KR20130133092A - 리소그래피 장치, 리소그래피 장치를 유지하는 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

리소그래피 장치, 리소그래피 장치를 유지하는 방법, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20130133092A
KR20130133092A KR1020137030447A KR20137030447A KR20130133092A KR 20130133092 A KR20130133092 A KR 20130133092A KR 1020137030447 A KR1020137030447 A KR 1020137030447A KR 20137030447 A KR20137030447 A KR 20137030447A KR 20130133092 A KR20130133092 A KR 20130133092A
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마르티누스 헨드리쿠스 헨리쿠스 획스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치는, 각각의 방사원 유닛이 패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하는 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛과, 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 성능에 대한 파라미터를 모니터링하도록 구성된 제어 시스템과, 제어 시스템이 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족된 것으로 판정한 때에, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 중의 하나를 교체 유닛으로 교체하도록 구성된 교체 기구를 포함한다.

Description

리소그래피 장치, 리소그래피 장치를 유지하는 방법, 및 디바이스 제조 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS, METHOD FOR MAINTAINING A LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011년 4월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/477,980의 이점을 청구하며, 이 특허 출원은 그 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
발명의 분야
본 발명은 리소그래피 장치, 리소그래피 장치를 유지하는 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 또는 기판의 일부 상에 원하는 패턴을 부여하는 기기이다. 리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC), 평판 패널 디스플레이 및 미세한 피처를 갖는 다른 디바이스 또는 구조체의 제조에 이용될 수 있다. 기존의 리소그래피 장치에서는, 마스크 또는 레티클로 지칭될 수 있는 패터닝 디바이스가 IC, 평판 패널 디스플레이, 또는 다른 디바이스의 개별 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 이용될 수 있다). 이러한 패턴은 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트)(의 일부) 상에, 예컨대 기판 상에 제공되는 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층 위로 이미징을 통해 전사될 수 있다.
회로 패턴 대신에, 패터닝 디바이스는 다른 패턴, 예컨대 컬러 필터 패턴이나 도트 매트릭스를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 기존의 마스크 대신에, 패터닝 디바이스는 회로 또는 다른 적용가능한 패턴을 생성하는 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이를 포함하는 패터닝 어레이를 포함할 수 있다. 기존 마스크 기반 시스템에 비하여 이러한 "마스크 없는" 시스템의 장점은, 패턴이 보다 신속하고 적은 비용으로 제공 및/또는 변화될 수 있다는 점이다.
따라서, 마스크 없는 시스템은 프로그램 가능한 패터닝 디바이스(예를 들어, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스, 등)를 포함한다. 이러한 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이를 이용하여 목표한 패터닝된 빔을 형성하도록 프로그램(예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로)된다. 프로그램 가능한 패터닝 디바이스의 유형은, 마이크로 미러 어레이, 액정 디스플레이(LCD) 어레이, 격자 광 밸브 어레이, 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이 등을 포함한다.
패터닝된 방사선 빔이 예를 들어 어레이로 배열된 복수의 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 이용하여 제공되는 리소그래피 장치에서, 비교적 많은 수의 자기-발광 콘트라스트 디바이스가 이용될 수 있다. 일반적으로, 리소그래피 장치 내에 더 많은 수의 자기-발광 콘트라스트 디바이스가 설치될수록, 각각의 순간에 패턴이 투영될 수 있는 기판 상의 영역이 더 커지게 된다. 따라서, 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 개수가 많아질수록, 기대되는 리소그래피 장치의 처리량이 더 높아지게 된다.
그러나, 방사원을 포함할 수 있는 자기-발광 콘트라스트 디바이스는 약간의 제한된 사용 가능 수명을 가질 수 있다. 자기-발광 콘트라스트 디바이스가 적절하게 작동하는 것을 멈출 때에, 패터닝된 방사선 빔에 의해 기판 상에 형성되는 패턴에서 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 예를 들어 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이 또는 개개의 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 교체하기 위해 리소그래피 장치의 동작이 중지된다.
