KR20080034794A

KR20080034794A - 고속 가변 감쇠기로서 간섭계를 사용하는 방법

Info

Publication number: KR20080034794A
Application number: KR1020070103971A
Authority: KR
Inventors: 오스카 프란시스쿠스 요제푸스 누르트만; 저스틴 엘. 크로이처; 헨리 요한네스 페트루스 빈크; 토이니스 코르넬리스 반 덴 둘; 다니엘 페레즈 칼레로
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.; 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2008-04-22
Also published as: CN101165533A; EP1914583A3; JP2012084919A; US7683300B2; TWI424274B; JP5250121B2; US20080117494A1; JP2008109132A; US20080106717A1; EP1914583A2; TWI471599B; US7898646B2; TW201303360A; JP4938616B2; TW200821774A; SG142242A1

Abstract

본 발명에 따르면, 고속 가변 감쇠기들을 제공하는 방법 및 시스템이 제공된다. 상기 감쇠기들은 리소그래피 장치 내에서 초기 방사선 펄스를 따른 방사선 도즈를 보정하는데 사용되는 1 이상의 보정 펄스들 내의 방사선의 세기를 제어하는데 사용될 수 있다.

Description

고속 가변 감쇠기로서 간섭계를 사용하는 방법{USING AN INTERFEROMETER AS A HIGH SPEED VARIABLE ATTENUATOR}

본 발명은 가변 감쇠기, 리소그래피 장치 및 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 또는 기판의 일부분 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 평판 디스플레이(flat panel display), 집적 회로(IC) 및 미세 구조를 수반하는 다른 디바이스 제조시에 사용될 수 있다. 종래의 장치에서 마스크 또는 레티클이라고도 칭해질 수 있는 패터닝 디바이스는 평판 디스플레이(또는 다른 디바이스)의 개별 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판상에 제공된 방사선-감응재(레지스트) 층 상으로의 이미징(imaging)에 의해 기판(예컨대, 유리판)의 전체 또는 일부분 상으로 전사될 수 있다.

회로 패턴 대신에, 다른 패턴, 예를 들어 컬러 필터 패턴(color filter pattern) 또는 도트(dot)들의 매트릭스를 생성하기 위해 패터닝 디바이스가 사용될 수 있다. 마스크 대신에, 패터닝 디바이스는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레 이를 포함하는 패터닝 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 시스템에서는 마스크 기반 시스템에 비해 더 빠르고 더 적은 비용으로 패턴이 변화될 수 있다.

평판 디스플레이 기판은 통상적으로 직사각형 형상이다. 이러한 타입의 기판을 노광하도록 설계된 리소그래피 장치는 직사각형 기판의 전체 폭을 덮거나 그 폭의 일부분(예를 들어, 폭의 절반)을 덮는 노광 영역을 제공할 수 있다. 마스크 또는 레티클이 빔을 통해 동기적으로 스캐닝되면서, 노광 영역 밑에서 기판이 스캐닝될 수 있다. 이러한 방식으로, 패턴이 기판으로 전사된다. 노광 영역이 기판의 전체 폭을 덮는 경우, 노광은 단일 스캔으로 완료될 수 있다. 노광 영역이 예를 들어 기판 폭의 절반을 덮는 경우, 기판은 제 1 스캔 이후에 횡방향으로(transversely) 이동될 수 있으며, 기판의 잔여부를 노광하기 위해 통상적으로 또 다른 스캔이 수행된다.

통상적으로, 리소그래피 장치와 함께 사용되는 방사선 소스들은 펄스화된(pulsed) 레이저 소스들이다. 통상적으로, 마스크-기반 리소그래피 장치의 경우, 엑시머 레이저들이 사용되며, 각각의 패턴을 노광하기 위해 기판의 일부분 상에 수십 개의 레이저 펄스들이 사용된다. 엑시머 레이저들과 관련된 문제는 각각의 펄스에 의도된 에너지 중 ±10 %의 펄스 에너지의 무작위 변동이 존재한다는 것이다. 하지만, 빠른 제어 알고리즘을 사용하고, 기판상의 노광 도즈가 통상적으로 40 내지 60 펄스들로 형성된다는 사실로 인해, 기판에 수용된 상기 노광 노즈의 변동은 통상적으로 ±0.1 % 정도이거나 그보다 아래이다.

마스크없는(maskless) 장치에서, 패터닝 디바이스에 의해 설정된 패턴은 방 사선 시스템의 단일 펄스를 이용하여 기판상으로 이미징될 수 있다. 이는 어느 한 순간에 기판들 상으로 투영된 이미지의 크기가 비교적 작기 때문이며, 또한 리소그래피 장치를 통해 기판의 적절한 스루풋(throughput)을 제공하기 위해서이다. 하지만, 단일 펄스의 경우, 상술된 바와 같이 에너지의 변동은 ±10 %이다. 펄스 에너지의 이러한 변동은 기판상에 생성되는 선폭이 허용될 수 없을 만큼 높은 변동을 초래한다.

요구된 방사선 도즈 제어를 제공하기 위해, 마스크없는 리소그래피 시스템들에 전체 방사선 도즈가 메인(main) 펄스 및 1 이상의 보정(correction) 펄스들로 이루어진 구성(arrangement)을 채택하는 것이 제안되었다. 이러한 구성에서, 메인 펄스는 방사선 도즈의 대부분을 제공한다. 방사선 펄스 내의 에너지가 측정된 다음에는, 요구되는 도즈를 제공하기 위해 얼마나 많은 추가 방사선이 요구되는지가 결정된다. 그 후, 방사선 소스가 제 2 전체 펄스(full pulse)를 제공하도록 설정된 보정 펄스가 제공되나, 상기 펄스는 상기 펄스 내의 에너지를 요구되는 레벨로 감소시키도록 설정된 가변 감쇠기로 통과된다.

예를 들어, 메인 펄스는 요구되는 도즈의 90 %를 제공할 수 있다. 따라서, 보정 펄스의 경우, 감쇠기는 보정 펄스의 에너지를 감쇠시켜, 방사선 도즈를 완성하는데 요구되는 에너지만을 전달하도록 설정된다. 방사선 소스가 공칭적으로(nominally) 요구되는 전체 도즈의 90 %를 제공하는 경우, 감쇠기는 보정 펄스가 방사선 펄스의 1/9 만을 전달하도록, 예를 들어 요구되는 도즈의 최종 10 %를 제공하도록 설정된다.

이러한 구성은 메인 펄스 내의 에너지가 정확하게 측정될 수 있게 한다. 감쇠기는 보정 펄스의 필수적인 부분을 정확히 통과시키도록 설정될 수 있다. 하지만, (방사선 소스에 의해 생성된 펄스들의 에너지 변동에 기인한) 보정 펄스에 의해 제공된 도즈 내의 잠재 오차는 감쇠기에 의해 감소된다. 따라서, 도즈의 전체 정확성이 개선된다.

예를 들어, 세기가 더욱 감쇠된 제 3 보정 펄스를 이용함으로써 또 다른 개선이 제공될 수 있다. 예를 들어, 메인 펄스는 공칭적으로 도즈의 90 %의 제공할 수 있고, 제 1 보정 펄스는 공칭적으로 도즈의 9 %를 제공할 수 있으며, 제 2 보정 펄스는 공칭적으로 요구되는 도즈의 1 %를 제공할 수 있다. 이러한 구성은 방사선 소스의 도즈 정확성보다 100 배 더 양호한 도즈 정확성을 제공할 수 있다.

하지만, 이러한 구성이 리소그래피 장치 내에서 사용가능하도록 하려면, 가변 감쇠기가 높은 성능 기준(performance criteria)을 만족시켜야 한다. 첫째, 가변 감쇠기는 주어진 투과 레벨들로 매우 정확하게 설정될 수 있어야 한다. 둘째, 가변 감쇠기는 상이한 투과 레벨들 사이에서 매우 빠르게 스위칭할 수 있어야 한다(연속 펄스들 간의 시간은 약 166 ㎲일 수 있다). 셋째, 가변 감쇠기는 비교적 높은 투과 레벨과 비교적 낮은 투과 레벨 사이에서 스위칭할 수 있어야 한다. 넷째, 가변 감쇠기는 제품 수명 동안에 가능한 한 안정하게 작동할 수 있어야 한다. 마지막으로, 가변 감쇠기는 파장에서의 방사선이 리소그래피 공정에서 사용되는 이러한 성능 기준을 만족할 수 있어야 한다. 이러한 성능 기준을 충족하는 가변 감쇠기는 현재 알려져 있지 않다.

그러므로, 리소그래피 노광 공정에서 방사선 도즈를 제어하는데 사용되는 리소그래피 장치의 서브시스템에서의 사용에 필요한 성능 기준을 충족시키는 가변 감쇠기를 제공하는 방법 및 시스템이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에서, 방사선 빔에 대한 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성된 상기 가변 감쇠기가 제공된다. 상기 가변 감쇠기는 제 1 및 제 2 반-투명한(transparent) 반사기들, 및 액추에이터 시스템들을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들은 상기 방사선 빔이 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 순서대로 통과하도록 실질적으로 서로 평행하게 배치된다. 상기 액추에이터 시스템은 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 간격을 제어하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 방사선 빔에 대한 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성된 상기 가변 감쇠기가 제공된다. 상기 가변 감쇠기는 방사선 빔 스플리터(beam splitter), 방사선 빔 결합기(beam combiner) 및 방사선 빔 경로길이 제어기(pathlength controller)를 포함한다. 상기 방사선 빔 스플리터는 상기 방사선 빔을 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로 분할한다. 상기 방사선 빔 결합기는 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선을 재결합시켜, 상기 방사선이 간섭하고 방사선의 출력 빔을 생성한다. 상기 방사선 빔 경로길이 제어기는 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 방사선 빔 경로의 경로길이를 제어하여, 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선의 간섭을 제어하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 방사선 빔에 대한 가변 감쇠기의 원하는 투 과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성된 상기 가변 감쇠기가 제공된다. 상기 가변 감쇠기는 제 1 및 제 2 위상 격자들, 및 액추에이터 시스템을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들은 실질적으로 서로 평행하게 배치된다. 상기 방사선 빔은 초기에 상기 제 1 위상 격자에 입사되고, 상기 제 1 위상 격자를 통과한 후, 상기 제 2 위상 격자에 입사된다. 상기 각각의 위상 격자들은 제 1 타입의 복수의 영역들 및 제 2 타입의 복수의 영역들을 포함한다. 상기 위상 격자들은 각각의 위상 격자에 대해, 상기 제 1 타입의 상기 영역들을 통과하는 방사선에 도입된 위상 시프트가 상기 제 2 타입의 상기 영역들에 대해서보다 더 크거나 작은 상기 가변 감쇠기에 입력된 방사선 빔의 파장의 1/4이 되도록 구성된다. 상기 액추에이터 시스템은 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상대 위치들을 조정하도록 구성된다. 상기 제 1 위치에서, 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선은 순서대로 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 각각 통과한다. 상기 제 2 위치에서, 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선은 순서대로 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 2 및 제 1 타입의 영역들을 각각 통과한다.

일 실시예에서, 상술된 바와 같은 가변 감쇠기를 통합시킨(incorporating) 리소그래피 장치가 제공된다.

또 다른 실시예에서는, 펄스화된 방사선 빔을 변조시키고, 상기 빔을 기판상 으로 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기는 변조되기 이전에, 방사선의 빔에 대한 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성된 상기 가변 감쇠기에 의해 감쇠된다. 상기 가변 감쇠기는 실질적으로 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 포함한다. 상기 방사선 빔은 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 순서대로 통과한다. 또한, 상기 방법은 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 간격을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 펄스화된 방사선 빔을 변조시키고, 상기 빔을 기판상으로 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기는 변조되기 이전에, 방사선의 빔에 대한 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성된 상기 가변 감쇠기에 의해 감쇠된다. 상기 가변 감쇠기는 상기 방사선 빔을 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로 분할하는 방사선 빔 스플리터, 및 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선을 재결합시켜, 상기 방사선이 간섭하고 방사선의 출력 빔을 생성하는 방사선 빔 결합기를 포함한다. 상기 방법은 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 방사선 빔 경로의 경로길이를 제어하여, 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선의 간섭을 제어하도록 방사선 빔 경로길이 제어기를 사용하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에서는, 펄스화된 방사선 빔을 변조시키고, 상기 빔을 기판상 으로 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기는 변조되기 이전에, 방사선의 빔에 대한 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성된 상기 가변 감쇠기에 의해 감쇠된다. 상기 가변 감쇠기는 실질적으로 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 위상 격자들을 포함하여, 상기 방사선 빔이 초기에 상기 제 1 위상 격자에 입사되고, 상기 제 1 위상 격자를 통과한 후, 상기 제 2 위상 격자에 입사되도록 한다. 상기 각각의 위상 격자들은 제 1 타입의 복수의 영역들 및 제 2 타입의 복수의 영역들을 포함한다. 상기 위상 격자들은 각각의 위상 격자에 대해, 상기 제 1 타입의 상기 영역들을 통과하는 방사선에 도입된 위상 시프트가 상기 제 2 타입의 상기 영역들에 대해서보다 큰 상기 가변 감쇠기에 입력된 방사선 빔의 파장의 1/4이 되도록 구성된다. 또한, 상기 방법은 적어도 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상대 위치들을 조정하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 위치에서, 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선은 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 각각 순서대로 통과한다. 상기 제 2 위치에서, 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선은 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 2 및 제 1 타입의 영역들을 각각 순서대로 통과한다.

또 다른 실시예에서는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 상기 방법은:

서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 사용하여, 펄스화 된 방사선 빔이 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 순서대로 통과하도록, 가변 감쇠기를 형성하는 단계;

입력 제어 신호에 응답하여, 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 간격을 제어하는 단계;

상기 방사선의 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 상기 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성된 상기 가변 감쇠기를 사용하여, 상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기를 감쇠시키는 단계;

펄스화된 방사선 빔을 변조시키는 단계; 및

상기 변조된 빔을 기판상에 투영하는 단계를 포함한다.

