KR101651810B1 - 공작물 상에 연속적으로 패터닝된 층들 사이의 오버레이를 보상하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

공작물 상에 연속적으로 패터닝된 층들 사이의 오버레이를 보상하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

공작물을 패터닝하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 그러한 방법 및 장치는 공작물 왜곡을 보상하는 개선된 정렬 방법을 도입함으로써 공작물 상의 후속 패턴 층들 사이의 오버레이를 개선한다.

Description

공작물 상에 연속적으로 패터닝된 층들 사이의 오버레이를 보상하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OVERLAY COMPENSATION BETWEEN SUBSEQUENTLY PATTERNED LAYERS ON WORKPIECE}
관련 출원의 교차-참조
본원은 2008년 5월 22일자로 출원된 미국 가명세서 출원 제 61/071,871 호를 기초로 우선권을 주장하며, 그 출원의 전체 내용이 본원 명세서에서 참조된다.
본원은 또한 2009년 5월 22일자로 출원되고, 대리인의 서류 번호(docket no.)가 2674-000056/US/01 및 P00326US 인 Mikael Wahlsten 및 Fredrik Sjoestroem에 대한 미국 출원(출원번호는 미부여됨)을 기초로 우선권을 주장한다.
실시예들은 포토마스크, 템플레이트(template), 기판, 장치 또는 동일한 공작물 상에서 다수의 노출 및/또는 패터닝 단계들을 실시하는 다른 공작편의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 실시예는 패터닝 단계들 사이에서 공작물의 변형을 보상함으로써 다수의 패터닝 단계들 사이의 정렬을 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
위상 천이 포토마스크(phase shift photomasks; PSMs)의 형성 프로세스는 층들 사이의 양호한 오버레이(overlay)에 의존하는 예시적인 프로세스이다. 위상 천이 포토마스크는 주로 웨이퍼의 스텝퍼에 의해서 재생되는 이미지 노출의 이미지 품질을 개선하기 위해서 이용된다. 위상 천이 포토마스크를 생성하기 위한 다양한 종래 방법이 존재하고 있다. 그러나, 이들 방법 모두는 제 1 층과 후속 층들 사이에서 충분하게 정확한 정렬을 필요로 하는 것이 일반적이다.
하프 톤(Half Tone; HT) 마스크의 제조는 층들 사이의 충분히 정확한 오버레이가 중요한 또 다른 예가 될 것이다. 하프 톤 포토마스크 제조시에, 서로 다른 투과 영역(예를 들어, 약 0%, 약 50%, 및 약 100%)을 가지는 구역들로 이루어진 마스크가 제조된다. 통상적으로, 이러한 프로세스는 중간 프로세스 단계들을 이용하여 적어도 2회에 걸쳐 공작물을 패터닝하는 것을 포함한다. 일반적으로, 이러한 타입의 마스크들은 둘 또는 셋 이상의 패턴들을 조합하여 TFT 어레이 백플레인을 생성하기 위해서 이용되며, 이는 특정 디자인에 필요한 물리적인 마스크들의 개체수를 줄이게 된다.
3D 구조에 의존하는 임프린팅 스탬프 또는 다른 제조 기술을 위해서 통상적으로 이용되는 제조용 3 차원(3D) 구조물 또한 패터닝 단계들 사이에서 중간 프로세스 단계들(예를 들어, 현상 및/또는 에칭)을 포함하는 후속 패터닝 단계들에 의해서 생성된다. 이들 제조 프로세스에서, 구조물 품질을 보장하는데 있어서 패터닝 또는 데피니션(definition) 단계들 사이의 충분히 정확한 오버레이가 중요하다.
전술한 공작물, 마스크, 기판, 템플레이트, 등은 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD), 유기 발광 다이오드(OLEDs), 표면-전도 전자-방출 디스플레이(SED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDPs), 전계 방출 디스플레이(FEDs), 저온 폴리실리콘 LCDs (LTPS-LCD) 및 유사한 디스플레이 기술과 같은 디스플레이 분야의 제조 프로세스에서 일반적으로 이용된다. 다른 이용 분야는 반도체 소자 제조 및 메모리와 같은 지원 구조(예를 들어, SRAM, DRAM, FLASH, 페로일렉트릭(ferroelectric), 페로마그네틱(ferromagnetic) 등), 집적 회로(ICs), 인쇄회로기판(PCBs), IC 기판, 전하결합소자(CCD) 센서, 상보적 금속-산화 반도체(Complimentary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 센서, 홀로그램, PWB 등의 제조 분야이다.
층-대-층 오버레이는 또한 직접적인 패터닝 또는 "무-마스크(maskless)" 패터닝 기술에서 다소 중요한 특성이 될 것이다. 이들 기술에서, 템플레이트 또는 포토마스크가 신속 패턴 생성장치와 대체되는 것이 일반적이다. 무-마스크 제조를 위한 신속 패턴 생성장치("직접 기록 툴"이라고 한다)가 동일한 공작물 상에 후속 패턴들을 오버레이할 수 있는 능력을 가지며; 다시 말해서 의도된 장치 상에 직접 후속 패턴들을 오버레이 할 수 있는 능력을 가진다.
통상적으로, 제 2 및 후속 층 패터닝은 포인트 정렬에 의존하는 것이 일반적이다. 포인트 정렬을 이용할 대, 기준 층 상에 패터닝된 유사한 개체수의 정렬 마크들이 후속 패터닝에 대한 안내 역할을 한다. 그에 따라, 패터닝되는 제 1 층은 정렬 마스크를 포함하고, 그리고 현상, 에칭, 레지스트 스피닝 또는 기타 프로세스 후에, 공작물이 다음 층 노출을 위해서 준비된다.
공작물의 후속 층들을 패터닝하기에 앞서서, 정렬 마크들이 패터닝 시스템에 의해서 준비된다. 후속 층이 상부에 맞춰질 수 있도록 하기 위해서 또는 제 1 층에 대해 특정 관계를 가질 수 있도록 하기 위해서, 시스템은 변환 인자들(transformation factors)(예를 들어, 회전, 병진운동, 축척(scale), 직교성(orthogonality) 등)을 계산한다. 이들 계산된 변환 인자들이 후속 패터닝 단계에서 이용되어 패터닝된 층들 사이에 적절한 오버레이를 달성하게 된다.
이론적으로, 변환 인자들(예를 들어, 회전, 병진운동, 축척 변경 및/또는 직교성(orthogonality))을 계산하고 이용함으로써, 충분히 정확한 오버레이가 달성될 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 것은 공작물이 본질적으로 강성인(rigid) 것으로 간주되는 경우에만 적용된다.
