KR102185748B1 - 직접 기록 마스크리스 리소그래피용 장치 - Google Patents

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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

노광 장치가 설명되는데, 그 장치는: 기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더; 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스 - 상기 패터닝 디바이스는, 기판 상의 복수의 노광 영역의 각각의 어레이 상으로 변조된 방사선을 투영하도록 구성되는 복수의 방사선 소스 모듈의 어레이를 포함함 - ; 기판 상으로 소망되는 패턴의 투영을 가능하게 하기 위해 투영 관련 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 분산 프로세싱 시스템 - 상기 분산 프로세싱 시스템은, 적어도 하나의 중앙 프로세싱 유닛(1700) 및 각각의 복수의 방사선 소스 모듈과 관련되는 복수의 모듈 프로세싱 유닛(1710)을 포함함 - 을 포함한다.

Description

직접 기록 마스크리스 리소그래피용 장치
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2016년 7월 19일자로 출원된 그리고 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 EP 출원 16180163.4의 우선권을 주장한다.
분야
본 개시는 마스크리스(maskless) 리소그래피용 리소그래피 장치에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 또는 기판의 일부 상으로 소망되는 패턴을 적용하는 머신이다. 리소그래피 장치는, 예를 들면, 집적 회로(integrated circuit; IC), 플랫 패널 디스플레이, 및 미세 피쳐를 갖는 다른 디바이스 또는 구조체의 제조에서 사용될 수도 있다. 종래의 리소그래피 장치에서, 마스크 또는 레티클(reticle)로 칭해질 수도 있는 패터닝 디바이스(patterning device)는, IC, 플랫 패널 디스플레이, 또는 다른 디바이스의 개개의 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 이 패턴은, 예를 들면, 기판 상에 제공되는 방사선(radiation) 감응 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해, 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트)(기판의 일부) 상으로 전사될 수도 있다.
회로 패턴 대신, 패터닝 디바이스는 다른 패턴, 예를 들면, 컬러 필터 패턴, 또는 도트의 매트릭스를 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 통상적인 마스크 대신, 패터닝 디바이스는, 회로 또는 다른 적용 가능한 패턴을 생성하는 개별적으로 주소 지정 가능한(addressable) 엘리먼트의 어레이를 포함하는 패턴화 어레이를 포함할 수도 있다. 종래의 마스크 기반의 시스템과 비교한 이러한 "마스크리스" 시스템의 이점은, 패턴이 더욱 신속하게 그리고 더 적은 비용으로 제공 및/또는 변경될 수 있다는 것이다.
따라서, 마스크리스 시스템은 프로그래밍 가능한(programmable) 패터닝 디바이스(예를 들면, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스, 등등)를 포함한다. 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이를 사용하여 소망되는 패턴화된 빔을 형성하도록 (예를 들면, 전자적으로 또는 광학적으로) 프로그래밍된다. 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스의 타입은 마이크로 미러 어레이, 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD) 어레이, 격자형 라이트 밸브 어레이(grating light valve array), 및 등등을 포함한다.
예를 들면, 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스를 포함하는 유연하고 저비용의 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
한 실시형태에서, 다음을 포함하는 노광 장치(exposure apparatus)가 제공된다:
- 기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더;
- 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스 - 패터닝 디바이스는, 기판 상의 복수의 노광 영역의 각각의 어레이 상으로 변조된 방사선을 투영하도록 구성되는 복수의 방사선 소스 모듈의 어레이를 포함함 - ;
- 기판 상으로 소망되는 패턴의 투영을 가능하게 하기 위해 투영 관련 데이터(projection related data)를 프로세싱하도록 구성되는 분산 프로세싱 시스템 - 분산 프로세싱 시스템은, 적어도 하나의 중앙 프로세싱 유닛 및 각각의 복수의 방사선 소스 모듈과 관련되는 복수의 모듈 프로세싱 유닛을 포함함 - .
본원에 통합되며 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부하는 도면은, 본 발명의 실시형태를 예시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 실시형태의 원리를 설명하도록 그리고 관련 기술 분야에서 숙련된 자가 실시형태를 만들고 사용하는 것을 가능하게 하도록 또한 역할을 한다.
도 1은 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 측면도를 묘사한다.
도 2는 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 상면도를 묘사한다.
도 3은 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 상면도를 묘사한다.
도 4a 및 도 4b는 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 측면도를 묘사한다.
도 5는 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 상면도를 묘사한다.
도 6은 패턴을 기판에 전사하는 스킴(scheme)의 한 실시형태를 묘사한다.
도 7a, 7b, 7c, 7d 및 7e는 한 실시형태에 따른 제조 방법의 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 패턴을 기판에 전사하는 스킴의 한 실시형태를 묘사한다.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 9d 및 도 9e는 한 실시형태에 따른 제조 방법의 개략도이다.
도 10은 렌즈의 수 대 인접한 이미터 사이의 피치의 그래프이다.
도 11은 한 실시형태에 따른 이미터 어레이 및 본드 패드를 각각 갖는 복수의 렌즈의 개략적인 상면도를 묘사한다.
도 12는 한 실시형태에 따른 이미터 어레이의 개략적인 저면도(bottom view)를 묘사한다.
도 13a는 한 실시형태에 따른 이미터 어레이의 개략도를 묘사한다.
도 13b는 한 실시형태에 따른 이미터 어레이의 개략도를 묘사한다.
도 14는 한 실시형태에 따른 마이크로렌즈 어레이(micro-lens array; MLA) 모듈의 개략도를 묘사한다.
도 15는 한 실시형태에 따른 패턴화 장치의 일부의 개략적인 상면도를 묘사한다.
도 16은 한 실시형태에 따른 노광 장치에서 적용될 수 있는 바와 같은 프로세싱 유닛을 묘사한다.
도 17은 한 실시형태에 따른 노광 장치에서 적용될 수 있는 분산 프로세싱 시스템을 묘사한다.
도 18은 한 실시형태에 따른 노광 장치에서 적용될 수 있는 바와 같은 다른 분산 프로세싱 시스템을 묘사한다.
도 19는 한 실시형태에 따른 기판 및 패턴화 장치의 일부의 개략적인 상면도를 묘사한다.
이제, 하나 이상의 실시형태가 첨부하는 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 동일한 또는 기능적으로 유사한 엘리먼트를 나타낼 수도 있다.
마스크리스 리소그래피 장치, 마스크리스 리소그래피 방법, 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스 및 다른 장치, 제조 물품 및 방법의 하나 이상의 실시형태가 본원에서 설명된다. 한 실시형태에서, 저비용의 및/또는 유연한 마스크리스 리소그래피 장치가 제공된다. 마스크리스이기 때문에, 예를 들면, IC 또는 플랫 패널 디스플레이를 노광시키는 데 어떠한 종래의 마스크도 필요하지 않다.
한 실시형태에서, 리소그래피 장치는 고도로 유연하다. 한 실시형태에서, 리소그래피 장치는 상이한 사이즈, 타입 및 특성의 기판으로 확장 가능하다. 따라서, 리소그래피 장치는 주로 일반적인 리소그래피 장치 플랫폼을 사용하는 다수의 리소그래피 장치를 사용하여 또는 단일의 리소그래피 장치로 다수의 애플리케이션(예를 들면, IC, 플랫 패널 디스플레이, 패키징, 등등)을 가능하게 할 수 있다.
한 실시형태에서, 리소그래피 장치는 저가이다. 한 실시형태에서, 일반적인 기성 컴포넌트(예를 들면, 방사선 방출 다이오드(radiation emitting diode), 단순한 가동(movable) 기판 홀더, 및 렌즈 어레이)만이 사용된다. 한 실시형태에서, 간단한 투영 광학기기(projection optics)를 가능하게 하기 위해 픽셀 그리드 이미징(pixel-grid imaging)이 사용된다. 한 실시형태에서, 비용을 감소시키고 및/또는 복잡성을 감소시키기 위해, 단일의 주사 방향을 갖는 기판 홀더가 사용된다.
도 1은 한 실시형태에 따른 리소그래피 투영 장치(100)의 일부를 개략적으로 묘사한다. 장치(100)는 패터닝 디바이스(104), 오브젝트 홀더(object holder)(106)(예를 들면, 기판 테이블과 같은 오브젝트 테이블(object table)), 및 투영 시스템(108)을 포함한다.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는, 방사선을 변조하여 빔(110)에 패턴을 적용하기 위한 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다. 한 실시형태에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 위치는 투영 시스템(108)에 대해 고정될 수 있다. 그러나, 대안적인 배열에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 (예를 들면, 투영 시스템(108)과 관련하여) 소정의 파라미터에 따라 그들 중 하나 이상을 정확하게 배치하기 위해 위치 결정 디바이스(positioning device)(도시되지 않음)에 연결될 수도 있다.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는 자체 방출형 콘트라스트 디바이스(self-emissive contrast device)이다. 이러한 패터닝 디바이스(104)는 방사선 시스템에 대한 필요성을 제거하는데, 이것은, 예를 들면, 리소그래피 장치의 비용 및 사이즈를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는, 발광 다이오드(light-emitting diode; LED), 유기 LED(organic LED; OLED), 폴리머 LED(polymer LED; PLED), 레이저 다이오드(예를 들면, 솔리드 스테이트 레이저 다이오드), 수직 외부 공동 면발광 레이저(vertical external cavity surface emitting laser; VECSEL), 수직 공동 면발광 레이저(vertical cavity surface emitting laser; VCSEL), 또는 이들의 임의의 조합과 같은 방사선 방출 다이오드를 포함할 수 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 모두 LED이다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 약 380 내지 440 nm, 예를 들면, 약 400 또는 405 nm의 범위의 파장을 갖는 방사선을 방출한다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 1 내지 100 마이크로와트(μW)의 범위로부터 선택되는 출력 전력을 제공할 수 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 약 3 마이크로암페어(μA)의 출력 전류를 제공할 수 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 약 2 마이크로미터(㎛) 또는 그 미만, 예를 들면, 약 1 마이크로미터 또는 그 미만의 방출 단면 폭을 갖는다(예를 들면, 1:1 광학기기를 가정하면; 예를 들면, 2:1 또는 4:1의 축소 광학기기를 사용하는 경우, 약 8 ㎛ 또는 그 미만과 같은 더 큰 방출 단면 폭이 사용될 수 있음).
한 실시형태에서, 자체 방출형 콘트라스트 디바이스는, 다른 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)가 동작에 실패하거나 또는 적절하게 동작하지 않는 경우 "용장성의(redundant)" 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)가 사용되는 것을 허용하는 데 필요로 되는 것보다 더 많은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다. 게다가, 개개의 엘리먼트(102)가 단독으로 충분한 광학적 출력(optical output)을 제공할 수 없는 경우 소정의 전력 또는 조사량(dose)을 전달하도록 엘리먼트(102)로 하여금 함께 작용하게 하기 위해 또는 엘리먼트(102)의 사용량을 그들의 최대 또는 설계 명세로부터 감소시키는 것에 의해 엘리먼트(102)로 하여금 "부하를 공유하게" 하기 위해, 필요로 될 수도 있는 것보다 더 많은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)가 사용될 수 있을 것이다.
리소그래피 장치(100)는 오브젝트 홀더(106)를 포함한다. 이 실시형태에서, 오브젝트 홀더는 기판(114)(예를 들면, 레지스트가 코팅된 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판)을 유지하기 위한 오브젝트 테이블(106)을 포함한다. 오브젝트 테이블(106)은 최대 6 자유도에서(예를 들면, X 및/또는 Y 방향에서) 이동 가능할 수도 있고, 위치 결정 디바이스(116)에 연결되어 소정의 파라미터에 따라 기판(114)을 정확하게 배치할 수도 있다. 예를 들면, 위치 결정 디바이스(116)는 투영 시스템(108) 및/또는 패터닝 디바이스(104)에 대해 기판(114)을 정확하게 배치할 수도 있다. 한 실시형태에서, 오브젝트 테이블(106)의 이동은, 도 1에서 명시적으로 묘사되지 않는, 긴 스트로크 모듈(long-stroke module)(대략적인 위치 결정) 및 옵션 사항으로(optionally) 짧은 스트로크 모듈(short-stroke module)(정밀한 위치 결정)을 포함하는 위치 결정 디바이스(116)를 사용하여 실현될 수도 있다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 배치하기 위해 유사한 시스템이 사용될 수도 있는데, 그 결과, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 최대 6 자유도에서(예를 들면, X 및/또는 Y 방향에서) 이동될 수 있다, 예를 들면, 오브젝트 테이블(106)의 주사 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 주사할 수 있고 옵션 사항으로 주사 방향에 직교하는 방향으로 진행할 수 있다. 빔(110)이 대안적으로/추가적으로 이동 가능할 수도 있고, 한편, 오브젝트 테이블(106) 및/또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 요구되는 상대적 이동을 제공하기 위해 고정된 위치를 가질 수도 있다. 이러한 배열은 장치의 사이즈를 제한함에 있어서 도움이 될 수도 있다.
예를 들면, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적용 가능할 수도 있는 한 실시형태에서, 오브젝트 테이블(106)은 고정식일 수도 있고, 위치 결정 디바이스(116)는 오브젝트 테이블(106)에 대해(예를 들면, 위에서) 기판(114)을 이동시키도록 구성된다. 예를 들면, 오브젝트 테이블(106)은, 실질적으로 일정한 속도로 기판(114)을 가로질러 그것을 주사하는 시스템을 구비할 수도 있다. 이것이 행해지는 경우, 오브젝트 테이블(106)은 편평한 최상부 표면 상에 다수의 개구를 구비할 수도 있는데, 그 개구를 통해 가스가 공급되어 기판(114)을 지지할 수 있는 가스 쿠션을 제공할 수도 있다. 이것은 통상적으로 가스 베어링 장치(gas bearing arrangement)로 지칭된다. 기판(114)은, 빔(110)의 경로에 대해 기판(114)을 정확하게 위치 결정할 수 있는 하나 이상의 액추에이터(도시되지 않음)를 사용하여 오브젝트 테이블(106) 위에서 이동된다. 대안적으로, 기판(114)은, 개구를 통한 가스의 통과를 선택적으로 시작하고 중지시키는 것에 의해, 오브젝트 테이블(106)에 대해 이동될 수도 있다. 한 실시형태에서, 오브젝트 홀더(106)는 기판이 감겨지는(rolled) 롤 시스템일 수 있고, 위치 결정 디바이스(116)는 롤 시스템을 회전시켜 기판을 오브젝트 테이블(106) 상으로 제공하는 모터일 수도 있다.
개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 변조되는 패턴화된 빔을 기판(114)의 타겟 부분(120)(예를 들면, 하나 이상의 다이) 상으로 투영하기 위해, 투영 시스템(108)(예를 들면, 석영, 유리, 플라스틱(예를 들면, COC) 및/또는 CaF2 렌즈 시스템 또는 광학 엘리먼트, 또는 이러한 재료로 제조되는 렌즈 엘리먼트, 또는 미러 시스템, 또는 폴리머의 추가적인 층을 갖는 광학 엘리먼트(예를 들면, 유리 엘리먼트), 또는 편평한 표면 및 구형 표면 - 구형 표면은, 예를 들면, 폴리머 층, 등등을 사용하여 비구면 표면(aspherical surface)으로 수정될 수 있음 - 을 포함하는 광학 엘리먼트를 포함하는 반사굴절 시스템(catadioptric system))이 사용될 수 있다. 투영 시스템(108)은, 패턴이 기판(114) 상에서 코히어런트하게(coherently) 형성되도록, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 제공되는 패턴을 이미지화할 수도 있다. 대안적으로, 투영 시스템(108)은 이차 소스(secondary source)의 이미지를 투영할 수도 있는데, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 엘리먼트는, 이차 소스의 이미지에 대해서 셔터로서 작용한다.
이와 관련하여, 투영 시스템은, 예를 들면, 이차 소스를 형성하기 위해 그리고 기판(114) 상으로의 스팟을 이미지화하기 위해, 포커싱 엘리먼트, 또는 복수의 포커싱 엘리먼트(본원에서 일반적으로 렌즈 어레이로서 칭해짐), 예를 들면, 마이크로렌즈 어레이(micro-lens array)(MLA로서 알려짐) 또는 프레넬(Fresnel) 렌즈 어레이를 포함할 수도 있다. 한 실시형태에서, 렌즈 어레이(예를 들면, MLA)는 적어도 10 개의 포커싱 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 100 개의 포커싱 엘리먼트, 적어도 1,000 개의 포커싱 엘리먼트, 적어도 10,000 개의 포커싱 엘리먼트, 적어도 100,000 개의 포커싱 엘리먼트, 또는 적어도 1,000,000 개의 포커싱 엘리먼트를 포함한다. 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 수는, 렌즈 어레이 내의 포커싱 엘리먼트의 수와 동일하거나 또는 더 크다. 한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 복수의 포커싱 엘리먼트를 포함하고, 적어도 하나의 포커싱 엘리먼트는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나 이상과, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나와만, 또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 2 개 이상과, 예를 들면, 3개 이상과, 5 개 이상과, 10 개 이상과, 20 개 이상과, 25 개 이상과, 35 개 이상과, 또는 50 개 이상과 광학적으로 관련되고; 한 실시형태에서, 복수의 광학 엘리먼트 중 적어도 하나의 포커싱 엘리먼트는 5,000 개 미만의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와, 예를 들면, 2,500 개 미만, 1,000 개 미만, 500 개 미만, 또는 100 개 미만과 광학적으로 관련된다.
한 실시형태에서, 렌즈 어레이는, 이차원 어레이 내의 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와 각각 광학적으로 관련되는 두 개 이상의 포커싱 엘리먼트(예를 들면, 1,000 개보다 더 많은, 대부분, 또는 거의 모두)를 포함한다.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는, 예를 들면, 하나 이상의 액추에이터의 사용을 통해, 적어도, 기판 쪽으로의 그리고 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 패터닝 디바이스를 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다는 것은, 예를 들면, (예를 들면, 비평면 기판 상에서의 국소적 초점 조정을 위해) 기판 또는 렌즈 어레이를 이동시키지 않고도 초점 조정을 허용한다.
한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 (만들기 용이할 수도 있는, 예를 들면, 사출 성형, 및/또는 가격이 알맞을 수도 있는) 플라스틱 포커싱 엘리먼트를 포함하는데, 이 경우, 예를 들면, 방사선의 파장은 약 400 nm보다 더 크거나 또는 동일하다(예를 들면, 405 nm). 한 실시형태에서, 방사선의 파장은 약 350 nm 내지 500 nm의 범위, 예를 들면, 약 375 내지 425 nm의 범위로부터 선택된다. 한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 석영 또는 유리 포커싱 엘리먼트를 포함한다.
한 실시형태에서, 각각의 또는 복수의 포커싱 엘리먼트는 비대칭 렌즈(예를 들면, 하나 이상의 비대칭 표면을 가짐)일 수도 있다. 비대칭성은 복수의 포커싱 엘리먼트의 각각에 대해 동일할 수도 있거나 또는 복수의 포커싱 엘리먼트 중 하나 이상의 포커싱 엘리먼트의 경우 복수의 포커싱 엘리먼트 중 하나 이상의 상이한 엘리먼트에 대한 것과는 상이할 수도 있다. 비대칭 렌즈는 타원형 방사선 출력을 원형 투영 스팟으로 또는 그 반대로 변환하는 것을 용이하게 할 수도 있다.
한 실시형태에서, 포커싱 엘리먼트는, 시스템에 대한 낮은 개구수(numerical aperture; NA)를 획득하기 위해 방사선을 초점을 벗어나 기판 상으로 투영하도록 배열되는 높은 NA를 갖는다. 더 높은 NA 렌즈는, 이용 가능한 낮은 NA 렌즈보다 더 경제적일 수도 있고, 더 보급될 수도 있고 및/또는 더 우수한 품질일 수도 있다. 한 실시형태에서, 낮은 NA는 0.3 미만이거나 또는 동일한데, 한 실시형태에서는, 0.18, 0.15 또는 그 미만이다. 따라서, 더 높은 NA 렌즈는 시스템에 대한 설계 NA보다 더 큰, 예를 들면, 0.3보다 더 큰, 0.18보다 더 큰, 또는 0.15보다 더 큰 NA를 갖는다.
한 실시형태에서, 투영 시스템(108)이 패터닝 디바이스(104)와는 별개이지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 투영 시스템(108)은 패터닝 디바이스(108)와 일체형일 수도 있다. 예를 들면, 렌즈 어레이 블록 또는 플레이트는 패터닝 디바이스(104)에 부착될 수도 있다(그와 일체형일 수도 있다). 한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 개개의 공간적으로 분리된 렌즈릿(lenslet)의 형태일 수도 있는데, 각각의 렌즈릿은 하기에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 패터닝 디바이스(104)의 하나 이상의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 부착된다(그와 일체형이다).
옵션 사항으로, 리소그래피 장치는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 방사선(예를 들면, 자외선(UV) 방사선)을 공급하는 방사선 시스템을 포함할 수도 있다. 패터닝 디바이스가 방사선 소스 그 자체, 예를 들면, 레이저 다이오드 어레이 또는 LED 어레이인 경우, 리소그래피 장치는, 방사선 시스템 없이, 즉 패터닝 디바이스 그 자체 이외의 방사선 소스, 또는 적어도 단순화된 방사선 시스템 없이 설계될 수도 있다.
방사선 시스템은 방사선 소스로부터 방사선을 수신하도록 구성되는 조명 시스템(일루미네이터)을 포함한다. 조명 시스템은 다음의 엘리먼트 중 하나 이상을 포함한다: 방사선 전달 시스템(예를 들면, 적절한 지향 미러(directing mirror)), 방사선 컨디셔닝 디바이스(radiation conditioning device)(예를 들면, 빔 익스팬더(beam expander)), 방사선의 각도 강도 분포(angular intensity distribution)를 설정하기 위한 조정 디바이스(일반적으로, 일루미네이터의 동공 평면(pupil plane) 내에서의 강도 분포(intensity distribution)의 적어도 바깥쪽 반경 및/또는 안쪽 반경 범위(일반적으로 σ 바깥쪽 및 σ 안쪽으로 각각 칭해짐)가 조정될 수 있음), 적분기 및/또는 집광 장치(condenser). 조명 시스템은, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 제공될 방사선을, 그 단면에서 소망되는 균일성 및 강도 분포를 가지도록 컨디셔닝하기 위해 사용될 수도 있다. 조명 시스템은, 예를 들면, 각각이 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나 이상과 관련될 수도 있는 복수의 서브 빔으로 방사선을 분할하도록 배열될 수도 있다. 방사선을 서브 빔으로 분할하기 위해, 예를 들면, 이차원 회절 격자가 사용될 수도 있다. 본 설명에서, 용어 "방사선의 빔" 및 "방사선 빔"은, 빔이, 방사선의 복수의 이러한 방사선 서브 빔으로 구성되는 상황을 포괄하지만, 그러나 이것으로 제한되지는 않는다.
방사선 시스템은 또한 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로의 또는 그에 의한 공급을 위한 방사선을 생성하는 방사선 소스(예를 들면, 엑시머 레이저)를 포함할 수도 있다. 방사선 소스 및 리소그래피 장치(100)는, 예를 들면, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 별개의 엔티티일 수도 있다. 이러한 경우에, 방사선 소스는 리소그래피 장치(100)의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선은 소스로부터 일루미네이터로 전달된다. 다른 경우에, 방사선 소스는, 예를 들면, 방사선 소스가 수은 램프인 경우, 리소그래피 장치(100)의 일체형 부품일 수도 있다.
한 실시형태에서, 한 실시형태에서 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)일 수도 있는 방사선 소스는, 적어도 5 nm, 예를 들면, 적어도 10 nm, 적어도 50 nm, 적어도 100 nm, 적어도 150 nm, 적어도 175 nm, 적어도 200 nm, 적어도 250 nm, 적어도 275 nm, 적어도 300 nm, 적어도 325 nm, 적어도 350 nm, 또는 적어도 360 nm의 파장을 갖는 방사선을 제공할 수 있다. 한 실시형태에서, 방사선은 최대 450 nm, 예를 들면, 최대 425 nm, 최대 375 nm, 최대 360 nm, 최대 325 nm, 최대 275 nm, 최대 250 nm, 최대 225 nm, 최대 200 nm, 또는 최대 175 nm의 파장을 갖는다. 한 실시형태에서, 방사선은, 436 nm, 405 nm, 365 nm, 355 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 126 nm, 및/또는 13.5 nm를 포함하는 파장을 갖는다. 한 실시형태에서, 방사선은 약 365 nm 또는 약 355 nm의 파장을 포함한다. 한 실시형태에서, 방사선은, 예를 들면, 365 nm, 405 nm 및 436 nm를 포괄하는 넓은 대역의 파장을 포함한다. 355 nm 레이저 소스가 사용될 수 있을 것이다. 한 실시형태에서, 방사선은 약 405 nm의 파장을 갖는다.
패터닝 디바이스(104)가 방사선 방출형이 아닌 리소그래피 장치(100)의 동작에서, 방사선은 방사선 시스템(조명 시스템 및/또는 방사선 소스)으로부터 패터닝 디바이스(104)(예를 들면, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트) 상에 입사하고 패터닝 디바이스(104)에 의해 변조된다.
대안적으로, 패터닝 디바이스가 자체 방출형이고 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)(예를 들면, LED)를 포함하는 리소그래피 장치(100)의 동작에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 각각이 소망되는 패턴에 따라 "ON" 또는 "OFF" 전환될 수도 있도록 제어 회로(도시되지 않음)에 의해 변조되는데, 여기서, "ON"은 "OFF" 인 경우보다 더 높은 강도 또는 조사량을 갖는 방사선 방출 상태이다. 한 실시형태에서, "ON" 또는 "OFF"는 다양한 그레이 레벨을 포함할 수 있다.
복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 생성된 이후, 패턴화된 빔(110)은 투영 시스템(108)을 통과하는데, 투영 시스템(108)은 빔(110)을 기판(114)의 타겟 부분(120) 상으로 집속한다.
위치 결정 디바이스(116)(및 옵션 사항으로 베이스(136) 상의 위치 센서(134)(예를 들면, 간섭계 빔(138)을 수신하는 간섭계 측정 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서))의 도움으로, 기판(114)은, 예를 들면, 빔(110)의 경로에 상이한 타겟 부분(120)을 배치하도록, 정확하게 이동될 수 있다. 사용되는 경우, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 대한 위치 결정 디바이스는, 예를 들면, 주사 동안 빔(110)의 경로에 대해 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 위치를 정확하게 보정하도록 사용될 수 있다.
비록 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치(100)가 본원에서 기판 상의 레지스트를 노광하도록 구성되는 것으로 설명되지만, 장치(100)는 무레지스트(resistless) 리소그래피에서의 사용을 위한 패턴화된 빔(110)을 투영하기 위해 사용될 수도 있다.
리소그래피 장치(100)는 (예를 들면, 반사형의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 활용하는) 반사 타입의 것일 수도 있다. 대안적으로, 장치는 (예를 들면, 투과형의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 활용하는) 투과 타입의 것일 수도 있다.
묘사된 장치(100)는 다음과 같은 하나 이상의 모드에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 전체 패턴화된 방사선 빔(110)이 한번에 타겟 부분(120) 상으로 투영되는 동안, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및 기판(114)은 본질적으로 정지된 상태로 유지된다(즉, 단일의 정적 노광). 그 다음, 기판(114)은, 상이한 타겟 부분(120)이 패턴화된 방사선 빔(110)에 노광될 수 있도록, X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 사이즈는, 단일의 정적 노광에서 이미지화되는 타겟 부분(120)의 사이즈를 제한한다.
