KR20050044296A - 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

평판 디스플레이를 제조하는 방법은 액티브 플레이트 및 패시브 플레이트를 포함한다. 액티브 플레이트는 표준 패턴에 따라 형성되고 검사된다. 그 후, 패시브 플레이트는 액티브 플레이트상에 형성된 실제 패턴에 따라 패시브 플레이트에 대한 패턴 데이터를 수정함으로써 형성되어 액티브 및 패시브 플레이트상에 형성된 패턴들이 정밀하게 대응하는 것을 보장한다.

Description

리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법{Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method}
본 발명은, 리소그래피장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피장치는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피장치는, 예를 들어 집적 회로(IC), 평판 디스플레이(flat panel display) 및 미세한 구조를 수반하는 여타의 디바이스의 제조시에 사용될 수 있다. 종래의 리소그래피장치에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝수단이 IC(또는 여타의 디바이스)의 개별층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선감응재(레지스트)층을 갖는 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼 또는 글래스 플레이트(glass plate))상의 (예를 들어, 1 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상에 이미징될 수 있다. 마스크 대신에, 패터닝수단은 회로 패턴을 생성하도록 역할하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 포함할 수 있다.
일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피장치는, 한번에 타겟부상에 전체패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스테퍼, 및 투영빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다.
평판 디스플레이는 리소그래피 공정에 의해 따로 제조된 다음 평판 디스플레이를 형성하도록 서로 결합되는 2개의 플레이트로 구성될 수 있다. 디바이스가 올바르게(correctly) 기능하기 위해서는, 2개의 플레이트상의 피처들이 정확하게 정렬될 필요가 있다. 2개의 플레이트간의 약간의 오정합(mismatch)이라도 광 누출(light leakage)이나 상기 디스플레이의 광학 성능에 있어 다른 왜곡을 유발할 수 있다. 이러한 에러는 제작 프로세스의 전체 수율을 감소시켜 생산된 각 유닛의 비용을 증가시킨다. 광 누출의 가능성을 줄이기 위해, 종래에는 1개의 플레이트상에 형성된 피처들이 필요한 면적보다 큰 면적을 커버하도록 디자인되어, 에러에 대한 마진을 제공한다. 하지만, 이는 통상적으로 개구 손실(aperture loss)의 결과를 가져오며 동일한 디스플레이 세기(display intensity)를 제공하기 위해 보다 많은 전력이 요구되게 하는 결과를 초래한다.
본 발명의 목적은, 생성된 디바이스의 성능을 저하시키지 않으면서 2개의 기판에 구성된 디바이스에 대한 제작 프로세스의 수율이 개선된 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면,
- 제1패턴을 따라 패터닝된 1이상의 기판을 검사하는 단계;
- 상기 검사에 의해 생성되는 데이터에 응답하여 제2패턴을 생성하는 단계;
- 제2기판을 제공하는 단계;
- 조명시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 컨디셔닝하는 단계;
- 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 이용하여 상기 투영빔의 단면에 상기 제2패턴을 부여하는 단계;
- 상기 제2기판의 타겟부에 방사선의 상기 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및
- 상기 제1패턴을 따라 패터닝된 기판에 상기 제2기판을 부착시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.
예를 들어, 기판이 평판 디스플레이를 형성하도록 사용되는 경우, 상기 기판상에 형성된 패턴들은, 서로 보다 정밀하게(closely) 매칭되어 상기 기판 중 하나에 형성된 패턴의 큰 에러 마진을 요구하지 않고도 보다 높은 공정 수율의 결과를 얻도록 형성될 수 있다. 따라서, 주어진 세기로 결과적인 디스플레이를 작동시키기 위해 증가된 전력을 사용할 필요가 없다.
제2기판상에 노광용 패턴을 설정하기 위해, 상기 제2기판상에 부착될 제1기판이 검사될 수 있다. 이후, 각각의 제2기판상에서 노광된 패턴은, 상기 기판들이 서로에 대해 부착되는 경우 제1기판과 제2기판간의 최적의 매칭을 보장하도록 각각의 제1기판에 대해 특정적으로 수정될 것이다.
