 특히 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 본원에서 보다 상세히 기술되는 것처럼 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 구성될 수 있다.
개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 각 어레이는, 용이한 복제를 위해 유닛으로 제조될 수 있는 개별 광학 엔진 컴포넌트 중 일부일 수 있다. 나아가, 프레임(160)은 임의의 수의 이러한 광학 엔진 컴포넌트를 손쉽게 채택하도록 확장가능하고 구성가능하도록 구성될 수 있다. 광학 엔진 컴포넌트는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 어레이 및 렌즈 어레이(170)의 조합을 포함할 수 있다(예를 들면 도 8 참조). 예를 들어, 도 2에서 3개의 광학 엔진 컴포넌트(연관된 렌즈가 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 각각의 개별 어레이 아래에 있음)가 도시되어 있다. 따라서, 일 실시예에서, 다중 광학 컬럼 구성이 제공될 수 있고, 각 광학 엔진이 컬럼을 형성한다.
또한, 리소그래피 장치(100)는 정렬 센서(150)를 포함한다. 정렬 센서는 기판(114)의 노광 이전 및/또는 노광 중에 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 기판(114) 사이의 정렬을 결정하기 위해 이용된다. 정렬 센서(150)의 결과는 리소그래피 장치(100)의 제어기에 의해 이용되어 위치 설정기(116)를 제어함으로써 정렬을 개선하도록 기판 테이블(106)을 위치시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어기는 예를 들어 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 연관된 위치 설정기를 제어하여 정렬을 개선하도록 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 중 하나 이상을 위치시킬 수 있다. 일 실시예에서, 정렬 센서(150)는 정렬을 수행하기 위해 패턴 인식 기능/소프트웨어를 포함할 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 리소그래피 장치(100)는 레벨 센서(150)를 포함한다. 레벨 센서(150)는 기판(106)이 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)로부터 패턴의 투영에 대해 수평(level)인지 여부를 결정하는데 이용된다. 레벨 센서(150)는 기판(114)의 노광 이전 및/또는 노광 중에 레벨을 결정할 수 있다. 레벨 센서(150)의 결과는 리소그래피 장치(100)의 제어기에 의해 이용되어, 예를 들어 위치 설정기(116)를 제어함으로써 레벨링(leveling)을 개선하도록 기판 테이블(106)을 위치시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어기는 예를 들어 투영 시스템(108)(예를 들어, 렌즈 어레이)과 연관된 위치 설정기를 제어하여 레벨링을 개선하도록 투영 시스템(108)의 요소(예를 들어, 렌즈 어레이)를 위치시킬 수 있다. 일 실시예에서, 레벨 센서는 기판(114)에 초음파 빔을 투영함으로써 동작하고/하거나 기판(114)에 전자기 방사 빔을 투영함으로써 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서로부터의 결과는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 의해 제공되는 패턴을 변경하는데 이용될 수 있다. 패턴은, 예를 들어 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 기판(114) 사이의 광학기기(존재한다면)로부터 발생하는 왜곡, 기판(114)의 위치설정에 있어서의 불균일, 기판(114)의 요철(unevenness) 등을 수정하도록 변경될 수 있다. 따라서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서로부터의 결과는 비선형 왜곡 수정을 실행하도록 투영된 패턴을 변경하는데 이용될 수 있다. 비선형 왜곡 수정은 예를 들어 일관된 선형 또는 비선형 왜곡을 갖지 않을 수 있는 연성 디스플레이를 위해 유용할 수 있다.
리소그래피 장치(100)의 동작에 있어서, 기판(114)은 예를 들어 로봇 핸들러(미도시)를 이용하여 기판 테이블(106) 상에 로딩된다. 그 다음에 기판(114)은 프레임(160) 및 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 아래에서 X 방향으로 변위된다. 기판(114)은 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정된 후 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 이용하여 패턴에 노광된다. 예를 들어, 기판(114)이 투영 시스템(108)의 초점 평면(이미지 평면)을 통해 스캔되는 동안, 서브-빔 및 따라서 이미지 스팟(S)(예를 들어, 도 12 참조)은 패터닝 디바이스(104)에 의해 적어도 부분적으로 ON 또는 전체 ON 또는 OFF로 스위치된다. 패터닝 디바이스(104)의 패턴에 대응하는 피처가 기판(114) 상에 형성된다. 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 예를 들어 본원에서 기술되는 것과 같이 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 기판(114)은 양의 X 방향으로 완전히 스캔된 후 음의 X 방향으로 완전히 스캔될 수 있다. 이러한 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 반대 측에 부가적인 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)가 음의 X 방향 스캔을 위해 필요할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 예를 들어 평판 디스플레이(예를 들어, LCD, OLED 디스플레이 등)의 제조에 있어서 기판을 노광하기 위한 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2에 도시된 리소그래피 장치(100)와 유사하게, 리소그래피 장치(100)는 평판 디스플레이 기판(114)을 홀딩하기 위한 기판 테이블(106), 6 이하의 자유도로 기판 테이블(106)을 이동시키기 위한 위치 설정기(116), 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 기판(114) 사이의 정렬을 결정하기 위한 정렬 센서(150), 및 기판(106)이 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)로부터 패턴의 투영에 대해 수평인지 여부를 결정하기 위한 레벨 센서(150)를 포함한다.
리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 더 포함한다. 본 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 각각은 방사 방출 다이오드, 예를 들어 청자색 레이저 다이오드이다. 도 3에 도시된 것처럼, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 Y 방향을 따라 연장되는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 다수의(예를 들어, 8개 이상의) 고정된 별개 어레이로 배열된다. 일 실시예에서, 어레이는 실질적으로 고정되어 있고, 즉 투영 중에 실질적으로 이동하지 않는다. 또한 일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 다수의 어레이는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 인접한 어레이로부터 X 방향으로 교번하여 엇갈리게 배열된다. 리소그래피 장치(100), 특히 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 본원에서 보다 상세히 기술되는 것처럼 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 구성될 수 있다.
리소그래피 장치(100)의 동작에 있어서, 패널 디스플레이 기판(114)은 예를 들어 로봇 핸들러(미도시)를 이용하여 기판 테이블(106) 상에 로딩된다. 그 다음에 기판(114)은 프레임(160) 및 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 아래에서 X 방향으로 변위된다. 기판(114)은 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정된 후 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 이용하여 패턴에 노광된다. 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 예를 들어 본원에서 기술되는 것과 같이 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 동작할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 롤-투-롤(roll-to-roll) 연성 디스플레이/전자기기와 함께 이용하기 위한 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다. 도 3에 도시된 리소그래피 장치(100)와 유사하게, 리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 포함한다. 본 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 각각은 방사 방출 다이오드, 예를 들어 청자색 레이저 다이오드이다. 또한, 리소그래피 장치는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 기판(114) 사이의 정렬을 결정하기 위한 정렬 센서(150), 및 기판(106)이 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)로부터 패턴의 투영에 대해 수평인지 여부를 결정하기 위한 레벨 센서(150)를 포함한다.
리소그래피 장치는 또한, 그 위에서 기판(114)이 이동되는 대물 테이블(106)을 갖는 대물 홀더를 포함할 수 있다. 기판(114)은 연성이 있고, 위치 설정기(116)에 연결되는 롤 상으로 롤링되고, 이러한 위치 설정기(116)는 롤을 회전시키는 모터일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일 실시예에서 기판(114)은 위치 설정기(116)에 연결되는 롤로부터 롤링될 수 있고, 이러한 위치 설정기(116)는 롤을 회전시키는 모터일 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 2개의 롤이 제공되고, 하나의 롤로부터 기판이 롤링되고 다른 하나의 롤 상으로 기판이 롤링된다. 일 실시예에서, 예를 들어 기판(114)이 롤 사이에서 충분히 강성(stiff)이 있는 경우 대물 테이블(106)은 제공될 필요가 없다. 이러한 경우, 여전히 대물 홀더, 예를 들어 하나 이상의 롤이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 기판 캐리어-리스(carrier-less)(예를 들어, 캐리어-리스-호일(CLF)) 및/또는 롤-투-롤 제조를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 시트-투-시트(sheet-to-sheet) 제조를 제공할 수 있다.
리소그래피 장치(100)의 동작에 있어서, 연성 기판(114)은 프레임(160) 및 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 아래에서 X 방향으로, 롤 상으로 그리고/또는 롤로부터 롤링된다. 기판(114)은 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정된 후 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 이용하여 패턴에 노광된다. 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 예를 들어 본원에서 기술되는 것과 같이 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 동작할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 갖는 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2에 도시된 리소그래피 장치(100)와 유사하게, 리소그래피 장치(100)는 기판(114)을 홀딩하기 위한 기판 테이블(106), 6 이하의 자유도로 기판 테이블(106)을 이동시키기 위한 위치 설정기(116), 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 기판(114) 사이의 정렬을 결정하기 위한 정렬 센서(150), 및 기판(106)이 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)로부터 패턴의 투영에 대해 수평인지 여부를 결정하기 위한 레벨 센서(150)를 포함한다.
리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 더 포함한다. 본 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 각각은 방사 방출 다이오드, 예컨대 레이저 다이오드, 예를 들어 청자색 레이저 다이오드이다. 도 5에 도시된 것처럼, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 Y 방향을 따라 연장되는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 다수의 별개 어레이로 배열된다. 또한 일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 다수의 어레이(200)는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 인접한 어레이로부터 X 방향으로 교번하여 엇갈리게 배열된다. 리소그래피 장치(100), 특히 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 구성될 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 픽셀-그리드 이미징을 제공할 필요가 없다. 오히려, 리소그래피 장치(100)는, 기판 상으로의 투영을 위해 개별 픽셀을 형성하지 않고 오히려 기판 상으로의 투영을 위해 실질적으로 연속적인 이미지를 형성하는 방식으로, 기판 상으로 다이오드의 방사를 투영할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 중 하나 이상은, 빔(110)의 전부 또는 일부를 투영하는데 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 이용되는 노광 영역과, 이러한 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 빔(110)을 전혀 투영하지 않는 노광 영역 외부의 위치 사이에서 이동가능하다. 일 실시예에서, 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는, 노광 영역(204; 도 5에서 옅은 음영의 영역)에서, 턴온(turn ON) 또는 적어도 부분적으로 ON 상태로 되는, 즉 방사를 방출하고, 노광 영역(204) 외부에 위치하는 경우에는 턴오프(turn OFF)되는, 즉 방사를 방출하지 않는 방사 방출 디바이스이다.
일 실시예에서, 이러한 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 노광 영역(204) 내부 및 노광 영역(204) 외부에서 턴온될 수 있는 방사 방출 디바이스이다. 이러한 상황에서, 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는, 예를 들어 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 의해 노광 영역(204)에서 방사가 적절히 투영되지 않은 경우 보상 노광을 제공하도록, 노광 영역(204) 외부에서 턴온될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 노광 영역(204) 반대 측 어레이의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 중 하나 이상이, 노광 영역(204)에서 실패하거나 부적절한 방사 투영을 수정하도록 턴온될 수 있다.
일 실시예에서, 노광 영역(204)은 기다란 라인이다. 일 실시예에서, 노광 영역(204)은 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 1차원 어레이이다. 일 실시예에서, 노광 영역(204)은 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 2차원 어레이이다. 일 실시예에서, 노광 영역(204)은 기다랗다.
일 실시예에서, 각각의 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 별개로 이동될 수 있고 유닛으로 함께 이동될 필요는 없다.
일 실시예에서, 이러한 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소는 이동가능하고, 사용 시에, 적어도 빔(110)의 투영 중에 빔(110)의 전파 방향을 가로지르는 방향으로 이동한다. 예를 들어 일 실시예에서, 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 빔(110)의 투영 중에 빔(110)의 전파 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 이동하는 방사 방출 디바이스이다.
일 실시예에서, 각각의 어레이(200)는 도 6에 도시된 것처럼 플레이트를 따라 배열된 복수의 공간적으로 분리된 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 갖는 측방향으로 변위가능한 플레이트이다. 사용 시에, 각 플레이트는 방향(208)을 따라 병진 운동한다. 사용 시에, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 이동은, 빔(110)의 전부 또는 일부를 투영하기 위해 노광 영역(204)(도 6에 짙은 음영 영역으로 도시됨)에 위치되도록 적절히 타이밍 설정될 수 있다. 예를 들어 일 실시예에서, 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 방사 방출 디바이스이고, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 턴온 또는 턴오프는, 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 노광 영역(204)에 있을 때 이들이 턴온되고, 노광 영역(204)의 외부에 있을 때 턴오프되도록, 타이밍 설정된다. 예를 들어, 도 6(a)에서, 방사 방출 다이오드(200)의 복수의 2차원 어레이는 방향(208)으로 병진 운동한다 ― 2개의 어레이는 양의 방향(208)으로, 2개의 어레이 사이의 중간 어레이는 음의 방향(208)으로. 방사 방출 다이오드(102)의 턴온 또는 턴오프는, 각 어레이(200)의 특정 방사 방출 다이오드(102)가 노광 영역(204)에 있을 때 턴온되고, 노광 영역(204) 외부에 있을 때 턴오프되도록, 타이밍 설정된다. 물론 어레이(200)는, 예를 들어 어레이(200)가 이동의 끝부분에 도달할 때, 반대 방향으로 이동할 수 있고, 다시 말해서 2개의 어레이는 음의 방향(208)으로, 2개의 어레이 사이의 중간 어레이는 양의 방향(208)으로 이동할 수 있다. 추가적인 예로서, 도 6(b)에서는, 방사 방출 다이오드(200)의 복수의 인터리빙된 1차원 어레이가 방향(208)으로 병진 운동한다 ― 양의 방향(208)과 음의 방향(208)으로 교번하여. 방사 방출 다이오드(102)의 턴온 또는 턴오프는, 각 어레이(200)의 특정 방사 방출 다이오드(102)가 노광 영역(204)에 있을 때 턴온되고, 노광 영역(204) 외부에 있을 때 턴오프되도록, 타이밍 설정된다. 물론, 어레이(200)는 반대 방향으로 이동할 수 있다. 추가적인 예로서, 도 6(c)에서는, 방사 방출 다이오드(200)의 단일 어레이는(1차원으로 도시되지만 반드시 그럴 필요는 없음) 방향(208)으로 병진 운동한다. 방사 방출 다이오드(102)의 턴온 또는 턴오프는, 각 어레이(200)의 특정 방사 방출 다이오드(102)가 노광 영역(204)에 있을 때 턴온되고, 노광 영역(204) 외부에 있을 때 턴오프되도록, 타이밍 설정된다.
일 실시예에서, 각각의 어레이(200)는 플레이트 주위에 배열된 복수의 공간적으로 분리된 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 갖는 회전가능한 플레이트이다. 사용 시에, 각 플레이트는 예를 들어 도 5에서 화살표로 도시된 방향으로 자신의 축(206)을 중심으로 회전한다. 다시 말해서, 어레이(200)는 도 5에 도시된 것과 같이 시계 방향 및 반시계 방향으로 교번하여 회전할 수 있다. 대안적으로, 각 어레이(200)는 시계 방향으로 회전하거나 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(200)는 완전히 둘레를 회전한다. 일 실시예에서, 어레이(200)는 완전한 둘레보다 작은 호만큼 회전한다. 일 실시예에서, 예를 들어 기판이 Z 방향으로 스캔되는 경우, 어레이(200)는 X 또는 Y 방향으로 연장되는 축을 중심으로 회전할 수 있다. 일 실시예에서, 도 6(d)를 참조하면, 어레이(200)의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 에지에 배열되어 기판(114)을 향해 반경방향 외향으로 투영할 수 있다. 기판(114)은 어레이(200)의 일측 중 적어도 일부 둘레에서 연장될 수 있다. 이러한 경우, 어레이(200)는 X 방향으로 연장되는 축을 중심으로 회전하고 기판(114)은 X 방향으로 이동한다.
사용 시에, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 이동은 빔(110)의 전부 또는 일부를 투영하기 위해 노광 영역(204)에 위치되도록 적절히 타이밍 설정될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 방사 방출 디바이스이고, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 턴온 또는 턴오프는, 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 노광 영역(204)에 있을 때 이들이 턴온되고, 노광 영역(204)의 외부에 있을 때 턴오프되도록, 타이밍 설정된다. 그러므로, 일 실시예에서 방사 방출 디바이스(102)는 이동 중에 모두 on 상태로 유지될 수 있고 이후 방사 방출 디바이스(102) 중 특정 디바이스가 노광 영역(204)에서 off 상태로 변조된다. 노광 영역(204) 외부의 턴온된 방사 방출 디바이스(102)로부터 노광 영역(204)을 보호(shield)하기 위해, 노광 영역(204) 외부와 기판과 방사 방출 디바이스(102) 사이의 적절한 실드가 요구될 수 있다. 방사 방출 디바이스(102)를 지속적으로 on 상태로 함으로써 방사 방출 디바이스(102)를 사용 중에 실질적으로 균일한 온도로 하는 것이 용이해진다. 일 실시예에서, 방사 방출 디바이스(102)는 대부분의 시간 동안 off 상태로 유지될 수 있고 방사 방출 디바이스(102) 중 하나 이상이 노광 영역(204)에 있을 때 턴온될 수 있다.
일 실시예에서, 회전가능한 플레이트는 도 7에 도시된 것과 같은 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 7(a)에 회전가능한 플레이트의 개략적 평면도가 도시된다. (플레이트 주위에 배열된 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 단일 어레이(200)를 개략적으로 도시하는 도 5의 회전가능한 플레이트에 비해) 회전 가능한 플레이트는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 다수의 서브어레이(210)가 이러한 플레이트 주위에 배열된 어레이(200)를 가질 수 있다. 도 7(a)에서, 하나의 서브어레이(210)의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 다른 서브어레이(210)의 2개의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 사이에 있도록, 서브어레이(210)는 서로에 대해 엇갈려 배열된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 서브어레이(210)의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 서로 정렬될 수 있다. 모터(216)에 의해, 이러한 예에서는 도 7(a)에서 Z 방향으로 나아가는 축을 중심으로 모터(216)를 통해, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 개별적으로 또는 함께 회전될 수 있다. 모터(216)는 회전가능한 플레이트에 부착될 수 있고 프레임, 예를 들어 프레임(160)에 연결되거나, 프레임, 예를 들어 프레임(160)에 부착되고, 회전가능한 플레이트에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 모터(216)(또는 예를 들어, 다른 곳에 위치한 어떤 모터)는, 개별적으로든 또는 함께이든, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 다른 운동을 유발할 수 있다. 예를 들어, 모터(216)는 X, Y, 및/또는 Z 방향으로 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 중 하나 이상의 병진 운동을 유발할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 모터(216)는 X 및/또는 Y방향을 중심으로 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 중 하나 이상의 회전(즉, Rx 및/또는 Ry 운동)을 유발할 수 있다.
도 7(b)에 평면도로 개략적으로 도시된 회전가능한 플레이트의 실시예에서, 회전가능한 플레이트는 중심 영역에 개구부(212)를 가질 수 있고, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 어레이(200)가 이러한 개구부(212) 외부의 플레이트 상에 배열된다. 그러므로 예를 들어, 회전가능한 플레이트는 도 7(b)에 도시된 것처럼 환형 디스크를 형성할 수 있고, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 어레이(200)는 디스크 주위에 배열된다. 개구부는 회전가능한 플레이트의 무게를 줄이고/줄이거나 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 냉각을 용이하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 회전가능한 플레이트는 지지대(214)를 이용하여 외주부에서 지지될 수 있다. 지지대(214)는 베어링, 예를 들어 롤러 베어링 또는 가스 베어링일 수 있다. 도 7(a)에 도시된 것과 같이 모터에 의해 회전(및/또는 다른 운동 예를 들어, X, Y, 및/또는 Z 방향으로의 병진 운동 및/또는 Rx 운동 및/또는 Ry 운동)이 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 지지대(214)는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 축(A)을 중심으로 회전하도록 하는(그리고/또는 다른 운동 예를 들어, X, Y, 및/또는 Z 방향으로의 병진 운동 및/또는 Rx 운동 및/또는 Ry 운동을 제공하는) 모터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 7(d) 및 7(e)를 참조하면, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 어레이(200)를 갖는 회전가능한 플레이트는 회전가능한 구조(218)에 부착될 수 있다. 회전가능한 구조(218)는 축(B)을 중심으로 모터(220)에 의해 회전될 수 있다. 또한 회전가능한 플레이트는 회전가능한 구조(218)에 대하여 모터(216)에 의해 회전될 수 있고, 모터(216)는 회전가능한 플레이트가 축(A)을 중심으로 회전하도록 한다. 일 실시예에서, 회전 축(A 및 B)은 서로 일치하지 않고 따라서 이러한 축들은 도 7(d) 및 7(e)에 도시된 것처럼 공간적으로 분리되어 있다. 일 실시예에서, 회전 축(A 및 B)은 서로 실질적으로 평행하다. 노광 중에 사용 시에, 회전가능한 구조(218) 및 회전가능한 플레이트 양자 모두가 회전한다. 이러한 회전은, 노광 영역(204) 내의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 실질적으로 직선으로 정렬될 수 있도록 조절될 수 있다. 이는, 예를 들어 노광 영역(204) 내의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 실질적으로 직선으로 정렬되지 않을 수 있는 도 5의 실시예와 비교될 수 있다.
위에서 기술된 것처럼, 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 이용하면, 필요한 경우 개별적으로 어드레스가능한 요소를 노광 영역(204) 내로 이동시킴으로써 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 수를 줄일 수 있다. 따라서, 열 부하가 감소될 수 있다.
일 실시예에서, (예를 들어, 회전가능한 플레이트 상에) 이론적으로 필요한 것보다 많은 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소가 제공될 수 있다. 이러한 구성의 가능한 장점은, 하나 이상의 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소가 손상되거나 동작하지 않는 경우, 그 대신에 다른 하나 이상의 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소가 이용될 수 있다는 점이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 여분의 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소는, 더 많은 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소가 제공될수록 노광 영역(204) 외부의 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소가 냉각될 수 있는 가능성이 더 높아지므로, 개별적으로 어드레스가능한 요소 상의 열 부하를 제어할 수 있는 장점을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 낮은 열 전도율을 갖는 재료에 임베딩된다. 예를 들어, 이러한 재료는 세라믹, 예를 들어 코디어라이트 또는 코디어라이트계 세라믹 및/또는 Zerodur 세라믹일 수 있다. 일 실시예에서, 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 높은 열 전도율을 갖는 재료, 예를 들어 금속, 예컨대 비교적 가벼운 질량을 갖는 금속, 예를 들어 알루미늄 또는 티타늄에 임베딩된다.
일 실시예에서, 어레이(200)는 온도 제어 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7(f)를 참조하면, 어레이(200)는 어레이를 냉각하기 위해 어레이(200) 상에, 어레이 주변 또는 어레이(200)를 통해 냉각 유체를 이송하기 위한 유체(예컨대, 액체) 전도 채널(222)을 가질 수 있다. 채널(222)은 이러한 채널을 통해 유체를 순환시키기 위한 적절한 열 교환기 및 펌프(228)에 연결될 수 있다. 공급부(224) 및 리턴부(226)가 채널(222)과 열 교환기 및 펌프(228) 사이에 연결되어 유체의 순환 및 온도 제어를 용이하게 할 수 있다. 어레이 내에, 어레이 상에 또는 어레이 주변에 어레이(200)의 파라미터를 측정하기 위한 센서(234)가 제공될 수 있고, 이러한 측정은 예를 들어 열 교환기 및 펌프에 의해 제공된 유체 흐름의 온도를 제어하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(234)는 어레이(200) 본체의 팽창률 및/또는 수축률을 측정할 수 있고, 이러한 측정은 열 교환기 및 펌프에 의해 제공된 유체 흐름의 온도를 제어하는데 이용될 수 있다. 이러한 팽창률 및/또는 수축률은 온도의 대용물(proxy)이다. 일 실시예에서, 센서(234)는 어레이(200)와 통합될 수 있고/있거나(도트 형태의 센서(234)로 도시된 것처럼), 어레이(200)로부터 별개일 수 있다(박스 형태의 센서(234)로 도시된 것처럼). 어레이(200)로부터 별개인 센서(234)는 광학 센서일 수 있다.
일 실시예에서, 도 7(g)를 참조하면, 어레이(200)는 열 방산을 위해 표면적을 증가시키도록 하나 이상의 핀(fin; 230)을 가질 수 있다. 핀(들)(230)은 예를 들어 어레이(200)의 상부면 및/또는 어레이(200)의 측면 상에 있을 수 있다. 선택적으로, 열 방산을 용이하게 하기 위해 핀(들)(230)과 협력하도록 하나 이상의 추가적인 핀(232)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 핀(들)(232)은 핀(들)(230)으로부터 열을 흡수할 수 있고, 도 7(f)에 대해 도시되고 기술된 것과 유사한 유체(예를 들어, 액체) 전도 채널 및 연관된 열 교환기/펌프를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 7(h)를 참조하면, 어레이(200)는 유체(238)가 어레이(200) 본체와 접촉하도록 유지하여 유체를 통해 열 방산을 용이하게 하도록 구성된 유체 한정 구조(236)에 또는 유체 한정 구조(236) 주변에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 유체(238)는 액체, 예컨대 물일 수 있다. 일 실시예에서, 유체 한정 구조(236)는 유체 한정 구조(236)와 어레이(200) 본체 사이에 밀봉을 제공한다. 일 실시예에서, 이러한 밀봉은 예를 들어 가스 흐름 또는 모세관력을 통해 제공되는 무접촉 밀봉일 수 있다. 일 실시예에서, 유체(238)는 유체 전도 채널(222)에 대해서 기술된 것과 마찬가지로 순환되어 열 방산을 촉진시킨다. 유체(238)는 유체 공급 디바이스(240)에 의해 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 도 7(h)를 참조하면, 어레이(200)는 어레이(200) 본체를 향해 유체(238)를 투사하도록 구성된 유체 공급 디바이스(240)에 또는 유체 공급 디바이스(240) 근방에 위치되어 유체를 통한 열 방산을 용이하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 유체(238)는 가스, 예를 들어 청정 건조 공기, N2, 비활성 가스 등이다. 유체 한정 구조(236) 및 유체 공급 디바이스(240)는 도 7(h)에서 함께 도시되어 있지만, 반드시 함께 제공되어야 할 필요는 없다.
일 실시예에서, 어레이(200) 본체는 예를 들어 유체 전도 채널(222)에 대한 공동을 갖는 실질적으로 고형인 구조이다. 일 실시예에서, 어레이(200) 본체는 대부분 개방되어 있는 실질적으로 프레임형 구조이고, 이러한 구조에는 다양한 컴포넌트, 예를 들어 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 유체 전도 채널(222) 등이 부착된다. 이러한 개방형 구조는 가스 흐름을 용이하게 하고/하거나 표면적을 증가시킨다. 일 실시예에서, 어레이(200) 본체는 가스 흐름을 용이하게 하고/하거나 표면적을 증가시키기 위해 본체 내로 또는 본체를 통해 복수의 공동을 갖는 실질적으로 고형인 구조이다.