불행하게도, 포토마스크의 제조에 있어서, 예를 들어, 마스크들 자체가 강성체로서 간주되지 못한다. 그 대신에, 플레이트들은 제 1 패터닝 단계 또는 후속 패터닝 단계 동안에 변형되거나 왜곡된다. 이러한 변형은 공작물의 후방면 상의 입자, 패터닝 상태의 변화, 패턴 디자인, 플레이트 지지부 상에 배치하는 것 등에 의해서 유발될 수 있다. 일반적으로, 이들 변형이 국부적이고 기하학적으로 복잡한 변형 또는 왜곡을 초래하기 때문에, 단순한 포괄적인(글로벌; global) 파라미터들의 이용에 의해서는 보상될 수 없을 것이다.
통상적으로, 패터닝 단계들 사이에서 공작물들이 어떻게 왜곡되는지를 보다 양호하게 개산(槪算)하기 위해서, 추가적인 정렬 마크들이 제 1 층 또는 기준 층에 부가될 수 있다. 그러나, 추가적인 정렬 마크들을 도입하는 것이 일반적으로는 불가능한데, 이는 공작물의 주요 부분이 기능적인 패터닝으로 덮여져 있고 그에 따라 정렬 마크들을 포함할 수 없기 때문이다.
또한, 왜곡이 발생할 곳을 예측하는 것이 비교적 어렵고(또는 불가능하고), 그에 따라 특정 구역에서 정렬 마크들의 개체수를 증대시키는 해결책도 적용하기가 곤란하다 할 것이다. 통상적으로, 정렬 마크들은 이미지 필드 및 패터닝 구역 주위에서만 허용되고 그리고 공작물의 둘레 엣지에 비교적 근접하여 주로 위치된다.
미국 특허 제 7,148,971 호는 기록 및 측정 장치에서의 Z-교정(correction) 이용 가능성을 도입하고 있다. Z-교정은 기준 층의 Z-형상(shape)과 무관하게 기준 좌표 시스템의 교정을 가능하게 한다. 시장에 그러한 측정 시스템이 공급되고 있으나, 대형 포토마스크 제조업자들 모두가 그러한 장치를 보유하고 있지는 않다. 그에 따라, 전체적으로 볼 때 아직 표준안으로서 받아들여지고 있지는 않다.
시장에서의 현재의 트렌드는 포토마스크들이 점점 더 대형화될 것이고, 그리고 TFT 포토마스크의 경우에 제 2 층 기록(writing)이 보다 일반화될 것이라는 것이다. 미래에, 마스크들이 보다 더 진보하게 될 것이고, 둘 이상의 층을 포함하게 될 것이다. 보다 진보된 마스크의 경우에, 최종 제품의 양호한 수율(yield)를 달성하는데 있어서 층들 사이의 오버레이가 보다 더 중요해질 것인데, 이는 하나 이상의 층 기록을 이용하는 플레이트들이 마스크 세트에서 가장 중요한 층들이 될 것이기 때문이다.
기록 패스(written passes)들 사이에서 충분히 정확한 오버레이를 필요로 하는 다른 성장 기술 분야는 포토리소그래피 방법을 이용하는 3-차원적인(3D) 기록이다. 3D 형상을 제공하기 위해서 각 노출 사이에 프로세스 단계들을 실시함으로써 3D 구조를 생성하기 위해서 다수-패스 기록이 이용될 수 있을 것이다. 이는 각각의 기록 패스 사이에서 상대적으로 양호한 정렬을 필요로 한다.
전술한 바와 같은 앞으로의 요건을 충족시키기 위해서, 공작물 상의 후속 층들의 패터닝 사이에 공작물 왜곡에 의해서 유발되는 층-대-층 오버레이에 미치는 부정적인 영향을 억제, 감소 및/또는 제거하는 방법 및 장치가 제공된다. 그러한 장치 및 방법은 최초 패턴 디자인의 손상 없이 또는 패터닝을 위한 가용 공작물 표면적의 감소 없이 층-대-층 왜곡에 미치는 부정적인 영향을 억제, 감소 및/또는 제거한다.
실시예에 따른 방법 및 장치는 기록장치의 절대적인 정합(registration)에 영향을 미지치 않을 것이다.
실시예들은 절대적인 정합에 있어서 매우 엄격한 요건을 가지지 않는 다수 층 기록을 위한 분야에서 적용될 수 있을 것이다. 그에 따라, 실시예들은 최종 플레이트의 정합을 확인하기 위한 측정 장치 또는 툴에 대한 어떠한 추가적인 요건도 요구하지 않는다.
적어도 일부의 실시예들은, 공작물 왜곡을 보상하는 개선된 정렬 방법을 도입함으로써 공작물 상의 후속 패터닝 층들 사이의 오버레이를 개선하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 실시예들은, 장치의 절대적인 정합에 영향을 미치지 않고, 기준 층과 후속 층들 사이의 상대적인 편차가 보상되는 패턴을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 그에 따라, 실시예들에 따른 방법의 이용은 최종 사용자에게 명확할 것이고(transparent), 실질적으로 명확할 것이며 또는 전체적으로 명확할 것이며, 그리고 정합을 확인하는 측정 장치나 툴에 대한 어떠한 부가적인 요건도 요구하지 않을 것이다.
또한, 실시예들은 앞선 층(들) 내에 보다 많은 정렬 마크들을 도입할 필요가 없이 후속 층을 앞선 층(들)에 대해서 보다 개선되게 정렬시키는 방법 및 장치를 제공한다.
실시예들은 또한 패터닝 단계들 사이에서 공작물의 왜곡 및/또는 변형을 묘사(describing)하는 "그리드리스(gridless)"/연속적인 하나-차원 또는 다수-차원의 보상을 기초로 층-대-층 오버레이를 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
하나 이상의 실시예가 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법을 제공한다. 하나 이상의 실시예에 따라서, 그러한 방법은: 공작물의 제 1의 Z-형상을 획득하는 단계; 공작물 상에 기준 그리드를 패터닝하는 단계; 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하는 단계; 획득된 제 1의 Z-형상 및 제 2의 Z-형상을 기초로 보상 값 세트를 계산하는 단계; 계산된 보상 값 세트를 기초로 기준 그리드를 업데이트하는 단계; 그리고 공작물의 후속 층을 패터닝하는 단계를 포함한다.
그러한 방법은 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하기에 앞서서 공작물을 프로세싱하는 단계를 더 포함할 수 있다. 적어도 몇몇의 실시예에 따라서, 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하기에 앞서서 공작물이 프로세싱될 수 있을 것이다. 공작물의 제 1의 Z-형상을 획득하기 전에 또는 그 후에 정렬 마크들이 패터닝될 수 있을 것이다.