대안적으로, 장치의 스루풋 시간을 개선시키기 위해서, 디바이스는 배치(batch)내에 형성될 수 있다. 복수의 기판 중 1이상이 검사되며, 이 검사의 결과치는 복수의 기판 중 두번째 기판을 노광시키는데 사용되는 패턴을 설정하도록 사용된다. 그 후, 제1배치로부터의 기판은 제2배치로부터의 기판에 부착되어 완전한 디바이스를 형성한다.
이러한 뱃칭 시스템(batching system)에서, 노광되는 복수의 제1기판 모두가 검사되는 것이 바람직하다. 그 후, 상기 복수의 제1기판상에 형성된 패턴의 평균으로부터 복수의 제2기판을 노광시키는 패턴이 생성될 수 있으며, (예를 들어, 평균 검사 데이터를 이용하여 생성된 기판에 부착되는 때에) 상기 평균으로부터 결함이 있는 디바이스가 생성되게 할 정도의 양만큼을 벗어난 모든 기판들은 거절(reject)된다.
제1기판은 그것의 제1패턴을 따라 패터닝된 투영빔을 투영하여 형성되는 것이 바람직하다. 투영빔은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이에 의해 패터닝될 수 있다. 예를 들어, 이는 제1기판을 노광시키는데 사용되는 개별적으로 제어가능한 요소들의 동일한 어레이일 수도 있다.
유익하게, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이가 제1기판을 패터닝하는데 사용되는 경우, 노광된 기판들의 검사로부터 얻은 결과치들은, 투영빔을 연이어 패터닝하는 경우 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하도록 사용된 패턴 데이터를 수정하는데 사용될 수 있다. 따라서, 제1패턴에 따라 패터닝된 후속 기판들상에 생성된 패턴들은 개선될 수 있다(즉, 원하는 패턴에 보다 가깝게 만들어질 수 있다).
개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상에 생성된 패턴을 수정하기 위해, 검사 데이터에 응답하여 기판상에 형성될 원하는 패턴에 대응하는 패턴 데이터가 수정될 수 있으며, 그 후 이에 따라 수정된 패턴 데이터는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하도록 제어 신호들을 발생시키는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 기판상에 형성될 원하는 패턴에 대응하는 패턴 데이터는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하도록 제어 신호들을 발생시키는데 사용될 수 있다; 그 후, 이들 제어 신호들은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하는 제어 신호들을 제공하도록 검사 데이터에 응답하여 수정된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,
- 제1패턴에 따라 패터닝된 기판을 검사하는 검사시스템;
- 상기 검사에 의해 생성된 데이터에 응답하여 제2패턴을 생성하거나 수정하는 제어기;
- 방사선의 투영빔을 컨디셔닝하는 조명시스템;
- 상기 제2패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이;
- 제2기판을 지지하는 기판테이블; 및
- 상기 제2기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하는 조명시스템을 포함하는 리소그래피 투영장치가 제공된다.
여기서 채택되는 "개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이"라는 용어는 원하는 패턴이 기판의 타겟부에 생성될 수 있게 하기 위해, 입사하는 방사선빔에 패터닝된 단면을 부여하도록 사용될 수 있는 여하한의 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다; 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)" 및 "공간 광 모듈레이터(Spatial Light Modulator)"라는 용어로도 사용될 수 있다.
- 프로그램가능한 거울 어레이. 이는 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면을 포함할 수 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절광은 반사된 빔으로부터 필터링되어, 기판에 도달하도록 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 대안례로서, 상기 필터는 회절광을 필터링할 수 있어, 기판에 도달하도록 비회절광을 남게 할 수 있다. 또한, 해당 방식으로 회절 광학 MEMS 디바이스들의 어레이가 사용될 수 있다. 각각의 회절 광학 MEMS 디바이스는 입사광을 회절광으로서 반사시키는 격자(grating)를 형성하도록 서로에 대해 변형될 수 있는 복수의 반사형 리본(reflective ribbon)으로 구성된다. 프로그램가능한 거울 어레이의 또 다른 대안적인 실시예는, 적절히 국부화된 전기장을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이는 1이상의 프로그램가능한 거울 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 거울 어레이에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있으며, 본 명세서에서 인용참조되고 있다.
- 프로그램가능한 LCD 어레이. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다.
