KR101477119B1 - 포토리소그래피 시스템 - Google Patents

포토리소그래피 시스템 Download PDF

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다카시 오쿠야마
요시노리 고바야시
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가부시키가이샤 오크세이사쿠쇼
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Abstract

포토리소그래피 시스템은 적어도 하나의 공간 광 변조기, 스캐닝 방향으로 목표 물체에 대하여 노광 영역을 이동시키도록 구성된 스캐닝 기구, 복수의 메모리(제 1 내지 제 N번째 메모리), 데이터 프로세서, 그리고 노광 제어기를 갖추고 있다. 노광 영역은 공간 광 변조기의 조사 영역으로서 형성되어 있다. 복수의 메모리는 노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 노광 분할 노광 영역에 상응한다. 데이터 프로세서는 노광의 타이밍에 따라서 각각의 메모리 내에 노광 데이터를 연속적으로 기록하고, 그리고 노광 제어기는 노광 영역의 상대 위치를 근거로 복수의 광 변조 소자를 제어한다. 데이터 프로세서는 제 1 번째 메모리 내로 새롭게 발생된 노광 데이터를 기록하고, 그리고 제 1 내지 제 N-1번째 메모리에 저장된 노광 데이터를 제 2 내지 제 N번째 메모리로 각각 시프트한다.
포토리소그래피 시스템, 광 변조 소자, 공간 광 변조기, 스캐닝 기, 복수의 메모리, 데이터 프로세, 노광 제어기, 분할 노광 영역

Description

포토리소그래피 시스템{PHOTOLITHOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 기판과 같은 목표 물체에 패턴을 직접 기록하거나 또는 형성하는 마스크-또는 망선(reticle)이 없는 포토리소그래피 시스템에 관한 것이다. 특히, 노광 공정의 제어에 관한 것이다.
집적 회로의 제조에서, 인쇄 회로기판, 또는 포토레지스트-코팅 기판은 포토리소그래피, 즉, 기판상에 소정의 패턴을 이미징하기 위한 노광 공정을 거친다. 마스크-또는 망선이 없는 포토리소그래피 시스템에서, DMD(디지털 마이크로-미러 디바이스) 또는 LCD(액정 디바이스)와 같은, 복수의 2차원으로 배열된 셀을 가진 공간 광 변조기가 사용된다. 광원으로부터의 광은 변조 셀에 반사되고, 각각의 셀(예를 들면, 미러로서 실행될 수 있다)은 패턴 데이터를 근거로 이미지의 부분을 조사한다.
노광 공정에서, 포토레지스트로 코팅된 재료는 테이블에 배열되고, 그리고 테이블은 감광 재료에 대하여 스캐닝 방향으로 움직여서 공간 광 변조기의 조사 영역인 노광 영역을 스캐닝한다. 공간 광 변조기의 각각의 셀은 변조되는데, 즉 패턴 데이터와 노광 영역의 상대 위치에 따라서 온/오프 변환된다. 노광 공정후에, 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 제거 공정, 등이 실행된다. 노광 방법으로서, 스텝 & 리피트(Step & Repeat) 공정, 또는 연속 스캐닝 방법이 사용된다. 더욱이, 동일 영역에서 광을 반복적으로 조명하는 다중-노광 방법이 이용될 수 있다.
CAD 시스템과 연결된 포토리소그래피 시스템에서, 패턴 데이터(예를 들면, 벡터 데이터)는 포토리소그래피 시스템에 전송되고, 그리고 패턴 데이터는 광 변조 셀을 제어하는데 사용되는 래스터 데이터(raster data)로 전환된다. 각각의 광 변조 셀(마이크로-미러가 될 수 있다)은 상응하는 래스터 데이터에 의해 제어된다. 패턴 데이터의 입력, 패턴 데이터의 처리, 그리고 셀의 제어는 노광 영역의 상대 운동에 따라서 반복적으로 실행된다. 말하자면, 패턴 데이터는 노광 영역이 노광될 소정의 영역에 도달할 때마다 새롭게 된다. 이들 포토리소그래피 시스템은 일본 특허 공개 2003-57836A, 및 동 2003-15309A에 개시되어 있다.
패턴 데이터의 방대한 양의 빈번한 갱신은 시간이 많이 들며, 그리고 전체적인 노광 시간, 즉 작업량에 영향을 준다. 예를 들면 데이터 처리의 부하를 줄이기 위해서, 좌표 정보를 가진 벡터 데이터는 좌표 변형 공정을 거치고, 그리고 전송된 벡터 데이터의 일부가 샘플링된다. 또한, DMD의 반사 표면은 복수의 영역으로 분할되고, 그리고 미러는 래스터 데이터가 미러에 전송된 후, 각각의 영역에서 리셋된다. 이들 포토리소그래피 시스템은 일본 특허 공개 2005-84198A 및 동 2005-55881A에 개시되어 있다.