펄스화된 방사선 빔을 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로 분할하는 방사선 빔 스플리터, 및 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선을 재결합시켜, 상기 방사선이 간섭하고 방사선의 출력 빔을 생성하는 방사선 빔 결합기를 사용하여, 가변 감쇠기를 형성하는 단계;

입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 방사선 빔 경로의 경로길이를 제어하여, 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 상기 방사선의 간섭을 제어하도록 방사선 빔 경로를 사용하는 단계;

상기 방사선의 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 상기 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구 성된 상기 가변 감쇠기를 사용하여, 상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기를 감쇠시키는 단계;

상기 가변 감쇠기로부터 상기 펄스화된 방사선 빔을 변조시키는 단계; 및

상기 빔을 기판상으로 투영하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에서는 디바이스 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은:

펄스화된 방사선 빔이 초기에 제 1 위상 격자에 입사되고, 상기 제 1 위상 격자를 통과한 후, 제 2 위상 격자에 입사되도록, 실질적으로 서로 평행하게 배치된 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들로부터 가변 감쇠기를 형성하는 단계;

상기 각각의 위상 격자들 위에 제 1 타입의 복수의 영역들 및 제 2 타입의 복수의 영역들을 형성하는 단계;

각각의 위상 격자에 대해, 상기 제 1 타입의 상기 영역들을 통과하는 상기 펄스화된 방사선 빔에 도입된 위상 시프트가 상기 제 2 타입의 상기 영역들에 대해서보다 큰 상기 가변 감쇠기에 입력된 방사선 빔의 파장의 1/4이 되도록 상기 위상 격자들을 구성하는 단계;

적어도 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선이 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 각각 순서대로 통과하는 제 1 위치와, 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선이 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 2 및 제 1 타입의 영역들을 각각 순서대로 통과하는 제 2 위치 사이에서 상기 입력 제어 신호에 응답하여, 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상대 위치들을 조정하는 단계;

상기 펄스화된 방사선 빔을 변조시키는 단계; 및

상기 빔을 기판상으로 투영하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예들, 특징들 및 장점들뿐만 아니라, 본 발명의 다양한 실시예들의 작동원리 및 구조를 상세하게 설명한다.

본 명세서는 본 발명의 특징들을 통합시키는 1 이상의 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예(들)는 본 발명을 단순히 예시한 것이다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)로 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 한정된다.

설명된 실시예(들), 및 본 명세서에서 "일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등과 같은 참조들은 설명된 실시예(들)가 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있다는 것을 나타내지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함하는 것은 아닐 수도 있다. 또한, 이러한 구문들은 반드시 동일한 실시예를 나타내는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 연계되어 설명되는 때에, 이는 명확히 설명되어 있는지의 여부에 관계없이 다른 실시예들과 연 계하여 이러한 특징, 구조 또는 특성을 수행하기 위해 당업자의 지식 내에 있다는 것을 이해한다.

본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그 여하한의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 1 이상의 프로세서들에 의해 판독되고 실행될 수 있는 기계-판독가능한 매체에 저장된 명령어들로서 구현될 수 있다. 기계-판독가능한 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스)에 의해 판독될 수 있는 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 여하한의 기구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계-판독가능한 매체는 ROM(read only memory); RAM(random access memory); 자기(magnetic) 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래시 메모리 디바이스; 전파된 신호들(예를 들어, 반송파(carrier wave), 적외선 신호, 디지털 신호 등)의 전기적, 광학적, 음향적(acousical) 또는 다른 형태들 및 기타 등등을 포함할 수 있다. 또한, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴(routine), 명령어들은 본 명세서에서 어떤 작동들을 수행하는 것으로 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 설명들은 단지 편의를 위해서이며, 실제로 이러한 작동들은 컴퓨팅 디바이스들, 프로세서들, 제어기들, 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 디바이스들로 인해 발생한다는 것을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 리소그래피 장치(1)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(PD), 기판 테이블(WT) 및 투영 시스템(PS)을 포함한다. 조명 시스템(일루미네이터)(IL)은 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된다.

본 설명이 리소그래피에 국한되어 있지만, 패터닝 디바이스(PD)는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 디스플레이 시스템(예를 들어, LCD 텔레비전 또는 프로젝터)에서 형성될 수 있다. 따라서, 투영된 패터닝된 빔은 다수의 상이한 타입의 대물들, 예를 들어 기판들, 디스플레이 디바이스들 등 상으로 투영될 수 있다.

기판 테이블(WT)은 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 기판)(W)을 지지하도록 구성되며, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 위치설정기(PW)에 연결된다.

투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)은 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이에 의해 변조된 방사선 빔을 투영하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들 또는 그 조합을 포함하는 여하한의 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 여하한의 그 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.

패터닝 디바이스(PD)(예를 들어, 레티클 또는 마스크 또는 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이)는 빔을 변조시킨다. 일반적으로, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 위치는 투영 시스템(PS)에 대해 고정될 것이다. 하지만, 그 대신에 소정 파라미터들에 따라 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 정확히 위치시키도록 구성된 위치설정기에 연결될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 "패터닝 디바이스" 또는 "콘트라스트 디바이스(contrast device)"라는 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성하도록 방사선 빔의 단면을 변조시키는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 상기 디바이스는 정적(static) 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클) 또는 동적(dynamic) 패터닝 디바이스(예를 들어, 프로그램가능한 요소들의 어레이)일 수 있다. 간결함을 위해, 대부분의 설명은 동적 패터닝 디바이스에 관해 할 것이지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 정적 패터닝 디바이스가 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)를 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 이와 유사하게, 기판상에 최종적으로 생성된 패턴은 어느 한 순간에 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 상에 형성된 패턴과 일치하지 않을 수도 있다. 이는 기판의 각 부분 상에 형성된 최종 패턴이 기판의 상대 위치 및/또는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 패턴이 변화하는 주어진 시간 주기 또는 주어진 수의 노광에 걸쳐 형성되는 구성인 경우일 수 있다.

일반적으로, 기판의 타겟부 상에 생성된 패턴은 집적 회로 또는 평판 디스플레이와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능층(예를 들어, 평판 디스플레이 내의 컬러 필터 층 또는 평판 디스플레이 내의 박막 트랜지스터(thin film transistor) 층)에 대응할 것이다. 이러한 패터닝 디바이스의 예로는, 예를 들어 레티클, 프로그램가능한 거울 어레이, 레이저 다이오드 어레이, 발광 다이오드 어레이(light emitting diode array), 격자 광 밸브(grating light valve) 및 LCD 어레이를 포함한다.

복수의 프로그램가능한 요소들을 포함하는 패터닝 디바이스와 같이 전자 수단(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 패턴이 프로그램될 수 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 레티클을 제외하고 이전 문장에 언급된 모든 디바이스)는 본 명세서에서 집합적으로 "콘트라스트 디바이스"라고 언급된다. 일 예시에서, 패터닝 디바이스는 10 이상의 프로그램가능한 요소들, 예를 들어 100 이상, 1000 이상, 10000 이상, 100000 이상, 1000000 이상 또는 10000000 이상의 프로그램가능한 요소들을 포함한다.

프로그램가능한 거울 어레이는 점탄성(viscoelastic) 제어 층 및 반사 표면을 갖는 매트릭스-어드레서블 표면(matrix-addressable surface)을 포함할 수 있다. 이러한 장치의 기본 원리는, 예를 들어 반사 표면의 어드레싱된 영역들에서는 입사 광을 회절 광(diffracted light)으로서 반사시키는 반면, 어드레싱되지 않은 영역들에서는 입사 광을 비회절 광(undiffracted light)으로서 반사시키는 것이다. 적절한 공간 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 비회절 광이 필터링될 수 있으므 로, 회절 광만이 기판에 도달하도록 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 빔이 패터닝된다.

일 대안예로서, 상기 필터는 회절 광을 필터링하여 비회절 광이 기판에 도달하도록 남게 할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

또한, 회절 광학 MEMS 디바이스(마이크로-전기기계 시스템 디바이스(micro-electro-mechanical system device))들의 어레이가 대응하는 방식으로 사용될 수 있다. 일 예시에서, 회절 광학 MEMS 디바이스는 입사 광을 회절 광으로서 반사시키는 격자를 형성하도록 서로에 대해 변형될 수 있는 복수의 반사 리본(reflective ribbon)들로 구성된다.

프로그램가능한 거울 어레이의 또 다른 대안적인 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 적절한 국부화된 전기장을 인가하거나 압전 작동 수단(piezoelectric actuation means)을 채택함으로써 일 축선에 대하여 개별적으로 기울어질 수 있다. 다시 한번, 상기 거울들은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레싱된 거울들은 입사하는 방사선 빔을 어드레싱되지 않은 거울들과는 다른 방향으로 반사시킨다; 이러한 방식으로, 매트릭스-어드레서블 거울들의 어드레싱 패턴에 따라 반사된 빔이 패터닝될 수 있다. 요구되는 매트릭스 어드레싱은 적절한 전자 수단들을 사용하여 수행될 수 있다.

또 다른 예시(PD)는 프로그램가능한 LCD 어레이이다.

리소그래피 장치는 1 이상의 콘트라스트 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이는 개별적으로 제어가능한 요소들의 복수의 어레이를 가질 수 있으며, 그 각각은 서로 독립적으로 제어된다. 이러한 구성에서, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 몇몇 또는 모두는 공통의 조명 시스템(또는 조명 시스템의 일부분), 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이에 대한 공통의 지지 구조체 및/또는 공통의 투영 시스템(또는 투영 시스템의 일부분) 중 1 이상을 가질 수 있다.

도 1에 도시된 실시예와 같은 일 예시에서 기판(W)은 실질적으로 원형이며, 선택적으로는 그 주변의 일부분을 따라 노치(notch) 및/또는 평탄화된 에지(flattened edge)를 갖는다. 일 예시에서, 기판은 다각형, 예를 들어 직사각형이다.

기판이 실질적으로 원형인 예시는 기판이 25 mm 이상, 예를 들어 50 mm 이상, 75 mm 이상, 100 mm 이상, 125 mm 이상, 150 mm 이상, 175 mm 이상, 200 mm 이상, 250 mm 이상 또는 300 mm 이상의 직경을 갖는 예시들을 포함한다. 일 실시예에서, 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 들어 직사각형인 예시들은 기판의 1 변 이상, 예를 들어 2 변 이상 또는 3 변 이상이 5 cm 이상, 예를 들어 25 cm 이상, 50 cm 이상, 100 cm 이상, 150 cm 이상, 200 cm 이상 또는 250 cm 이상의 길이를 갖는 예시들을 포함한다.

기판의 1 변 이상은 최대 1000 cm, 예를 들어 최대 750 cm, 최대 500 cm, 최대 350 cm, 최대 250 cm, 최대 150 cm 또는 최대 75 cm의 길이를 갖는다.

일 예시에서, 기판(W)은 웨이퍼, 예를 들어 반도체 웨이퍼이다. 일 예시에 서, 웨이퍼 물질은 Si, SiGe, SiGeC, SiC, Ge, GaAs, InP 및 InAs로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 상기 웨이퍼는: Ⅲ/Ⅴ 화합물 반도체 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼, 세라믹 기판, 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 기판은 (육안으로) 투명하고, 유채색이며, 무채색일 수 있다.

기판의 두께는 변동될 수 있으며, 예를 들어 기판 물질 및/또는 기판 치수에 따라 어느 정도 달라질 수 있다. 일 예시에서, 상기 두께는 50 ㎛ 이상, 예를 들어 100 ㎛ 이상, 200 ㎛ 이상, 300 ㎛ 이상, 400 ㎛ 이상, 500 ㎛ 이상 또는 600 ㎛ 이상이다. 상기 기판의 두께는 최대 5000 ㎛, 예를 들어 최대 3500 ㎛, 최대 2500 ㎛, 최대 1750 ㎛, 최대 1250 ㎛, 최대 1000 ㎛, 최대 800 ㎛, 최대 600 ㎛, 최대 500 ㎛, 최대 400 ㎛ 또는 최대 300 ㎛이다.

본 명세서에 언급된 기판은, 예를 들어 트랙(통상적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 노광 전후에 처리될 수 있다. 일 예시에서, 레지스트 층이 기판상에 제공된다.

투영 시스템은 패턴이 기판상에 간섭적으로(coherently) 형성되도록 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 상에 패턴을 이미징할 수 있다. 대안적으로, 투영 시스템은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 요소들이 셔터(shutter)로서 기능하는 2차 소스(secondary source)를 이미징할 수 있다. 이러한 점에서 투영 시스템은, 예를 들어 2차 소스들을 형성하고 기판상에 스폿(spot)들을 이미징하기 위해 마이크로 렌즈 어레이(MLA라고도 함) 또는 프레넬 렌즈 어레이(Fresnel lens array)와 같은 포커싱 요소들의 어레이를 포함할 수 있다. 포커싱 요소들의 어레 이(예를 들어, MLA)는 10 이상의 포커스 요소, 예를 들어 100 이상의 포커스 요소, 1000 이상의 포커스 요소, 10000 이상의 포커스 요소, 100000 이상의 포커스 요소 또는 1000000 이상의 포커스 요소를 포함한다.

패터닝 디바이스 내의 개별적으로 제어가능한 요소들의 개수는 포커싱 요소들의 어레이 내의 포커싱 요소들의 개수와 같거나 그보다 크다. 포커싱 요소들의 어레이 내의 1 이상의(예를 들어, 1000 이상의, 그 대부분의 또는 그 각각에 대한) 포커싱 요소들은 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 내의 1 이상의 개별적으로 제어가능한 요소들과, 예를 들어 3 이상, 5 이상, 10 이상, 20 이상, 25 이상, 35 이상 또는 50 이상과 같이 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 내의 2 이상의 개별적으로 제어가능한 요소들과 광학적으로 연계될 수 있다.