이 프로세스는, 조작자가 리소그래피 장치의 관련 부분에 대한 액세스를 획득하고, 기존의 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이 또는 개별 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 제거하고, 새로운 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이 또는 새로운 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 설치하고, 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이 또는 개별 자기-발광 콘트라스트 디바이스가 적절하게 정렬되도록 하기 위해 정렬 프로세스를 수행하고, 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이에 대한 액세스를 제공하기 위해 제거된 임의의 부분을 재조립하고, 리소그래피 장치의 동작이 재개될 수 있기 전에 교정 프로세스를 수행함에 따라, 상당한 양의 시간이 소요될 수 있다.
리소그래피 장치 내의 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 개수를 크게 할수록, 자기-발광 콘트라스트 디바이스 중의 임의 것이 장애를 발생할 가능성이 더 커지게 되므로, 신속하고 효율적인 교체 작업이 수행되게 하는 것을 요구하고 있다.
따라서, 현재에는 리소그래피 장치 내에서 효율적으로 활용될 수 있는 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 개수에 한계가 있다. 특히, 리소그래피 장치의 정상적인 처리량이 더 많은 개수의 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 이용함으로써 증가될 수 있지만, 실제로는, 장애가 발생한 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 교체하는 시간 손실로 인해 리소그래피 장치의 전체적인 처리량이 감소될 수도 있다.
따라서, 예를 들어 리소그래피 장치의 처리량을 증가시키거나, 유지하거나 또는 크게 감소시키지 않을 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 이용하는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에에 따라, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하도록 구성된 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 리소그래피 장치는,
패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하도록 구성된 방사원을 각각이 포함하는 복수의 방사원 유닛;
상기 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하도록 구성된 제어 시스템; 및
상기 제어 시스템으로부터의 명령에 응답하여 작동하여, 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상을 교체 유닛으로 교체하도록 구성된 교체 기구를 포함하며,
상기 제어 시스템은, 상기 방사원 유닛 중의 하나의 유닛의 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되면, 하나 이상의 상기 방사원 유닛을 교체하기 위해 상기 교체 기구를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따라, 복수의 방사원 유닛을 포함하고, 각각의 상기 방사원 유닛이 기판 상에 투영될 패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하도록 구성된 방사원을 포함하는, 리소그래피 장치를 유지하는 방법이 제공되며, 상기 방법은,
상기 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하는 단계; 및
모니터링의 결과에 기초하여 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상을 교체 기구를 이용하여 교체 유닛으로 교체하는 단계를 포함하며,
상기 교체 기구는 상기 방사원 유닛의 하나의 방사원 유닛의 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되면 방사원 유닛을 교체하도록 작동된다.
본 발명의 실시예에 따라, 디바이스 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은,
연속하는 기판 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하기 위해 리소그래피 장치를 이용하는 단계; 및
상기 리소그래피 장치를 사용하는 동안 상기 리소그래피 장치를 유지하기 위해 여기에서 설명된 방법을 이용하는 단계를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 대응하는 도면부호가 대응하는 부분을 나타내고 있는 첨부된 도면을 참조하여 예시의 목적으로만 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 리소그래피 장치의 일부에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부에 대한 매우 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3에 따른 리소그래피 장치에 의한 기판 상으로의 투영에 대한 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 구성의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 구성의 다른 변형예를 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예는 예를 들어 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이로 구성될 수 있는 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 포함할 수 있는 리소그래피 장치에 관한 것이다. 이러한 리소그래피 장치에 관한 추가의 정보는 PCT 특허 출원 공개 번호 WO 2010/032224 A2에서 찾을 수 있으며, 이 공개 특허의 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
도 1은 리소그래피 장치의 일부에 대한 개략적인 측단면도이다. 이 실시예에서, 리소그래피 장치는 이하에 보다 상세하게 기술되는 바와 같이 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있는 개별적으로 제어가능한 요소를 포함하지만, 반드시 그럴 필요가 있는 것은 아니다. 리소그래피 장치(1)는 기판을 홀딩하기 위한 기판 테이블(2), 및 기판 테이블(2)을 6 이하의 자유도로 이동시키기 위한 위치 설정기(3)를 포함한다. 기판은 레지스트-코팅된 기판일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기판은 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 상기 기판은 다각형(예를 들어, 직사각형) 기판이다. 일 실시예에서, 상기 기판은 유리 플레이트이다. 일 실시예에서, 상기 기판은 플라스틱 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 호일(foil)이다. 일 실시예에서, 상기 리소그래피 장치는 롤-투-롤(roll-to-roll) 제조에 적합하다.