예를 들어, 피처의 프리-바이어싱(pre-biasing), 광근접성보정 피처, 위상 변동 기술 및 다중 노광 기술이 사용되며, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상에 "디스플레이"된 패턴은 기판층으로 또는 기판상에 최종 전사(transfer)된 패턴과 실질적으로 상이할 수 있음을 이해하여야 한다. 이와 유사하게, 기판상에 최종 생성된 패턴은 어느 한 순간에 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상에 형성된 패턴과 일치하지 않을 수 있다. 이는, 기판의 각 부분상에 형성된 최종 패턴이 주어진 시간 주기 또는 주어진 노광 회수에 걸쳐 형성되는 구성에서의 경우일 수 있으며, 그 동안에 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상의 패턴 및/또는 기판의 상대 위치는 변동한다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서 리소그래피장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 본 명세서에서 서술되는 리소그래피장치는 집적 광학시스템, 자기도메인메모리용 유도 및 검출패턴, 평판 디스플레이, 박막자기헤드 등의 제조와 같이 여타의 응용례를 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 각각 "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판처리툴과 여타의 기판처리툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 408,355, 365, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선 및 (예를 들어, 파장이 5 내지 20㎚인) 극자외(EUV)방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기방사선 뿐만 아니라 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 포괄한다.
본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지유체(immersion fluid)의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자에 대하여 적절하다면, 굴절광학시스템, 반사광학시스템 및 카타디옵트릭 광학시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "렌즈"라는 용어는 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
또한, 조명시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어를 위하여 굴절, 반사 및 카타디옵트릭 광학구성요소를 포함하는 다양한 종류의 광학구성요소를 포괄할 수 있으며, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고도 언급할 것이다.
리소그래피장치는 2개(듀얼스테이지)이상의 기판테이블(및/또는 2이상의 마스크테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있거나, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
또한, 리소그래피장치는, 투영시스템의 최종요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체, 예를 들어 물에 기판을 침지시키는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피장치에서, 예를 들어 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이와 투영시스템의 제1요소 사이의 다른 공간들에도 적용될 수 있다. 침지 기술(immersion technique)은 투영시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다.
이하, 대응하는 참조 부호가 대응하는 부분을 나타내는 첨부한 도면을 참조하여 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.
실시예
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는;
- 방사선(예를 들어, UV 방사선)의 투영빔(PB)을 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL);
- 투영빔에 패턴을 적용하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(PPM)(예를 들어, 프로그램가능한 거울 어레이)(일반적으로, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 위치는 아이템 PL에 대해 고정될 수도 있다; 하지만, 아이템 PL에 대해 기판을 정확히 위치시키는 위치설정수단에 연결될 수도 있다);
- 기판(예를 들어, 레지스트코팅된 웨이퍼)(W)을 지지하고, 아이템 PL에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 위치설정수단(PW)에 연결된 기판테이블(예를 들어, 웨이퍼테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(PPM)에 의하여 투영빔(PB)에 부여된 패턴을 이미징하는 투영시스템("렌즈")(PL)(투영시스템은 기판상으로 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 이미징할 수 있다; 대안적으로, 투영시스템은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 요소들이 셔터로서 작용하는 2차 소스를 이미징 할 수도 있다; 또한, 투영시스템은, 2차 소스를 형성하고 기판상에 마이크로스폿(microspot)을 이미징하도록 (MLA로 알려진) 마이크로 렌즈 어레이 또는 프레넬 렌즈 어레이와 같이 요소들을 포커싱하는 어레이를 포함할 수도 있다)을 포함한다.
본 명세서에서 도시된 바와 같이, 상기 장치는 반사형으로 되어 있다(즉, 개별적으로 제어가능한 요소들의 반사 어레이를 가진다). 하지만, 일반적으로 상기 장치는 예를 들어 투과형(즉, 개별적으로 제어가능한 요소들의 투과 어레이를 가지는)으로 되어 있을 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선소스(S0)로부터 방사선의 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피장치의 부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선빔은 예를 들어, 적절한 지향거울 및/또는 빔 익스펜더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 상기 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선시스템이라고도 칭해질 수 있다.
일루미네이터(IL)는 빔의 각도세기분포를 조정하는 조정수단(AM)을 포함한다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필평면내의 세기분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함한다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지는, 투영빔(PB)이라 칭하는 컨디셔닝된 방사선의 빔을 제공한다.