하나 이상의 포괄적인 변환이 보상 값의 계산된 세트를 기초로 계산될 수 있을 것이며; 기준 그리드가 포괄적인 변환을 기초로 업데이트될 수 있을 것이다.
적어도 일부의 실시예들에 따라서, 기준 그리드가 제 1 패턴 생성장치에 의해서 패터닝되고 그리고 후속 층이 제 2 패턴 생성장치에 의해서 패터닝된다. 제 1의 Z-형상 및 제 2의 Z-형상 사이의 편차로 인한 오버레이 오류가 절대 정합의 변경 없이 보상될 수 있을 것이다.
적어도 일부의 실시예들에 따라서, 제 1의 Z-형상을 획득하는 단계가 제 1 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향으로 높이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 제 2의 Z-형상을 획득하는 단계는 제 2 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향으로 높이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
적어도 일부의 실시예들에 따라서, 보상 값들의 세트는 다수의 측정 포인트의 각각에 상응하는 보상 값을 포함한다. 이러한 예에서, 각 보상 값의 계산이 다수의 측정 포인트들 중의 하나의 측정 포인트에서의 제 1 높이 측정치와 제 2 높이 측정치 사이의 편차를 계산하는 단계, 그리고 공작물의 두께와 계산된 편차를 기초로 측정 포인트에 대한 보상 값을 계산하는 단계를 포함할 수 있을 것이다.
하나 이상의 다른 실시예가 공작물을 패터닝하기 위한 장치를 제공한다. 그러한 장치는 공작물의 제 1의 Z-형상을 획득하기 위한 수단; 기준 그리드를 패터닝하기 위한 수단; 공작물을 프로세싱하기 위한 수단; 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하기 위한 수단; 제 1 및 제 2의 Z-형상을 기초로 보상 값 세트를 계산하기 위한 수단; 보상 값 세트를 기초로 기준 그리드를 업데이트하는 수단; 그리고 공작물의 후속 층을 패터닝하기 위한 수단을 포함한다.
그러한 장치는 계산된 보상 값 세트를 기초로 하나 이상의 포괄적인 변환을 계산하기 위한 수단; 그리고 포괄적인 변환을 기초로 기준 그리드를 업데이트하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 그러한 장치는 정렬 마크를 패터닝하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
제 1의 Z-형상을 획득하기 위한 수단은 제 1 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향으로 높이를 측정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 제 2의 Z-형상을 획득하기 위한 수단은 제 2 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향으로 높이를 측정하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
적어도 일부의 실시예들에 따라서, 보상 값 세트가 다수의 측정 포인트들의 각각에 상응하는 보상 값을 포함한다. 각 보상 값을 계산하기 위한 수단은 다수의 측정 포인트 중 하나의 측정 포인트에서 제 1 높이 측정치 및 제 2 높이 측정치 사이의 편차를 계산하기 위한 수단; 그리고 공작물의 두께 및 계산된 편차를 기초로 측정 포인트에 대한 보상 값을 계산하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
하나 이상의 다른 실시예가 공작물을 패터닝하기 위한 장치를 제공한다. 그러한 장치는 패턴 생성 장치 그리고 Z-교정 및 프로세싱 모듈을 포함한다. 패턴 생성 장치는 공작물의 제 1 및 제 2 층을 패턴닝하고, 공작물의 제 1 층의 패터닝 이전에 또는 이후에 공작물의 제 1의 Z-형상을 획득하고, 그리고 공작물의 제 2 층의 패터닝 이후에 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하도록 구성된다. Z-교정 및 프로세싱 모듈은 제 1 및 제 2의 Z-형상을 기초로 보상 값을 계산하도록, 그리고 계산된 보상 값을 기초로 기준 그리드를 업데이트하도록 구성된다.
하나 이상의 실시예에 따라서, 패턴 생성 장치는 공작물이 정렬되어 놓이는 스테이지, 공작물의 제 1 및 제 2의 Z-형상을 획득하도록 구성된 측정 툴, 그리고 공작물의 적어도 제 1 및 제 2 층을 패터닝하도록 구성된 패턴 생성 툴을 포함한다.
보상 값 세트가 다수의 측정 포인트의 각각에 상응하는 보상 값을 포함할 수 있다. 측정 툴은 제 1 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트의 각각에서 Z-방향을 따라 높이를 측정함으로써 제 1의 Z-형상을 획득하도록 구성된다. 측정 툴은 또한 제 2 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트의 각각에서 Z-방향을 따라 높이를 측정함으로써 제 2의 Z-형상을 획득하도록 구성된다.
다수의 측정 포인트 중 하나의 측정 포인트에서 제 1 높이 측정치와 제 2 높이 측정치 사이의 편차를 계산함으로써, 그리고 공작물의 두께와 계산된 편차를 기초로 측정 포인트에 대한 보상 값을 계산함으로써, 보상 값의 각각을 계산하도록 Z-교정 및 프로세싱 모듈이 구성된다.
첨부 도면에 관한 이하의 설명 및 실시예로부터 본원 발명의 전체적인 개념을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 입자에 의해서 유발되는 플레이트의 X-Y 평면을 따른 왜곡의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 플레이트의 두 측정치 사이의 Z-형상의 예시적인 편차를 도시한 도면이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따라 공작물을 패터닝하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따라 공작물을 패터닝하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 패턴 생성 시스템을 도시한 도면이다.
이하의 설명은 첨부 도면을 참조한 것이다. 예시적인 실시예는 본원 발명을 설명하기 위한 것으로서, 본원 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
방법들이 흐름도 또는 플로우 다이아그램으로 도시된 프로세스로서 설명된다는 점을 주지할 필요가 있을 것이다. 흐름도 또는 플로우 다이아그램이 연속적인 프로세스로서 작업들을 설명하고 있지만, 그러한 작업들이 병렬로, 수반하여 또는 동시에 실시될 수 있을 것이다. 또한, 작업들의 순서가 재정렬될 수도 있을 것이다. 프로세스는 작업들이 완료되었을 때 종료될 것이나, 도면에 도시되지 않은 부가적인 단계들(예를 들어, 반복 실시)이 실시될 수도 있을 것이다. 프로세스는 방법, 기능(function), 과정, 서브루틴(subroutine), 서브프로그램(subprogram) 등에 상응할 수 있을 것이다. 프로세스가 기능에 상응할 때, 그것의 종료는 요청(calling) 기능 또는 메인 기능으로 기능이 복귀하는 것에 상응할 것이다.