MLA는(예를 들어, 1 이상의 액추에이터를 사용하여) 적어도 기판을 향하는 방향으로 또한 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 기판을 향해 또한 기판으로부터 멀리 MLA를 이동시킬 수 있으므로, 기판을 이동시키지 않고도, 예를 들어 포커스 조정이 허용된다.

본 명세서의 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소들의 반사 어레이를 채택하는) 반사형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소들의 투과 어레이를 채택하는) 투과형으로 구성될 수 있다.

리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용 될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.

또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 전체 또는 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 "침지 액체", 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 기술로 당업계에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체 내에 담가져야 한다는 것을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.

도 1을 다시 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 방사선 소스는 5 nm 이상, 예를 들어 10 nm 이상, 11 내지 13 nm 이상, 50 nm 이상, 100 nm 이상, 150 nm 이상, 175 nm 이상, 200 nm 이상, 250 nm 이상, 275 nm 이상, 300 nm 이상, 325 nm 이상, 350 nm 또는 360 nm 이상의 파장을 갖는 방사선을 제공한다. 대안적으로, 방사선 소스(SO)에 의해 제공된 방사선은 최대 450 nm, 예를 들어 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. 방사선은 436 nm, 405 nm, 365 nm, 355 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm 및/또는 126 nm를 포함하는 파장을 갖는다.

예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 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 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.

상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해 방사선 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL) 또는 그와 연계된 추가 구성요소는 방사선 빔을, 예를 들어 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이의 하나 또는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소들과 각각 연계될 수 있는 복수의 서브-빔(sub-beam)으로 분할하도록 배치될 수도 있다. 방사선 빔을 서브-빔으로 분할하기 위해, 예를 들어 2-차원 회절 격자가 사용될 수 있다. 본 서술내용에서 "방사선의 빔" 및 "방사선 빔"이라는 용어는 제한하는 것은 아니지만, 빔이 이러한 복수의 방사선의 서브-빔으로 구성되는 상황을 포함한다.

상기 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스(PD)(예를 들어, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 변조된다. 상기 패터닝 디바이스(PD)에 의해 반사되었으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 용량성 센서 등)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 사용된다면, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이용 위치설정 수단은, 예를 들어 스캔하는 동안에 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(PD)의 위치를 정확히 보정하는데 사용될 수 있다.

일 예시에서, 기판 테이블(WT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 도 1에 명확하게 도시되지는 않는다. 또 다른 예시에서는 단 행정 스테이지가 존재하지 않을 수도 있다. 또한, 유사한 시스템이 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 위치시키는데 사용될 수 있다. 대물 테이블 및/또는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이가 요구되는 상대 이동을 제공하도록 고정된 위치를 가질 수 있는 한편, 빔(B)이 대안적으로/추가적으로 이동가능할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 구성은 상기 장치의 크기를 제한하는데 도움을 수 있다. 예를 들어, 평판 디스플레이의 제조시에 적용가능할 수 있는 또 다른 대안예로서, 기판 테이블(WT) 및 투영 시스템(PS)의 위치는 고정될 수 있으며, 기판(W)은 기판 테이블(WT)에 대해 이동되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 기판 테 이블(WT)에는 실질적으로 일정한 속도로 기판(W)을 가로질러 스캐닝하는 시스템이 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 방사선이 초기에 빔 스플리터에 의해 반사되고 패터닝 디바이스(PD)로 지향되도록 구성된 빔 스플리터(BS)에 의해, 방사선의 빔(B)이 패터닝 디바이스(PD)로 지향될 수 있다. 또한, 방사선의 빔(B)은 빔 스플리터를 사용하지 않고도 패터닝 디바이스에서 지향될 수 있다는 것이 실현되어야 한다. 상기 방사선의 빔은 0 내지 90°, 예를 들어 5 내지 85°, 15 내지 75°, 25 내지 65°, 또는 35 내지 55°의 각도로 패터닝 디바이스에서 지향된다(도 1에 도시된 실시예는 90°의 각도에서이다). 상기 패터닝 디바이스(PD)는 방사선의 빔(B)을 변조시키고, 변조된 빔을 투영 시스템(PS)으로 전달하는 빔 스플리터(BS)로 상기 빔을 다시 반사시킨다. 하지만, 방사선의 빔(B)을 패터닝 디바이스(PD)로 지향시키고 후속하여 투영 시스템(PS)으로 지향시키기 위해 대안적인 구성들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특히, 투과성 패터닝 디바이스가 사용되는 경우, 도 1에 도시된 바와 같은 구성이 요구되지 않을 수 있다.

도시된 장치는 몇몇 모드에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서는, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 및 기판이 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서는, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 및 기판이 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이에 대한 기판의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 펄스 모드에서는, 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이가 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 펄스화된 방사선 소스를 사용하여 전체 패턴이 기판(W)의 타겟부(C) 상에 투영된다. 기판 테이블(WT)은 빔(B)이 기판(W)을 가로질러 라인을 스캐닝하도록 유도하기 위해 기본적으로 일정한 속력으로 이동된다. 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 상의 패턴은 방사선 시스템의 펄스 사이에 필요에 따라 업데이트되며, 연속한 타겟부(C)들이 기판(W) 상의 요구된 위치에서 노광되도록 상기 펄스의 시간이 조절된다. 결과적으로, 빔(B)은 기판의 스트립(strip)에 전체 패턴(complete pattern)을 노광하도록 기판(W)을 가로질러 스캐닝할 수 있다. 상기 공정은 전체 기판(W)이 한 라인씩 노광될 때까지 반복된다.

4. 연속 스캔 모드에서는, 기판(W)이 실질적으로 일정한 속력으로 변조된 방사선 빔(B)에 대해 스캐닝되고 상기 빔(B)이 기판(W)을 가로질러 스캐닝하고 그것을 노광함에 따라 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 상의 패턴이 업데이트된 다는 것을 제외하고는 기본적으로 펄스 모드와 동일하다. 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이 상의 패턴의 업데이팅과 동기화된 실질적으로 일정한 방사선 소스 또는 펄스화된 방사선 소스가 사용될 수 있다.

5. 도 2의 리소그래피 장치를 사용하여 수행될 수 있는 픽셀 그리드 이미징 모드(pixel grid imaging mode)에서는, 패터닝 디바이스(PD) 상으로 지향되는 스폿 발생기(spot generator)에 의해 형성된 스폿의 후속 노광에 의해 기판(W)상에 형성된 패턴이 실현된다. 상기 노광된 스폿들은 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. 기판(W) 상에서 상기 스폿들은 실질적으로 그리드(grid) 내에 프린트된다. 일 예시에서, 상기 스폿 크기는 프린트된 픽셀 그리드의 피치(pitch)보다는 크지만, 노광 스폿 그리드보다는 훨씬 더 작다. 프린트된 상기 스폿의 세기를 변화시킴으로써 패턴이 실현된다. 노광 플래시(exposure flash)들 사이에서 스폿에 걸친 상기 세기 분포가 변동된다.

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.

리소그래피에서는 기판상의 레지스트 층 상에 패턴이 노광된다. 그 후, 레지스트가 현상된다. 후속하여 기판상에 추가 공정 단계들이 수행된다. 기판의 각 부분 상에서의 이 후속 공정 단계들의 효과는 레지스트의 노광에 의존한다. 특히, 상기 공정들은 주어진 도즈 임계(dose threshold) 이상의 방사선 도즈를 수용하는 기판의 부분들이 상기 도즈 임계 이하의 방사선 도즈를 수용하는 기판의 부분들에 상이하게 응답하도록 조정된다. 예를 들어, 에칭 공정에서는 임계 이상의 방사선 도 즈를 수용하는 기판의 영역들이 현상된 레지스트 층에 의한 에칭으로부터 보호된다. 하지만, 노광 후 현상(post-exposure development)에서는 임계 이하의 방사선 도즈를 수용하는 레지스트의 부분들이 제거되므로, 이 영역들은 에칭으로부터 보호되지 않는다. 따라서, 원하는 패턴이 에칭될 수 있다. 특히, 패터닝 디바이스 내의 개별적으로 제어가능한 요소들은, 패턴 피처 내에서 기판상의 영역으로 전달되는 방사선이 충분히 높은 세기로 있게 하여 노광시 상기 영역이 도즈 임계 이상의 방사선 도즈를 수용하도록 설정된다. 기판상의 나머지 영역들은 대응하는 개별적으로 제어가능한 요소들을 설정하여 0 또는 상당히 낮은 방사선 세기를 제공하도록 도즈 임계 이하의 방사선 도즈를 수용한다.

실제로는, 개별적으로 제어가능한 요소들이 피처 경계의 한쪽에 최대 방사선 세기를 제공하고 다른 한쪽에는 최소 방사선 세기를 제공하도록 설정되더라도, 패턴 피처의 에지에서의 방사선 도즈는 주어진 최대 도즈에서 0 도즈로 급작스럽게 변화하지는 않는다. 그 대신 회절 효과들로 인해, 방사선 도즈의 레벨이 전이 지대(transition zone)에 걸쳐 드롭 오프(drop off)된다. 현상된 레지스트에 의해 최종적으로 형성된 패턴 피처의 경계의 위치는 수용된 도즈가 방사선 도즈 임계 이하로 떨어지는 위치에 의해 결정된다. 전이 지대에 걸친 방사선 도즈의 드롭-오프의 프로파일 및 이에 따른 패턴 피처 경계의 정밀한 위치는 패턴 피처 경계 상에 또는 그 근처에 있는 기판상의 지점들에 방사선을 제공하는 개별적으로 제어가능한 요소들을 설정함으로써 더 정밀하게 제어될 수 있다. 이는 최대 또는 최소 세기 레벨뿐만 아니라 최대 및 최소 세기 레벨들 사이의 세기 레벨들로도 존재할 수 있다. 이 는 통상적으로 "그레이스케일링(grayscaling)"이라고 언급된다.

그레이스케일링은 주어진 개별적으로 제어가능한 요소에 의해 기판에 제공된 방사선 세기가 2 개의 값으로만 (예를 들어, 단지 최대값 및 최소값으로만) 설정될 수 있는 리소그래피 시스템에서 가능한 것보다 패턴 피처 경계들의 위치의 더 양호한 제어를 제공한다. 3 이상, 4 이상의 방사선 세기 값, 8 이상의 방사선 세기 값, 16 이상의 방사선 세기 값, 32 이상의 방사선 세기 값, 64 이상의 방사선 세기 값, 128 이상의 방사선 세기 값 또는 256 이상의 방사선 세기 값이 기판상에 투영될 수 있다.

그레이스케일링은 상술된 것에 대해 추가적인 또는 대안적인 목적으로 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 노광 이후의 기판의 처리는 수용된 방사선 도즈 레벨에 의존하여 기판의 영역들의 2 이상의 잠재 응답(potential response)이 존재하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 임계 이하의 방사선 도즈를 수용하는 기판의 일부분은 제 1 방식으로 응답하고; 상기 제 1 임계 이상이지만 제 2 임계 이하의 방사선 도즈를 수용하는 기판의 일부분은 제 2 방식으로 응답하며; 상기 제 2 임계 이상의 방사선 도즈를 수용하는 기판의 일부분은 제 3 방식으로 응답한다. 따라서, 그레이스케일링은 2 이상의 원하는 도즈 레벨을 갖는 기판에 걸쳐 방사선 도즈 프로파일을 제공하는데 사용될 수 있다. 상기 방사선 도즈 프로파일은 2 이상의 원하는 도즈 레벨, 3 이상의 원하는 방사선 도즈 레벨, 4 이상의 원하는 방사선 도즈 레벨, 6 이상의 원하는 방사선 도즈 레벨 또는 8 이상의 원하는 방사선 도즈 레벨을 갖는다.

또한, 상술된 바와 같이 단지 기판상의 각 지점에 수용된 방사선의 세기만을 제어하는 것 이외의 방법들에 의해 방사선 도즈 프로파일이 제어될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 기판상의 각 지점에 의해 수용된 방사선 도즈는 그 지점의 노광의 지속시간(duration)을 제어함으로써 대안적으로 또는 추가적으로 제어될 수 있다. 또 다른 예시로서, 기판상의 각 지점은 복수의 연속하는 노광에서 방사선을 잠재적으로 수용할 수 있다. 그러므로, 각 지점에 의해 수용된 방사선 도즈는 복수의 연속하는 노광의 선택된 서브세트(subset)를 이용하여 그 지점을 노광함으로써 대안적으로 또는 추가적으로 제어될 수 있다.

도 2는, 예를 들어 평판 디스플레이의 제조시에 사용될 수 있는 본 발명에 따른 장치의 구성을 도시한다. 도 1에 도시된 것들에 대응하는 구성요소들은 동일한 참조 번호들로 도시된다. 또한, 다양한 실시예들, 예를 들어 기판의 다양한 구성들, 콘트라스트 디바이스, MLA, 방사선 빔 등에 관한 상기 서술내용이 유효하게 적용될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 투영 시스템(PS)은 2 개의 렌즈(L1 및 L2)를 포함하는 빔 익스팬더를 포함한다. 제 1 렌즈(L1)는 변조된 방사선 빔(B)을 수용하고 어퍼처 스톱(aperture stop: AS) 내의 어퍼처를 통해 상기 빔을 포커스하도록 배치된다. 상기 어퍼처 내에 또 다른 렌즈(AL)가 위치될 수 있다. 그 후, 방사선 빔(B)은 발산(diverge)하며, 제 2 렌즈(L2)(예를 들어, 필드 렌즈)에 의해 포커스된다.