이제까지 냉각을 제공하기 위한 실시예가 기술되었지만, 대안적으로 또는 부가적으로 실시예는 가열을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 어레이(200)는 바람직하게는 노광 이용 중에 실질적으로 일정한 정상 상태 온도로 유지된다. 그러므로 예를 들어, 어레이(200)의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 모두 또는 이중 많은 것들이, 노광 전에, 요구되는 정상 상태 온도 또는 이러한 온도 근방에 도달하도록 파워온 될 수 있고, 노광 중에는 어레이(200)를 냉각 및/또는 가열하여 정상 상태 온도로 유지되도록 임의의 하나 이상의 온도 제어 구성이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 요구되는 정상 상태 온도 또는 이러한 온도 근방에 도달하도록 노광 이전에 어레이(200)를 가열하기 위해 임의의 하나 이상의 온도 제어 구성이 이용될 수 있다. 그 다음, 노광 중에, 어레이(200)를 냉각 및/또는 가열하여 정상 상태 온도로 유지되도록 임의의 하나 이상의 온도 제어 구성이 이용될 수 있다. 정상 상태 온도로 유지하기 위해 센서(234)로부터의 측정이 피드포워드 및/또는 피드백 방식으로 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 어레이(200) 각각은 동일한 정상 상태 온도를 가질 수 있거나, 복수의 어레이(200) 중 하나 이상의 어레이(200)가 복수의 어레이(200) 중 다른 하나 이상의 어레이(200)와는 상이한 정상 상태 온도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(200)는 요구되는 정상 상태 온도보다 높은 온도로 가열되고 나서, 임의의 하나 이상의 온도 제어 구성에 의해 적용되는 냉각 때문에 그리고/또는 요구되는 정상 상태 온도보다 높은 온도로 유지하기에는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 이용이 불충분하기 때문에, 노광 중에 온도가 떨어진다.
일 실시예에서, 열 제어 및 전반적인 냉각을 개선하기 위해서, 노광 영역을 따라 그리고/또는 노광 영역을 통해 어레이(200) 본체의 수가 증가된다. 그러므로 예를 들어 도 5에 도시된 4개의 어레이(200) 대신에, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 그 이상의 어레이(200)가 제공될 수 있다. 보다 적은 어레이, 예를 들어 하나의 어레이(200), 예컨대 기판 전체 폭을 커버하는 단일한 대형 어레이가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 본원에서 기술된 것과 같은 렌즈 어레이는 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소와 연관 또는 통합된다. 예를 들어, 렌즈 어레이 플레이트가 각각의 이동가능한 어레이(200)에 부착될 수 있고, 따라서 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 함께 이동가능(예를 들어, 회전가능)할 수 있다. 위에서 기술된 것처럼, 렌즈 어레이 플레이트는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 대해서 변위가능할 수 있다(예를 들어, Z 방향으로). 일 실시예에서, 복수의 렌즈 어레이 플레이트가 어레이(200)에 대해 제공될 수 있고, 각 렌즈 어레이 플레이트는 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 상이한 서브세트와 연관될 수 있다.
일 실시예에서, 도 7(i)를 참조하면, 각각의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 앞에 단일한 별개의 렌즈(242)가 부착될 수 있고, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 함께 이동가능(예를 들어, 축(A)을 중심으로 회전가능)할 수 있다. 또한, 렌즈(242)는 액추에이터(244)를 이용하여 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 대해(예를 들어, Z 방향으로) 변위가능할 수 있다. 일 실시예에서, 도 7(j)를 참조하면, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 및 렌즈(242)는 액추에이터(244)에 의해 어레이(200)의 본체(246)에 대하여 함께 변위될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(244)는 Z 방향으로만 렌즈(242)를 변위(즉, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 대하여 또는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 함께)시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 액추에이터(244)는 3 이하의 자유도로(Z방향, X 방향을 중심으로 하는 회전 및/또는 Y 방향을 중심으로 하는 회전) 렌즈(242)를 변위시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 액추에이터(244)는 6 이하의 자유도로 렌즈(242)를 변위시키도록 구성된다. 렌즈(242)가 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 대하여 이동가능한 경우, 렌즈(242)는 액추에이터(244)에 의해 이동되어 기판에 대해 렌즈(242)의 초점 위치를 변화시킬 수 있다. 렌즈(242)가 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 함께 이동가능한 경우, 렌즈(242)의 초점 위치는 실질적으로 일정하지만, 기판에 대해서 변위된다. 일 실시예에서, 렌즈(242)의 이동은, 어레이(200)의 각각의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 연관된 각 렌즈(242)에 대해 개별적으로 제어된다. 일 실시예에서, 복수의 렌즈(242)의 서브세트는 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 대응하는 서브세트에 대하여 또는 이러한 서브세트와 함께 이동가능하다. 후자의 상황에 있어서, 보다 낮은 데이터 오버헤드 및/또는 보다 신속한 응답을 위해 초점 제어의 미세함은 손실될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 의해 제공된 방사 스팟의 크기는 디포커스(defocus)에 의해 조정될 수 있고, 다시 말해서 더 디포커스 될수록 스팟 크기가 커지게 된다.
일 실시예에서, 도 7(k)를 참조하면, 그 안에 개구부를 갖는 개구부 구조(248)가 렌즈(242) 아래에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 개구부 구조(248)는 렌즈(242) 위에, 렌즈(242)와 대응하는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 사이에 위치할 수 있다. 개구부 구조(248)는 렌즈(242), 대응하는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 및/또는 인접한 렌즈(242)/개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 회절 효과를 제한할 수 있다.
일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 방사 방출 디바이스, 예를 들어 레이저 다이오드일 수 있다. 이러한 방사 방출 디바이스는 높은 공간 가간섭성을 가질 수 있고, 따라서 스페클 문제가 제기될 수 있다. 이러한 스페클 문제를 피하기 위해, 방사 방출 디바이스에 의해 방출된 방사는 빔 부분의 위상을 다른 빔 부분에 대해 시프트(shift)시킴으로써 스크램블되어야 한다. 일 실시예에서, 도 7(l) 및 7(m)을 참조하면, 플레이트(250)가 예를 들어, 프레임(160) 상에 위치할 수 있고, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 플레이트(250)에 대해 이동된다. 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 플레이트(250)에 대해 그 위에서 이동될 때, 플레이트(250)는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 의해 기판을 향해 방출되는 방사의 공간적 가간섭성의 붕괴(disruption)를 유발한다. 일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 플레이트(250)에 대해 그 위에서 이동될 때, 플레이트(250)는 렌즈(242)와 대응하는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 사이에 위치한다. 일 실시예에서, 플레이트(250)는 렌즈(242)와 기판 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 도 7(n)을 참조하면, 공간적 가간섭성 붕괴 디바이스(252)가, 노광 영역 상으로 방사를 투영하는 적어도 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 기판 사이에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 공간적 가간섭성 붕괴 디바이스(252)는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 렌즈(242) 사이에 위치하고, 본체(246)에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 공간적 가간섭성 붕괴 디바이스(252)는 위상 변조기, 진동 플레이트, 또는 회전 플레이트이다. 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 기판을 향해 방사를 투영할 때, 공간적 가간섭성 붕괴 디바이스(252)는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 의해 방출되는 방사의 공간적 가간섭성의 붕괴를 유발한다.
일 실시예에서, 렌즈 어레이가 (함께 유닛으로서든 또는 개별 렌즈로서든) 바람직하게는 높은 열 전도 재료를 통해 에러이(200)에 부착되어, 렌즈 어레이로부터 어레이(200)로의 열 전도를 용이하게 하고, 따라서 냉각이 보다 유리하게 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 어레이(200)는 레벨 센서(150)와 유사한, 하나 이상의 초점 또는 레벨 센서(254)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(254)는 어레이(200)의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 각각에 대해 또는 어레이(200)의 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 대해 초점을 측정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 초점을 벗어난(out of focus) 상태가 검출되면, 초점은 어레이(200)의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 각각에 대해 또는 어레이(200)의 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 대해 수정될 수 있다. 예를 들어, Z 방향으로(그리고/또는 X 방향을 중심으로 그리고/또는 Y 방향을 중심으로) 렌즈(242)를 이동시킴으로써 초점이 수정될 수 있다.
일 실시예에서, 센서(254)는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 통합된다(또는 어레이(200)의 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)와 통합될 수 있다). 도 7(o)를 참조하면, 예시적인 센서(254)가 개략적으로 도시되어 있다. 초점 검출 빔(256)은 기판 표면을 벗어나도록 재지향(예를 들면, 반사)되고, 렌즈(242)를 통과하여 반도금 거울(258)에 의해 검출기(262)를 향해 지향된다. 일 실시예에서, 초점 검출 빔(256)은 기판으로부터 재지향될 수 있는, 노광 용도로 이용되는 방사일 수 있다. 일 실시예에서, 초점 검출 빔(256)은 기판으로 지향되는 전용 빔일 수 있고, 이러한 전용 빔은 기판에 의해 재지향되는 경우 빔(256)이 된다. 빔(256)이 검출기(262) 상에 충돌하기 전에 나이프 에지(260)(개구부일 수 있음)가 빔(256)의 경로에 놓인다. 이러한 예에서, 검출기(262)는 도 7(o)에서 도시된 것처럼 검출기(262)의 스플릿에 의한 적어도 2개의 방사 감응부(예를 들어, 영역 또는 검출기)를 포함한다. 기판이 초점이 맞는 상태(in focus)이면, 예리한 이미지가 에지(260)에 형성되어 검출기(262)의 방사 감응부는 동일한 양의 방사를 수신한다. 기판이 초점이 맞지 않는 상태이면, 빔(256)은 시프트되고 이미지는 에지(260) 앞에 또는 에지(260) 뒤에 형성될 것이다. 따라서, 에지(260)는 빔(256)의 특정 부분을 인터셉트할 수 있고 검출기(262)의 하나의 방사 감응부는 검출기(262)의 다른 방사 감응부보다 작은 양의 방사를 수신할 수 있다. 검출기(262)의 방사 감응부로부터의 출력 신호들을 비교하면, 빔(256)이 재지향된 기판 평면이, 요구되는 위치와 얼마나 상이한지 또 어느 방향으로 상이한지를 알 수 있다. 이러한 신호는 전자적으로 처리되어, 예를 들면 렌즈(242)가 조정될 수 있는 제어 신호를 제공할 수 있다. 미러(258), 에지(260) 및 검출기(262)는 에러이(200)에 장착될 수 있다. 일 실시예에서, 검출기(262)는 쿼드 셀일 수 있다.
일 실시예에서, (어느 때든지) 133개가 작동 중인 400개의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 600 내지 1,200개의 작동 중인 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 선택적으로, 예를 들어 예비 및/또는 수정 노광 용도로(예컨대, 위에서 기술된 것처럼) 부가적인 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 제공될 수 있다. 작동 중인 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 수는 패터닝을 위해 특정 방사선량을 필요로 하는, 예를 들어 레지스트에 의존할 수 있다. 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 회전가능한 경우, 이러한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 1,200개의 작동 중인 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 가지고 6 Hz의 주파수로 회전될 수 있다. 보다 적은 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 있는 경우 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 더 높은 주파수로 회전할 수 있다; 보다 많은 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 있는 경우 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 더 낮은 주파수로 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 수는, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 어레이에 비해, 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 이용하여 감소될 수 있다. 예를 들어, (어느 때든지) 600 내지 1,200개의 작동 중인 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 제공될 수 있다. 나아가, 이렇게 감소된 수는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 어레이와 실질적으로 유사한 결과를 발생시킬 수 있지만, 하나 이상의 장점을 가진다. 예를 들어, 청자색 다이오드의 어레이를 이용하는 충분한 노광 용량을 위해서, 100,000개의 청자색 다이오드의 어레이가 필요할 수 있고, 예를 들어 200개의 다이오드 × 500개의 다이오드로 배열될 수 있다. 10 kHz의 주파수로 동작하는 경우, 레이저 다이오드당 광 전력(optical power)은 0.33 mW 가 될 것이다. 레이저 다이오드당 전력은 150 mW = 35 mA × 4.1 V 일 것이다. 그러므로 어레이에 대해, 전력은 15 kW 가 될 것이다. 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소를 이용하는 일 실시예에서, 133개가 작동 중인 400개의 청자색 다이오드가 제공될 수 있다. 9 MHz의 주파수로 동작하는 경우, 레이저 다이오드당 광 전력은 250 mW 가 될 것이다. 레이저 다이오드당 전력은 1000 mW = 240 mA × 4.2 V 일 것이다. 그러므로 어레이에 대해, 전력은 133 W 가 될 것이다. 따라서, 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 구성의 다이오드는 예를 들어 도 7(p)에 도시된 것처럼, 광 출력 전력 대 순방향 전류 곡선의 가파른 부분(240 mA 대 35 mA)에서 동작할 수 있고, 다이오드당 높은 출력 전력(250 mW 대 0.33 mW)을 내지만, 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소에 대해서 낮은 전력(133 W 대 15 kW)을 낼 것이다. 따라서, 이러한 다이오드는 보다 효율적으로 이용될 수 있고, 전력 소모 및/또는 열 발생이 감소하게 된다.
따라서, 일 실시예에서, 다이오드는 전력/순방향 전류 곡선의 가파른 부분에서 동작한다. 전력/순방향 전류 곡선의 가파르지 않은 부분에서 동작하게 되면, 방사의 비간섭성을 유발할 수 있다. 일 실시예에서, 다이오드는 5 mW 보다 크지만 20 mW 이하, 또는 30 mW 이하, 또는 40 mW 이하의 광 전력으로 동작한다. 일 실시예에서, 다이오드는 300 mW 보다 큰 광 전력으로 동작하지 않는다. 일 실시예에서, 다이오드는 다중-모드보다는 단일-모드로 동작한다.
어레이(200) 상의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 수는 특히(그리고 위에서 또한 언급한 정도까지), 어레이(200)가 커버하도록 의도되는 노광 영역의 길이, 어레이가 노광 중에 이동되는 속도, 스팟 크기(즉, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)로부터 기판 상에 투영되는 스팟의 단면 치수, 예를 들어 폭/지름), 각각의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)가 제공해야 하는 요구되는 세기(예를 들어, 기판 또는 기판 상의 레지스트에 대한 손상을 방지하기 위해 둘 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소를 통해 기판 상의 스팟에 대해 의도된 방사선량을 확산시키는 것이 필요한지 여부), 기판의 요구되는 스캔 속도, 비용 고려사항, 개별적으로 어드레스가능한 요소가 턴온 또는 턴오프되는 주파수, 및 여분의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)에 대한 필요성(이전에 논의된 것처럼; 예를 들어, 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소가 고장난 경우 예컨대 예비 또는 수정 노광 용도)에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(200)는 적어도 100개의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 예를 들어 적어도 200개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 400개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 600개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 1,000개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 1,500개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 2,500개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 또는 적어도 5,000개의 개별적으로 어드레스가능한 요소를 포함한다. 일 실시예에서, 어레이(200)는 50,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 예컨대 25,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 15,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 10,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 7,500개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 5,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 2,500개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 1,200개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 600개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 또는 300개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소를 포함한다.
일 실시예에서, 어레이(200)는 10cm 길이의 노광 영역마다(즉, 어레이의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 수를 10cm 길이의 노광 영역으로 정규화), 적어도 100개의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 예를 들어 적어도 200개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 400개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 600개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 1,000개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 1,500개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 적어도 2,500개의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 또는 적어도 5,000개의 개별적으로 어드레스가능한 요소를 포함한다. 일 실시예에서, 어레이(200)는 10cm 길이의 노광 영역마다(즉, 어레이의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)의 수를 10cm 길이의 노광 영역으로 정규화), 50,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 예컨대 25,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 15,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 10,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 7,500개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 5,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 2,500개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 1,200개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 600개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소, 또는 300개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 요소를 포함한다.
일 실시예에서, 어레이(200)는 75% 미만의 여분의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 예컨대 67% 이하, 50% 이하, 약 33% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 10% 이하, 또는 5% 이하의 여분의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 포함한다. 일 실시예에서, 어레이(200)는 적어도 5%의 여분의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 예컨대 적어도 10%, 적어도 25%, 적어도 33%, 적어도 50%, 또는 적어도 65%의 여분의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 포함한다. 일 실시예에서, 어레이는 약 67%의 여분의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 포함한다.
일 실시예에서, 기판 상의 개별적인 어드레스가능한 요소의 스팟 크기는, 10 미크론 이하, 5 미크론 이하, 예컨대 3 미크론 이하, 2 미크론 이하, 1 미크론 이하, 0.5 미크론 이하, 0.3 미크론 이하, 또는 약 0.1 미크론 이하이다. 일 실시예에서, 기판 상의 개별적인 어드레스가능한 요소의 스팟 크기는, 0.1 미크론 이상, 0.2 미크론 이상, 0.3 미크론 이상, 0.5 미크론 이상, 0.7 미크론 이상, 1 미크론 이상, 1.5 미크론 이상, 2 미크론 이상, 또는 5 미크론 이상이다. 일 실시예에서, 스팟 크기는 약 0.1 미크론이다. 일 실시예에서, 스팟 크기는 약 0.5 미크론이다. 일 실시예에서, 스팟 크기는 약 1 미크론이다.
리소그래피 장치(100)의 동작에 있어서, 기판(114)은 예를 들어 로봇 핸들러(미도시)를 이용하여 기판 테이블(106) 상에 로딩된다. 그 다음에 기판(114)은 프레임(160) 및 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 아래에서 X 방향으로 변위된다. 기판(114)은, 위에서 논의된 것처럼, 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정된 후 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 이용하여 패턴에 노광된다. 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)는 예를 들어 본원에서 기술되는 것과 같이 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 동작할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 측면도이다. 도 8에 도시된 것처럼, 리소그래피 장치(100)는 패터닝 디바이스(104) 및 투영 시스템(108)을 포함한다. 투영 시스템(108)은 2개의 렌즈(176, 172)를 포함한다. 제1 렌즈(176)는 패터닝 디바이스(104)로부터 변조된 방사 빔(110)을 수신하고 이러한 빔을 개구부 스탑(174)에서 콘트라스트 개구부를 통해 포커싱하도록 구성된다. 추가적인 렌즈(미도시)가 개구부에 위치될 수 있다. 그 다음에, 방사 빔(110)은 발산하여 제2 렌즈(172)(예컨대, 필드 렌즈)에 의해 포커싱된다.
투영 시스템(108)은 변조된 방사 빔(110)을 수신하도록 구성된 렌즈 어레이(170)를 더 포함한다. 패터닝 디바이스(104)에서 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소에 대응하는, 변조된 방사 빔(110)의 상이한 부분이, 렌즈 어레이(170)의 각각의 상이한 렌즈를 통과한다. 각 렌즈는 기판(114) 상에 놓여있는 지점으로 변조된 방사 빔(110)의 각 부분을 포커싱한다. 이런 식으로, 방사 스팟(S)의 어레이(도 12 참조)가 기판(114) 상에 노광된다. 도시된 렌즈 어레이(170) 중 단지 5개의 렌즈만이 도시되어 있지만, 렌즈 어레이는 수백 또는 수천개의 렌즈를 포함할 수 있다는 점을 이해할 것이다(동일한 내용이 패터닝 디바이스(104)로서 이용되는 개별적으로 제어가능한 요소에도 적용된다).
도 8에 도시되어 있는 것처럼, 기판(114)과 렌즈 어레이(170) 사이에 자유 작업 거리(FWD)가 제공된다. 이러한 거리는 예를 들어 초점 수정을 할 수 있도록 기판(114) 및/또는 렌즈 어레이(170)가 이동될 수 있게 한다. 일 실시예에서, 자유 작업 거리는 1 내지 3mm의 범위, 예컨대 약 1.4mm이다. 패터닝 디바이스(104)의 개별적으로 어드레스가능한 요소는 피치(P)로 배열되어 있고, 이는 결과적으로 기판(114)에서 이미징 스팟의 피치(P)와 연관된다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이(170)는 0.15 또는 0.18의 NA를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 이미징 스팟 크기는 약 1.6㎛이다.
본 실시예에서, 투영 시스템(108)은, 기판(114) 상의 이미지 스팟의 어레이 간격이 패터닝 디바이스(104)의 픽셀의 어레이 간격과 동일하다는 점에서, 1:1 투영 시스템일 수 있다. 개선된 분해능을 제공하기 위해, 이미지 스팟은 패터닝 디바이스(104)의 픽셀보다 훨씬 작을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 측면도이다. 이러한 실시예에서는, 렌즈 어레이(170) 이외에 패터닝 디바이스(104)와 기판(114) 사이에 어떠한 광학기기도 없다.
도 9의 리소그래피 장치(100)는 패터닝 디바이스(104) 및 투영 시스템(108)을 포함한다. 이러한 경우, 투영 시스템(108)은 단지 변조된 방사 빔(110)을 수신하도록 구성된 렌즈 어레이(170)만을 포함한다. 패터닝 디바이스(104)에서 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소에 대응하는, 변조된 방사 빔(110)의 상이한 부분이, 렌즈 어레이(170)의 각각의 상이한 렌즈를 통과한다. 각 렌즈는 기판(114) 상에 놓여있는 지점으로 변조된 방사 빔(110)의 각 부분을 포커싱한다. 이런 식으로, 방사 스팟(S)의 어레이(도 12 참조)가 기판(114) 상에 노광된다. 도시된 렌즈 어레이(170) 중 단지 5개의 렌즈만이 도시되어 있지만, 렌즈 어레이는 수백 또는 수천개의 렌즈를 포함할 수 있다는 점을 이해할 것이다(동일한 내용이 패터닝 디바이스(104)로서 이용되는 개별적으로 제어가능한 요소에도 적용된다).
도 8과 마찬가지로, 기판(114)과 렌즈 어레이(170) 사이에 자유 작업 거리(FWD)가 제공된다. 이러한 거리는 예를 들어 초점 수정을 할 수 있도록 기판(114) 및/또는 렌즈 어레이(170)가 이동될 수 있게 한다. 패터닝 디바이스(104)의 개별적으로 어드레스가능한 요소는 피치(P)로 배열되어 있고, 이는 결과적으로 기판(114)에서 이미징 스팟의 피치(P)와 연관된다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이(170)는 0.15의 NA를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 이미징 스팟 크기는 약 1.6㎛이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5와 관련하여 위에서 논의된 것과 같이 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 이용하는 리소그래피 장치의 개략적인 측면도이다. 이러한 실시예에서는, 렌즈 어레이(170) 이외에 패터닝 디바이스(104)와 기판(114) 사이에 어떠한 광학기기도 없다.
도 10의 리소그래피 장치(100)는 패터닝 디바이스(104) 및 투영 시스템(108)을 포함한다. 이러한 경우, 투영 시스템(108)은 단지 변조된 방사 빔(110)을 수신하도록 구성된 렌즈 어레이(170)만을 포함한다. 패터닝 디바이스(104)에서 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소에 대응하는, 변조된 방사 빔(110)의 상이한 부분이, 렌즈 어레이(170)의 각각의 상이한 렌즈를 통과한다. 각 렌즈는 기판(114) 상에 놓여있는 지점으로 변조된 방사 빔(110)의 각 부분을 포커싱한다. 이런 식으로, 방사 스팟(S)의 어레이(도 12 참조)가 기판(114) 상에 노광된다. 도시된 렌즈 어레이(170) 중 단지 5개의 렌즈만이 도시되어 있지만, 렌즈 어레이는 수백 또는 수천개의 렌즈를 포함할 수 있다는 점을 이해할 것이다(동일한 내용이 패터닝 디바이스(104)로서 이용되는 개별적으로 제어가능한 요소에도 적용된다).
도 8과 마찬가지로, 기판(114)과 렌즈 어레이(170) 사이에 자유 작업 거리(FWD)가 제공된다. 이러한 거리는 예를 들어 초점 수정을 할 수 있도록 기판(114) 및/또는 렌즈 어레이(170)가 이동될 수 있게 한다. 패터닝 디바이스(104)의 개별적으로 어드레스가능한 요소는 피치(P)로 배열되어 있고, 이는 결과적으로 기판(114)에서 이미징 스팟의 피치(P)와 연관된다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이(170)는 0.15의 NA를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 이미징 스팟 크기는 약 1.6㎛이다.
도 11은 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 구체적으로 6개의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)를 도시한다. 본 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 각각은 방사 방출 다이오드, 예를 들어 청자색 레이저 다이오드이다. 각각의 방사 방출 다이오드는 다이오드를 제어하기 위해 방사 방출 다이오드에 전류를 공급하기 위한 2개의 전원 라인을 연결(bridge)한다. 따라서, 이러한 다이오드는 어드레스가능한 그리드를 형성한다. 2개의 전원 라인 사이의 폭은 대략 250㎛이고, 방사 방출 다이오드는 대략 500㎛의 피치를 갖는다.
도 12는 기판(114) 상의 패턴이 어떻게 생성될 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 채워진 원은 투영 시스템(108)에서 렌즈 어레이(MLA)에 의해 기판(114) 상으로 투영된 스팟(S) 어레이를 나타낸다. 기판(114)은, 일련의 노광이 기판 상에 노광됨에 따라, X 방향으로 투영 시스템(108)에 대하여 이동된다. 속이 빈 원은 기판 상에 이전에 노광되었던 스팟 노광(SE)을 나타낸다. 도시된 것처럼, 투영 시스템(108) 내에서 렌즈 어레이(170)에 의해 기판(114) 상으로 투영된 각 스팟은 기판(114) 상에 스팟 노광의 열(R)을 노광한다. 기판(114)에 대한 완전한 패턴은 각 스팟(S)에 의해 노광된 스팟 노광(SE)의 모든 열(R)의 총합에 의해 생성된다. 이러한 구성은 통상 "픽셀 그리드 이미징"이라 지칭된다. 도 12는 개략적인 도면이고 스팟(S)은 실질적으로 중첩될 수 있음을 이해할 것이다.
방사 스팟(S)의 어레이는 기판(114)에 대해서 각도(α)로 배열됨을 알 수 있다(기판(114)의 에지는 X 및 Y 방향에 평행하게 놓여있다). 이는, 기판(114)이 스캐닝 방향(X 방향)으로 이동될 때 각 방사 스팟이 기판의 상이한 영역 위에서 통과함으로써, 방사 스팟(S)의 어레이에 의해 전체 기판이 커버될 수 있게 하기 위함이다. 일 실시예에서, 각도(α)는 20°이하, 10°이하, 예컨대 5°이하, 3°이하, 1°이하, 0.5°이하, 0.25°이하, 0.10°이하, 0.05°이하, 또는 0.01°이하이다. 일 실시예에서, 각도(α)는 적어도 0.0001°, 예를 들어 적어도 0.001°이다. 경사각(α) 및 스캐닝 방향으로의 어레이의 폭은 이미지 스팟 크기와 스캐닝 방향에 수직인 방향으로의 어레이 간격에 따라 결정되어, 기판(114)의 전체 표면적이 어드레스되도록 한다.