공간 광 변조기는 많은 셀(예를 들면, 1024×768셀)로 이루어져 있다. 래스터 데이터를 저장하기 위해 필요한 메모리 용량과 래스터 데이터의 양은 셀의 수에 의존한다. 더욱이, 복수의 공간 광 변조기는 노광 영역이 기판에 비하여 작고, 그리고 패턴 데이터와 메모리가 공간 광 변조기의 수에 따라서 준비되어야 하므로 포토리소그래피 시스템에서 배열되어야 한다. 그러므로, 래스터 데이터를 발생시키기 위한 데이터-변형 공정과 데이터-전송 공정은 상당한 시간이 필요하고, 그리고 작업량의 개선이 필요하다. 특히 다중-노광 방법의 경우에, 데이터-전송 그리고 데이터-변형 공정의 빈도는 셧(shot)-노광 방법에 비해 크다. 결과적으로, 테이블과 노광 피치의 상대 운동은 데이터의 처리를 위해 필요한 긴 기간으로 인해 제한된다.
본 발명의 목적은 공정 속도를 증가시키는 한편 간단한 데이터-처리 회로를 사용함으로써 노광 데이터의 처리 타임을 감소시킬 수 있는 포토리소그래피 시스템 또는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 포토리소그래피 시스템은 복수의 규칙적으로 배열된 광 변조 소자를 포함하고 있는 적어도 하나의 공간 광 변조기, 그리고 스캐닝 기구를 갖추고 있다. 스캐닝 기구는 조명 광을 스캐닝하기 위해서, 주어진 스캐닝 방향으로 목표 물체에 대하여 노광 영역을 이동시킨다. 노광 영역은 공간 광 변조기로부터 조사 영역으로서 형성되어 있다.
포토리소그래피 시스템은 노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 분할 노광 영역에 상응하도록 구성된 복수의 메모리, 노광의 타이밍에 따라 각각의 메모리 내에 노광 데이터를 연속적으로 기록하는 데이터 프로세서, 그리고 노광 영역의 상대 위치를 근거로 상기 복수의 광 변조 소자를 제어하는 노광 제어기를 갖추고 있다. 복수의 메모리는 제 1 내지 제 N번째 메모리로 지정되어 있다. 예를 들면, 복수의 메모리는 서로 직렬로 연결될 수 있다.
본 발명에서, 데이터 프로세서는 제 1 번째 메모리 내에 새롭게 발생된 노광 데이터를 기록하고, 그리고 제 1 내지 제 (N-1)번째 메모리에 저장된 노광 데이터를 제 2 내지 제 N번째 메모리로 각각 시프트한다. 래스터 데이터는 하나의 메모리를 위해 발생되고 그리고 메모리에 저장된 래스터 데이터는 다른 메모리로 순차 시프트된다.
노광 영역이 주어진 각도만큼 스캐닝 방향에 대하여 경사지거나 회전할 때, 바람직하게, 데이터 프로세서는 분할 노광 영역의 노광 위치가 다른 분할 노광 영역의 노광 위치와 동일하도록 주어진 각도에 상응하는 다수의 픽셀에 의해 노광 데이터를 시프팅한다.
바람직하게, 복수의 분할 노광 영역은 노광 영역을 균등하게 분할함으로써 형성된다. 노광 제어기는 하나의 분할 노광 영역의 폭에 상응하는 피치에서 노광 운동을 실행한다.
본 발명의 다른 면에 따라서, 목표 물체에 포토리소그래피를 실행하기 위한 방법은: a)스캐닝 방향으로 물체에 대하여 노광 영역을 이동시키는 단계; b)복수의 메모리(제 1 내지 제 N번째 메모리)의 각각에 노광의 타이밍에 따라서 노광 데이터를 연속으로 저장하는 단계; c)노광 영역의 상대 위치를 근거로 복수의 광 변조 소자를 제어하는 단계; 그리고 d)새롭게 발생된 노광 데이터를 제 1 번째 메모리에 기록하고, 그리고 제 1 내지 제 (N-1)번째 메모리에 저장된 노광 데이터를 제 2 내지 제 N번째 메모리로 각각 시프팅하는 단계;를 포함하고 있다.
본 발명의 다른 면에 따라서, 포토리소그래피 시스템은 복수의 규칙적으로 배열된 광-변조 소자를 포함하고 있는 적어도 하나의 공간 광 변조기; 노광 영역을 목표 물체에 대하여 스캐닝 방향으로 이동시키도록 구성된 스캐닝 기구;를 갖추고 있다. 노광 영역은 공간 광 변조기로부터 조사 영역으로서 형성되어 있다. 포토리소그래피 시스템은 또한 노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 분할 노광 영역에 상응하여 일련의 노광 데이터를 발생시키는 데이터 프로세서; 그리고 노광 영역의 상대 위치에 근거하여 복수의 광-변조 소자를 제어하는 노광 제어기;를 포함하고 있다. 데이터 프로세서는 헤드 분할 노광 영역에 상응하는 헤드 노광 데이터를 발생시키고 업데이트한다. 먼저 통과하는 노광 영역을 나타내는 헤드 분할 노광 영역은 리소그래피될 영역에 도달한다. 그리고, 노광 제어기는 나머지 분할 노광 영역의 각각이 헤드 분할 노광 영역의 노광 위치를 나중에 통과할 때 헤드 노광 데이터에 근거해서 노광을 실행한다.