또한, 본원 명세서에 기재된 방법은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 디스크립션 언어, 또는 이들의 임의 조합에 의해서 실시될 수 있을 것이다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드로 실행될 때, 필요한 작업을 수행하기 위한 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트가 저장 매체와 같은 컴퓨터 판독 매체 또는 기계에 저장될 수 있을 것이다. 프로세서(들), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 주문형 반도체(ASIC) 등이 필수 작업을 수행할 수 있을 것이다. "저장 매체"라는 용어는 데이터를 저장하기 위한 하나 또는 둘 이상의 장치들, 예를 들어 ROM, RAM, 자기 RAM, 코어 메모리, 자기 디스크 저장 매체, 광학적 저장 매체, 플래시 메모리 소자 및/또는 정보 저장을 위한 다른 기계 판독형 매체를 포함할 수 있을 것이다. "컴퓨터 판독이 가능한 매체"라는 용어는, 예를 들어, 명령어(들) 및/또는 데이터를 저장, 유지 또는 전달할 수 있는 휴대용 또는 고정형 저장 장치, 광학적 저장 장치, 무선 채널 및 다른 여러 가지 저장 가능 매체를 포함할 수 있을 것이다.
코드 세그먼트는 과정, 기능, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스(class), 또는 명령어들, 데이터 구조 또는 프로그램 스테이트먼트의 임의 조합을 나타낼 수 있을 것이다. 정보, 데이터, 아규먼트(arguments), 파라미터, 또는 메모리 컨텐츠를 전달 및/또는 수용함으로써, 코드 세그먼트가 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 결합될 수 있을 것이다. 정보, 아규먼트, 파라미터, 데이터 등이 메모리 공유, 메시지 패싱, 토큰 패싱(token passing), 네트워크 전달 등을 포함하는 임의의 적절한 수단을 통해서 패싱되고, 진행되고, 또는 전달될 수 있을 것이다.
예시적인 실시예는 공작물(예를 들어 대형 포토마스크)과 스테이지 사이의 입자로부터 발생되는 왜곡이 보상되는 패턴 생성 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 입자가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 플레이트 상의 다수의 측정 마크의 2개의 X-Y 위치 측정치 사이의 차이를 도시한다. 도 2는 2개의 측정치 사이의 플레이트의 Z-형상의 편차의 예를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 1 및 도 2는 평평한 기판 캐리어와 10 mm 두께의 석영 포토마스크 사이에 포획된 15 ㎛ 입자의 영향을 도시한 것이다.
만약 정렬 마크를 포함하는 제 1 층(또한, 기준 층이라고도 함)을 패터닝할 때 입자가 존재하지 않고, 후속 층을 패터닝할 때 입자가 존재한다면, 패턴들 또는 패터닝된 층들 사이의 충분히 정확한 오버레이가 달성되지 않을 것이다. 이는, 제 1 층 내의 정렬 마크의 측정을 기초로 계산된 단지 포괄적인 파라미터들(예를 들어, 축척, 직교성, 회전, 병진운동, 등)만이 후속 패터닝 단계를 위해서 이용된 기록 또는 기준 그리드의 변환에 이용되는 경우에 특히 그러하다.
또한, 측정가능한 정렬 마크들이 없는 공작물(예를 들어, 포토마스크, 기판, 웨이퍼 등)의 구역 내에 존재하는 왜곡은 현존하는 정렬 마크를 측정함으로써 직접적으로 보상될 수는 없을 것이다. 이러한 특별한 경우에, 공작물의 국부적인 왜곡부(예를 들어, 입자에 의해서 유발됨)에 인접하여 측정가능한 정렬 마크가 없을 때, 공작물 표면의 측정된 형태의 변화를 분석함으로써 X-Y 평면 내에서의 국부적인 왜곡을 충분히 정확하게(양호하게) 평가하는 것은 어렵거나 또는 불가능하기까지 할 것이다.
X-Y 평면 내의 국부적인 왜곡은 Z-방향의 측정을 기초로 탐지될 수 있을 것이고, 그리고 전술한 국부적인 왜곡과 관련된 특별한 문제는 본원에서 전체 내용을 참조하고 있는 미국 특허 제 7,148,971 호에 기재된 바와 같이 왜곡된 Z-형상에 대해 보상함으로써 적어도 부분적으로 완화될 수 있을 것이다. 그러나, 이하에서 설명하는 중간 프로세스 단계들을 포함하는 다수 노출로 패터닝하는 것에 대해서 또는 다층 기록 방식에서 미국 특허 제 7,148,971 호에 기재된 Z-형상 보상 방법을 이용하는 것과 관련하여 특별하게 고려할 사항이 있으며, 이는 예시적인 실시예에 의해서 해결될 수 있을 것이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 패턴 생성 시스템을 도시한다.
도 5를 참조하면, 패턴 생성 시스템(500)이 대형(large area; LA) 패턴 생성 장치(20)를 포함하며, 그러한 장치는 또한 측정 장치로서의 역할도 할 수 있을 것이다. 패턴 생성 장치(20)는 패턴 기록 툴 또는 헤드(21)와 측정 툴(22)을 포함한다. 패턴 기록 툴(21)은 레이저로부터 방출되는 레이저 비임을 공작물(11)으로 지향시키는 거울(예를 들어, 하나 또는 둘 이상의 공간 광 변조기(spatial light modulators; SLMs))을 포함할 수 있다.
측정 툴(22)은 공작물(11)의 표면(13)과 패턴 생성 장치(20) 사이의 높이(Hz)를 측정할 수 있는 임의의 공지된 툴일 수 있다. 공작물(11)은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 플라스틱 물질(폴리에틸렌 텔레프탈레이트; PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트; PEN) 등), 크롬 코팅형 석영 마스크, 가요성 물질, 금속 등일 수 있다. 공작물(11)의 보다 구체적인 예에는 디스플레이 제조에 이용되는 유리 기판, 리소그래피에 이용되는 포토 마스크, 반도체 웨이퍼, 엘라스토머계 템플레이트 등이 포함될 수 있을 것이다.
공작물(11)은 표면(13)이 위를 향한 상태로 스테이지(23) 상에 정렬된다. 패터닝(기록) 프로세스 동안에, 패터닝 기록 툴(21)이 스테이지(23)의 전체 표면 위쪽에서 이동 또는 병진운동된다.
하나의 예에서, 스테이지(23)가 X 방향을 따라 패턴 기록 툴(21)에 대해서 상대적으로 이동하기 위한 수단 또는 능력을 구비하며, 패턴 기록 툴(21)이 비임(25)에 정렬된 슬라이딩 지지부(24)에 부착되며, 이는 패턴 기록 툴(21)을 스테이지(23)에 대해서 상대적으로 Y 방향을 따라 이동시킨다. 다른 예에서, 스테이지(23)가 X 및 Y 방향 모두로 이동되도록 제공될 수 있을 것이고, 한편으로 패턴 기록 툴(21)이 정지 상태로 유지될 수 있을 것이다. 스테이지(23)가 X 및/또는 Y 방향을 따라서 스테이지(23)를 이동시킬 수 있는 공기 베어링 또는 기타 이동 장비를 구비할 수 있을 것이다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 패턴 기록 툴(21)이 X 및 Y 방향 모두로 이동될 수 있는 반면, 스테이지(23)가 고정적으로 유지될 수 있을 것이다.