도 13은, 각각의 광학 엔진이 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소를 포함하는 복수의 광학 엔진을 이용하여 전체 기판(114)이 어떻게 단일 스캔으로 노광될 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 방사 스팟(S)(미도시)의 8개의 어레이(SA)가 8개의 광학 엔진에 의해 생성되고, 이러한 8개의 광학 엔진은, 방사 스팟(S)의 하나의 어레이의 에지가 방사 스팟(S)의 인접한 어레이의 에지와 약간 중첩되도록, "체스판"에서의 2개의 열(R1, R2) 또는 엇갈린 구성으로 배열된다. 일 실시예에서, 광학 엔진은 적어도 3개의 열, 예컨대 4개의 열 또는 5개의 열로 배열된다. 이런 식으로, 방사의 대역은 기판(W)의 폭을 통해 연장되어, 전체 기판의 노광이 단일 스캔으로 수행될 수 있게 된다. 이러한 "전체 폭" 단일 통과 노광은 둘 이상의 통과를 연결하는 가능한 스티칭(stitching) 이슈를 피하는데 도움이 되고, 기판 통과 방향을 가로지르는 방향으로 기판이 이동될 필요가 없을 수 있기 때문에 기계 풋프린트를 감소시킬 수도 있다. 임의의 적합한 수의 광학 엔진이 이용될 수 있음을 인식할 것이다. 일 실시예에서, 광학 엔진의 수는 적어도 1, 예를 들어 적어도 2, 적어도 4, 적어도 8, 적어도 10, 적어도 12, 적어도 14, 또는 적어도 17개이다. 일 실시예에서, 광학 엔진의 수는, 40개 미만, 예를 들어 30개 미만 또는 20개 미만이다. 각각의 광학 엔진은 별개의 패터닝 디바이스(104)를 포함할 수 있고, 위에서 기술된 것처럼 선택적으로 별개의 투영 시스템(108) 및/또는 방사 시스템을 포함할 수 있다. 그러나, 둘 이상의 광학 엔진이 방사 시스템, 패터닝 디바이스(104) 및/또는 투영 시스템(108)의 하나 이상 중 적어도 일부를 공유할 수 있다는 점을 이해할 것이다.
본원에서 기술된 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 요소를 제어하기 위한 제어기가 제공된다. 예를 들어, 개별적으로 어드레스가능한 요소가 방사 방출 디바이스인 예에서, 이러한 제어기는 개별적으로 어드레스가능한 요소가 언제 턴온 또는 턴오프 되는지를 제어할 수 있고 개별적으로 어드레스가능한 요소의 고 주파수 변조를 가능하게 한다. 제어기는 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소에 의해 방출되는 방사의 전력을 제어할 수 있다. 제어기는 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 요소에 의해 방출되는 방사의 세기를 변조할 수 있다. 제어기는 개별적으로 어드레스가능한 요소의 어레이 중 모두 또는 일부를 통한 세기 균일성을 제어/조정할 수 있다. 제어기는 이미징 에러, 예를 들어 에텐듀(etendue) 및 광 수차(예컨대, 코마, 비점수차 등)를 수정하기 위해 개별적으로 어드레스가능한 요소의 방사 출력을 조정할 수 있다.
리소그래피에서, 기판 상의 레지스트 층을 방사에 선택적으로 노광함으로써, 예를 들면 패터닝된 방사에 레지스트 층을 노광함으로써, 기판 상에 요구되는 피처를 생성할 수 있다. 특정한 최소 방사선량("방사선량 임계값")를 수신하는 레지스트의 영역은 화학적 반응을 겪게 되지만, 다른 영역은 변화되지 않은 채 남게 된다. 레지스트 층에서 이런 식으로 생성된 화학적 차이는 레지스트의 현상, 즉 선택적으로 적어도 최소한의 방사선량을 수신한 영역을 제거하거나 최소한의 방사선량을 수신하지 못한 영역을 제거하는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 기판 중 일부는 레지스트에 의해 여전히 보호되지만, 레지스트가 제거된 기판의 영역은 노광되어, 예를 들어 추가적인 처리 단계, 예컨대 기판의 선택적 에칭, 선택적인 금속 증착 등에 의해 요구되는 피처를 생성하는 것을 가능하게 한다. 요구되는 피처 내에서 기판 상의 레지스트 층의 영역으로 전송되는 방사가 충분히 높은 세기를 가져, 이러한 영역이 노광 중에 방사선량 임계값을 넘어서는 방사선량을 수신하는 한편, 기판 상의 다른 영역은, 0 또는 실질적으로 보다 낮은 방사 세기를 제공하도록 대응하는 개별적으로 제어가능한 요소를 설정함으로써, 방사선량 임계값 미만의 방사선량을 수신하도록, 패터닝 디바이스에서 개별적으로 제어가능한 요소를 설정함으로써 방사의 패터닝이 이루어질 수 있다.
실질적으로, 개별적으로 제어가능한 요소가 피처 경계의 일측에 최대 방사 세기를 제공하고 다른 측에 최소 방사 세기를 제공하도록 설정되더라도, 요구되는 피처의 에지에서의 방사선량은 주어진 최대 방사선량으로부터 0의 방사선량으로 갑자기 변화될 수는 없다. 대신에, 회절 효과에 기인하여, 방사선량의 레벨은 전이 영역을 통해 하락할 수 있다. 그러면, 레지스트의 현상 이후 궁극적으로 형성되는, 요구되는 피처의 경계 위치는, 수신된 방사선량이 방사선량 임계값 미만으로 떨어지는 위치에 의해 결정된다. 전이 영역을 통한 방사선량의 하락의 프로파일, 따라서 피처 경계의 정확한 위치는, 피처 경계 상에 있거나 피처 경계 주위에 있는 기판 상의 지점에 방사를 제공하는 개별적으로 제어가능한 요소를, 최대 또는 최소 세기 레벨뿐만 아니라 최대 세기 레벨과 최소 세기 레벨 사이의 세기 레벨로 설정함으로써 보다 정확하게 제어될 수 있다. 이는 통상적으로 "그레이스케일링" 또는 "그레이레벨링"이라 지칭된다.
그레이스케일링은, 주어진 개별적으로 제어가능한 요소에 의해 기판에 제공되는 방사 세기가 단지 2가지 값(다시 말해서 단지 최솟값 및 최댓값)으로 설정될 수 있는 리소그래피 시스템에서 가능한 것보다, 피처 경계의 위치에 대해 더 양호한 제어를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 3개의 상이한 방사 세기 값, 예컨대 적어도 4개의 방사 세기 값, 적어도 8개의 방사 세기 값, 적어도 16개의 방사 세기 값, 적어도 32개의 방사 세기 값, 적어도 64개의 방사 세기 값, 적어도 100개의 방사 세기 값, 적어도 128개의 방사 세기 값, 또는 적어도 256개의 방사 세기 값이 기판 상에 투영될 수 있다. 패터닝 디바이스가 방사원인 경우(예를 들어, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드의 어레이), 예를 들어 전송되는 방사의 세기 레벨을 제어함으로써 그레이스케일링이 실시될 수 있다. 콘트라스트 디바이스가 마이크로미러 디바이스인 경우, 예를 들어 마이크로미러의 경사각을 제어함으로써 그레이스케일링이 실시될 수 있다. 또한, 콘트라스트 디바이스에서 복수의 프로그램가능 요소를 그룹화하고 그룹 내에서 주어진 시간에 스위치 온 또는 스위치 오프되는 요소의 수를 제어함으로써 그레이스케일링이 실시될 수 있다.
일례에서, 패터닝 디바이스는 다음을 포함하는 일련의 상태를 가질 수 있다: (a) 제공되는 방사가 대응하는 픽셀의 세기 분포에 최소 또는 0의 기여를 하는 암 상태(black state); (b) 제공되는 방사가 최대 기여를 하는 명 상태(whitest state); 및 (c) 제공되는 방사가 중간의 기여를 하는 그 사이의 복수의 상태. 이러한 상태는 통상적인 빔 패터닝/프린팅을 위해 이용되는 정상 세트, 및 결함 있는 요소의 영향을 보상하기 위해 이용되는 보상 세트로 나뉜다. 정상 세트는 암 상태 및 중간 상태의 제1 그룹을 포함한다. 이러한 제1 그룹은 그레이 상태(gray state)라고 기술될 것이고, 최소 암 상태 값으로부터 특정한 통상적인 최댓값에 이르기까지, 대응하는 픽셀 세기에 대해 점점 더 증가하는 기여를 제공하도록 선택될 수 있다. 보상 세트는 명 상태와 함께, 중간 상태의 남아 있는 제2 그룹을 포함한다. 중간 상태의 이러한 제2 그룹은 화이트 상태(white state)라고 기술될 것이고, 통상적인 최댓값보다 큰 기여를 제공하고, 명 상태에 대응하는 진정한 최댓값에 이르기까지 점차 증가하도록 선택될 수 있다. 중간 상태의 제2 그룹이 화이트 상태라고 기술되지만, 이는 단지 통상적인 노광 단계와 보상하는 노광 단계 사이의 구별을 용이하게 하기 위함이라는 점을 이해할 것이다. 복수의 상태 전체는 대안적으로, 암 상태와 명 상태 사이의 일련의 그레이 상태로 기술될 수 있고, 그레이스케일 프린팅을 가능하게 하도록 선택될 수 있다.
위에서 기술된 것에 부가적인 목적 또는 대안적인 목적으로 그레이스케일링이 이용될 수 있음을 인식해야 한다. 예를 들어, 노광 이후의 기판의 처리는, 수신된 방사선량 레벨에 따라 기판 영역의 셋 이상의 잠재적인 반응이 있도록 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 제1 임계값 미만의 방사선량을 수신하는 기판의 부분은 제1 방식으로 반응한다; 제1 임계값을 넘어서지만 제2 임계값 미만의 방사선량을 수신하는 기판의 부분은 제2 방식으로 반응한다; 제2 임계값을 넘어서는 방사선량을 수신하는 기판의 부분은 제3 방식으로 반응한다. 따라서, 셋 이상의 요구되는 방사선량 레벨을 갖는 방사선량 프로파일이 기판을 통해 제공되도록 그레이스케일링이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 방사선량 프로파일은 적어도 2개의 요구되는 방사선량 레벨, 예컨대 적어도 3개의 요구되는 방사선량 레벨, 적어도 4개의 요구되는 방사선량 레벨, 적어도 6개의 요구되는 방사선량 레벨, 또는 적어도 8개의 요구되는 방사선량 레벨을 갖는다.
방사선량 프로파일은, 위에서 기술된 것처럼, 기판 상의 각 지점에서 수신되는 방사의 세기를 단순히 제어하는 것 이외의 방법에 의해 제어될 수 있음을 더 인식해야 한다. 예를 들어, 기판 상의 각 지점에 의해 수신된 방사선량은 대안적으로 또는 부가적으로, 이러한 지점의 노광 기간을 제어함으로써 제어될 수 있다. 추가적인 예로서, 기판 상의 각 지점은 잠재적으로 복수의 연속하는 노광에서 방사를 수신할 수 있다. 그러므로, 각 지점에 의해 수신된 방사선량은 대안적으로 또는 부가적으로, 이러한 복수의 연속하는 노광 중 선택된 서브세트를 이용하여 이러한 지점을 노광함으로써 제어될 수 있다.
기판 상에 패턴을 형성하기 위해서, 패터닝 디바이스에서 각각의 개별적으로 제어가능한 요소를 노광 공정 중의 각 스테이지에서 필수 상태로 설정하는 것이 필요하다. 그러므로, 필수 상태를 나타내는 제어 신호가 각각의 개별적으로 제어가능한 요소에 전송되어야 한다. 바람직하게는, 리소그래피 장치가 제어 신호를 생성하는 제어기(400)를 포함한다. 기판 상에 형성될 패턴은 벡터-규정(vector-defined) 포맷, 예를 들어 GDSII으로 리소그래피 장치에 제공될 수 있다. 각각의 개별적으로 제어가능한 요소에 대해 설계 정보를 제어 신호로 변환하기 위해, 제어기는 하나 이상의 데이터 조작(manipulation) 디바이스를 포함하고, 이러한 각각의 데이터 조작 디바이스는 패턴을 나타내는 데이터 스트림에 대해 처리 단계를 수행하도록 구성된다. 데이터 조작기는 집합적으로 "데이터경로"라 지칭될 수 있다.
데이터경로의 데이터 조작 디바이스는 다음의 기능 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다; 벡터 기반 설계 정보를 비트맵 패턴 데이터로 변환하는 것; 비트맵 패턴 데이터를 요구되는 방사선량 맵(즉 기판을 통해 요구되는 방사선량 프로파일)으로 변환하는 것; 요구되는 방사선량 맵을 각각의 개별적으로 제어가능한 요소에 대해 요구되는 방사 세기 값으로 변환하는 것; 및 각각의 개별적으로 제어가능한 요소에 대한 요구되는 방사 세기 값을 대응하는 제어 신호로 변환하는 것.
일 실시예에서, 제어 신호는 유선 또는 무선 통신에 의해, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로 공급될 수 있다. 나아가, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터의 신호는 제어기(400)로 통신될 수 있다.
도 14(a)를 참조하면, 무선 실시예에서, 송수신기(또는 단지 송신기)(406)는 송수신기(또는 단지 수신기)(402)에 의해 수신되기 위한 제어 신호를 내포하는 신호를 발신한다. 제어 신호는 하나 이상의 라인(404)에 의해 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)로 전송된다. 일 실시예에서, 송수신기(406)로부터의 신호는 다수의 제어 신호를 내포할 수 있고 송수신기(402)는 이러한 신호를 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)에 대해 다수의 제어 신호로 역다중화(demultiplex)할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 송신은 무선 주파수(RF)에 의해 이루어질 수 있다.
도 14(b)를 참조하면, 유선 실시예에서, 하나 이상의 라인(404)이 제어기(400)를 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)에 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(200) 본체로 그리고/또는 어레이(200) 본체로부터 각각의 제어 신호를 전달하기 위해 단일한 라인(404)이 제공될 수 있다. 그 다음에, 어레이(200) 본체에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)에 제어 신호가 개별적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 무선 실시예와 마찬가지로, 제어 신호는 단일한 라인 상에서 송신되도록 다중화될 수 있고, 그 다음에 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로 제공되도록 역다중화될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)의 개별적인 제어 신호를 전달하기 위해 복수의 라인(404)이 제공될 수 있다. 어레이(200)가 회전가능한 경우, 라인(들)(404)이 회전축(A)을 따라 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 신호는 모터(216)에서 또는 모터(216) 주위에서 슬라이딩 접촉을 통해 어레이(200) 본체로 또는 어레이(200) 본체로부터 제공될 수 있다. 이는 회전가능한 실시예에 대해 유리할 수 있다. 슬라이딩 접촉은 예를 들어 브러시 접촉 플레이트를 통해서 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 라인(들)(404)은 광학 라인일 수 있다. 이러한 경우, 신호는 예를 들어 상이한 제어 신호가 상이한 파장에서 전달될 수 있는 광학 신호일 수 있다.
제어 신호와 유사한 방식으로, 유선 또는 무선 수단에 의해, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)에 전력이 공급될 수 있다. 예를 들어, 유선 실시예에서, 신호를 전달하는 라인과 동일한지 여부에 관계없이, 전력이 하나 이상의 라인들(404)에 의해 공급될 수 있다. 전력을 송신하기 위해 위에서 기술된 것과 같이 슬라이딩 접촉 구성이 제공될 수 있다. 무선 실시예에서, 전력은 RF 커플링에 의해 전달될 수 있다.
이전의 논의가 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)에 공급된 제어 신호에 초점을 두고 있지만, 대안적으로 또는 부가적으로, 적절한 구성을 통해 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터 제어기(400)로의 신호의 송신을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 통신은 일방향(예를 들어, 단지 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로 또는 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터) 또는 양방향(즉, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터 그리고 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로)일 수 있다. 예를 들어, 송수신기(402)는 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터의 다수의 신호를 송수신기(406)로의 송신을 위해 다중화할 수 있고, 송수신기(406)에서 개별 신호로 역다중화될 수 있다.
일 실시예에서, 패턴을 제공하기 위한 제어 신호가 변경되어, 기판 상의 패턴의 적절한 공급 및/또는 실현에 영향을 미칠 수 있는 요인을 담당하게 될 수 있다. 예를 들어, 제어 신호에 상관이 적용되어 하나 이상의 어레이(200)의 가열을 담당할 수 있다. 이러한 가열은 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 지시 방향의 변화를 유발할 수 있고, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사의 균일성 등을 변화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 센서(234)로부터 어레이(200)(예컨대 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 어레이)와 연관되어 측정된 온도 및/또는 팽창/수축률은, 그렇지 않다면 패턴을 형성하기 위해 제공되었을 제어 신호를 변경하는데 이용될 수 있다. 그러므로, 예를 들어 노광 중에, 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 온도가 변화할 수 있고, 이러한 변화는 단일의 일정한 온도로 제공될 투영된 패턴의 변화를 유발할 수 있다. 따라서, 제어 신호는 이러한 변화를 담당하도록 변경될 수 있다. 유사하게도, 일 실시예에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서(150)로부터의 결과가, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의해 제공되는 패턴을 변경하는데 이용될 수 있다. 패턴은 개별적으로 제어가능한 요소(102)와 기판(114) 사이의 예를 들면 광학기기(존재한다면), 기판(114)의 위치설정에 있어서의 불균일, 기판(114)의 요철 등으로부터 발생할 수 있는, 예컨대 왜곡을 수정하기 위해 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 신호의 변화는, 측정된 파라미터(예를 들어, 레벨 센서 등에 의한 측정된 온도, 측정된 거리 등)로부터 발생하는, 요구되는 패턴에 대한 물리/광학적 결과에 대한 이론에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호의 변화는 측정된 파라미터로부터 발생하는, 요구되는 패턴에 대한 물리/광학적 결과에 대한 실험적 또는 경험적 모델에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호의 변화는 피드포워드 및/또는 피드백 방식으로 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치는 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의해 기판을 향해 전송되거나 전송될 방사의 특성을 측정하기 위한 센서(500)를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 스팟 센서 또는 투과 이미지 센서일 수 있다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 세기, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사의 균일성, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 스팟의 단면 크기 또는 영역, 및/또는 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 스팟의 (X-Y 평면 상의) 위치를 결정하는데 이러한 센서가 이용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이고, 센서(500)의 몇몇 예시적인 위치를 보여준다. 일 실시예에서, 기판(114)을 홀딩하기 위한 기판 테이블(106)에 또는 기판 테이블(106) 상에 하나 이상의 센서(500)가 제공된다. 예를 들어, 센서(500)는 기판 테이블(106)의 선단 에지 및/또는 기판 테이블(106)의 후단 에지에 제공될 수 있다. 이러한 예에서, 각 어레이(200)에 대해 하나씩, 4개의 센서(500)가 도시된다. 바람직하게는, 기판(114)에 의해 커버되지 않을 수 있는 위치에 이러한 센서가 위치된다. 대안적이고 부가적인 예에서, 센서는 기판 테이블(106)의 측면 에지, 바람직하게는 기판(114)에 의해 커버되지 않을 수 있는 위치에, 제공될 수 있다. 기판 테이블(106)의 선단 에지의 센서(500)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 노광 전 검출을 위해 이용될 수 있다. 기판 테이블(106)의 후단 에지의 센서(500)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 노광 후 검출을 위해 이용될 수 있다. 기판 테이블(106)의 측면 에지의 센서(500)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 노광 중 검출("온-더-플라이" 검출)을 위해 이용될 수 있다.
도 16(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부에 대한 개략적인 측면도가 도시된다. 이러한 예에서는, 단지 하나의 어레이(200)가 도시되고, 리소그래피 장치의 다른 부분은 단순화를 위해 생략된다; 본원에서 기술되는 센서는 각각의 어레이(200) 또는 어레이(200) 중 몇몇에 적용될 수 있다. 센서(500)의 위치에 대한 몇몇 부가적인 실시예 또는 대안적인 실시예가 도 16(a)에 도시되어 있다(기판 테이블(106)의 센서(500)에 부가하여). 제1 실시예는 빔 재지향 구조(502)(예를 들면, 반사형 미러 구성)를 통해 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터 방사를 수신하는 프레임(160) 상의 센서(500)이다. 이러한 제1 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 X-Y 평면에서 이동하고, 따라서 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 상이한 요소들이 빔 재지향 구조(502)에 방사를 제공하도록 위치될 수 있다. 부가적이거나 대안적인 제2 실시예는 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 후방 측으로부터, 즉 노광 방사가 제공되는 반대 측으로부터, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사를 수신하는, 프레임(160) 상의 센서(500)이다. 이러한 제2 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 X-Y 평면에서 이동하고, 따라서 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 상이한 요소들이 센서(500)에 방사를 제공하도록 위치될 수 있다. 제2 실시예에서의 센서(500)는 노광 영역(204)에서 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 경로에 도시되어 있지만, 센서(500)는 센서(500)가 도시되어 있는 곳에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 프레임(160) 상의 센서(500)는 고정된 위치에 있거나, 또는 예컨대 대응하는 액추에이터에 의해 이동가능할 수 있다. 상기 제1 및 제2 실시예는, 노광 전 및/또는 노광 후 감지(sensing)에 부가하여 또는 이의 대안으로서, "온-더-플라이" 감지를 제공하는데 이용될 수 있다. 제3 실시예는 구조(504, 506) 상의 센서(500)이다. 구조(504, 506)는 액추에이터(508)에 의해 이동가능할 수 있다. 일 실시예에서, 구조(504)는 기판 테이블이 이동할 수 있는 경로 아래에(도 16(a)에 도시된 것처럼) 또는 이러한 경로의 측면에 위치된다. 일 실시예에서, 구조(504)는 액추에이터(508)에 의해, 기판 테이블(106)이 그곳에 없다면 도 16(a)에 도시된 기판 테이블(106)의 센서(500)의 위치로 이동될 수 있고, 구조(504)가 경로의 측면에 있다면 이러한 이동은 (도 16(a)에 도시된 것처럼) Z-방향일 수 있거나, X 및/또는 Y 방향일 수 있다. 일 실시예에서, 구조(506)는 기판 테이블이 이동될 수 있는 경로 위에(도 16(a)에 도시된 것처럼) 또는 이러한 경로의 측면에 위치된다. 일 실시예에서, 구조(506)는 액추에이터(508)에 의해, 기판 테이블(106)이 그곳에 없다면 도 16(a)에 도시된 기판 테이블(106)의 센서(500)의 위치로 이동될 수 있다. 구조(506)는 프레임(160)에 부착될 수 있고 프레임(160)에 대해 변위가능할 수 있다.
하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의해 기판을 향해 전송되거나 전송될 방사의 특성을 측정하기 위한 동작으로서, 센서(500)를 이동시키고/이동시키거나 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 방사 빔을 이동시킴으로써, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사의 경로에 센서(500)를 위치시킨다. 그러므로, 일례로서 기판 테이블(106)은, 도 16(a)에 도시된 것처럼 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사의 경로에 센서(500)를 위치시키도록 이동될 수 있다. 이러한 경우, 센서(500)는 노광 영역(204)에서 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 경로 내에 위치된다. 일 실시예에서, 센서(500)는 노광 영역(204) 외부의 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 빔 재지향 구조(502)가 그곳에 없다면, 좌측 편에 도시되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소(102))의 경로 내에 위치될 수 있다. 일단 방사의 경로에 위치되면, 센서(500)는 방사를 검출하고 방사의 특성을 측정할 수 있다. 감지를 용이하게 하기 위해, 센서(500)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 이동할 수 있고/있거나 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 센서(500)에 대해 이동될 수 있다.
추가적인 예로서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사가 빔 재지향 구조(502) 상에 충돌하도록 하는 위치로 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 이동될 수 있다. 빔 재지향 구조(502)는 빔을 프레임(160) 상의 센서(500)로 지향시킨다. 감지를 용이하게 하기 위해, 센서(500)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 이동할 수 있고/있거나 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 센서(500)에 대하여 이동될 수 있다. 본 예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 노광 영역(204) 외부에서 측정된다.
일 실시예에서, 센서(500)는 고정되거나 이동될 수 있다. 고정된 경우, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 바람직하게는 감지를 용이하게 하기 위해 고정된 센서(500)에 대하여 이동가능하다. 예를 들어, 어레이(200)는 센서(500)에 의한 감지를 용이하게 하기 위해 센서(500)(예를 들면, 프레임(160) 상의 센서(500))에 대하여 이동(예컨대, 회전 또는 병진 운동)될 수 있다. 센서(500)가 이동가능한 경우(예를 들어, 기판 테이블(106) 상의 센서(500)), 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 감지를 위해 정지된 채로 유지될 수 있거나, 또는 예를 들어 감지의 속도를 높이기 위해 이동될 수 있다.
센서(500)는 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 교정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 스팟의 위치는, 노광 전에 센서(500)에 의해 검출될 수 있고, 이에 따라 시스템이 교정된다. 그 다음에, 스팟의 이러한 예상된 위치에 기초하여 노광이 조절될 수 있다(예를 들어, 기판(114)의 위치가 제어되고, 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 위치가 제어되며, 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 턴오프 또는 턴온이 제어되는 등). 나아가, 이후에 교정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 교정은 노광 후에 바로, 추가적인 노광 전에, 예를 들어 기판 테이블(106)의 후단 에지 상의 센서(500)를 이용하여 이루어질 수 있다. 교정은 각 노광 전에, 특정한 횟수의 노광 후에 이루어질 수 있다. 나아가, 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 스팟의 위치는 센서(500)를 이용하여 "온-더-플라이"로 검출될 수 있고, 따라서 노광이 조절된다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 아마도 "온-더-플라이" 감지에 기초하여 재교정될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 개별적으로 제어가능한 요소(102) 중 어느 것이 특정 위치에 있는지 또는 이용 중인지를 검출할 수 있도록 코딩될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 마커를 포함할 수 있고, 센서(510)는 RFID일 수 있는 마커, 바코드 등을 검출하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102) 각각은 마커를 판독하기 위해 센서(510)에 인접하도록 이동될 수 있다. 개별적으로 제어가능한 요소(102) 중 어느 것이 센서(510)에 인접하는지에 대해 알게 되면, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 중 어느 것이 센서(500)에 인접하는지, 노광 영역(204)에 있는지 등을 알 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 상이한 주파수를 갖는 방사를 제공하기 위해 이용될 수 있고, 센서(500, 510)는 개별적으로 제어가능한 요소(102) 중 어느 것이 센서(500, 510)에 인접하는지를 검출하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102) 각각은 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사를 수신하는 센서(500, 510)에 인접하도록 이동될 수 있고, 그 다음에 센서(500, 510)는 수신된 방사를 역다중화하여 특정 시간에 개별적으로 제어가능한 요소(102) 중 어느 것이 센서(500, 510)에 인접하였는지를 결정할 수 있다. 이러한 지식으로부터, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 중 어느 것이 센서(500)에 인접하는지, 노광 영역(204)에 있는지 등을 알 수 있다.