본 발명의 다른 면에 따라서, 목표 물체에 포토리소그래피를 실행하기 위한 방법은: a)적어도 하나의 공간 광 변조기로부터 조사 영역으로서 형성되는 노광 영역을 감광 재료에 대하여 스캐닝 방향으로 스캐닝하는 단계; b)노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 분할 노광 영역에 상응하는 일련의 노광 데이터를 발생하는 단계; c)노광 영역의 상대 위치를 근거로 복수의 광 변조 소자를 제어하는 단계; d)헤드 분할 노광 영역에 상응하는 헤드 노광 데이터를 발생하고 업데이트하는 단계; 그리고 e)나머지 분할 노광 영역의 각각이 헤드 분할 노광 영역의 노광 위치를 나중에 통과할 때 헤드 노광 데이터에 근거해서 노광 운동을 실행하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 면에 따라서, 기판을 제조하는 방법은: a)감광 재료로 덮혀진 기판에 노광 프로세스를 실행하는 단계; b)현상 프로세스를 실행하는 단계; c) 현상된 기판에 에칭 또는 도금 프로세스를 실행하는 단계; 그리고 d)에칭된 또는 도금된 기판에 레지스트 제거 프로세스를 실행하는 단계;를 포함하고 있다. 그리고, 노광 프로세스는 상기한 포토리소그래피 시스템중의 하나에 의해서 실행된다.
본 발명에 의하면, 데이터 프로세스 회로의 구성을 대형화, 복잡화하지 않고, 데이터 처리 속도 향상에 의해 포토리소그래피 시스템의 프로세스 시간을 단축할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 따라서 포토리소그래피 시스템을 모식적으로 도시한 사시도이다. 도 2는 노광 유닛의 개략적인 단면도이다. 도 3은 스캐닝 공정을 도시하는 도면이다.
게이트 부재(12)와 베이스(14)를 가진 포토리소그래피 시스템(10)은 기판(SW)에 회로 패턴을 형성하거나 이미지하기 위해서 감광 재료로 코팅된 기판(SW)에 광을 조사하는 장치이다. 테이블(18)을 지지하는 X-Y 가이드 기구(18)(여기에서는 도시 생략)는 베이스(14) 위에 놓여있고, 그리고 기판(SW)은 테이블(18) 위에 놓여있다.
8개의 노광 유닛(201 내지 208)이 게이트 부재(12)에 부착되어 있다. 하나의 노광 유닛(201)은 제 1 조명 광 시스템(도시 생략), 제 2 조명 광 시스템(22), DMD(24), 그리고 대물 광 시스템(26)을 갖추고 있다(도 2 참조). 다른 노광 유닛(202 내지 208)도 역시 이들 구성품을 갖추고 있다. 게이트 부재(12)에서 서로 대향한, 2개의 광원(16A,16B)은 각각 노광 유닛(201 내지 204), 그리고 노광 유닛(205 내지 208)에 조사 광을 공급한다.
기판(SW)은 실리콘 웨이퍼, 필름, 또는 유리판이 될 수 있다. 노출 공정 전에, 포토레지스트가 기판(SW)에 적용되고 그리고 블랭크로서 테이블(18)에 놓인다. 서로 직각인 X-Y 좌표가 테이블(18) 위에 형성되어 있다. 테이블(18)은 Y방향으로 움직인다. 여기에서, 음의 Y방향은 스캐닝 방향을 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 노광 유닛(201)에서 제 2 조명 광 시스템(22)은 지지부재(19) 위에 배열되어 있는데, 이것은 Y방향으로 게이트 부재(12)로부터 뻗어있다. 한편, 대물 광 시스템(26)은 수직방향을 따라 기판(SW) 위에 배치되어 있다. 노광 유닛(201)은 또한 미러(25), 그리고 광 시스템(27)을 가지고 있다. DMD(24)는 미러(25)와 대향하여 배치되어 있다.
여기에서 광원(16A)은 고압 수은 램프이다. 광원(16A)으로부터 방출된 광은 제 1 조명 광 시스템으로 향한다. 제 1 조명 광 시스템은 광원(16A)으로부터의 확산 광을 균일한 광 강도를 가진 평행 광으로 변경시킨다. 더욱이, 조명 광의 광속(luminous flux)은 제 2 조명 광 시스템(22)에서 보정되고, 그리고 미러(25)와 광 렌즈(27)를 통해서 DMD(24)로 향한다.
DMD(24)는 매트릭스로 규칙적으로 배열된 사각형의 마이크로-미러로 이루어져 있다. 여기에서, DMD는 1024×768 마이크로-미러로 이루어져 있다. 그 위치를 변경하기 위해서, 각각의 마이크로-미러는 정전기의 효과에 의해 피벗가능하게 되어 있다. 특히, 각각의 마이크로-미러는 기판(SW)쪽으로 조사 광을 반사하는 제 1 위치(On 위치), 또는 기판(SW)에 조사 광을 반사하지않는 제 2 위치(Off 위치)에 유지되어 있다. 마이크로-미러의 위치는 제어 신호에 의해 변한다.
DMD(24)에서, 각각의 마이크로-미러는 래스터(raster) 데이터에 따라서 독자적으로 온 오프 전환되고, 그리고 제 1 (On) 위치에서 마이크로-미러를 반사한 광 만이 기판(SW)을 향한다. 그러므로, 기판(SW)을 조사하는 광은 선택적으로 반사된 광속으로 구성되고, 이것은 주어진 영역에서 형성될 회로 패턴에 상응한다.