2. 주사 모드에서, 패턴 방사선 빔(110)이 타겟 부분(120) 상으로 투영되는 동안, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및 기판(114)은 동기적으로 주사된다(즉, 단일의 동적 노광). 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 대한 기판의 속도 및 방향은, 투영 시스템(projection system; PS)의 배율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수도 있다. 주사 모드에서, 노광 필드의 최대 사이즈는 단일의 동적 노광에서 타겟 부분의 (비주사 방향에서의) 폭을 제한하고, 반면, 주사 모션의 길이는 타겟 부분의 (주사 방향에서의) 길이를 결정한다.
3. 펄스 모드에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 본질적으로 정지된 상태로 유지되고, 전체 패턴은 (예를 들면, 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)에 의해 또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 펄싱하는(pulsing) 것에 의해 제공되는) 펄싱을 사용하여 기판(114)의 타겟 부분(120) 상으로 투영된다. 기판(114)은, 패턴화된 빔(110)이 기판(114)을 가로지르는 라인을 주사하게 되도록, 본질적으로 일정한 속도를 가지고 이동된다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 의해 제공되는 패턴은 펄스 사이에서 요구될 때 업데이트되고, 펄스는 연속적인 타겟 부분(120)이 기판(114) 상의 요구되는 위치에서 노광되도록, 타이밍이 맞춰진다. 결과적으로, 패턴화된 빔(110)은 기판(114)의 스트립에 대한 완전한 패턴을 노광하기 위해 기판(114)을 가로질러 주사할 수 있다. 전체 기판(114)이 라인 단위로 노광될 때까지 프로세스는 반복된다.
4. 연속 주사 모드에서는, 실질적으로 일정한 속도로 방사선 B의 변조된 빔에 대하여 기판(114)이 주사되고, 패턴화된 빔(110)이 기판(114)을 가로질러 주사하여 그것을 노광함에 따라 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상의 패턴이 업데이트되는 것을 제외하고는, 펄스 모드와 본질적으로 동일하다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상의 패턴의 업데이트에 동기화되는, 실질적으로 일정한 방사선 소스 또는 펄스화된 방사선 소스가 사용될 수도 있다.
상기에서 설명된 사용 모드의 조합 및/또는 변형 또는 완전히 상이한 사용 모드가 또한 활용될 수도 있다.
도 2는 기판(예를 들면, 300 mm 웨이퍼)과 함께 사용하기 위한 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 상면도를 묘사한다. 도 2에서 도시되는 바와 같이, 리소그래피 장치(100)는 기판(114)을 유지하기 위한 기판 테이블(106)을 포함한다. 기판 테이블(106)을 화살표(123)로 도시되는 바와 같이 적어도 X 방향으로 이동시키기 위한 위치 결정 디바이스(116)가 기판 테이블(106)과 관련된다. 옵션 사항으로, 위치 결정 디바이스(116)는 기판 테이블(106)을 Y 방향 및/또는 Z 방향으로 이동시킬 수도 있다. 위치 결정 디바이스(116)는 또한, X, Y 및/또는 Z 방향을 중심으로 기판 테이블(106)을 회전시킬 수도 있다. 따라서, 위치 결정 디바이스(116)는 최대 6 자유도의 모션을 제공할 수도 있다. 한 실시형태에서, 기판 테이블(106)은 X 방향의 모션만을 제공하는데, 그 이점은 더 낮은 비용 및 더 적은 복잡성이다.
리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열되는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 더 포함한다. 프레임(160)은 기판 테이블(106) 및 그것의 위치 결정 디바이스(116)로부터 기계적으로 분리될 수도 있다. 기계적 분리는, 예를 들면, 기판 테이블(106) 및/또는 그것의 위치 결정 디바이스(116)에 대한 프레임과는 별개로 프레임(160)을 지면(ground) 또는 견고한 베이스에 연결하는 것에 의해 제공될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프레임(160)과 그것이 연결되는 구조체 사이에, 그 구조체가 지면이든, 견고한 베이스이든 또는 기판 테이블(106) 및/또는 그것의 위치 결정 디바이스(116)를 지지하는 프레임이든 간에, 댐퍼가 제공될 수도 있다.
이 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 방사선 방출 다이오드, 예를 들면, LED이다. 간략화를 위해, Y 방향을 따라 연장되는(그리고 X 방향으로 이격되는) 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 세 개의 행(row)이 도 2에서 도시되는데, 각각의 행은, 이 실시형태에서, 기판의 폭에 걸쳐 연장하기에 충분한 열(column)을 가지며; 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 더 많은 수의 행이 프레임(160) 상에 배열될 수도 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 복수의 방사선 빔을 제공하도록 구성된다. 한 실시형태에서, 도 2에서 묘사되는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다(따라서, 도 2에서 102로 라벨링되는 각각의 원은 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 나타낸다). 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 하나 이상의 행은, 도 2에서 도시되는 바와 같이 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 인접한 행으로부터 Y 방향으로 엇갈려 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 실질적으로 정지 상태에 있다, 즉 그들은 투영 동안 크게 움직이지 않거나 또는 전혀 움직이지 않는다.
리소그래피 장치(100), 특히 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는, 본원에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 픽셀 그리드 이미징을 제공하도록 배열될 수도 있다. 그러나, 한 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는 픽셀 그리드 이미징을 제공할 필요가 없다. 오히려, 리소그래피 장치(100)는, 기판 상으로 투영하기 위한 개별적인 픽셀을 형성하는 것이 아니라 오히려 기판 상으로 투영하기 위한 실질적으로 연속적인 이미지를 형성하는 방식으로 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 방사선을 기판 상으로 투영할 수도 있다.
도 2에서 묘사되는 바와 같은 리소그래피 장치(100)의 엘리먼트(150)는 측정 시스템을 포함할 수도 있다. 이러한 측정 시스템은, 예를 들면, 정렬 센서, 레벨 센서, 또는 둘 모두를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 한 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는 정렬 센서(150)를 포함한다. 정렬 센서는, 기판(114)과, 예를 들면, 기판(114)의 노광 이전의 및/또는 노광 동안의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 사이의 정렬을 결정하기 위해 사용된다. 정렬 센서(150)의 결과는, 예를 들면, 정렬을 향상시키기 위해 기판 테이블(106)을 배치하는 위치 결정 디바이스(116)를 제어하도록 리소그래피 장치(100)의 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러는, 예를 들면, 센서(150)로부터의 신호에 응답하여, 정렬을 향상시키기 위해, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 하나 이상을 배치하는(예를 들면, 하나 이상의 다른 엘리먼트(102)에 대해 엘리먼트(102)의 하나 이상을 배치하는 것을 포함함) 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)와 관련되는 위치 결정 디바이스를, 및/또는, 센서(150)로부터의 신호에 응답하여, 정렬을 향상시키기 위해, 빔 중 하나 이상을 배치하는(예를 들면, 하나 이상의 다른 빔에 대해 빔의 하나 이상을 배치하는 것을 포함함) 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)와 관련되는 편향기를 제어할 수도 있다. 한 실시형태에서, 정렬 센서(150)는 정렬을 수행하는 패턴 인식 기능성(functionality)/소프트웨어를 포함할 수도 있다.
한 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는, 추가적으로 또는 대안적으로, 레벨 센서(150)를 포함한다. 레벨 센서(150)는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 패턴의 투영에 대해 기판(106)이 동일 높이인지의 여부를 결정하기 위해 사용된다. 레벨 센서(150)는 기판(114)의 노광 이전에 및/또는 노광 동안 레벨을 결정할 수 있다. 레벨 센서(150)의 결과는, 예를 들면, 평탄화(leveling)를 향상시키기 위해, 기판 테이블(106)을 배치하는 위치 결정 디바이스(116)를 제어하도록 리소그래피 장치(100)의 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러는, 예를 들면, 센서(150)로부터의 신호에 응답하여, 예를 들면, 평탄화를 향상시키기 위해, 투영 시스템(108)의 엘리먼트(예를 들면, 다른 렌즈, 또는 렌즈 어레이의 다른 더 작은 렌즈 어레이에 대해, 렌즈 어레이의 렌즈, 또는 더 작은 렌즈 어레이를 배치하는 것을 비롯한, 렌즈 어레이의 렌즈, 또는 더 작은 렌즈 어레이)를 배치하는 투영 시스템(108)(예를 들면, 렌즈 어레이)과 관련되는 위치 결정 디바이스를 제어할 수도 있다. 한 실시형태에서, 레벨 센서는 기판(106)에서 초음파 빔을 투영하는 것에 의해 동작할 수도 있고 및/또는 기판(106)에서 방사선의 전자기 빔을 투영하는 것에 의해 동작할 수도 있다.
한 실시형태에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서로부터의 결과는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 제공되는 패턴을 변경하기 위해 사용될 수도 있다. 패턴은, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)와 기판(114) 사이의 광학기기(만약 있다면)로부터 발생할 수도 있는 왜곡, 기판(114)의 위치 결정에서의 불규칙성, 기판(114)의 비평탄성(unevenness), 등등을 보정하기 위해 변경될 수도 있다. 따라서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서로부터의 결과는 비선형 왜곡 보정을 달성하도록 투영된 패턴을 변경하기 위해 사용될 수 있다. 비선형 왜곡 보정은, 예를 들면, 일관된 선형 또는 비선형 왜곡을 가지지 않을 수도 있는 플렉시블 디스플레이(flexible display)에 대해 유용할 수도 있다.
리소그래피 장치(100)의 동작에서, 기판(114)은, 예를 들면, 로봇 핸들러(도시되지 않음)를 사용하여 기판 테이블(106) 상으로 로딩된다. 그 다음, 기판(114)은, 프레임(160) 및 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 아래의 화살표(123)에서 도시되는 바와 같이 X 방향으로 변위된다. 기판(114)은 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정되고, 그 다음, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 사용하여 패턴으로 노광된다. 예를 들면, 기판이 이동하고 있고 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)가 패터닝 디바이스(104)에서 적어도 부분적으로 또는 완전히 "ON" 또는 "OFF"로 스위칭되는 동안, 기판(114)은 투영 시스템(108)의 초점면(이미지 평면)을 통해 주사된다. 패터닝 디바이스(104)의 패턴에 대응하는 피쳐가 기판(114) 상에 형성된다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는, 예를 들면, 본원에서 논의되는 바와 같이 픽셀 그리드 이미징을 제공하도록 동작될 수도 있다.
한 실시형태에서, 기판(114)은 양의 X 방향으로 완전히 주사되고 그 다음 음의 X 방향으로 완전히 주사될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 대향 측 상의 추가적인 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)는 음의 X 방향 주사를 위해 필요로 될 수도 있다.
도 3은, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이(예를 들면, LCD, OLED 디스플레이, 등등)의 제조에서 기판을 노광하기 위한 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 상면도를 묘사한다. 도 2에서 도시되는 리소그래피 장치(100)와 마찬가지로, 리소그래피 장치(100)는 플랫 패널 디스플레이 기판(114)을 유지하기 위한 기판 테이블(106), 최대 6 자유도에서 기판 테이블(106)을 이동시키기 위한 위치 결정 디바이스(116), 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)와 기판(114) 사이의 정렬을 결정하기 위한 정렬 센서(150), 및 기판(114)이 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 패턴의 투영에 대해 평탄한지의 여부를 결정하기 위한 레벨 센서(150)를 포함한다.
리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열되는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 더 포함한다. 이 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 방사선 방출 다이오드, 예를 들면, LED이다. 단순화를 위해, Y 방향을 따라 연장되는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 3 개의 행이 도 3에서 도시되고 기판의 폭을 커버하기에 충분한 열을 갖는다; 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 더 많은 수의 행이 프레임(160) 상에 배열될 수도 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 복수의 방사선 빔을 제공하도록 구성된다. 한 실시형태에서, 도 3에서 묘사되는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다(따라서, 도 3에서 102로 라벨링되는 각각의 원은 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 나타낸다). 게다가, 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 다수의 행은 도 3에서 도시되는 바와 같이 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 하나 이상의 인접한 행으로부터 Y 방향으로 엇갈려 있다. 리소그래피 장치(100), 특히 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 픽셀 그리드 이미징을 제공하도록 배열될 수도 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 실질적으로 고정적이다, 즉 그들은 투영 동안 크게 움직이지 않는다.
리소그래피 장치(100)의 동작에서, 예를 들면, 로봇 핸들러(도시되지 않음)를 사용하여 패널 디스플레이 기판(114)이 기판 테이블(106) 상으로 로딩된다. 그 다음, 기판(114)은, 프레임(160) 및 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 아래의 화살표(123)에서 도시되는 바와 같이 X 방향으로 변위된다. 기판(114)은 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정되고, 그 다음, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 사용하여 패턴으로 노광된다. 하나 이상의 렌즈는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터 기판으로 패턴화 빔을 투영하기 위해 사용될 수도 있다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는, 예를 들면, 본원에서 논의되는 바와 같이 픽셀 그리드 이미징을 제공하도록 동작될 수도 있다.
상기에서 논의되는 바와 같이, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 투영 시스템(108)의 렌즈와 광학적으로 관련된다. 한 실시형태에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 패턴화 빔은 투영 시스템(108)의 관련 렌즈의 시야를 실질적으로 커버한다. 한 실시형태에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는, 집합적으로(collectively), 이차원 이미터 어레이를 형성하는데, 각각의 어레이는 투영 시스템(108)의 단일의 렌즈와 관련된다. 따라서, 한 실시형태에서, 복수의 이미터 어레이가 제공되는데, 각각의 어레이는 투영 시스템(108)의 (X-Y 평면으로 연장되는) 렌즈 어레이의 단일의 렌즈와 관련된다. 따라서, 한 실시형태에서, 단일의 렌즈는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이(102)에 대한 투영 시스템(108)의 전부 또는 일부를 형성한다.
도 4a는 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 측면도를 묘사한다. 도 4a에서 도시되는 바와 같이, 리소그래피 장치(100)는 패터닝 디바이스(104) 및 투영 시스템(108)을 포함한다. 패터닝 디바이스(104)는 이미터 어레이(101)를 포함한다. 상기에서 논의되는 바와 같이, 이미터 어레이(101)는 이차원 어레이의 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 LED이다.
투영 시스템(108)은 광학 축을 따라 두 개의 렌즈(122, 124)를 포함한다. 필드 렌즈인 제1 렌즈(122)는 이미터 어레이(101)로부터 변조된 방사선 빔(110)을 수신하도록 배열된다. 방사선 빔(110)은 필드 렌즈(122)를 향해 발산한다. 그 다음, 필드 렌즈(112)는 방사선 빔을 효과적으로 시준하고 그들을 이미징 렌즈인 제2 렌즈(124)를 향해 지향시킨다. 렌즈(124)는 빔(110)을 기판(114) 상에 집속한다. 한 실시형태에서, 렌즈(124)는 0.15 또는 0.18의 NA를 제공할 수 있다. 한 실시형태에서, 렌즈(122) 및/또는 렌즈(124)는 액추에이터를 사용하여 최대 6 자유도에서(예를 들면, X-Y-Z 방향에서) 이동될 수도 있다.
도 4a에서 도시되는 바와 같이, 자유 작동 거리(free working distance)(128)가 기판(114)과 렌즈(124) 사이에서 제공된다. 이 거리는, 예를 들면, 초점 보정을 허용하도록 기판(114) 및/또는 렌즈(124)가 이동되는 것을 허용한다. 한 실시형태에서, 자유 작동 거리는 1 내지 3 mm의 범위 내에 있는데, 예를 들면, 약 1.4 mm이다.
한 실시형태에서, 투영 시스템(108)은, 기판(114) 상의 이미지 스팟의 어레이 간격이, 패터닝 디바이스(104)의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 어레이 간격과 동일하다는 점에서 1:1 투영 시스템일 수 있다. 향상된 해상도를 제공하기 위해, 이미지 스팟은, 필드 렌즈(122), 이미징 렌즈(124), 또는 둘 모두를 조정하는 것에 의해, 패터닝 디바이스(104)의 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 사이즈보다 훨씬 더 작을 수 있다.
도 4b를 참조하면, 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는 두 개 이상의 이미터 어레이(101)를 포함한다. 따라서, 두 개 이상의 투영 시스템(108)은 패턴화 빔을 이러한 패터닝 디바이스(104)로부터 기판(114)으로 투영하기 위해 사용된다. 한 실시형태에서, 100 개의 또는 1000 개의 이미터 어레이가 존재할 수도 있는데, 각각의 이미터 어레이는, 렌즈(122) 및/또는 렌즈(124)를 포함하는 투영 시스템(108)과 관련된다. 한 실시형태에서, 렌즈(122 및/또는 124)의 단면 폭(예를 들면, 직경)(109)은 1 밀리미터(mm)이다. 도 4b는 패터닝 디바이스(104)에서 활용되는 복수의 이미터 어레이(101)의 한 실시형태를 묘사한다. 변조된 방사선 빔(110)의 상이한 세트 - 각각의 세트는 패터닝 디바이스(104) 내의 두 개 이상의 이미터 어레이(101)의 이미터 어레이(101)에 대응함 - 는 각각의 렌즈(122 및 124)를 통과하고 기판(114)으로 집속된다. 결과적으로, 방사선 스팟의 어레이(각각의 스팟은, 예를 들면, 약 1 ㎛의 사이즈를 가짐)가 기판(114) 상으로 노광된다. 패터닝 디바이스(104)의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는, 기판(114)에서 이미징 스팟의 동일한 피치로 나타날 수도 있는 피치로 배열될 수도 있다.
한 실시형태에서, 각각의 이미터 어레이(101) 및 관련 렌즈(122) 및/또는 렌즈(124)는, 집합적으로, 개개의 광학 엔진 컴포넌트로서 고려될 수도 있다. 개개의 광학 엔진 컴포넌트는 용이한 복제를 위한 유닛으로서 제조될 수도 있다. 한 실시형태에서, 개개의 광학 엔진 컴포넌트는 렌즈(122, 124)의 시야를 실질적으로 커버하는 브러시를 인쇄하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 프레임(160)은 임의의 수의 이러한 광학 엔진 컴포넌트를 용이하게 채택하게끔 확장 가능하도록 그리고 구성 가능하도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식에서, 부적절하게 작동하는 광학 엔진 컴포넌트(예를 들면, 이미터 어레이(101)의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트가 적절하게 작동하지 않는 경우)는, 기능하는 광학 엔진 컴포넌트로 쉽게 대체될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 개개의 광학 엔진 컴포넌트(500)의 고도로 개략적인 상면도가 묘사된다. 개개의 광학 엔진 컴포넌트(500)는 이미터 어레이(101) 및 렌즈(122 및/또는 124)를 포함한다. 한 실시형태에서, 이미터 어레이(101)는, 렌즈(122, 124)의 시야 영역을 실질적으로 커버하는, 이차원 어레이로 배열되는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다. 도 5에서 도시되는 바와 같이, 이미터 어레이(101)는 정사각형의 15×15 어레이 내에 배열되는 225 개의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함하는데, 어레이의 각각의 변은, 예를 들면, 약 70 ㎛ 길이이다. 따라서, 어레이의 대각선은, 렌즈(122, 124)의 시야의 폭(예를 들면, 직경)과 대략적으로 동일한 약 100 ㎛ 길이이다. 한 실시형태에서, 렌즈(122 및/또는 124)의 단면 폭(예를 들면, 직경)(502)은 약 1 밀리미터(mm)이다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 빔의 스팟 사이즈는 약 1 미크론이다. 한 실시형태에서, 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 기판 상으로 약 3 μW 광학 파워(optical power) 또는 그 미만을 전달한다(이것은, 예를 들면, 약 10 mm/s의 주사 속도 및 약 20 mJ/cm2의 레지스트 감도에 대한 플랫 패널 디스플레이 애플리케이션에 대한 것이다). 한 실시형태에서, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 중심 사이의 거리로서 정의되는 피치는, 예를 들면, 약 5 ㎛이다. 한 실시형태에서, 어레이는 더블릿(doublet)(122, 124)을 사용하여 기판(114) 상으로 이미지화된다(1:1). 한 실시형태에서, 렌즈(122, 124)는 약 1 mm 피치로 배열된다.
각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 기판(114)을 향하여 전자기 방사선을 방출하고, 그에 의해, 기판(114) 상에 방사선 스팟을 생성한다. 도 5에서 도시되는 바와 같이, 이미터 어레이(101)는, 기판(114)과 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 사이의 상대적인 이동의 주사 방향(123)(예를 들면, 기판(114)의 이동 방향(123))에 대해 각도 θ에 위치된다. 이것은, 주사 방향에서 기판(114)과 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 사이에 상대적 이동이 존재하는 경우, 각각의 방사선 스팟은 (비록 약간의 중첩이 있을 수 있음에도 불구하고) 기판의 상이한 영역 위로 효과적으로 통과하고, 그에 의해, 자신의 폭이 렌즈(122)의 시야에 관련되는 변조된 방사선의 브러시(503)의 생성을 가능하게 하도록 하기 위해서이다. 한 실시형태에서, 브러시(503)의 폭(501)은 70 ㎛이다. 한 실시형태에서, 각도 θ는 최대 20°, 10°, 예를 들면, 최대 5°, 최대 3°, 최대 1°, 최대 0.5°, 최대 0.25°, 최대 0.10°, 최대 0.05°, 또는 최대 0.01°이다. 한 실시형태에서, 각도 θ는 적어도 0.0001°, 예를 들면, 적어도 0.001°이다. 경사각(θ)은, 이미지 스팟 사이즈(이것은 기판과 렌즈(122, 124) 사이의 작동 거리의 함수임), 인접한 방사선 스팟 사이의 피치, 및 렌즈(122, 124)의 시야에 따라 결정된다.
도 6은 기판(114) 상의 패턴이 어떻게 생성될 수도 있는지의 상면도를 개략적으로 예시한다. 안이 채워진 원(filled in circle)은, 이미터 어레이(101) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 기판(114) 상으로 투영되는 스팟(S)의 어레이를 나타낸다. 일련의 노광이 기판(114) 상에 노광됨에 따라, 기판(114)은 X 방향에서 투영 시스템(108)에 대해 이동된다. 속이 빈 원(open circle)은, 이전에 기판(114) 상에 노광된 스팟 노광(SE)을 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 이미터 어레이(101) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 기판(114) 상으로 투영되는 각각의 스팟은, 기판(114) 상의 스팟 노광의 열(R)을 노광한다. 기판(114)에 대한 완전한 패턴은, 스팟(S)의 각각에 의해 노광되는 스팟 노광(SE)의 모든 열(R)의 합에 의해 생성된다. 이러한 배열은 일반적으로 "픽셀 그리드 이미징"으로 칭해진다. 도 6은 개략적인 도면이다는 것 및 스팟(S) 및/또는 상이한 스팟(S)에 의해 노광되는 스팟 노광(SE)은 실제로 중첩될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
도 5에서 도시되는 것과 유사하게, 방사선 스팟(S)의 어레이는 주사 방향에 대해 각도 θ로 배열된다(이 예에서, 기판(114)의 에지는 X 및 Y 방향에 평행하다). 이것은, 주사 방향에서 기판(114)과 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 사이의 상대적 이동이 존재하는 경우, 각각의 방사선 스팟이 기판(114)의 상이한 영역을 효과적으로 통과할 것이고, 그에 의해, 단일의 주사에서 브러시를 생성하는 것을 허용하도록 행해진다. 상기에서 논의되는 바와 같이, 경사각(θ)은, 이미지 스팟 사이즈, 인접한 방사선 스팟 사이의 피치, 및 렌즈(122, 124)의 시야에 따라 결정된다.
하나 이상의 개개의 광학 엔진 컴포넌트(500)를 사용하는 것에 의해 기판(114)의 전체 표면 영역을 커버하는 패턴을 기록하기 위해, 다양한 실시형태가 활용될 수도 있다. 먼저, 브러시(503)에 관하여, 한 실시형태에서, 광학 엔진 컴포넌트(500)는 브러시(503)의 폭을 완전히 노광시킬만큼 충분히 크다. 광학 엔진 컴포넌트(500)가 단일의 주사에서 브러시(503)의 폭을 완전히 노광시킬만큼 충분히 크지 않은 경우, 브러시(503)의 폭을 완전히 커버하기 위해 다양한 실시형태가 사용될 수 있다. 한 실시형태에서, 광학 엔진 컴포넌트(500)는 다수 회 주사되고, 한편 이들 주사 사이에서, 갭을 "채우기"위해 주사 방향에 직교하는 방향으로 작은 모션이 이루어진다. 한 실시형태에서, 복수의 광학 엔진 컴포넌트(500)가 주사 방향을 따라 제공되지만 그러나 그것이 주사 방향에 직교하는 방향에서 오프셋되어 위치되고, 따라서 제2, 제3 등등의 광학 엔진 컴포넌트(500)는 제1 광학 엔진 컴포넌트(500)에 의해 남겨지는 갭을 채운다.
그 다음, 복수의 브러시(503)(예를 들면, 가령, 70 미크론의 폭을 갖는 브러시(503))를 사용하여 전체 기판(예를 들면, 웨이퍼, 플랫 패널 디스플레이, 등등)을 노광하는 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 광학 엔진 컴포넌트(500)가 제공된다. 한 실시형태에서, 기판은, 예를 들면, 1 mm의 피치로 광학 엔진 컴포넌트(500)로 대부분 완전히 커버된다. 그 다음, 사행의 양식(meandering fashion)으로 다수 회 주사하도록, 광학 엔진 컴포넌트(500)와 기판(114) 사이에서 상대적 이동이 제공된다. 이 실시형태에서, 광학 엔진 컴포넌트(500)와 기판 사이의 상대적 모션은, 예를 들면, 직교하는 방향 X 및 Y 둘 모두에서 약 1 mm로 제한될 수 있다. 따라서, 광학 엔진 컴포넌트(500)의 각각과 기판 사이의 상대적 이동이 약 70 미크론의 폭의 브러시 스트로크를 갖는 사행의 양식(즉, 각각의 주사마다 주사 방향에 수직인 방향에서의 오프셋을 포함함)으로 1 mm2 위에서 반복되는 경우, 효과적으로 기판 상의 모든 영역이 노광될 수 있다. 주사 범위를 확대하는 것에 의해, 용장성(예를 들면, 다른 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 사용하여, 실패한 또는 적절하게 작동하지 않는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 영역을 노광시킴)이 구현될 수 있다. 예를 들면, 주사 범위가 1 mm이 아닌 2 mm이면, 광학 엔진 컴포넌트(500) 중 하나와 주로 관련되는 기판 상의 영역의 노광에 복수의 광학 엔진 컴포넌트(500)가 기여할 수 있다.
기판이 상대적으로 크고 (예를 들면, 집합적 방사선 전력(collective radiation power)이 필요로 되지 않기 때문에) 광학 엔진 컴포넌트(500)로 기판의 전체 영역을 커버하는 것이 불필요하거나 또는 가능하지 않은 실시형태에서, 광학 엔진 컴포넌트(500)는, 예를 들면, 도 2 및 도 3에서 도시되는 바와 같이, 주사 방향에 직교하는 방향에서 기판의 폭을 커버하도록 제공될 수 있다. 이러한 방식에서, 기판은 광학 엔진 컴포넌트(500)와 기판 사이의 상대적 이동의 단일의 주사 패스에서 노광될 수 있을 것이다. 한 실시형태에서, 전체 기판 폭이 단일의 주사에서 노광될 수 있도록 충분한 열의 광학 엔진 컴포넌트(500)가 존재한다. 따라서, 예를 들면, 하나의 광학 엔진 컴포넌트가 1 mm의 피치로 70 미크론의 폭을 노광시키면, 광학 엔진 컴포넌트(500)의 15 개의 행(광학 엔진 컴포넌트(500)의 각각의 브러시가 중첩하도록, 주사 방향을 따라 배열되고 주사 방향에 직교하는 방향을 따라 서로 변위됨)은 전체 노광에 충분해야 한다. 물론, 기판의 폭을 커버하기 위해, 충분한 수의 열의 광학 엔진 컴포넌트(500)가 Y 방향을 따라 제공될 것이다. 더 많은 방사선 전력이 필요로 되는 경우 더 많은 행이 추가될 수 있다(예를 들면, 기판 상의 동일한 위치가 다수 회 - 먼저 제1 광학 엔진 컴포넌트에 의해, 그 다음, 다시, 다른 광학 엔진 컴포넌트에 의해 - 및/또는 상기에서 논의되는 바와 같이 용장성을 제공하도록 노광될 수 있다).