일 실시예에서, 위에서 논의된 것처럼, 6 이하의 자유도로 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 위치를 결정하기 위해 위치 센서가 제공될 수 있다. 예를 들어, 센서(510)는 위치 검출을 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(510)는 간섭계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센서(510)는 하나 이상의 1차원 인코더 격자 및/또는 하나 이상의 2차원 인코더 격자를 검출하기 위해 이용될 수 있는 인코더를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센서(520)는 기판으로 전송되었던 방사의 특성을 결정하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 센서(520)는 기판에 의해 재지향된 방사를 캡쳐한다. 예시적인 용도로, 센서(520)에 의해 캡쳐되는 재지향된 방사는 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 스팟의 위치를 결정하는 것을 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다(예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 스팟의 오정렬의 경우). 특히, 센서(520)는 기판 중 방금 노출된 부분으로부터 재지향된 방사, 즉 잠상을 캡쳐할 수 있다. 이러한 미부(tail)의 재지향된 방사의 세기에 대한 측정은, 스팟이 적절히 정렬되었는지 여부에 대한 표시를 제공할 수 있다. 예를 들어, 이러한 미부의 반복된 측정은 반복적인 신호를 제공할 수 있고, 이러한 신호로부터의 편차는 스팟의 오정렬을 나타낼 것이다(예를 들어, 위상을 벗어난 신호는 오정렬을 나타낼 수 있다). 도 16(b)는 기판(114)의 노출된 영역(522)에 대한 센서(520)의 검출 영역의 개략적인 위치를 도시한다. 본 실시예에서, 3개의 겸출 영역이 도시되고, 이의 결과는 오정렬의 인식을 돕기 위해 비교 및/또는 조합될 수 있다. 단지 하나의 검출 영역, 예를 들면 좌측 편에 있는 검출 영역이 이용될 필요가 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 검출기(262)는 센서(520)와 유사한 방식으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 우측 편에 있는 에러이(200)의 노광 영역(204) 외부의 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 기판 상에서 잠상으로부터 재지향된 방사를 검출하는데 이용될 수 있다.
도 17은 리소그래피 장치의 일 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 회전가능한 폴리곤(600; polygon)을 향해 방사를 지향시킨다. 방사가 충돌하는 폴리곤(600)의 표면(604)은 렌즈 어레이(170)를 향해 방사를 재지향시킨다. 렌즈 어레이(170)는 기판(114)을 향해 방사를 지향시킨다. 노광 중에, 폴리곤(600)은 축(602)을 중심으로 회전하여, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102) 각각으로부터의 개별적인 빔을 Y 방향으로 렌즈 어레이(170)를 통해 이동하도록 한다. 구체적으로, 이러한 빔은 폴리곤(600)의 각각의 새로운 면이 방사와 충돌함에 따라 양의 Y 방향으로 렌즈 어레이(170)를 통해 반복적으로 스캔할 것이다. 본원에서 기술된 것처럼, 요구되는 패턴을 제공하도록 노광 중에 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 변조된다. 폴리곤은 임의의 수의 적절한 변을 가질 수 있다. 나아가, 렌즈 어레이(170)의 렌즈에 각각의 빔이 충돌하도록, 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 회전하는 폴리곤(600)과 타이밍을 맞추어 변조된다. 일 실시예에서, 폴리곤의 반대 측에, 즉 우측 편에, 추가적인 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 제공되어, 폴리곤(600)의 표면(606)에 방사가 충돌하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 진동하는 광학 요소가 폴리곤(600) 대신에 이용될 수 있다. 진동하는 광학 요소는 렌즈 어레이(170)에 대하여 특정 고정된 각도를 갖고, Y 방향으로 전후로 병진 운동하여 빔이 렌즈 어레이(170)를 통해 Y 방향으로 전후로 스캔될 수 있게 한다. 일 실시예에서, 축(602)을 중심으로 호를 그리며 전후로 회전하는 광학 요소가 폴리곤(600) 대신에 이용될 수 있다. 호를 그리며 광학 요소를 전후로 회전시킴으로써, 빔은 렌즈 어레이(170)를 통해 Y 방향으로 전후로 스캔된다. 일 실시예에서, 폴리곤(600), 진동 광학 요소, 및/또는 회전하는 광학 요소는 하나 이상의 미러 표면을 갖는다. 일 실시예에서, 폴리곤(600), 진동하는 광학 요소, 및/또는 회전하는 광학 요소는 프리즘을 포함한다. 일 실시예에서, 폴리곤(600) 대신에 음향-광학 변조기가 이용될 수 있다. 음향-광학 변조기는 렌즈 어레이(170)를 통해 빔을 스캔하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이(170)가 방사 경로에서 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)와 폴리콘(600), 진동하는 광학 요소, 회전하는 광학 요소, 및/또는 음향-광학 변조기 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 일반적으로 노광 영역(예컨대, 기판)의 폭은 노광 영역의 폭으로 분할된 방사 출력의 폭보다 적은 방사 출력으로 커버될 수 있다. 일 실시예에서, 이는 노광 영역에 대해 방사 빔 소스를 이동시키거나 노광 영역에 대해 방사 빔을 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 이동가능한 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 갖는 리소그래피 장치(100)의 개략적인 단면 측면도이다. 도 5에 도시된 리소그래피 장치와 유사하게, 리소그래피 장치(100)는 기판을 홀딩하기 위한 기판 테이블(106), 및 6 이하의 자유도로 기판 테이블(106)을 이동시키기 위한 위치 설정기(116)를 포함한다.
리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 더 포함한다. 본 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 방사 방출 다이오드, 예를 들어, 레이저 다이오드, 예컨대 청자색 레이저 다이오드이다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 Y 방향을 따라 연장되는 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 어레이(200)로 배열된다. 하나의 어레이(200)가 도시되어 있지만, 리소그래피 장치는 예를 들어 도 5에 도시된 것처럼 복수의 어레이(200)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 어레이(200)는 회전가능한 플레이트이고, 복수의 공간적으로 분리된 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 이러한 회전가능한 플레이트 주위에 배열된다. 사용 시에, 플레이트는 자신의 축(206)을 중심으로, 예를 들어 도 5에서 화살표에 의해 도시된 방향으로 회전한다. 어레이(200)의 플레이트는 모터(216)를 이용하여 축(206)을 중심으로 회전한다. 또한, 어레이(200)의 플레이트는 모터(216)에 의해 Z 방향으로 이동될 수 있어 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 기판 테이블(106)에 대하여 변위될 수 있다.
본 실시예에서, 어레이(200)는 열 방산을 위해 표면적을 증가시키도록 하나 이상의 핀(230)을 포함할 수 있다. 핀(들)(230)은 예를 들어 어레이(200)의 상부면 상에 있을 수 있다. 선택적으로, 열 방산을 용이하게 하기 위해 핀(들)(230)과 협력하도록 하나 이상의 추가적인 핀(232)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 핀(들)(232)은 핀(들)(230)으로부터 열을 흡수할 수 있고, 도 7(f)에 대해 도시되고 기술된 것과 유사한 유체(예를 들어, 액체) 전도 채널 및 연관된 열 교환기/펌프를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 렌즈(242)가 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102) 전방에 위치할 수 있고, 개별적으로 제어가능한 요소(102)와 함께 이동가능(예를 들어, 축(A)을 중심으로 회전가능)할 수 있다. 도 18에서, 2개의 렌즈(242)가 도시되어 있고 어레이(200)에 부착되어 있다. 또한, 렌즈(242)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 변위가능할 수 있다(예를 들어, Z 방향으로).
본 실시예에서, 그 안에 개구부를 갖는 개구부 구조(248)가 렌즈(242) 위에, 렌즈(242)와 대응하는 개별적으로 제어가능한 요소(102) 사이에 위치할 수 있다. 개구부 구조(248)는 렌즈(242), 대응하는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 및/또는 인접한 렌즈(242)/개별적으로 제어가능한 요소(102)의 회절 효과를 제한할 수 있다.
본 실시예에서, 센서(254)에는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102)(또는 어레이(200)의 복수의 개별적으로 어드레스가능한 요소(102))가 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 센서(254)는 초점을 검출하도록 구성된다. 초점 검출 빔(256)은 기판 표면을 벗어나도록 재지향(예를 들면, 반사)되고, 렌즈(242)를 통과하여, 예컨대 반도금 거울(258)에 의해 검출기(262)를 향해 지향된다. 일 실시예에서, 초점 검출 빔(256)은 기판으로부터 재지향될 수 있는, 노광 용도로 이용되는 방사일 수 있다. 일 실시예에서, 초점 검출 빔(256)은 기판으로 지향되는 전용 빔일 수 있고, 이러한 전용 빔은 기판에 의해 재지향되는 경우 빔(256)이 된다. 예시적인 초점 센서가 도 7(o)와 관련하여 위에서 기술된바 있다. 미러(258) 및 검출기(262)는 어레이(200)에 장착될 수 있다.
본 실시예에서, 제어 신호는 유선 또는 무선 통신에 의해, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로 제공될 수 있다. 또한, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터의 신호가 제어기로 통신될 수 있다. 도 18에서, 회전축(206)을 따라 라인(들)(404)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 라인(들)(404)은 광학 라인일 수 있다. 이러한 경우, 신호는 예를 들어 상이한 제어 신호가 상이한 파장에서 전달될 수 있는 광학 신호일 수 있다. 제어 신호와 유사한 방식으로, 유선 또는 무선 수단에 의해, 개별적으로 제어가능한 요소(102) 또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)에 전력이 공급될 수 있다. 예를 들어, 유선 실시예에서, 신호를 전달하는 라인과 동일한지 여부와 관계없이, 전력이 하나 이상의 라인들(404)에 의해 공급될 수 있다. 무선 실시예에서, 전력은 도 700에 도시된 것과 같이 RF 커플링에 의해 전달될 수 있다.
본 실시예에서, 리소그래피 장치는 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 의해 기판을 향해 전송되거나 전송될 방사의 특성을 측정하기 위한 센서(500)를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 스팟 센서 또는 투과 이미지 센서일 수 있다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 세기, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사의 균일성, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 스팟의 단면 크기 또는 영역, 및/또는 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 방사 스팟의 (X-Y 평면 상의) 위치를 결정하는데 이러한 센서가 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 센서(500)는 프레임(160) 상에 있고, 기판 테이블(106)에 인접할 수 있거나 기판 테이블(106)을 통해 접근가능할 수 있다.
일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 X-Y 평면에서 이동가능하기 보다는, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 기판의 노광 중에 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 X-Y 평면에서 이동할 수 없다는 의미는 아니다. 예를 들어, 이러한 요소는 이들의 위치를 수정하기 위해 X-Y 평면에서 이동가능할 수 있다. 실질적으로 고정된 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 갖는 것의 가능한 장점은, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 보다 손쉽게 전력 및/또는 데이터 전달이 이루어질 수 있다는 점이다. 추가적이거나 대안적으로 가능한 장점은, 시스템의 초점 깊이보다 크고, 이동하는 제어가능한 요소의 피치보다 높은 공간 주파수에 있는 기판에서의 높이 차이를 보상하기 위해 초점을 국소적으로 조정하는 능력이 개선된다는 점이다.
본 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 실질적으로 고정되어 있지만, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대해 이동하는 적어도 하나의 광학 요소가 있다. X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 다양한 구성들 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소가 이제부터 기술된다.
이후의 설명에서, 용어 "렌즈"는 일반적으로, 문맥이 허용하는 한 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 및 정전기형 광학 컴포넌트를 포함하는 다양한 유형의 광학 컴포넌트 중 임의의 하나 또는 이들의 조합, 예를 들면 참조된 렌즈와 동일한 기능을 제공하는 임의의 굴절형, 반사형, 및/또는 회절 광학 요소를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 이미징 렌즈는 광 전력을 갖는 기존 굴절형 렌즈의 형태, 광 전력을 갖는 슈바르츠실트(Schwarzschild) 반사형 시스템의 형태, 및/또는 광 전력을 갖는 존 플레이트(zone plate)의 형태로 구현될 수 있다. 나아가, 이미징 렌즈는 결과적인 효과가 기판 상에 수렴하는 빔을 생성하는 것이라면 비-이미징 광학기기를 포함할 수 있다.
또한 이후의 설명에서는, 미러 어레이 변조기의 미러 또는 복수의 방사원과 같은 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 참조한다. 그러나, 이러한 설명은 보다 일반적으로 복수의 빔을 출력하도록 구성된 변조기를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 변조기는 방사원에 의해 제공되는 빔으로부터 복수의 빔을 출력하기 위한 음향-광학 변조기일 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 레이저 다이오드) 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소(242)를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 평면도 레이아웃이다. 본 실시예에서는, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 프레임에 부착되어 있고 X-Y 평면에서 실질적으로 고정되어 있으며, 복수의 이미징 렌즈(242)는 이러한 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 실질적으로 X-Y 평면에서 이동하고(도 19에서 휠(801)의 회전 표시로 도시된 것처럼), 기판은 방향(803)으로 이동한다. 일 실시예에서, 이미징 렌즈(242)는 축을 중심으로 회전함으로써 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대해 이동한다. 일 실시예에서, 이미징 렌즈(242)는 축을 중심으로 (예를 들면, 도 19에 도시된 방향으로) 회전하는 구조 상에 장착되고 원형으로 (예를 들면, 도 19에 부분적으로 도시된 것과 같이) 배열된다.
각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 이동하는 이미징 렌즈(242)에 시준된 빔을 제공한다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 하나 이상의 시준 렌즈와 연관되어 시준된 빔을 제공한다. 일 실시예에서, 시준 렌즈(들)는 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있고 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 부착되어 있는 프레임에 부착된다.
본 실시예에서, 시준된 빔의 단면 폭은 이미징 렌즈(242)의 단면 폭보다 작다. 따라서 시준된 빔이 이미징 렌즈(242)의 광학적으로 투과성이 있는 부분 내에 완전히 들어오자마자, 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 레이저 다이오드)가 스위치 온 될 수 있다. 그 다음에, 빔이 이미징 렌즈(242)의 광학적으로 투과성이 있는 부분의 외부로 빠질 때 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 레이저 다이오드)는 스위치 오프 된다. 따라서, 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 빔은 어느 때든지 단일한 이미징 렌즈(242)를 통과한다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 빔에 대한 이미징 렌즈(242)의 결과적인 횡단은, 턴온 되는 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터 기판 상에 대응하는 이미징된 라인(800)을 생성한다. 도 19에서는, 3개의 이미징된 라인(800)이, 도 19에서 3개의 예시적인 개별적으로 제어가능한 요소(102) 각각에 대해 도시되어 있지만, 도 19에서 나머지 개별적으로 제어가능한 요소(102)도 기판 상에 대응하는 이미징된 라인(800)을 생성할 수 있음이 명백할 것이다.
도 19 레이아웃에서, 이미징 렌즈(242) 피치는 1.5mm일 수 있고, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 빔의 단면 폭(예를 들면, 지름)은 0.5mm 보다 약간 작다. 이러한 구성을 이용하면, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)로, 길이가 약 1mm인 라인을 기록하는 것이 가능하다. 그러므로, 0.5mm의 빔 지름 및 1.5mm의 이미징 렌즈(242) 지름의 이러한 구성에서, 듀티 사이클은 67%만큼이나 높을 수 있다. 이미징 렌즈(242)에 대해 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 적절히 위치시킴으로써, 기판의 폭에 걸쳐 완전한 커버리지가 가능하다. 그러므로, 예를 들어 단지 표준 5.6mm 지름 레이저 다이오드가 이용되는 경우, 도 19에 도시된 것처럼, 레이저 다이오드의 몇몇 동심 링이 기판 폭에 걸쳐 전체 커버리지를 획득하기 위해 이용될 수 있다. 그러므로, 본 실시예에서, 단지 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 고정된 어레이를 이용하거나 아마도 본원에서 기술되는 이동하는 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 이용하는 것보다 적은 수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 레이저 다이오드)를 이용하는 것이 가능할 수 있다.
본 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 모든 이동하는 이미징 렌즈(242)에 의해 이미징될 것이기 때문에 각각의 이미징 렌즈(242)는 동일해야 한다. 본 실시예에서, 보다 높은 NA 렌즈가 필요하지만, 예를 들어 0.3보다 큰, 0.18보다 큰, 또는 0.15보다 큰 NA 렌즈가 필요하지만 모든 이미징 렌즈(242)가 필드를 이미징할 필요가 있는 것은 아니다. 이러한 하나의 광학 요소를 이용하면, 회절 제한된 이미징이 가능하다.
기판 상의 빔의 초점은 시준된 빔이 렌즈의 어느 곳으로 진입하는지와 관계없이 이미징 렌즈(242)의 광축에 고정되어 있다(예를 들면, 도 19의 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 3차원 도면을 도시하는 도 20 참조). 이러한 구성의 단점은, 이미징 렌즈(242)로부터 기판을 향한 빔이 텔리센트릭 하지 않고, 결과적으로 초점 에러가 발생하여 오버레이 에러를 유발할 수 있는 가능성이 있다는 점이다.
본 실시예에서, (예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에서) X-Y 평면에서 이동하지 않는 요소를 이용함으로써 초점을 조정하는 것은 비네팅을 유발할 가능성이 있다. 따라서, 요구되는 초점의 조정이 이동하는 이미징 렌즈(242)에서 발생해야 한다. 따라서 이는 이동하는 이미징 렌즈(242)보다 높은 주파수의 액추에이터를 필요로 할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대한 이미징 렌즈(242) 세트의 3가지 상이한 회전 위치를 보여준다. 본 실시예에서, 이미징 렌즈(242)가 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터 시준된 빔을 수신하기 위한 2개의 렌즈(802, 804)를 포함하게 함으로써, 도 19 및 20의 리소그래피 장치는 연장된다. 도 19에서와 마찬가지로, 이미징 렌즈(242)는 X-Y 평면에서 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 이동한다(예를 들어, 이미징 렌즈(242)가 적어도 부분적으로 원형으로 배열되는 경우 축을 중심으로 회전). 본 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 빔은 이미징 렌즈(242)에 도달하기 전에 렌즈(806)에 의해 시준되지만, 일 실시예에서 이러한 렌즈는 제공될 필요가 없다. 렌즈(806)는 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있다. 기판은 X 방향으로 이동한다.
2개의 렌즈(802, 804)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터 기판으로의 시준된 빔의 광로에 배열되어, 기판을 향하는 빔이 텔리센트릭 하게 된다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)와 렌즈(804) 사이에서 렌즈(802)는 실질적으로 동일한 초점 길이를 갖는 2개의 렌즈(802A, 802B)를 포함한다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 시준된 빔은, 렌즈(802B)가 빔을 이미징 렌즈(242)를 향해 시준하도록 2개의 렌즈(802A, 802B) 사이에서 포커싱된다. 이미징 렌즈(242)는 기판 상으로 빔을 이미징한다.
본 실시예에서, 렌즈(802)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대해 X-Y 평면에서 특정 속도로(예를 들어, 특정 RPM(분당 회전수)으로) 이동한다. 따라서 본 실시예에서, 렌즈(802)로부터 나가는 시준된 빔은, 렌즈(802)와 동일한 속도로 이동하는 경우 이동하는 이미징 렌즈(242)의 2배 속도를 X-Y 평면에서 가질 것이다. 따라서 본 실시예에서, 이미징 렌즈(804)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대해 렌즈(802)와는 다른 속도로 이동한다. 특히, 이미징 렌즈(804)는 렌즈(802)의 2배의 속도로(예를 들면, 렌즈(802)의 RPM의 2배) X-Y 평면에서 이동하여 빔은 기판 상에 텔리센트릭 하게 포커싱될 것이다. 렌즈(802)로부터 나가는 시준된 빔을 이미징 렌즈(242)에 이렇게 정렬하는 것은 도 21에서 3개의 예시적인 위치에 개략적으로 도시되어 있다. 나아가, 기판 상의 실제 기록이 도 19의 예에 비하여 2배의 속도로 수행될 것이므로, 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 파워는 2배가 되어야 한다.
본 실시예에서, (예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에서) X-Y 평면에서 이동하지 않는 요소를 이용함으로써 초점을 조정하는 것은 비네팅을 유발할 가능성이 있다. 따라서, 요구되는 초점의 조정이 이동하는 이미징 렌즈(242)에서 발생해야 한다.
나아가 본 실시예에서는, 모든 이미징 렌즈(242)가 필드를 이미징할 필요가 있는 것은 아니다. 이러한 하나의 광학 요소를 이용하면, 회절 제한된 이미징이 가능하다. 약 65%의 듀티 사이클이 가능하다. 일 실시예에서, 렌즈(806, 802A, 802B 및 804)는 2개의 비구면 렌즈 및 2개의 구면 렌즈를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 약 380개의 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 표준 레이저 다이오드)가 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 약 1,400개의 이미징 렌즈(242) 세트가 이용될 수 있다. 표준 레이저 다이오드를 이용하는 실시예에서는, 약 4,200개의 이미징 렌즈(242) 세트가 이용될 수 있고, 이는 휠 상에 6개의 동심 링으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 이미징 렌즈의 회전하는 휠은 약 12,000 RPM으로 회전할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대한 이미징 렌즈(242) 세트의 3가지 상이한 회전 위치를 보여준다. 본 실시예에서는, 도 21과 관련하여 기술된 것과 같이 상이한 속도로 이동하는 렌즈를 피하기 위해서, 이미징 렌즈(242)를 이동시키기 위한 이른바 4f 텔리센트릭 인/텔리센트릭 아웃 이미징 시스템이 도 22에 도시된 것처럼 이용될 수 있다. 이동하는 이미징 렌즈(242)는 X-Y 평면에서 실질적으로 동일한 속도로 이동하는(예를 들어, 이미징 렌즈(242)가 적어도 부분적으로 원형으로 배열된 경우 축을 중심으로 회전하는) 2개의 이미징 렌즈(808, 810)를 포함하고, 기판에 대한 입력 및 출력으로서 텔리센트릭 빔, 즉 텔리센트릭 이미징 빔을 수신한다. 확대율 1의 이러한 구성에서, 기판 상의 이미지는 이동하는 이미징 렌즈(242)의 2배의 속도로 이동한다. 기판은 X 방향으로 이동한다. 이러한 구성에서, 광학기기는 비교적 큰 NA, 예를 들어 0.3보다 큰, 0.18보다 큰, 또는 0.15보다 큰 NA로 필드를 이미징할 필요가 있을 것이다. 이러한 구성은 2개의 단일 요소 광학기기로는 가능하지 않을 수 있다. 회절 제한된 이미지를 얻기 위해서는 매우 정확한 정렬 공차를 갖는 6개 이상의 요소가 필요할 수 있다. 약 65%의 듀티 사이클이 가능하다. 본 실시예에서, 이동가능한 이미징 렌즈(242)를 따라 이동하지 않거나 이동가능한 이미징 렌즈(242)와 함께 이동하지 않는 요소를 이용하면 또한 국소적으로 포커싱하는 것이 비교적 용이하다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대한 이미징 렌즈(242) 세트의 5가지 상이한 회전 위치를 보여준다. 본 실시예에서는, 도 21과 관련하여 기술된 것과 같이 상이한 속도로 이동하는 렌즈를 피하고, 도 22와 관련하여 논의된 것과 같이 필드를 이미징하지 않는 광학기기를 갖기 위해서, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 렌즈의 조합이 이동하는 이미징 렌즈(242)와 조합된다. 도 23을 참조하면, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 제공된다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터 빔을 시준하고 시준된 빔(예컨대, 0.5mm의 단면 폭(예를 들어, 지름)을 가짐)을 렌즈(812)에 제공하기 위해, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 선택적인 시준 렌즈(806)가 제공된다.
렌즈(812)는 또한 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있고 이동하는 이미징 렌즈(242)의 필드 렌즈(814)(예컨대, 1.5mm의 단면 폭(예를 들어, 지름)을 가짐)에 시준된 빔을 포커싱한다. 렌즈(814)는 비교적 큰 초점 거리(예를 들어, f=20mm)를 가진다.
이동가능한 이미징 렌즈(242)의 필드 렌즈(814)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 이동한다(예를 들어, 이미징 렌즈(242)가 적어도 부분적으로 원형으로 배열된 경우 축을 중심으로 회전). 필드 렌즈(814)는 이동하는 이미징 렌즈(242)의 이미징 렌즈(818)를 향해 빔을 지향시킨다. 필드 렌즈(814)와 마찬가지로, 이미징 렌즈(818)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 이동한다(예를 들어, 이미징 렌즈(242)가 적어도 부분적으로 원형으로 배열된 경우 축을 중심으로 회전). 본 실시예에서, 필드 렌즈(814)는 이미징 렌즈(818)와 실질적으로 동일한 속도로 이동한다. 필드 렌즈(814)와 이미징 렌즈(818)의 쌍은 서로에 대해 정렬된다. 기판은 X 방향으로 이동한다.
필드 렌즈(814)와 이미징 렌즈(242) 사이에 렌즈(816)가 있다. 렌즈(816)는 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있고 필드 렌즈(814)로부터 이미징 렌즈(818)로 빔을 시준한다. 렌즈(816)는 비교적 큰 초점 거리(예를 들어, f=20mm)를 가진다.
본 실시예에서, 필드 렌즈(814)의 광축은 대응하는 이미징 렌즈(816)의 광축과 일치할 것이다. 필드 렌즈(814)는, 렌즈(816)에 의해 시준되는 빔의 주요 광선이 이미징 렌즈(818)의 광축과 일치하도록 빔이 겹쳐지게 설계된다. 이런 식으로, 기판을 향한 빔은 텔리센트릭하다.
렌즈(812 및 816)는 큰 f 값에 기인하여 단순한 구형 렌즈일 수 있다. 필드 렌즈(814)는 이미지 품질에 영향을 주지 않아야 하고 이 또한 구형 요소일 수 있다. 본 실시예에서, 시준 렌즈(806) 및 이미징 렌즈(818)는 필드를 이미징할 필요가 없는 렌즈이다. 이러한 단일 요소 광학기기를 이용하면, 회절 제한 이미징이 가능하다. 약 65%의 듀티 사이클이 가능하다.