상기 빔(PB)은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(PPM)를 차례로 거친다(intercept). 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(PPM)에 의해 반사되면, 상기 빔(PB)은 투영시스템(PL)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 위치설정수단(PW)(및 간섭계 측정수단(IF))의 도움으로, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이에 대한 위치설정수단이 사용되는 경우라면, 이는 예를 들어 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(PPM)의 위치를 정확히 보정시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물테이블(WT)의 이동은, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 도 1에 명확히 도시되어는 있지 않다. 또한, 유사한 시스템이 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 위치시키기 위해 사용될 수도 있다. 대안적으로/추가적으로, 요구되는 상대 이동을 제공하도록 대물테이블 및/또는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이가 고정된 위치를 가지는 동안, 투영빔이 이동될 수 있음을 이해할 것이다. 또 다른 대안례로서, 이는 평판 디스플레이의 제조시에 특히 이용가능하고, 기판테이블과 투영시스템의 위치는 고정될 수 있고 기판은 기판테이블에 대해 이동되도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 기판테이블에는 실질적으로 일정한 속도로 그것에 걸쳐 기판을 스캐닝하는 시스템이 제공될 수 있다.
본 명세서에는 기판상의 레지스트를 노광하는 본 발명에 따른 리소그래피장치가 개시되었으나, 본 발명은 이러한 용도로 제한되지 않으며 상기 장치는 레지스트없는 리소그래피(resistless lithography)에서도 패터닝된 투영빔을 투영하는데 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 장치는 다음의 바람직한 4가지 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드: 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이는 투영빔에 전체 패턴을 부여하며, 이는 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적노광(single static exposure)). 그런 후, 기판테이블(WT)은 X 및/또는 Y 방향으로 시프트되어 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있다. 스텝 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 정적노광시에 이미징된 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드: 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이는 v의 속도로 주어진 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이에 걸쳐 스캐닝하도록 되고; 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일한 방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하며, 여기서 M은 렌즈(PL)의 배율이다. 스캔 모드에서, 노광필드의 최대크기는 단일 동적노광시 타켓부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 펄스모드: 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이는 기본적으로 정지상태로 유지되며 전체 패턴은 펄스방사선소스를 사용하여 기판의 타겟부(C)상에 투영된다. 기판테이블(WT)은 투영빔(PB)이 기판(W)을 가로질러 라인을 스캐닝하게 되도록 기본적으로 일정한 속도로 이동된다. 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상의 패턴은 방사선시스템의 펄스들 사이에서 요구에 따라 업데이트되고, 후속하는 타겟부(C)가 기판상의 요구되는 장소에 노광되도록 펄스들이 시간조정된다. 따라서, 투영빔은 기판의 스트립(strip)에 전체 패턴을 노광시키도록 기판(W)을 가로질러 스캔할 수 있다. 상기 공정은 한 라인씩 전체 기판이 노광될 때까지 반복된다.
4. 연속스캔모드: 실질적으로 일정한 방사선소스가 사용되고, 투영빔이 기판을 가로질러 스캔하고 기판을 노광함에 따라 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상의 패턴이 업데이트되는 것을 제외하고는 기본적으로 펄스모드와 동일하다.
또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.
이하의 서술내용은, 평판 디스플레이를 형성하도록 조립된 액티브 플레이트(active plate) 및 패시브 플레이트(passive plate)의 형성에 관련하여 본 발명을 서술한다(예를 들어, 이들은 각각 액티브-매트릭스 LCD(AM-LCD) 디스플레이의 TFT 플레이트 및 컬러 필터 플레이트일 수 있다). 하지만, 일반적으로, 본 발명은 해당 패턴들이 형성된 2개의 기판을 함께 조립함으로써 형성된 여하한의 디바이스를 형성하는데 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 패시브 LCD, 플라즈마 디스플레이, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, PLED(Polymer Light Emitting Diode) 디스플레이, LTPS(Low Temparature PolySilicon) 디스플레이, FED(Field Emission Display) 및 VFD(Vacuum Fluorescence Display)를 형성하는데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 디바이스 제조방법을 나타낸다. 먼저, 제1디바이스의 액티브 플레이트를 형성하기 위해 패턴이 제1기판상에 노광된다. 상기 패턴이 제1기판상에 노광된 후에, 상기 패턴은 상기 액티브 플레이트상에 형성된 패턴 피처들의 실제 위치 및 치수를 식별(identify)하기 위해 검사된다. 이는, 예를 들어 액티브 플레이트상에 형성된 전체 패턴을 검사하고, 액티브 플레이트상에 형성된 피처들의 샘플을 검사하며 및/또는 특별히 검사를 위해 액티브 플레이트상에 형성된 피처들을 검사함으로써 수행될 수 있으며, 최종 디바이스의 성능에 있어서는 적극적인 기능을 가지지 않는다.