리소그래피 장치(1)는 복수의 빔을 방출하도록 구성되는 개별적으로 제어가능한 복수의 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)를 더 포함한다. 일 실시예에서, 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)는 방사선 방출 다이오드, 예를 들어 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 폴리머 LED(PLED), 또는 레이저 다이오드(예컨대, 고체상 레이저 다이오드)이다. 일 실시예에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 요소(4)는 청자색 레이저 다이오드이다(예를 들어, Sanyo 모델 번호 DL-3146-151). 이러한 다이오드는 Sanyo, Nichia, Osram, 및 Nitride와 같은 회사에 의해 공급되고 있다. 일 실시예에서, 상기 다이오드는 약 365nm 또는 약 405nm 파장을 갖는 UV 방사선을 방출한다. 일 실시예에서, 다이오드는 0.5 내지 200 mW 범위에서 선택된 출력 파워를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드의 크기(순수한 다이; naked die)는 100 내지 800 마이크로미터의 범위에서 선택된다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 0.5 내지 5 평방 마이크로미터 범위에서 선택된 방출 영역을 갖는다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 5 내지 44도 범위에서 선택된 발산 각을 갖는다. 일 실시예에서, 다이오드는 약 6.4 x 108 W/(m2·sr)와 동일하거나 높은 전체 휘도를 제공하기 위한 구성(예를 들어, 방출 면적, 발산 각, 출력 파워 등)을 갖는다.
자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)는 프레임(5) 상에 배열되고, Y-방향 및/또는 X-방향을 따라 연장될 수 있다. 하나의 프레임(5)만 도시되어 있지만, 리소그래피 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 프레임(5)을 가질 수 있다. 프레임(5) 상에는 렌즈(12)가 추가로 배열된다. 프레임(5) 및 그에 따라 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)와 렌즈(12)는 X-Y 평면에 실질적으로 고정되어 있다. 프레임(5), 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4) 및 렌즈(12)는 액추에이터(7)에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다. 이를 대체하여 또는 이에 더하여, 렌즈(12)는 이러한 특정 렌즈와 관련된 액추에이터에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다. 선택적으로, 각각의 렌즈(12)에 액추에이터가 제공될 수 있다.
자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)는 빔을 방출하도록 구성될 수 있고 투영 시스템(12, 14, 18)은 기판의 타겟부 상으로 빔을 투영하도록 구성될 수 있다. 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4) 및 투영 시스템은 광학 컬럼(optical column)을 형성한다. 리소그래피 장치(1)는 광학 컬럼 또는 그 일부를 기판에 대하여 이동시키기 위한 액추에이터(예를 들면, 모터(11))를 포함할 수 있다. 그 위에 필드 렌즈(14) 및 이미징 렌즈(18)가 배열된 프레임(8)은 액추에이터로 회전가능하게 될 수 있다. 필드 렌즈(14)와 이미징 렌즈(18)의 조합이 이동 가능한 광학기기(9)를 형성한다. 사용 중에, 프레임(8)은 자신의 축(10)을 중심으로, 예를 들어 도 2에서 화살표로 도시된 방향으로 회전한다. 프레임(8)은 액추에이터, 예를 들면 모터(11)를 이용하여 축(10)을 중심으로 회전된다. 또한, 이동 가능한 광학기기(9)가 기판 테이블(2)에 대해 변위될 수 있도록, 프레임(8)은 모터(7)에 의해 Z 방향으로 이동될 수 있다.