일 실시예에서, 이동가능한 이미징 렌즈(242)가 회전가능한 경우, 기판의 폭에 걸쳐 전체 커버리지를 획득하기 위해 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및 렌즈의 적어도 2개의 동심 링이 제공된다. 일 실시예에서, 이러한 링 상에서 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 1.5mm의 피치로 배열된다. 5.6mm의 지름을 갖는 표준 레이저 다이오드가 이용되는 경우, 전체 커버리지를 위해 적어도 6개의 동심 링이 필요할 수 있다. 도 24 및 25는 이러한 구성에 따라 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 동심 링의 구성을 도시한다. 일 실시예에서, 이는 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 대응하는 렌즈를 갖는 대략 380개의 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 된다. 이동하는 이미징 렌즈(242)는 렌즈(814, 818)의 700×6개의 링 = 4,200개의 세트를 가질 것이다. 이러한 구성을 이용하면, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)로 약 1mm의 길이를 갖는 라인을 기록하는 것이 가능하다. 일 실시예에서, 약 1,400 개의 이미징 렌즈(242) 세트가 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈(812, 814, 816 및 818)는 4개의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, (예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소(102)에서) X-Y 평면에서 이동하지 않는 요소를 이용함으로써 초점을 조정하는 것은 텔리센트릭 특성의 상실을 초래하고 비네팅을 유발할 가능성이 있다. 따라서, 요구되는 초점의 조정이 이동하는 이미징 렌즈(242)에서 발생해야 한다. 그러므로 이는 이동하는 이미징 렌즈(242)보다 높은 주파수의 액추에이터를 필요로 할 수 있다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 측면도 레이아웃이다. 본 실시예에서, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 이동하는 이미징 렌즈(242)에 커플링하기 위해 광학적 디로테이터(derotator)가 이용된다.
본 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는, 선택적인 시준 렌즈와 함께, 링으로 배열된다. 2개의 포물곡면 미러(820, 822)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 시준된 빔의 링을 디로테이터(824)에 대해 허용가능한 지름으로 감소시킨다. 도 26에서, Pechan 프리즘이 디로테이터(824)로 이용된다. 디로테이터가 이미징 렌즈(242)의 속도에 비해 1/2의 속도로 회전하는 경우, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 개별 이미징 렌즈(242)에 대하여 실질적으로 고정된 것으로 보인다. 2개의 추가적인 포물곡면 미러(826, 828)는 디로테이터(824)로부터 디로테이트된 빔의 링을 이동가능한 이미징 렌즈(242)에 대해 허용가능한 지름까지 팽창시킨다. 기판은 X 방향으로 이동한다.
본 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 이미징 렌즈(242)와 쌍을 이룬다. 그러므로, 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 동심 링 상에 장착하는 것이 가능하지 않을 수 있고, 따라서, 기판의 폭에 걸친 전체 커버리지가 획득되지 못할 수 있다. 약 33%의 듀티 사이클이 가능하다. 본 실시예에서, 이미징 렌즈(242)는 필드를 이미징할 필요가 없는 렌즈이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 측면도 레이아웃이다. 본 실시예에서, 이미징 렌즈(242)는 X-Y 평면에서 연장되는 방향을 중심으로 회전하도록 구성된다(예를 들어, 도 19 내지 26과 관련하여 기술된 것처럼 회전하는 휠 보다는 예컨대 회전하는 드럼). 도 27을 참조하면, 이동하는 이미징 렌즈(242)가 예를 들어, Y 방향을 중심으로 회전하도록 구성된 드럼 상에 배열된다. 이동하는 이미징 렌즈(242)는, 이동하는 이미징 렌즈(242)와 드럼의 회전축 사이에서 Y 방향으로 직선으로 연장되는 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터 방사를 수신한다. 원칙적으로, 이러한 드럼의 이동가능한 이미징 렌즈(242)에 의해 기록될 수 있는 라인은 기판의 스캔 방향(831)에 평행할 수 있다. 따라서, 45°로 장착된 디로테이터(830)는, 이미징된 라인이 기판의 스캔 방향에 수직이 되도록, 드럼의 이동가능한 이미징 렌즈(242)에 의해 이루어진 라인을 90°만큼 회전시키도록 구성된다. 기판은 X 방향으로 이동한다.
기판 상의 모든 스트라이프에 대하여, 원형으로 배열된 이동가능한 이미징 렌즈(242)가 드럼 상에 필요할 수 있다. 이러한 하나의 원이 기판 상에 3mm 폭 스트라이프를 기록할 수 있고 기판 너비가 300mm인 경우, 700 (드럼의 원주 상의 광학기기) × 100 = 70,000개의 광학 어셈블리가 드럼 상에 필요할 수 있다. 실린더형 광학기기가 드럼 상에서 이용되는 경우 더 적을 수 있다. 나아가, 이러한 실시예에서 이미징 광학기기는 특정 필드를 이미징할 필요가 있을 수 있고 이는 광학기기를 더 복잡하게 할 수 있다. 약 95%의 듀티 사이클이 가능하다. 이러한 실시예의 장점은, 이미징된 스트라이프가 실질적으로 동일한 길이를 갖고 실질적으로 평행하며 직선일 수 있다는 점이다. 이동가능한 이미징 렌즈(242)를 따라 이동하지 않거나 이동가능한 이미징 렌즈(242)와 함께 이동하지 않는 요소를 이용하면 또한 국소적으로 포커싱하는 것이 비교적 용이하다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 측면도 레이아웃이고, 개별적으로 제어가능한 요소에 대한 이미징 렌즈(242) 세트의 5가지 상이한 회전 위치를 보여준다.
도 28을 참조하면, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 제공된다. 이동가능한 이미징 렌즈(242)는 복수의 렌즈 세트를 포함하고, 이러한 각각의 렌즈 세트는 필드 렌즈(814) 및 이미징 렌즈(818)를 포함한다. 기판은 X 방향으로 이동한다.
이동가능한 이미징 렌즈(242)의 필드 렌즈(814)(예를 들어, 구형 렌즈)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 방향(815)으로 이동한다(예를 들어, 이미징 렌즈(242)가 적어도 부분적으로 원형으로 배열된 경우 축을 중심으로 회전). 필드 렌즈(814)는 이동가능한 이미징 렌즈(242)의 이미징 렌즈(818)(예를 들면, 이중 비구면 렌즈와 같은 비구면 렌즈)를 향해 빔을 지향시킨다. 필드 렌즈(814)와 유사하게, 이미징 렌즈(818)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)에 대하여 이동한다(예를 들어, 이미징 렌즈(242)가 적어도 부분적으로 원형으로 배열된 경우 축을 중심으로 회전). 이러한 실시예에서, 필드 렌즈(814)는 이미징 렌즈(18)와 실질적으로 동일한 속도로 이동한다.
필드 렌즈(814)의 초점 평면은 이미징 렌즈(818)의 역 초점 평면과 위치(815)에서 일치하고, 이는 텔리센트릭 인/텔리센트릭 아웃 시스템을 제공한다. 도 23의 구성과는 대조적으로, 이미징 렌즈(818)는 특정 필드를 이미징한다. 필드 렌즈(814)의 초점 길이는 이미징 렌즈(818)에 대한 필드 크기가 2 내지 3도의 반각(half angle)보다 작게 되는 길이이다. 이러한 경우에도, 하나의 단일 요소 광학기기(예를 들면, 이중 비구면 단일 요소)로 회절 제한된 이미징을 얻는 것이 여전히 가능하다. 필드 렌즈(814)는 각각의 필드 렌즈(814) 사이의 간격이 없이 장착되도록 구성된다. 이러한 경우 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 듀티 사이클은 약 95%일 수 있다.
이미징 렌즈(818)의 초점 길이는, 기판에서 0.2의 NA의 경우, 이러한 렌즈가 필드 렌즈(814)의 지름보다 커지지 않도록 하는 길이이다. 필드 렌즈(814)의 지름과 동일한 이미징 렌즈(818)의 초점 길이는, 이미징 렌즈(818)를 장착하기 위해 충분한 공간을 남겨 놓는 이미징 렌즈(818)의 지름을 제공할 것이다.
필드 각 때문에, 필드 렌즈(814)의 피치보다 약간 큰 라인이 기록될 수 있다. 이는 또한 이미징 렌즈(818)의 초점 길이에 따라, 기판 상에서 이웃하는 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 이미징된 라인 사이에 중첩을 제공한다. 따라서, 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 하나의 링 상에 이미징 렌즈(242)와 동일한 피치로 장착될 수 있다.
도 29는 도 28의 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 3차원 도면이다. 본 도면에서는, 5개의 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 5개의 대응하는 이동가능한 이미징 렌즈 세트(242)와 함께 도시되어 있다. 추가적인 개별적으로 제어가능한 요소(102)와 대응하는 이동가능한 이미징 렌즈 세트(242)가 제공될 수 있음이 명백할 것이다. 기판은 화살표(829)로 나타낸 것처럼 X 방향으로 이동한다. 일 실시예에서, 필드 렌즈(814)는 그 사이에 간격이 없이 배열된다. 퓨필 평면은 817에 위치한다.
비교적 작은 이중 비구면 이미징 렌즈(818)를 피하고, 이동하는 이미징 렌즈(242)의 광학기기의 양을 줄이며, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로서 표준 레이저 다이오드를 이용하기 위해서, 본 실시예에서는, 이동가능한 이미징 렌즈(242)의 단일 렌즈 세트로 다수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 이미징할 가능성이 있다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)가 각각의 이동가능한 이미징 렌즈(242)의 필드 렌즈(814) 상에 텔리센트릭 하게 이미징되는 한, 대응하는 이미징 렌즈(818)는 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 빔을 기판 상에 텔리센트릭 하게 다시 이미징(re-image)할 것이다. 예를 들면, 8개의 라인이 동시에 기록되는 경우, 필드 렌즈(814) 지름 및 이미징 렌즈(818)의 초점 거리는 동일한 수율로 8배만큼 증가될 수 있는 반면, 이동가능한 이미징 렌즈(242)의 양은 8배만큼 감소할 수 있다. 나아가, 필드 렌즈(814) 상에 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 이미징하기 위해 필요한 광학기기 중 일부는 공통적일 수 있기 때문에, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 광학기기는 감소될 수 있다. 단일한 이동가능한 이미징 렌즈(242) 세트에 의해 동시에 8개의 라인이 기록되는 이러한 구성은, 이미징 렌즈(242)의 회전축(821) 및 이러한 회전축(821)으로부터 이미징 렌즈(242) 세트의 반지름(823)과 함께, 도 30에 개략적으로 도시되어 있다. (단일한 이동가능한 이미징 렌즈(242) 세트에 의해 동시에 8개의 라인이 기록되는 경우) 1.5mm 내지 12mm의 피치로부터 시작하게 되면, 개별적으로 제어가능한 요소(102)로서 표준 레이저 다이오드를 장착하기 위한 충분한 공간을 남겨 놓게 된다. 일 실시예에서, 224개의 개별적으로 제어가능한 요소(102)(예를 들어, 표준 레이저 다이오드)가 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 120개의 이미징 렌즈(242) 세트가 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 28개의 실질적으로 고정되어 있는 광학기기 세트가 224개의 개별적으로 제어가능한 요소(102)와 함께 이용될 수 있다.
본 실시예에서, 이동가능한 이미징 렌즈(242)를 따라 이동하지 않거나 이동가능한 이미징 렌즈(242)와 함께 이동하지 않는 요소를 이용하면 또한 국소적으로 포커싱하는 것이 비교적 용이하다. 필드 렌즈(814) 상의 개별적으로 제어가능한 요소(102)의 텔리센트릭 이미지가 광축을 따라 이동되고 텔리센트릭 하게 유지되는 한, 기판 상의 이미지의 초점만이 변화할 것이고 이미지는 텔리센트릭 한 채 남아 있을 것이다. 도 31은 도 28 및 29의 구성에서 이동하는 루프탑을 이용하여 초점을 제어하기 위한 개략적인 구성을 도시한다. 루프탑(예를 들면, 프리즘 또는 미러 세트)(834)을 갖는 2개의 폴딩 미러(832)는 필드 렌즈(814) 이전에 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터의 텔리센트릭 빔에 위치한다. 루프탑(834)을 방향(833)으로 폴딩 미러(832)로부터 멀어지거나 폴딩 미러(832)를 향해 이동시킴으로써, 이미지는 광축을 따라 시프트되고, 따라서 기판에 대해서도 시프트된다. 축방향 초점 변화는 F/값의 제곱 비율과 같으므로 광축을 따라 확대율이 크기 때문에, F/2.5 빔으로 기판에서의 25㎛ 디포커스는 5.625mm(37.5/2.5)2 의 f/37.5 빔으로 필드 렌즈(814)에서 초점 시프트를 제공할 것이다. 다시 말해서, 루프탑(834)은 이의 1/2로 이동해야 한다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소 및 이에 대해 이동가능한 광학 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 단면 측면도이다. 도 32는 도 23과 유사한 구성을 도시하고 있지만, 도 19-22 및/또는 도 24-31의 실시예 중 임의의 것에 맞추도록 적절히 수정될 수 있다.
도 32를 참조하면, 리소그래피 장치(100)는 기판을 홀딩하기 위한 기판 테이블(106), 및 6 이하의 자유도로 기판 테이블(106)을 이동시키기 위한 위치 설정기(116)를 포함한다.
리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 제어가능한 요소(102)를 더 포함한다. 본 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 방사 방출 다이오드, 예를 들어, 레이저 다이오드, 예컨대 청자색 레이저 다이오드이다. 개별적으로 제어가능한 요소(102)는 프레임(838) 상에 배열되고 Y 방향을 따라 연장된다. 하나의 프레임(838)만 도시되어 있지만, 리소그래피 장치는 예를 들어 도 5에 도시되어 있는 것처럼 어레이(200)와 유사하게 복수의 프레임(838)을 가질 수 있다. 프레임(838) 상에는 렌즈(812 및 816)가 추가로 배열된다. 프레임(838), 따라서 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및 렌즈(812 및 816)는 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있다. 프레임(838), 개별적으로 제어가능한 요소(102) 및 렌즈(812 및 816)는 액추에이터(836)에 의해 Z 방향으로 이동될 수 있다.
본 실시예에서, 프레임(840)은 회전가능하도록 제공된다. 프레임(840) 상에는 필드 렌즈(814) 및 이미징 렌즈(818)가 배열되고, 필드 렌즈(814) 및 이미징 렌즈(818)의 조합은 이동가능한 이미징 렌즈(242)를 형성한다. 사용 시에, 플레이트는 자신의 축(206)을 중심으로, 예를 들어 어레이(200)에 대하여 도 5에서 화살표로 도시된 방향으로, 회전한다. 프레임(840)은 모터(216)를 이용하여 축(206)을 중심으로 회전된다. 또한, 이동가능한 이미징 렌즈(242)가 기판 테이블(106)에 대해 변위될 수 있도록, 프레임(840)은 모터(216)에 의해 Z 방향으로 이동될 수 있다.
본 실시예에서, 그 안에 개구부를 갖는 개구부 구조(248)가 렌즈(812) 위에, 렌즈(812)와 대응하는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102) 사이에 위치할 수 있다. 개구부 구조(248)는 렌즈(812), 대응하는 개별적으로 어드레스가능한 요소(102), 및/또는 인접한 렌즈(812)/개별적으로 제어가능한 요소(102)의 회절 효과를 제한할 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 광학 요소, 예컨대 렌즈를 포함하는 하나 이상의 이동가능한 플레이트(890)(예를 들어, 회전가능한 플레이트, 예컨대 회전가능한 디스크)를 포함한다. 도 32의 실시예에서는, 필드 렌즈(814)를 갖는 플레이트(890) 및 이미징 렌즈(818)를 갖는 플레이트(890)가 도시된다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 사용 중에 회전하는 임의의 반사형 광학 요소가 없다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 임의의 개별적으로 제어가능한 요소(102) 또는 모든 개별적으로 제어가능한 요소(102)로부터 방사를 수신하고 사용 중에 회전하는 임의의 반사형 광학 요소가 없다. 일 실시예에서, 하나 이상의(예를 들면, 모든) 플레이트(890)는 실질적으로 평탄하고, 예컨대 플레이트의 하나 이상의 표면 위 또는 아래에 돌출되어 있는 어떠한 광학 요소도(또는 광학 요소의 부분도) 갖고 있지 않다. 이는, 예를 들어 플레이트(890)가 충분히 두껍게 되도록 하거나(즉, 적어도 광학 요소의 높이보다 두껍거나, 돌출되지 않도록 광학 요소를 배치) 플레이트(890) 위에 평탄한 커버 플레이트(미도시)를 제공함으로써 달성될 수 있다. 플레이트의 하나 이상의 표면이 실질적으로 평탄하도록 하는 것은, 장치가 사용 중일 때 예를 들면 노이즈 감소에 도움이 될 수 있다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따라, X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소를 갖는 리소그래피 장치 중 일부에 대한 개략적인 단면 측면도이다. 리소그래피 장치(900)는 기판을 홀딩하기 위한 기판 지지대(902), 및 6 이하의 자유도로 기판 지지대(902)를 이동시키기 위한 위치 설정기(904)를 포함한다. 기판은 레지스트 코팅된 기판일 수 있다(예를 들어, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트).
리소그래피 장치(900)는 복수의 빔을 방출하도록 구성된 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원(906)을 더 포함한다. 도 33에 도시된 것처럼, 방사원(906)은 자기-발광 콘트라스트 디바이스이다. 일 실시예에서, 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)는 방사 방출 다이오드, 예를 들어, 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 폴리머 LED(PLED), 또는 레이저 다이오드(예컨대, 고상 레이저 다이오드)이다. 일 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(906)는 청자색 레이저 다이오드(예를 들어, Sanyo 모델 번호 제DL-3146-151호)이다. 이러한 다이오드는 Sanyo, Nichia, Osram, 및 Nitride와 같은 회사에 의해 공급되고 있다. 일 실시예에서, 다이오드는 약 365nm 또는 약 405nm 파장을 갖는 방사를 방출한다. 일 실시예에서, 다이오드는 0.5 내지 200 mW 범위에서 선택된 출력 전력을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드의 크기(순수한 다이)는 100 내지 800 마이크로미터의 범위에서 선택된다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 1 내지 5 평방 마이크로미터 범위에서 선택된 방출 영역을 갖는다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 7 내지 44도 범위에서 선택된 발산 각을 갖는다. 일 실시예에서, 다이오드는 약 6.4×108W/(㎡.sr) 이상의 전체 휘도를 제공하기 위한 구성(예를 들어, 방출 영역, 발산 각, 출력 전력 등)을 갖는다.
개별적으로 제어가능한 디바이스(906)는 프레임(908) 상에 배열되고 Y 방향 및 X 방향을 따라 연장될 수 있다. 하나의 프레임(908)만 도시되어 있지만, 리소그래피 장치는 복수의 프레임(908)을 가질 수 있다. 프레임(908) 상에는 렌즈(920)가 추가로 배열된다. 프레임(908), 따라서 개별적으로 제어가능한 디바이스(906) 및 렌즈(920)는 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있다. 프레임(908), 개별적으로 제어가능한 디바이스(906) 및 렌즈(920)는 액추에이터(910)에 의해 Z 방향으로 이동될 수 있다.
자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)는 빔을 방출하도록 구성될 수 있고 투영 시스템(920, 924 및 930)은 기판의 타겟부 상으로 빔을 투영하도록 구성될 수 있다. 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906) 및 투영 시스템은 광학 컬럼을 형성한다. 리소그래피 장치(900)는 기판에 대하여 광학 컬럼 및 이의 일부를 이동시키기 위한 액추에이터(예를 들어, 모터(918))를 포함할 수 있다. 그 위에 필드 렌즈(924) 및 이미징 렌즈(930)가 배열된 프레임(912)은 액추에이터로 회전가능할 수 있다. 필드 렌즈(924) 및 이미징 렌즈(930)의 조합이 이동가능한 광학기기(914)를 형성한다. 사용 중에, 프레임(912)은 자신의 축(916)을 중심으로, 예를 들어 도 34에서 화살표로 도시된 방향으로, 회전한다. 프레임(912)은 액추에이터, 예를 들면 모터(918)를 이용하여 축(916)을 중심으로 회전된다. 또한, 이동가능한 광학기기(914)가 기판 지지대(902)에 대해 변위될 수 있도록, 프레임(912)은 모터(910)에 의해 Z 방향으로 이동될 수 있다. 도 33에서, 2개의 광학 컬럼은 리소그래피 장치의 양측에 있는 것으로 도시된다. 실질적으로, 리소그래피 장치는 예를 들어 리소그래피 장치의 주변부에 걸쳐 분산되어 있는 셋 이상의 광학 컬럼을 포함할 수 있다. 각 광학 컬럼은 하나 이상의 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906) 및 투영 시스템(920)의 고정부를 포함한다. 렌즈(924, 930)를 포함하여 광학 컬럼의 회전가능부가, 예를 들어 프레임(912)이 회전될 때, 복수의 광학 컬럼과 관련하여 이용될 수 있다.
그 안에 개구부를 갖는 개구부 구조(922)가 렌즈(920) 위에, 렌즈(920)와 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906) 사이에 위치할 수 있다. 개구부 구조(922)는 렌즈(920), 대응하는 개별적으로 제어가능한 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906), 및/또는 인접한 렌즈(920)/개별적으로 제어가능한 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)의 회절 효과를 제한할 수 있다.
도시된 장치는 프레임(912)을 회전시키고 동시에 광학 컬럼 아래에서 기판 지지대(902) 상의 기판을 이동시킴으로써 이용될 수 있다. 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)는 렌즈(920, 924 및 930)가 서로에 대해 실질적으로 정렬될 때 렌즈(920, 924 및 930)를 통해 빔을 방출할 수 있다. 렌즈(924 및 930)를 이동시킴으로써, 기판 상의 빔의 이미지는 기판의 부분을 통해 스캔된다. 광학 컬럼 아래에서 기판 지지대(902) 상의 기판을 동시에 이동시킴으로써, 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)의 이미지의 대상이 되는 기판의 부분 또한 이동한다. 광학 컬럼 또는 이중 일부의 회전을 제어하고 기판의 속도를 제어하도록 구성된 제어기의 제어 하에서 고속으로 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)를 스위치 온 및 스위치 오프 함으로써, 요구되는 패턴이 기판 상의 레지스트 층에 이미징될 수 있다.
도 34는 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)를 갖는 도 33의 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다. 도 33에 도시된 리소그래피 장치(900)와 유사하게, 리소그래피 장치(900)는 기판을 홀딩하기 위한 기판 지지대(902), 6 이하의 자유도로 기판 지지대(902)를 이동시키기 위한 위치 설정기(904), 및 개별적으로 어드레스가능한 요소(906)와 기판(928) 사이의 정렬을 결정하고 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)의 투영에 대하여 기판(928)이 수평인지를 결정하기 위한 정렬/레벨 센서(932)를 포함한다. 도시된 것처럼, 기판(928)은 직사각형 형상을 갖지만, 다른 형상(예를 들어, 둥근 형상)의 기판 또한 처리될 수 있다.
자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)는 프레임(926) 상에 배열된다. 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)는 방사 방출 다이오드, 예를 들어, 레이저 다이오드, 예컨대 청자색 레이저 다이오드이다. 도 34에 도시되어 있는 것처럼, 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906)는 X-Y 평면에서 연장되는 어레이로 배열될 수 있고, 하나 이상의 콘트라스트 디바이스(906)가 각 광학 컬럼과 연관된다. 콘트라스트 디바이스(906)는 도 33에 도시된 것처럼 4개의 리소그래피 휠을 통해 분할된다. 각 리소그래피 휠은 고정된 프레임(908) 및 회전가능한 프레임(912) 상에 장착된 다수의 광학 컬럼을 포함한다. 리소그래피 휠 내에서, 광학 컬럼은 렌즈(924, 930)와 같이 회전가능한 프레임(912) 상에 장착된 광학 컬럼 중 일부를 공유할 수 있고, 다시 말해서 프레임이 회전될 때 렌즈(924, 930)는 리소그래피 휠의 상이한 광학 컬럼에 의해 이후에 이용될 수 있다.
어레이는 기다란 라인일 수 있다. 일 실시예에서, 어레이는 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 콘트라스트 디바이스(906)의 1차원 어레이일 수 있다. 일 실시예에서, 어레이는 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 콘트라스트 디바이스(906)의 2차원 어레이일 수 있다.
화살표로 나타낸 방향으로 회전할 수 있는 회전가능한 프레임(912)이 제공될 수 있다. 회전가능한 프레임에는 이동가능한 개별적으로 어드레스가능한 콘트라스트 디바이스(906) 각각의 이미지를 제공하기 위해 렌즈(924, 930)(도 33 참조)가 제공될 수 있다. 본 응용예에서 "반경방향" 및 "접선방향"이라는 용어는 회전가능한 프레임(912) 및 이의 길이방향 축(916)과 관련하여 사용된다. 장치에는 회전가능한 프레임(912), 및 렌즈(924, 930)를 포함하는 광학 컬럼의 회전부 또한 회전시키도록 구성된 액추에이터가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 패턴의 생성 중에, 기판(928)은 스캐닝 방향으로 일정한 스캐닝 속도 Vscan으로 이동한다. 기판(928)은 스캐닝 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 다수의 스트립(934)으로 분할되고, 각각의 스트립(934)은 자신의 광학 컬럼과 연관되며, 각 광학 컬럼은 하나 이상의 자기-발광 콘트라스트 디바이스(906) 및 투영 시스템(920)의 고정부를 포함한다. 렌즈(924, 930)를 포함하여 광학 컬럼의 회전가능부는 또한 회전가능한 프레임(912)에 의해 커버되는 다른 스트립(934)과 관련하여 이용될 수 있다. 각 스트립은 스캐닝 방향으로, 인접하면서 부분적으로 중첩되는 다수의 타겟부(936)로 분할된다. 기판의 스캐닝 이동 중에, 단일 스트립의 타겟부는 대응하는 광학 컬럼의 콘트라스트 디바이스(906)의 빔에 이후 노광된다. 타겟부(936)는 인접하는 스트립(934)의 인접하는 타겟부(936)와 중첩되고, 동일한 스트립(934) 내에서 인접하는 타겟부(936)와 중첩된다. 이러한 중첩은 전체 기판 표면에 걸쳐 신뢰할만하고 정확한 패턴을 획득하기 위해 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 스캐닝 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 모든 스트립(934)에 대해서, 단일 스캔으로 기판 상에 패턴이 생성될 수 있도록 광학 컬럼이 제공된다.
기판 상에 패턴을 투영할 때, 기판 상에 투영되는 패터닝된 빔이 정확히 정렬되어 패턴이 생성될 기판 표면과 초점이 맞춰지는 것이 바람직하다.