그 후, 액티브 플레이트의 검사로부터의 데이터는 패시브 플레이트를 형성하도록 사용될 기본 패턴 데이터를 수정하는데 사용된다. 따라서, 패시브 플레이트상에 형성된 패턴은 액티브 플레이트상에 형성된 패턴에 매우 정밀하게 대응한다. 이는, 예를 들어 패시브 플레이트상에 형성된 피처 크기의 조정(즉, 배율을 조정하여) 및/또는 패시브 플레이트상에 형성될 피처들의 위치설정의 조정, 서로에 대한 상대 위치와 그 플레이트에 대한 그들의 절대 위치, 및/또는 피처들의 형상을 조정을 필요로 할 수 있다. 따라서, 공정 동안에 기판 팽창(예를 들어, 기판내의 편차(variation)로 인해 기판을 가로질러 균일하지 않을 수 있는 열 팽창) 및/또는 변형을 보상할 수 있다. 이는, 기판이 종래의 기판, 예를 들어 플라스틱으로 만들어진 기판보다 이러한 문제들이 더 발생하기 쉬운 물질로 형성되는 경우에 특히 유용하다. 마지막으로, 디스플레이가 형성되어야 하는 경우, 검사는 결함이 있는 픽셀들이 생기게 하는 액티브 플레이트의 결함들을 검출하는데 사용될 수 있으며, 패시브 플레이트에 대한 패턴은 이에 따라 수정될 수 있다. 예를 들어, 영구적으로 오프인(permanently off) (블랙) 픽셀은 영구적으로 온인 (브라이트(bright)) 또는 플래싱 픽셀보다는 눈에 덜 띈다. 그러므로, 이러한 잠재 결함(potential fault)이 액티브 플레이트의 피처에서 검출된 경우, 패시브 플레이트에 대한 패턴은 영구적으로 오프인 픽셀을 생성하도록 패시브 플레이트상의 대응하는 피처를 삭제 또는 변경하여 보정될 수 있다. 일단, 패시브 플레이트에 대한 패턴 데이터가 수정되었으면, 이는 제2기판상에 패턴을 노광시켜 패시브 플레이트를 형성하도록 사용된다. 이는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이상에 설정된 패턴의 수정은, 패턴 데이터가 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하도록 제어 신호들로 변환되기 이전에 상기 패턴 데이터를 수정하여 수행될 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레상에 형성된 패턴은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하도록 사용되는 제어 신호들을 직접 조정함으로써 수정될 수 있다.
또한, 액티브 플레이트를 형성하도록 사용된 패터닝수단은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이일 수 있다. 이 경우, 액티브 플레이트상에 형성된 실제 패턴의 검사의 결과치는 액티브 플레이트의 패턴을 형성하도록 사용되는 데이터를 수정하는데 사용될 수 있어, 연이어 액티브 플레이트들이 형성되는 경우, 액티브 플레이트상에 형성된 실제 패턴은 디자인된 패턴에 매우 정밀하게 대응한다.
일단, 상기 패턴이 패시브 플레이트상에 형성되었으면, 패시브 플레이트상에 형성된 실제 패턴이 요구되는 공차내에 있다는 것을 확인하도록 검사될 수 있다. 이전과 마찬가지로, (물론, 상기 패턴이 형성된 경우, 검사된 패시브 플레이트에 대한 기본 패턴에 적용된 여하한의 수정들을 고려할 필요가 있을지라도) 이 검사는 패시브 플레이트상에 형성될 기본 패턴에 대한 데이터를 수정하도록 사용될 수 있다.