모든 마이크로-미러가 제 1 위치에 위치할 때, 투영 스폿(EA)은 기판(SW)에 형성된다. 이하, 투영 영역(EA)을 "노광 영역"이라 한다. 대물 광 시스템(26)의 배율은 1이므로, 노광 영역(EA)의 사이즈는 DMD(24)의 사이즈와 동일하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 노광 영역(EA)은 각도(α) 만큼 스캐닝 방향으로 경사져 있다. 노광 유닛(201)은 노광 영역(EA)이 스캐닝 방향으로 경사지도록 배치되어 있다. 그러므로, 하나의 마이크로-미러에 의해 형성된, 미세한 스폿(Sp)의 위치는 Y방향과 직각인 X방향으로부터 벗어나 있다. 이러한 편차는 더 높은 해상도의 패턴이 발생될 수 있게 한다.
여기에서, 노광 방법으로서, 다중-노광 방법 및 스텝 & 리피트 방법이 적용 된다. 그러므로, 테이블(18)은 Y방향으로 간헐적으로 움직인다. 노광 운동은 노광 영역(EA)이 소정의 거리(R) 만큼 기판(SW)에 대해서 움직일 때마다 실행된다. 각각의 마이크로-미러는 소정의 노광 간격으로 턴 온 또는 턴 오프된다. 거리(R)는 노광 영역(EA)의 사이즈보다 짧고, 그러므로 노광 운동은 노광 영역을 겹치도록 실행된다. 노광 영역(EA)은 스캐닝 방향으로 간헐적으로 움직여서 회로 패턴의 하나의 스캐닝 선의 값이 형성된다.
노광 유닛(202 내지 208)은 노광 유닛(201)과 유사한 노광 공정을 실행한다. 스캐닝 방향으로 배열된 노광 유닛(201 내지 208)은 테이블(18)이 스캐닝 방향으로 움직이면서 기판(SW)의 전체 영역을 노광한다. 노광 공정 후에, 기판(SW)은 포토리소그래피 시스템(10)으로부터 제거되고, 그리고 현상 공정, 에칭/도금 공정, 그리고 레지스트-제거 공정이 실행된다. 그러므로, 패턴이 형성된 회로 기판이 발생한다.
도 4는 포토리소그래피 시스템(10)의 블록 다이어그램이다. 도 5는 노광 영역의 분할을 도시하는 도면이다.
포토리소그래피 시스템(10)의 노광 제어기(30)는 워크스테이션(도시생략)에 연결되어 있다. 워크스테이션은 패턴 데이터(CAD/CAM 데이터)로서 노광 제어기(30)에 벡터 데이터를 출력한다. 시스템 제어 회로(32)는 노광 공정을 제어하고, 그리고 제어 신호를 DMD 구동 회로(34), 어드레스 제어 회로(37), 테이블 제어 회로(38), 등에 출력한다. 노광 공정을 제어하기 위한 프로그램은 시스템 제어 회로(32)에 제공된 ROM 유닛에 저장되어 있다.
워크스테이션으로부터 전송된 벡터 데이터는 좌표 정보를 포함하고 있다. 래스터 변환 회로(36)는 패턴 데이터를 래스터 데이터로 변환한다. 발생된 래스터 데이터는 0s과 1s로 나타내는 2차원 도트 패턴 데이터인데, 이것은 회로 패턴의 이미지와 상응하고 그리고 각각의 마이크로-미러의 온/오프 위치를 결정한다. 래스터 데이터는 각각의 노광 유닛에서 발생하고 그리고 서로 직렬로 연결된 버퍼 메모리(38A,38B,38C)에 저장된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 분할 노광 영역(EA1,EA2,EA3)이 노광 영역(EA)을 균등하게 분할함으로써 형성되어 있다. 3개의 분할 노광 영역(EA1,EA2,EA3)은 스캐닝 방향을 따라 이 순서로 배열되어 있고, 그리고 분할 노광 영역(EA1)은 노광될 영역에 최초로 도달하고 통과하는 헤드 영역이다. 따라서, DMD(24)에서, 3개의 분할 변조 영역(D1,D2,D3)이 형성된다. 각각의 분할 노광 영역은 하나의 픽셀의 폭, 즉 하나의 마이크로-미러의 미세한 스폿(Sp)의 사이즈 만큼 스캐닝 방향에 대하여 회전한다. 그러므로, 노광 영역(EA)은 3개의 픽셀의 전체 길이만큼 스캐닝 방향으로 경사져있다.
워크스테이션으로부터 출력된 벡터 데이터는 분할 노광 영역(EA1), 말하자면, 분할 변조 영역(D1)을 위해서만 준비되어 있다. 래스터 변환 회로(36)에 의해서 획득된 래스터 데이터는 버퍼 메모리(38A)에 저장된다. 분할 노광 영역(EA1)(분할 변조 영역(D1))을 위한 새로운 패턴 데이터는 노광 제어기(30)에 연속적으로 입력되고, 그리고 발생된 래스터 데이터는 노광 운동이 실행될 때마다 버퍼 메모리(38A)에 저장된다. 그러므로, 래스터 데이터는 업데이트된다.