투영 프로세스 중에 투영 시스템의 초점을 최적화하기 위해, 각각의 광학 컬럼은 실제 리소그래피 공정이 개시되기 전에 공통 이미지 평면에 대하여 초점이 맞추어 진다. 리소그래피 공정 중에, 그 순간에 패턴이 생성되는 다수의 타겟부의 위치에 있는 기판의 표면은 공통 이미지 평면과 정렬될 수 있다.
각 광학 컬럼이 요구되는 초점 위치(예를 들면, 초점 높이 및/또는 경사)에서 공통 이미지 평면과 초점이 맞는지 여부를 결정하기 위해, 각 광학 컬럼은 각 광학 컬럼의 초점 위치를 제어하도록 구성된 초점 제어 시스템 또는 초점 제어기를 포함한다.
다수의 마크를 갖는 레퍼런스 물체(938)가 기판 지지대(902) 상에 장착된다. 레퍼런스 물체의 높이 레벨은 리소그래피 장치에서 기판(928)의 높이 레벨에 실질적으로 상응한다. 레퍼런스 물체는 고도의 정확도로 제조되고, 기판의 전체 폭에 걸쳐 연장된다.
각각의 초점 제어기는 이러한 레퍼런스 물체(938)에 대하여 각 광학 컬럼의 초점 품질을 결정하고, 광학 컬럼이 레퍼런스 물체(938)에 대하여 초점을 벗어난 경우 이러한 광학 컬럼의 초점 위치를 조정하도록 구성된다. 각 초점 제어기는 초점 측정 디바이스(942)(도 35 및 36 참조) 및 초점 액추에이터(940)(도 33 참조)를 포함한다. 초점 액추에이터(940)는 프레임(908) 상에 장착되고 렌즈(920)를 이동시키도록 구성된다. 렌즈(920)의 이동에 의해, 기판 레벨에서 광학 컬럼의 초점 위치가 조정될 수 있다. 리소그래피 휠의 모든 광학 컬럼의 초점 위치가 조정될 필요가 있는 경우, 모든 초점 액추에이터(940)를 별개로 구동하는 대신에 액추에이터(910)의 구동에 의해 초점 위치를 맞추는 것이 가능할 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 각 광학 컬럼에 대해 액추에이터가 제공되고, 이러한 액추에이터는 레퍼런스 물체(938)에 대하여 광학 컬럼의 초점 위치를 조정하기 위해 전체 광학 컬럼을 이동시키도록 구성된다.
도 35 및 36은 레퍼런스 물체(938)에 대하여 각 광학 컬럼의 초점 위치를 결정하기 위한 초점 측정 디바이스(942)를 도시한다. 초점 위치를 결정하기 위해서, 레퍼런스 물체는 각 광학 컬럼 아래 배열된다. 콘트라스트 디바이스(906)에 의해 레퍼런스 물체 상에 빔이 투영된다. 투영 빔은 렌즈(920), 빔 스플릿 디바이스 또는 빔 스플리터(944), 1/4λ 플레이트(quarter lambda plate; 946), 및 회전가능한 프레임(912) 상의 렌즈(924, 930)를 통과한다. 빔은 레퍼런스 물체(938)에 의해 반사되고, 반사된 빔은 레퍼런스 물체(938) 상에 제공된 마크의 이미지를 포함한다. 반사된 빔은 다시 렌즈(924, 930) 및 1/4λ 플레이트(946)를 통과한다. 1/4λ 플레이트(946)로부터 발생하는 위상 편이 때문에, 반사된 빔은 이제 빔 스플리터(944)에 의해 반사된다. 반사된 빔은 렌즈(948)를 통해 이미지 센서(950), 예를 들어 CCD 카메라로 나아간다. 렌즈(948) 및 이미지 센서(950)는, 이미지 센서 상에서 이미지가 초점이 맞게 투영될 때 광학 컬럼이 레퍼런스 물체(938)에 대하여 초점이 맞도록 배열된다.
따라서, 이미지 센서(950) 상에서의 이미지를 분석함으로써, 광학 컬럼의 초점 위치가 레퍼런스 물체, 따라서 공통 이미지 평면에 정확히 맞춰졌는지 여부를 결정할 수 있다. 도 35에 도시된 것처럼, 광학 컬럼이 초점을 벗어난 경우, 이미지 센서(950) 상에 투영된 마크의 이미지 또한 초점을 벗어난다. 대조적으로 광학 컬럼이 도 36에 도시된 것처럼 레퍼런스 물체(938)와 초점이 맞는 경우, 이미지 센서(950) 상에 투영된 마크의 이미지 또한 초점이 맞는다. 이미지 센서(950) 상에 투영된 이미지의 분석에 기초하여 초점 요소, 이러한 경우에는 렌즈(920)를 조정함으로써, 초점 위치가 레퍼런스 물체(938)에 맞추어질 수 있다. 레퍼런스 물체 상의 마크는 이미지가 초점이 맞는지 여부를 결정하기 위해 분석하기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다.
이미지 센서(950) 상에 투영된 이미지의 분석은 이미지 센서(950) 중 일부인 처리 유닛 또는 프로세서, 또는 별개의 처리 유닛에 의해 수행될 수 있다. 처리 유닛은 리소그래피 장치의 중앙 처리 장치, 또는 중앙 프로세서의 일부일 수 있다. 각 광학 컬럼의 초점 위치의 조정을 반복함으로써, 공통 이미지 평면이 모든 광학 컬럼에 대해 획득될 수 있다. 이는, 모든 광학 컬럼이 높은 정확도로 레퍼런스 물체에 대하여 초점이 맞도록 액추에이터(940)를 이용하여 모든 렌즈 요소(920)를 이동시킴으로써 달성된다. 일단 이러한 공통 이미지 평면이 레퍼런스에 의해 획득되면, 기판(928)을 리소그래피 장치의 초점 범위 내에 홀딩할 수 있도록 기판(928)은 투영 프로세스 중에 공통 이미지 평면에 최적으로 배열될 수 있다.
공통 이미지 평면을 획득하기 위해 모든 광학 컬럼의 초점 위치를 제어하는 것과 가능하다면 이를 조정하는 것은, 통상적으로 실제 리소그래피 공정이 개시되기 전에 교정 단계로서 수행된다. 이러한 교정 프로세스는 리소그래피 장치의 셋업 및 리소그래피 장치의 정규적인 교정 중에 수행될 수 있지만, 각각의 리소그래피 투영 프로세스 이전에 수행될 수도 있다.
이제 도 34를 참조하면, 리소그래피 공정이 개시될 때, 기판(928)은 리소그래피 휠을 향해 스캐닝 속도 Vscan으로 이동된다. 기판(928)의 전체 폭에 걸쳐 스캐닝 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 타겟부의 대역에는 동시에 패턴이 제공된다. 이러한 타겟부의 대역이 리소그래피 휠을 통과하기 전에, 하나 이상의 센서(932)는 타겟부의 위치에서 기판(928)의 높이 및/또는 경사 레벨을 측정할 수 있고, 공통 이미지 평면과 기판(928)의 높이 및/또는 경사 레벨 사이의 임의의 차이가 결정될 수 있다.
타겟부의 대역이 실제로 리소그래피 휠의 광학 컬럼에 도달할 때, 기판(928)의 위치는 공통 이미지 평면에 대해 최적화될 수 있다. 이런 식으로, 기판(928)은 광학 컬럼의 초점 범위 내에 위치하거나, 적어도 공통 이미지 평면에 대하여 가능한 최적으로 배열된다.
광학 컬럼이 기판(928)의 전체 폭에 걸쳐 패턴을 생성하기 때문에, 기판 표면이 공통 이미지 평면에 맞추어질 때 공통 이미지 평면에 대한 기판(928)의 위치에 대해 단지 제한된 수정이 가능하다는 점을 인식할 것이다. 도 34의 실시예에서, 기판(928)을 공통 이미지 평면에 최적으로 위치시키도록 기판(928)은 z-방향으로 이동되고 Rx 및 Ry로 기울어질 수 있다.
각 리소그래피 휠에 대하여, 센서(932)가 제공될 때, 리소그래피 휠의 높이 및/또는 경사 위치는 각 리소그래피 휠과 연관된 타겟부의 대역 중 타겟부의 기판 표면에 맞추어질 수 있다. 예를 들어, 기판이 공통 이미지 평면에 대하여 선호 위치에 배치된 후, 개별적인 리소그래피 휠의 높이 및/또는 경사를 맞추어 각각의 리소그래피 휠의 광학 컬럼의 초점 위치를 이러한 광학 컬럼의 타겟부의 실제 기판 표면 높이 및/또는 경사로 조정할 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 휠의 높이 및/또는 경사는 액추에이터(910)의 구동에 의해 맞춰질 수 있다.
일 실시예에서, 타겟부에 대한 광학 컬럼의 초점 품질은 리소그래피 휠의 각 광학 컬럼 또는 광학 컬럼의 서브그룹에 대하여 기판 표면의 측정에 의해, 그리고 초점 요소(920)의 구동에 의해 개별적으로 각 광학 컬럼의 측정된 위치에 초점 위치를 맞춤으로써, 추가로 개선될 수 있다. 각 광학 컬럼 또는 광학 컬럼의 그룹의 높이 및/또는 경사는 예를 들어, 각 광학 컬럼 또는 광학 컬럼의 그룹의 초점 요소(920)의 위치를 맞춤으로써 조정될 수 있다.
초점 제어 시스템을 이용하여 최적의 결과를 얻기 위해, 바람직하게는 레퍼런스 물체의 품질이 수용가능해야 한다. 상기 방법은, 레퍼런스 물체가 z방향으로 완벽하게 평탄하다고 가정한다. 그러나, 레퍼런스 물체(938)가 높은 정확도로 기계 제조되더라도, 레퍼런스 물체는 어느 정도 불완전할 수 있다.
이를 고려하기 위해, 레퍼런스 물체(938)는 공통 이미지 평면이 규정되기 전에 교정될 수 있다. 본 발명의 실시예의 초점 제어 시스템은 이러한 목적으로 이용될 수 있다.
예를 들어, 이미지 평면은 모든 광학 컬럼에 대해 결정될 수 있고, 모든 광학 컬럼의 초점 위치는 이러한 이미지 평면으로 조정될 수 있다. 이후, 기판 지지대 상에 장착되는 레퍼런스 물체(938)는 정확히 y방향으로, 즉 스캐닝 방향에 실질적으로 수직한 방향으로 시프트되고, 모든 광학 컬럼의 초점 품질은 다시 초점 측정 디바이스(942)에 의해 결정된다. 레퍼런스 물체(938)가 완벽하게 평탄한 경우, 레퍼런스 물체(938)은 단지 y방향으로만 시프트되므로 초점 품질에 어떠한 변화도 발생하지 않을 것이다. 임의의 광학 컬럼에 대해서 초점 위치가 조정되어야 하는 경우, 레퍼런스 물체는 완벽하게 평탄하지는 않다. 레퍼런스 물체(938)의 교정을 위해 이러한 차이가 결정 및 이용될 수 있다.
실시예는 또한, 다음 번호 항목으로 이하 제시된다:
1. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔에 기판의 노광 영역을 노광하도록 구성된 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성되고, 복수의 빔을 수신하는 렌즈 어레이를 포함하는 투영 시스템
을 포함하고, 상기 투영 시스템은 노광 영역의 노광 중에 변조기에 대해 렌즈 어레이를 이동시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
2. 제1 실시예에 있어서,
각각의 렌즈는 변조기로부터 기판으로의 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 빔 경로를 따라 배열되는 적어도 2개의 렌즈를 포함하는, 리소그래피 장치.
3. 제2 실시예에 있어서,
적어도 2개의 렌즈 중 제1 렌즈는 필드 렌즈를 포함하고 적어도 2개의 렌즈 중 제2 렌즈는 이미징 렌즈를 포함하는, 리소그래피 장치.
4. 제3 실시예에 있어서,
필드 렌즈의 초점 평면은 이미징 렌즈의 역 초점 평면과 일치하는, 리소그래피 장치.
5. 제3 실시예 또는 제4 실시예에 있어서,
이미징 렌즈는 이중 비구면 렌즈를 포함하는, 리소그래피 장치.
6. 제3 실시예 내지 제5 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
필드 렌즈의 초점 길이는, 이미징 렌즈에 대한 필드 크기가 2 내지 3도의 반각보다 작게 되도록 하는 길이인, 리소그래피 장치.
7. 제3 실시예 내지 제6 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
이미징 렌즈의 초점 길이는, 기판에서 0.2의 NA인 경우, 이미징 렌즈가 필드 렌즈의 지름보다 커지지 않도록 하는 길이인, 리소그래피 장치.
8. 제7 실시예에 있어서,
이미징 렌즈의 초점 길이는 필드 렌즈의 지름과 동일한, 리소그래피 장치.
9. 제3 실시예 내지 제8 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 빔이 필드 렌즈 및 이미징 렌즈의 단일 조합으로 이미징되는, 리소그래피 장치.
10. 제3 실시예 내지 제9 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기로부터 필드 렌즈로의 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 빔 경로를 따라 배열된 초점 제어 디바이스를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
11. 제10 실시예에 있어서,
초점 제어 디바이스는 폴딩 미러 및 이동가능한 루프탑을 포함하는, 리소그래피 장치.
12. 제3 실시예에 있어서,
제1 렌즈로부터 제2 렌즈로 빔을 시준하기 위한 렌즈를 경로에 더 포함하는, 리소그래피 장치.
13. 제12 실시예에 있어서,
빔을 시준하기 위한 경로 상의 렌즈는 변조기에 대하여 실질적으로 고정되어 있는, 리소그래피 장치.
14. 제3 실시예, 제12 실시예 또는 제13 실시예에 있어서,
변조기와 제1 렌즈 사이의 경로에, 제1 렌즈를 향해 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔을 포커싱하기 위한 렌즈를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
15. 제14 실시예에 있어서,
빔을 포커싱하기 위한 경로 상의 렌즈는 변조기에 대해 실질적으로 고정되어 있는, 리소그래피 장치.
16. 제3 실시예 또는 제12 실시예 내지 제15 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
필드 렌즈의 광축은 이미징 렌즈의 광축과 일치하는, 리소그래피 장치.
17. 제2 실시예에 있어서,
적어도 2개의 렌즈 중 제1 렌즈는 적어도 2개의 서브-렌즈를 포함하고, 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔은 2개의 서브-렌즈 중간에서 포커싱되는, 리소그래피 장치.
18. 제17 실시예에 있어서,
적어도 2개의 서브-렌즈 각각은 실질적으로 동일한 초점 길이를 갖는, 리소그래피 장치.
19. 제2 실시예, 제17 실시예 또는 제18 실시예에 있어서,
제1 렌즈는 적어도 2개의 렌즈 중 제2 렌즈를 향해 시준된 빔을 출력하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
20. 제2 실시예, 또는 제17 실시예 내지 제19 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
적어도 2개의 렌즈 중 제1 렌즈를, 적어도 2개의 렌즈 중 제2 렌즈와는 상이한 속도로 이동시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
21. 제20 실시예에 있어서,
제2 렌즈의 속도는 제1 렌즈의 속도의 2배인, 리소그래피 장치.
22. 제1 실시예에 있어서,
각각의 렌즈는 4f 텔리센트릭 인/텔리센트릭 아웃 이미징 시스템을 포함하는, 리소그래피 장치.
23. 제22 실시예에 있어서,
4f 텔리센트릭 인/텔리센트릭 아웃 이미징 시스템은 적어도 6개의 렌즈를 포함하는, 리소그래피 장치.
24. 제1 실시예에 있어서,
변조기와 렌즈 어레이 사이에 디로테이터를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
25. 제24 실시예에 있어서,
디로테이터는 Pechan 프리즘을 포함하는, 리소그래피 장치.
26. 제24 실시예 또는 제25 실시예에 있어서,
디로테이터는 렌즈 어레이의 속도의 1/2로 이동하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
27. 제24 실시예 내지 제26 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기와 디로테이터 사이에서 빔의 크기를 감소시키기 위한 포물곡면 미러를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
28. 제24 실시예 내지 제27 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
디로테이터와 렌즈 어레이 사이에서 빔의 크기를 증가시키기 위한 포물곡면 미러를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
29. 제1 실시예 내지 제28 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
렌즈 어레이는 변조기에 대하여 회전되는, 리소그래피 장치.
30. 제1 실시예 내지 제29 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기는 전자기 방사를 방출하기 위한 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하는, 리소그래피 장치.
31. 제1 실시예 내지 제29 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기는 마이크로미러 어레이를 포함하는, 리소그래피 장치.
32. 제1 실시예 내지 제29 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기는 방사원 및 음향-광학 변조기를 포함하는, 리소그래피 장치.
33. 디바이스 제조 방법으로서,
필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 제공하는 단계; 및
복수의 빔을 수신하는 렌즈 어레이를 이용하여 기판 상으로 복수의 빔을 투영하는 단계; 및
투영 중에 빔에 대하여 렌즈 어레이를 이동시키는 단계
를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
34. 제33 실시예에 있어서,
각각의 렌즈는 적어도 하나의 빔의 소스로부터 기판으로의 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 빔 경로를 따라 배열되는 적어도 2개의 렌즈를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
35. 제34 실시예에 있어서,
적어도 2개의 렌즈 중 제1 렌즈는 필드 렌즈를 포함하고 적어도 2개의 렌즈 중 제2 렌즈는 이미징 렌즈를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
36. 제35 실시예에 있어서,
필드 렌즈의 초점 평면은 이미징 렌즈의 역 초점 평면과 일치하는, 디바이스 제조 방법.
37. 제35 실시예 또는 제36 실시예에 있어서,
이미징 렌즈는 이중 비구면 렌즈를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
38. 제35 실시예 내지 제37 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
필드 렌즈의 초점 길이는, 이미징 렌즈에 대한 필드 크기가 2 내지 3도의 반각보다 작게 되도록 하는 길이인, 디바이스 제조 방법.
39. 제35 실시예 내지 제38 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
이미징 렌즈의 초점 길이는, 기판에서 0.2의 NA인 경우, 이미징 렌즈가 필드 렌즈의 지름보다 커지지 않도록 하는 길이인, 디바이스 제조 방법.
40. 제39 실시예에 있어서,
이미징 렌즈의 초점 길이는 필드 렌즈의 지름과 동일한, 디바이스 제조 방법.
41. 제35 실시예 내지 제40 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 빔이 필드 렌즈 및 이미징 렌즈의 단일 조합으로 이미징되는, 디바이스 제조 방법.
42. 제35 실시예 내지 제41 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 소스와 필드 렌즈 사이에 초점 제어 디바이스를 이용하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
43. 제42 실시예에 있어서,
초점 제어 디바이스는 폴딩 미러 및 이동가능한 루프탑을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
44. 제35 실시예에 있어서,
렌즈를 이용하여 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에서 적어도 하나의 빔을 시준하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
45. 제44 실시예에 있어서,
적어도 하나의 빔을 시준하기 위한 렌즈는 적어도 하나의 빔에 대하여 실질적으로 고정되어 있는, 디바이스 제조 방법.
46. 제35 실시예, 제44 실시예 또는 제45 실시예에 있어서,
적어도 하나의 빔의 소스와 제1 렌즈 사이의 경로에서 렌즈를 이용하여 제1 렌즈를 향해 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔을 포커싱하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
47. 제46 실시예에 있어서,
적어도 하나의 빔을 포커싱하기 위한 렌즈는 적어도 하나의 빔에 대해 실질적으로 고정되어 있는, 디바이스 제조 방법.
48. 제35 실시예 또는 제44 실시예 내지 제47 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
필드 렌즈의 광축은 대응하는 이미징 렌즈의 광축과 일치하는, 디바이스 제조 방법.
49. 제34 실시예에 있어서,
적어도 2개의 렌즈 중 제1 렌즈는 적어도 2개의 서브-렌즈를 포함하고, 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔은 2개의 서브-렌즈 중간에서 포커싱되는, 디바이스 제조 방법.
50. 제49 실시예에 있어서,
적어도 2개의 서브-렌즈 각각은 실질적으로 동일한 초점 길이를 갖는, 디바이스 제조 방법.
51. 제34 실시예, 제49 실시예 또는 제50 실시예에 있어서,
제1 렌즈는 적어도 2개의 렌즈 중 제2 렌즈를 향해 시준된 빔을 출력하도록 구성되는, 디바이스 제조 방법.
52. 제34 실시예, 또는 제49 실시예 내지 제51 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
적어도 2개의 렌즈 중 제1 렌즈를, 적어도 2개의 렌즈 중 제2 렌즈와는 상이한 속도로 이동시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
53. 제52 실시예에 있어서,
제2 렌즈의 속도는 제1 렌즈의 속도의 2배인, 디바이스 제조 방법.
54. 제33 실시예에 있어서,
각각의 렌즈는 4f 텔리센트릭 인/텔리센트릭 아웃 이미징 시스템을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
55. 제54 실시예에 있어서,
4f 텔리센트릭 인/텔리센트릭 아웃 이미징 시스템은 적어도 6개의 렌즈를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
56. 제33 실시예에 있어서,
디로테이터를 이용하여 빔의 소스와 렌즈 어레이 사이에서 빔을 디로테이팅하는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
57. 제56 실시예에 있어서,
디로테이터는 Pechan 프리즘을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
58. 제56 실시예 또는 제57 실시예에 있어서,
디로테이터를 렌즈 어레이의 속도의 1/2로 이동시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
59. 제56 실시예 내지 제58 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
포물곡면 미러를 이용하여 빔의 소스와 디로테이터 사이에서 빔의 크기를 감소시키는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
60. 제56 실시예 내지 제59 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
포물곡면 미러를 이용하여 빔의 소스와 디로테이터 사이에서 빔의 크기를 증가시키는 단계를 더 포함하는, 디바이스 제조 방법.
61. 제33 실시예 내지 제60 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
렌즈 어레이를 빔에 대하여 회전시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
62. 제33 실시예 내지 제61 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원 각각이 복수의 빔 각각을 방출하는, 디바이스 제조 방법.
63. 제33 실시예 내지 제61 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
마이크로미러 어레이가 복수의 빔을 방출하는, 디바이스 제조 방법.
64. 제33 실시예 내지 제61 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
방사원 및 음향-광학 변조기가 복수의 빔을 생성하는, 디바이스 제조 방법.
65. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
전자기 방사를 방출하기 위한 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔에 기판의 노광 영역을 노광하도록 구성된 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성되고, 복수의 빔을 수신하기 위한 렌즈 어레이를 포함하는 투영 시스템
을 포함하고,
상기 투영 시스템은 노광 영역의 노광 중에 개별적으로 제어가능한 방사원에 대하여 렌즈 어레이를 이동시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
66. 디바이스 제조 방법으로서,
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 이용하여 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 제공하는 단계;
복수의 빔을 수신하는 렌즈 어레이를 이용하여 기판 상으로 복수의 빔을 투영하는 단계; 및
투영 중에 개별적으로 제어가능한 방사원에 대하여 렌즈 어레이를 이동시키는 단계
를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
67. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔에 기판의 노광 영역을 노광하도록 구성된 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성되고, 복수의 빔을 수신하기 위한 복수의 렌즈 어레이를 포함하는 투영 시스템
을 포함하고,
각각의 렌즈 어레이는 복수의 빔의 빔 경로를 따라 별개로 배열되는, 리소그래피 장치.
68. 제67 실시예에 있어서,
투영 시스템은 노광 영역의 노광 중에 변조기에 대하여 렌즈 어레이를 이동시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
69. 제67 실시예 또는 제68 실시예에 있어서,
각각의 어레이의 렌즈는 일체형(single body)으로 배열되는, 리소그래피 장치.
70. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
전자기 방사를 방출하기 위한 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔에 기판의 노광 영역을 노광하도록 구성되며, 복수의 방사원 모두는 아닌 이보다 적은 방사원 만이 어느 때든지 노광 영역을 노광할 수 있도록, 노광 영역의 노광 중에 노광 영역에 대하여 복수의 방사원을 이동시키도록 구성된 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
71. 리소그래피 장치로서,
필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 제공하도록 구성된 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원으로서, 이러한 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원은 방사를 방출하는 위치와 방출하지 않는 위치 사이에서 이동가능한, 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원;
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
72. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
전자기 방사를 방출하기 위한 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔에 기판의 노광 영역을 노광하도록 구성되며, 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원으로부터의 방사가 복수의 방사원 중 적어도 다른 하나의 방사원으로부터의 방사와 동시에 인접하거나 중첩되도록, 노광 영역의 노광 중에 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원을 이동시키도록 구성된 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
73. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성된 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원으로서, 이러한 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원은 노광 영역에 방사를 방출할 수 있는 위치와 노광 영역에 방사를 방출할 수 없는 위치 사이에서 이동가능한, 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
74. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역의 노광 중에 노광 영역에 대하여 복수의 방사원을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 상기 변조기는 노광 영역으로의 복수의 빔 출력을 갖고, 상기 빔 출력은 복수의 방사원의 출력 영역보다 작은 영역을 갖는, 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
75. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
개별적으로 제어가능한 방사원의 복수의 어레이를 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 각 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 각 노광 영역에 대하여 각 어레이를 이동시키거나, 각 노광 영역에 대하여 각 어레이로부터의 복수의 빔을 이동시키거나, 각 노광 영역에 대하여 어레이 및 복수의 빔 양자 모두를 이동시키도록 구성된 변조기로서, 사용 중에 복수의 어레이 중 어레이의 각 노광 영역은 복수의 어레이 중 다른 어레이의 각 노광 영역에 인접하거나 중첩되는, 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
76. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키거나, 노광 영역에 대하여 복수의 빔을 이동시키거나, 노광 영역에 대하여 복수의 각 방사원 및 복수의 빔 양자 모두를 이동시키도록 구성된 변조기로서, 사용 중에 각각의 방사원은 각각의 전력/순방향 전류 곡선 중 가파른 부분에서 동작하는, 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
77. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키거나, 노광 영역에 대하여 복수의 빔을 이동시키거나, 노광 영역에 대하여 복수의 각 방사원 및 복수의 빔 양자 모두를 이동시키도록 구성된 변조기로서, 개별적으로 제어가능한 방사원 각각은 청자색 레이저 다이오드를 포함하는, 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
78. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 적어도 2개의 동심 원형 어레이로 배열되는, 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
79. 제78 실시예에 있어서,
원형 어레이 중 적어도 하나의 원형 어레이는 원형 어레이 중 적어도 다른 하나의 원형 어레이와 엇갈린(staggered) 방식으로 배열되는, 리소그래피 장치.
80. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 구조의 중심 둘레에 배열되고 상기 구조는 복수의 방사원의 내부에 구조를 통해 연장되는 개구부를 갖는, 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
81. 제80 실시예에 있어서,
방사원에 또는 방사원 외부에 기판 구조를 홀딩하기 위한 지지대를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
82. 제81 실시예에 있어서,
상기 지지대는 구조의 이동을 허용하는 베어링을 포함하는, 리소그래피 장치.