도 5를 참조하면, 하나의 예에서 패턴 생성 장치(20)는 또한 공기 쿠션(27)에 의해서 공작물(11)의 표면(13) 위의 일정 거리에 정렬되는 각도형 풋 플레이트(angled foot plate; 26)를 구비한다. 풋 플레이트(26) 및 패턴 기록 툴(21)이 가요성 부착부(28)를 통해서 슬라이딩 지지부(24)에 부착되고, 그에 따라 슬라이딩 지지부(24)와 패턴 기록 툴(21)/풋 플레이트(26) 사이의 거리가 공작물(11) 표면(13)의 조도(roughness)에 따라서 변화될 수 있게 된다.
측정 툴(22)은 Z-방향을 따라 표면(13)의 Z-형상 또는 조도를 계산하기 위해서 Z-방향(높이(Hz))을 따라 변화하는 거리를 측정할 수 있다. 공작물(11)의 표면(13)에 대해서 평행한 풋 플레이트(26)의 크기는 패턴 기록 툴(21)로부터의 레이저 비임을 위한 개구부를 구비하고, 그리고 비교적 먼 거리에 걸쳐 Z-형상 또는 높이의 편차를 탐지하는데 있어서 측정이 이용될 수 있도록 비교적 클 수 있다(예를 들어, 각 측면상에서 약 5 mm). 풋 플레이트(26) 아래의 공기 쿠션(27)은 풋 플레이트(26)와 공작물(11) 사이의 일정한 거리로 인해서 패턴 생성 장치(20)에 대한 자동 포커싱 장치로서 작용한다.
도 5를 계속 참조하면, 패턴 생성 시스템(500)이 Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)을 더 포함한다. Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)은 모듈 또는 블록으로서 도시되어 있으며, 이는 컴퓨터의 프로세서, FPGA, ASIC 등의 내부의 모듈 구조를 나타낼 수 있으며, 그에 따라 연산 구조가, 범용 목적의 컴퓨터 또는 프로세서 대신에, 특별한 목적의 구조화된 컴퓨터 또는 프로세서가 되게 한다. 하나의 예에서, 도 5에 도시된 Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)이 통상적인 패턴 생성 시스템의 독립된 모듈 부분 또는 하드웨어 성분을 구성할 수 있을 것이다. Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)의 기능에 대해서는 도 3 및 도 4와 관련한 이하의 설명에서 보다 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 공작물 패터닝 방법을 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 그러한 방법은 도 5에 도시된 패턴 생성 시스템(500)에서 실행될 수 있을 것이다. 명료한 설명을 위해서, 도 3에 도시된 방법을 그와 같이 설명하기로 한다. 그러나, 예시적인 실시예가 다른 패턴 생성 장치 및 시스템에서도 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 단계(S302)에서 패턴 생성 장치(20)가 공작물(11)의 제 1의 Z-형상(Z1)을 획득한다. 공작물의 Z-형상은 측정치(Hzi)의 세트 또는 맵핑(mapping) 형태일 것이며, 각 측정치(Hzi)는 주어진 측정 포인트(또는 정렬 마크)에서 Z-방향을 따른 공작물(11)의 높이의 측정치이다.
보다 구체적으로, 측정 툴(22)은 공작물(11) 상의 다수의 측정 포인트의 각각에서 패턴 생성 장치(20)와 공작물(11) 사이의 높이(Hz)를 측정하여 공작물(11)에 대한 다수의 측정치를 생성한다. 측정 포인트들 사이의 높이(Hz) 또는 Z-방향 거리의 변화는 공작물(11) 상의 해당 포인트에서의 공작물(11)의 조도를 나타낸다. 높이 측정치(Hzi)의 맵핑은 해당 시간에서의 공작물(11)의 Z-형상을 나타낸다.
획득 후에, 공작물(11)의 제 1의 Z-형상(Z1)이 Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)로 전송된다. Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)은 획득된 제 1의 Z-형상(Z1)을 메모리(도시되지 않음)에 저장한다.
도 3을 다시 참조하면, 단계(S304)에서, 패턴 생성 장치(20)가 공작물(11) 상의 제 1 층 또는 기준 층을 패터닝한다. 이때, 공작물(11)이 몇 개의 측정 포인트들 또는 정렬 마크들(도시하지 않음)로 분할된다. 측정 포인트들은 단계(S302),와 관련하여 전술한 측정 포인트들에 대해서 위치적으로 상응할 것이다. 장치(20)는 공작물(11) 상의 기준 층을 임의의 공지된 방식(11)으로 패터닝할 것이다. 그러한 방법이 공지되어 있기 때문에, 구체적인 설명은 생략한다.
단계(S306)에서, 공작물(11)이 프로세싱된다. 예를 들어, 하나 또는 둘 이상의 현상, 에칭, 레지스트 스피닝 또는 기타 프로세스가 공작물(11) 상에서 실시될 수 있을 것이다. 그러한 프로세스들이 공지되어 있기 때문에, 명료함을 위해서 구체적인 설명은 생략한다. 단계(S308)에서, 기준 층 상에 후속 층을 패터닝하기 위해서 공작물(11)이 준비된다.
단계(S310)에서, 장치(20)가 단계(S302)와 관련하여 전술한 바와 같은 방식으로 공작물(11)의 Z-형상(제 2의 Z-형상(Z2))을 다시-획득한다. 획득된 공작물(11)의 제 2의 Z-형상(Z2)이 Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)으로 전송된다. Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)은 또한 획득된 제 2의 Z-형상(Z2)을 메모리(도시하지 않음)에 저장한다.
단계(S312)에서, Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)은 제 1의 Z-형상(Z1) 및 제 2의 Z-형상(Z2)을 기초로 X 및 Y 그리드에서의 보상 값(K)의 세트(SK)를 계산한다. X 및 Y 의 보상 값 세트(SK)는 X 및 Y 그리드 상의 각 포인트에서 표면 위쪽으로 높이(Hz)가 어떻게 변화하는지를 설명하는 맵으로서의 역할을 한다. 하나의 예에서, Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)은 제 1의 Z-형상(Z1) 및 제 2의 Z-형상(Z2)을 각각 나타내는 높이 측정치의 제 1 및 제 2 세트에서 대응 높이 측정치들 사이의 차이(또는 비교)를 기초로 다수의 측정 포인트 각각에 대한 보상 값(K)을 계산한다. 예를 들어, X 및 Y 그리드에서 각 보상 값(K)은 이하의 수학식 1에 의해서 주어질 수 있을 것이다.