한편, 노광 운동에 따라서, 버퍼 메모리(38A,38B)에 저장된 래스터 데이터는 각각 버퍼 메모리(38B,38C)로 시프트된다. 버퍼 메모리(38C)에 저장된 래스터 데이터는 데이터 시프트에 의해 삭제된다. 버퍼 메모리(38A,38C)에 저장된 일련의 래스터 데이터는 노광 타이밍에 따라서 DMD 구동 회로(34)에 전송된다. 버퍼 메모리(38A 내지 38C)로의 래스터 데이터의 판독 및 기록은 어드레스 제어 회로(37)에 의해 제어된다.
테이블 제어 회로(38)는 제어 신호를 테이블 구동 회로(44)에 출력하여 X-Y 스테이지 기구(46)의 운동을 제어한다. 위치 센서(48)는 테이블(18)의 위치를 검출하여 스캐닝 동안에 노광 영역(EA)의 상대 위치를 검출한다. 노광 영역(EA)의 검출된 상대 위치를 근거로, 시스템 제어 회로(32)는 DMD 구동 회로(34)와 어드레스 제어 회로(37)를 제어한다.
DMD 구동 회로(34)는 노광 영역(EA), 말하자면 DMD(24)의 전체 영역에 상응하는 래스터 데이터를 저장하기 위한 비트 맵 메모리를 가지고 있다. 0과 1로 나타나는 래스터 데이터에 근거해서, DMD 구동 회로(34)는 각각의 노광 유닛에 제공된 DMD에 온/오프 신호를 출력한다. 특히, 래스터 데이터가 버퍼 메모리(38A 내지 38C)에 저장되어 잇을 때, 마이크로-미러를 제어하기 위한 제어 신호는 각각의 DMD에 전송되는 한편 노광-타이밍을 동기화하기 위해 사용되는 클록 펄스 신호를 동기화한다. 따라서, 각각의 DMD에서의 마이크로-미러는 온 오프 사이에서 전환된다.
도 6은 스텝 & 리피트 방법 및 다중-노광 방법에 따라서 실행되는 노광 공정 의 플로우차트이다. 도 7은 노광 운동 공정을 도시하는 도면이다. 노광 공정은 테이블(18)의 운동에 의해 시작된다. 이하, 설명을 간단하게 하기 위해서 단지 하나의 DMD를 사용하는 노광 공정을 나타낸다. 또한, 문자 패턴 "A", "B", 그리고 "C"는 예시의 목적으로 회로 패턴 대신에 사용된다. 도 7에서, 패턴 "A", "B", 그리고 "C"의 윤곽은 리소그래피될 위치를 나타낸다.
거리(RT)는 노광 피치를 나타낸다. 노광 영역(EA)은 한번의 노광 운동 동안에 거리(RT)만큼 상대적으로 운동한다. 거리(RT)는 각각의 분할 노광 영역의 폭(RS)과 동일하다. 분할 노광 영역(EA2,EA3)은 분할 노광 영역(EA1)의 위치에 연속적으로 도달하는 한편 노광 영역(EA)은 스캐닝 방향으로 움직인다. 스캐닝 방향으로의 노광 영역(EA)의 회전각(경사각)은 미소각이므로, 각각의 분할 노광 영역(EA2,EA3)은 헤드 분할 노광 영역(EA1)이 이미 도달한 영역에 실제로 도달하고 통과한다. 말하자면, 노광 운동은 분할 노광 영역(EA1,EA2,EA3)이 서로 겹쳐지도록 실행된다.
스텝(S101)에서, 노광 영역(EA)의 상대적인 위치는 테이블(18)의 위치에 근거해서 검출된다. 스텝(S102)에서, 노광 영역(EA)이 주어진 노광 위치에 도달했는지를 판정한다. 도 7에서, 노광 운동은 노광 위치(P2,P3,P4)에서 실행된다. 노광 영역(EA)이 위치(P2)에 도달한 후, 노광 영역(EA)의 상대적인 위치는 소정의 노광 피치(RT)를 근거로 검출된다. 여기에서, 노광 영역(EA)의 에지 포인트(D)는 노광 영역(EA)의 위치로서 검출된다.
노광 영역(EA)이 노광 위치에 도달하지 않았다고, 스텝(S102)에서 결정되면, 노광 영역(EA)이 노광 위치에 도달할 때까지 스텝(S101) 및 스텝(S102)이 반복적으로 실행된다. 노광 영역(EA)의 운동 동안에, DMD(24)에서 각각의 마이크로-미러는 오프 상태를 유지한다. 노광 영역(EA)이 노광 위치에 도달되었다고 결정되면, 공정은 스텝(S103)으로 진행되고, 여기에서 테이블(18)이 스톱한다.
스텝(S104)에서, 래스터 데이터는 래스터 변환 회로(36)에서 발생하고 그리고 버퍼 메모리(38A 내지 38C)에 저장된 일련의 래스터 데이터는 업데이트된다. 특히, 새롭게 발생된 래스터 데이터는 래스터 변환 회로(36)로부터 버퍼 메모리(38A)로 전송되고, 그리고 버퍼 메모리(38B,38C)에 저장된 래스터 데이터는 판독되고 그리고 버퍼 메모리(38A,38B)에 각각 저장된다.