한 실시형태에서, 더 적은 방사선 전력이 필요로 되고 방사선이 고주파에서 변조될 수 있는 경우, 기판은 그 전체 길이에 걸쳐 하나의 방향에서 주사될 수 있고, 그 다음, 주사 방향에 대한 직교하는 방향에서, 예를 들면, 1 mm에 걸친 사행(meander)이 제공될 수 있다. 따라서, 광학 엔진 컴포넌트(500)는 Y 방향에서 기판의 폭을 가로질러 집합적으로 연장되지 않을 수도 있다. 그 경우, 광학 엔진 컴포넌트(500)는 제1 주사에서 기판의 제1 부분을 집합적으로 기록할 수도 있고, 그 다음, (예를 들면, 역방향으로, 그 다음, 순방향으로, 계속 그런 식으로, 즉 사행의 양식으로) Y 방향에서 오프셋이 적용되고, 그 다음, 하나 이상의 추가적인 주사가 적용되어 기판의 나머지 부분을 노광시킬 수 있다. 이전의 실시형태와 마찬가지로, 용장성은, 예를 들면, 1 mm 이상으로 사행하는 것에 의해 구현될 수 있다. 예를 들면, 4 mm 사행에서, 특정한 광학 엔진 컴포넌트(500)에 대해 주로 지정되는 기판 상의 단일의 영역의 노광에 기여하는 다수의 광학 엔진 컴포넌트(500)가 존재한다.
한 실시형태에서, 한 주사에서 기판(114) 상에 생성되는 브러시는 이전 주사에서 생성되는 브러시와 약간 중첩된다.
도 7a, 7b, 7c, 7d 및 7e는, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이를 제조하기 위한 제조 방법의 개략도를 묘사한다. 도 7a에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702)(예컨대, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102))의 열(700)은, 기판(114)(편의상 도 7에 도시되지 않지만 엘리먼트(702) 위 또는 아래에 있을 것임)과 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702) 사이의 상대적 이동의 주사 방향(705)에 대해 각도 α에 위치된다. 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702) 사이의 피치(703)는 약 5 ㎛이다. 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702)는 기판(114)을 향하여 전자기 방사선을 방출하고, 그에 의해, 기판(114) 상에 방사선 스팟을 생성한다. 따라서, 주사 방향(705)에서 기판(114)과 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702) 사이에 상대적 이동이 존재하는 경우, 상이한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702)에 의해 생성되는 방사선 스팟은 (비록 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 두 개 이상에 의해 커버되는 영역 사이에서 중첩이 존재할 수 있지만) 기판(114)의 상이한 영역 위를 통과할 것이고, 따라서 약 1 ㎛의 폭을 각각 갖는 복수의 방사선 라인(704)(브러시의 브러시 라인)을 생성할 것이다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702)의 "ON" 또는 "OFF" 전환은, 기판(114) 상의 각각의 방사선 라인(704)의 길이를 따라 적절한 패턴이 형성되도록, 타이밍이 정해진다. 한 실시형태에서, 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 이미터 사이즈는 약 1 ㎛이고; 따라서, 한 실시형태에서, 방사선 스팟 사이즈는 약 1 ㎛이다. 한 실시형태에서, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702) 사이의 유효 피치(701)(즉, 주사 방향(705)에 수직인 방향에서의 변위)는 약 0.4 ㎛이다.
추가적으로, 그레이 스케일 인자(gray scale factor) - 이것은 유효 피치의 역임(또는 통상적으로 유효 피치는 그레이 스케일 인자에 기초하여 결정되고 그레이 스케일 인자의 역임) - 는 약 2.5와 동일하다. 그레이 스케일 인자는 인접한 방사선 라인 사이의 중첩의 정도를 나타내기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 큰 그레이 스케일 인자는 중첩의 높은 정도를 나타내고, 작은 그레이 스케일 인자는 중첩의 낮은 정도를 나타낸다. 그레이 스케일 인자(및 따라서 유효 피치)는, 예를 들면, 스팟으로부터의 방사선, 라인 폭 거칠기 사양(line width roughness specification), 등등에 응답하여 패턴을 형성하는 레지스트 능력에 기초하는 설계 파라미터이다. 그것은 충분한 품질로 패턴을 노광시키기 위한 기판 상의 광학 스팟 사이즈와 요구되는 설계 그리드(유효 스팟 간격 또는 중첩) 사이의 비율을 명시한다(예를 들면, 스팟 사이즈가 1 ㎛이고 따라서 그레이 스케일 인자가 2.5인 경우 0.4 ㎛). 한 실시형태에서, 열(700)은 15 개의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702)를 포함하는데, 그들의 각각은 기판(114) 상에서 약 1 ㎛의 폭을 갖는 방사선 라인(704)을 생성한다. 도 7a에서 도시되는 바와 같이, 인접한 방사선 라인(704)은 상당한 중첩을 갖는다. 결과적으로, 방사선 라인(704)은 함께 합쳐지고, 집합적으로, 연속하는 브러시 라인을 생성한다. 예를 들면, 행(700)의 양 측 상에서 0.5 ㎛의 렌즈 배치 오차를 고려하면, 행(700)은 약 5 ㎛의 폭을 갖는 브러시 라인을 집합적으로 생성할 수도 있다.
도 7b에서 도시되는 바와 같이, 복수의 열(700)은 일반적으로 병렬로 적층되어 이미터 어레이(710)를 형성한다. 각각의 열(700)은 주사 방향(즉, X 방향)에 대해 각도 α에 위치된다. 한 실시형태에서, 인접한 열 사이의 피치는, 열(700) 내의 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 피치(703)와 동일하다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702)의 인접한 열(700)에 의해 생성되는 브러시 라인은, 이미터 어레이(710)의 모든 열(700)에 의해 생성되는 브러시 라인이, 이미터 어레이(710)와 기판 사이에 위치되는 렌즈(122, 124)의 시야를 효과적으로 커버하는, 약 70 ㎛의 브러시 폭을 갖는 브러시를 집합적으로 생성하도록, 약간의 중첩을 가질 수도 있다. 한 실시형태에서, 이미터 어레이(710)는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(702)의 15 개의 행(700)을 포함한다. 각각의 행(700)이 약 5 ㎛의 폭을 갖는 브러시 라인을 생성할 수도 있기 때문에, 따라서, 이미터 어레이는, 인접한 브러시 라인이 적절한 중첩을 가질 때, 약 70 ㎛의 브러시 폭을 갖는 브러시를 생성할 수도 있다.
도 7c에서, 이미터 어레이(710)는 렌즈(715)(예컨대 렌즈(122, 124))와 관련되어, 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)를 형성한다. 한 실시형태에서, 렌즈(715)의 단면 폭(예를 들면, 직경)은 약 1 mm이고, 렌즈(715)의 시야는 약 100 ㎛이다. 복수의 개개의 광학 엔진 컴포넌트는 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)의 열(720)을 또한 형성한다. 한 실시형태에서, 인접한 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)의 렌즈(715)는 접촉하거나 또는 거의 접촉한다. 이 경우, 인접한 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718) 내의 이미터 어레이(710) 사이의 간격은 렌즈(715)의 단면 폭(예를 들면, 직경)에 의해 결정된다. 개개의 광학 엔진 컴포넌트의 열(720)은 주사 방향(즉, X 방향)에 대해 각도 β에 위치된다. 각도 β는, 예를 들면, 브러시 폭(예를 들면, 약 70 ㎛), 렌즈(715)의 단면 폭(예를 들면, 직경) 및 다른 광학 엔진 컴포넌트(718)의 위치에 기초하여 결정된다. 각도는, 주사 방향(즉, X 방향)에서 기판(114)과 광학 엔진 컴포넌트(718) 사이에 상대적 이동이 존재하는 경우, 열(720)의 개개의 광학 엔진 컴포넌트에 의해 기판(114) 상에서 생성되는 브러시가, 하나 이상의 다른 브러시(예를 들면, 인접한 브러시, 광학 엔진 컴포넌트의 다른 행(복수의 열을 포함함) 내의 브러시, 등등)와 약간 중첩할 수도 있도록, 제공된다. 게다가, 한 실시형태에서, 브러시(따라서 광학 엔진 컴포넌트(718))의 세트는, 렌즈(715)의 단면 폭과 실질적으로 동일한 폭을 갖는 기판 상의 영역을 집합적으로 커버("브러시")할 수도 있다. 예를 들면, 열(720)은 15 개의 개개의 광학 엔진 컴포넌트를 포함할 수 있다. 각기 개개의 광학 엔진 컴포넌트는 70 ㎛의 브러시 폭을 갖는 브러시를 생성할 수도 있다. 각도 β를 주의 깊게 선택하는 것에 의해, 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)의 열(720)은 약 1 mm의 폭을 갖는 기판 상의 영역을 집합적으로 커버할 수 있다.
도 7d에서는, 마이크로렌즈 어레이(MLA) 모듈(730)이 묘사된다. MLA 모듈(730)은, 본질적으로 병렬로 배열되는 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)의 복수의 열(720)을 포함한다. 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)의 열(720)은, 열 내의 제1 개개의 광학 엔진 컴포넌트(예를 들면, 개개의 광학 엔진 컴포넌트(715))에 의해 생성되는 브러시가, 인접한 열 내의 마지막 개개의 광학 엔진 컴포넌트(예를 들면, 개개의 광학 엔진 컴포넌트(727))에 의해 생성되는 브러시와 약간의 중첩을 가지며, 한편 열(720)의 행 내의 광학 엔진 컴포넌트(718)가 서로 중첩하도록, 주사 방향(X 방향)에 대해 각도 β에 위치된다. 따라서, MLA 모듈(730) 내의 개개의 광학 엔진 컴포넌트에 의해 생성되는 브러시는 함께 합쳐진다. 한 실시형태에서, MLA 모듈(730) 내의 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)의 열(720)은 개개의 광학 엔진 컴포넌트(718)의 인접한 열(720)과 접촉한다, 예를 들면, 그들의 렌즈(715)가 접촉하거나 또는 거의 접촉한다. MLA 모듈(730) 내의 열(720)의 수는, MLA 모듈(730)이 커버하도록 의도되는 기판 상의 영역의 폭에 비례한다. 한 실시형태에서, MLA 모듈(730)은 개개의 광학 엔진 컴포넌트의 30 개의 열(720)을 포함한다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 개개의 광학 엔진 컴포넌트의 각각의 열(720)은 약 1 mm의 폭을 갖는 영역을 커버할 수 있다. 따라서, 30 개의 열을 갖는 MLA 모듈(730)은 약 30 mm의 폭을 갖는 기판(114) 상의 영역을 커버하는 패턴을 집합적으로 생성할 수도 있다. 열 개의 MLA 모듈은 약 300 mm의 폭(예를 들면, 직경)을 갖는 기판을 커버하도록 제공될 수도 있다. MLA 모듈(730)은 개개의 광학 엔진 컴포넌트의 임의의 수의 열(720)을 포함할 수도 있다는 것이 인식된다.
도 7e는, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이의 제조에서의 패터닝 디바이스(740)(예를 들면, 패터닝 디바이스(104))를 묘사한다. 패터닝 디바이스(740)는 MLA 모듈(730)의 행(735)을 포함한다. 단일 패스 주사(single pass scan)의 경우, 행(735)에서 제공되는 MLA 모듈(730)의 수는 통상적으로 기판(114)의 폭 및 각각의 MLA 모듈(730)에 의해 생성되는 패턴의 폭에 의해 결정된다. 예를 들면, 기판(114)이 3 m 폭이고, 각각의 MLA 모듈(730)이 약 30 mm의 폭을 갖는 기판 상의 영역을 커버할 수 있는 경우, MLA 모듈(730)의 행(735)에서 적어도 100 개의 MLA 모듈(730)이 제공되어야 한다. 행(735)은 주사 방향에 수직으로 위치되고, 행(735) 내의 각각의 MLA 모듈(730)은 주사 방향(즉, X 방향)에 대해 각도 β에 위치된다. 인접한 MLA 모듈(730) 사이의 피치는, 인접한 MLA 모듈(730)에 의해 생성되는 패턴이 약간 중첩하도록 주의 깊게 선택된다. 결과적으로, MLA 모듈(730)의 행(735)은 기판(114)의 전체 폭(예를 들면, 3 m)을 집합적으로 커버할 수 있다.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(740)는 본질적으로 평행하게 적층되고 주사 방향(즉, X 방향)에서 정렬되는 MLA 모듈(730)의 두 개 이상의 동일한 행(735)을 포함한다. 이 배열은, 예를 들면, 다른 행(735)(예를 들면, 제1 행) 내의 MLA 모듈(730)의 대응하는 부분이 동작에 실패하거나 또는 적절하게 동작하지 못하는 경우, 다른 것(735) 내의 "용장성의" MLA 모듈(730) 중 적어도 일부(예를 들면, MLA 모듈(730) 내의 하나 이상의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102))가 사용되는 것을 허용할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, MLA 모듈(730) 내의 하나 이상의 여분의 행(735)은, MLA 모듈(730) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 대한 열적 부하를 제어함에 있어서 장점을 가질 수도 있다. 예를 들면, MLA 모듈(730)의 제1 행은 소정의 기간 동안 사용될 수도 있고, 그 다음, 제1 행이 냉각되는 동안 제2 행이 다른 기간 동안 사용된다.
한 실시형태에서, MLA 모듈(730)의 복수의 행(735)은 정상 상태에서 그들의 동작 용량의 일부에서 동작될 수도 있다. 예를 들면, 각각의 행(735) 내의 MLA 모듈(730)은 정상 상태 동안 그들의 용량의 약 80 %에서 동작될 수도 있고, 하나 이상의 행 내의 하나 이상의 MLA 모듈(730)의 적어도 일부가 실패하거나 또는 적절하게 동작하지 않으면, 나머지 MLA는 정상 상태에서 더 높은 백분율(예를 들면, 그들의 용량의 88 %)로 동작되어 소망되는 것에 근접하는 또는 동일한 방사선 전력 및 휘도를 제공할 수도 있다.
포토리소그래피에서, 기판 상의 레지스트의 층을 방사선에 선택적으로 노광시키는 것에 의해, 예를 들면, 패턴화된 방사선에 레지스트의 층을 노광시키는 것에 의해, 기판 상에서 소망되는 피쳐가 생성될 수도 있다. 소정의 최소 방사선 조사량("조사량 임계치")을 수신하는 레지스트의 영역은 화학 반응을 일으키지만, 반면 다른 영역은 변경되지 않고 유지된다. 레지스트 층에서의 이렇게 생성된 화학적 차이는 레지스트의 현상을 허용한다, 즉, 선택적으로, 적어도 최소 조사량을 수신한 영역을 선택적으로 제거하거나 또는 최소 조사량을 수신하지 않은 영역을 제거한다. 결과적으로, 기판의 일부는 여전히 레지스트에 의해 보호되고, 반면, 레지스트가 제거된 기판의 영역은 노광되어, 예를 들면, 추가적인 프로세싱 단계, 예를 들면, 기판의 선택적 에칭, 선택적 금속 퇴적, 등등을 허용하고, 그에 의해, 소망되는 피쳐를 생성한다. 한 실시형태에서, 도 7e에서의 두 개 이상의 행 내의 두 개 이상의 MLA 모듈(730)의 적어도 일부는, 이러한 화학 반응이 기판(114)의 대응하는 영역에서 발생하는 것을 허용하기에 충분한 방사선 조사량을 집합적으로 제공한다. 따라서, 기판 상의 한 영역은, 동일한 MLA 모듈(730) 내의 또는 바람직하게는 상이한 MLA 모듈(730) 내의 상이한 광학 엔진 컴포넌트(718)에 의해 복수 회 방사선에 노광될 수 있다.
상기의 논의에서, 이미터 어레이(101)는, 렌즈(122, 124)의 시야를 효과적으로 커버하는 전체적으로 연속된 브러시를 기판(114)의 표면 상에 생성할 수 있는 것으로 설명된다. 그러나, 한 실시형태에서, 이것은 그럴 필요가 없거나 또는 그렇지 않을 수도 있다. 이미터 어레이(101)를 사용하여 전체 브러시를 생산하는 능력은 다음으로부터 선택되는 하나 이상의 인자에 의존한다: 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 사이의 피치, 렌즈(122, 124)의 시야, 및/또는 이미터 어레이(101)가 주사 방향에 대해 위치되는 각도. 많은 예에서, 렌즈(122, 124)는 처음에 명시되고(예를 들면, 소정의 렌즈 사이즈만이 이용 가능하고 및/또는 소망되는 NA가 요구된다), 따라서 시야가 결정된다. 이 경우, 이미터 어레이(101)에 의해 전체 브러시를 생성하는 능력은, 예를 들면, 이미터 어레이(101) 내의 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 사이의 피치 및 이미터 어레이(101)가 주사 방향에 대해 위치되는 각도에 의존한다.
도 8a를 참조하면, 이미터 어레이(800)의 개략적인 상면도가 묘사된다. 상기에서 논의되는 바와 유사하게, 이미터 어레이(800)는 개개의 광학 엔진 컴포넌트의 일부이고 렌즈(예를 들면, 렌즈(122, 124))와 광학적으로 관련된다. 한 실시형태에서, 렌즈의 시야는 100 ㎛인 것으로 결정된다. 도시되는 바와 같이, 이미터 어레이(800)는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(807)(예컨대 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및 엘리먼트(803, 804, 805, 806)를 포함함)의 복수의 열(예를 들면, 열(R1-R3))을 포함한다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 각각의 열은, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이에서, 예를 들면, 약 5 ㎛의 피치(801)를 갖는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 포함한다. 한 실시형태에서, 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 스팟 사이즈는 약 1 ㎛이다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 각각은 LED이다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 열(예를 들면, 열(R1-R3))은, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 인접한 열 사이의 피치(801)와도 또한 본질적으로 평행하게 위치된다. 따라서, 한 실시형태에서, 이미터 어레이(800)는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(807)의 정사각형 어레이를 형성한다. 즉, 이미터 어레이(800)의 네 개의 변(802)은 본질적으로 동일한 길이를 갖는다. 한 실시형태에서, 이미터 어레이(800)의 각각의 변(802)은 70 ㎛ 길이이다. 따라서, 이미터 어레이(800)의 대각선은 약 100 ㎛의 길이인데, 이것은 이미터 어레이(800)와 관련되는 렌즈의 시야에 대략적으로 동일하다.
이미터 어레이(800)는 주사 방향(808)에 대해 각도 α1에 위치된다. 이것은, 기판(도시되지 않음)이 이미터 어레이(800)로부터의 빔에 의해 조사되고 주사 방향(808)에서 기판(114)과 이미터 어레이(800) 사이에 상대적 이동이 존재하는 경우에, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트로부터의 각각의 방사선 스팟이 기판의 상이한 영역 위를 효과적으로 통과할 것이고, 그에 의해 상이한 방사선 라인의 생성을 허용하도록, 행해진다.
도시되는 바와 같이, 방사선 라인은, 동일한 열(예를 들면, 열(R2))로부터의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 의해 기록되는 인접한 방사선 라인과 약간 중첩한다. 게다가, 열(R2)의 제1 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(806)에 의해 기록되는 방사선 라인은, 열(R1)의 마지막 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(803)에 의해 기록되는 방사선 라인과 중첩을 갖는다. 게다가, 열(R2)의 마지막 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(804)에 의해 기록되는 방사선 라인은, 열(R3)의 제1 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(805)에 의해 기록되는 방사선 라인과 중첩을 갖는다. 따라서, 이미터 어레이(800) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 모든 열에 의해 기록되는 방사선 라인은, 예를 들면, 70 ㎛의 폭을 갖는 브러시를 집합적으로 생성하도록 합쳐질 수도 있다.
이제, 도 8b를 참조하면, 또 다른 이미터 어레이(810)의 개략적인 상면도가 묘사된다. 이미터 어레이(810)는 개개의 광학 엔진 컴포넌트의 일부이고, 도 8a에서 설명되는 것과 유사한 렌즈와 광학적으로 관련된다. 한 실시형태에서, 렌즈의 시야는, 예를 들면, 100 ㎛이다. 도시되는 바와 같이, 이미터 어레이(810)는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 복수의 열(예를 들면, 열(R1'-R3'))을 포함한다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 각각의 열은, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이에서, 예를 들면, 약 7 ㎛의 피치(809)를 갖는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 포함한다. 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 사이즈는 약 1 ㎛이다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 각각은 LED이다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 열(예를 들면, 열(R1'-R3'))은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 인접한 열 사이의 피치(809)와 본질적으로 평행하게 위치된다. 따라서, 한 실시형태에서, 이미터 어레이(810)는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(807)의 정사각형 어레이를 형성한다, 즉, 이미터 어레이(810)의 네 변(802)은 본질적으로 동일한 길이를 갖는다. 이 경우, 이미터 어레이(810)의 사이즈는 이미터 어레이(800)의 사이즈와 유사하다. 한 실시형태에서, 이미터 어레이(810)의 각각의 변(802)은 70 ㎛ 길이이다. 따라서, 이미터 어레이(810)의 대각선은 약 100 ㎛ 길이인데, 이것은 이미터 어레이(810)와 관련되는 렌즈의 시야와 대략적으로 동일하다.
이미터 어레이(810)는 주사 방향(818)에 대하여 각도 β1에 위치된다. 이것은, 기판(도시되지 않음)이 이미터 어레이(810)로부터의 빔에 의해 조사되고 주사 방향에서 기판(114)과 이미터 어레이(810) 사이에 상대적 이동이 존재하는 경우에, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트로부터의 각각의 방사선 스팟이 기판의 상이한 영역 위를 통과할 것이고, 그에 의해 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 동일한 열(예를 들면, 열(R2'))에 의해 기록되는 방사선 라인이 인접한 방사선 라인과 약간의 중첩을 갖는 것을 허용하도록, 행해진다. 그러나, 도 8a에서의 것(즉, 약 5 ㎛)과 비교하여 더 큰 피치(즉, 약 7 ㎛)로 인해, 각도 β1은 각도 α1보다 더 작다.
게다가, 비록 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 동일한 열(예를 들면, 열(R2'))에 의해 기록되는 방사선 라인이 함께 합쳐질 수도 있지만, 이들 방사선 라인은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 하나 이상의 인접한 열(예를 들면, 열(R1' 및 R3'))에 의해 기록되는 것과는 합쳐지지 않을 수도 있다. 예를 들면, 열(R2')의 제1 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(816)에 의해 기록되는 방사선 라인은 열(R1')의 마지막 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(813)에 의해 기록되는 방사선 라인과 약간 중첩되지 않을 수도 있다. 유사하게, 열(R2')의 마지막 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(814)에 의해 기록되는 방사선 라인은, 열(R3')의 제1 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(815)에 의해 기록되는 방사선 라인과 약간 중첩하지 않을 수도 있다. 결과적으로, 이미터 어레이(810)는 기판(114) 상에 70 ㎛의 폭을 갖는 전체 브러시를 생성할 수 없을 수도 있다. 또한, 각도 β1을 반시계 방향으로 증가시키는 것은, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 인접한 열(예를 들면, R1' 및 R2' 및/또는 R2' 및 R3')에 의해 생성되는 방사선 라인 사이의 갭을 감소시킬 수도 있다. 그러나, 이것은 동일한 열(예를 들면, R2')에서 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 의해 생성되는 인접 방사선 라인 사이에 갭을 생성할 수도 있다. 어느 경우에서나, 이미터 어레이(810)는 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 상대적으로 큰 피치로 인해 바람직하지 않은 "얼룩말(zebra)" 라인을 생성할 수도 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 주사 방향에 수직한 방향에서 변위를 갖는 두 개 이상의 이미터 어레이(810)가 브러시를 집합적으로 생성하기 위해 사용될 수도 있다.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 9d 및 도 9e는, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이를 제조하기 위한 제조 방법의 개략도를 묘사한다. 도 9a에서, 실선으로 표시되는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902)의 열(907)은 주사 방향(901)에 대해 각도 θ에 위치된다. 한 실시형태에서, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902) 사이의 피치(911)는 약 7 ㎛이다. 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902)는 기판(114)을 향하여 전자기 방사선을 방출하고, 그에 의해, 기판(114) 상에 방사선 스팟을 생성한다. 따라서, 주사 방향(901)에서 기판(114)과 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902) 사이에 상대적 이동이 존재하는 경우, 상이한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902)에 의해 생성되는 방사선 스팟은 기판(114)의 상이한 영역을 통과할 것이고, 그에 의해 폭 1 ㎛를 각각 갖는 복수의 방사선 라인(903)의 생성을 허용할 것이다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902)의 "ON" 또는 "OFF" 전환은, 소망되는 패턴이 기판(114) 상의 각각의 방사선 라인(903)에서 생성되도록, 타이밍이 맞춰진다. 한 실시형태에서, 방사선 스팟 사이즈는 1 ㎛이다. 상대적으로 큰 피치(즉, 약 7 ㎛ 대 약 5 ㎛)로 인해, 인접한 방사선 라인(903)은 그들 사이에 갭을 갖는다. 예를 들면, 갭은 약 0.4 ㎛, 약 0.35 ㎛, 약 0.3 ㎛, 약 0.2 ㎛, 등등일 수도 있다.
도시되는 바와 같이, 중공의 원에 의해 표현되는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(904)의 다른 열(909)은 주사 방향(901)에 대해 각도 θ에 위치된다. 열(909)은 열(907)과 유사하지만, 그러나, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(904)의 열(909)에 의해 생성되는 방사선 라인(905)이 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902)의 열(907)에 의해 생성되는 방사선 라인(903)으로 인터리빙될 수도 있도록, 주사 방향에 수직인 방향에서 작은 변위를 갖는다. 따라서, 방사선 라인(905)은 인접한 방사선 라인(903) 사이의 갭을 채울 수도 있다. 결과적으로, 방사선 라인(903) 및 방사선 라인(905)은, 집합적으로, 브러시를 생성할 수도 있다. 한 실시형태에서, 인접한 방사선 라인 사이의 변위(906)는 도 7a에서의 유효 피치와 동일한 0.4 ㎛이다. 한 실시형태에서, 열(907) 및 열(909) 둘 모두 11 개의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902, 904)를 포함한다. 열(907 및 909)의 양 측 상에서의 0.5 ㎛의 렌즈 배치 오차를 고려하면, 열(907 및 909)에 의해 집합적으로 생성되는 브러시 라인은 약 6.8 ㎛의 폭을 가질 수도 있다.
인터리빙을 가능하게 하기 위해, 도 9b는 열(907) 및 열(909)을 각각 구비하는 두 개의 이미터 어레이(910, 915)를 묘사한다. 제1 이미터 어레이(910)는 본질적으로 병렬로 적층되는 복수의 열(907)을 포함하는데, 각각의 열은 주사 방향(901)에 대해 각도 θ에 위치된다. 인접한 열(907)의 피치는, 열(907) 내의 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902) 사이의 피치와 동일하다. 한 실시형태에서, 인접한 열(907)의 피치는 약 7 ㎛이다. 한 실시형태에서, 제1 이미터 어레이(910)의 각각의 변은, 제1 이미터 어레이(910)의 대각선이 제1 이미터 어레이(910)와 관련되는 렌즈의 시야(약 100 ㎛)와 대략 동등하도록, 약 70 ㎛의 길이이다.