Figure 112010084843877-pct00001
수학식 1에서, T는 공작물(11)의 두께이고, HZ2는 제 2 맵핑 또는 세트(예를 들어, 단계(S310)에서 획득됨)에서의 해당 측정 포인트에서의 높이 측정치를 나타내고, 그리고 Hz1 은 제 1 맵핑(예를 들어, 단계(S302)에서 획득됨)에서의 주어진 측정 포인트에서의 높이 측정치를 나타낸다.
측정 포인트들 또는 정렬 마크들에서 실시되는 적어도 일부의 측정을 이용하여, 표면(13) 상의 일부 포인트들에서의 공작물(11)의 두께가 측정 및/또는 계산될 수 있을 것이다. 공작물의 두께를 결정/측정하는 방법이 공지되어 있기 때문에, 구체적인 설명은 생략한다. 수학식 1은 단지 예시적인 것임을 주지하여야 할 것이다.
대안적인 실시예에 따라서, 두께를 생략한, 또는 제 1의 Z-형상(Z1) 및 제 2의 Z-형상(Z2)에 대해서 조성의 상수 값이 주어지는, 보다 단순한 수학식이 이용될 수도 있을 것이다. 이러한 예에서, 표면 상의 구배(gradient)만이 보상된다. 예시적인 실시예에 따라서, 측정 포인트들 사이의 내삽(interpolation)이 이용될 수도 있을 것이다. 내삽을 위한 방법이 공지되어 있기 때문에, 구체적인 설명은 생략한다.
또 다른 예시적인 실시예에 따라서, Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)은 각 측정 포인트에서 기준 평면(예를 들어, 도 1에서 입자가 없는 상태의 플레이트)과 변형된 표면(예를 들어, 도 1에서 입자가 있는 상태의 플레이트) 사이의 Z-방향 높이(H)를 계산할 것이다. 높이(H)는 주어진 측정 포인트에서의 기준 표면의 높이(Hzref)를 동일 측정 포인트에서의 측정 툴(22)에 의해서 측정된 높이(Hzdef)로부터 차감함으로써 계산될 수 있을 것이다.
그 후에, 국부적인 오프셋(d)(X 및 Y의 함수로서)이 각 측정 포인트에 대해서 계산된다(Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)에 의해서). 국부적인 오프셋은 측정된 높이(H) 및 인접 측정 포인트(P)들 사이의 거리에 따라서 달라질 것이다. 또한, 국부적인 오프셋(d)은 공작물의 두께(T)에 따라서 달라질 것이고, 그리고 국부적인 오프셋(d)은 기준 표면과 관련하여 패턴이 기록되어야 하는 위치로부터의 위치 편차로서 해석되어야 할 것이다. 공작물의 표면 상의 피치(pitch; P)는 기준 표면 또는 평면 상의 공칭(nominal) 피치(Pnom)과 상이하다.
공작물 두께(T)가 약 10 ㎛ 내지 약 15 ㎛ 에서 변동될 수 있고, 변동 폭이 그보다 더 클 수도 있을 것이다. 측정 포인트가 표면에 걸쳐 무작위로 분포될 수 있을 것이나, 또한 각 포인트들 사이에서 주어진, 희망 거리 또는 소정 거리(피치)를 두고 그리드 구조로 정렬될 수도 있을 것이며, 이때 반드시 X 및 Y 방향으로 동일할 필요는 없을 것이다.
국부적인 오프셋(d)은 각 측정 포인트에서 X 및 Y 방향을 따른 구배의 함수이고, 그리고 비교적 단순하고 공지된 수학식을 이용하여 계산될 수 있을 것이다.
예를 들어, 인접한 2개의 측정 포인트들 사이의 거리(P)를 알기만 한다면, 주어진 측정 포인트에서의 측정 높이(H)를 기초로 각도(α)를 계산할 수 있을 것이다. 비교적 작은 각도(α)는 이하의 식에 의해서 주어질 수 있을 것이다:
α=H/P.
또한, α가 작을 경우에 이하의 식을 이용하여 국부적인 오프셋(d)을 계산할 수 있을 것이다:
Figure 112010084843877-pct00002
.
상기 국부적인 오프셋(d)을 계산하기 위한 식은 오프셋(d)을 결정하기 위한 계산의 비-제한적인 하나의 예라는 것을 주목할 필요가 있다. 각 측정 포인트에서의 구배는 시스템에 의해서 직접적으로 측정될 수 있을 것이고, 그리고 국부적인 오프셋(d)은 플레이트의 두께 및 구배에 비례할 것이다.
도 3을 다시 참조하면, 단계(S314)에서, Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)이 보상 값(K)의 세트(SK)를 기초로 장치에 대한 패터닝 기준 그리드를 업데이트한다. 예를 들어, Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)이 보상 값의 세트(SK) 또는 맵에서의 각각의 보상 값을 기초로 기준 패턴 내의 정렬 마크의 위치들을 업데이트할 수 있을 것이다.
단계(S316)에서, 패턴 생성 장치(20)가 기준 층 내에서 정렬 마크들을 다시-측정하고 그리고 프로세싱 모듈(30)이 포괄적인 변환(G)을 계산한다. 예시적인 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 포괄적인 변환(G)의 예를 들면 아핀 변환(affine transformation), 프로젝트 변환(project transformation) 또는 다른 타입의 변환과 같은 공지된 변환이 있다. 예를 들어, Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)이 정렬 마크 측정을 기초로 변환 인자(예를 들어, 회전, 병진운동, 축척, 직교성 등)를 계산한다.
단계(S318)에서, Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)이 계산된 포괄적인 변환(G)을 기초로 패턴 생성 장치(20)에서 기준 그리드를 업데이트한다. 예를 들어, 병진운동, 회전, 축척, 반사 및/또는 전단(shear)을 이용하여 기준 그리드의 크기, 형상 및/또는 위치를 변화시키기 위해서 하나 또는 둘 이상의 포괄적인 변환(들)을 기초로 기준 그리드를 업데이트할 수 있을 것이다.
단계(S320)에서, 패턴 생성 장치(20)는 업데이트된 기준 그리드를 이용하여 후속 층을 패터닝한다. 다시, 후속 층은 임의의 공지된 방식으로 패터닝될 수 있을 것이다.
도 3에 명확하게 도시하지는 않았지만, 원하는 다수-층 패턴이 생성될 때까지 다수-층 패터닝 프로세스 동안에 다수 층의 각각을 패터닝한 후에 프로세스가 반복될 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에 따라서, 제 1 층 또는 기준 층의 패터닝에 대한 Z-형상의 획득은 특정 프로세스 이전에, 그 도중에 또는 그 후에 이루어질 수 있을 것이다. 순서와 관계 없이, Z-형상은 제 1 패턴이 생성되었을 때의 공작물의 상태 또는 조건을 반영할 것이다.