예를 들면, 분할 노광 영역(EA1)이 노광 위치(P2)에 도달할 때, 패턴(A)을 형성하기 위한 래스터 데이터가 버퍼 메모리(38A)에 저장된다. 분할 변조 영역(D2,D3)에서 마이크로-미러를 턴 오프하는 래스터 데이터는 버퍼 메모리(38B,38C)에 저장된다(도 7 참조).
노광 영역(EA)이 거리(RT) 만큼 진행하고 그리고 노광 위치(P3)에 도달할 때, 분할 노광 영역(EA2)은 패턴(A)이 형성될 노광 위치(P2)에 도달한다. 따라서, 패턴(B)에 상응하는 새롭게 발생된 래스터 데이터는 버퍼 메모리(38A)에 저장된다. 동시에, 버퍼 메모리(38A)에 저장된 패턴(A)을 위한 래스터 데이터는 판독되고 그리고 버퍼 메모리(38B)에 저장된다. 유사하게, 버퍼 메모리(38B)에 저장된 래스터 데이터는 판독되고 그리고 버퍼 메모리(38C)에 저장된다.
노광 영역(EA)이 거리(RT) 만큼 진행하고 그리고 패턴(C)이 형성되는 노광 위치(P4)에 도달하면, 분할 노광 영역(EA3)이 패턴(B)에 상응하는 노광 위치(P3)에 도달하고 그리고 분할 노광 영역(EA3)은 패턴(A)에 상응하는 노광 위치(P2)에 도달한다. 이 경우에, 패턴(C)을 위해 새롭게 발생된 래스터 데이터는 버퍼 메모리(38A)에 저장되고, 그리고 패턴(B,A)에 각각 상응하는 버퍼 메모리(38A,38B)에 저장된 래스터 데이터는 버퍼 메모리(38B,38C)로 시프트된다(도 7 참조).
이러한 방식으로, 분할 노광 영역(EA1 내지 EA3)이 각각 노광 위치에 도달할 때, 헤드 분할 노광 영역(EA1)에 형성될 패턴에 상응하는 래스터 데이터가 발생하고, 그리고 버퍼 메모리(38A)에 저장된다. 동시에, 버퍼 메모리(38A,38B)에 저장된 래스터 데이터는 판독되고 그리고 버퍼 메모리(38B,38C)에 저장된다. 도 7과 대비되는 바와 같이, 버퍼 메모리(38A 내지 38C)에서, 8개의 DMDs를 위한 래스터 데이터가 실제로 저장된다는 것에 유의하라.
스텝(S105)에서, 노광 영역(EA)에 상응하는 래스터 데이터는 DMD 구동 회로(34)에 전송된다. DMD 구동 회로(34)에서, 제어 신호는 입력 래스터 데이터를 근거로 각각의 DMD에 출력되어 각각의 마이크로-미러를 제어한다. 그러므로, 주어진 노광 위치에서 패턴을 조사하기 위한 노광 운동이 실행된다. 노광 운동이 실행된 후, 각각의 미러가 턴 오프된다.
DMD 구동 회로(34)에서 래스터 데이터의 기록 위치는 노광 영역(EA)이 스캐닝 방향으로 경사지거나 또는 회전한다는 사실을 고려하여 수정된다. 상기한 바와 같이, 노광 영역(EA)은 노광 영역(EA)이 거리(RT)를 움직일 때마다 스캐닝 방향에 직각인 X-방향을 따라 하나의 픽셀 폭의 거리만큼 시프트된다. 그러므로, 스텝(S105)에서, 버퍼 메모리(38B)로부터 래스터 데이터를 판독하기 위한 시작 위치는 하나의 라인 만큼 시프트된다. 그러므로, 하나의 라인 시프트된 래스터 데이터는 DMD 구동 회로(34)에 기록된다. 또한, 버퍼 메모리(38C)에 저장된 래스터 데이터에 대해서는, 분할 노광 영역(EA3)이 2개의 픽셀만큼 분할 노광 영역(EA1)로부터 벗어나므로, 래스터 데이터를 판독하기 위한 시작 위치는 2 라인 만큼 시프트되어 있다.
스텝(S106)에서, 노광 영역(EA)이 최종 위치에 도달했는지를 판정한다. 노광 영역(EA)이 최종 위치에 도달하지않았다고 판정되면, 공정은 스텝(S107)으로 가는데, 여기에서, 테이블(18)이 구동된다. 그리고 공정은 스텝(S101)으로 되돌아간다. 스텝(S101) 내지 스텝(S106)은 노광 영역(EA)이 최종 위치에 도달할 때까지 실행된다.
그러므로, 본 실시예에서, DMD(24)는 포토리소그래피 시스템(10)에 구비되어 있고, 그리고 노광 공정은 DMD(24)에서 각각의 미러를 변조하는 한편 테이블(18)에 대하여 노광 영역(EA)을 이동시킴으로써 실행된다. 또한, 제 1 내지 제 3 분할 노광 영역(EA1 내지 EA3)은 노광 영역(EA)을 3개의 동일한 영역으로 나눔으로써 형성된다. 따라서, 제 1 내지 제 3 분할 변조 영역(D1 내지 D3)은 DMD(24)에서 형성되고 그리고 3개의 버퍼 메모리(38A 내지 38C)가 분할 변조 영역(D1 내지 D3)에 상응하는 래스터 데이터를 저장하기 위해서 제공된다.