그 안에 개구부를 갖는 개구부 구조체(13)가 렌즈(12)와 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4) 사이에서 렌즈(12) 위에 위치할 수 있다. 개구부 구조체(13)는 렌즈(12), 연관된 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4), 및/또는 인접한 렌즈(12)/자기발광 콘트라스트 디바이스(4)의 회절 효과를 제한할 수 있다.
도시된 장치는 프레임(8)을 회전시키고 이와 동시에 광학 컬럼 아래에서 기판 테이블(2) 상의 기판을 이동시킴으로써 이용될 수 있다. 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)는 렌즈(12, 14, 18)가 서로에 대해 실질적으로 정렬될 때 렌즈(12, 14, 18)를 통해 빔을 방출할 수 있다. 렌즈(14, 18)를 이동시킴으로써, 기판 상의 빔의 이미지는 기판의 일부분에 걸쳐 스캔된다. 동시에 광학 컬럼 아래에서 기판 테이블(2) 상의 기판을 이동시킴으로써, 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이미지의 대상이 되는 기판의 부분 또한 이동한다. 컨트롤러의 제어 하에서 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)를 고속으로 "온"과 "오프"(예를 들어, 자기-발광 콘트라스트 디바이스가 "오프"일 때에는 어떠한 출력도 없거나 임계값 미만의 출력을 갖고, 자기-발광 콘트라스트 디바이스가 "온"일 때에는 임계값을 초과하는 출력을 가짐)로 스위칭하고, 광학 컬럼 또는 그 일부의 회전을 제어하고, 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)의 세기를 제어하고, 기판의 속도를 제어함으로써, 원하는 패턴이 기판 상의 레지스트 층에 이미징될 수 있다.
도 2는 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)를 갖는 도 1의 리소그래피 장치의 개략적인 평면도이다. 도 1에 도시된 리소그래피 장치(1)와 유사하게, 리소그래피 장치(1)는 기판(17)을 홀딩하기 위한 기판 테이블(2), 6 이하의 자유도로 기판 테이블(2)을 이동시키기 위한 위치 설정기(3), 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)와 기판(17) 사이의 정렬을 결정하고 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)의 투영에 대하여 기판(17)이 수평인지를 결정하기 위한 정렬/레벨 센서(19)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 기판(17)은 직사각형 형상을 갖지만, 이와 달리 또는 이에 더하여 원형의 기판 또한 처리될 수 있다.
자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)는 프레임(15) 상에 배열된다. 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)는 방사선 방출 다이오드, 예를 들어, 레이저 다이오드, 예컨대 청자색 레이저 다이오드이어도 된다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)는 X-Y 평면으로 연장되는 어레이(21)로 배열될 수 있다.
이러한 어레이(21)는 길게 연장된 라인일 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 어레이(21)는 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)의 1차원 어레이일 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 어레이(21)는 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)의 2차원 어레이일 수 있다.
화살표로 나타낸 방향으로 회전할 수 있는 회전 프레임(8)이 제공될 수 있다. 회전 프레임에는 각각의 자기-발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이미지를 제공하기 위해 렌즈(14, 18)(도 1 참조)가 제공될 수 있다. 리소그래피 장치에는 기판에 대하여 프레임(8) 및 렌즈(14, 18)를 포함하는 광학 컬럼을 회전시키기 위해 액추에이터가 제공될 수 있다.