도 4는 다른 예시적인 실시예에 따른 공작물의 패터닝 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4에 도시된 방법은 도 3에 도시된 방법과 유사한데; 다만, 제 1의 Z-형상(Z1)을 획득하는 단계가 기준 층의 패턴닝 이전이 아니라 그 후에 실시된다는 점을 제외하고 유사하다. 도 4에 도시된 방법은 또한 도 5에 도시된 패턴 생성 시스템(500)에서 실행될 수 있을 것이다. 그리고, 명료함으로 위해서, 도 4에 도시된 방법도 그에 따라서 설명할 것이다. 그러나, 예시적인 실시예는 다른 패턴 생성 장치 및/또는 시스템에서도 적용될 수 있을 것이다.
도 4를 참조하면, 단계(S402)에서, 패턴 생성 장치(20)는 공작물(11) 상의 제 1 층 또는 기준 층을 패터닝한다. 패턴 생성 장치(20)는 단계(S304)와 관련하여 전술한 바와 같은 방식으로 제 1 층 또는 기준 층을 패터닝할 것이다. 단계(S404)에서, 패턴 생성 장치(20)는 공작물(11)의 제 1의 Z-형상(Z1)을 획득한다. 패턴 생성 장치(20)는 단계(S302)와 관련하여 전술한 것과 같은 방식으로 제 1의 Z-형상(Z1)을 획득한다. 획득된 공작물(11)의 제 1의 Z-형상(Z1)이 Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)로 전송된다. Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)은 획득된 제 1의 Z-형상(Z1)을 메모리(도시하지 않음)에 저장한다.
제 1의 Z-형상(Z1)이 단계(S404)에서 획득된 후에, 도 3과 관련하여 전술한 단계(S306)-단계(S320)의 각각이 실시되어 공작물을 패터닝한다. 이들 단계들에 대해서는 앞서서 구체적으로 설명하였기 때문에, 이하에서는 추가적으로 설명하지 않는다.
도 3의 경우에서와 같이, 도 4에 명료하게 도시하지는 않았지만, 원하는 다수-층 패턴이 생성될 때까지 다수-층 패터닝 프로세스 동안에 다수 층의 각각을 패터닝한 후에 프로세스를 반복 실시할 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에 따른 방법 및 장치는, 2개의 패터닝 단계 또는 측정치 사이의 Z-형상의 차이가, 비교적 예상가능한 방식으로, 2개의 시간적 순간 사이의 X-Y 평면에서의 플레이트의 왜곡의 편차를 나타낸다는 사실을 이용한다.
예시적인 실시예에 따라서, 공작물의 Z-형상의 측정은 임의 층 내의 임의 마크(예를 들어, 정렬 마크)를 필요로 하지 않으며, 그에 따라, 이러한 특성은 기능적인 패턴을 전달하기 위해서 할당된 구역들 내에서 측정될 것이다.
또한, 예시적인 실시예는 제 1 층 또는 패스 그리고 후속하여 기록될 층들 또는 패스들 사이의 Z-편차에 대해서만 보상함으로써 장치 또는 기계의 절대 정합을 변경하지 않고 Z-형상으로 인한 오버레이를 교정할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 그에 따라, 예시적인 실시예를 이용할 때, 포토마스크 마커가 다수의 패터닝 단계들의 노출 사이의 오버레이 품질 개선을 달성할 수 있으면서 동시에 기준 정합 제어를 유지할 수 있을 것이고, 그리고 이러한 기능의 이용은 최종 소비자에게 명확할 것이고(transparent), 실질적으로 명확할 것이며 또는 전체적으로 명확할 것이다. 또한, 예시적인 실시예에 따른 방법은 정합을 확인하기 위해서 이용되는 측정 장치나 툴에 대한 부가적인 요건도 거의 또는 완전히 요구하지 않을 것이다.
또한, 예시적인 실시예는 반도체 용도의 경우에 예를 들어 약 6인치 포토마스크의 작은 공작물을 패터닝하는데 이용될 수 있을 것이다. 일반적으로, 이들 공작물은 3점 지지부 상에서 지지되어 제어된 플레이트 지지를 형성한다. 그러나, 일부 경우에, 프로세스(예를 들어, 현상, 베이크, 에칭 등)가 공작물의 특성을 변화시킬 수 있을 것이다. 또한, 일부 경우에, 패턴 자체가 플레이트의 특성을 국부적으로 변화시킬 수 있을 것이다. 이러한 특성의 변화는, 예를 들어, 탄성계수(영률)가 될 수 있고, 이는 포괄적으로 또는 국부적으로 공작물에 영향을 미칠 수 있을 것이다. 예시적인 실시예에 따른 2개의 패터닝 단계들 사이에서 공작물 표면 형상에서 측정된 편차가 반도체 용도에서 이용되어 오버레이 능력(capability)을 개선할 수 있을 것이다.
도 5와 관련하여 전술한 패턴 생성 시스템에 더하여, 적어도 예시적인 실시예에 따른 방법이 공작물 표면 상에 패턴을 기록하기 위한 임의의 통상적인 패턴 생성 장치 내에서 실행될 수 있을 것이며, 그러한 장치는: 다수의 측정 포인트들로 분할되는 표면을 구비하는 공작물 지지 스테이지; 일부 측정 포인트들에서 표면의 구배를 결정하기 위한 수단; 적어도 구배를 함수로 하여 일부 측정 포인트에 대한 X-Y 평면 내의 2-차원적인 국부적인 오프셋(d)을 계산하기 위한 수단; 그리고 2-차원적인 국부적인 오프셋(d)을 이용하여 상기 표면 상에 기록될 패턴을 교정하기 위한 수단을 포함한다.
전술한 실시예들에 대한 설명은 설명을 위한 것이다. 이는 본원 발명을 제한하는 것이 아니다. 특정 실시예들의 개별적인 구성요소 또는 특징은 특정 실시예의 구성요소나 특징으로 한정되는 것이 아니고, 특별한 언급이 없더라도, 적용 가능한 경우에는, 상호 교환될 수 있을 것이고 선택된 실시예에서 이용될 수 있을 것이다. 동일한 것도 다양한 방식으로 변화될 수 있을 것이다. 그러한 변화가 본원 발명을 벗어나는 것은 아닐 것이고 그리고 그러한 모든 변경은 본원 발명의 범위에 포함될 것이다.