노광 공정에서, 제 1 분할 노광 영역(EA1)(제 1 분할 변조 영역(D1))에 상응하는 벡터 데이터가 워크스테이션으로부터 포토리소그래피 시스템(10)까지 연속적으로 전송되고, 그리고 래스터 데이터는 래스터 변환 공정에 의해 발생하고 그리고 버퍼 메모리(38A)에 저장된다. 노광 영역(EA)이 하나의 분할 노광 영역의 폭에 상응하는 피치(RT) 만큼 움직일 때, 새롭게 발생된 래스터 데이터는 버퍼 메모리(38A)에 저장되고, 그리고 버퍼 메모리(38A)에 저장된 래스터 데이터와 버퍼 메모리(38B)에 저장된 래스터 데이터는 각각 버퍼 메모리(38B)와 버퍼 메모리(38C)로 시프트된다. 래스터 데이터에 대한 이들 공정은 스텝 & 리피트 방법에 따라서 노출 피치(RT)의 거리를 상대적으로 진행할 때마다 실행된다. 그리고, 노출 운동은 버퍼 메모리(38A 내지 38C)에 저장된 모든 래스터 데이터로 실행된다.
단지 버퍼 메모리(38A)를 위한 래스터 데이터, 말하자면, 제 1 분할 변조 영역(D1)(256 셀 어레이)이 발생되므로, 래스터 데이터를 처리하기 위한 시간은 전체 DMD(768 셀 어레이)를 사용하는 공정과 비교하여 삼분의 일이 된다. 결과적으로, 포토리소그래피 공정은 짧아지고 그리고 작업량이 개선된다. 더욱이, 작은 용량의 개별적인 버퍼 메모리를 사용할 수 있으므로, 데이터 처리 속도는 간단한 회로 유닛으로 인해 개선되고 그리고 전반적인 비용이 감소된다.
노광 영역(EA)의 스캐닝 방향에 대한 회전각은 선택적으로 세팅될 수 있다. 더욱이, 노광 영역은 임의의 회전없이 움직일 수 있다. 노광 방법에 대해서, 일정한 속도로 노광 영역을 움직이는 연속 운동 방법이 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 래스터 데이터의 발생과 저장이 실행되는 한편 노광 영역은 움직인다. 노광 피치는 기판에 형성되는 패턴에 따라서 선택적으로 세팅될 수 있다. 더욱이, 미러에 의해서 서로 형성된 미세한 스폿의 일부를 겹치는 오버래핑 노광 방법이 사용될 수 있다. 대물 렌즈의 배율은 1과 다르게 임의의 배율로 세팅할 수 있다.
노광 영역(DMD)을 위한 분할의 수는 또한 선택적으로 세팅할 수 있다. 예를 들면, 스캐닝 방향을 따라 미러 어레이의 수가 2M일 때, 노광 영역은 M 노광 영역으로 분할될 수 있고, 그리고 M 메모리가 준비될 수 있다. 또한, 노광 영역은 분할 영역이 스캐닝 방향을 따라 어레이를 형성하는 한 선택적으로 분할될 수 있다. DMD 대신에, LCD, 등과 같은 다른 공간 광 변조 소자가 사용될 수 있다.
버퍼 메모리는 평행하게 배열될 수 있다. 또한 대용량의 메모리가 대신 수행할 수 있고, 그리고 노광 영역의 분할에 따라서 분할될 수 있다. 포토리소그래피 시스템은 전자 포토그래픽 시스템과 같은 것에서, 필름 또는 종이에 문자 같은 패턴을 형성하기 위한 장치에 적용될 수 있다.
마지막으로, 당업자라면 상기한 설며이 디바이스의 바람직한 실시예이고, 그리고 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 여러 가지 변경과 수정을 가할 수 있다는 것을 알 것이다.
도 1은 본 실시 형태에 따라서 포토리소그래피 시스템을 모식적으로 도시한 사시도;
도 2는 노광 유닛의 개략적인 단면도;
도 3은 스캐닝 공정을 도시하는 도면;
도 4는 포토리소그래피 시스템의 블록 다이어그램;
도 5는 노광 영역의 분할을 도시하는 도면;
도 6은 스텝 & 리피트 방법 및 다중-노광 방법에 따라서 실행되는 노광 공정의 플로우차트; 그리고
도 7은 노광 운동 공정을 도시하는 도면이다.