유사하게, 제2 이미터 어레이(915)는 본질적으로 병렬로 적층되는 복수의 열(909)을 포함하는데, 각각의 열은 주사 방향(901)에 대해 각도 α에 위치된다. 인접한 열(909)의 피치는 열(909) 내의 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(904) 사이의 피치와 동일하다. 한 실시형태에서, 인접한 열(909)의 피치는 약 7 ㎛이다. 한 실시형태에서, 제2 이미터 어레이(915)의 각각의 변은, 제2 이미터 어레이(915)의 대각선이 제2 이미터 어레이(915)와 관련되는 렌즈의 시야(약 100 ㎛)와 대략 동등하도록, 약 70 ㎛이다. 제2 이미터 어레이(915)는, 제1 이미터 어레이(910)에 대해 주사 방향에 수직인 방향으로 작은 변위를 갖는다. 이것은, 제1 이미터 어레이(910) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902)의 열(907)에 의해 생성되는 방사선 라인(903)이, 도 9a에서 설명되는 바와 같이, 제2 이미터 어레이(915) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(904)의 열(909)에 의해 생성되는 방사선 라인(905)으로 인터리빙되도록 하기 위해서이다. 결과적으로, 제1 이미터 어레이(910) 및 제2 이미터 어레이(915)는, 제1 이미터 어레이(910) 또는 제2 이미터 어레이(915)와 관련되는 렌즈의 시야를 커버하는 브러시를 집합적으로 생성할 수도 있다. 한 실시형태에서, 제1 이미터 어레이(910) 및 제2 이미터 어레이(915)는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(902)의 열한 개의 열(907) 및 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(904)의 열한 개의 열(909)을, 각각, 포함한다. 각각의 열(907)은, 약 6.8 ㎛의 폭을 갖는 브러시 라인을 생성하기 위해 열(909)과 쌍을 이룰 수도 있다. 따라서, 제1 이미터 어레이(910) 및 제2 이미터 어레이(915)의 쌍은, 집합적으로, 약 6.8 ㎛ * 11 = 74.8 ㎛의 브러시 폭을 갖는 브러시를 생성할 수도 있다.
인식되는 바와 같이, 인터리빙은 균일할 필요는 없고, 및/또는 하나보다 더 많은 여분의 이미터 어레이에 의해 제공될 수 있다.
도 9c에서 도시되는 바와 같이, 제1 이미터 어레이(910) 및 제2 이미터 어레이(915)는 각각 렌즈(925)와 관련되어, 각각, 제1 개개의 광학 엔진 컴포넌트(921) 및 제2 개개의 광학 엔진 컴포넌트(923)를 형성한다. 한 실시형태에서, 렌즈(925)의 폭(예를 들면, 직경)은 약 1 mm이고, 렌즈(925)의 시야는 약 100 ㎛이다. 제1 개개의 광학 엔진 컴포넌트(921) 및 제2 개개의 광학 엔진 컴포넌트(923)의 쌍(927)은 도 9b에서 설명되는 바와 같이 브러시를 생성하기 위해 사용된다. 복수의 이러한 쌍(927)은 도시되는 바와 같이 배열될 수도 있고 쌍(927)의 그룹(920)을 형성할 수도 있다. 그룹(920) 내의 쌍의 수는, 예를 들면, 렌즈(925)의 폭(예를 들면, 직경)에 의해 결정되고; 예를 들면, 그 결과, 브러시는 렌즈(925)의 폭을 커버하도록 연속적으로 연장된다. 특히, 그룹(920)에서, 인접한 쌍(927)은 주사 방향에 수직인 방향에서 적절한 변위를 갖는다. 이것은, 쌍(927)의 그룹(920)이 렌즈(925)의 폭과 동등한 폭을 가지고 기판 상의 영역을 집합적으로 커버할 수도 있도록 행해진다. 예를 들면, 그룹(920)은, 제1 개개의 광학 엔진 컴포넌트(921) 및 제2 개별 광학 컴포넌트(923)의 14 개의 쌍을 포함할 수도 있다. 각각의 쌍(927)에 의해 생성되는 브러시가 약 75 ㎛의 브러시 폭을 가지기 때문에, 그룹(920)에 의해 생성되는 브러시는 약 1.05 mm의 폭을 갖는 기판 상의 영역을 커버할 수도 있는데, 이것은 렌즈(925)의 폭(예를 들면, 1 mm)과 대략적으로 동일하다.
도 9d는, 그룹 내의 제1 쌍(935)에 의해 생성되는 브러시가 인접한 그룹 내의 마지막 쌍(937)에 의해 생성되는 브러시와 약간의 중첩을 가지도록 도시되는 바와 같이 배열되는 복수의 그룹(920)을 포함하는 예시적인 마이크로렌즈 어레이(MLA) 모듈(930)을 묘사한다. 이러한 방식에서, MLA 모듈(930) 내의 모든 그룹(920)에 의해 생성되는 브러시는 함께 합쳐진다. MLA 모듈(730)이 커버할 수 있는 기판 상의 영역의 폭은, MLA 모듈(930) 내에 포함되는 그룹(920)의 수에 의해 결정된다. 한 실시형태에서, MLA 모듈(930)은 쌍(927)의 서른 개의 그룹(920)을 포함한다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 쌍(927)의 각각의 그룹(920)은 약 1 mm의 폭을 갖는 영역을 커버할 수도 있다. 따라서, MLA 모듈(930)은 약 30 mm의 폭을 갖는 기판 상의 영역을 커버하는 패턴을 집합적으로 생성할 수도 있다. MLA 모듈(930)은 상이한 수의 그룹(920)을 포함할 수도 있다는 것이 인식된다.
도 9e는, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이의 제조에서 사용하기 위한 패터닝 디바이스(940)를 묘사한다. 패터닝 디바이스(940)는 MLA 모듈(930)의 행(939)을 포함한다. 행(939) 내에서 제공되는 MLA 모듈(930)의 수는, 예를 들면, 기판(114)이 단일의 패스에서 노광되는 것이 소망되는 경우, 각각의 MLA 모듈(930)에 의해 생성되는 패턴의 폭 및 기판(114)의 폭에 의해 결정된다. 예를 들면, 기판(114)이 3 m 폭이고, 각각의 MLA 모듈(930)이 30 mm의 폭을 갖는 기판 상의 영역을 커버할 수 있다면, 적어도 100 개의 MLA 모듈(930)이 MLA 모듈(930)의 행(939)에서 제공되어야 한다. 행(939)은 주사 방향에 수직으로 위치된다. 인접한 MLA 모듈(930) 사이의 피치는, 인접한 MLA 모듈(930)에 의해 생성되는 패턴이 약간의 중첩을 가지도록 주의 깊게 선택된다. 결과적으로, 한 실시형태에서, MLA 모듈(930)의 행(939)은 집합적으로 기판(114)의 전체 폭을 커버한다.
렌즈의 직경과 동등한 폭을 갖는 기판 상의 영역을 커버하는 데 요구되는 렌즈의 총 수는, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 피치, 렌즈의 시야, 렌즈 위치 허용 오차, 렌즈의 직경, 및 추가로 논의될 요구되는 용장성에 밀접하게 관련된다는 것을 유의해야 한다. 다시 말하면, 렌즈의 시야(예를 들면, 100 ㎛), 렌즈 위치 허용 오차(예를 들면, 렌즈의 각각의 면 상에서 0.5 ㎛), 렌즈의 폭(예를 들면, 직경)(예를 들면, 1 mm), 및 요구되는 용장성이 모두 결정되면, 요구되는 렌즈의 총 수는 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 피치에 밀접하게 관련된다. 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(940)는, 도 7e와 관련하여 유사하게 설명되는 바와 같이, 예를 들면, 용장성, 등등의 도입을 위해 주사 방향으로 정렬되고 평행하게 적층되는 MLA 모듈(930)의 두 개 이상의 행(939)을 포함한다.
따라서, 한 실시형태에서, 직접 이미터 이미징(direct emitter imaging)은 마이크로렌즈의 어레이에 커플링되는 이미터(예를 들면, LED)의 어레이로 패턴을 기록하는 것에 의해 수행된다. 상기에서 논의되는 바와 같이, 주사 방향에 본질적으로 평행한(즉, 상기에서 논의되는 각도에 있는) 이미터의 단일의 행이 단일의 브러시 라인을 정의한다. 그 다음, 마이크로렌즈의 시야의 폭에 걸친 서로 옆의 다수의 브러시 라인이 단일의 브러시를 형성한다. 따라서, 예를 들면, 이미터 본딩 피치(다시 말하면, 이미터가 서로의 옆에 얼마나 가깝게 배치될 수 있는지)에 의존하여, 소망되는 브러시 라인 폭 및 마이크로렌즈의 시야를 효과적으로 커버하는 브러시 폭을 달성하기 위해, 하나 이상의 마이크로렌즈 - 각각의 마이크로렌즈는, 마이크로렌즈를 통해 빔을 통과시키는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 구비하고 그리고 상기에서 논의되는 바와 같이 주사 방향으로 적층되는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 각각 구비함 - 가 활용된다. 추가적으로, 주사 방향으로 이미터와 함께 마이크로렌즈를 다시 적층하는 것에 의해, 마이크로렌즈 피치의 폭을 채우기 위해 다수의 브러시가 사용된다. 그 다음, 상기의 배열은, 노광될 기판의 사이즈를 수신하기 위해 필요로 될 때 주사 방향에 수직인 방향으로 반복될 수 있다.
따라서, 이미터 본딩 피치 외에, 여러 개의 설계 파라미터는, 사용될 수 있는 이미터 및 마이크로렌즈의 수에 제약을 가한다. 제1 파라미터는 단일의 마이크로렌즈의 시야이다. 렌즈의 폭(예를 들면, 직경)과 그것의 시야 사이의 비율은, 마이크로렌즈 피치의 폭을 가로질러 기록하는 데 요구되는 마이크로렌즈의 양을 결정한다. 다른 파라미터는, 픽셀당 필요로 되는 이미터의 최소 양을 결정하는 패턴에 대한 용장성이다. 게다가, 애플리케이션의 조사량 요건(예를 들면, 레지스트를 패턴화하는 데 필요로 되는 조사량의 양)과 조합한 단일의 이미터의 광학 파워는, 픽셀당 필요로 되는 이미터의 최소 양을 설정한다. 추가적으로, 마이크로렌즈 위치 결정 오차는 이미터 어레이의 요구되는 중첩을 도입하고, 따라서, 전체 패턴을 기록하는 데 사용되는 마이크로렌즈의 총량에 영향을 미친다.
따라서, 한 실시형태에서, 예를 들면, 1 mm의 폭(예를 들면, 직경) 및, 예를 들면, 70 ㎛의 시야를 갖는 마이크로렌즈가 주어지면, 마이크로렌즈의 피치에 대응하는 1 mm 주사 폭을 채우기 위해서는 적어도 15 개의 마이크로렌즈가 필요로 된다. 1 ㎛ CD의 경우, 2.5의 그레이 스케일 인자 및 0.5 ㎛의 렌즈 위치 결정 오차를 고려하여, 단일의 렌즈에서 70 ㎛의 브러시를 생성하기 위해서는, 시야에서 적어도 15×15 개의 이미터가 필요로 된다. 이것은, 최저 수의 렌즈를 갖는 솔루션의 경우, 약 5.0 ㎛의 최대 이미터 피치(예를 들면, 5.0 ㎛ 이미터 본딩 피치)로 나타난다.
사용되는 렌즈의 수는, 도 10에서 도시되는 바와 같이, 이미터 피치와 함께 적극적으로 스케일링된다. 도 10은, 각각의 렌즈의 직경(예를 들면, 1 mm)과 동등한 폭을 갖는 영역을 커버하기 위해 필요로 되는 렌즈의 총 수와 약 0.4 미크론 CD에 대한 특정한 렌즈에 대한 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 피치 사이의 관계를 묘사한다. X 축은, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 피치를 나타내고, Y 축은 각각의 렌즈의 폭과 동일한 폭을 갖는 영역을 커버하는 데 요구되는 렌즈의 총 개수를 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 이미터 피치가 4 ㎛와 5 ㎛ 사이인 경우, 1 mm 폭을 갖는 영역을 커버하기 위해서는 15 개의 렌즈가 필요로 된다. 그러나, 이미터 피치가 증가되면(예를 들면, 약 5 ㎛의 이미터 피치를 제공하는 것이 가능하지 않은 경우, 필요로 되는 렌즈의 수는 이미터 피치에 따라 도 10에서 도시되는 바와 같이 변한다. 예를 들면, 다음 바람직한 이미터 피치는 약 7 ㎛일 것이다. 피치가 약 7 ㎛인 경우, 예를 들면, 도 9c에서 도시되는 바와 같이, 1 mm 폭을 갖는 영역을 커버하기 위해서는 약 28 개의 렌즈가 필요로 된다. 게다가, 예를 들면, 도 9b에서 설명되는 바와 같이, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 피치가 약 7 ㎛인 경우, 두 개의 이미터 어레이(910 및 915)가 제공되어 렌즈의 시야의 폭을 커버하는 브러시를 집합적으로 제공한다, 즉 브러시마다 두 개의 렌즈가 사용된다. 따라서, 도 9c는 각각의 렌즈(925)의 폭(예를 들면, 1 mm)과 동일한 폭을 갖는 기판 상의 영역을 커버할 28 개의 렌즈(925)를 나타낸다. 피치를 5 ㎛에서 7 ㎛로 변경하는 것에 의해, 기판 상의 1 mm 폭의 영역을 커버할 렌즈의 수는 대략적으로 두 배가 된다.
패터닝 디바이스(예를 들면, 패터닝 디바이스(740, 940))는 수천 개의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 구비할 수도 있다. 이들 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 제어하기 위해(예를 들면, 이들 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를, 사이 내에 다양한 그레이 레벨, 예를 들면, 256 개의 파워 레벨에 대한 8 비트 주소 지정을 포함하는 "ON" 및 "OFF" 변조하기 위해) 하나 이상의 컨트롤러가 제공될 수도 있다. 한 실시형태에서, 하나 이상의 컨트롤러는 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor; CMOS) 제어 회로일 수도 있다. 제어 회로는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 연결될 필요가 있지만, 그러나, 인식되는 바와 같이, 공간은 매우 제한적이다. 직접 범프 본딩은 반도체 디바이스 상으로 퇴적된 솔더 범프를 사용하는 것에 의해 개개의 반도체 디바이스를 외부 회로부에 상호 연결하기 위한 일반적인 방법이다. 그러나, 범프 피치 사이즈는 통상적으로 적어도 20 ㎛이다. 그러나, 상기에서 논의되는 바와 같이, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 사이즈는 단지 1 ㎛일 수 있고 피치는 약 5 또는 7 ㎛일 수 있고, 따라서, 직접 범프 본딩 기술은, 하나 이상의 제어 회로가 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와 상호 연결되는 것을 허용하기에 충분한 분해능을 제공하지 않을 수도 있다.
도 11은, 복수의 개개의 광학 엔진 컴포넌트(1118)를 포함하는 패터닝 디바이스(예를 들면, 패터닝 디바이스(104, 740 또는 940))의 일부의 고도로 개략적인 상면도를 묘사한다. 각각의 개개의 광학 엔진 컴포넌트(1118)는 이미터 어레이(1110) 및 렌즈(1115)를 포함하는데, 이들은 이미터 어레이(710, 910, 915) 및 렌즈(715, 925)와 각각 유사하다. 한 실시형태에서, 렌즈(1115)는, 예를 들면, 100 ㎛(이미터 어레이(1110)의 대각선과 동등함)의 시야 및, 예를 들면, 1 mm의 폭을 갖는다. 따라서, 두 개의 인접한 이미터 어레이(1110) 사이의 간격(1125)은 약 적어도 1 mm이다. 각각의 개개의 광학 엔진 컴포넌트(1118)는, 이미터 어레이(1110)에 인접한 본드 패드 영역(1120)을 더 포함한다. 예를 들면, 이미터 어레이(1110)가 렌즈(1115) 위에 있는 경우, 본드 패드 영역(1120)은 마찬가지로 렌즈(1115) 위에 있다. 한 실시형태에서, 본드 패드 영역(1120)은 렌즈(1115)에 부착된다. 비록 본드 패드 영역이 도 11에서 도시되는 바와 같이 정사각형이지만, 본드 패드 영역은, 예를 들면, 원, 다각형, 등등과 같은 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수도 있다.
본드 패드 영역(1120)의 일부분(1130)의 확대도(zoom-in view)가 도 11에서 묘사된다. 도시되는 바와 같이, 본드 패드 영역(1120)의 일부분(1130)은 복수의 본딩 패드(1135)를 포함한다. 비록 본딩 패드(1135)가 도 11에서 도시되는 바와 같이 정사각형 형상을 가지지만, 본딩 패드(1135)는 원, 직사각형, 등등과 같은 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수도 있다. 각각의 본딩 패드(1135)의 사이즈는, 약 400 ㎛2 이상일 수도 있고 약 1600 ㎛2 이하일 수도 있다. 본딩 패드(1135)는 20 ㎛ * 20 ㎛ 이상, 30 ㎛ * 30 ㎛ 이상, 40 ㎛ * 40 ㎛ 이상, 등등일 수도 있다. 본딩 패드(1135)는, 상기에서 논의되는 바와 같은 직접 범프 본딩 기술, 또는, 예를 들면, 본딩 와이어를 사용하는 것과 같은 임의의 다른 적절한 기술을 사용하여 하나 이상의 제어 회로와의 상호 연결을 가능하게 한다. 인식되는 바와 같이, 본딩 패드(1135)는 이미터 어레이(1110)의 주변 둘레 전체에 배열될 수도 있다. 따라서, 본드 패드 영역은, 이미터 어레이(1110)를 둘러싸고 심지어 그와 중첩될 수도 있다(예를 들면, 그것이 물리적으로 상이한 층에서 생성되고, 따라서 이미터 어레이의 상부 상에 적층될 수 있는 경우). 따라서 본드 패드 영역은, 더 많은 영역이 모든 개개의 이미터의 본딩을 실현하는 것을 허용한다. 이미터와 본딩 기술 사이의 피치 불일치 때문에, 통상적으로 이미터 어레이(1110)보다 더 큰 영역이 본딩을 실현하는 데 필요로 될 것이다.
도 11에서 묘사되는 바와 같은 그리고 도 12에서 도시되는 바와 같은 본드 패드 영역(1120)의 일부분(1130)의 확대도에서 도시되는 바와 같이, 본딩 패드(1135)의 각각은 또한, 금속 라인(1137)을 통해 이미터 어레이(1110) 내의 대응하는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1210)에 연결되고, 그에 의해, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1210)의 제어를 허용한다. 한 실시형태에서, 금속 라인(1137)은 구리, 금 또는 알루미늄 라인이다. 금속 라인(1137)은, 예를 들면, 마스크를 사용하는 종래의 리소그래피 장치를 사용하여 생성될 수도 있다. 각각의 금속 라인(1137)의 라인폭은 적어도 수백 나노미터일 수도 있다. 금속 라인(1137)은, 단락과 같은 전기적 문제를 방지하기 위해 서로 접촉되지 않는다. 본드 패드 영역(1120), 본딩 패드(1135) 및 이미터 어레이(1110)로부터 그리고 이미터 어레이(1110)의 주변 둘레로 연장되는 금속 라인(1137)의 이러한 구성은 팬 아웃 구조체로 칭해질 수 있다.
이미터 어레이(1110)에서 금속 라인(1137)을 배열하기 위해, 다양한 실시형태가 활용될 수도 있다. 한 실시형태에서, 모든 금속 라인(1137)은, 도 12에서 도시되는 바와 같이, 이미터 어레이(1110)의 표면 상의 단일의 층에서 생성된다. 한 실시형태에서, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1210) 사이의 피치는 5 ㎛이고, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1210)의 각각은 금속 라인(1137)에 연결된다. 따라서, 한 실시형태에서, 금속 라인(1137)의 라인폭은 429 nm 이하일 수 있다. 금속 라인 사이의 간격은 429 nm 이하일 수 있고, 금속 라인의 그룹과 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1210) 사이의 간격은 약 1 미크론 또는 그 미만일 수 있다. 한 실시형태에서, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1210) 사이에는, 429 nm의 동일한 간격을 갖는 최대 네 개의 금속 라인이 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 금속 라인(1137)은, 단락과 같은 전기적 문제를 방지하기 위해 금속 라인(1137) 중 임의의 두 개가 서로 교차하지 않는 방식으로 이미터 어레이(1110)의 표면 상의 2 개 이상의 층 내에서 생성될 수도 있다. 이 스킴의 이점은, 예를 들면, 더 넓은 금속 라인(1137)이 이미터 어레이(1110)의 표면 상에서 생성될 수 있고, 그에 의해, 금속 라인(1137)의 저항률을 감소시킬 수 있다는 것이다. 금속 라인(1137)의 저항률의 감소는, 가열 및 일렉트로마이그레이션과 같은 복수의 관련된 전기적 문제를 완화할 수도 있다.
라인폭 거칠기(linewidth roughness; LWR)는 최신 기술의 리소그래피의 제한 인자 중 하나일 수 있다. LWR은, 평활하고 이상적인 형상으로부터의 피쳐 형상의 편차(deviation)이다. LWR의 효과는, 이미터 어레이에서 이웃하는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 최대 거리에 의해 제한될 수도 있다는 것이 밝혀졌다. 다시 말하면, LWR의 효과는, 이웃하는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 최대 거리를 감소시키는 것에 의해 완화될 수도 있다. 그러나, 상기에서 논의되는 바와 같이, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 피치는, 렌즈 폭, 등등과 같은, 다양한 인자에 의해 결정된다. 따라서, 이미터 어레이에서 피치를 감소시키는 것에 의해 LWR을 완화하는 것은 가능하지 않을 수도 있다. 그러나, 특정한 바람직한 구성에 따라 이미터 어레이를 설계하는 것에 의해, 향상된 성능이 달성될 수도 있다.
이미터 어레이(710, 910 및 915)와 유사하게, 이미터 어레이(1300)는 도 13a에서 도시되는 바와 같이 직사각형 형상으로 배열되는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)를 구비할 수도 있다. 상기에서 논의되는 바와 같이, 이미터 어레이의 치수는, 이미터 어레이와 관련되는 렌즈의 시야를 커버하도록 선택되어야 한다. 도 13a에서 도시되는 바와 같이, 이미터 어레이(1300)는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)의 여섯 개의 행(1320)을 포함한다. 각각의 행(1320)은 여섯 개의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)를 포함한다. 이미터 어레이(1300)의 피치는 "p"에 의해 표시된다. 따라서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트는, 동일한 행에서 또는 동일한 열에서, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와 동일한 거리("p")를 가질 수도 있다. 그러나, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310) 사이의 가장 큰 거리는, 대각선 방향에서 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와 그것의 이웃하는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이에 있는데, 그것은 "√2p"에 의해 표시된다. 한 실시형태에서, 이미터 어레이(1300)는, 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트가 정사각형 구성으로 배열되는 이미터 어레이로 칭해질 수 있다.
비교를 위해, 한 실시형태에서, 도 13b는 이미터 어레이(1300)와 유사한 치수를 갖는 이미터 어레이(1350)를 도시한다. 이미터 어레이(1350)는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 일곱 개의 행을 포함한다. 1320과 유사하게, 각각의 행(즉, R1, R2, ..., R7)은 여섯 개의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)를 포함하고, 동일한 행 내의 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310) 사이의 피치는 "p"에 의해 표시된다. 이미터 어레이(1300)와는 달리, 이미터 어레이(1350)는, 예를 들면, 짝수 행(즉, R2, R4 및 R6)이 홀수 행(즉, R1, R3, R5, 및 R7)에 대해 0.5p의 수평 변위(1360)를 가지도록 구성된다. 한 실시형태에서, 인접 행 사이의 수직 변위(1370)는 대략 0.87p이다. 따라서, 이 구성에서, 이미터 어레이(1350) 내의 이웃하는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310) 사이의 거리는 모두 p와 동일하다. 결과적으로, 이미터 어레이(1350)는 복수의 육각형 구조체(1375)를 포함할 수도 있다. 따라서, 이미터 어레이(1350)는 육각형 구성으로 배열되는 인접한 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 갖는 이미터 어레이로서 칭해질 수 있다. 한 실시형태에서, 이미터 어레이(1350)는 기판(예를 들면, 기판(114))과 이미터 어레이(1350) 사이의 상대적 이동을 위해 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)의 열(1380)과 주사 방향(1390) 사이에서 각도 θ로 위치될 수도 있다.
이미터 어레이(1300)와 비교하여, 이미터 어레이(1350) 내의 이웃하는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 사이의 최대 거리는 (도 13a에서와 같은) √2p로부터 (도 13b에서와 같은) p로 감소된다. 따라서, LWR 효과는 √2의 인자만큼 완화될 수도 있다. 예를 들면, 이미터 어레이(1350)가 각도 θ로 배열되는 경우, 유효 피치는 1 ㎛ CD에 대해 0.4 ㎛로부터 0.4√2 ㎛(즉, 0.57 ㎛)로 증가된다. 게다가, 다른 것들 중에서도, 최악의 경우의 LWR을 고려하기 위해 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트까지의 가장 먼 거리의 이웃에 기초하여 결정되는, 정사각형 구성 이미터 어레이에 대한 그레이 스케일 인자에서 감소가 달성될 수 있다. 따라서, 그레이 스케일 인자는 2.5로부터 2.5√2(즉, 1.77)로 감소될 수 있다.
한 실시형태에서, 이미터 어레이(1350)는, 동일한 최소 피치에서 이미터 어레이(1300)보다 렌즈당 더 높은 밀도의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)를 갖는다. 유리하게, 이것은 비용을 감소시킬 수 있다.
다른 관점으로부터, 이미터 어레이(1350)의 피치는, 이미터 어레이(1350) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)의 밀도를, 이미터 어레이(1300) 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(1310)의 밀도와 동일하게 유지하면서, 증가될 수도 있다. 유리하게도, 더 큰 피치는, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같은 본딩으로, 더 적은 기술적 위험을 야기한다.
따라서, 육각형 구성은, 일정한 이미징 성능(이미터당 조사량 제한을 제외함)뿐만 아니라, 정사각형 구성과 대비한 패킹 밀도 이득에서 단위 면적당 이미터의 필요로 되는 수에서 상당한 감소를 산출할 수 있다. 또한, 데이터 경로는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 수와 비례하고 따라서 육각형 구성은, 예를 들면, 더 적은 복잡도 및 감소된 비용을 산출할 수 있다. 게다가, 라인 폭 거칠기는, 정사각형 구성과 비교하여, 면적당 동일한 수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에서는 육각형 구성을 사용하여 향상될 수 있다.
육각형 구성은 또한 다른 엘리먼트로 확장될 수 있다. 예를 들면, 마이크로렌즈는 MLA에서 육각형 구성으로 배열될 수 있다. 다른 예에서, MLA 모듈은 육각형 구성으로 배열될 수 있다.