어느 하나의 패턴이 기판상에 노광되기 이전에, 기판은 검사시스템으로 검사될 수 있다. 예를 들어, 검사시스템은 기판상에 형성된 정렬 마크들 또는 이미 형성된 디바이스 피처들을 검사할 수 있다. 검사시스템으로부터의 정보를 이용하여, 기판상에 형성될 패턴은, 예를 들어 그 기판의 (국부적 편차를 포함하는) 열 팽창 및/또는 변형을 고려하여 더욱 수정될 수 있다. 특히 유익한 실시예에서, 리소그래피장치는 기판의 각 부분이 노광되기 바로 직전에 검사되어, 상기 패턴이 노광 공정으로 인한 기판의 여하한의 변형에 대해 수정될 수 있도록 노광 유닛에 인접한 검사시스템을 포함한다.
일단, 대응하는 패턴들이 액티브 및 패시브 플레이트상에 형성되었다면, 그들은 평판 디스플레이 디바이스를 형성하도록 함께 부착될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 방법의 변형례를 도시한다. 이 경우, 한 배치(batch)로 된 수개의 기판이 노광되어 복수의 액티브 플레이트를 형성한다. 그 후, 이전과 마찬가지로, 생성되는 실제 패턴을 측정하기 위해 액티브 플레이트의 1이상의 샘플이 검사된다. 그 후, 패시브 플레이트에 대한 패턴은 액티브 플레이트상에 형성된 실제 패턴에 대응하도록 수정된다. 그 후, 이 수정된 패턴은 복수의 패시브 플레이트를 형성하도록 한 배치의 기판들상에 노광된다. 이전과 마찬가지로, 패시브 플레이트상에 형성된 실제 패턴은, 생성된 실제 패턴이 요구되는 공차내에 있는지를 확인하기 위해 검사될 수 있다. 마지막으로, 액티브 플레이트는 패시브 플레이트에 부착된다.
도 4는 본 발명에 따른 제조 방법의 또 다른 변형례를 도시한다. 도 3에 도시된 방법에서처럼, 한 배치의 복수의 기판들이 액티브 플레이트를 형성하도록 노광된다. 하지만, 이 경우, (샘플이라기 보다는) 생성된 액티브 패턴들의 각각이 검사된다. 그 후, 액티브 플레이트상에 생성된 패턴의 평균이 판정되고, 패시브 플레이트에 대한 패턴들은 액티브 플레이트상의 이 평균 패턴을 대응시키기 위해 수정된다. 그 후, 복수의 패시브 플레이트들은 이 수정된 패턴을 이용하여 형성되며, 그 후, 각각의 패시브 플레이트는 각각의 패시브 플레이트상에 형성된 실제 패턴을 식별하도록 검사된다. 일단, 한 배치의 패시브 플레이트들이 검사되었으면, 패시브 플레이트는, 액티브 및 패시브 플레이트의 각각의 쌍에 형성된 실제 패턴들이 서로에 대해 가장 정밀하게 대응하도록 각각의 액티브 플레이트에 대해 식별된다. 그 후, 이들 쌍의 플레이트들은 이전과 마찬가지로 서로에 대해 부착된다.
일단, 액티브 플레이들의 배치가 검사되었으면, 평균 패턴의 허용가능한 공차를 초과한 그들 액티브 플레이트들은 거절된다. 이 경우, 평균 패턴은 거절된 패턴(들)을 고려하지 않고 재산출될 수 있다. 이와 유사하게, 일단 패시브 플레이트들의 배치가 검사되었으면, 액티브 플레이트들 중 어느 것에도 충분히 정밀하게 대응하지 않은 패턴을 가진 그들 패시브 플레이트들이 거절될 수 있다.