또한, 투영 시스템(PS)은 확대된(expanded) 변조된 방사선(B)을 수용하도록 배치된 렌즈들의 어레이(MLA)를 포함한다. 패터닝 디바이스(PD) 내의 1 이상의 개 별적으로 제어가능한 요소들에 대응하는 변조된 방사선 빔(B)의 상이한 부분들은 렌즈들의 어레이(MLA) 내의 각각의 상이한 렌즈들을 통과한다. 각각의 렌즈는 변조된 방사선 빔(B)의 각 부분을 기판(W) 상에 놓인 지점으로 포커스한다. 이러한 방식으로 방사선 스폿(S)의 어레이가 기판(W) 상에 노광된다. 예시된 렌즈들(14)의 어레이 중 8 개의 렌즈만이 도시되었지만, 렌즈들의 어레이는 수 천개의 렌즈들을 포함할 수 있다(패터닝 디바이스(PD)로서 사용된 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이에도 동일하게 적용된다)는 것을 이해할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 시스템을 이용하여 기판(W) 상에 패턴이 생성될 수 있는 방식을 개략적으로 예시한다. 검은 원들은 투영 시스템(PS) 내의 렌즈들의 어레이(MLA)에 의해 기판(W) 상으로 투영된 스폿(S)들의 어레이를 나타낸다. 일련의 노광들이 기판(W) 상에 노광될 때, 기판(W)은 Y 방향으로 투영 시스템(PS)에 대해 이동된다. 흰 원은 이전에 기판(W) 상에 노광된 스폿 노광들(SE)을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 투영 시스템(PS) 내의 렌즈들의 어레이에 의해 기판상으로 투영된 각각의 스폿은 기판(W) 상의 스폿 노광들의 로우(row: R)를 노광한다. 기판에 대한 전체 패턴은 각각의 스폿들(S)에 의해 노광된 스폿 노광들(SE)의 모든 로우들(R)의 합에 의해 생성된다. 통상적으로 이러한 구성을 상술된 "픽셀 그리드 이미징(pixel grid imaging)"이라고 칭한다.

방사선 스폿들(S)의 어레이는 기판(W)에 대해 각도(θ)로 배치된다(기판의 에지들은 X 및 Y 방향으로 평행하게 놓인다)는 것을 알 수 있다. 이는, 기판이 스캐닝 방향(Y-방향)으로 이동되는 경우, 각각의 방사선 스폿이 기판의 상이한 영역 위를 지나감에 따라, 전체 기판이 방사선 스폿들(15)의 어레이에 의해 덮이도록 하기 위해 행해진다. 상기 각도(θ)는 최대 20°, 최대 10°, 예를 들어 최대 5°, 최대 3°, 최대 1°, 최대 0.5°, 최대 0.25°, 최대 0.10°, 최대 0.05° 또는 최대 0.01°이다. 대안적으로, 상기 각도(θ)는 0.001°이상이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전체 평판 디스플레이 기판(W)이 복수의 광학 엔진을 사용하여 단일 스캔으로 노광될 수 있는 방식을 개략적으로 도시한다. 도시된 예시에서는 방사선 스폿들(S)의 일 어레이의 에지가 방사선 스폿들의 인접한 어레이의 에지와 (스캐닝 방향(Y)으로) 약간 오버랩되도록, "바둑판(chess board)" 구성으로 2 개의 로우들(R1 및 R2)에 배치된 8 개의 광학 엔진들(도시되지 않음)에 의해 방사선 스폿들(S)의 8 개의 어레이(SA)가 생성된다. 일 예시에서, 광학 엔진들은 3 이상의 로우, 예를 들어 4 이상의 로우 또는 5 이상의 로우에 배치된다. 이러한 방식으로, 방사선의 대역이 기판(W)의 폭을 가로질러 연장되므로, 전체 기판의 노광은 단일 스캔으로 수행되게 된다. 여하한의 적절한 개수의 광학 엔진들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 예시에서, 광학 엔진들의 개수는 1 이상, 예를 들어 2 이상, 4 이상, 8 이상, 10 이상, 12 이상, 14 이상 또는 17 이상이다. 대안적으로, 광학 엔진들의 개수는 40 이하, 예를 들어 30 이하 또는 20 이하이다.

각각의 광학 엔진은 상술된 바와 같이 별도의 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(PD) 및 투영 시스템(PS)을 포함할 수 있다. 하지만, 2 이상의 광학 엔진들이 조명 시스템, 패터닝 디바이스 및 투영 시스템 중 1 이상의 적어도 일부분을 공유 할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

도 5는 가변 감쇠기가 리소그래피 장치에서 방사선 도즈 제어 시스템의 일부분으로서 사용될 수 있는 구성을 도시한다. 도시된 바와 같이, 방사선 빔(10)은, 예를 들어 조명 시스템(11)에 의해 제공된다. 상기 방사선 빔은, 대부분의 방사선 빔이 가변 감쇠기로 전달되게 하지만, 상기 방사선 빔의 일부분을 방사선 검출기(14)로 전환시키는 부분 반사기(12)를 통과한다. 상술된 바와 같이, 조명 시스템은 펄스화된 방사선 빔(10)을 제공하며, 상기 검출기는 방사선의 각 펄스 내의 에너지를 검출하도록 구성된다. 상기 검출기(14)는 상기 검출기(14)로 전환된 펄스화된 방사선 빔(10)으로부터, 가변 감쇠기(13)로 투과된 각 펄스 내의 에너지를 검출할 수 있도록 캘리브레이션된다는 것을 이해할 것이다. 가변 감쇠기(13)의 투과 레벨을 상기 가변 감쇠기에 입력된 방사선 빔으로 설정하도록, 상기 가변 감쇠기(13)에 제어 신호를 제공하는 도즈 제어기(15)가 제공된다. 상기 가변 감쇠기(13)로부터 출력되고 상기 도즈 제어기(15)로부터의 제어 신호에 따라 상기 가변 감쇠기에 의해 감쇠된 방사선 빔(16)은 이후 리소그래피 장치의 잔여부로 전달되며, 예를 들어 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이(17)에 의해 변조될 수 있다.

상술된 바와 같이, 방사선 도즈 제어 시스템은 방사선의 제 1 펄스가 상기 시스템을 통해 많이 감쇠되지 않은 채로 투과되고, 요구되는 방사선 도즈의 대부분을 제공하도록 배치될 수 있다. 방사선 검출기(14)는 상기 제 1 펄스 내의 에너지를 결정하고, 도즈 제어기(15)는 후속 보정 펄스에 요구되는 에너지를 결정한다. 상기 제어기(15)는 상기 방사선의 후속 펄스를 요구되는 레벨로 감쇠시키기 위해, 그 투과 레벨이 필수적인 레벨에 있도록 가변 감쇠기(13)를 설정한다. 필요하다면, 이 공정은 추가 보정 펄스들에 대해 반복될 수 있다.

도 5에 도시된 구성의 변형들이 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도즈 제어 시스템은 조명 시스템 앞에, 예를 들어 방사선 빔을 컨디셔닝하는 조명 시스템과 방사선 소스 사이에 제공될 수 있다. 또한, 방사선 검출기(14) 및 부분 반사기(12)는 가변 감쇠기(13)에 의해 빔이 감쇠된 후에, 방사선 펄스 내의 에너지를 결정하도록 배치될 수 있다(예를 들어, 부분 반사기는 가변 감쇠기로부터 출력된 방사선 빔(16)의 일부분을 방사선 검출기(14)로 전환시키도록 배치될 수 있다). 이러한 구성은 가변 감쇠기(13)의 어떠한 제어 오차들도 보상할 수 있어 더 유익하다. 또한, 방사선 검출기(14)는 단순한 포토다이오드 및 캘리브레이션 함수들일 수 있으며, (단순히 주어진 시간에서의 펄스 내의 방사선의 세기라기보다는) 방사선 펄스 내의 전체 에너지를 결정하는데 필요한 적분 함수(integration function)는 도즈 제어기(15)에 의해 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 가변 감쇠기(13)는 도 5에 예시된 것 이외의 적용들에서도 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

제 1 실시예

도 6은 방사선 빔(21)의 세기를 제어하는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변 감쇠기(20)를 도시한다. 가변 감쇠기는 한 쌍의 부분 반사기들(22, 23)을 포함한다. 상기 부분 반사기들(22, 23)은 서로 평행하게 배치되며, 서로 소정 간격만큼 이격되어 있다. 그 간격은 제어기(25)에 의해 제어되는 액추에이터들(24)의 시스템 에 의해 제어된다.

부분 반사기들(22, 23) 사이로 반사된 방사선의 간섭은 가변 감쇠기의 투과(T) 레벨에 영향을 준다. 만약:

부분 반사기들(22, 23)의 표면들 간의 간격이 L이고,

부분 반사기들(22, 23)의 반사 계수가 R이며,

방사선의 파장이 λ이고,

거울 상으로의 광의 입사 각도가 θ이면,

, 여기서

.

따라서, 방사선 파장 크기 정도의 2 개의 부분 반사기들(22, 23)의 상대 이동에 의해, 가변 감쇠기의 투과 레벨은 최대와 최소 사이로 또한 그 사이의 어떤 값으로 스위칭될 수 있다. 그러므로, 액추에이터 시스템은, 예를 들어 요구되는 이동 범위에 걸쳐 제 1 및 제 2 부분 반사기들(22, 23)의 상대 위치를 매우 신속하고 매우 정확하게 조정할 수 있는 1 이상의 압전 액추에이터들로 구성될 수 있다.

일반적으로, 가변 액추에이터에 의해 생성된 투과 레벨 값들의 범위는 부분 반사기들의 반사 계수(R)에 의해 결정된다. 높은 R 값들의 경우, 투과-간격 곡선이 매우 급격(sharp)하여, 부분 반사기들(22, 23)의 더 작은 상대 이동에 대해 더 큰 투과(T) 레벨의 변화들을 가능하게 하지만, 그만큼 투과(T) 레벨의 민감도를 증가시키므로, 거울들의 오차들을 위치시킨다. 또한, 상기 거울들의 더 높은 계수 값은 가변 감쇠기가 더 낮은 투과(T) 레벨들을 달성할 수 있게 한다. 이는 가변 감쇠기 에 의해 달성가능한 최소 투과 레벨이 낮을수록, 제공되는 전체 방사선 도즈의 최종 정확성이 더 커지기 때문에 중요하다.

도 7은 도 6에 도시된 구성의 변형을 도시한다. 이 경우, 부분 반사기들은 방사선 빔이 작은 각도(θ)에서 부분 반사기들 상에 입사하도록 배치된다. 방사선 빔을 작은 각도에서 부분 반사기들 상으로 지향시킴으로써 얻어지는 장점은 상기 부분 반사기들에 의해 반사된 방사선이 방사선 소스로 복귀되지 않는다는 것이다. 입사각(θ)은 이러한 후면 반사(back reflection)들을 방지하거나 상기 반사들을 허용가능한 레벨로 감소시키기에 충분하도록 선택된다. 하지만, 입사각(θ)이 증가하면, (이상적으로는 완전히 평행해야 하는) 2 개의 부분 반사기들의 상대 각도의 변동들에 대한 가변 감쇠기의 투과 레벨의 민감도가 증가한다. 또한, 가변 감쇠기의 달성가능한 콘트라스트는, 방사선 빔이 그 자체와 정확히 간섭하는 것이 아니라 다소 시프트된 복사물과 간섭하기 때문에 감소될 수 있다. 이들 두 영향들은 입사각(θ)을 최소화하고 간격(L)을 최소화함으로써 감소될 수 있다.

2 개의 부분 반사기들의 상대 위치의 정확한 제어는 가변 감쇠기의 투과 레벨의 정확한 제어를 제어하는데 필수적이다. 따라서, 제어기(25)는 액추에이터 시스템(24)에 제공된 제어 신호들과 가변 감쇠기의 달성된 투과 레벨에 관한 캘리브레이션 데이터를 저장하는 메모리(26)를 포함할 수 있다.

제 2 실시예

도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 가변 감쇠기의 구성을 도시한다. 제 2 실시예는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 제 1 실시예에 대응하나, 부분 반사기 들(32, 33)의 상대 위치를 제어하는데 사용되는 액추에이터 시스템(34)의 제어에 있어 상이하다. 이 경우, 2 개의 부분 반사기들(32, 33)의 상대 위치를 측정하기 위해 위치 센서들(36)이 사용된다. 위치 센서들은, 예를 들어 용량성 센서들일 수 있다. 위치 센서(36)는 단순히 부분 반사기들(32, 33)의 표면들 간의 간격(L)의 측정을 제공하도록 배치될 수 있다. 하지만, 2 이상의 위치 센서들의 제공에 의해, 상기 표면들 간의 상대 각도를 측정하는 것이 가능하다. 따라서, 제어기(35)는 부분 반사기들(32, 33)의 간격(L)을 조정하여 가변 감쇠기의 투과 레벨을 제어할 뿐만 아니라, 액추에이터(34)를 제어하여 부분 반사기들(32, 33) 간의 상대 각도를 조절할 수 있으므로, 예를 들어 방사선(37)의 출력 빔에 걸쳐 방사선의 세기의 균일성을 개선시킬 수 있다.

제어기(35)는, 예를 들어 가변 감쇠기의 주어진 투과 레벨을 제공하기 위해 부분 반사기들(32, 33)의 원하는 상대 위치를 결정하고, 위치 센서들(36)에 의해 제공된 측정된 상대 위치와 상기 원하는 상대 위치 간의 차이를 결정하며, 상기 차이를 감소시키는데 필요한 액추에이터 시스템(34)에 제어 신호들을 제공하도록 피드팩 시스템이 제공될 수 있다. 이러한 구성은 상기 구성요소들의 기계적 및 열적 드리프트(drift)들, 및 압전 작동 시스템의 이력(hysteresis) 및 크립(creep)에도 불구하고 정확한 투과 제어를 제공하도록 더 낮은 캘리브레이션을 요구할 수 있다.