한 실시형태에서, 피쳐의 형성에서 어떤 초점 종속성이 존재하고(예를 들면, 그들의 프로파일이 초점의 함수로서 변하고), 따라서, 초점 제어는, 예를 들면, 초점 길이를 변경하는 것, 기판 및 초점 또는 범위 사이의 상대적 위치를 조정하는 것, 등등에 의해, 제공된다. 피쳐의 형성에서 초점 의존성을 특성 묘사할 수 있는 다양한 파라미터 중에서도, 초점 심도(depth of focus; DOF) 파라미터는, 기판 상에 인쇄되는 피쳐의 품질이 너무 저하되기 이전에, 용인될 수 있는 초점의 범위를 명시한다. 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이 애플리케이션에 대해 본원에 설명된 바와 같은 패터닝 디바이스(예를 들면, 패터닝 디바이스(104, 740 또는 940))의 예상되는 DOF는 3 내지 5 ㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 이것은, 예를 들면, 기판의 공칭 평면으로부터의 기판의 일부분의 거리(이하, 편의상 기판의 높이 변동으로 칭해짐)가, 예를 들면, 3 내지 5 ㎛의 범위로부터 선택되는 DOF를 초과하는 경우, 초점 제어 없이는, 피쳐가 기판 상에 잘 인쇄될 수 없다는 것을 나타낸다. 그러나, 예로서 플랫 패널 디스플레이 애플리케이션의 경우, 기판은 기판 상의 150 mm의 거리에 걸쳐 최대 12 ㎛의 높이 변동을 나타낼 수 있는데, 이것은 상기에서 설명되는 DOF를 훨씬 초과한다. 따라서, 기판에 대한 패터닝 디바이스(예를 들면, 패터닝 디바이스(104, 740, 또는 940))의 국소적인 초점 제어가 소망된다. 가능한 솔루션은, 하나 이상의 액추에이터를 사용하여 기판에 실질적으로 직교하는 방향에서의 패터닝 디바이스 내의 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와 기판 사이의 상대적 위치(이후, 편의상 높이로 칭해짐)를 조정하는 것이다. 이것은, 예를 들면, 이 솔루션을 구현하기 위한 많은 양의 액추에이터의 요건으로 인해 비용 효율적이지 않을 수도 있다. 또한, 작은 피치의 이미터에서, 각각의 이미터에 대한 초점 제어를 독립적으로 구현하는 것은 실용적이지 않을 수도 있다.
따라서, 한 실시형태에서, 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 높이 및/또는 기울기를 조정하는 대신, 하나 이상의 고정밀 액추에이터가 사용되어 MLA 모듈(예를 들면, MLA 모듈(730 및 930)) 내의 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 높이 및/또는 기울기를 집합적으로 조정할 수도 있다. 높이 방향에 직교하는 평면에서의 MLA 모듈의 치수는, MLA 모듈의 사이즈에 대응하는 기판의 최대 높이 변동이 DOF 내에 있도록 결정된다. 예를 들면, (구체적으로 기판에 인접하는 마이크로렌즈 어레이의) MLA 모듈의 치수는 10 mm * 10 mm일 수도 있다. 측방향 mm당 80 nm의 기판 높이 변동이 주어지면, 대응하는 기판의 최대 높이 변동은 10 mm * 80 nm/mm = 0.8 ㎛인데, 이것은 3 내지 5 ㎛의 DOF보다 훨씬 낮다. 따라서, 기판에 대해 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 높이 및/또는 기울기를 (예를 들면, 0.5 ㎛ 정밀도를 가지고 20 ㎛ 이내에서) 집합적으로 조정하도록 하나 이상의 액추에이터를 동작시키는 것에 의해, MLA의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 초점과 기판 사이의 상대적 위치는 DOF 내에서 정밀하게 제어될 수 있다. 물론, MLA 모듈은, 기판의 대응하는 부분의 최대 높이 변동이 DOF 내에 있는 한, 다른 적절한 치수를 가질 수도 있다. 게다가, 패터닝 디바이스가 복수의 이러한 MLA 모듈(예를 들면, 500 내지 2500 개의 MLA 모듈)을 포함할 수도 있기 때문에, 패터닝 디바이스의 초점은, 본원에서 설명되는 방법을 사용하여 패터닝 디바이스의 각각의 MLA 모듈을 정밀하게 제어하는 것에 의해, DOF 내에서 제어될 수 있다, 예를 들면, 하나 이상의 MLA 모듈이 하나 이상의 다른 MLA 모듈과는 독립적으로 제어될 수 있다.
초점을 다루는 것에 추가적으로 또는 대안적으로, MLA 모듈 사이의 정렬도 또한 보정될 필요가 있을 수도 있다. 즉, 예를 들면, 하나 이상의 MLA 모듈은 (예를 들면, 초기 셋업에서 또는 시간에 경과에 따라) 하나 이상의 다른 MLA 모듈에 대해 적절하게 정렬되지 않을 수도 있다. 따라서, 하나 이상의 고정밀 액추에이터는, 다른 MLA 모듈에 대해 MLA 모듈의 위치를 X 및/또는 Y 방향에서 조정하기 위해 사용될 수도 있다.
도 14를 참조하면, 분해된 MLA 모듈(1400)의 고도로 개략적인 뷰가 묘사된다. MLA 모듈(1400)은 MLA 모듈(730 및 930)과 유사할 수도 있다. MLA 모듈(1400)은 마이크로렌즈 어레이(MLA)(1470), 전자장치 기판(electronics board)(1460), 및 구조체(1420)를 포함한다.
도시되는 바와 같이, MLA(1470)는 정사각형 어레이에 배열되는 복수의 렌즈(1480)를 포함한다(물론, 상이한 배열이 제공될 수도 있다). 한 실시형태에서, 각각의 렌즈(1480)는 1 mm의 폭(예를 들면, 직경)을 갖는다. 각각의 렌즈(1480)는 관련된 이미터 어레이(1465)로부터 기판(도시되지 않음)으로 빔을 투영하도록 구성된다.
복수의 이미터 어레이(1465)가 전자장치 기판(1460)의 (저부) 표면 상에 위치된다. 한 실시형태에서, 렌즈(1480)의 수는 이미터 어레이(1465)의 수와 동일하다. 각각의 이미터 어레이(1465)는 상기에서 설명되는 바와 같은 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 포함한다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트는 LED이다. 한 실시형태에서, MLA(1470)는, 예를 들면, 전자장치 기판(1460)에 부착되는 복수의 이미터 어레이(1465)에 부착된다.
하나 이상의 고정밀 액추에이터(1455)가 전자장치 기판(1460)와 구조체(1420) 사이에 위치된다. 도 14에서 도시되는 바와 같이, 4 개의 액추에이터(1455)가, 예를 들면, 전자장치 기판(1460)의 코너에 위치되고; 한 실시형태에서, 더 적은 또는 더 많은 액추에이터가 제공될 수도 있고 하나 이상의 상이한 위치에 제공될 수도 있다(예를 들면, 액추에이터가 중앙 부분에 위치될 수도 있음). 하나 이상의 액추에이터(1455)는, 예를 들면, 0.5 ㎛ 정밀도를 가지고 20 ㎛의 튜닝 범위를 갖는다. 하나 이상의 액추에이터(1455)를 튜닝하는 것에 의해, 복수의 이미터 어레이(1465) 및 MLA(1470)의 관련 렌즈의 초점은, 상응하게, 집합적으로 조정될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 액추에이터(1455)는, 예를 들면, 초점 조정을 가능하게 하기 위해, 복수의 이미터 어레이(1465) 및 MLA(1470)의 관련 렌즈를 도시되는 Z 방향에서 이동시킬 수 있다. 게다가, 한 실시형태에서, 하나 이상의 액추에이터(1455)는, 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들면, 초점 조정을 가능하게 하기 위해, 복수의 이미터 어레이(1465) 및 MLA(1470)의 관련 렌즈를 도시되는 X 및/또는 Y 방향 둘레로 이동시킬 수 있다. 게다가, 한 실시형태에서, 하나 이상의 액추에이터(1455)는, 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들면, 다른 복수의 이미터 어레이 및 다른 MLA의 관련 렌즈에 대한 복수의 이미터 어레이(1465) 및 MLA(1470)의 관련 렌즈의 정렬을 가능하게 하기 위해, 복수의 이미터 어레이(1465) 및 MLA(1470)의 관련 렌즈를 도시되는 X 및/또는 Y 방향에서 이동시킬 수 있다. 구조체(1420)가 전자장치 기판(1460)를 커버하는 것으로 도시되지만, 그것은 그렇게 할 필요는 없다.
한 실시형태에서, 전자장치 기판(1460)는 복수의 로컬 메모리(1430) 및 로컬 프로세싱 유닛(1450)을 더 포함한다. 한 실시형태에서, 로컬 메모리(1430)는, 로컬 프로세싱 유닛(1450)으로 하여금 MLA 모듈(1400) 내의 복수의 이미터 어레이(1465)의 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 제어하게 하는(예를 들면, 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 "ON" 또는 "OFF" 전환함) 데이터 경로 신호(또는 다른 제어 신호)를 저장하도록 구성된다. 소정의 제어 신호는, 로컬 프로세싱 유닛(1450)으로 하여금, MLA 모듈(1400)의 초점 및/또는 다른 MLA 모듈에 대한 MLA 모듈(1400)의 정렬을 제어하도록 하나 이상의 액추에이터(1455)를 자동적으로 튜닝하게 할 수도 있다.
구조체(1420)는 하나 이상의 액추에이터(1455)를 통해 전자장치 기판(1460)에 커플링된다. 한 실시형태에서, 구조체(1420)는, 하나 이상의 외부 컨트롤러로부터 로컬 프로세싱 유닛(1450) 및/또는 하나 이상의 액추에이터(1455)로 데이터 경로 신호 또는 다른 제어 신호를 커플링하도록 구성되는 인터페이스(1410)를 포함한다. 한 실시형태에서, 인터페이스(1410)는 또한, 로컬 프로세싱 유닛(1450) 및/또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 및/또는 하나 이상의 액추에이터(1455)를, 프로세싱 유닛(1450) 및/또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 및/또는 하나 이상의 액추에이터(1455)에 전력을 제공하는 외부 전원(도시되지 않음)에 커플링하도록 구성된다.
상기로부터 명백한 바와 같이, 예를 들면, 노광 장치의 한 실시형태에서 적용되는 바와 같은 MLA 모듈(예를 들면, 모듈(730, 930, 1400))의 방사선 빔을 기판 상으로 적절히 투영하기 위해, 상당한 양의 데이터 전송 및 데이터 프로세싱이 요구된다. 더 구체적으로는, 기판 상에 패턴을 형성하기 위해서는, 노광 프로세스 동안 각각의 스테이지(stage)에서 패터닝 디바이스를 필수 상태로 설정하는 것이 필요하다. 따라서, 필수 상태를 나타내는 제어 신호는 패터닝 디바이스로 송신되어야만 한다. 따라서, 바람직하게는, 노광 장치는, 제어 신호를 생성하는 제어 시스템 또는 프로세싱 시스템을 포함한다. 본 발명의 의미 내에서, 데이터 전송 부하는, 전송될 데이터의 총량 및/또는 전송될 데이터의 피크 부하 중 어느 하나를 가리킬 수도 있다.
본 발명은, 요구되는 데이터 전송 부하, 즉 전송될 데이터의 총량 또는 전송될 데이터의 피크 부하 중 어느 하나를 감소시키는 것을 가능하게 하는, 이러한 프로세싱 시스템의 요구되는 프로세싱 부하의 더욱 효과적인 분배를 제공하려고 노력한다. 이것을 실현하기 위해, 본 발명의 한 실시형태에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은 분산 프로세싱 시스템이다. 특히, 노광 장치는, 기판 상으로의 소망되는 패턴의 투영을 가능하게 하기 위해 투영 관련 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 분산 프로세싱 시스템을 포함하고, 그에 의해, 분산 프로세싱 시스템은 적어도 하나의 중앙 프로세싱 유닛 및 각각의 복수의 방사선 소스 모듈과 관련되는 복수의 모듈 프로세싱 유닛, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같은 MLA 모듈을 포함한다. 데이터의 요구되는 프로세싱을 분산시키는 것에 의해, 데이터 전송 부하가 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 노광 장치는, 예를 들면, 일차원 또는 이차원 어레이로 배열되는 복수의 방사선 소스 모듈을 구비한다. 이러한 방사선 소스 모듈의 예는, 상기에서 설명되는 바와 같은 MLA 모듈(730, 930, 1400)인데, 이것은 복수의 방사선 소스, 예컨대 상기에서 설명되는 바와 같은 광학 엔진 컴포넌트를 통상적으로 포함한다. 따라서, 본 발명의 의미 내에서, 방사선 소스 모듈은, 유닛 내에 그룹화되고 주사 노광 동안 기판 상의 특정한 영역을 노광하도록 배열되는 방사선 소스의 세트를 가리킨다. 한 실시형태에서, 모듈은, 방사선 소스, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같은 광학 엔진 컴포넌트의 이차원 어레이를 포함할 수도 있다.
도 15는 복수의 방사선 소스를 포함하는 패터닝 디바이스(104)를 구비하는 본 발명에 따른 노광 장치의 상면도를 개략적으로 도시하는데; 방사선 소스, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같은 광학 엔진 컴포넌트는 모듈(1500) 내에서, 특히 노광될 기판(114)의 폭(W)에 실질적으로 걸쳐 있는 방사선 소스 모듈(1500)의 어레이 내에서 그룹화된다. 장치는, 측정 시스템(150) 및 주사 방향(123)에서 기판(114)을 변위시키기 위한 그리고 패터닝 디바이스(104)에 대해 기판(114)을 정확하게 위치 결정하기 위한 위치 결정 디바이스(116)를 더 포함한다.
한 실시형태에서, 예를 들면, MLA 모듈(730 또는 930)과 같은 방사선 소스 모듈은, 예를 들면, 기판의 폭(W)을 따라 수 cm의 폭으로 걸칠 수도 있다. 방사선 소스 모듈의 사이즈, 또는 모듈로 그룹화되는 방사선 소스의 수의 선택은, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같은, 기판의 예상되는 높이 변동 및 모듈의 이용 가능한 초점 심도에 기초할 수도 있다.
한 실시형태에서, 예를 들면, 도 9e에서 도시되는 바와 같이, 방사선 소스 모듈, 예컨대 모듈(930)의 다수의 어레이가 있을 수도 있다. 방사선 소스 모듈은 육각형 윤곽을 가질 수도 있다.
본 발명의 의미 내에서, 기판을 방사선의 소망되는 패턴에 노광하는 것은 다음의 둘 모두를 수반한다:
1. 기판 상으로 투영될 소망되는 패턴의 생성 및
2. 소망되는 패턴을, 기판 상의 소망되는 위치에 투영하는 것.
방사선의 소망되는 패턴에 대한 기판의 이 노광에 도달하기 위해 프로세싱될 필요가 있는 데이터는 투영 관련 데이터로 칭해질 수도 있다.
상기에서 나타내어지는 바와 같은 단계 1, 즉 소망되는 패턴의 생성은, 본 발명의 의미 내에서, 다음 단계를 수반할 수도 있다:
a) 노광될 소망되는 패턴의 (수학적) 설명을 수신하는 것;
b) 기판과 모듈의 상대적 위치의 함수로서, 소망되는 패턴을 설명하는 데이터를, 방사선 소스 모듈의 각각에 의해 생성될 소망되는 방사선을 설명하는 데이터로 변환하는 것;
c) 모듈마다 소망되는 방사선을 설명하는 데이터를, 모듈의 개개의 이미터를 제어하기 위한 커맨드 또는 제어 신호로 변환하는 것.
단계 a)에서 언급되는 바와 같은 소망되는 패턴의 (수학적) 설명은, 예를 들면, 리소그래피 장치에 벡터 정의 포맷, 예를 들면, GDSII로 제공될 수도 있다. 따라서, 패턴 관련 데이터 또는 설계 정보로 또한 칭해지는 이러한 데이터는 분산 프로세싱 시스템에 대한 입력 데이터로 간주될 수도 있다. 이와 같이, 한 실시형태에서, 패턴 설명 데이터는 분산 프로세싱 시스템의 중앙 프로세싱 유닛의 입력 단자를 통해 노광 장치에 제공된다. 설계 정보를, 모듈의 개개의 이미터를 제어하기 위한 커맨드 또는 제어 신호로 변환하기 위해, 분산 프로세싱 시스템은 적어도 하나의 중앙 프로세싱 유닛 및 각각의 복수의 방사선 소스 모듈과 관련되는 복수의 모듈 프로세싱 유닛을 포함한다. 이러한 중앙 프로세싱 유닛 또는 모듈 프로세싱 유닛은 데이터 조작 디바이스로 간주될 수도 있는데, 각각은 데이터 스트림에 대한 프로세싱 단계를 수행하도록 구성된다. 본 발명의 의미 내에서, 프로세싱 유닛 또는 데이터 조작 디바이스는 집합적으로 "데이터 경로"로 칭해질 수도 있다.
도 16은, 예를 들면, 중앙 프로세싱 유닛 또는 모듈 프로세싱 유닛 중 어느 하나로서 본 발명에서 적용될 수 있는 바와 같은 프로세싱 유닛의 가능한 구조체를 개략적으로 도시한다. 도 16에서는, 본 발명에 따른 노광 장치에서 적용될 수 있는 바와 같은 프로세싱 유닛(1600)이 개략적으로 도시된다. 본 발명에 적용되는 바와 같은 프로세싱 유닛(1600)은, 예를 들면, 수신되는 출력 신호와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 프로세서(1600.1), 마이크로프로세서, 컴퓨터 또는 등등을 포함할 수도 있다. 한 실시형태에서, 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 측정 시스템으로부터의 임의의 수신된 신호 또는 수신된 데이터와 같은 데이터를 저장하기 위한 메모리(1600.2) 또는 메모리 유닛을 더 포함할 수도 있다. 도시되는 바와 같은 실시형태에서, 프로세싱 유닛(1600)은, 데이터 또는 신호(1610)를 수신하기 위한 입력 단자(1600.3) 및 신호 또는 데이터(1620), 예를 들면, 프로세싱 유닛(1600)의 프로세서(1600.1)에 의해 프로세싱된 이후에 획득되는 데이터 또는 신호를 출력하기 위한 출력 단자(1600.4)를 포함한다. 통신 경로는, 입력 및 출력 단자(1600.3, 1600.4)와 프로세서 및 메모리 유닛(1600.1, 1600.2) 사이의 프로세싱 유닛(1600)(화살표에 의해 표시됨) 내에 제공될 수도 있다.
상기에서 나타내어지는 바와 같은 단계 b 및 c는, 패턴 관련 데이터, 즉, 패턴의 (수학적) 설명을, 방사선 소스 모듈의 개개의 이미터를 제어하기 위한 커맨드 또는 제어 신호로 프로세싱하는 것을 수반한다. 이러한 커맨드는, 예를 들면, 특정한 개개의 이미터가 턴 온되어야 하는지 또는 그렇지 않은지의 여부 및 소망되는 강도를 나타내는 설정 지점의 어레이로서 공식화될 수도 있다. 본 발명의 한 실시형태에서, 프로세싱 단계 b 및 c는 분산 프로세싱 시스템의 중앙 프로세싱 유닛, 예를 들면, 도 16에서 도시되는 바와 같은 구조를 갖는 중앙 프로세싱 유닛에 의해 수행될 수도 있다. 따라서, 이러한 실시형태에서, 프로세싱 단계 b 및 c는, 분산 프로세싱 시스템의 중앙 프로세싱 유닛에 의해 주로 수행될 수도 있다. 이와 관련하여, 개개의 이미터를 제어하기 위한 제어 신호에 도달하기 위해서는, 각각의 이미터의 실제 물리적 성능이 고려되어야 한다는 것이 지적될 수 있다. 이러한 데이터는, 통상적으로, 특정한 모듈에서 적용되는 개개의 이미터의 각각에 대해, 소망되는 방사선 설정 지점이 어떻게 달성될 수도 있는지를 결정하기 위해 교정 프로세스를 통해 획득될 수도 있다. 이러한 데이터는, 예를 들면, 개개의 이미터에 대해, 획득된 강도를 인가된 제어 신호의 함수로서 나타내는 강도 교정 데이터(intensity calibration data)로 칭해질 수도 있는데, 제어 신호는, 예를 들면, 특정한 이미터에 공급되는 소망되는 전류를 나타낸다. 이와 같이, 상기에서 나타내어지는 바와 같은 단계 c는, 통상적으로, 요구되는 제어 신호에 도달하기 위해 개개의 방사선 소스의 교정 데이터(calibration data) 예컨대 강도 교정 데이터(intensity calibration data)를 고려하는 것을 수반할 수도 있다. 한 실시형태에서, 교정 데이터는 또한 개개의 이미터의 방출된 스펙트럼 또는 파장에서 관찰되는 변동을 수반할 수도 있다. 이 파장 또는 스펙트럼이, 예를 들면, 기판의 재료와의 상호 작용에 영향을 미칠 수도 있기 때문에, 방출된 스펙트럼의 변동, 예를 들면, 예상되는 스펙트럼으로부터의 편차는, 관찰시, 강도를 조정하는 것에 의해 고려될 수도 있다.
중앙 프로세싱 유닛에 의한 이러한 교정 데이터의 프로세싱에 대한 대안으로서, 본 발명의 한 실시형태는 이러한 프로세싱을 분산시키고, 소망되는 또는 요구되는 설정 지점의, 국소적 레벨 상에서의, 특히 모듈 레벨 상에서의 이미터에 대한 제어 신호로의 변환을 수행한다. 이러한 실시형태에서, 중앙 프로세싱 유닛은, 모듈 및 기판의 상대적 위치의 함수로서, 소망되는 패턴의 설명을, 방사선 소스 모듈의 각각에 의해 생성될 소망되는 방사선의 설명으로 변환하도록 구성될 수도 있고, 즉, 각각의 방사선 소스에 대한 설정 지점(소망되는 방사선을 설명함)로 나타나는, 상기에서 나타내어지는 바와 같은 단계 b를 수행하도록 구성될 수도 있다. 그 다음에, 중앙 프로세싱 유닛은, 방사선 소스의 각각에 대한 이 설정 지점을 (실시간으로 또는 미리) 요구되는 방사선 소스 모듈로, 특히 요구되는 방사선 소스 모듈과 관련되는 모듈 프로세싱 유닛의 입력 단자로 출력하도록 구성될 수도 있고, 그 결과, 모듈 프로세싱 유닛은, 수신되는 바와 같은, 즉 모듈의 이미터에 대한 소망되는 방사선을 설명하는 설정 지점을, 모듈의 개개의 이미터를 제어하기 위한 커맨드 또는 제어 신호로 변환하도록 구성될 수도 있다, 즉, 상기에서 나타내어지는 바와 같은 단계 c를 실질적으로 수행할 수도 있다. 이렇게 하기 위해, 모듈 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 관련된 방사선 소스 모듈에 대한 교정 데이터를 사용할 수도 있는데, 상기 데이터는, 예를 들면, 모듈 프로세싱 유닛의 메모리 유닛에 저장된다.
이러한 실시형태에서, 상기에서 나타내어지는 바와 같은 프로세싱 단계 b 및 c는, 도 17에서 개략적으로 예시되는 바와 같이, 중앙 프로세싱 유닛 및 모듈 프로세싱 유닛에 걸쳐서 분산된다. 도 17은 입력 단자(1700.1) 및 출력 단자(1700.2)를 포함하는 중앙 프로세싱 유닛(1700)을 개략적으로 도시하는데, 중앙 프로세싱 유닛(1700)은 복수의 모듈 프로세싱 유닛(1710)으로 커맨드 및/또는 데이터(1705)를 제공하도록 구성되고, 모듈 프로세싱 유닛은, 중앙 프로세싱 유닛(1700)으로부터 커맨드 및/또는 데이터를 수신하기 위한 입력 단자(1710.1) 및 커맨드 및/또는 데이터(1715), 예를 들면, 모듈 프로세싱 유닛(1710)과 관련되는 방사선 소스 모듈(1730)을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하기 위한 출력 단자(1710.2)를 구비한다.
본 발명의 한 실시형태에서, 중앙 프로세싱 유닛(1700)은, 따라서, 패턴 관련 데이터, 예를 들면, 패턴 레이아웃 데이터(1650)를, 다음에 의해, GDSII와 같은 벡터 정의 포맷으로 적어도 부분적으로 프로세싱하도록 구성될 수도 있다:
- 입력 단자(1700.1)에서, 패턴 관련 데이터로서, 기판 상으로 투영될 소망되는 패턴을 나타내는 패턴 레이아웃 데이터를 수신하는 것;
- 패턴 레이아웃 데이터를 방사선 소스 모듈의 각각에 대한 방사선 설정 지점 데이터로 변환하는 것에 의해, 패턴 레이아웃 데이터를, 예를 들면, 프로세싱 유닛(1700)의 프로세서에서 프로세싱하는 것; 및
- 방사선 설정 지점 데이터를, 출력 단자(1700.2)를 통해, 각각의 방사선 소스 모듈(1730)과 관련되는 모듈 프로세싱 유닛(1710)으로 제공하는 것.
이러한 실시형태에서, 복수의 모듈 프로세싱 유닛(1710)은, 그 다음, 방사선 설정 지점 데이터를 각각의 복수의 방사선 소스 모듈(1730)에 대한 방사선 소스 제어 신호(1715)로 변환하는 것에 의해, 중앙 프로세싱 유닛(1700)으로부터 수신되는 바와 같은 방사선 설정 지점 데이터(1705)를 프로세싱하도록 구성될 수도 있다.
이러한 실시형태에서, 모듈 프로세싱 유닛(1710)은, 예를 들면, 수신되는 바와 같은 방사선 설정 지점 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 각각의 메모리 유닛을 포함할 수도 있다. 게다가, 본 발명의 한 실시형태에서, 모듈 프로세싱 유닛의 메모리 유닛은 관련 방사선 소스 모듈의 전술한 교정 데이터를 포함할 수도 있고, 따라서, 모듈 프로세싱 유닛(1710)이 교정 데이터에 기초하여 적절한 제어 신호(1715)를 결정하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
대안적으로, 본 발명의 한 실시형태에서, 상기에서 나타내어지는 바와 같은 단계 b 및 c 둘 모두는, 예를 들면, 패턴 관련 데이터, 예를 들면, 패턴 레이아웃 데이터에 기초하여, 모듈 프로세싱 유닛에 의해 수행될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 중앙 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 패턴 레이아웃 데이터를 수신할 수도 있고, 그것을 모듈 프로세싱 유닛으로 분배할 수도 있는데, 모듈 프로세싱 유닛은 수신된 패턴 레이아웃 데이터를 그들의 각각의 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 설정 지점 데이터로 프로세싱한다.
본 발명의 한 실시형태에서, 데이터 전송 부하는, 전송될 데이터의 압축을 사용하는 것에 의해, 예를 들면, 데이터 압축의 임의의 공지된 방법, 특히 무손실 데이터 압축 방법을 사용하는 것에 의해 감소된다. 바람직하게는, 데이터 압축 및 압축 해제 방법은, 계산 노력 또는 부하를 거의 요구하지 않아야 하고, 따라서, 데이터 전송을 위한 임의의 실시간 요건을 충족하는 것을 가능하게 해야 하고 어쩌면 프로세서 복잡도를 감소시켜야 하고, 따라서 비용 및 열 부하를 감소시켜야 한다. 이러한 실시형태에서, 노광 장치의 중앙 프로세싱 유닛(1700)은:
- 입력 단자(1700.1)에서, 패턴 관련 데이터로서, 기판 상으로 투영될 소망되는 패턴을 나타내는 패턴 레이아웃 데이터를 수신하도록;
- 패턴 레이아웃 데이터를 압축된 패턴 레이아웃 데이터, 예를 들면 도 17에서 도시되는 바와 같은 데이터(1705)로 압축하도록 그리고 압축된 패턴 레이아웃 데이터를, 예를 들면, 출력 단자(1700.2)를 통해, 모듈 프로세싱 유닛(1710)에 제공하도록 구성될 수도 있다.
이러한 실시형태에서, 방사선 소스 모듈(1730)과 관련되는 모듈 프로세싱 유닛(1710)은 다음의 것에 의해 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 프로세싱하도록 구성될 수도 있다:
- 예를 들면, 입력 단자(1710.1)를 통해 수신되는 바와 같은 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 압축 해제하는 것;
- 패턴 레이아웃 데이터를, 각각의 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 설정 지점 데이터로 변환하는 것;
- 방사선 설정 지점 데이터를, 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 소스 제어 신호로 변환하는 것.