상기 서술된 방법들은 모두 첫번째로 형성되는 액티브 플레이트 및 그에 후속하여 형성되는 패시브 플레이트를 언급하고 있지만, 패시브 플레이트에 대한 패턴 데이터가 액티브 플레이트상에 생성된 실제 패턴에 대응하도록 수정되는 것도 가능하며, 상기 방법은 반전(reverse)될 수 있음이 이해될 것이다. 다시 말해, 패시브 플레이트가 첫번째로 형성될 수 있으며 그 패시브 플레이트상에 형성된 실제 패턴에 대응하는 액티브 플레이트를 형성하도록 액티브 플레이트에 대한 패턴 데이터가 수정될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 두개의 플레이트의 형성으로 제한되지 않는다. 그 플레이트 중 하나는 미리-형성될 수 있으며(또한, 예를 들어 제3의 집단(party)으로부터 획득될 수 있으며), 그 후, 미리-형성된 플레이트(들)에 부착시키도록 플레이트 또는 플레이트들의 배치의 형성에 앞서 검사될 수 있다. 또한, 상기 서술된 방법들의 변형례의 요소들이 함께 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 방법을 사용하여 액티브 또는 패시브 플레이트가 거절된 경우, 대응하는 패시브 또는 액티브 플레이트 각각은 도 2에 도시된 방법의 것에 대응하는 방식으로 거절된 플레이트에 대해 특별히 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명을 실행하는 제조시스템을 도시한다. 액티브 플레이트는 제1리소그래피 투영유닛(2)내에 형성되고 검사 유닛(3)으로 전달된다. 검사 유닛(3)에서, 액티브 플레이트상에 생성된 실제 패턴이 검사된다. 이 데이터는 제2리소그래피 투영유닛(4)으로 전달되고, 그 안에서 제1검사 유닛(3)으로부터의 데이터를 이용하여 패시브 플레이트에 대한 패턴 데이터를 수정함으로써 패시브 플레이트가 형성된다. 제2리소그래피 투영유닛(4)내에 형성된 패시브 플레이트는 제2검사 유닛(5)으로 전달되고, 그 안에서 필요에 따라 패시브 플레이트상에 형성된 실제 패턴이 검사된다. 후속하여, 제1검사 유닛(3)으로부터의 액티브 플레이트 및 제2검사 유닛으로부터의 패시브 플레이트는 플레이트들이 함께 부착되는 조립 유닛(6)으로 전달된다. 제1 및 제2검사유닛(3, 5) 및/또는 제1 및 제2리소그래피 투영유닛에 관련하여 패터닝된 플레이트들을 유지하는 저장 유닛들이 제공될 수 있어, 상기 시스템이 상술된 그리고 도 3 및 도 4에 도시된 배치 생성 방법을 실행하도록 할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 제조시스템의 변형례를 도시한다. 이 시스템은 저장유닛(13) 및 조립 유닛(14)과 함께, 단일 리소그래피 투영유닛(11) 및 단일 검사 유닛(12)을 가진다. 리소그래피 투영유닛(11)내에 형성된 액티브 플레이트는 검사 유닛(12)으로 전달된다. 도 2와 관련하여 상술된 본 발명의 방법을 실행하는 경우, 액티브 플레이트는 검사 후에 저장 유닛(13)으로 전달될 수 있거나 또는 조립 유닛(14)으로 바로 전달될 수 있다. 그 후, 액티브 플레이트의 검사로부터의 데이터는 패시브 플레이트의 형성을 위해 리소그래피 투영유닛(11)으로 피드백된다. 그 후, 패시브 플레이트는 액티브 플레이트에의 부착을 위해 조립 유닛(14)으로(만일, 패시브 플레이트의 검사가 요구된다면, 검사 유닛(12)으로) 전달될 수 있다. 도 3 및 도 4와 관련하여 상술된 배치 생성 방법을 실행하는 경우, 리소그래피 투영유닛(11)내에 형성된 액티브 및 패시브 플레이트는 노광 후에 대응하는 패시브 또는 액티브 플레이트에 조립에 요구될 때까지 저장 유닛(13)에 저장된다. 상기 플레이트들은 검사가 요구되는 경우 검사 유닛(12)을 거쳐 전달되거나 리소그래피 투영유닛으로부터 바로 전달될 수 있다.
별도의 검사 유닛이 필요하지 않음을 이해할 것이다. 예를 들어, 기판이 리소그래피 투영유닛내에 있는 동안, 또는 운반 동안에 검사가 시행될 수 있다. 더욱이, 상기 검사는 작동중(on the fly)에 시행될 수도 있다. 즉, 기판의 일부분이 검사되는 동안 다른 부분이 노광될 수도 있다. 이와 유사하게, 제1기판상에 실제 패턴의 검사에 응답하여 수정된 패턴을 갖는 제2기판의 노광은 제1기판이 노광되는 동안에 수행될 수도 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 서술되었지만, 본 발명은 서술된 것과 다르게 실행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 발명에 따르면, 생성된 디바이스의 성능을 저하시키지 않으면서 2개의 기판에 구성된 디바이스에 대한 제작 프로세스의 수율이 개선된 제조방법이 개시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명에 따른 방법을 나타내는 플로우 차트;
도 3은 도 2에 도시된 방법의 변형례를 나타내는 플로우 차트;
도 4는 도 2에 도시된 방법의 또 다른 변형례를 나타내는 플로우 차트;
도 5는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 장치의 개략적인 레이아웃을 도시하는 도면; 및
도 6은 본 발명에 따라 사용될 수 있는 대안적인 장치의 개략적인 레이아웃을 도시하는 도면이다.