제 3 실시예

도 9a는 본 발명의 제 3 실시예를 도시한다. 마찬가지로, 제 3 실시예의 가변 감쇠기(40)는 제 1 및 제 2 실시예들과 동일한 원리로 작동하나, 2 개의 부분 반사기들(42, 43)의 상대 위치의 제어에 있어 상이하다. 이 경우, 제 2 방사선 빔(46)은 제어되어야 할 방사선 빔(41)의 입사각에 대해 상이한 입사각에서 부분 반사기들(42, 43)로 통과된다. 또한, 제 2 방사선 빔(46)은 가변 감쇠기에 의해 감쇠되며, 이후 방사선 검출기(47)에 의해 검사된다. 제 2 방사선 빔(46)은 제어되어야 할 방사선 빔(41)의 파장과 상이한 파장에서 방사선 빔을 생성하는 소스(48)에 의해 제공될 수 있다. 또한, 이는 동일한 세기를 제공할 필요는 없으며, 실제적인 이유들로 인해 아마도 그럴 수 없을 것이다. 따라서, 제 2 방사선 빔(46)에 대한 방사선 소스(48)의 요건들이 비교적 낮기 때문에, 이는 가변 감쇠기 내에 장착될 수 있다. 대안적으로, 방사선 소스(48)는 가변 감쇠기(40) 외부에 장착될 수 있으며, 또한 가변 감쇠기가 사용되는 리소그래피 장치 외부에 있을 수 있다. 어떠한 경우에도, 방사선 검출기(47)는 가변 감쇠기의 부분 반사기들(42, 43)에 의해 빔이 감쇠된 후, 제 2 방사선 빔(46)의 방사선의 세기를 검출하도록 구성된다. 따라서, 제어기(45)는 제 2 방사선 빔(46)에 대한 가변 감쇠기의 투과 레벨을 바로 결정할 수 있다.

제 2 방사선 빔의 세기 제어의 정확성이 충분히 높지 않은 경우, 부분 반사기들(42, 43)을 통과하는 제 2 방사선 빔(46) 앞에, 부분 반사기와 연계하여 제 2 방사선 검출기가 제공될 수 있다는 이해하여야 한다. 이는 제 2 방사선 빔이 가변 감쇠기에 의해 감쇠되기 이전 및 이후에, 측정된 세기 값들이 비교될 수 있도록 행해질 수 있다. 이후, 제어기(45)는 제 2 방사선 빔(46)에 대한 가변 감쇠기의 투과 레벨로부터, 제어될 방사선 빔에 대한 가변 감쇠기의 투과 레벨을 결정할 수 있다. 이 결정은 2 개의 방사선 빔들의 공지된 파장들 및 각각의 부분 반사기들(42, 43) 상으로의 입사각들을 이용한 계산에 기초할 수 있거나, 캘리브레이션 데이터에 기초할 수 있다.

도 9b에 도시된 바와 같이, 검출기 유닛은 제 2 방사선 빔(46)을, 예를 들어 방사선 세기를 측정하는 포토다이오드(50) 및 예를 들어 상기 방사선 빔(46)을 가로지르는 상기 방사선 세기의 균일성을 측정하는 CCD(51)로 안내하는 제 1 경로로 분할하는 부분 반사기(49)를 포함할 수 있다. 따라서, 포토다이오드(50)는 방사선의 세기를 신속하게 결정할 수 있고, 그로부터 제어기(45)는 가변 감쇠기의 전체 투과 레벨을 결정할 수 있으며, 따라서 필요하다면, 요구되는 투과 레벨을 제공하기 위해, 부분 반사기들(42, 43)의 간격을 조정하도록 액추에이터 시스템(44)에 제어 신호들을 보낼 수 있다. 또한, CCD(51)는 제 2 방사선 빔(46)을 가로지르는 방사선의 균일성의 측정들을 더 느리게 제공할 수 있고, 그로부터 제어기(45)는 가변 감쇠기에 의해 제어되는 방사선 빔(41)의 방사선 분포의 균일성을 유지하기 위해 부분 반사기들(42, 43)의 상대 각도를 조정하도록 행해져야 하는 보정들을 결정할 수 있다.

제 4 실시예

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 가변 감쇠기(60)를 도시한다. 이 실시예에서, 제어되어야 할 방사선 빔(61)은 부분 반사기(64)에 의해 제 1 및 제 2 빔 경로들(62, 63)로 분할된다. 상기 제 1 및 제 2 빔 경로들은 방사선(66)의 출력 빔을 제공하도록 제 2 부분 반사기(65)에 의해 재결합된다. 상기 제 1 및 제 2 빔 경로들(62, 63)은 그들이 간섭하는 방식으로 제 2 부분 반사기(65)에서 재결합된다. 액추에이터 시스템(68) 상에 장착된 반사기(67)가 제공되며, 상기 액추에이터 시스템은 상기 반사기(67)의 적절한 이동들에 의해 제 1 방사선 빔 경로(62)의 길이를 조정한다. 제 1 경로 길이(62)의 길이를 조정함으로써, 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들(62, 63)로부터의 방사선은 발전적으로(constructively) 또는 파괴적으로(destructively) 간섭하나, 어떤 곳에서는 그 둘이 모두 존재한다. 따라서, 방사선(66)의 출력 빔의 세기가 제어될 수 있다. 가변 감쇠기(60)에 의해 거절된 방사선을 흡수하기 위해 방사선 빔 덤프(dump: 69)가 제공될 수 있다.

이 구성은 거울을 조정하여, 방사선 파장의 정수 배와 방사선 파장의 절반을 더한 것과 같은, 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들(62, 63)의 경로 길이들의 차이를 제공하게 한다. 따라서, 방사선에 대한 가변 감쇠기의 매우 낮은 투과 레벨을 달성할 수 있다. 이는 2 개의 방사선 빔 경로들(62, 63)로부터의 방사선이 제 2 부분 반사기(65)에서 파괴적으로 간섭하기 때문이다. 이는, 상술된 바와 같이, 가변 감쇠기에 의해 달성가능한 최소 투과 레벨이 방사선의 메인 펄스 다음에 1 이상의 보정 펄스들이 뒤따르는 방사선 도즈 제어 시스템에 의해 제공된 도즈의 최종 정확성을 결정하기 때문이다.

액추에이터 시스템(68)은 1 이상의 압전 액추에이터들로 구성될 수 있다. 이러한 액추에이터들은 경로 길이를 방사선 빔의 파장의 절반만큼, 예를 들어 최소에서 최대 투과로 조정하기 위해, 요구되는 이동 범위에 걸쳐, 예를 들어 방사선 빔의 파장의 1/4 정도로 반사기(67)의 위치를 정확하고 신속하게 조정할 수 있다. 상 술된 제 1 실시예에 대응하는 방식으로, 제어기(70)는 방사선 빔(61)에 대한 가변 감쇠기(60)의 투과 레벨과 액추에이터 시스템(68)에 제공된 제어 신호들에 관한 캘리브레이션 데이터를 저장하는 메모리(71)를 포함할 수 있다.

제 5 실시예

도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 가변 감쇠기(80)를 도시한다. 제 5 실시예는 상술된 제 4 실시예에 대응하며, 예를 들어 방사선(81)의 입력 빔은 제 2 부분 반사기(85)에 의해 재결합되어 방사선(86)의 출력 빔을 제공하기 이전에, 제 1 부분 반사기(84)에 의해 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들(82, 83)로 분할된다. 제 4 실시예에서와 마찬가지로, 제 1 방사선 빔 경로(82)의 경로 길이는, 예를 들어 액추에이터 시스템(88)에 의해 작동되는 반사기(87)에 의해 조정된다. 제 4 실시예와 제 5 실시예의 차이는 가변 감쇠기를 제어하는 구성에 있다.

제 3 실시예와 유사한 구성에서, 제 2 방사선 빔(91)은 가변 감쇠기(80)를 통해 지향되고, 방사선 검출기(92)에 의해 검사된다. 따라서, 가변 감쇠기의 투과 레벨에 대한 직접적인 측정이 행해질 수 있다. 제 3 실시예에서와 마찬가지로, 입력 및 출력 세기 레벨들이 정확히 비교될 수 있도록, 상기 빔이 가변 감쇠기를 통해 지향되기 이전에 제 2 방사선 빔(91)을 검사하도록 제 2 검출기가 제공될 수 있다.

도시된 바와 같이, 제 2 방사선 빔(91)은 제어되어야 할 방사선 빔(81)과 동일한 방사선 빔 경로를 따를 수 있다. 이 경우, 제어되어야 할 방사선 빔(81)의 방사선 빔 경로에 제 2 방사선 빔(91)을 도입하고, 방사선(86)의 출력 빔의 경로로부 터 상기 빔을 추출하기 위해 반사기들(93, 94)이 제공된다. 도 3과 관련하여 설명된 바와 같이, 제 2 방사선 빔(91)의 방사선 소스(95)는 가변 감쇠기 내에 또는 그 외부에 제공될 수 있거나, 가변 감쇠기가 사용되는 리소그래피 장치 외부에도 제공될 수 있다.

어떤 경우에, 제어되어야 할 방사선 빔(81)에 사용된 파장과 상이한 방사선 파장이 제 2 방사선 빔에 사용되는 경우, 제 2 방사선 빔(91)을 내입(insert)하고 추출하는데 사용된 반사기들(93, 94)은 상기 반사기들이 제 2 방사선 빔(91)의 파장의 방사선을 반사시키지만, 제어되어야 할 방사선 빔의 파장의 방사선은 투과시키도록 선택될 수 있다. 따라서, 제 2 방사선 빔은 간섭 없이 제어되어야 할 방사선 빔의 빔 경로 안으로 도입될 수 있고, 그로부터 추출될 수 있다.

대안적인 구성에서, 제어되어야 할 방사선 빔(81)의 빔 경로로부터 제 2 방사선 빔(91)을 도입하고 추출하는데 사용되는 반사기들(93, 94)은 편광 빔 스플리터들일 수 있다. 제어되어야 할 방사선 빔(81) 및 제 2 방사선 빔(91)은 적절한 방위에서 직교방향으로 편광될 수 있다.

또 다른 대안예로서, 제 2 방사선 빔(910)은 제어될 방사선 빔(81)의 빔 경로를 정확히 따르지 않고, (예를 들어, 도 11의 평면 안으로 또는 그로부터 변위된) 평행한 경로를 다를 수 있다. 반사기(87)를 작동시킴으로써, 제 2 방사선 빔의 경로 길이의 변화들은 제어되어야 할 방사선 빔의 경로 길이의 변화들과 동일하다.

제어기(90)는 검출기(92)에 의해 검출된 제 2 방사선 빔(91)의 검출된 세기에 기초하여 거울(87)의 위치를 제어하기 위해, 액추에이터 시스템(88)에 대한 제 어 신호들을 생성하도록 구성된다. 상기 방사선 검출기(92)는 상기 검출기가 제 2 방사선 빔의 세기뿐만 아니라 제 2 방사선 빔(91)의 단면 세기의 균일성을 검출할 수 있도록, 제 3 실시예와 관련된 도 9b에 도시된 동일한 구성을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그 경우, 제어기(90)는 추가적으로 액추에이터 시스템(88)에 제어 신호들을 제공하여, 거울(87)의 위치를 조정함으로써, 방사선 빔의 세기 균일성을 최적화하도록 구성될 수 있다.

제 6 실시예

제 6 실시예의 가변 감쇠기는 한 쌍의 λ/4 위상 격자들로 구성된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 타입의 복수의 영역들로 분할된 위상 격자들은, 예를 들어 복수의 세장형 홈(elongate striation)들을 가지며, 상기 제 1 타입의 영역들 상에 입사한 방사선에 유도된 위상 시프트는 상기 제 2 타입의 영역들 상에 입사한 방사선에 유도된 위상 시프트보다 크거나 작은 파장의 1/4이다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 제 1 위상 격자(100)에서 이는 두께(t1)를 갖는 제 1 영역(102) 및 더 작은 두께(t2)를 갖는 제 2 영역들(103)을 가짐으로써 제공될 수 있다. 제 2 격자(101)는 유사한 구조를 갖는다.

2 개의 위상 격자들은 서로 평행하게 배치되나, 적어도 하나는 제 2 위상 격자가 도 12a에 도시된 제 1 위치 사이에서 제 1 위상 격자에 대해 이동될 수 있도록 이동가능하게 장착된다. 상기 제 1 위치에서, 제 1 및 제 2 위상 격자들(100, 101)의 제 1 타입의 영역들(102, 104)이 정렬되고, 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들(100, 101)의 제 2 타입의 영역들(100, 101)이 정렬되며, 도 12b에 도시된 제 2 위치로 시프트될 수 있다. 상기 제 2 위치에서, 제 1 위상 격자(100)의 제 1 타입의 영역들(102)은 제 2 위상 격자(101)의 제 2 타입의 영역들(105)과 정렬되고, 제 1 위상 격자(100)의 제 2 타입의 영역들(103)은 제 2 위상 격자(101)의 제 1 타입의 영역들(104)과 정렬된다. 결과적으로, 상기 제 1 위치에서 λ/2 위상 격자가 효율적으로 생성되고, 상기 제 2 위치에서는 위상 격자가 형성되지 않는데, 이는 동일한 위상 시프트가 모든 방사선에 도입되기 때문이다. 따라서, 상기 제 1 위치에서는 결합된 위상 격자들을 통한 0 차 방사선의 투과가 최소화되고, 상기 제 2 위치에서는 위상 격자들의 결합을 통한 0 차 방사선의 투과가 최대화된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 도 12c에 예시된 바와 같이, 위상 격자들(100, 101)은 한 개 또는 두 개의 위상 격자들(100, 101)이 다른 하나의 "탤벗(Talbot)"(142) 또는 "하프(half)-탤벗"(141) 평면에 있도록 소정 거리(143)만큼 이격될 수 있다. 일반적으로, 탤벗 평면들은, 평면의(planar) 주기적인 구조/격자가 콜리메이트된(collimated) 방사선 빔에 의해 조명되는 때에, 상기 구조/격자의 이미지들이 형성되는 평면들로서 정의된다. 하프-탤벗 평면들은 그 중간에 있는 평면들이다. 상기 평면들 간의 간격들은 탤벗 간격들 및 하프-탤벗 간격들이라고 언급될 수 있다. 위상 격자들(100, 101) 간의 간격은, 예를 들어 (도시된 바와 같이) 공기, 유리 또는 그 둘의 조합일 수 있다.