본 발명의 한 실시형태에서, 데이터 전송 부하는, 따라서, 중앙 프로세싱 유닛(1700)에 의해, 모듈 프로세싱 유닛으로 전송될 데이터의 압축을 사용하는 것, 및 모듈 프로세싱 유닛(1710)에 의해 압축된 데이터를 압축 해제하는 것에 의해 감소된다. 통상의 숙련자에게 명백한 바와 같이, 데이터 전송 부하를 감소시키기 위한 이러한 조치는, 모듈 프로세싱 유닛에 의해 단계 c로서 나타내어지는 변환을 수행하는 전술한 조치에 의해 결합될 수도 있고, 따라서 방사선 소스 모듈로의 데이터 전송을 추가로 감소시킬 수도 있다.
임의의 이전 청구항에 따른 노광 장치의 실시형태에서, 모듈 프로세싱 유닛(1710)은 각각의 방사선 소스 모듈(1730)에 통합될 수도 있다.
상기에서 나타내어지는 바와 같은 단계 2, 즉 기판 상의 소망되는 위치에 소망되는 패턴을 투영하는 것은, 방사선 소스 모듈에 대한 기판의 정확한 위치 결정을 수반한다. 일반적으로, 노광 장치에 의해 제조되고 있는 디바이스의 적절한 동작을 보장하기 위해, 소망되는 패턴은 기판 상의 적절한 평면 내 위치에, 즉 도 2, 도 3 및 도 15에서 도시되는 바와 같이 XY 평면의 적절한 위치에 투영될 필요가 있다. 특히, 제조되는 디바이스의 적절한 동작을 보장하기 위해, 투영되는 바와 같은 패턴은 기판 상의 미리 적용된 패턴에 정렬되는 것을 필요로 할 수도 있다. XY 평면에서의 적절한 정렬에 추가하여, 모듈(730, 930, 1400, 1500 또는 1730)과 같은 방사선 소스 모듈의 초점면 내에 또는 그 근처에 기판을 유지하기 위해서는, Z 방향에서의 방사선 소스 모듈에 대한 기판의 적절한 위치 결정이 또한 요구될 수도 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시형태는, 방사선 소스 모듈(1400)에 통합되는 고정밀 액추에이터(1455)를 사용하여 MLA의 초점면 또는 초점의 위치를 제어하는 것에 의해, 방사선 소스 모듈, 즉 MLA 모듈(1400)의 초점면 또는 초점과 기판의 표면 사이의 적절한 매치를 제어하는 것을 제공된다.
이제, 모듈의 포커스 위치를 제어하기 위한 그리고 XY 평면에서의 적절한 정렬을 제어하기 위한 대안적인 또는 추가적인 실시형태가 논의될 것이다.
예를 들면 도 2, 도 3 및 도 15에서 도시되는 바와 같은 한 실시형태에서, 본 발명에 따른 노광 장치는, 패터닝 디바이스(104)에 대해 기판(114)을 변위시키고 배치하기 위해 사용될 수 있는 위치 결정 디바이스, 예컨대 상기에서 설명되는 바와 같은 위치 결정 디바이스(116)를 포함한다. 패터닝 디바이스에 대해 기판을 정확하게 배치하기 위해, 본 발명의 한 실시형태는 측정 시스템, 예컨대 기판의 기하학적 형상의 속성(geometric property)을 측정하도록 구성되는 도 2, 도 3 및 도 15에서 도시되는 레벨 센서/정렬 센서(150)를 포함한다. 이러한 기하학적 형상의 속성(property)의 예는 다음의 것이다:
- 기판 상의 미리 적용된 패턴 또는 층의 위치;
- 기판 상의 마킹 - 정렬 마크로도 또한 칭해지는 마킹은 투영될 패턴의 소망되는 위치를 나타냄 - , 피쳐 또는 구조체의 위치;
- 패터닝 디바이스에 대한 기판의 높이 위치.
기판의 후자의 기하학적 형상의 속성은, 예를 들면, 기판의 상대적 위치 및 방사선 소스 모듈의 초점면을 제어하기 위해 사용될 수도 있고, 반면, 이전의 기하학적 형상의 속성인, 이전에 적용된 패턴 또는 층 또는 마킹의 위치는, 예를 들면, 방사선 소스 모듈에 대한 기판의 평면내 위치를 제어하기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명의 의미 내에서, 이러한 측정 시스템으로부터 획득되는 바와 같은 측정 데이터는, 그것이 기판의 기하학적 형상의 속성과 관련되기 때문에, 기판 관련 데이터로 칭해진다. 본 발명의 한 실시형태에서, 기판 관련 데이터의 적어도 일부의 프로세싱은, 전용 프로세싱 유닛, 예를 들면, 분산 프로세싱 시스템의 중앙 프로세싱 유닛, 예컨대 중앙 프로세싱 유닛(1700)과는 별개인 프로세싱 유닛에 의해 수행된다.
본 발명의 한 실시형태에서, 측정 시스템(150)은, 상기에서 설명되는 바와 같은 레벨 센서와 같은 높이 측정 시스템을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 높이 측정 시스템은, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 포함하는 방사선 소스 모듈의 어레이에 평행하게 배열되는, 높이 센서의 어레이를 포함할 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 높이 센서의 어레이는, 방사선 소스 모듈의 어레이를 따라 기판의 높이를 나타내는 하나 이상의 높이 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 높이 측정 시스템은, 노광 장치의 분산 프로세싱 시스템의 일부로서, 높이 센서의 어레이의 높이 신호를 프로세싱하도록 구성되는 높이 프로세싱 유닛을 더 포함할 수도 있다. 이러한 높이 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 도 16의 프로세싱 유닛(1600)과 동일한 또는 유사한 구조체를 가질 수도 있다.
높이 센서의 어레이의 높이 신호에 기초하여, 높이 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 장치의 위치 결정 디바이스, 예를 들면, 도 2, 도 3 및 도 15에서 도시되는 바와 같은 위치 결정 디바이스(116)를 제어하기 위한 하나 이상의 제어 신호를 결정할 수도 있다.
특히, 높이 측정 시스템으로부터 획득되는 바와 같은 높이 신호에 기초하여, 높이 프로세싱 유닛은, 특히 패턴이 투영될 위치 또는 그 근처에서, 기판의 높이 프로파일을 결정할 수도 있다. 이러한 높이 프로파일을 사용하여, 높이 프로세싱 유닛은, 기판을 패터닝 디바이스의 초점면에 유지하기 위해, 예를 들면, 위치 결정 디바이스(116)의 작동에 의해 기판의 높이를 제어할 제어 신호를 결정할 수도 있다. 이러한 배열은, 기판, 예를 들면, 도 2, 도 3 및 도 16의 기판(114)을 Z 방향에서 위치 결정하기 위한 하나 이상의 액추에이터를 위치 결정 디바이스(116)가 포함한다는 것을 의미한다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 기판과 패터닝 디바이스(104) 사이의 거리는, 패터닝 디바이스(104)의 위치를 조정하는 것에 의해 또한 조정될 수도 있다. 이와 같이, 위치 결정 디바이스에 의해 Z 방향에서 기판을 위치 결정하기 보다는, 패터닝 디바이스(104), 특히 모듈(730, 930, 1400, 1500 또는 1730)과 같은 방사선 소스 모듈은, 예를 들면, 하나 이상의 액추에이터를 통해 장치의 베이스(136)에 대해 변위 가능하게 장착될 수도 있다. 이러한 배열에서, 방사선 소스 모듈은 공통 프레임에 장착될 수도 있고, 그에 의해, 프레임은, 패턴의 투영 동안 기판을 초점에 유지하도록, 하나 이상의 프레임 액추에이터에 의해 Z 방향에서 배치될 수도 있다. 따라서, 이러한 실시형태에서, 높이 프로세싱 시스템은, 수신된 높이 신호에 기초하여, 하나 이상의 프레임 액추에이터를 제어하기 위한 하나 이상의 제어 신호를 결정하도록, 그에 의해, 기판과 패터닝 디바이스의 상대적 위치를 제어하도록 구성될 수도 있다.
위치 결정 디바이스(116) 또는 하나 이상의 프레임 액추에이터를 사용하는 것은, 패터닝 디바이스(104) 또는 기판을 Z 방향에서 병진시키는 것에 의해, 및/또는 주사 방향에 평행한 축을 중심으로 패터닝 디바이스(104) 또는 기판을 회전시키는 것에 의해, Z 방향에서 기판 및 패터닝 디바이스의 상대적 위치를 제어하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
숙련된 자에 의해 인식되는 바와 같이, 패터닝 디바이스(104) 또는 기판(114)을 Z 방향에서 병진시키는 것, 및/또는 주사 방향에 평행한 축을 중심으로 패터닝 디바이스(104) 또는 기판(114)을 회전시키는 것에 의해, Z 방향에서 기판 및 패터닝 디바이스의 상대적 위치를 제어하는 것은, 기판(114)의 표면과 패터닝 디바이스(104)의 초점면 사이의 대략적인 일차 매칭만을 제공한다.
방사선 소스 모듈의 초점면을 기판의 국소적 높이와 더욱 정확하게 매치시키기 위해, 도 14를 참조하여 상기에서 논의되는 바와 같은 고정밀 액추에이터가 사용되어 방사선 소스 모듈의 높이 및/또는 기울기를 단일체로서 조정할 수도 있고, 그에 의해, 방사선 소스 모듈의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 높이 및/또는 기울기를 집합적으로 조정할 수도 있다. 모듈 액추에이터로도 또한 칭해지는 이러한 액추에이터의 예는, 예를 들면, 압전(piezo-electric), 자기 왜곡(magneto-strictive), 또는 전자기 액추에이터일 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시형태에서, 방사선 소스 모듈은, 모듈의 초점면의 위치를, 높이 측정 시스템에 의해 결정되는 바와 같은 기판의 높이로 조정하기 위해, 모듈의 높이 및/또는 기울기를 조정하도록 구성되는 하나 이상의 모듈 액추에이터를 포함한다.
이러한 실시형태에서, 높이 측정 시스템, 특히 높이 측정 시스템의 높이 프로세싱 유닛은, 높이 센서의 어레이의 높이 신호를 프로세싱하도록 그리고, 수신되는 바와 같은 높이 신호에 기초하여, 방사선 소스 모듈의 모듈 액추에이터의 각각에 대한 제어 신호를 결정하도록 구성될 수도 있다.
높이 센서의 어레이에 대한 대안으로서, 단일의 센서가 적용될 수도 있는데, 그 센서는, 예를 들면, 기판의 폭을 따라 기판 높이를 주사하도록 구성된다. 또 다른 대안으로서, 기압계 장치(air gauge arrangement)의 측정 빔, 예를 들면, 공기의 흐름이 높이 센서로서 또한 적용될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 높이 측정 시스템에 의해 제공되는 바와 같은 높이 신호는 높이 측정 시스템에 의해 프로세싱될 필요는 없지만, 그러나, 방사선 소스 모듈에, 특히 각각의 복수의 방사선 소스 모듈과 관련되는 모듈 프로세싱 유닛에 제공된다. 이러한 배열에서, 모듈 프로세싱 유닛은, 높이 측정 시스템으로부터 높이 신호(또는 그들의 선택)를 수신하도록 그리고 그들을 프로세싱하여 관련된 방사선 소스 모듈의 모듈 액추에이터에 대한 제어 신호를 결정하도록 구성될 수도 있다.
설명되는 바와 같은 실시형태에서, 모듈 액추에이터는 모듈의 외부에 있을 수도 있고 모듈을 단일체로서 변위시키도록 구성될 수 있다.
기판의 표면을 모듈의 초점 심도 내에 유지하기 위해 기판에 대하여 방사선 소스 모듈을 배치하는 상기에서 설명된 옵션은 도 14를 참조하여 설명되는 바와 같은 실시형태에 추가하여 또는 그 실시형태에 대한 대안으로서 적용될 수도 있다. 도 14에서 설명되는 실시형태에서, 고정밀 액추에이터는 이미터 어레이(1465) 및/또는 MLA(1470)의 관련 렌즈를 변위시켜 MLA 모듈(1400)의 초점면의 조정을 실현하기 위해 사용된다.
상기에서 설명되는 바와 같은 실시형태에서, 기판 및 복수의 방사선 소스 모듈의 상대적 Z 위치를 제어하기 위한 다양한 옵션이 논의된다. 설명되는 바와 같이, 높이 신호의 요구되는 데이터 프로세싱은 높이 프로세싱 유닛과 같은 전용 프로세싱 유닛에 의해 또는 모듈 프로세싱 유닛에 의해 수행될 수도 있다. 게다가, 높이 신호를 중앙 프로세싱 유닛에 또한 제공하는 것이 유리할 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 중앙 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 높이 신호의 세트를 전체적으로 프로세싱할 수도 있다. 이러한 프로세싱은, 예를 들면, 기판의 폭(W)에 걸쳐 기판의 평균 높이 레벨을 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 기판의 이러한 평균 높이는, 예를 들면, 위치 결정 디바이스(116) 또는 전술한 프레임 액추에이터를 제어하여 기판 및 방사선 소스 모듈의 상대적 위치를 전체적으로 제어하기 위해 사용될 수도 있다. 그렇게 하는 것에 의해, 국소적 기판 높이에 대해 초점면 또는 초점의 위치 결정을 제공하는 고정밀 액추에이터(1455) 또는 모듈 액추에이터의 요구되는 동작 범위는 감소될 수도 있다.
따라서, 이러한 위치 결정은 개개의 방사선 소스 모듈의 초점을 기판 표면에 매치시키기 위한 두 스테이지의 위치 결정으로 고려될 수도 있고, 그에 의해, 위치 결정 디바이스(116) 또는 프레임 액추에이터는 대략적인 위치 결정을 제공하고 고정밀 액추에이터(1455) 또는 모듈 액추에이터는 정밀한 위치 결정을 제공한다. 이러한 두 스테이지의 위치 결정은 또한 긴 스트로크/짧은 스트로크 위치 결정으로 칭해질 수도 있고, 그에 의해, 프레임 액추에이터는 고정밀 액추에이터 또는 모듈 액추에이터보다 더 긴 스트로크에 걸쳐 방사선 소스 모듈을 변위시키도록 구성된다. 본 발명의 한 실시형태에서, 이러한 두 스테이지의 위치 결정을 실현하기 위한 데이터의 프로세싱은 분산 프로세싱 시스템을 사용하여 분산되고, 그에 의해, 높이 신호는 중앙 프로세싱 유닛에 의해 프로세싱되어 대략적인 위치 결정을 실현하기 위한 요구되는 제어 신호를 생성하고 그리고 그에 의해 높이 신호는 높이 프로세싱 유닛 또는 모듈 프로세싱 유닛에 의해 프로세싱되어 정밀한 위치 결정을 실현하기 위한 요구되는 제어 신호를 생성한다.
본 발명의 한 실시형태에서, 중앙 프로세싱 유닛은 높이 신호를 프로세싱하여, 측정 오차를 나타낼 수 있는 높이 신호에서의 임의의 이상점(outlier) 또는 불일치가 존재하는지 또는 존재하지 않는지의 여부를 평가할 수도 있다. 이러한 이상점 또는 불일치는, 예를 들면, 개개의 측정치를, 측정치의 평균 또는 측정을 통해 그려지는 곡선에 비교하는 것에 의해 검출될 수도 있다. 측정 오차의 이러한 표시가 인지되면, 중앙 프로세싱 유닛은 이 이상점을 필터링하도록 그리고 보정된 높이 신호를 수반되는 모듈 프로세싱 유닛에 제공하도록 구성될 수도 있다.
대안적으로, 또는 추가적으로, 특정한 모듈 프로세싱 유닛에 의해 수신되는 바와 같은 높이 신호가 정확한지 또는 정확하지 않은지의 여부의 평가는 국소적 레벨, 즉 모듈 레벨 상에서 또한 행해질 수 있다. 이것은, 예를 들면, 하나 이상의 인접한 모듈에 의해 프로세싱되도록 의도되는 추가적인 높이 신호를 모듈 프로세싱 유닛에 제공하는 것에 의해 실현될 수 있다. 이들 높이 신호를 비교하는 것에 의해, 측정에서의 불일치 또는 이상점이 검출될 수 있고, 예를 들면, 필터링에 의해 보정될 수 있다.
높이 측정 시스템을 포함하는 본 발명의 실시형태에서 적용되는 바와 같은 가능한 데이터의 흐름 및 프로세싱은 도 18에서 개략적으로 예시된다.
도 18은, 도 17의 분산 프로세싱 시스템에 추가하여, 높이 측정 시스템(1800) 및 관련 높이 프로세싱 유닛(1810)을 개략적으로 도시하는데, 높이 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 높이 측정 시스템(1800)에 의해 측정되는 바와 같은 높이 신호(1805)를 수신하기 위한 입력 단자(1810.1)를 구비한다.
이러한 실시형태에서, 높이 프로세싱 유닛(1810)은:
- 수신된 하나 이상의 신호(1805)에 기초하여, 방사선 소스 모듈의 초점 또는 초점면 및 기판의 상대적 위치를 제어하기 위한, 각각의 방사선 소스 모듈(1730)에 대한, 특히 모듈의 모듈 액추에이터 및/또는 고정밀 액추에이터에 대한 하나 이상의 제어 신호(1815)를 결정하도록;
- 높이 프로세싱 유닛(1810)의 출력 단자(1810.2)를 통해, 제어 신호(1815)를 방사선 소스 모듈(1730)에 출력하도록
구성될 수도 있다.
추가적으로 또는 대안으로서, 하나 이상의 높이 신호는, 참조 번호(1825)에 의해 나타내어지는 바와 같이, 모듈 프로세싱 유닛(1710)으로 또한 제공될 수도 있다. 이러한 배열에서, 모듈 프로세싱 유닛(1710)은, 높이 신호(1825)를 프로세싱하도록 그리고 방사선 소스 모듈(1730)을 제어하기 위한 요구되는 제어 신호를 결정하도록 구성될 수도 있다.
게다가, 높이 측정 시스템(1800)에 의해 생성되는 바와 같은 높이 신호는 또한, 상기에서 설명되는 바와 같이, 예를 들면, 기판에 대한 패터닝 디바이스의 대략적인 위치 결정을 위한 요구되는 제어 신호를 결정하기 위해 또는 측정 데이터에 대한 진단을 수행하기 위해, 예를 들면, 데이터에서 측정 오차를 검출하기 위해, 참조 번호(1835)에 의해 나타내어지는 바와 같이, 중앙 프로세싱 유닛(1700)으로 제공될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 본 발명에 따른 노광 장치는 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)의 평면 내 위치 결정, 즉 기판 및 패터닝 디바이스, 특히 방사선 소스 모듈의 XY 평면에서의 상대적 위치 결정을 용이하게 하기 위한 측정 시스템(150)을 포함한다. 이것을 실현하기 위해, 측정 시스템(150)은 패턴 위치 측정 시스템, 즉 기판 상에서의 이전에 적용된 패턴 또는 패턴 부분 또는 마킹의 평면내 위치를 결정하도록 구성되는 측정 시스템을 포함할 수도 있다. 이러한 패턴 위치 측정 시스템의 한 예로서, 상기에서 설명되는 바와 같은 정렬 시스템 또는 정렬 센서가 있다.
일반적으로, 이러한 패턴 위치 측정 시스템은 임의의 측정 원리를 사용하여 마킹 또는 패턴의 일부분의 위치를 결정할 수 있다. 이러한 측정 원리는, 예를 들면, 이미지 기반 측정을 포함하고, 그에 의해, 기판 또는 그 일부분의 이미지를 캡쳐하고, 패턴 인식 기능성/소프트웨어를 사용하여, 관련 피쳐의 위치를 결정한다. 다른 예로서, 측정 빔은 기판에 대해 비스듬한 각도에서 투영될 수도 있고, 반사된 빔은 피쳐의 위치를 결정하도록 평가될 수도 있다.
한 실시형태에서, 패턴 위치 측정 시스템은 기판 상에 이미 존재하는 패턴의 에지의 위치를 관찰하도록 구성될 수도 있다. 이 에지 위치 데이터, 일반적으로, 패턴 위치 데이터는, 투영된 패턴 및 이미 존재하는 패턴의 적절한 정렬을 획득하기 위해, 투영될 패턴의 요구되는 위치를 결정하도록 분산 프로세싱 시스템에 의해 적용될 수도 있다. 이와 관련하여, 기판의 프로세싱 및 핸들링에 기인하여, 패턴의 실제 위치와 패턴의 예상되는 위치 사이에 불일치가 존재할 수도 있다는 것, 즉, 기판의 프로세싱 및 핸들링에 기인하여, 기판 상의 패턴이 변형되었을 수도 있다는 것이 지적되어야 한다.
도 19는, 본 발명에 따른 노광 장치 및 그에 장착되는 기판의 일부의 상면도를 개략적으로 묘사한다. 도 19는 기판 상에 존재하는 패턴의 단편을 (점선(1910) 내에서) 포함하는 기판(1900)을 개략적으로 도시한다. 도 19는 또한, 기판(1900) 상에 존재하는 패턴의 위치를 결정하도록 구성되는 패턴 위치 검출 시스템(1920) 및 기판(1900) 상으로 패턴을 투영하도록 구성되는 방사선 소스 모듈(1930)의 어레이를 개략적으로 도시한다. 바람직하게는, 패턴 위치 측정 시스템(1920)은, 기판의 폭(W) 및 기판의 길이 둘 모두를 따라 복수의 위치에서 패턴의 위치를 측정하도록 구성된다. 특정한 패턴 부분 또는 마킹의 측정 위치를, 예상되는 위치에 비교하는 것에 의해, 기판의 변형이 결정될 수도 있고 적용될 패턴의 투영이 조정될 수 있다. 이와 관련하여, 마킹 또는 패턴 부분의 절대적 위치 및 마킹과 패턴 부분 사이에서 결정되는 바와 같은 상대적 위치 둘 모두의 사용이 이루어질 수 있다. 한 예로서, 예를 들면, 기판(1900)이 측정 시스템(1920) 아래에서 (방향(1940)으로) 주사될 때 패턴 위치 측정 시스템(1920)을 사용하는 것에 의해, 종단점(P1, P2, P3, P4, P5)의 위치 측정이 이루어졌다는 것을 가정한다. 측정치(P2, P3 및 P5)는 어레이(1930)의 특정한 방사선 소스 모듈(1930.1)이 '후속되는' 것을 필요로 할 수도 있는 라인(L1)의 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 측정치(P3)과 측정치(P4) 사이의 차이는 라인(L2)의 변형을 나타낼 수도 있다. 이러한 변형은, 예를 들면, 패턴, 또는 그 일부의 변위, 또는 패턴의 형상의 왜곡, 또는 패턴의 확대(축소), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 패턴 위치 측정 시스템은, 적용될 패턴의 노광 또는 투영 동안, 이전에 적용된 패턴의 위치를 측정하도록 구성된다. 이러한 배열에서, 패턴 위치 측정 시스템은, 방사선 소스 모듈의 어레이를 따라 복수의 위치에 존재하는 패턴의 위치를 측정하도록 구성될 수도 있고, 그에 의해, 복수의 패턴 위치 신호를 생성할 수도 있다. 이러한 신호의 프로세싱은, 높이 측정 시스템의 높이 신호의 프로세싱과 유사한 방식으로 수행될 수도 있다. 특히, 패턴 위치 측정 시스템은, 한 실시형태에서, 예를 들면, 패턴 위치 프로세싱 유닛의 입력 단자에서 패턴 위치 신호를 수신하도록 그리고, 수신된 패턴 위치 신호에 기초하여, 방사선 소스 모듈에 대한 제어 신호를 결정하도록 구성되는 패턴 위치 프로세싱 유닛을 구비할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 패턴 위치 신호는 또한 중앙 프로세싱 유닛으로 제공될 수도 있다. 한 실시형태에서, 중앙 프로세싱 유닛은, 예를 들면, 패턴 위치 신호를 사용하여 방사선 소스 모듈에 대한 설정 지점 데이터를 조정하도록 구성될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 소망되는 위치 상으로 소망되는 패턴을 투영하기 위해, 즉, 투영된 패턴을 기판 상에 이미 존재하는 패턴 또는 마킹과 정렬되도록 유지하기 위해, 방사선 소스 모듈을 제어하는 다양한 방식이 존재한다.
한 실시형태에서, 소망되는 패턴의 투영은, 패턴 자체를 조정하는 것에 의해, 즉 방사선 소스 모듈의 각각에 의해 투영되는 패턴을 조정하는 것에 의해, 이미 존재하는 패턴을 따르도록 만들어질 수 있다. 일반적으로, 방사선 소스 모듈의 각각은, 기판의 소정의 영역 상으로 패턴을 투영하도록 배열된다. 이것은, 방사선 소스 모듈(1930.2)이 기판(1900)의 영역(1950) 상으로 패턴을 노광 또는 투영하도록 구성되는 도 19에서 개략적으로 예시된다. 상기에서 논의되는 바와 같이, 상이한 방사선 소스 모듈에 의해 노광되는 영역 사이에서 약간의 중첩이 존재하는 것을 보장하는 것이 유리할 수도 있다. 이러한 중첩은 또한, 패턴의 변형, 예를 들면, 패턴의 (Y 축을 따르는) 횡방향 변위를 고려하도록 유리하게 적용될 수도 있다. 이와 같이, 방사선 소스 모듈은, 노광될 필요가 있는 영역보다 더 넓은 폭에 걸치는, 개개의 이미터에 대한 설정 지점 데이터를 제공받을 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 이미 존재하는 패턴이, 예를 들면, Y 방향으로 시프트된다는 것이 인지되는 경우, 방사선 소스 모듈은, 노광하도록 의도되는 영역 상으로 적절한 패턴을 투영하기 위한 적절한 설정 지점 데이터를 여전히 가질 수도 있다. 따라서, 이러한 실시형태에서는, 각각의 방사선 소스 모듈이 패턴을 투영하고 있는 실제 영역의 어떠한 조정도 없다; 패턴 위치 측정치에 기초하여, 패턴 자체만이 조정된다.
다른 실시형태에서, 방사선 소스 모듈은, 패턴 자체를 조정하기보다는, 패턴이 투영되는 영역을 조정하도록 구성된다. 이러한 실시형태에서, 방사선 소스 모듈은, 예를 들면, 방사선 소스 모듈을 변위시킬 수 있는 상기에서 설명되는 바와 같은 모듈 액추에이터 또는 고정밀 액추에이터와 유사한 액추에이터를 구비할 수도 있고, 그 결과, 투영될 패턴은 적절한 위치 상으로 투영되는데, 적절한 위치는 패턴 위치 측정에 기초하여 결정된다. 한 실시형태에서, 방사선 소스 모듈은, 이미 존재하는 패턴의 변위를 고려하기 위해, 예를 들면, 나타내어지는 Y 또는 -Y 방향에서 방사선 소스 모듈을 변위시키기 위한 하나 이상의 액추에이터를 구비할 수도 있다. 방사선 소스 모듈을 주사 방향(1940)에 평행한 축을 중심으로 회전시키는 것에 의해, 패턴이 투영되는 위치의 유사한 변위가 또한 획득될 수도 있다. 주사 방향, 즉 X 또는 -X 방향에서 보정이 요구되는 경우, 이것은 방사선 소스 모듈에 대한 제어 신호의 적절한 타이밍에 의해 고려될 수도 있다. 이러한 타이밍 조정은, 예를 들면, 방사선 소스 모듈과 관련되는 모듈 프로세싱 유닛의 메모리 또는 메모리 유닛에, 예를 들면, 데이터가 버퍼링될 수도 있다는 것을 보장하는 것에 의해 가능하게 될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 예를 들면, 방사선 소스 모듈의 어레이를 따르는 복수의 위치에서의 패턴 위치 측정은 패턴의 투영 이전에 수행된다. 이러한 실시형태에서, 기판은, 제1 단계에서, 패턴 위치 측정 시스템에 의해 주사되고, 그에 의해, 기판 관련 데이터의 일부로 간주될 수 있는 패턴 위치 데이터를 획득한다. 이 패턴 위치 데이터는, 그 다음, 예를 들면, 상기에서 설명되는 바와 같은 패턴 위치 프로세싱 유닛과 같은 전용 분리 프로세싱 유닛 또는 중앙 프로세싱 유닛에 의해 프로세싱될 수도 있다. 패턴 위치 데이터를 사용하여, 중앙 프로세싱 유닛 또는 패턴 위치 프로세싱 유닛은, 이미 존재하는 패턴, 즉 이전에 적용된 패턴의 변형을 결정할 수도 있다. 이러한 변형을 사용하여, 중앙 프로세싱 유닛은, 변형을 고려하는, 방사선 소스 모듈의 각각에 대한 더욱 정확한 설정 지점 데이터를 제공할 수도 있다.