83. 제81 실시예 또는 제82 실시예에 있어서,
상기 지지대는 구조를 이동시키기 위한 모터를 포함하는, 리소그래피 장치.
84. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 구조의 중심 둘레에 배열되는, 변조기;
방사원에 또는 방사원 외부에 기판 구조를 홀딩하기 위한 지지대로서, 구조를 회전시키거나 구조의 회전을 허용하도록 구성된 지지대; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
85. 제84 실시예에 있어서,
상기 지지대는 구조의 회전을 허용하는 베어링을 포함하는, 리소그래피 장치.
86. 제84 실시예 또는 제85 실시예에 있어서,
상기 지지대는 구조를 회전시키기 위한 모터를 포함하는, 리소그래피 장치.
87. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 이동가능한 구조 상에 배열되며, 이동가능한 구조는 이동가능한 플레이트 상에 배열되는, 변조기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
88. 제87 실시예에 있어서,
상기 이동가능한 구조는 회전가능한, 리소그래피 장치.
89. 제87 실시예 또는 제88 실시예에 있어서,
상기 이동가능한 플레이트는 회전가능한, 리소그래피 장치.
90. 제89 실시예에 있어서,
상기 이동가능한 플레이트의 회전 중심은 이동가능한 구조의 회전 중심과 불일치하는, 리소그래피 장치.
91. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 배열되는, 변조기;
적어도 복수의 방사원에 인접한 곳에 온도 제어 유체를 제공하기 위해 이동가능한 구조에 배열되는 유체 채널; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
92. 제91 실시예에 있어서,
이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 위치되는 센서를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
93. 제91 실시예 또는 제92 실시예에 있어서,
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원에 인접한 위치에 배치되지만, 이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 배치되지는 않는 센서를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
94. 제92 실시예 또는 제93 실시예에 있어서,
센서는 온도 센서를 포함하는, 리소그래피 장치.
95. 제92 실시예 내지 제94 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
센서는 구조의 팽창률 및/또는 수축률을 측정하도록 구성된 센서를 포함하는, 리소그래피 장치.
96. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 배열되는, 변조기;
구조의 온도 제어를 제공하기 위해 이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 배열되는 핀(fin); 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
97. 제96 실시예에 있어서,
이동가능한 구조 내의 또는 이동가능한 구조 상의 상기 핀과 협력하는 고정 핀을 더 포함하는, 리소그래피 장치.
98. 제97 실시예에 있어서,
이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 적어도 2개의 핀을 포함하고, 상기 고정 핀은 이동가능한 구조 내의 또는 이동가능한 구조 상의 상기 적어도 2개의 핀 중 적어도 하나의 핀과 이동가능한 구조 내의 또는 이동가능한 구조 상의 상기 적어도 2개의 핀 중 적어도 다른 하나의 핀 사이에 배치되는, 리소그래피 장치.
99. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 배열되는, 변조기;
구조의 온도를 제어하기 위해 구조의 외측면에 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급 디바이스; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
100. 제99 실시예에 있어서,
상기 유체 공급 디바이스는 기체를 공급하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
101. 제99 실시예에 있어서,
상기 유체 공급 디바이스는 액체를 공급하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
102. 제101 실시예에 있어서,
액체를 구조와 접촉하게끔 유지하도록 구성된 유체 한정 구조를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
103. 제102 실시예에 있어서,
상기 유체 한정 구조는 구조와 유체 한정 구조 사이에 밀봉을 유지하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
104. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기; 및
복수의 방사원 중 각각의 방사원 근방에 또는 각각의 방사원에 부착되어 각 방사원과 함께 이동가능한 구조적으로 분리된 렌즈
를 포함하는, 리소그래피 장치.
105. 제104 실시예에 있어서,
각 방사원에 대하여 렌즈를 변위시키도록 구성된 액추에이터를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
106. 제104 실시예 또는 제105 실시예에 있어서,
렌즈 및 각 방사원을 지지하는 구조에 대하여 렌즈 및 각 방사원을 변위시키도록 구성된 액추에이터를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
107. 제105 실시예 또는 제106 실시예에 있어서,
액추에이터는 3 이하의 자유도로 렌즈를 이동시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
108. 제104 실시예 내지 제107 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원으로부터의 하류에 개구부 구조를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
109. 제104 실시예 내지 제107 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
렌즈는 렌즈 및 각 방사원을 지지하며 높은 열 전도율을 갖는 구조에 부착되는, 리소그래피 장치.
110. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기;
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원으로부터의 방사를 스크램블하도록 구성된 공간적 가간섭성 붕괴 디바이스; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
111. 제110 실시예에 있어서,
상기 공간적 가간섭성 붕괴 디바이스는 고정된 플레이트를 포함하고 상기 적어도 하나의 방사원은 플레이트에 대해 이동가능한, 리소그래피 장치.
112. 제110 실시예에 있어서,
상기 공간적 가간섭성 붕괴 디바이스는: 위상 변조기, 회전하는 플레이트 또는 진동하는 플레이트 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 리소그래피 장치.
113. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기;
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원과 연관된 초점을 측정하도록 구성된 센서로서, 센서 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 방사원 내에 또는 상기 적어도 하나의 방사원 상에 있는, 센서; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
114. 제113 실시예에 있어서,
센서는 개별적으로 각 방사원과 연관된 초점을 측정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
115. 제113 실시예 또는 제114 실시예에 있어서,
센서는 나이프 에지 초점 검출기인, 리소그래피 장치.
116. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기;
복수의 방사원을 각각 제어하고/제어하거나 복수의 방사원에 전력을 공급하기 위해 복수의 방사원에 신호 및/또는 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 송신기; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
117. 제116 실시예에 있어서,
상기 신호는 복수의 신호를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는 각 방사원을 항햐여 복수의 신호 각각을 전송하기 위한 역다중화기를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
118. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 배열되는, 변조기;
이동가능한 구조에 제어기를 연결하고, 복수의 방사원을 각각 제어하고/제어하거나 복수의 방사원에 전력을 공급하기 위해 복수의 방사원에 복수의 신호 및/또는 전력을 송신하도록 구성된 단일 라인; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
119. 제118 실시예에 있어서,
신호는 복수의 신호를 포함하고, 상기 리소그래피 장치는 각 방사원을 항햐여 복수의 신호 각각을 전송하기 위한 역다중화기를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
120. 제118 실시예 또는 제119 실시예에 있어서,
상기 라인은 광학 라인을 포함하는, 리소그래피 장치.
121. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기;
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원에 의해 기판을 향해 전송되거나 전송될 방사의 특성을 측정하기 위한 센서; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
122. 제121 실시예에 있어서,
센서 중 적어도 일부는 기판 홀더 내에 또는 기판 홀더 상에 위치하는, 리소그래피 장치.
123. 제122 실시예에 있어서,
상기 센서 중 적어도 일부는 기판이 기판 홀더 상에 지지되어 있는 영역의 외부 위치에서, 기판 홀더 내에 또는 기판 홀더 상에 위치하는, 리소그래피 장치.
124. 제121 실시예 내지 제123 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 센서 중 적어도 일부는 사용 시에 실질적으로 기판의 스캐닝 방향으로 연장되는 기판 측에 위치하는, 리소그래피 장치.
125. 제121 실시예 내지 제124 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 센서 중 적어도 일부는 이동가능한 구조를 지지하기 위한 프레임에 또는 프레임 상에 장착되는, 리소그래피 장치.
126. 제121 실시예 내지 제125 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 센서는 노광 영역 외부의 적어도 하나의 방사원으로부터의 방사를 측정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
127. 제121 실시예 내지 제126 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 센서 중 적어도 일부는 이동가능한, 리소그래피 장치.
128. 제121 실시예 내지 제127 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 센서 결과에 기초하여 적어도 하나의 방사원을 교정하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
129. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 복수의 방사원은 이동가능한 구조 내에 또는 이동가능한 구조 상에 배열되는, 변조기;
이동가능한 구조의 위치를 측정하기 위한 센서; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
130. 제129 실시예에 있어서,
상기 센서 중 적어도 일부는 이동가능한 구조를 지지하는 프레임에 또는 프레임 상에 장착되는, 리소그래피 장치.
131. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기로서, 각각의 복수의 방사원은 식별자(identification)를 갖거나 제공하는, 변조기;
상기 식별자를 검출하도록 구성된 센서; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
132. 제131 실시예에 있어서,
상기 센서 중 적어도 일부는 복수의 방사원을 지지하는 프레임에 또는 프레임 상에 장착되는, 리소그래피 장치.
133. 제131 실시예 또는 제132 실시예에 있어서,
상기 식별자는 각 방사원으로부터의 방사의 주파수를 포함하는, 리소그래피 장치.
134. 제131 실시예 내지 제133 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 식별자는: 바코드, 무선 주파수 식별자, 또는 마크 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 리소그래피 장치.
135. 리소그래피 장치로서,
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더;
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하고, 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 기판의 노광 영역에 제공하도록 구성되며, 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 각각을 이동시키도록 구성된 변조기;
기판에 의해 재지향되는, 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원으로부터의 방사를 검출하도록 구성된 센서; 및
기판 상으로 변조된 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템
을 포함하는, 리소그래피 장치.
136. 제135 실시예에 있어서,
상기 센서는 재지향된 방사로부터 기판 상에 입사하는 적어도 하나의 방사원으로부터의 방사 스팟의 위치를 결정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
137. 제70 실시예 내지 제136 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기는 복수의 빔의 전파 방향에 실질적으로 평행한 축을 중심으로 적어도 하나의 방사원을 회전시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
138. 제70 실시예 내지 제137 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기는 복수의 빔의 전파 방향을 횡단하는 방향으로 적어도 하나의 방사원을 병진 이동시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
139. 제70 실시예 내지 제137 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
변조기는 복수의 빔을 이동시키도록 구성된 빔 편향기를 포함하는, 리소그래피 장치.
140. 제139 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 미러, 프리즘, 또는 음향-광학 변조기로 이루어진 군에서 선택되는, 리소그래피 장치.
141. 제139 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 폴리곤을 포함하는, 리소그래피 장치.
142. 제139 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 진동하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
143. 제139 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 회전하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
144. 제70 실시예 내지 제143 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
기판 홀더는 복수의 빔이 제공되는 방향으로 기판을 이동시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
145. 제144 실시예에 있어서,
기판의 이동은 회전인, 리소그래피 장치.
146. 제70 실시예 내지 제145 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원은 함께 이동가능한, 리소그래피 장치.
147. 제70 실시예 내지 제146 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원은 원형으로 배열되는, 리소그래피 장치.
148. 제70 실시예 내지 제147 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원은 플레이트에 서로 이격되어 배열되는, 리소그래피 장치.
149. 제70 실시예 내지 제148 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
투영 시스템은 렌즈 어레이를 포함하는, 리소그래피 장치.
150. 제70 실시예 내지 제149 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
투영 시스템은 본질적으로 렌즈 어레이로 이루어진, 리소그래피 장치.
151. 제149 실시예 또는 제150 실시예에 있어서,
렌즈 어레이의 렌즈는 높은 개구수를 갖고, 리소그래피 장치는 렌즈의 개구수를 효율적으로 낮추기 위해서 기판이 렌즈와 연관된 방사의 초점을 벗어나도록 하는, 리소그래피 장치.
152. 제70 실시예 내지 제151 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
각각의 방사원은 레이저 다이오드를 포함하는, 리소그래피 장치.
153. 제152 실시예에 있어서,
각각의 레이저 다이오드는 약 405 nm 파장을 갖는 방사를 방출하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
154. 제70 실시예 내지 제153 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
노광 중에 복수의 방사원을 실질적으로 일정한 온도로 유지하도록 구성된 온도 제어기를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
155. 제154 실시예에 있어서,
온도 제어기는 노광 이전에 실질적으로 일정한 온도로 또는 실질적으로 일정한 온도 근방으로 복수의 방사원을 가열하도록 구성된, 리소그래피 장치.
156. 제70 실시예 내지 제155 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
방향을 따라 배열된 적어도 3개의 별개 어레이를 포함하고, 각각의 어레이는 복수의 방사원을 포함하는, 리소그래피 장치.
157. 제70 실시예 내지 제156 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원은 적어도 약 1,200 개의 방사원을 포함하는, 리소그래피 장치.
158. 제70 실시예 내지 제157 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원과 기판 사이의 정렬을 결정하기 위한 정렬 센서를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
159. 제70 실시예 내지 제158 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 초점에 대하여 기판의 위치를 결정하기 위한 레벨 센서를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
160. 제158 실시예 또는 제159 실시예에 있어서,
정렬 센서 결과 및/또는 레벨 센서 결과에 기초하여 패턴을 변경하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
161. 제70 실시예 내지 제160 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원의 온도 측정 또는 적어도 하나의 방사원과 연관된 측정에 기초하여 패턴을 변경하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
162. 제70 실시예 내지 제161 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원에 의해 기판을 향해 전송되거나 전송될 방사의 특성을 측정하기 위한 센서를 더 포함하는, 리소그래피 장치.
163. 리소그래피 장치로서,
필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 제공하도록 구성된 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원;
복수의 소형렌즈를 포함하는 렌즈 어레이; 및
기판을 홀딩하도록 구성된 기판 홀더
를 포함하고,
사용 중에, 복수의 방사원과 기판 사이에 렌즈 어레이 이외의 다른 광학기기가 없는, 리소그래피 장치.
164. 프로그램가능 패터닝 디바이스로서,
적어도 한 방향으로 이격된 방사 방출 다이오드의 어레이를 갖는 기판; 및
방사 방출 다이오드의 방사 하류 측의 렌즈 어레이
를 포함하는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
165. 제164 실시예에 있어서,
렌즈 어레이는 복수의 마이크로렌즈를 갖는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 다수의 마이크로렌즈는 다수의 방사 방출 다이오드에 대응하며, 방사 방출 다이오드 각각에 의해 선택적으로 전달되는 방사를 마이크로스팟의 어레이로 포커싱하도록 배치되는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
166. 제164 실시예 또는 제165 실시예에 있어서,
방사 방출 다이오드는 적어도 2개의 직교하는 방향으로 이격되어 있는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
167. 제164 실시예 내지 제166 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
방사 방출 다이오드는 낮은 열 전도율의 물질에 임베딩되는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
168. 디바이스 제조 방법으로서,
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 이용하여 기판의 노광 영역을 향해 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 제공하는 단계;
복수의 방사원 모두는 아닌 이보다 적은 방사원 만이 어느 때든지 노광 영역을 노광할 수 있도록, 복수의 빔을 제공하는 동안 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원을 이동시키는 단계; 및
기판 상으로 복수의 빔을 투영하는 단계
를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
169. 디바이스 제조 방법으로서,
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 이용하여 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 제공하는 단계;
방사를 방출하는 위치와 방출하지 않는 위치 사이에서 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원을 이동시키는 단계; 및
기판 상으로 복수의 빔을 투영하는 단계
를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
170. 디바이스 제조 방법으로서,
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 이용하여 필요한 패턴에 따라 변조된 빔을 제공하는 단계 및 렌즈 어레이만을 이용하여 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원으로부터 변조된 빔을 기판에 투영하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
171. 디바이스 제조 방법으로서,
복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 이용하여 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 전자기 방사 빔을 제공하는 단계;
복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원으로부터의 방사가 적어도 다른 하나의 방사원으로부터의 방사에 동시에 인접하거나 중첩되도록, 노광 영역의 노광 중에 노광 영역에 대하여 복수의 방사원 중 적어도 하나의 방사원을 이동시키는 단계; 및
기판 상으로 복수의 빔을 투영하는 단계
를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
172. 제168 실시예 내지 제171 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 이동하는 단계는 복수의 빔의 전파 방향에 실질적으로 평행한 축을 중심으로 적어도 하나의 방사원을 회전시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
173. 제168 실시예 내지 제172 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 이동하는 단계는 복수의 빔의 전파 방향을 횡단하는 방향으로 적어도 하나의 방사원을 병진 이동시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
174. 제168 실시예 내지 제173 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
빔 편향기를 이용함으로써 복수의 빔을 이동시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
175. 제174 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 미러, 프리즘, 또는 음향-광학 변조기로 이루어진 군에서 선택되는, 디바이스 제조 방법.
176. 제174 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 폴리곤을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
177. 제174 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 진동하도록 구성되는, 디바이스 제조 방법.
178. 제174 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 회전하도록 구성되는, 디바이스 제조 방법.
179. 제168 실시예 내지 제178 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 빔이 제공되는 방향으로 기판을 이동시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
180. 제179 실시예에 있어서,
기판의 이동은 회전인, 디바이스 제조 방법.
181. 제168 실시예 내지 제180 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원을 함께 이동시키는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
182. 제168 실시예 내지 제181 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원은 원형으로 배열되는, 디바이스 제조 방법.
183. 제168 실시예 내지 제182 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 방사원은 플레이트에 서로 이격되어 배열되는, 디바이스 제조 방법.
184. 제168 실시예 내지 제183 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
투영하는 단계는 렌즈 어레이를 이용하여 기판 상으로 각 빔의 이미지를 형성하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
185. 제168 실시예 내지 제184 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
투영하는 단계는 실질적으로 렌즈 어레이만을 이용하여 기판 상으로 각 빔의 이미지를 형성하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
186. 제168 실시예 또는 제185 실시예에 있어서,
각각의 방사원은 레이저 다이오드를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
187. 제186 실시예에 있어서,
각각의 레이저 다이오드는 약 405 nm 파장을 갖는 방사를 방출하도록 구성되는, 디바이스 제조 방법.
188. 제168 실시예 내지 제187 실시예 중 어느 하나의 실시예의 방법에 따라 제조되는 평판 디스플레이.
189. 제168 실시예 내지 제187 실시예 중 어느 하나의 실시예의 방법에 따라 제조되는 집적 회로 디바이스.
190. 방사 시스템으로서,
복수의 이동가능한 방사 어레이로서, 각각의 방사 어레이는 필요한 패턴에 따라 변조된 복수의 빔을 제공하도록 구성된 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원을 포함하는, 방사 어레이; 및
각각의 방사 어레이를 이동시키도록 구성된 모터
를 포함하는, 방사 시스템.
191. 제190 실시예에 있어서,
상기 모터는 복수의 빔의 전파 방향에 실질적으로 평행한 축을 중심으로 각각의 방사 어레이를 회전시키도록 구성되는, 방사 시스템.
192. 제190 실시예 또는 제191 실시예에 있어서,
상기 모터는 복수의 빔의 전파 방향을 횡단하는 방향으로 각각의 방사 어레이를 병진 이동시키도록 구성되는, 방사 시스템.
193. 제190 실시예 내지 제192 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
복수의 빔을 이동시키도록 구성된 빔 편향기를 더 포함하는, 방사 시스템.
194. 제193 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 미러, 프리즘, 또는 음향-광학 변조기로 이루어진 군에서 선택되는, 방사 시스템.
195. 제193 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 폴리곤을 포함하는, 방사 시스템.
196. 제193 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 진동하도록 구성되는, 방사 시스템.
197. 제193 실시예에 있어서,
상기 빔 편향기는 회전하도록 구성되는, 방사 시스템.
198. 제190 실시예 내지 제197 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
각 방사 어레이의 복수의 방사원은 함께 이동가능한, 방사 시스템.
199. 제190 실시예 내지 제198 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
각 방사 어레이의 복수의 방사원은 원형으로 배열되는, 방사 시스템.
200. 제190 실시예 내지 제199 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
각 방사 어레의 복수의 방사원은 플레이트에 서로 이격되어 배열되는, 방사 시스템.
201. 제190 실시예 내지 제200 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
각 방사 어레이와 연관된 렌즈 어레이를 더 포함하는, 방사 시스템.
202. 제201 실시예에 있어서,
각 방사 어레이의 복수의 방사원 각각은 방사 어레이와 연관된 렌즈 어레이의 렌즈와 연관되는, 방사 시스템.
203. 제190 실시예 내지 제202 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
각 방사 어레이의 복수의 방사원 각각은 레이저 다이오드를 포함하는, 방사 시스템.
204. 제203 실시예에 있어서,
각각의 레이저 다이오드는 약 405 nm 파장을 갖는 방사를 방출하도록 구성되는, 방사 시스템.
205. 방사에 기판을 노광하기 위한 리소그래피 장치로서,
100 내지 25,000개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 갖는 프로그램가능 패터닝 디바이스를 포함하는, 리소그래피 장치.
206. 제205 실시예에 있어서,
적어도 400개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
207. 제205 실시예에 있어서,
적어도 1,000개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
208. 제205 실시예 내지 제207 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
10,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
209. 제205 실시예 내지 제207 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
5,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
210. 제205 실시예 내지 제209 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소는 레이저 다이오드인, 리소그래피 장치.
211. 제205 실시예 내지 제209 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소는 0.1 내지 3 미크론 범위에서 선택된 기판 상의 스팟 크기를 갖도록 구성되는, 리소그래피 장치.
212. 제205 실시예 내지 제209 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소는 약 1 미크론의 기판 상의 스팟 크기를 갖도록 구성되는, 리소그래피 장치.
213. 방사에 기판을 노광하기 위한 리소그래피 장치로서,
10cm의 노광 필드 길이로 정규화되는 경우 100 내지 25,000개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 갖는 프로그램가능 패터닝 디바이스를 포함하는, 리소그래피 장치.
214. 제213 실시예에 있어서,
적어도 400개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
215. 제213 실시예에 있어서,
적어도 1,000개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
216. 제213 실시예 내지 제215 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
10,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
217. 제213 실시예 내지 제215 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
5,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 리소그래피 장치.
218. 제213 실시예 내지 제217 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소는 레이저 다이오드인, 리소그래피 장치.
219. 제213 실시예 내지 제217 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소는 0.1 내지 3 미크론 범위에서 선택된 기판 상의 스팟 크기를 갖도록 구성되는, 리소그래피 장치.
220. 제213 실시예 내지 제217 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소는 약 1 미크론의 기판 상의 스팟 크기를 갖도록 구성되는, 리소그래피 장치.
221. 회전가능한 디스크를 포함하는 프로그램가능 패터닝 디바이스로서,
상기 디스크는 100 내지 25,000개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 갖는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
222. 제221 실시예에 있어서,
상기 디스크는 적어도 400개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
223. 제221 실시예에 있어서,
상기 디스크는 적어도 1,000개의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
224. 제221 실시예 내지 제223 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 디스크는 10,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
225. 제221 실시예 내지 제223 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 디스크는 5,000개 미만의 개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소를 포함하는, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
226. 제221 실시예 내지 제225 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
개별적으로 어드레스가능한 자기-발광 요소는 레이저 다이오드인, 프로그램가능 패터닝 디바이스.
227. 평판 디스플레이의 제조에 있어서 본 발명 중 하나 이상의 용도.
228. 집적 회로 패키징에 있어서 본 발명 중 하나 이상의 용도.
229. 자기-발광 요소를 갖는 프로그램가능 패터닝 디바이스를 이용하여 방사에 기판을 노광하는 단계를 포함하는 리소그래피 방법으로서,
노광 중에, 상기 자기-발광 요소를 동작시키기 위한 상기 프로그램가능 패터닝 디바이스의 전력 소모는 10 kW 미만인, 리소그래피 방법.
230. 제229 실시예에 있어서,
상기 전력 소모는 5 kW 미만인, 리소그래피 방법.
231. 제229 실시예 또는 제230 실시예에 있어서,
상기 전력 소모는 적어도 100 mW인, 리소그래피 방법.
232. 제229 실시예 내지 제231 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 자기-발광 요소는 레이저 다이오드인, 리소그래피 방법.
233. 제232 실시예에 있어서,
레이저 다이오드는 청자색 레이저 다이오드인, 리소그래피 방법.
234. 자기-발광 요소를 갖는 프로그램가능 패터닝 디바이스를 이용하여 방사에 기판을 노광하는 단계를 포함하는 리소그래피 방법으로서,
사용 시에, 발광 요소당 광 출력은 적어도 1 mW인, 리소그래피 방법.
235. 제234 실시예에 있어서,
상기 광 출력은 적어도 10 mW인, 리소그래피 방법.
236. 제234 실시예에 있어서,
상기 광 출력은 적어도 50 mW인, 리소그래피 방법.
237. 제234 실시예 내지 제236 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 광 출력은 200 mW 미만인, 리소그래피 방법.
238. 제234 실시예 내지 제237 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 자기-발광 요소는 레이저 다이오드인, 리소그래피 방법.
239. 제238 실시예에 있어서,
레이저 다이오드는 청자색 레이저 다이오드인, 리소그래피 방법.
240. 제234 실시예에 있어서,
광 출력은 5 mW보다 크지만 20 mW 이하인, 리소그래피 방법.
241. 제234 실시예에 있어서,
광 출력은 5 mW보다 크지만 30 mW 이하인, 리소그래피 방법.
242. 제234 실시예에 있어서,
광 출력은 5 mW보다 크지만 40 mW 이하인, 리소그래피 방법.
243. 제234 실시예 내지 제242 실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서,
상기 자기-발광 요소는 단일 모드로 동작하는, 리소그래피 방법.
244. 리소그래피 장치로서,
자기-발광 요소를 갖는 프로그램가능 패터닝 디바이스; 및
자기-발광 요소로부터 방사를 수신하기 위한 광학 요소를 갖는 회전가능한 프레임
을 포함하고, 광학 요소는 굴절형 광학 요소인, 리소그래피 장치.
245. 리소그래피 장치로서,
자기-발광 요소를 갖는 프로그램가능 패터닝 디바이스; 및
자기-발광 요소로부터 방사를 수신하기 위한 광학 요소를 갖는 회전가능한 프레임
을 포함하고,
회전가능한 요소는 자기-발광 요소 중 임의의 것 또는 모든 것으로부터 방사를 수신하기 위해 어떠한 반사형 광학 요소도 갖지 않는, 리소그래피 장치.
246. 리소그래피 장치로서,
프로그램가능 패터닝 디바이스; 및
광학 요소를 갖는 플레이트를 포함하는 회전가능한 프레임
을 포함하고,
광학 요소를 갖는 플레이트 표면은 평탄한, 리소그래피 장치.
247. 평판 디스플레이의 제조에 있어서 본 발명 중 하나 이상의 용도.
248. 집적 회로 패키징에 있어서 본 발명 중 하나 이상의 용도.
249. 상기 방법 중 임의의 것에 따라 제조되는 평판 디스플레이.
250. 상기 방법 중 임의의 것에 따라 제조되는 집적 회로 디바이스.