도 12a 내지 12c는 평행한 후방 면들을 갖도록 배치된 위상 격자들(100, 101)을 도시한다. 이는 서로 향하는 및/또는 서로 접촉하는 격자의 기판 면들(즉, 패터닝되지 않는 면들)을 나타낼 수 있다. 하지만, 위상 격자들(100, 101)은 그 면 들(패터닝되는 면들)이 서로 향하거나 접촉하도록 동일하게 배치될 수 있으나, 하나의 격자의 면이 다른 하나의 격자의 후방 또는 기판 면을 향하도록 배치될 수 있다. 각각의 경우, 상기 격자들은 서로 접촉하거나, 탤벗 또는 하프-탤벗 간격들만큼 이격될 수 있다.

일 예시에서, 위상 격자(100, 101)는 주기적이며, 영역들(102 내지 105)은 모두 동일한 폭을 갖는다. 제조를 용이하게 하기 위해, 격자 주기는 입사 방사선의 파장보다 더 크거나 훨씬 더 클 수 있다. 또한, 상기 조명은 격자의 파장/주기인, 격자 회절 각도보다 작거나 훨씬 작은 발산으로 콜리메이트될 수 있다. 그러므로, 조명 발산을 증가시키는 조정기(AD)(도 1) 앞에 감쇠기를 배치하는 것이 편리할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탤벗 및 하프-탤벗 평면들의 위치들(s)은 근사적으로 표현식: s = mp²/λ로 주어지며, 여기서 s는 기준 격자로부터 측정되고, p는 격자 주기이며, λ는 입사 방사선의 파장이고, m은 정수(1, 2, 3,... 등)이다. m의 홀수 값들은 하프-탤벗 평면들/간격들을 나타내고, m의 짝수 값들은 전체 탤벗 평면들을 나타낸다. λ = 193 nm, p = 10 ㎛인 경우, 격자들이 공기 갭만큼 이격되어 있다면 s = m * 518 ㎛이다. 양호한 효율성을 달성하기 위하여, 격자들은 이 예시에서 약 2 ㎛의 탤벗 또는 하프-탤벗 평면들 내에 위치되어야 한다. 상기 갭이 예를 들어 유리와 같은 격자 기판 물질로 채워진다면, 상기 간격들은 충전재(filler material)의 굴절률에 비례하여 증가될 것이다.

따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시예의 가변 감쇠기(110)는 2 개의 λ/4 위상 격자들(111, 112)을 포함한다. 상기 2 개의 격자들(111, 112)은 서로 평행하게 배치되고, 액추에이터 시스템(113)은 도 12a 및 도 12b와 관련하여 상술된 제 1 및 제 2 위치들 사이에서 격자들을 스위칭하기 위해 위상 격자들의 상대 위치를 조정하도록 구성된다. 이는 가변 감쇠기의 투과 레벨이 최소 투과 레벨과 최대 투과 레벨 사이에서 제어되도록 행해질 수 있다. 액추에이터 시스템(113)은, 예를 들어 2 개의 위상 격자들(111, 112)의 상대 위치를 신속하고 정확하게 제어할 수 있는 복수의 압전 액추에이터들로 구성될 수 있다. 대안적으로, 상기 액추에이터들은 전자기일 수 있다.

달성가능한 콘트라스트 레벨들을 유지하기 위하여, 방사선의 출력 빔(118)으로서 가변 감쇠기로부터 0 차 방사선만을 전달하게 하는 어퍼처(117)를 갖는 배리어(116)가 제공될 수 있다.

원하는 0-차 빔을 다른-차 빔들로부터 분리하는 것을 돕기 위해, 렌즈 시스템이 추가될 수 있다. 이러한 구성은 복잡성을 증대시킬 수 있지만, 격자(112)와 스톱(stop: 116)들 간의 거리를 단축시킬 수 있다.

액추에이터 시스템(113)에 필요한 제어 신호들을 생성하는 제어기(114)가 제공된다. 상기 제어기(114)는 방사선 입력 빔(115)에 대한 가변 감쇠기(110)의 투과 레벨과 액추에이터 시스템(113)에 제공될 제어 신호들에 관한 캘리브레이션 데이터를 포함하는 메모리(115)를 포함할 수 있다.

제 7 실시예

도 14는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 가변 감쇠기(120)를 도시한다. 상기 제 7 실시예의 가변 감쇠기는 제 6 실시예의 가변 감쇠기에 대응하며, 예를 들어 서로 평행한 한 쌍의 위상 격자들(121, 122), 및 제어기(124)에 의해 제공된 제어 신호들에 응답하여 상기 한 쌍의 위상 격자들의 상대 위치를 제어하는 액추에이터 시스템(123)으로 구성된다.

하지만, 제 7 실시예의 가변 감쇠기는 제 1 및 제 2 위상 격자들(121, 122)의 실제 상대 위치를 측정하는 1 이상의 위치 센서(125)를 포함한다. 따라서, 제어기(124)는 상기 위상 격자들(121, 122)의 원하는 상대 위치를 결정하여, 방사선 입력 빔(126)에 대한 가변 감쇠기(120)의 원하는 투과 레벨을 제공할 수 있다. 이후, 상기 제어기는 원하는 상대 위치와 측정된 상대 위치 간의 차이를 최소화하는데 필요한 액추에이터 시스템(123)에 제어 신호들을 제공한다.

상기 위치 센서 시스템은 1 이상의 용량성 센서를 포함할 수 있으며, 도 12a 및 도 12b에 도시된 제 1 위치와 제 2 위치 사이로 스위칭하는데 필요한 위상 격자들의 상대 이동 방향으로 위상 격자들(121, 122)의 상대 위치를 손쉽게 측정하도록 구성될 수 있다. 하지만, 추가적으로 상기 위치 센서들은 위상 격자들(121, 122)의 상대 각도 및/또는 위상 격자들(121, 122)의 간격을 모니터링할 수 있다. 따라서, 제어기(124)는 액추에이터 시스템(123)에 제어 신호들을 제공하여, 위상 격자들(121, 122)의 상대 각도 및/또는 위상 격자들(121, 122)의 간격을 조정할 수 있다. 이는, 최대 및 최소 투과 레벨들이 2 개의 위상 격자들을 포함하는 본 발명의 가변 감쇠기들 중 어느 하나에 제공되도록 하기 위해, 위상 격자들(121, 122)이 가 능한 한 밀접한 상태로 평행하게 유지되어야 하고, 소위 탤벗 평면들 또는 하프 탤벗 평면들에 의해 근사화된 특정 거리들만큼 매우 밀접하게 이격되거나 분리되어야 하기 때문에 유익하다. 후자의 경우, 최대 및 최소 투과 레벨들에 요구되는 위상 격자들(121, 122)의 상대 위치들은 서로 교환된다.

제 8 실시예

도 15는 본 발명에 따른 가변 감쇠기(130)의 제 8 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제 8 실시예는 본 발명의 제 6 및 제 7 실시예에 대응하고, 2 개의 위상 격자들(131, 132), 상기 위상 격자들(131, 132)의 상대 위치를 조정하는 액추에이터 시스템(133), 및 상기 액추에이터 시스템(133)에 제어 신호들을 제공하는 제어기(135)를 포함한다.

제 8 실시예에서, 제 2 방사선 빔(136)은 위상 격자들(131, 132)을 통해 지향되며, 방사선 검출기(137)에 의해 검사된다. 제 2 방사선 빔을 수반한 이전의 실시예들과 마찬가지로, 제 2 방사선 빔(136)은 가변 감쇠기(130)에 의해 제어되어야 할 방사선 빔(138)과는 상이한 파장으로 되어 있을 수 있다. 또한, 제 2 방사선 빔(136)의 소스(136)는 가변 감쇠기(130) 내에 배치될 수 있거나, 가변 감쇠기의 외부, 또는 가변 감쇠기가 사용되는 리소그래피 장치의 외부에 존재할 수 있다. 상기 소스(139) 및 검출기(137)의 위치는 서로 교환될 수 있다.

제 2 방사선 빔(136)은 제어되어야 할 방사선 빔(138)으로부터 멀리 떨어진 별도의 위치에서 위상 격자들(131, 132)을 통과한다. 따라서, 제 2 방사선 빔은 제어되어야 할 방사선 빔(138)을 간섭하지 않는다. 상기 위상 격자들(131, 132)로 통 과된 제 2 방사선 빔의 검사는 상기 방사선 빔에 대한 가변 감쇠기의 투과 레벨의 직접적인 측정을 제공한다. 이전의 실시예들과 마찬가지로, 제 2 검출기는 가변 감쇠기를 통과하기 이전 또는 이후에 방사선 세기의 정확한 비교를 제공하기 위해, 상기 방사선이 위상 격자들(131, 132)을 통과하기 이전에 상기 방사선을 검사하도록 제공될 수 있다.

제어기(135)는 액추에이터 시스템(133)을 제어하여, 제어되어야 할 방사선 빔(138)에 대한 가변 감쇠기(130)의 요구되는 투과 레벨을 제공하도록, 방사선 검출기(137)로부터 데이터를 사용할 수 있다. 제 2 방사선 빔(136)의 방사선이 제어되어야 할 방사선 빔(138)의 방사선과 상이한 경우, 제 2 방사선 빔(136)에 대한 가변 감쇠기(130)의 투과 레벨은 제어되어야 할 방사선 빔(138)에 대한 가변 감쇠기(130)의 투과 레벨을 직접적으로 반사시키지 않을 수 있다. 하지만, 제어기(135)에는 제 2 방사선 빔(136)에 대한 가변 감쇠기(130)의 투과 레벨로부터, 제어될 방사선 빔(138)에 대한 가변 감쇠기(130)의 투과 레벨을 계산할 수 있는 계산 모듈이 제공될 수 있다. 대안적으로, 제어기는 제어되어야 할 방사선 빔(138)에 대한 가변 감쇠기(130)의 투과 레벨과 제 2 방사선 빔(136)에 대한 가변 감쇠기(130)의 투과 레벨에 관한 캘리브레이션 데이터를 포함하는 메모리를 포함할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 가변 감쇠기(130)는 상이한 위치들 및 대응하는 검출기들에서 위상 격자들(131, 132)을 통과하도록 배치된 복수의 제 2 방사선 빔들을 포함할 수 있다. 상이한 위치들에서 제 2 방사선 빔들에 대한 가변 감쇠기의 투과 레벨들을 비교함으로써, 상기 제어기는 위상 격자들(131, 132)의 상대 각도 및/또는 간격에 요구되는 조정값들을 결정하고, 액추에이터 시스템(133)에 필수적인 제어 신호들을 제공할 수 있다.

증가된 동적 범위 및/또는 분해능(resolution)을 달성하기 위해, 상술된 감쇠기들의 어느 하나 또는 1 이상은 (감쇠되어야 할 방사선이 차례대로 상기 감쇠기들을 통과하도록) 일렬로, 리소그래피 장치의 상황에 맞게 또는 보다 일반적인 상황에 맞게 배치될 수 있다.

제 9 실시예

도 16은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 가변 감쇠기(140)를 도시한다. 상기 제 9 실시예는, 방사선 빔(141)이 부분 반사기(144)를 사용하여 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들(142, 143)로 분할되고, 빔들이 서로 간섭하도록 제 2 부분 반사기(145)에서 제 1 및 제 2 빔 부분들(142, 143)을 재결합시킨다는 점에서, 상술된 제 4 실시예에 대응한다. 제 4 실시예에서와 마찬가지로, 가변 감쇠기(140)에 의해 거절된 방사선을 흡수하기 위해 방사선 빔 덤프(146)가 제공될 수 있다.

제 4 실시예에서와 마찬가지로, 제 9 실시예는 방사선이 제 2 부분 반사기(145)에서 재결합될 때에 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들(142, 143)로부터의 방사선이 발전적으로 또는 파괴적으로 간섭하도록, 제 1 및 제 2 빔 경로들(142, 143)의 상대 경로 길이를 조정함으로써 가변 감쇠기(140)로부터 출력된 방사선 세기를 조정한다.

제 9 실시예는 제 1 방사선 빔 경로의 경로 길이를 조정하도록 제공된 수단에 의해 제 4 실시예와 상이하다. 특히, 제 9 실시예는 제 1 방사선 빔 경로(142) 의 방사선이 제 1 및 제 2 반사기들(151, 152) 사이에서 여러 번 반사되도록 배치된다. 결과적으로, 제 1 방사선 빔 경로(142)의 경로 길이는 제 1 및 제 2 반사기들(151, 152) 간의 간격을 달리하여 변화될 수 있다.

에를 들어, 도 16에 도시된 구성에서는 제 1 반사기(151)의 위치가 고정되며, 제 2 반사기(152)의 위치는 액추에이터 시스템(153)에 의해 조정될 수 있다. 하지만, 다른 구성들에서는 반사기들의 간격을 제어하기 위해, 하나의 반사기가 작동될 수 있거나, 두 반사기들이 모두 작동될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 액추에이터 시스템은 제 1 및 제 2 반사기들(151, 152)의 상대 방위를 조정하도록 구성될 수 있다.

제 4 실시예와 관련하여 상술된 것과 동일한 방식으로, 액추에이터 시스템은 방사선 빔(141)에 대한 가변 감쇠기(140)의 투과 레벨과 액추에이터 시스템(153)에 제공된 제어 신호들에 관한 캘리브레이션 데이터를 저장하는 메모리(155)를 포함할 수 있는 제어기(154)에 의해 제어될 수 있다.