한 실시형태에서, 중앙 프로세싱 유닛 또는 패턴 위치 프로세싱 유닛은, 패턴 위치 데이터에 기초하여, 기판의 변형 패턴을 결정하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 변형은, 예를 들면, 기본적인 변형 형상 또는 모드 변형 형상(modal deformation shape), 예를 들면, 확대 또는 축소, 병진, 등등의 조합으로서 설명될 수도 있다.
방사선 소스 모듈의 각각으로 제공되는 설정 지점 데이터가 패턴의 실제 위치를 이미 고려하고 있고 따라서 특정한 방사선 소스 모듈이 패턴을 투영해야 하는 공칭 영역, 예를 들면, 도 19의 영역(1950)에 대한 요구되는 설정 지점 데이터를 포함하는 경우, 방사선 소스 모듈로 제공되는 데이터에서의 중첩은 감소될 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 이와 같이, 이미 적용된 패턴의 변형을 위해 이미 보정된 설정 지점 데이터를 방사선 소스 모듈에 제공하는 것에 의해, 데이터 전송 부하는 또한 감소될 수도 있다.
데이터 경로의 프로세싱 유닛 또는 데이터 조작 디바이스는 다음의 기능 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다: 벡터 기반의 설계 정보를, 비트 맵 패턴 데이터로(그리고, 그 다음, 요구되는 방사선 조사량 맵(즉, 기판에 걸친 요구되는 방사선 조사량 프로파일)으로) 또는 요구되는 방사선 조사량 맵으로 변환하는 것; 요구되는 방사선 조사량 맵을, 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 대한 요구되는 방사선 강도 값으로 변환하는 것; 및 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 대한 요구되는 방사선 강도 값을, 대응하는 제어 신호로 변환하는 것.
한 실시형태에서, 제어 신호는, 유선 또는 무선 통신에 의해, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로 공급될 수도 있다. 게다가, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로부터의 신호는 컨트롤러로 전달될 수도 있다. 제어 신호와 유사한 방식으로, 전력은, 유선 또는 무선 수단에 의해, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 편향기 및/또는 센서)로 공급될 수도 있다. 예를 들면, 유선의 실시형태에서, 전력은, 신호를 운반하는 라인과 동일하든지 또는 상이든지 간에, 하나 이상의 라인에 의해 공급될 수도 있다. 전력을 송신하기 위해, 슬라이딩 접촉 장치(sliding contact arrangement)가 제공될 수도 있다. 무선 실시형태에서, 전력은 RF 커플링에 의해 전달될 수도 있다.
이전의 논의가 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 편향기 및/또는 센서)에 공급되는 제어 신호에 초점을 맞추었지만, 그들은, 추가적으로 또는 대안적으로, 적절한 구성을 통한, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로부터 컨트롤러로의 신호의 송신을 포괄하도록 이해되어야 한다. 따라서, 통신은 (예를 들면, 오로지, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로의 또는 그로부터의) 일방향일 수도 있거나 또는 양방향(즉, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로부터의 그리고 그들로의 양방향)일 수도 있다.
한 실시형태에서, 패턴을 제공할 제어 신호는, 기판 상의 패턴의 적절한 공급 및/또는 실현에 영향을 줄 수도 있는 인자를 고려하도록 변경될 수도 있다. 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102), 렌즈, 등등 중 하나 이상의 가열을 고려하기 위해, 제어 신호에 보정이 적용될 수도 있다. 이러한 가열은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102), 렌즈, 등등의 변경된 지시 방향, 방사선의 균일성에서의 변화, 등등을 야기할 수도 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는, 예를 들면, 센서로부터의 다른 엘리먼트와 관련되는 측정된 온도 및/또는 팽창/수축은, 다르게는 패턴을 형성하도록 제공될 제어 신호를 변경하기 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 노광 동안, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 온도는 변할 수도 있는데, 분산(variance)은 단일의 일정한 온도에서 제공될 투영된 패턴의 변화를 야기한다. 따라서, 제어 신호는 이러한 분산을 고려하도록 변경될 수도 있다. 마찬가지로, 한 실시형태에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서(150)로부터의 결과는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 제공되는 패턴을 변경하기 위해 사용될 수도 있다. 패턴은, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)와 기판(114) 사이의 광학기기(만약 있다면)로부터 발생할 수도 있는 왜곡, 기판(114)의 위치 결정에서의 불규칙성, 기판(114)의 비평탄성, 등등을 보정하기 위해 변경될 수도 있다.
한 실시형태에서, 제어 신호에서의 변화는, 측정된 파라미터(예를 들면, 측정된 온도, 레벨 센서에 의한 측정된 거리, 등등)로부터 발생하는 소망되는 패턴에 대한 물리적/광학적 결과의 이론에 기초하여 결정될 수도 있다. 한 실시형태에서, 제어 신호에서의 변화는, 측정된 파라미터로부터 발생하는 소망되는 패턴에 대한 물리적/광학적 결과의 실험적 또는 경험적 모델에 기초하여 결정될 수도 있다. 한 실시형태에서, 제어 신호의 변경은 피드포워드 및/또는 피드백 방식으로 적용될 수도 있다.
한 실시형태에서, 리소그래피 장치는 하나 이상의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 기판을 향해 송신되는 또는 송신될 방사선의 특성을 측정하기 위한 센서(118)를 포함할 수도 있다. 이러한 센서는 스팟 센서 또는 투과 이미지 센서(transmission image sensor)일 수도 있다. 센서는, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선의 강도, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선의 균일성, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선의 스팟의 단면 사이즈 또는 면적, 및/또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선 스팟의 (XY 평면에서의) 위치를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.
한 실시형태에서, 컨트롤러는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 패터닝 디바이스(104)를 제어하기 위해 제공된다. 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트가 방사선 방출 디바이스인 예에서, 컨트롤러는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트가 "ON" 또는 "OFF" 전환될 때를 제어할 수도 있고 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 고주파수 변조를 가능하게 할 수도 있다. 컨트롤러는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나 이상에 의해 방출되는 방사선의 전력을 제어할 수도 있다. 컨트롤러는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나 이상에 의해 방출되는 방사선의 강도를 변조할 수도 있다. 컨트롤러는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이의 전체 또는 일부에 걸친 강도 균일성을 제어/조정할 수도 있다. 컨트롤러는 이미징 오차, 예를 들면, 에텐듀(etendue) 및 광학 수차(예를 들면, 코마, 비점수차, 등등)를 보정하기 위해 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 방사선 출력을 조정할 수도 있다.
한 실시형태에서, 방사선을 패턴화하는 것은, 소망되는 피쳐 내의 기판 상의 레지스트 층의 한 영역으로 송신되는 방사선이, 그 영역이 노광 동안 조사량 임계치를 초과하는 방사선의 조사량을 수신하는 충분히 높은 강도에 있도록, 한편 제로의 또는 상당히 낮은 방사선 강도를 제공하는 것에 의해 기판 상의 다른 영역이 조사량 임계치 미만의 방사선 조사량을 수신하도록 패터닝 디바이스(104)를 제어하는 것에 의해 달성될 수도 있다.
실제로, 소망되는 피쳐의 에지에서의 방사선 조사량은, 심지어, 피쳐 경계의 한 쪽 상에서 최대 방사선 강도를 그리고 다른 쪽 상에서 최소 방사선 강도를 제공하도록 설정되는 경우에도, 주어진 최대 조사량으로부터 제로로 급격하게 변하지 않을 수도 있다. 대신, 회절 효과로 인해, 방사선 조사량의 레벨은 전이 구역에 걸쳐 강하될 수도 있다. 레지스트를 현상한 이후 최종적으로 형성되는 소망되는 피쳐의 경계의 위치는, 그 다음, 수신된 조사량이 방사선 조사량 임계치 미만으로 떨어지는 위치에 의해 결정된다. 전이 구역에 걸친 방사선 조사량의 강하의 프로파일, 및 그러므로 피쳐 경계의 정확한 위치는, 피쳐 경계 상에 있는 또는 그 근처에 있는 기판 상의 지점으로 방사선을 제공하는 것에 의해, 최대 또는 최소 강도 레벨로, 뿐만 아니라, 또한, 최대 강도 레벨과 최소 강도 레벨 사이의 강도 레벨로 더욱 정밀하게 제어될 수 있다. 이것은 일반적으로 "그레이스케일링(grayscaling)" 또는 "그레이레벨링(grayleveling)"으로 칭해진다.
그레이스케일링은, 기판에 제공되는 방사선 강도가 단지 두 개의 값(즉 단지 최대 값 및 최소값)으로 설정될 수 있는 리소그래피 시스템에서 가능한 것보다, 피쳐 경계의 위치의 더 큰 제어를 제공할 수도 있다. 한 실시형태에서, 적어도 세 개의 상이한 방사선 강도 값, 예를 들면, 적어도 4 개의 방사선 강도 값, 적어도 8 개의 방사선 강도 값, 적어도 16 개의 방사선 강도 값, 적어도 32 개의 방사선 강도 값, 적어도 64 개의 방사선 강도 값, 적어도 100 개의 방사선 강도 값, 적어도 128 개의 방사선 강도 값, 또는 적어도 256 개의 방사선 강도 값이 투영될 수 있다. 패터닝 디바이스가 방사선 소스 그 자체(예를 들면, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드의 어레이)인 경우, 예를 들면, 송신되고 있는 방사선의 강도 레벨을 제어하는 것에 의해, 그레이스케일링이 달성될 수도 있다. 패터닝 디바이스가 편향기를 포함하는 경우, 예를 들면, 편향기의 기울기 각도를 제어하는 것에 의해 그레이스케일링이 달성될 수도 있다. 또한, 그레이스케일링은, 복수의 프로그래밍 가능한 엘리먼트 및/또는 편향기를 그룹화하는 것 및 주어진 시간에 온 또는 오프 전환되는 그룹 내의 엘리먼트 및/또는 편향기의 수를 제어하는 것에 의해, 달성될 수도 있다.
하나의 예에서, 패터닝 디바이스는 다음을 포함하는 일련의 상태를 가질 수도 있다: (a) 제공되는 방사선이 자신의 대응하는 픽셀의 강도 분포에 대한 최소의, 또는 심지어는 제로의 기여인 블랙(black) 상태; (b) 제공되는 방사선이 최대의 기여를 행하는 가장 하얀(whitest) 상태; 및 (c) 제공되는 방사선이 중간의 기여를 행하는, 이들 사이 내의 복수의 상태. 상태는, 정상(normal) 빔 패턴화/인쇄를 위해 사용되는 정상 세트(normal set), 및 결함 엘리먼트의 영향을 보상하기 위해 사용되는 보상 세트(compensation set)로 분할된다. 정상 세트는 블랙 상태 및 중간 상태의 제1 그룹을 포함한다. 이 제1 그룹은 그레이 상태로 설명될 것이고, 그들은 최소 블랙 값으로부터 소정의 정상 최대치(certain normal maximum)까지 대응하는 픽셀 강도에 점진적으로 증가하는 기여를 제공하도록 선택 가능하다. 보상 세트는 가장 하얀 상태와 함께 중간 상태의 남아 있는 제2 그룹을 포함한다. 중간 상태의 이 제2 그룹은 화이트 상태로 설명될 것이고, 그들은, 가장 하얀 상태에 대응하는 최대치까지 점진적으로 증가하면서, 정상 최대치보다 더 큰 기여를 제공하도록 선택 가능하다. 비록 중간 상태의 제2 그룹이 화이트 상태로서 설명되지만, 이것은 단순히 정상 노광 단계와 보상 노광 단계 사이의 구별을 용이하게 하기 위한 것이다는 것이 인식될 것이다. 전체적인 복수의 상태는, 대안적으로, 그레이스케일 인쇄를 가능하게 하기 위해 선택 가능한, 블랙과 화이트 사이의, 그레이 상태의 시퀀스로서 설명될 수 있다.
그레이스케일링은 상기에서 설명되는 것에 대한 추가적인 또는 대안적인 목적을 위해 사용될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들면, 노광 이후의 기판의 프로세싱은, 수신된 방사선 조사량 레벨에 의존하여, 기판의 영역의 두 개보다 더 많은 잠재적인 응답이 존재하도록 조정될 수도 있다. 예를 들면, 제1 임계치 미만의 방사선 조사량을 수신하는 기판의 일부분은 제1 방식으로 응답하고; 제1 임계치를 초과하는 그러나 제2 임계치 미만의 방사선 조사량을 수신하는 기판의 일부분은 제2 방식으로 응답하고; 제2 임계치를 초과하는 방사선 조사량을 수신하는 기판의 일부분은 제3 방식으로 응답한다. 따라서, 두 개보다 더 많은 소망되는 조사량 레벨을 갖는 기판에 걸쳐 방사선 조사량 프로파일을 제공하기 위해 그레이스케일링이 사용될 수도 있다. 한 실시형태에서, 방사선 조사량 프로파일은, 적어도 2 개의 소망되는 조사량 레벨, 예를 들면, 적어도 3 개의 소망되는 방사선 조사량 레벨, 적어도 4 개의 소망되는 방사선 조사량 레벨, 적어도 6 개의 소망되는 방사선 조사량 레벨 또는 적어도 8 개의 소망되는 방사선 조사량 레벨을 갖는다.
방사선 조사량 프로파일은, 상기에서 설명되는 바와 같이, 각각의 지점에서 수신되는 방사선의 강도를 단순히 제어하는 것 이외의 방법에 의해 제어될 수도 있다는 것이 또한 인식되어야 한다. 예를 들면, 각각의 지점에 의해 수신되는 방사선 조사량은 상기 지점의 노광의 지속 기간을 제어하는 것에 의해 대안적으로 또는 추가적으로 제어될 수도 있다. 또 다른 예로서, 각각의 지점은 복수의 연속하는 노광에서 방사선을 잠재적으로 수신할 수도 있다. 따라서, 각각의 지점에 의해 수신되는 방사선 조사량은, 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 복수의 연속하는 노광의 선택된 서브세트를 사용하여 상기 지점을 노출시하는 것에 의해 제어될 수도 있다.
게다가, 그레이 스케일링에 관한 상기의 논의가 포토리소그래피에 초점을 맞추었지만, 본원에서 논의되는 재료 퇴적에 대해 유사한 개념이 적용될 수도 있다. 예를 들면, 전력 레벨 및/또는 유량(flow rate)은 재료 퇴적과 관련되는 그레이 스케일링을 제공하도록 제어될 수도 있다.
기판 상에 패턴을 형성하기 위해서는, 노광 프로세스 동안 각각의 스테이지에서 패터닝 디바이스를 필수 상태로 설정하는 것이 필요하다. 따라서, 필수 상태를 나타내는 제어 신호는 패터닝 디바이스로 송신되어야만 한다. 바람직하게는, 리소그래피 장치는 제어 신호를 생성하는, 상기에서 설명되는 바와 같은 분산 프로세싱 시스템을 포함한다. 기판 상에 형성될 패턴은 벡터 정의 포맷, 예를 들면, GDSII로 리소그래피 장치에 제공될 수도 있다. 설계 정보를 제어 신호로 변환하기 위해, 분산 프로세싱 시스템은 하나 이상의 데이터 조작 디바이스 또는 프로세싱 유닛을 포함하는데, 각각은, 패턴을 나타내는 데이터 스트림에 대한 프로세싱 단계를 수행하도록 구성된다. 데이터 조작 디바이스 또는 프로세싱 유닛은 집합적으로 "데이터 경로"로 칭해질 수도 있다.
데이터 경로의 프로세싱 유닛 또는 데이터 조작 디바이스는 다음의 기능 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다: 벡터 기반의 설계 정보를, 비트 맵 패턴 데이터로(그리고, 그 다음, 요구되는 방사선 조사량 맵(즉, 기판에 걸친 요구되는 방사선 조사량 프로파일)으로) 또는 요구되는 방사선 조사량 맵으로 변환하는 것; 요구되는 방사선 조사량 맵을, 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 대한 요구되는 방사선 강도 값으로 변환하는 것; 및 각각의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 대한 요구되는 방사선 강도 값을, 대응하는 제어 신호로 변환하는 것.
한 실시형태에서, 제어 신호는, 유선 또는 무선 통신에 의해, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로 공급될 수도 있다. 게다가, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로부터의 신호는 컨트롤러로 전달될 수도 있다. 제어 신호와 유사한 방식으로, 전력은, 유선 또는 무선 수단에 의해, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 편향기 및/또는 센서)로 공급될 수도 있다. 예를 들면, 유선의 실시형태에서, 전력은, 신호를 운반하는 라인과 동일하든지 또는 상이든지 간에, 하나 이상의 라인에 의해 공급될 수도 있다. 전력을 송신하기 위해, 슬라이딩 접촉 장치(sliding contact arrangement)가 제공될 수도 있다. 무선 실시형태에서, 전력은 RF 커플링에 의해 전달될 수도 있다.
이전의 논의가 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 편향기 및/또는 센서)에 공급되는 제어 신호에 초점을 맞추었지만, 그들은, 추가적으로 또는 대안적으로, 적절한 구성을 통한, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로부터 컨트롤러로의 신호의 송신을 포괄하도록 이해되어야 한다. 따라서, 통신은 (예를 들면, 오로지, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로의 또는 그로부터의) 일방향일 수도 있거나 또는 양방향(즉, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들면, 센서)로부터의 그리고 그들로의 양방향)일 수도 있다.
한 실시형태에서, 패턴을 제공할 제어 신호는, 기판 상의 패턴의 적절한 공급 및/또는 실현에 영향을 줄 수도 있는 인자를 고려하도록 변경될 수도 있다. 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102), 렌즈, 등등 중 하나 이상의 가열을 고려하기 위해, 제어 신호에 보정이 적용될 수도 있다. 이러한 가열은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102), 렌즈, 등등의 변경된 지시 방향, 방사선의 균일성에서의 변화, 등등을 야기할 수도 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및/또는, 예를 들면, 센서로부터의 다른 엘리먼트와 관련되는 측정된 온도 및/또는 팽창/수축은, 다르게는 패턴을 형성하도록 제공될 제어 신호를 변경하기 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 노광 동안, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 온도는 변할 수도 있는데, 분산(variance)은 단일의 일정한 온도에서 제공될 투영된 패턴의 변화를 야기한다. 따라서, 제어 신호는 이러한 분산을 고려하도록 변경될 수도 있다. 마찬가지로, 한 실시형태에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서(150)로부터의 결과는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 제공되는 패턴을 변경하기 위해 사용될 수도 있다. 패턴은, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)와 기판(114) 사이의 광학기기(만약 있다면)로부터 발생할 수도 있는 왜곡, 기판(114)의 위치 결정에서의 불규칙성, 기판(114)의 비평탄성, 등등을 보정하기 위해 변경될 수도 있다.
한 실시형태에서, 제어 신호에서의 변화는, 측정된 파라미터(예를 들면, 측정된 온도, 레벨 센서에 의한 측정된 거리, 등등)로부터 발생하는 소망되는 패턴에 대한 물리적/광학적 결과의 이론에 기초하여 결정될 수도 있다. 한 실시형태에서, 제어 신호에서의 변화는, 측정된 파라미터로부터 발생하는 소망되는 패턴에 대한 물리적/광학적 결과의 실험적 또는 경험적 모델에 기초하여 결정될 수도 있다. 한 실시형태에서, 제어 신호의 변경은 피드포워드 및/또는 피드백 방식으로 적용될 수도 있다.
한 실시형태에서, 리소그래피 장치는 하나 이상의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 기판을 향해 송신되는 또는 송신될 방사선의 특성을 측정하기 위한 센서(118)를 포함할 수도 있다. 이러한 센서는 스팟 센서 또는 투과 이미지 센서(transmission image sensor)일 수도 있다. 센서는, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선의 강도, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선의 균일성, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선의 스팟의 단면 사이즈 또는 면적, 및/또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로부터의 방사선 스팟의 (XY 평면에서의) 위치를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.
비록 특정한 디바이스 또는 구조체(예를 들면, 집적 회로 또는 플랫 패널 디스플레이)의 제조에서 리소그래피 장치의 사용에 대한 특정 참조가 본 명세서에서 이루어질 수도 있지만, 본원에서 설명되는 리소그래피 장치 및 리소그래피 방법은 다른 애플리케이션을 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 애플리케이션은, 집적 회로, 통합된 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 가이던스 및 검출 패턴, 플랫 패널 디스플레이, LCD, OLED 디스플레이, 박막 자기 헤드, 마이크로 전기기계 디바이스(Micro-Electromechanical Devices; MEMS), 마이크로 광전기기계 시스템(micro-opto-electromechanical systems; MOEMS), DNA 칩, 패키징(예를 들면, 플립 칩, 재분배, 등등), 플렉시블 디스플레이 또는 전자장치(이들은 종이처럼 말릴 수도 있고 휘어질 수도 있고 변형이 없고, 순응적이고, 견고하고, 얇고, 및/또는 경량인 상태로 유지될 수도 있는 디스플레이 또는 전자장치, 예를 들면, 플렉시블 플라스틱 디스플레이임), 등등의 제조를 포함하지만, 그러나 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이에서, 본 장치 및 방법은, 다양한 층, 예를 들면, 박막 트랜지스터 층 및/또는 컬러 필터 층의 생성을 지원하기 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 롤 투 롤(roll-to-roll) 기법을 사용한 플라스틱 또는 금속 포일 및/또는 유리 캐리어(glass carrier) 상의 포일과 같은, 예를 들면, 플렉시블 기판 상에서의 다양한 전자장치 및 다른 디바이스 또는 패턴의 제조에서, 본원에서의 동일한 장치의 변형예가 사용될 수 있을 것이다.
숙련된 기술자는, 이러한 대안적인 애플리케이션의 맥락에서, 본원에서의 용어 "웨이퍼" 또는 "다이"의 임의의 사용은, 더욱 일반적인 용어 "기판" 또는 "타겟 부분"과 각각 동의어로서 간주될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 본원에서 언급되는 기판은, 노광 이전에 또는 이후에, 예를 들면, 트랙(통상적으로 기판에 레지스트의 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴) 또는 계측(metrology) 또는 검사 툴에서 프로세싱될 수도 있다. 적용 가능한 경우, 본원의 본 개시는 이러한 기판 프로세싱 툴 및 다른 기판 프로세싱 툴에 적용될 수도 있다. 게다가, 기판은, 예를 들면, 다층 IC를 생성하기 위해, 한 번보다 더 많이 프로세싱될 수도 있고, 그 결과, 본원에서 사용되는 용어 기판은, 이미 다수의 프로세싱된 층을 포함하는 기판을 또한 가리킬 수도 있다.
플랫 패널 디스플레이 기판은 형상이 직사각형일 수도 있다. 이러한 타입의 기판을 노광하도록 설계되는 리소그래피 장치는, 직사각형 기판의 전체 폭을 커버하는, 또는 폭의 일부분(예를 들면, 폭의 절반)를 커버하는 노광 영역을 제공할 수도 있다. 기판은, 패터닝 디바이스가 패턴화된 빔을 동기적으로 제공하는 동안, 노광 영역 아래에서 주사될 수도 있다. 이러한 방식에서, 소망되는 패턴의 전체 또는 일부분이 기판으로 전사된다. 노광 영역이 기판의 전체 폭을 커버하면, 노광은 단일의 주사로 완료될 수도 있다. 노광 영역이, 예를 들면, 기판의 폭의 절반을 커버하면, 기판은 제1 주사 이후에 횡방향으로 이동될 수도 있고, 기판의 나머지를 노광하도록 추가적인 주사가 통상적으로 수행된다.
본원에서 사용되는 용어 "패터닝 디바이스"는, 방사선 빔의 단면을 변조하기 위해 예컨대 기판(기판의 일부) 내에 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여되는 패턴은, 예를 들면, 패턴이 위상 시프팅 피쳐 또는 소위 지원 피쳐를 포함하는 경우, 기판의 타겟 부분에서의 소망되는 패턴에 정확하게 대응하지 않을 수도 있다는 것을 유의해야 한다. 마찬가지로, 기판 상에 최종적으로 생성되는 패턴은, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이에 의해 임의의 하나의 순간에 형성되는 패턴에 대응하지 않을 수도 있다. 이것은, 기판의 각각의 부분 상에 형성되는 최후의 패턴이, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이에 의해 제공되는 패턴 및/또는 기판의 상대적 위치가 변하는 노광의 주어진 수 또는 시간의 주어진 기간에 걸쳐 구축되는 배열의 경우일 수도 있다. 일반적으로, 기판의 타겟 부분 상에 생성되는 패턴은, 타겟 부분에 생성되고 있는 디바이스의 특정한 기능 층, 예를 들면, 집적 회로 또는 플랫 패널 디스플레이(예를 들면, 플랫 패널 디스플레이 내의 컬러 필터 층 또는 플랫 패널 디스플레이 내의 박막 트랜지스터 층)에 대응할 것이다. 이러한 패터닝 디바이스의 예는, 예를 들면, 레티클, 프로그래밍 가능한 미러 어레이, 레이저 다이오드 어레이, 발광 다이오드 어레이, 격자 광 밸브(grating light valve), 및 LCD 어레이를 포함한다. 방사선 빔의 인접한 부분에 대해 방사선 빔의 일부분의 위상을 변조하는 것에 의해 방사선 빔에 패턴을 부여하는 복수의 프로그래밍 가능한 엘리먼트를 구비하는 전자적으로 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스를 비롯한, 자신의 패턴이 전자 디바이스(예를 들면, 컴퓨터)의 도움으로 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스, 예를 들면, 방사선 빔의 일부분의 강도를 각각 변조할 수 있는 복수의 프로그래밍 가능한 엘리먼트를 포함하는 패터닝 디바이스(예를 들면, 레티클을 제외한 이전 문장에서 언급되는 모든 디바이스)는 본원에서 집합적으로 "콘트라스트 디바이스"로 칭해진다. 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스는 적어도 10 개의 프로그래밍 가능한 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 100 개, 적어도 1000 개, 적어도 10000 개, 적어도 100000 개, 적어도 1000000 개, 또는 적어도 10000000 개의 프로그래밍 가능한 엘리먼트를 포함한다. 이들 디바이스 중 몇몇의 실시형태가 하기에서 좀 더 상세하게 논의된다.