Claims (9)

  1. 포토리소그래피 시스템에 있어서,
    복수의 규칙적으로 배열된 광 변조 소자를 포함하고 있는 적어도 하나의 공간 광 변조기;
    상기 공간 광 변조기의 조사 영역으로서 형성되는 노광 영역을 주어진 스캐닝 방향으로 목표 물체에 대하여 이동시키도록 구성된 스캐닝 기구;
    노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 분할 노광 영역에 상응하도록 구성되고, 제 1 내지 제 N번째 메모리로 지정된 복수의 메모리;
    노광의 타이밍에 따라 각각의 메모리 내에 노광 데이터를 연속적으로 기록하는 데이터 프로세서; 그리고
    노광 영역의 상대 위치를 근거로 상기 복수의 광 변조 소자를 제어하는 노광 제어기;를 포함하고 있으며,
    상기 데이터 프로세서는 제 1 번째 메모리 내에 새롭게 발생된 노광 데이터를 기록하고, 제 1 내지 제 (N-1)번째 메모리에 저장된 노광 데이터를 제 2 내지 제 N번째 메모리로 각각 시프트하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 메모리는 직렬로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 노광 영역은 주어진 각도만큼 스캐닝 방향에 대하여 경사져 있고, 상기 데이터 프로세서는 분할 노광 영역의 노광 위치가 다른 분할 노광 영역의 노광 위치와 동일하도록 상기 각도에 따른 픽셀 만큼 노광 데이터를 시프팅하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 복수의 분할 노광 영역은 노광 영역을 균등하게 분할함으로써 형성되고, 상기 노광 제어기는 하나의 분할 노광 영역의 폭에 상응하는 피치에서 노광 운동을 실행하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 시스템.
  5. 목표 물체에 포토리소그래피를 실행하기 위한 방법에 있어서,
    복수의 규칙적으로 배열된 광 변조 소자를 가진 적어도 하나의 공간 광 변조기로부터 조사 영역으로서 형성되는 노광 영역을 주어진 스캐닝 방향으로 상기 목표 물체에 대하여 이동시키는 단계;
    노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 분할 노광 영역에 상응하도록 구성되고, 제 1 내지 제 N번째 메모리로 지정된 복수의 메모리의 각각에 노광의 타이밍에 따라서 노광 데이터를 연속으로 저장하는 단계;
    노광 영역의 상대 위치를 근거로 상기 복수의 광 변조 소자를 제어하는 단계; 그리고
    새롭게 발생된 노광 데이터를 제 1 번째 메모리에 기록하고, 그리고 제 1 내지 제 (N-1)번째 메모리에 저장된 노광 데이터를 제 2 내지 제 N번째 메모리로 각각 시프팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표 물체에 포토리소그래피를 실행하기 위한 방법.
  6. 기판을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 감광 재료로 덮혀진 기판에 노광 프로세스를 실행하는 단계;
    b) 현상 프로세스를 실행하는 단계;
    c) 현상된 기판에 에칭 또는 도금 프로세스를 실행하는 단계; 그리고
    d) 에칭된 또는 도금된 기판에 레지스트 제거 프로세스를 실행하는 단계;를 포함하고 있고,
    노광 프로세스는 청구항 5에 기재된 방법의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 제조하는 방법.
  7. 포토리소그래피 시스템에 있어서,
    복수의 규칙적으로 배열된 광-변조 소자를 포함하고 있는 적어도 하나의 공간 광 변조기;
    상기 공간 광 변조기의 조사 영역으로서 형성되는 노광 영역을 목표 물체에 대해 스캐닝 방향으로 이동시키도록 구성된 스캐닝 기구;
    전체적인 노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 분할 노광 영역에 상응하여 일련의 노광 데이터를 발생시키는 데이터 프로세서; 그리고
    노광 영역의 상대 위치에 근거하여 상기 복수의 광-변조 소자를 제어하는 노광 제어기;를 포함하고 있고,
    상기 데이터 프로세서는 헤드 분할 노광 영역에 상응하는 헤드 노광 데이터를 발생시키고 업데이트하며, 상기 노광 제어기는 나머지 분할 노광 영역의 각각이 헤드 분할 노광 영역의 노광 위치를 통과할 때 헤드 노광 데이터에 근거해서 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 시스템.
  8. 목표 물체에 포토리소그래피를 실행하기 위한 방법에 있어서,
    복수의 규칙적으로 배열된 광 변조 소자를 가진 적어도 하나의 공간 광 변조기의 조사 영역으로서 형성되는 노광 영역을 주어진 스캐닝 방향으로 감광 재료에 대하여 이동시키는 단계;
    노광 영역을 분할함으로써 형성되는 복수의 분할 노광 영역에 상응하는 일련의 노광 데이터를 발생하는 단계;
    노광 영역의 상대 위치를 근거로 상기 복수의 광 변조 소자를 제어하는 단계;
    헤드 분할 노광 영역에 상응하는 헤드 노광 데이터를 발생하고 업데이트하는 단계; 그리고
    나머지 분할 노광 영역의 각각이 헤드 분할 노광 영역의 노광 위치를 나중에 통과할 때 헤드 노광 데이터에 근거해서 노광 운동을 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표 물체에 포토리소그래피를 실행하기 위한 방법.
  9. 기판을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 감광 재료로 덮혀진 기판에 노광 프로세스를 실행하는 단계;
    b) 현상 프로세스를 실행하는 단계;
    c) 현상된 기판에 에칭 또는 도금 프로세스를 실행하는 단계; 그리고
    d) 에칭된 또는 도금된 기판에 레지스트 제거 프로세스를 실행하는 단계;를 포함하고 있고,
    노광 프로세스는 청구항 8에 기재된 방법의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 제조하는 방법.
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