2 개의 반사기들(151, 152) 사이로 방사선을 여러 번 반사시킴으로써, 반사기의 주어진 이동에 대한 제 1 방사선 빔 경로(142)의 경로 길이의 전체 변화는 대응하는 반사기 이동에 대한, 제 4 실시예에 의해 달성된 경로 길이의 변화보다 크다. 따라서, 제 9 실시예에서 경로 길이를 조정하는 시스템은 제 4 실시예에 제공된 것보다 더 반응적(responsive)이다. 제 1 방사선 빔 경로(142) 내에서의 2 개의 반사기들(151, 152) 간의 반사들의 회수가 더 많을수록, 가변 감쇠기(140)는 단일 반사기의 이동에 더 반응적인 것을 이해할 것이다.

일반적으로, 시스템 내에서 반사기에 요구되는 이동량이 더 적을수록, 이는 더 용이하고 더 신속하게 수행될 수 있다. 예를 들어, 제 4 및 제 9 실시예들에서 사용되는 액추에이터 시스템은 1 이상의 압전 액추에이터들을 포함할 수 있다. 특히, 반사기 및 액추에이터 시스템은 요구되는 표면 평탄도로 폴리싱되고, 반사기를 형성하는 반사성 코팅으로 코팅된, 기판상에 형성된 압전 물질 층을 포함할 수 있다. 압전 물질을 제어하는 제어 신호를 제공하기 위해, 압전 물질의 양쪽에 전극들이 제공될 수 있다. 하지만, 반사기로서 기능하는 압전 물질의 한쪽에 코팅된 반사 물질 층은 상기 전극들 중 하나로서 사용될 수도 있다.

압전 물질의 반응 속도를 최대화하기 위해, 압전 물질 층은 가능한 한 얇게, 예를 들어 약 40 ㎛ 내지 80 ㎛로 얇게 만들어져야 한다. 하지만, 압전 물질을 작동시키는데 요구되는 전력은 얇아질수록 증가한다. 리소그래피 시스템에서 압전 액추에이터를 작동시키는데 요구되는 전력을 증가시키는 것은 바람직하지 않으며, 이는 압전 액추에이터에 요구되는 제어 신호를 제공하는데 있어서 어려움을 증대시키고, 리소그래피 장치의 성능에 부정적인 영향을 주지 않으면서 상기 시스템으로부터 방산(dissipate)되어야 하는 열의 양을 증가시키기 때문이다. 따라서, 압전 액추에이터의 주어진 작동에 대한 제 1 방사선 빔 경로(142)의 경로 길이 변화의 정도 및 이에 따른 스위칭 속도가 최대화될 수 있는 제 9 실시예의 구성과 같은 구성이 유익할 수 있다.

하지만, 상기 시스템을 구성하는 경우, 특히 제 1 방사선 빔 경로(142) 내에서의 제 1 및 제 2 반사기들(151, 152) 간의 반사 회수를 결정하는 경우, 제 1 및 제 2 반사기들(151, 152) 간의 제 1 방사선 빔 경로(142)의 반사 회수를 증가시킴으로써 스위칭 속도가 최대화될 것이지만, 상기 반사기들의 여하한의 위치 오차들의 영향 또한 증대될 수 있다는 것이 고려되어야만 한다는 것을 이해할 것이다.

제 4 및 (제 4 실시예의 변형인) 제 5 실시예와 관련하여 상술된 제 4 실시예의 변형들 및 수정들의 어느 하나 또는 모두는, 특히 액추에이터 시스템들의 제어 정확성을 향상시키기 위해 제 9 실시예에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

상기 설명에서, 도 5에 도시된 것과 같은 방사선 도즈 제어 시스템에서 사용하기 위해 가변 감쇠기를 통과하는 방사선 빔의 감쇠를 신속하게 조정할 수 있는 가변 감쇠기들이 설명되었다. 이러한 시스템에서, 예를 들어 방사선 빔의 제 1 펄스는 감쇠되지 않고 가변 감쇠기(13)를 통과하지만, 상기 펄스를 갖는 에너지의 정밀한 측정이 결정되며, 2 개의 펄스들의 전체 에너지가 단일 펄스에서 요구되는 방사선 도즈를 제공하도록 구성된 종래의 방사선 소스를 사용하여 달성될 수 있는 것보다 상기 요구되는 방사선 도즈에 더 밀접하게 대응하도록, 후속 방사선 펄스가 가변 감쇠기(13)에 의해 감쇠된다.

하지만, 상술된 가변 감쇠기들은 리소그래피 장치 내에 사용되는 다른 방사선 도즈 제어 시스템들에도 사용될 수 있다. 이러한 대안적인 방사선 도즈 제어 시스템의 일 예시는 도 17에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 방사선 빔(160)은, 예를 들어 조명 시스템(161)에 의해 제공된다. 상기 방사선 빔은 대부분의 방사선 빔이 통하게 하나, 상기 방사선 빔의 일부분을 방사선 검출기(164)로 전환시키는 부분 반사기(162)를 통과한다. 도 5에 도시된 방사선 도즈 제어 시스템에서와 마찬가지로, 조명 시스템(161)은 펄스화된 방사선 빔(160)을 제공하고, 검출기(164)는 각각의 방사선 펄스 내의 에너지를 검출하도록 구성된다.

부분 반사기(162)를 통과하는 방사선(165)은 가변 감쇠기(167)로 전달되기 이전에 광학 지연부(optical delay: 166)로 전달된다. 가변 감쇠기(167)는 트리거 유닛(trigger unit: 168)에 의해 제어된다. 상기 트리거 유닛(168)은 제어기(170)로부터 방사선 펄스에 요구되는 전체 에너지를 나타내는 제어 신호, 및 검출기(164)로부터 방사선 펄스의 전체 에너지의 측정치를 수용한다. 이로부터, 트리거 유닛(168)은 방사선 펄스에 요구되는 감쇠를 결정하고, 상기 방사선 펄스가 광학 지연부(166)로부터 수용되는 때에 적절히 감쇠되도록 가변 감쇠기(167)에 필수적인 제어 신호를 제공한다.

광학 지연부(166)에 의해 제공된 지연은, 검출기(164)가 방사선 펄스로부터 에너지를 결정하고, 트리거 유닛(168)이 요구되는 감쇠를 결정하며, 가변 감쇠기(167)가 요구되는 감쇠 레벨로 변화하는 시간을 제공하기에 충분해야 한다는 것을 이해할 것이다. 또한, 가변 감쇠기(167)는 방사선 빔의 연속 펄스들 사이에서 스위칭할 수 있는 감쇠 상태들 사이에서 충분히 신속하게 스위칭하도록 구성되어야 한다. 이러한 시스템은 각 펄스들이 요구되는 도즈를 갖는 펄스화된 방사선 빔의 제공을 허용한다. 따라서, 기판상에 형성될 각각의 패턴은 도 5에 도시된 방사선 도즈 제어 시스템을 사용할 때 요구된 2 개의 펄스들을 사용하기보다는 단일 방사선 펄스를 사용하여 형성될 수 있다.

가변 감쇠기(167)를 스위칭하는 속도가 충분히 빠르고, 방사선 빔의 투과를 실질적으로 방지할 수 있는 경우, 즉 매우 높은 콘트라스트 비(contrast ratio)를 갖는 경우, 도 17에 도시된 방사선 제어 시스템의 또 다른 변형이 사용될 수 있다. 이러한 변형에서, 검출기(164)는 방사선 펄스 세기가 방사선 펄스의 시간 주기에 걸쳐 변동함에 따라, 트리거 유닛(168)에 방사선 펄스 세기의 측정치들을 제공하도록 구성된다. 트리거 유닛(168)은, 방사선 펄스의 전체 에너지가 요구되는 방사선 도즈에 도달할 때까지 방사선 펄스의 측정된 세기를 인티그레이트(integrate)한다. 이 때, 트리거 유닛(168)은 방사선 빔에 대한 최대 투과율 상태로부터 최소 투과율 상태로 스위칭하도록 가변 감쇠기(167)에 제어 신호를 보내며, 방사선 펄스는 요구되는 도즈를 갖는 방사선 출력 펄스를 제공하도록 트리밍된다(trimmed).

본 명세서에서는, 특정 디바이스(예를 들어, 집적 회로 또는 평판 디스플레이)의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 여타의 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 적용예들은 제한하는 것은 아니지만, 집적 회로, 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드, 마이크로-전기기계 디바이스(MEMS), 발광 다이오드(LED) 등의 제조를 포함한다. 또한, 예를 들어 평판 디스플레이에서 본 발명은 다양한 층들, 예를 들어 박막 트랜지스터 층 및/또는 컬러 필터 층의 생성을 돕기 위해 사용될 수 있다.

이상, 광학 리소그래피에 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언 급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예컨대 임프린트 리소그래피(imprint lithography)에서도 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면, 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스내의 토포그래피(topography)는 기판상에 생성되는 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층 안으로 가압될 수 있으며, 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화(cure)된다. 패터닝 디바이스는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남기는 레지스트로부터 이동된다.

결론

이상, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 이는 단지 예시의 방식으로만 제시되었을 뿐 제한하려는 것이 아님을 이해하여야 한다. 당업자라면, 본 발명의 범위와 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 명세서의 형태 및 세부사항의 다양한 변화들이 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위와 한계는 상술된 어느 예시적인 실시예들에 의해 제한되는 것이 아니라, 다음의 청구항 및 그 균등론에 따라서만 한정되어야 한다.

발명의 내용부 및 요약부가 아닌, 발명의 구성 부분은 청구항을 해석하는데 사용되도록 의도된다. 발명의 내용부 및 요약부는 발명자(들)에 의해 의도된 본 발명의 모든 예시적인 실시예가 아닌 1 이상의 예시적인 실시예를 설명할 수 있으며, 따라서 어떠한 방식으로도 본 발명은 첨부된 청구항을 제한하려는 것이 아니다.

본 명세서에 통합되며 그 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 1 이상의 실시예를 예시하며, 또한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고 당업자가 본 발명을 시행하고 사용할 수 있게 하는 역할을 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 리소그래피 장치를 도시하는 도면;

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판으로 패턴을 전사하는 모드를 도시하는 도면;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 엔진(optical engine)들의 구성을 도시하는 도면;

도 5는 본 발명에 따른 리소그래피 장치 내의 가변 감쇠기의 사용을 도시하는 도면;

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 1 실시예를 도시하는 도면;

도 8은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 2 실시예를 도시하는 도면;

도 9a는 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 3 실시예를 도시하는 도면;

도 9b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 가변 감쇠기의 상세도;

도 10은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 4 실시예를 도시하는 도면;

도 11은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 5 실시예를 도시하는 도면;

도 12a 및 12b는 본 발명에 따른, 대안적인 종류의 가변 감쇠기의 작동 원리 를 도시하는 도면;

도 12c는 탤벗(talbot) 간격으로 이격된 위상 격자들을 도시하는 도면;

도 13은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 6 실시예를 도시하는 도면;

도 14는 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 7 실시예를 도시하는 도면;

도 15는 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 8 실시예를 도시하는 도면;

도 16은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 제 9 실시예를 도시하는 도면; 및

도 17은 본 발명에 따른 리소그래피 장치 내의 가변 감쇠기의 대안적인 사용을 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 1 이상의 실시예들을 설명한다. 도면들에서, 동일한 참조번호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있다. 또한, 참조번호의 맨 앞자리 수(들)는 참조번호가 맨 처음 나타난 도면과 동일할 수 있다.

Claims

리소그래피 장치에서 사용하기 적합한 가변 감쇠기에 있어서,

방사선 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성되고,

실질적으로 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 반-투명한(semi-transparent) 반사기들을 포함하고, 상기 방사선 빔은 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 순서대로 통과하며; 및

상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 간격을 제어하도록 구성된 액추에이터 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 1 항에 있어서,

상기 방사선 빔은 빗각(oblique angle)에서 상기 제 1 반-투명한 반사기 상에 입사하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 1 항에 있어서,

상기 액추에이터 시스템에 제어 신호들을 제공하여, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 3 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 가변 감쇠기의 투과 레벨과 상기 제어 신호들 간의 관계에 대응하는 캘리브레이션 데이터(calibration data)를 저장하도록 구성된 메모리를 포함하고;

상기 제어기는 상기 캘리브레이션 데이터를 기초로, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 상대 위치를 측정하도록 구성된 위치 센서 시스템을 더 포함하고,

상기 제어기는 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 측정된 상대 위치를 기초로, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 5 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 입력 제어 신호에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 원하는 상대 위치를 결정하고, 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 원하는 상대 위치와 측정된 상대 위치 간의 차이에 기초하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 5 항에 있어서,

상기 액추에이터 시스템은 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 상대 각도 위치를 제어하도록 더 구성되고;

상기 제어기는 상기 액추에이터 시스템에 제어 신호들을 제공하여, 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 측정된 상대 위치에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 상기 상대 각도 위치를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 3 항에 있어서,

제 1 방사선 빔이 상기 제 1 반-투명한 반사기에 입사하는 각도와 상이한 각도로 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들 중 하나에 입사하는 제 2 방사선 빔을 생성하도록 구성된 소스; 및

상기 제 2 방사선 빔이 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 통과한 후, 상기 제 2 방사선 빔을 검사하도록 구성된 검출기 시스템을 더 포함하고,

상기 검출기 시스템은 상기 가변 감쇠기를 통과하는 상기 제 2 방사선 빔의 세기를 측정하도록 구성되고,

상기 제어기는 상기 제 2 방사선 빔의 측정된 세기를 기초로, 상기 입력 제 어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 8 항에 있어서,

상기 검출기 시스템은 상기 제 2 방사선 빔의 단면을 가로지르는 방사선 세기의 균일성을 측정하도록 더 구성되고;

상기 액추에이터 시스템은 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 상기 상대 각도 위치를 제어하도록 더 구성되며;