상기 도면들에서, 대응하는 참조부호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.

Claims (12)

  1. 디바이스 제조방법에 있어서,
    - 제1패턴을 따라 패터닝된 1이상의 기판을 검사하는 단계;
    - 상기 검사에 의해 생성되는 데이터에 응답하여 제2패턴을 생성하는 단계;
    - 제2기판을 제공하는 단계;
    - 조명시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 컨디셔닝하는 단계;
    - 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 이용하여 상기 투영빔의 단면에 상기 제2패턴을 부여하는 단계;
    - 상기 제2기판의 타겟부에 방사선의 상기 패터닝된 빔을 투영하는 단계; 및
    - 상기 제1패턴을 따라 패터닝된 기판에 상기 제2기판을 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    검사된 상기 기판은 상기 제2기판에 부착된 기판인 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    - 상기 제1패턴에 따라 패터닝된 복수의 제1기판 중 1이상을 검사하는 단계;
    - 상기 검사에 의해 생성된 데이터에 응답하여 제2패턴을 생성하는 단계;
    - 복수의 제2기판상에 상기 제2패턴에 따라 패터닝된 방사선의 투영빔을 투영하는 단계; 및
    상기 복수의 제1기판의 각각을 상기 복수의 제2기판 중 하나에 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1기판 모두가 검사되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    검사된 1이상의 기판은,
    - 기판을 제공하는 단계;
    - 조명시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 컨디셔닝하는 단계;
    - 패터닝 디바이스, 바람직하게는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 이용하여 상기 투영빔의 단면에 상기 제1패턴을 부여하는 단계; 및
    - 상기 기판의 타겟부에 방사선의 상기 패터닝된 빔을 투영하는 단계에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 상기 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하는데 사용되는 패턴 데이터는 상기 검사에 의해 생성된 데이터에 응답하여 수정되고, 상기 수정된 패턴 데이터는 상기 제1패턴에 따라 패터닝된 상기 투영빔이 상기 기판상으로 연이어 투영되는 경우에 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 원하는 패턴에 대응하여, 상기 검사에 의해 생성된 데이터에 응답하여 패턴 데이터를 수정하는 단계; 및
    - 상기 수정된 데이터를 이용하여 상기 투영빔을 패터닝하는 상기 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하도록 제어 신호들을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 형성될 상기 원하는 패턴에 대응하여, 패턴 데이터를 이용하여 상기 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하는 제어신호들을 생성하는 단계; 및
    - 상기 투영빔을 패터닝하는 상기 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 설정하는 제어 신호들을 제공하도록 상기 검사에 의해 생성된 데이터에 응답하여 상기 제어 신호들을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기판은 평판 디스플레이의 컬러 필터 플레이트를 형성하도록 사용되고 상기 제2기판은 상기 평판 패널 디스플레이의 액티브 플레이트를 형성하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2패턴을 생성하는 상기 단계는, 상기 기판에 노광될 피처들의 크기를 조정하고 및/또는 상기 기판상에 노광될 피처들의 간격을 조정함으로써, 기판상에 노광될 피처들의 디자인 패턴을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2패턴은, 상기 제2패턴이 상기 제1패턴에 따라 패터닝된 기판에 부착되는 경우에 전체적으로 또는 부분적으로 형성된 상기 디바이스의 피처들에 대응하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  12. - 제1패턴에 따라 패터닝된 기판을 검사하는 검사시스템;
    - 상기 검사에 의해 생성된 데이터에 응답하여 제2패턴을 생성하거나 수정하는 제어기;
    - 방사선의 투영빔을 컨디셔닝하는 조명시스템;
    - 상기 제2패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이;
    - 제2기판을 지지하는 기판테이블; 및
    - 상기 제2기판의 타겟부상에 상기 패터닝된 빔을 투영하는 조명시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
KR1020040089872A 2003-11-07 2004-11-05 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 KR100666741B1 (ko)

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EP03257062.4 2003-11-07

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