- 프로그래밍 가능한 미러 어레이. 프로그래밍 가능한 미러 어레이는, 점탄성 제어 층 및 반사 표면을 구비하는 매트릭스 주소 지정 가능한 표면(matrix-addressable surface)을 포함할 수도 있다. 이러한 장치의 기본 원리는, 예를 들면, 반사 표면의 주소 지정된 영역이 입사 방사선을 회절된 방사선으로서 반사하고, 반면 주소 지정되지 않은 영역이 입사 방사선을 회절되지 않은 방사선으로서 반사한다는 것이다. 적절한 공간 필터를 사용하면, 회절되지 않은 방사선은 반사된 빔에서 필터링될 수 있고, 회절된 방사선만이 기판에 도달하게 할 수 있다. 이러한 방식에서, 빔은 매트릭스 주소 지정 가능 표면의 주소 지정 패턴(addressing pattern)에 따라 패턴화된다. 대안으로서, 필터는 회절된 방사선을 필터링할 수도 있고, 회절되지 않은 방사선이 기판에 도달하게 할 수도 있다. 회절 광학 MEMS 디바이스의 어레이가 또한 대응하는 방식으로 사용될 수도 있다. 회절 광학 MEMS 디바이스는, 입사 방사선을 회절 방사선으로서 반사하는 격자를 형성하도록 서로에 대해 변형될 수도 있는 복수의 반사 리본을 포함할 수도 있다. 프로그래밍 가능한 미러 어레이의 또 다른 실시형태는 작은 미러의 매트릭스 배열을 활용하는데, 작은 미러의 각각은 적절한 국소화된 전기장을 인가하는 것에 의해, 또는 압전 작동 수단을 활용하는 것에 의해, 축을 중심으로 개별적으로 기울어질 수도 있다. 기울기의 정도는 각각의 미러의 상태를 정의한다. 미러는, 엘리먼트가 결함이 있지 않은 경우에, 컨트롤러로부터의 적절한 제어 신호에 의해 제어 가능하다. 각각의 결함이 없는 엘리먼트는, 자신의 대응하는 픽셀의 강도를 투영된 방사선 패턴에서 조정하기 위해, 일련의 상태 중 임의의 하나를 채택하도록 제어 가능하다. 또 다시, 미러는 매트릭스 주소 지정 가능하고, 그 결과 주소 지정된 미러는 상이한 방향에서 유입하는 방사선 빔을 주소 지정되지 않은 미러로 반사하고; 이 방식에서, 반사된 빔은 매트릭스 주소 지정 가능한 미러의 주소 지정 패턴에 따라 패턴화될 수도 있다. 요구되는 매트릭스 주소 지정은 적절한 전자적 수단을 사용하여 수행될 수도 있다. 여기서 언급되는 바와 같은 미러 어레이에 대한 더 많은 정보는, 예를 들면, 미국 특허 제US 5,296,891호 및 제US 5,523,193호 및 PCT 특허 출원 공보 제WO 98/38597호 및 WO 98/33096호로부터 수집될 수 있는데, 이들 특허 문헌은 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 어레이. 이러한 구성의 한 예는 미국 특허 제US 5,229,872호에서 주어지는데, 이 특허는 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
리소그래피 장치는 하나 이상의 패터닝 디바이스, 예를 들면, 하나 이상의 콘트라스트 디바이스를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 그것은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 복수의 어레이를 구비할 수도 있는데, 각각의 어레이는 서로 독립적으로 제어된다. 이러한 배열에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이의 일부 또는 전부는, 공통 조명 시스템(또는 조명 시스템의 일부), 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이에 대한 공통 지지 구조체 및/또는 공통 투영 시스템(또는 투영 시스템의 일부) 중 적어도 하나를 구비할 수도 있다.
예를 들면, 피쳐의 사전 바이어싱(pre-biasing), 광학적 근접 보정 피쳐(optical proximity correction feature), 위상 변동 기법 및/또는 다수의 노광 기법이 사용되는 경우, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상에 "디스플레이되는" 패턴은, 기판의 층 또는 기판 상의 층으로 최종적으로 전사되는 패턴과는 실질적으로 상이할 수도 있다. 마찬가지로, 기판 상에 최종적으로 생성되는 패턴은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상에서 임의의 하나의 순간에 형성되는 패턴에 대응하지 않을 수도 있다. 이것은, 기판의 각각의 부분 상에 형성되는 최후의 패턴이, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상의 패턴 및/또는 기판의 상대적 위치가 변하는 노광의 주어진 수 또는 시간의 주어진 기간에 걸쳐 구축되는 배열의 경우일 수도 있다.
투영 시스템 및/또는 조명 시스템은, 방사선의 빔을 지향시키기 위해, 성형하기 위해, 또는 제어하기 위해, 다양한 타입의 광학 컴포넌트, 예를 들면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
리소그래피 장치는 두 개의(예를 들면, 이중 스테이지) 또는 더 많은 기판 테이블(및/또는 두 개 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 구비하는 또는 기판을 유지하지 않는 다른 테이블(예를 들면, 예를 들면, 세정 및/또는 측정을 위한 테이블, 등등)과 조합한 하나 이상의 기판 테이블을 구비하는 타입의 것일 수도 있다. 이러한 "다수의 스테이지" 머신에서, 추가적인 테이블(들)은 병행하여 사용될 수도 있거나, 또는 하나 이상의 다른 테이블이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 하나 이상의 테이블 상에서 준비 단계가 수행될 수도 있다.
리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 "침지 액체(immersion liquid)", 예를 들면, 물에 의해 커버될 수도 있는 타입의 것일 수도 있다. 또한, 침지 액체는, 리소그래피 장치의 다른 공간, 예를 들면, 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이에 적용될 수도 있다. 침지 기법은 투영 시스템의 NA를 증가시키기 위해 사용된다. 용어 "침지"는 본원에서 사용될 때, 구조체, 예를 들면, 기판이 액체에 잠겨져야만 한다는 것을 의미하는 것이 아니라, 오히려, 단지, 노광 동안 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.
게다가, 장치는, 유체와 기판의 조사된 부분 사이의 상호 작용을 허용하기 위한(예를 들면, 화학 물질을 기판에 선택적으로 부착시키기 위한 또는 기판의 표면 구조체를 선택적으로 수정하기 위한) 유체 프로세싱 셀(fluid processing cell)을 구비할 수도 있다.
한 실시형태에서, 기판은 실질적으로 원형 형상을 가지며, 옵션 사항으로, 그 둘레의 일부를 따라 노치 및/또는 평평한 에지를 갖는다. 한 실시형태에서, 기판은 다각형 형상, 예를 들면, 직사각형 형상을 갖는다. 기판이 실질적으로 원형 형상을 갖는 실시형태는, 기판이 적어도 25 mm, 예를 들면, 적어도 50 mm, 적어도 75 mm, 적어도 100 mm, 적어도 125 mm, 적어도 150 mm, 적어도 175 mm, 적어도 200 mm, 적어도 250 mm, 또는 적어도 300 mm의 직경을 갖는 실시형태를 포함한다. 한 실시형태에서, 기판은 최대 500 mm, 최대 400 mm, 최대 350 mm, 최대 300 mm, 최대 250 mm, 최대 200 mm, 최대 150 mm, 최대 100 mm, 또는 최대 75 mm의 직경을 갖는다. 기판이 다각형, 예를 들면, 직사각형인 실시형태는, 기판의 적어도 한 변, 예를 들면, 적어도 2 개의 변 또는 적어도 3 개의 변이 적어도 5 cm, 예를 들면, 적어도 25 cm, 적어도 50 cm, 적어도 100 cm, 적어도 150 cm, 적어도 200 cm, 또는 적어도 250 cm의 길이를 갖는 실시형태를 포함한다. 한 실시형태에서, 기판의 적어도 한 변은 최대 1000 cm, 예를 들면, 최대 750 cm, 최대 500 cm, 최대 350 cm, 최대 250 cm, 최대 150 cm, 또는 최대 75 cm의 길이를 갖는다. 한 실시형태에서, 기판은 약 250 내지 350 cm의 길이 및 약 250 내지 300 cm의 폭을 갖는 직사각형 기판이다. 기판의 두께는 변할 수도 있으며, 어느 정도까지는, 예를 들면, 기판 재료 및/또는 기판 치수에 의존할 수도 있다. 한 실시형태에서, 두께는 적어도 50 ㎛, 예를 들면, 적어도 100 ㎛, 적어도 200 ㎛, 적어도 300 ㎛, 적어도 400 ㎛, 적어도 500 ㎛, 또는 적어도 600 ㎛이다. 한 실시형태에서, 기판의 두께는 최대 5000 ㎛, 예를 들면, 최대 3500 ㎛, 최대 2500 ㎛, 최대 1750 ㎛, 최대 1250 ㎛, 최대 1000 ㎛, 최대 800 ㎛, 최대 600 최대 500 ㎛, 최대 400 ㎛, 또는 최대 300 ㎛일 수 있다. 본원에서 언급되는 기판은, 노광 이전에 또는 이후에, 예를 들면, 트랙(통상적으로 기판에 레지스트의 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)에서 프로세싱될 수도 있다. 기판의 속성은 노광 이전에 또는 이후에, 예를 들면, 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 측정될 수도 있다.
한 실시형태에서, 기판 상에 레지스트 층이 제공된다. 한 실시형태에서, 기판은 웨이퍼, 예를 들면, 반도체 웨이퍼이다. 한 실시형태에서, 웨이퍼 재료는 Si, SiGe, SiGeC, SiC, Ge, GaAs, InP, 및 InAs로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 한 실시형태에서, 웨이퍼는 III/V 화합물 반도체 웨이퍼이다. 한 실시형태에서, 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼이다. 한 실시형태에서, 기판은 세라믹 기판이다. 한 실시형태에서, 기판은 유리 기판이다. 유리 기판은, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이 및 액정 디스플레이 패널의 제조에서 유용할 수도 있다. 한 실시형태에서, 기판은 플라스틱 기판이다. 한 실시형태에서, 기판은 (인간의 육안으로는) 투명하다. 한 실시형태에서, 기판은 착색되어 있다. 한 실시형태에서, 기판은 컬러가 없다. 한 실시형태에서, 기판은 임시 유리 캐리어(temporary glass carrier) 상의 플라스틱 포일을 포함한다. 이것은 유리 기판 상의 예를 들면 폴리이미드의 코팅된 층을 포함할 수 있는데, 이것은 유리 디스플레이와 유사한 양식으로 프로세싱되지만, 그러나 이 경우 유리는, 예를 들면, UV 레이저 단계를 사용한 프로세싱 이후, 바람직하게는 증가된 강건성 및 핸들링의 용이성을 위해 보호 플라스틱으로 나머지 포일을 적층한 이후, 제거된다.
실시형태는 다음의 조항을 사용하여 추가로 설명될 수도 있다:
1. 다음을 포함하는 노광 장치:
- 기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더;
- 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스 - 패터닝 디바이스는, 기판 상의 복수의 노광 영역의 각각의 어레이 상으로 변조된 방사선을 투영하도록 구성되는 복수의 방사선 소스 모듈의 어레이를 포함함 - ;
- 기판 상으로 소망되는 패턴의 투영을 가능하게 하기 위해 투영 관련 데이터(projection related data)를 프로세싱하도록 구성되는 분산 프로세싱 시스템 - 분산 프로세싱 시스템은, 적어도 하나의 중앙 프로세싱 유닛 및 각각의 복수의 방사선 소스 모듈과 관련되는 복수의 모듈 프로세싱 유닛을 포함함 - .
2. 기판을 노광하기 위해 주사 방향에서 기판과 방사선 소스 모듈의 어레이 사이의 상대적 모션을 제공하도록 구성되는 위치 결정 디바이스를 더 포함하는, 조항 1에 따른 노광 장치.
3. 투영 관련 데이터는 기판 관련 데이터 및 패턴 관련 데이터를 포함하는, 조항 1 또는 조항 2에 따른 노광 장치.
4. 노광 장치는 기판 관련 데이터를 생성하기 위한 측정 시스템을 더 포함하는, 조항 3에 따른 노광 장치.
5. 측정 시스템은 기판의 높이를 결정하기 위한 높이 측정 시스템을 포함하는, 조항 4에 따른 노광 장치.
6. 높이 측정 시스템은 방사선 소스 모듈의 어레이를 따르는 복수의 위치에서 기판의 높이를 결정하도록 구성되는, 조항 5에 따른 노광 장치.
7. 높이 측정 시스템은 방사선 소스 모듈의 어레이와 관련되는 높이 센서의 어레이를 포함하되, 높이 센서의 어레이는, 기판의 노광 영역의 어레이의 높이를 나타내는 하나 이상의 높이 신호를 생성하도록 그리고 기판 관련 데이터의 적어도 일부로서 복수의 모듈 프로세싱 유닛에 하나 이상의 높이 신호를 제공하도록 구성되는, 조항 6에 따른 노광 장치.
8. 중앙 프로세싱 유닛은 패턴 관련 데이터를 적어도 부분적으로 프로세싱하도록 구성되는, 조항 3에 따른 노광 장치.
9. 패턴 관련 데이터는 기판 상으로 투영될 소망되는 패턴을 나타내는 패턴 레이아웃 데이터를 포함하는, 조항 8에 따른 노광 장치.
10. 중앙 프로세싱 유닛은:
- 입력 단자에서, 패턴 레이아웃 데이터를 수신하도록;
- 패턴 레이아웃 데이터를 방사선 소스 모듈의 각각에 대한 방사선 설정 지점 데이터로 변환하는 것에 의해 패턴 레이아웃 데이터를 프로세싱하도록; 그리고
- 방사선 설정 지점 데이터를 각각의 방사선 소스 모듈과 관련되는 모듈 프로세싱 유닛으로 제공하도록
구성되는, 조항 9에 따른 노광 장치.
11. 복수의 모듈 프로세싱 유닛은, 방사선 설정 지점 데이터를 각각의 복수의 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 소스 제어 신호로 변환하는 것에 의해 방사선 설정 지점 데이터를 프로세싱하도록 구성되는, 조항 10에 따른 노광 장치.
12. 모듈 프로세싱 유닛은 각각의 메모리 유닛을 포함하되, 메모리 유닛은 각각의 방사선 소스 모듈에 대한 교정 데이터를 포함하는, 조항 11에 따른 노광 장치.
13. 각각의 복수의 방사선 소스 모듈에 대한 제어 신호로의 방사선 설정 지점 데이터의 변환은 각각의 방사선 소스 모듈의 교정 데이터에 기초하는, 조항 12에 따른 노광 장치.
14. 중앙 프로세싱 유닛은:
입력 단자에서, 패턴 관련 데이터로서, 기판 상으로 투영될 소망되는 패턴을 나타내는 패턴 레이아웃 데이터를 수신하도록;
패턴 레이아웃 데이터를 압축된 패턴 레이아웃 데이터로 압축하고, 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 모듈 프로세싱 유닛으로 제공하도록
구성되는, 조항 3 내지 13 중 임의의 것에 따른 노광 장치.
15. 모듈 프로세싱 유닛은 다음의 것에 의해 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 프로세싱하도록 구성되는, 조항 14에 따른 노광 장치.
- 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 압축 해제하는 것;
- 패턴 레이아웃 데이터를 각각의 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 설정 지점 데이터로 변환하는 것;
- 방사선 설정 지점 데이터를 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 소스 제어 신호로 변환하는 것.
16. 모듈 프로세싱 유닛은 각각의 상기 방사선 소스 모듈에서 통합되는, 임의의 이전 조항에 따른 노광 장치.
17. 측정 시스템은, 기판 상의 미리 적용된 패턴의 위치를 검출하도록 구성되는 패턴 위치 측정 시스템을 포함하는, 조항 4에 따른 노광 장치.
18. 패턴 위치 측정 시스템은, 방사선 소스 모듈의 어레이를 따르는 복수의 위치에서 이전에 적용된 패턴의 위치를 결정하도록 구성되는, 조항 17에 따른 노광 장치.
19. 패턴 위치 측정 시스템은 방사선 소스 모듈의 어레이와 관련되는 위치 센서의 어레이를 포함하되, 위치 센서의 어레이는, 방사선 소스 모듈의 어레이를 따르는 복수의 위치에서 이전에 적용된 패턴의 위치를 나타내는 하나 이상의 위치 신호를 생성하도록 그리고 기판 관련 데이터의 적어도 일부로서 복수의 모듈 프로세싱 유닛에 하나 이상의 위치 신호를 제공하도록 구성되는, 조항 18에 따른 노광 장치.
20. 중앙 프로세싱 유닛은 하나 이상의 위치 신호에 기초하여 이전에 적용된 패턴의 변형을 결정하도록 구성되는, 조항 19에 따른 노광 장치.
21. 중앙 프로세싱 유닛은 변형에 기초하여 방사선 설정 지점 데이터를 결정하도록 구성되는, 조항 20에 따른 노광 장치.
22. 방사선 소스 모듈은 기판의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 개별적으로 변위 가능한, 이전 조항 중 임의의 것에 따른 노광 장치.
23. 방사선 소스 모듈은 기판의 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 방사선 소스 모듈을 변위시키도록 구성되는 모듈 액추에이터를 포함하는, 조항 16에 따른 노광 장치.
24. 모듈 프로세싱 유닛은 하나 이상의 높이 신호 또는 하나 이상의 위치 신호에 기초하여 모듈 액추에이터를 제어하도록 구성되는, 조항 7 또는 19에 따른 노광 장치.
25. 높이 측정 시스템은 높이 센서의 어레이를 포함하되, 높이 센서의 어레이는 방사선 소스 모듈의 어레이를 따라 기판의 높이를 나타내는 하나 이상의 높이 신호를 생성하도록 구성되고, 방사선 소스 모듈은 기판의 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 방사선 소스 모듈을 변위시키도록 구성되는 모듈 액추에이터를 포함하고, 높이 측정 시스템은 프로세싱 시스템의 높이 프로세싱 유닛을 더 포함하되, 높이 프로세싱 유닛은
- 높이 프로세싱 유닛의 입력 단자에서, 방사선 소스 모듈의 어레이를 따라 기판의 높이를 나타내는 하나 이상의 신호를 수신하도록;
- 수신된 하나 이상의 신호에 기초하여, 그 방향에서 방사선 소스 모듈의 위치를 제어하기 위한 각각의 방사선 소스 모듈의 모듈 액추에이터의 각각에 대한 제어 신호를 결정하도록;
- 높이 프로세싱 유닛의 출력 단자를 통해, 방사선 소스 모듈의 각각에 대한 제어 신호를 방사선 소스 모듈로 출력하도록
구성되는, 조항 5에 따른 노광 장치.
26. 높이 프로세싱 유닛은 필터링에 의해 상기 하나 이상의 신호 내의 이상점을 완화하도록 구성되는, 조항 25에 따른 노광 장치.
27. 방사선 소스 모듈은 공통 프레임에 장착되고, 공통 프레임은 프레임 액추에이터에 의해 기판의 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 변위 가능한, 조항 25 또는 26에 따른 노광 장치.
28. 높이 프로세싱 유닛은 또한, 높이 측정치에 기초하여, 프레임 액추에이터가 공통 프레임의 위치를 제어할 제어 신호를 결정하도록 구성되는, 조항 26에 따른 노광 장치.
29. 방사선 소스 모듈의 초점면 위치는 방사선 소스 모듈의 광학 컴포넌트를 조정하는 것에 의해 조정 가능한, 임의의 이전 조항에 따른 노광 장치.
30. 방사선 소스 모듈 어레이의 방사선 소스 모듈은 방사선 소스의 이차원 어레이를 포함하되, 각각의 방사선 소스는 방사선 빔을 방출하도록 구성되는, 임의의 이전 조항에 따른 노광 장치.
31. 방사선 소스 모듈의 어레이의 방사선 소스 모듈은 MLA 모듈을 포함하는, 임의의 이전 조항에 따른 노광 장치.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는 기판(114) 위에 있는 것으로 설명 및/또는 묘사되지만, 그것은 대신 또는 추가적으로 기판(114) 아래에 위치될 수도 있다. 게다가, 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 나란히 있을 수도 있다, 예를 들면, 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 수직으로 연장되고 패턴은 수평으로 투영된다. 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는 기판(114)의 적어도 두 개의 대향하는 면을 노광시키기 위해 제공된다. 예를 들면, 기판(114)의 각기 각각의 대향 면 상에, 이들 면을 노광시키기 위한, 적어도 두 개의 패터닝 디바이스(104)가 존재할 수도 있다. 한 실시형태에서, 기판(114)의 하나의 면을 투영하기 위한 단일의 패터닝 디바이스(104) 및 단일의 패터닝 디바이스(104)로부터 기판(114)의 다른 면 상으로 패턴을 투영하기 위한 적절한 광학기기(예를 들면, 빔 지향 미러)가 존재할 수도 있다.
본원의 설명에서, 용어 "렌즈"는, 언급된 렌즈와 동일한 기능을 제공하는 임의의 굴절, 반사 및/또는, 회절 광학 엘리먼트를 포괄하는 것으로 일반적으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 이미징 렌즈는 광학 파워를 갖는 종래의 굴절 렌즈의 형태로, 광학 파워를 갖는 슈바르츠실트(Schwarzschild) 반사 시스템의 형태로, 및/또는 광학 파워를 갖는 구역 플레이트(zone plate)의 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 이미징 렌즈는, 결과적으로 나타나는 효과가 수렴된 빔을 생성하는 것이면, 비이미징 광학기기(non-imaging optics)를 포함할 수도 있다.
특정한 실시형태가 상기에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실시될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들면, 본 발명의 한 실시형태는, 상기에서 개시되는 바와 같은 방법을 설명하는 머신 판독 가능 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램을 내부에 저장하는 데이터 저장 매체(예를 들면, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
또한, 비록 소정의 실시형태 및 예가 설명되었지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 실시형태를 넘어, 본 발명 및 본 발명의 명백한 수정예 및 등가예의 다른 대안적인 실시형태 및/또는 용도로 확장한다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에 의해 이해될 것이다. 게다가, 본 발명의 다수의 변형예가 도시되고 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 내에 있는 다른 수정예가 본 개시에 기초하여 기술 분야의 숙련된 자에게 쉽게 명백해질 것이다. 예를 들면, 실시형태의 특정한 피쳐 및 양태의 다양한 조합 또는 부조합이 만들어질 수도 있고 여전히 본 발명의 범위 내에 속할 수도 있다는 것이 고려된다. 따라서, 개시된 실시형태의 다양한 피쳐 및 양태가 개시된 발명의 다양한 모드를 형성하기 위해 서로 결합될 수 있거나 또는 대체될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 한 실시형태에서, 미국 특허 출원 공개 공보 제US 2011-0188016호 및 PCT 특허 출원 공보 제WO 2010/032224호에서 개시되는 하나 이상의 피쳐 또는 양태는, 본원에서 개시되는 하나 이상의 피쳐 또는 양태와 결합될 수도 있거나 또는 그들로 대체될 수도 있는데, 미국 특허 출원 공개 공보 제US 2011-0188016호 및 PCT 특허 출원 공보 제WO 2010/032224호의 전체 내용은 참조에 의해 본원에 통합된다.
따라서, 다양한 실시형태가 상기에서 설명되었지만, 그들은 단지 예로서 제시된 것이며, 제한이 아니다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 형태 및 세부 사항에서 다양한 변화가 이루어질 수 있다는 것이 관련 기술 분야에서 숙련된 자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는, 상기에서 설명된 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 의해 제한되는 것이 아니라, 오로지 다음의 청구범위 및 그 등가물에 따라 정의되어야 한다.

Claims (15)

  1. 노광 장치로서,
    기판을 지지하도록 구성되는 기판 홀더;
    소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선(radiation)을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스(patterning device) - 상기 패터닝 디바이스는, 상기 기판 상의 복수의 노광 영역의 각각의 어레이 상으로 상기 변조된 방사선을 투영하도록 구성되는 복수의 방사선 소스 모듈의 어레이를 포함함 - ;
    상기 기판 상으로 상기 소망되는 패턴의 투영을 가능하게 하기 위해 투영 관련 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 분산 프로세싱 시스템 - 상기 분산 프로세싱 시스템은, 적어도 하나의 중앙 프로세싱 유닛 및 각각의 복수의 방사선 소스 모듈과 관련되는 복수의 모듈 프로세싱 유닛을 포함함 - 을 포함하고,
    상기 투영 관련 데이터는 기판 관련 데이터 및 패턴 관련 데이터를 포함하고,
    상기 패턴 관련 데이터는 상기 기판 상으로 투영될 상기 소망되는 패턴을 나타내는 패턴 레이아웃 데이터를 포함하고, 상기 중앙 프로세싱 유닛은:
    - 입력 단자에서, 상기 패턴 레이아웃 데이터를 수신하도록;
    - 상기 패턴 레이아웃 데이터를 상기 방사선 소스 모듈의 각각에 대한 방사선 설정 지점 데이터로 변환하는 것에 의해 상기 패턴 레이아웃 데이터를 프로세싱하도록; 그리고
    - 상기 방사선 설정 지점 데이터를 상기 각각의 방사선 소스 모듈과 관련되는 상기 모듈 프로세싱 유닛으로 제공하도록
    구성되는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 노광하기 위해 주사 방향에서 상기 기판과 상기 방사선 소스 모듈의 어레이 사이의 상대적 모션을 제공하도록 구성되는 위치 결정 디바이스를 더 포함하는, 노광 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노광 장치는 상기 기판 관련 데이터를 생성하기 위한 측정 시스템을 더 포함하는, 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 측정 시스템은 상기 기판의 높이를 결정하기 위한 높이 측정 시스템을 포함하는, 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 높이 측정 시스템은 상기 방사선 소스 모듈의 어레이를 따르는 복수의 위치에서 상기 기판의 높이를 결정하도록 구성되고, 상기 높이 측정 시스템은 상기 방사선 소스 모듈의 어레이와 관련되는 높이 센서의 어레이를 포함하되, 상기 높이 센서의 어레이는, 상기 기판의 노광 영역의 어레이의 높이를 나타내는 하나 이상의 높이 신호를 생성하도록 그리고 상기 기판 관련 데이터의 적어도 일부로서 상기 복수의 모듈 프로세싱 유닛에 상기 하나 이상의 높이 신호를 제공하도록 구성되는, 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 프로세싱 유닛은 상기 패턴 관련 데이터를 적어도 부분적으로 프로세싱하도록 구성되는, 노광 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 모듈 프로세싱 유닛은, 상기 방사선 설정 지점 데이터를 상기 각각의 복수의 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 소스 제어 신호로 변환하는 것에 의해 상기 방사선 설정 지점 데이터를 프로세싱하도록 구성되는, 노광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모듈 프로세싱 유닛은 각각의 메모리 유닛을 포함하되, 상기 메모리 유닛은 상기 각각의 방사선 소스 모듈에 대한 교정 데이터를 포함하는, 노광 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각각의 복수의 방사선 소스 모듈에 대한 제어 신호로의 상기 방사선 설정 지점 데이터의 상기 변환은 상기 각각의 방사선 소스 모듈의 상기 교정 데이터에 기초하는, 노광 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 프로세싱 유닛은:
    - 입력 단자에서, 상기 패턴 관련 데이터로서, 상기 기판 상으로 투영될 상기 소망되는 패턴을 나타내는 패턴 레이아웃 데이터를 수신하도록;
    - 상기 패턴 레이아웃 데이터를 압축된 패턴 레이아웃 데이터로 압축하고, 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 상기 모듈 프로세싱 유닛으로 제공하도록
    구성되는, 노광 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 모듈 프로세싱 유닛은:
    - 상기 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 압축 해제하는 것;
    - 상기 패턴 레이아웃 데이터를, 상기 각각의 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 설정 지점 데이터로 변환하는 것;
    - 상기 방사선 설정 지점 데이터를, 상기 방사선 소스 모듈에 대한 방사선 소스 제어 신호로 변환하는 것
    에 의해 상기 압축된 패턴 레이아웃 데이터를 프로세싱하도록 구성되는, 노광 장치.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 측정 시스템은, 상기 기판 상의 미리 적용된 패턴의 위치를 검출하도록 구성되는 패턴 위치 측정 시스템을 포함하는, 노광 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 패턴 위치 측정 시스템은, 상기 방사선 소스 모듈의 어레이를 따르는 복수의 위치에서 상기 이전에 적용된 패턴의 상기 위치를 결정하도록 구성되는, 노광 장치.
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