Claims (20)

  1. 공작물(workpiece)을 패터닝하고 정렬하는 방법에 있어서:
    공작물의 제 1의 Z-형상을 획득하는 단계(S302, S404);
    공작물 상에 기준 그리드(reference grid)를 패터닝하는 단계(S304, S402);
    공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하는 단계(S310)로서, 제 2의 Z-형상은 제 1의 Z-형상과 상이한, 제 2의 Z-형상 획득 단계(S310);
    획득된 제 1의 Z-형상 및 제 2의 Z-형상을 기초로 보상 값 세트를 계산하는 단계(S312);
    계산된 보상 값 세트를 기초로 기준 그리드를 업데이트하는 단계(S318); 그리고
    공작물의 후속 층을 패터닝하는 단계(S320)를 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하기에 앞서서 공작물을 프로세싱하는 단계(S306)를 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공작물의 제 1의 Z-형상을 획득한 후에 정렬 마크들을 패터닝하는 단계(S304)를 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공작물의 제 1의 Z-형상을 획득하기 전에 정렬 마크들을 패터닝하는 단계(S402)를 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계산된 보상 값 세트를 기초로 하나 이상의 포괄적인 변환(global transformation)을 계산하는 단계(S316); 그리고
    포괄적인 변환을 기초로 기준 그리드를 업데이트하는 단계(S316)를 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 포괄적인 변환이 아핀 변환(affine transformation), 프로젝트 변환(project transformation) 또는 다른 타입의 선형 변환(linear transformation)인
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기준 그리드가 제 1 패턴 생성장치에 의해서 패터닝되고 그리고 후속 층이 제 2 패턴 생성장치에 의해서 패터닝되는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1의 Z-형상 및 제 2의 Z-형상 사이의 편차로 인한 오버레이 오류(overlay errors)가 절대 정합(absolute registration)의 변경 없이 보상될 수 있는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1의 Z-형상을 획득하는 단계는 제 1 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향을 따라 높이를 측정하는 단계를 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2의 Z-형상을 획득하는 단계는 제 2 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향을 따라 높이를 측정하는 단계를 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보상 값 세트는 다수의 측정 포인트의 각각에 상응하는 보상 값을 포함하고,
    상기 각각의 보상 값을 계산하는 단계는:
    다수의 측정 포인트들 중의 하나의 측정 포인트에서 제 1 높이 측정치와 제 2 높이 측정치 사이의 편차를 계산하는 단계; 그리고
    공작물의 두께 및 계산된 편차를 기초로 측정 포인트에 대한 보상 값을 계산하는 단계를 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물을 패터닝하고 정렬하는 방법.
  12. 공작물을 패터닝하기 위한 장치(500)에 있어서:
    공작물(11)의 제 1의 Z-형상을 획득하기 위한 수단(22);
    상기 공작물 상에서 기준 그리드를 패터닝하기 위한 수단(21);
    상기 공작물을 프로세싱하기 위한 수단;
    상기 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하기 위한 수단(22)으로서, 제 2의 Z-형상은 제 1의 Z-형상과 상이한, 제 2의 Z-형상 획득 수단(22);
    제 1 및 제 2의 Z-형상을 기초로 보상 값 세트를 계산하기 위한 수단(30);
    보상 값 세트를 기초로 기준 그리드를 업데이트하기 위한 수단(30); 그리고
    공작물의 후속 층을 패터닝하기 위한 수단(21)을 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    계산된 보상 값 세트를 기초로 하나 이상의 포괄적인 변환을 계산하기 위한 수단(30); 그리고
    포괄적인 변환을 기초로 기준 그리드를 업데이트하기 위한 수단(30)을 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    정렬 마크를 패터닝하기 위한 수단(21)을 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    제 1의 Z-형상을 획득하기 위한 수단은 제 1 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향으로 높이를 측정하기 위한 수단(22)을 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제 2의 Z-형상을 획득하기 위한 수단은 제 2 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트들의 각각에서 Z-방향으로 높이를 측정하기 위한 수단(22)을 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 보상 값 세트는 다수의 측정 포인트들의 각각에 상응하는 보상 값을 포함하고,
    상기 각각의 보상 값을 계산하기 위한 수단은:
    다수의 측정 포인트 중 하나의 측정 포인트에서 제 1 높이 측정치 및 제 2 높이 측정치 사이의 편차를 계산하기 위한 수단(30); 그리고
    공작물의 두께 및 계산된 편차를 기초로 측정 포인트에 대한 보상 값을 계산하기 위한 수단(30)을 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  18. 공작물(11)을 패터닝하기 위한 장치(500)에 있어서:
    패턴 생성 장치(21) 그리고 Z-교정 및 프로세싱 모듈(Z- correction and processing module; 30)을 포함하며,
    상기 패턴 생성 장치(21)가 적어도 공작물의 제 1 및 제 2 층을 패터닝하도록, 공작물의 제 1 층의 패터닝 이전에 또는 이후에 공작물의 제 1의 Z-형상을 획득하도록, 그리고 공작물의 제 2 층의 패터닝 이후에 공작물의 제 2의 Z-형상을 획득하도록 구성되며,
    상기 Z-교정 및 프로세싱 모듈(30)이 제 1 및 제 2의 Z-형상을 기초로 보상 값 세트를 계산하도록, 그리고 계산된 보상 값 세트를 기초로 기준 그리드를 업데이트하도록 구성되며,
    제 2의 Z-형상은 제 1의 Z-형상과 상이한
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 패턴 생성 장치가:
    공작물이 정렬되어 놓이는 스테이지(23);
    공작물의 제 1 및 제 2의 Z-형상을 획득하도록 구성된 측정 툴(22); 그리고
    적어도 공작물의 제 1 및 제 2 층을 패터닝하도록 구성된 패턴 생성 툴(21)을 포함하는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 보상 값 세트는 다수의 측정 포인트의 각각에 상응하는 보상 값을 포함하고,
    상기 측정 툴은 제 1 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트의 각각에서 Z-방향을 따라 높이를 측정함으로써 제 1의 Z-형상을 획득하도록 구성되고,
    상기 측정 툴은 제 2 높이 측정치 세트를 생성하기 위해서 공작물 상의 다수의 측정 포인트의 각각에서 Z-방향을 따라 높이를 측정함으로써 제 2의 Z-형상을 획득하도록 구성되며,
    상기 Z-교정 및 프로세싱 모듈은, 다수의 측정 포인트 중 하나의 측정 포인트에서 제 1 높이 측정치와 제 2 높이 측정치 사이의 편차를 계산함으로써, 그리고 공작물의 두께와 계산된 편차를 기초로 측정 포인트에 대한 보상 값을 계산함으로써, 보상 값의 각각을 계산하도록 구성되는
    것을 특징으로 하는 공작물 패터닝 장치.
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