251. 리소그래피 장치로서,
기판의 타겟부 상에 빔을 투영하도록 구성된 광학 컬럼으로서, 상기 빔을 제공하도록 구성된 방사원; 및 상기 타겟부 상으로 상기 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고, 부분적으로 상기 리소그래피 장치의 고정부 상에, 그리고 부분적으로는 상기 리소그래피 장치의 회전가능부 상에 장착되며, 초점 위치를 갖는 광학 컬럼;
상기 광학 컬럼에 대하여 스캐닝 방향으로 스캐닝 속도로 상기 기판을 이동시키도록 구성된 스캐닝 이동 액추에이터; 및
레퍼런스 물체에 대하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 제어하도록 구성된 초점 제어기
를 포함하고,
상기 초점 제어기는 상기 레퍼런스 물체 상에서 초점 품질을 결정하도록 구성된 초점 측정 디바이스, 및 결정된 상기 초점 품질에 기초하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 조정하도록 구성된 초점 액추에이터를 포함하는, 리소그래피 장치.
252. 제251 실시예에 있어서,
상기 레퍼런스 물체는 복수의 마크를 포함하고, 상기 초점 측정 디바이스는 상기 복수의 마크 중 하나의 마크의 이미지를 수신하도록 구성된 이미지 센서를 포함하며, 상기 이미지 센서 상에 투영된 상기 이미지에 기초하여 초점 품질이 결정되는, 리소그래피 장치.
253. 제252 실시예에 있어서,
상기 초점 측정 디바이스는 빔 스플리터, 및 상기 레퍼런스 물체로부터 반사되는 이미지를 상기 이미지 센서로 지향시키도록 구성된 1/4λ 플레이트(quarter lambda plate)를 포함하는, 리소그래피 장치.
254. 제251 실시예에 있어서,
상기 초점 측정 디바이스는 상기 광학 컬럼에 통합되는, 리소그래피 장치.
255. 제251 실시예에 있어서,
상기 광학 컬럼은 이동가능한 포커싱 요소를 포함하고, 상기 초점 액추에이터는 상기 포커싱 요소의 이동에 의해 상기 초점 위치를 조정하도록 상기 포커싱 요소에 연결되는, 리소그래피 장치.
256. 제251 실시예에 있어서,
상기 초점 액추에이터는 상기 광학 컬럼과 상기 레퍼런스 물체 사이의 거리를 조정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
257. 제251 실시예에 있어서,
상기 리소그래피 장치는 복수의 광학 컬럼을 포함하고, 각각의 광학 컬럼은 하나 이상의 제어가능한 포커싱 요소, 투영 시스템, 및 초점 제어기를 포함하는, 리소그래피 장치.
258. 제251 실시예에 있어서,
상기 초점 제어기는 상기 리소그래피 장치의 공통 이미지 평면에 상기 초점 위치를 맞추도록 구성되는, 리소그래피 장치.
259. 제258 실시예에 있어서,
패턴이 투영되는 기판의 투영면과 상기 공통 이미지 평면 사이의 차이를 결정하기 위한 센서를 포함하는, 리소그래피 장치.
260. 제251 실시예에 있어서,
상기 레퍼런스 물체는 기판인, 리소그래피 장치.
261. 제251 실시예에 있어서,
상기 레퍼런스 물체는 상기 기판을 지지하기 위한 기판 지지대 상에 장착된 레퍼런스 플레이트인, 리소그래피 장치.
262. 제251 실시예의 리소그래피 장치에서 초점이 맞는 이미지 평면을 생성하기 위한 방법으로서,
레퍼런스 물체 상에서 광학 컬럼의 초점 품질을 측정하는 단계;
상기 광학 컬럼에 대한 측정에 기초하여 초점 위치를 조정하는 단계; 및
하나 이상의 추가적인 광학 컬럼에 대해 상기 측정 및 조정을 반복하는 단계
를 포함하는, 이미지 평면을 생성하기 위한 방법.
263. 제262 실시예에 있어서,
상기 방법은 상기 리소그래피 장치의 다수의 회전가능부와 연관되어 있는 모든 광학 컬럼에 대해 수행되는, 이미지 평면을 생성하기 위한 방법.
264. 제251 실시예의 리소그래피 장치에서 기판 상에 패턴을 생성하는 방법으로서,
다수의 타겟부 상에 다수의 빔을 투영하기 전에, 레퍼런스 물체에 대해 각 광학 컬럼에 대하여 초점이 맞는 공통 이미지 평면을 생성하는 단계; 및
투영 프로세스 중에, 패턴이 생성되는 상기 다수의 타겟부의 위치에 있는 상기 기판의 위치를 상기 공통 이미지 평면으로 조정하는 단계
를 포함하는, 기판 상에 패턴을 생성하는 방법.
265. 제264 실시예에 있어서,
측정된 상기 기판의 타겟부의 그룹 중 타겟부의 실제 높이 및/또는 경사 레벨로 광학 컬럼 또는 광학 컬럼의 그룹의 상기 초점 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는, 기판 상에 패턴을 생성하는 방법.
266. 제251 실시예에 있어서,
상기 방사원은 자기-발광 콘트라스트 디바이스인, 리소그래피 장치.
267. 제266 실시예에 있어서,
상기 자기-발광 콘트라스트 디바이스는 다이오드인, 리소그래피 장치.
본 명세서에서는 특정 디바이스 또는 구조(예를 들면, 집적 회로 또는 평판 디스플레이)의 제조에 리소그래피 장치를 이용하는 것에 관해 특별히 언급할 수 있지만, 본원에서 기술된 리소그래피 장치 및 리소그래피 방법은 다른 응용예를 가질 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 응용예는 집적 회로, 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, LCD, OLED 디스플레이, 박막 자기 헤드, 미소 기전 시스템(MEMS), 미소 광 기전 시스템(MOEMS), DNA 칩, 패키징(예를 들면, 플립 칩, 재배선, 등), 플렉서블 디스플레이 또는 전자기기(종이처럼 권취가능하고(rollable) 휠 수 있으며(bendable), 결함이 없고, 정합성 있으며, 튼튼하고, 얇으며/얇거나 경량인 디스플레이 또는 전자기기, 예컨대 플렉서블 플라스틱 디스플레이) 등의 제조를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 또한 예를 들어 평판 디스플레이에서, 본 장치 및 방법은 다양한 층, 예를 들면 박막 트랜지스터 층 및/또는 컬러 필터 층의 생성에 기여하도록 이용될 수 있다. 통상의 기술자라면, 이러한 대안적인 응용예와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 툴, 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.
본원에서 사용된 "방사" 및 "빔"이라는 용어는, 자외(UV) 방사선(예컨대, 365, 248, 193, 157, 또는 126 nm의 파장을 가짐) 및 극 자외(EUV) 방사선(예컨대, 5-20 nm 범위의 파장을 가짐), 및 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포함하는 모든 유형의 전자기 방사선을 포괄한다.
평판 디스플레이 기판은 그 형상이 직사각형일 수 있다. 이러한 유형의 기판을 노광하도록 설계된 리소그래피 장치는 직사각형 기판의 전체 폭을 커버하거나 폭 중 일부(예를 들어, 폭의 1/2)를 커버하는 노광 영역을 제공할 수 있다. 기판이 노광 영역 아래에서 스캔되는 동안, 패터닝 디바이스는 패터닝된 빔을 통해 동시에 스캔되거나 패터닝 디바이스는 가변 패턴을 제공할 수 있다. 이런 식으로, 요구되는 패턴의 모두 또는 이의 일부가 기판에 전사된다. 노광 영역이 기판의 전체 폭을 커버하는 경우, 노광은 단일 스캔으로 완료될 수 있다. 노광 영역이 예를 들어 기판 폭의 1/2를 커버하는 경우, 기판은 제1 스캔 이후에 가로로 이동되어 기판의 나머지를 노광하기 위해 추가적인 스캔이 통상 수행될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판(의 일부)에 패턴을 생성하는 것과 같이, 방사 빔의 단면을 변조하기 위해 사용될 수 있는 어떠한 장치도 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 패턴이 위상-반전 특징 또는 이른바 보조 특징(assist feature)을 포함하는 경우 기판의 타겟부에 있어서 요구되는 패턴에 정확히 대응하지 않을 수도 있음에 주목해야 한다. 유사하게, 기판 상에 최종적으로 생성되는 패턴은, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 상에서 어느 일 순간에 형성된 패턴에도 대응하지 않을 수 있다. 기판의 각 부분에 형성된 최종 패턴이 주어진 기간 또는 주어진 횟수의 노광에 걸쳐 형성되는 구성에서 그러할 수 있고, 이러한 주어진 기간 또는 주어진 횟수의 노광 중에 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 상의 패턴 및/또는 기판의 상대적인 위치가 변화하게 된다. 일반적으로, 기판의 타겟부 상에 생성되는 패턴은 타겟부에 생성되는 디바이스, 예를 들면 집적 회로 또는 평판 디스플레이의 특정 기능층(예를 들어, 평판 디스플레이의 컬러 필터 층 또는 평판 디스플레이의 박막 트랜지스터 층)에 대응할 것이다. 이러한 패터닝 디바이스의 예는, 예컨대 레티클, 프로그램가능 미러 어레이, 레이저 다이오드 어레이, 발광 다이오드 어레이, 격자 광 밸브, 및 LCD 어레이를 포함한다. 방사 빔의 부분의 위상을 방사 빔의 인접한 부분에 대하여 변조함으로써 방사 빔에 패턴을 부여하는 복수의 프로그램가능 요소를 갖는 전자적으로 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하여, 전자 디바이스(예를 들어, 컴퓨터)를 이용하여 패턴을 프로그램할 수 있는 패터닝 디바이스, 예컨대 방사 빔의 부분의 세기를 각각 변조할 수 있는 복수의 프로그램가능 요소를 포함하는 패터닝 디바이스(예를 들어, 레티클을 제외하고 앞의 문장에서 언급된 모든 디바이스)는 본원에서 집합적으로 "콘트라스트 디바이스"라 지칭된다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스는 적어도 10개의 프로그램가능 요소, 예컨대 적어도 100개, 적어도 1,000개, 적어도 10,000개, 적어도 100,000개, 적어도 1,000,000개, 또는 적어도 10,000,000개의 프로그램가능 요소를 포함한다. 이러한 디바이스 중 몇몇에 대한 실시예가 이하 보다 상세하게 논의된다.
- 프로그램가능 미러 어레이. 프로그램가능 미러 어레이는 점탄성 제어 층과 반사성 표면을 갖는 매트릭스-어드레스가능한 표면을 포함할 수 있다. 이러한 장치의 기본적인 원리에 따르면, 예를 들어 반사성 표면의 어드레스된 영역이 입사되는 방사를 회절된 방사로서 반사시키는 반면, 어드레스되지 않은 영역은 입사되는 방사를 회절되지 않은 방사로서 반사시킨다. 적절한 공간 필터를 이용하면, 회절되지 않은 방사는 반사된 빔으로부터 필터링될 수 있고, 회절된 방사만이 기판에 도달하도록 남겨 놓는다. 이런 식으로, 매트릭스-어드레스가능한 표면의 어드레싱 패턴에 따라 빔이 패터닝된다. 대안적으로, 필터가 회절된 방사를 필터링하여, 회절되지 않은 방사가 기판에 도달하도록 남겨 놓을 수 있을 것이다. 회절성 광학 MEMS 디바이스의 어레이 또한 대응하는 방식으로 이용될 수 있다. 회절성 광학 MEMS 디바이스는 복수의 반사성 리본을 포함할 수 있고, 이러한 복수의 반사성 리본은 입사되는 방사를 회절된 방사로 반사시키는 격자를 형성하도록 서로에 대해 변형될 수 있다. 프로그램가능 미러 어레이의 추가적인 실시예는 소형 미러의 매트릭스 배열을 이용하고, 이러한 각각의 미러는 적합한 국소적 전기장을 인가하거나 압전 액추에이션 수단을 이용함으로써 축을 중심으로 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 정도는 각 미러의 상태를 규정한다. 이러한 미러는, 요소가 결함이 없는 경우, 제어기로부터의 적절한 제어 신호에 의해 제어가능하다. 각각의 무결함 요소는, 투영된 방사 패턴에서 대응하는 픽셀의 세기를 조정하기 위해, 일련의 상태 중 어느 것의 상태도 채용할 수 있도록 제어가능하다. 다시 한번, 미러는 매트릭스-어드레스가능하여, 어드레스된 미러는 어드레스되지 않은 미러와는 상이한 방향으로, 입사된 방사 빔을 반사시키게 된다; 이런 식으로, 반사된 빔은 매트릭스-어드레스가능한 미러의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝될 수 있다. 필요한 매트릭스 어드레싱은 적합한 전자 수단을 이용하여 수행될 수 있다. 본원에서 언급된 미러 어레이에 관한 보다 많은 정보는, 예를 들어 미국 특허 제5,296,891호 및 제5,523,193호, 및 PCT 특허 출원 공개 WO 98/38597 및 WO 98/33096으로부터 입수할 수 있고, 이러한 문헌은 참조에 의해 전체로서 본원에 통합된다.
-프로그램가능 LCD 어레이. 이러한 구성의 예는 미국 특허 제5,229,872호에 제공되어 있고, 이러한 문헌은 참조에 의해 전체로서 본원에 통합된다.
리소그래피 장치는 하나 이상의 패터닝 디바이스, 예를 들어 하나 이상의 콘트라스트 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 장치는 서로에 대해 독립적으로 제어되는 개별적으로 제어가능한 요소의 복수의 어레이를 가질 수 있다. 이러한 구성에서, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 중 몇몇 또는 모두는 공통의 조명 시스템(또는 조명 시스템의 일부), 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이에 대한 공통의 지지 구조 및/또는 공통의 투영 시스템(또는 투영 시스템의 일부) 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
특징의 사전-바이어싱(pre-biasing), 광 근접도 보정 특징, 위상 변이 기술 및/또는 다수의 노광 기술이 이용되는 경우, 예를 들어 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 상에 "디스플레이"된 패턴은 기판의 층에 또는 기판 상에 최종적으로 전사되는 패턴과는 실질적으로 다를 수 있음을 인식해야 한다. 유사하게, 기판 상에 최종적으로 생성되는 패턴은, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 상에 어느 일 순간에 형성된 패턴에도 대응하지 않을 수 있다. 기판의 각 부분에 형성된 최종 패턴이 주어진 기간 또는 주어진 횟수의 노광에 걸쳐 형성되는 구성에서 그러할 수 있고, 이러한 주어진 기간 또는 주어진 횟수의 노광 중에 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이 상의 패턴 및/또는 기판의 상대적인 위치가 변화하게 된다.
투영 시스템 및/또는 조명 시스템은 방사 빔을 지향시키거나, 형상화(shape)하거나, 또는 제어하기 위한 다양한 유형의 광학 컴포넌트, 예를 들어 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전기형 또는 다른 유형의 광학 요소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
리소그래피 장치는 둘(예를 들어, 이중 스테이지) 또는 그 이상의 기판 테이블(및/또는 둘 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 갖는 유형일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기기에서는, 부가적인 테이블을 병행하여 사용하거나, 또는 하나 이상의 테이블 상에서 예비 공정을 수행하면서 하나 이상의 다른 테이블을 노광용으로 사용하는 것이 가능하다.
리소그래피 장치는 또한, 기판의 적어도 일부가 비교적 높은 굴절률을 갖는 "액침액", 예를 들어 물에 덮혀 투영 시스템과 기판 간의 공간을 채우는 유형일 수 있다. 액침액은 또한 리소그래피 장치 내의 다른 공간, 예를 들어 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이의 공간에 부가될 수 있다. 액침 기술은 투영 시스템의 NA를 증가시키기 위해 이용된다. 용어 본원에서 사용되는 용어 "액침"은 구조, 예컨대 기판이 액체에 잠겨야 함을 의미하지 않고, 오히려 노광 중에 액체가 예를 들어, 투영 시스템과 기판 사이에 위치됨을 의미한다.
또한, 장치에는 유체와 기판의 조사된 부분 사이에 상호작용을 허용하기 위해(예를 들어, 기판에 화학물질을 선택적으로 부착하거나 기판의 표면 구조를 선택적으로 수정하기 위해) 유체 처리 셀이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 기판은 실질적으로 원형 형상을 가질 수 있고, 선택적으로 주변부 중 일부를 따라 노치부 및/또는 평탄화된 에지를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 다각형 형상, 예를 들어 직사각형 형상을 가진다. 기판이 실질적으로 원형 형상을 갖는 실시예는, 기판의 지름이 적어도 25mm, 예를 들어 적어도 50mm, 적어도 75mm, 적어도 100mm, 적어도 125mm, 적어도 150mm, 적어도 175mm, 적어도 200mm, 적어도 250mm, 또는 적어도 300mm인 실시예를 포함한다. 일 실시예에서, 기판의 지름은 500mm 이하, 400mm 이하, 350mm 이하, 300mm 이하, 250mm 이하, 200mm 이하, 150mm 이하, 100mm 이하, 또는 75mm 이하이다. 기판이 다각형, 예를 들어 직사각형인 실시예는, 기판의 적어도 한 변, 예를 들어 적어도 두 변, 또는 적어도 세 변의 길이가 적어도 5cm, 예를 들어 적어도 25cm, 적어도 50cm, 적어도 100cm, 적어도 150cm, 적어도 200cm, 또는 적어도 250cm인 실시예를 포함한다. 일 실시예에서, 기판의 적어도 한 변의 길이는 1,000cm 이하, 예컨대 750cm 이하, 500cm 이하, 350cm 이하, 250cm 이하, 150cm 이하, 또는 75cm 이하이다. 일 실시예에서, 기판은 약 250-350cm의 길이 및 약 250-300cm의 폭을 갖는 직사각형 기판이다. 기판의 두께는 변할 수 있고, 예를 들면 기판 재료 및/또는 기판 치수에 어느 정도 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 두께는 적어도 50㎛, 예컨대 적어도 100㎛, 적어도 200㎛, 적어도 300㎛, 적어도 400㎛, 적어도 500㎛, 또는 적어도 600㎛이다. 일 실시예에서, 기판의 두께는 5,000㎛ 이하, 예컨대 3,500㎛ 이하, 2,500㎛ 이하, 1,750㎛ 이하, 1,250㎛ 이하, 1,000㎛ 이하, 800㎛ 이하, 600㎛ 이하, 500㎛ 이하, 400㎛ 이하, 또는 300㎛ 이하이다. 본원에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치)에서 처리될 수 있다. 기판의 특성은 노광 전후에, 예컨대 계측 도구, 및/또는 검사 도구에서 측정될 수 있다.
일 실시예에서, 레지스트 층이 기판 상에 제공된다. 일 실시예에서, 기판은 웨이퍼, 예를 들어 반도체 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 웨이퍼 재료는 Si, SiGe, SiGeC, SiC, Ge, GaAs, InP 및 InAs로 이루어진 그룹에서 선택된다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 III/V족 화합물 반도체 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 기판은 세라믹 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 유리 기판이다. 유리 기판은, 예를 들어 평판 디스플레이 및 액정 디스플레이 패널의 제조에 유용할 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 플라스틱 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 (육안에 대해서) 투명하다. 일 실시예에서, 기판은 색상이 있다. 일 실시예에서, 기판은 색상이 없다.
일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)가 기판(114) 위에 있는 것으로 기술되고/되거나 도시되어 있지만, 대안적으로 또는 부가적으로 기판(114)의 아래에 위치할 수 있다. 또한 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 나란히 위치할 수 있고, 예를 들어 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 수직으로 연장되고, 패턴은 수평으로 투영된다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 기판(114)의 적어도 2개의 반대 측을 노광하기 위해 제공된다. 예를 들어, 이러한 측을 노광하기 위해, 적어도 기판(114)의 각각의 반대 측 상에, 적어도 2개의 패터닝 디바이스(104)가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(114)의 일 측을 투영하기 위한 단일한 패터닝 디바이스(104) 및 이러한 단일한 패터닝 디바이스(104)로부터 기판(114)의 다른 측 상에 패턴을 투영하기 위한 적절한 광학기기(예를 들면, 빔 지향 미러)가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예는, 리소그래피 장치(리소그래피 장치로서, 기판의 타겟부 상에 빔을 투영하도록 구성된 광학 컬럼으로서, 상기 빔을 제공하도록 구성된 방사원; 및 상기 타겟부 상으로 상기 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고, 부분적으로 상기 리소그래피 장치의 고정부 상에, 그리고 부분적으로는 상기 리소그래피 장치의 회전가능부 상에 장착되며, 초점 위치를 갖는 광학 컬럼; 상기 광학 컬럼에 대하여 스캐닝 방향으로 스캐닝 속도로 상기 기판을 이동시키도록 구성된 스캐닝 이동 액추에이터; 및 레퍼런스 물체에 대하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 제어하도록 구성된 초점 제어기를 포함하고, 상기 초점 제어기는 상기 레퍼런스 물체 상에서 초점 품질을 결정하도록 구성된 초점 측정 디바이스, 및 결정된 상기 초점 품질에 기초하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 조정하도록 구성된 초점 액추에이터를 포함하는, 리소그래피 장치)에서 초점이 맞는 이미지 평면을 생성하기 위한 방법으로서, 이러한 방법은:
레퍼런스 물체 상에서 광학 컬럼의 초점 품질을 측정하는 단계;
상기 광학 컬럼에 대한 측정에 기초하여 초점 위치를 조정하는 단계; 및
하나 이상의 추가적인 광학 컬럼에 대해 상기 측정 및 조정을 반복하는 단계
를 포함한다.
추가적인 실시예에 따라 이러한 방법은 상기 리소그래피 장치의 다수의 회전가능부와 연관되어 있는 모든 광학 컬럼에 대해 수행된다.
이상에서 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 것과 같은 방법을 기술하는 기계 판독가능 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 내부에 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.
나아가, 본 발명은 특정 실시예 및 예시의 문맥에서 개시되었지만, 통상의 기술자라면, 본 발명은 특정하게 개시된 실시예를 넘어 다른 대안적인 실시예 및/또는 본 발명의 용도 및 명백한 수정예 및 균등물까지 확장된다는 점을 이해할 것이다. 부가적으로, 본 발명의 수많은 변형예가 상세히 도시 및 기술되었지만, 본 개시내용에 기초하여 본 발명의 범위 내에 있는 다른 수정예가 통상의 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 실시예의 특정 특징 및 양상의 다양한 조합 또는 부조합이 이루어지더라도 본 발명의 범위 내에 든다는 점이 예상된다. 따라서, 개시된 발명의 다양한 모드를 형성하기 위해서 개시된 실시예의 다양한 특징 및 양상이 서로 조합되거나 서로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어 일 실시예에서, 도 5의 이동가능한 개별적으로 제어가능한 요소는 예를 들어 백업 시스템을 제공하거나 갖기 위해 개별적으로 제어가능한 요소의 이동가능하지 않은 어레이와 조합될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예가 위에서 기술되었지만, 이들은 예시의 목적으로 제시된 것이며 제한하는 목적으로 제시된 것이 아님을 이해해야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항에 있어서 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상 및 범위는 상기 예시적인 실시예 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않고, 단지 청구 범위 및 이의 균등물에 따라 규정되어야 한다.

Claims (17)

  1. 리소그래피 장치로서,
    기판의 타겟부 상에 빔을 투영하도록 구성된 광학 컬럼으로서, 상기 빔을 제공하도록 구성된 방사원; 및 상기 타겟부 상으로 상기 빔을 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고, 부분적으로 상기 리소그래피 장치의 고정부 상에, 그리고 부분적으로는 상기 리소그래피 장치의 회전가능부 상에 장착되며, 초점 위치를 갖고, 상기 회전가능부의 회전을 통해 상기 빔이 상기 타겟부 상에 투영되는, 광학 컬럼;
    상기 광학 컬럼에 대하여 스캐닝 방향으로 스캐닝 속도로 상기 기판을 이동시키도록 구성된 스캐닝 이동 액추에이터; 및
    레퍼런스 물체에 대하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 제어하도록 구성된 초점 제어기
    를 포함하고,
    상기 초점 제어기는 상기 레퍼런스 물체 상에서 초점 품질을 결정하도록 구성된 초점 측정 디바이스, 및 결정된 상기 초점 품질에 기초하여 상기 광학 컬럼의 초점 위치를 조정하도록 구성된 초점 액추에이터를 포함하는, 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레퍼런스 물체는 복수의 마크를 포함하고, 상기 초점 측정 디바이스는 상기 복수의 마크 중 하나의 마크의 이미지를 수신하도록 구성된 이미지 센서를 포함하며, 상기 이미지 센서 상에 투영된 상기 이미지에 기초하여 초점 품질이 결정되는, 리소그래피 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초점 측정 디바이스는 빔 스플리터, 및 상기 레퍼런스 물체로부터 반사되는 이미지를 상기 이미지 센서로 지향시키도록 구성된 1/4λ 플레이트(quarter lambda plate)를 포함하는, 리소그래피 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초점 측정 디바이스는 상기 광학 컬럼에 통합되는, 리소그래피 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 컬럼은 이동가능한 포커싱 요소를 포함하고, 상기 초점 액추에이터는 상기 포커싱 요소의 이동에 의해 상기 초점 위치를 조정하도록 상기 포커싱 요소에 연결되는, 리소그래피 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초점 액추에이터는 상기 광학 컬럼과 상기 레퍼런스 물체 사이의 거리를 조정하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 복수의 광학 컬럼을 포함하고, 각각의 광학 컬럼은 하나 이상의 제어가능한 포커싱 요소, 투영 시스템, 및 초점 제어기를 포함하는, 리소그래피 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초점 제어기는 상기 리소그래피 장치의 공통 이미지 평면에 상기 초점 위치를 맞추도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    패턴이 투영되는 기판의 투영면과 상기 공통 이미지 평면 사이의 차이를 결정하기 위한 센서를 포함하는, 리소그래피 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 물체는 기판인, 리소그래피 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 물체는 상기 기판을 지지하기 위한 기판 지지대 상에 장착된 레퍼런스 플레이트인, 리소그래피 장치.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사원은 자기-발광 콘트라스트 디바이스인, 리소그래피 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자기-발광 콘트라스트 디바이스는 다이오드인, 리소그래피 장치.
  14. 제1항의 리소그래피 장치에서 기판 상에 패턴을 생성하는 방법으로서,
    다수의 타겟부 상에 다수의 빔을 투영하기 전에, 레퍼런스 물체에 대해 각 광학 컬럼에 대하여 초점이 맞는 공통 이미지 평면을 생성하는 단계; 및
    투영 프로세스 중에, 패턴이 생성되는 상기 다수의 타겟부의 위치에 있는 상기 기판의 위치를 상기 공통 이미지 평면으로 조정하는 단계
    를 포함하는, 기판 상에 패턴을 생성하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    측정된 상기 기판의 타겟부의 그룹 중 타겟부의 실제 높이 및/또는 경사 레벨로 광학 컬럼 또는 광학 컬럼의 그룹의 상기 초점 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는, 기판 상에 패턴을 생성하는 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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