상기 제어기는 상기 액추에이터 시스템에 제어 신호들을 제공하여, 상기 제 2 방사선 빔의 단면을 가로지르는 상기 방사선 세기의 상기 측정된 균일성에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 상기 상대 각도 위치를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
리소그래피 장치에서 사용하기 적합한 가변 감쇠기에 있어서,

방사선 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성되고,

상기 방사선 빔을 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로 분할하는 방사선 빔 스플리터(beam splitter);

상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선을 재결합시켜, 재결합된 방사선이 간섭하고 방사선의 출력 빔을 생성하는 방사선 빔 결합기; 및

상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 방사선 빔 경로의 경로길이를 제어하여, 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 상기 방사선의 간섭을 제어하도록 구성된 방사선 빔 경로길이 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 10 항에 있어서,

상기 방사선 빔 경로길이 제어기는, 상기 방사선 빔 경로길이 제어기가 상기 제 1 방사선 빔 경로의 경로길이를 변경할 수 있도록 반사기 및 상기 반사기의 위치를 제어하도록 구성된 액추에이터 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 11 항에 있어서,

상기 액추에이터 시스템에 제어 신호들을 제공하여, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 12 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 감쇠기의 투과 레벨과 상기 제어 신호들 간의 관계에 대응하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성된 메모리를 포함하고,

상기 제어기는 상기 캘리브레이션 데이터를 기초로, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 12 항에 있어서,

제 2 방사선 빔을 생성하고, 상기 빔을 상기 방사선 빔 스플리터로 지향시켜, 상기 제 2 방사선 빔이 상기 제 1 및 제 2 빔 경로들로 분할되고, 상기 방사선 빔 결합기에 의해 재결합되도록 구성된 방사선 소스; 및

상기 제 2 방사선 빔이 상기 방사선 빔 결합기에 의해 재결합되었으면, 상기 제 2 방사선 빔을 검사하도록 구성된 검출기 시스템을 더 포함하고,

상기 제어기는 상기 제 2 방사선 빔의 측정된 세기를 기초로, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 14 항에 있어서,

상기 검출기는 상기 제 2 방사선 빔의 단면을 가로지르는 방사선 세기의 균일성을 측정하도록 더 구성되고,

상기 액추에이터 시스템은 상기 제 1 방사선 빔 경로를 통해 전파하는 방사선 빔에 대한 상기 방사선 빔 경로 제어기의 상기 반사기의 각도를 제어하여, 상기 방사선 빔 결합기에서의 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터의 방사선의 상대 입사 각도를 제어하도록 더 구성되며,

상기 제어기는 상기 액추에이터 시스템에 제어 신호들을 제공하여, 상기 제 2 방사선 빔의 단면을 가로지르는 상기 방사선 세기의 측정된 균일성에 기초하여 상기 방사선 빔 경로길이 제어기의 상기 반사기의 상기 각도를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 10 항에 있어서,

상기 방사선 빔 경로길이 제어기는:

평행한 제 1 및 제 2 반사기들; 및

상기 제 1 및 제 2 반사기들의 간격을 제어하도록 구성된 액추에이터 시스템을 포함하고,

상기 제 1 방사선 빔 경로는 상기 방사선이 상기 제 1 및 제 2 반사기들 사이에서 여러 번 반사되도록 배치되며;

상기 액추에이터 시스템은 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 반사기들의 간격을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
리소그래피 장치에서 사용하기 적합한 가변 감쇠기에 있어서,

방사선 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔의 그 투과 레벨을 조정하도록 구성되고;

제 1 및 제 2 위상 격자들; 및

액추에이터 시스템을 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 위상 격자들은 실질적으로 서로 평행하게 배치되고, 상기 방사선 빔은 초기에 상기 제 1 위상 격자에 입사된 후, 상기 제 2 위상 격자에 입사되며;

상기 각각의 위상 격자들은 제 1 타입의 복수의 영역들 및 제 2 타입의 복수의 영역들을 포함하고,

상기 위상 격자들은, 각각의 위상 격자에 대해, 상기 제 1 타입의 상기 영역들을 통과하는 방사선 빔에 도입된 위상 시프트가 상기 제 2 타입의 상기 영역들에 대해서보다 더 큰 상기 가변 감쇠기에 입력된 방사선 빔의 파장의 1/4이 되도록 구성되며,

상기 액추에이터 시스템은 적어도 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선이 순서대로 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 각각 통과하는 제 1 위치와, 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선이 순서대로 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 2 및 제 1 타입의 영역들을 각각 통과하는 제 2 위치 사이에서, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상대 위치들을 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 17 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 위상 격자들로 통과된 0 차 방사선이 상기 가변 감쇠기의 출력으로서 지향되고;

상기 가변 감쇠기는 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들로 통과된 방사선의 더 높은 양의 차수 또는 더 높은 음의 차수, 또는 그 둘 모두가 지향되는 1 이상의 방사선 덤프(dump)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 17 항에 있어서,

상기 액추에이터 시스템에 제어 신호들을 제공하여, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 19 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 감쇠기의 투과 레벨과 상기 제어 신호들 간의 관계에 대응하는 캘리브레이션 데이터를 저장하도록 구성된 메모리를 포함하고,

상기 제어기는 상기 캘리브레이션 데이터를 기초로, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 19 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상대 위치를 측정하도록 구성된 위치 센서 시스템을 더 포함하고,

상기 제어기는 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 측정된 상대 위치를 기초 로, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 21 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 입력 제어 신호에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 원하는 상대 위치를 결정하고, 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상기 원하는 상대 위치와 상기 측정된 상대 위치 간의 차이에 기초하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 21 항에 있어서,

상기 액추에이터 시스템은 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상대 각도 위치를 제어하도록 더 구성되고,

상기 제어기는 상기 액추에이터 시스템에 제어 신호들을 제공하여, 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상기 측정된 상대 위치에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상기 상대 각도 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 19 항에 있어서,

상기 제 1 방사선 빔과 상이한 위치에서 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들을 통과하도록 지향된 제 2 방사선 빔을 생성하도록 구성된 방사선 소스; 및

상기 제 1 및 제 2 위상 격자들로 통과된 상기 제 2 방사선 빔으로부터 유도 된 0 차 방사선의 세기를 검출하도록 구성된 방사선 검출기를 더 포함하고,

상기 제어기는 상기 방사선 검출기에 의해 측정된 상기 세기를 기초로 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 24 항에 있어서,

상기 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상기 상대 위치와 관련된 정보를 상기 제어기에 제공하는 제 1 센서를 형성하고;

상기 가변 감쇠기는 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔들과 상이한 위치에서 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들을 통과하는 대응하는 방사선 빔을 생성하는 상기 제 1 센서에 대응하는 1 이상의 또 다른 센서를 포함하며;

상기 제어기는 상기 센서들에 의해 제공된 상기 정보를 기초로 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 액추에이터 시스템에 상기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
제 17 항에 있어서,

상기 제 2 위상 격자는 상기 제 1 위상 격자와 이격되고, 상기 제 1 격자의 탤벗 평면(Talbot plane) 또는 상기 제 1 격자의 하프(half)-탤벗 평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.
방사선 도즈 제어기에 있어서,

상기 방사선 도즈 제어기에 의해 수용된 방사선 펄스들 내의 에너지를 결정하도록 구성된 검출기;

제어기; 및

제 1 항, 제 10 항, 또는 제 17 항에 따른 가변 감쇠기를 포함하고,

상기 제어기는 상기 검출기에 의해 결정된 제 1 펄스의 에너지로부터, 제 2 펄스의 요구되는 에너지를 결정하도록 요구되는 전체 방사선 도즈를 제공하고; 상기 가변 감쇠기에 제어 신호를 제공하여, 상기 가변 감쇠기가 상기 제 2 펄스를 감쇠시키도록 상기 가변 감쇠기의 투과 레벨을 요구되는 레벨로 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방사선 도즈 제어기.
방사선 도즈 제어기에 있어서,

상기 방사선 도즈 제어기에 의해 수용된 방사선 펄스 내의 방사선 에너지를 측정하도록 구성된 검출기;

제 1 항, 제 10 항, 또는 제 17 항에 따른 가변 감쇠기;

방사선 펄스가 상기 가변 감쇠기에 입력되기 이전에 시간 지연을 제공하도록 구성된 광학 지연부; 및

상기 검출기에 의해 측정된 방사선 펄스 내의 상기 방사선 에너지에 응답하여, 상기 가변 감쇠기에 제어 신호를 보내도록 구성된 트리거링 유닛(triggering unit)을 포함하고, 상기 방사선 펄스가 상기 가변 감쇠기에 입력되는 때에, 상기 가변 감쇠기는 상기 방사선 펄스의 에너지를 원하는 방사선 도즈로 감쇠시키도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 도즈 제어기.
방사선 도즈 제어기에 있어서,

상기 방사선 도즈 제어기에 의해 수용된 방사선 펄스 내의 방사선 세기를 측정하도록 구성된 검출기;

제 1 항, 제 10 항, 또는 제 17 항에 따른 가변 감쇠기;

방사선 펄스가 상기 가변 감쇠기에 입력되기 이전에 시간 지연을 제공하도록 구성된 광학 지연부; 및

상기 검출기에 의해 측정된 방사선 펄스의 세기에 응답하여, 상기 가변 감쇠기에 제어 신호를 보내도록 구성된 트리거링 유닛을 포함하고, 상기 가변 감쇠기는 상기 방사선 펄스의 에너지를 원하는 방사선 도즈로 트리밍하는데 요구되는 시간에서 최대 투과율 상태로부터 최소 투과율 상태로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 방사선 도즈 제어기.
리소그래피 장치에 있어서,

펄스화된 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템;

상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기를 감쇠시키는, 제 1 항, 제 10 항, 또는 제 17 항에 따른 가변 감쇠기; 및

방사선 펄스의 원하는 세기를 결정하고, 상기 펄스를 상기 원하는 세기로 감쇠시키는데 필요한 상기 가변 감쇠기에, 상기 방사선 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨에 대응하는 제어 신호를 제공하는 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
제 30 항에 있어서,

일렬로 배치된, 제 1 항, 제 10 항, 또는 제 17 항에 따른 복수의 가변 감쇠기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
디바이스 제조 방법에 있어서,

펄스화된 방사선 빔을 변조시키고, 상기 빔을 기판상으로 투영하는 단계를 포함하며;

상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기는 상기 빔이 변조되기 이전에 가변 감쇠기에 의해 감쇠되고, 상기 가변 감쇠기는 상기 방사선 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여 방사선 입력 빔에 대한 그 투과 레벨을 조정하도록 구성되며, 실질적으로 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 포함하고, 상기 방사선 빔은 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들을 순서대로 통과하며,

상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 반-투명한 반사기들의 간격을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
디바이스 제조 방법에 있어서,

펄스화된 방사선 빔을 변조시키고, 상기 빔을 기판상으로 투영하는 단계를 포함하며;

상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기는 상기 빔이 변조되기 이전에 가변 감쇠기에 의해 감쇠되고, 상기 가변 감쇠기는 상기 방사선의 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여 방사선 입력 빔에 대한 그 투과 레벨을 조정하도록 구성되고, 상기 감쇠기는:

상기 방사선 빔을 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로 분할하는 방사선 빔 스플리터; 및

상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선을 재결합시켜, 상기 방사선이 간섭하고 방사선의 출력 빔을 생성하는 방사선 빔 결합기를 포함하며;

상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 방사선 빔 경로의 경로길이를 제어하여, 상기 제 1 및 제 2 방사선 빔 경로들로부터 방사선의 간섭을 제어하도록 방사선 빔 경로길이 제어기를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
디바이스 제조 방법에 있어서,

펄스화된 방사선 빔을 변조시키고, 상기 빔을 기판상으로 투영하는 단계를 포함하며;

상기 펄스화된 방사선 빔의 1 이상의 펄스의 세기는 상기 빔이 변조되기 이전에 가변 감쇠기에 의해 감쇠되고, 상기 가변 감쇠기는 상기 방사선의 빔에 대한 상기 가변 감쇠기의 원하는 투과 레벨을 나타내는 입력 제어 신호에 응답하여, 방사선 입력 빔에 대한 그 투과 레벨을 조정하도록 구성되며, 상기 가변 감쇠기는:

실질적으로 서로 평행하게 배치된 제 1 및 제 2 위상 격자들을 포함하고, 상기 방사선 빔은 초기에 상기 제 1 위상 격자에 입사되고, 상기 방사선 빔이 상기 제 1 위상 격자를 통과한 후, 상기 제 2 위상 격자에 입사되며;

상기 각각의 위상 격자들은 제 1 타입의 복수의 영역들 및 제 2 타입의 복수의 영역들을 포함하고; 상기 위상 격자들은, 각각의 위상 격자에 대해, 상기 제 1 타입의 상기 영역들을 통과하는 방사선에 도입된 위상 시프트가 상기 제 2 타입의 상기 영역들에 대해서보다 더 큰 상기 가변 감쇠기에 입력된 방사선 빔의 파장의 1/4이 되도록 구성되며;

적어도 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선이 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 각각 순서대로 통과하는 제 1 위치와, 상기 제 1 위상 격자의 상기 제 1 및 제 2 타입의 영역들을 통과하는 방사선이 상기 제 2 위상 격자의 상기 제 2 및 제 1 타입의 영역들을 각각 순서대로 통과하는 제 2 위치 사이에서, 상기 입력 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 위상 격자들의 상대 위치들을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
제 32 항의 방법에 따라 제조된 평판 디스플레이.
제 32 항의 방법에 따라 제조된 집적 회로 디바이스.
제 33 항의 방법에 따라 제조된 평판 디스플레이.
제 33 항의 방법에 따라 제조된 집적 회로 디바이스.
제 34 항의 방법에 따라 제조된 평판 디스플레이.
제 34 항의 방법에 따라 제조된 집적 회로 디바이스.