도 3은 외주부에 렌즈(14, 18)가 구비된 회전하는 프레임(8)에 대한 매우 개략적인 사시도이다. 복수의 빔, 본 예에서는 10개의 빔이, 하나의 렌즈 상에 입사되고, 기판 테이블(2)에 의해 홀딩되는 기판(17)의 타겟부 상에 투영된다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 직선으로 배열된다. 회전가능한 프레임은 액추에이터(미도시)에 의해 축(10)을 중심으로 회전가능하다. 회전가능한 프레임(8)의 회전의 결과, 빔은 연속하는 렌즈(14, 18)(필드 렌즈(14) 및 이미징 렌즈(18)) 상에 입사될 것이고, 각각의 연속하는 렌즈 상에 입사 시에 이에 의해 편향되어 기판(17)의 표면의 일부를 따라 진행하게 되며, 이에 대해서는 도 4를 참조로 더욱 상세히 설명할 것이다. 일 실시예에서, 각각의 빔은 각각의 소스, 즉 자기-발광 콘트라스트 디바이스, 예를 들어 레이저 다이오드(도 3에는 도시하지 않음)에 의해 생성된다. 도 3에 도시된 구성에서, 빔은 편향되고, 세그먼트화된 미러(30)에 의해 함께 모이게 되어, 빔 사이의 거리를 줄이게 되고, 이에 따라 더 많은 수의 빔이 투영될 수 있게 되며, 아래에서 설명하는 분해능 요건을 달성하게 된다.
회전가능한 프레임이 회전함에 따라, 빔은 연속하는 렌즈 상에 입사하고, 렌즈에 빔이 조사될 때마다 빔이 렌즈 표면 상에 입사하는 지점이 이동한다. 이러한 빔은 렌즈 상에 빔이 입사되는 지점에 따라 상이하게(예를 들어 상이한 편향으로) 기판 상에 투영되기 때문에, (기판에 도달할 때의) 빔은 이후의 렌즈를 각각 통과함에 따라 스캐닝 이동을 이루게 될 것이다. 이러한 원리를 도 4를 참조로 더 설명한다. 도 4는 회전가능한 프레임(8)의 일부에 대한 매우 개략적인 평면도이다. 빔의 제1 세트는 B1으로 표기되고, 빔의 제2 세트는 B2로 표기되며, 빔의 제3 세트는 B3로 표기된다. 빔의 각 세트는 회전가능한 프레임(8)의 각각의 렌즈 세트(14, 18)를 통해 투영된다. 회전가능한 프레임(8)이 회전함에 따라, 빔 B1은 스캐닝 이동으로 기판(17) 상에 투영되고, 이에 의해 영역 A14를 스캔하게 된다. 이와 유사하게, 빔 B2는 영역 A24를 스캔하고, 빔 B3은 영역 A34를 스캔한다. 대응하는 액추에이터에 의하여 회전가능한 프레임(8)이 회전함과 동시에, 기판(17) 및 기판 테이블은 D 방향으로 이동되고, 이러한 D 방향은 도 2에 도시된 바와 같이 X 축을 따르게 되어, 영역 A14, A24, A34에서의 빔의 스캐닝 방향에 실질적으로 수직을 이루게 된다. 제2 액추에이터에 의하여 D 방향으로 이동한 결과(예를 들어, 대응하는 기판 테이블 모터에 의하여 기판 테이블이 이동한 결과), 회전가능한 프레임(8)의 연속하는 렌즈에 의해 투영될 때 빔의 연속된 스캔은, 실질적으로 서로 접하도록 투영되고, 그 결과 빔 B1의 각각의 연속하는 스캔에 대해서는 영역(A11, A12, A13, A14)이 실질적으로 접하게 되고(도 4에 도시된 바와 같이, 영역 A11, A12, A13은 이전에 스캔된 영역이고, 영역 A14는는 현재 스캔되는 영역임), 빔 B2의 각각의 연속하는 스캔에 대해서는 영역(A21, A22, A23, 및 A24)이 실질적으로 접하게 되며(도 4에 도시된 바와 같이, 영역 A21, A22, A23은 이전에 스캔된 영역이고, 영역 A24는 현재 스캔되는 영역임), 빔 B3의 각각의 연속하는 스캔에 대해서는 영역(A31, A32, A33 및 A34)이 실질적으로 접하게 된다(도 4에 도시된 바와 같이, 영역 A31, A32, A33은 이전에 스캔된 영역이고, 영역 A34는 현재 스캔되는 영역임). 이에 의하여, 기판 표면의 영역(A1, A2 및 A3)은 회전가능한 프레임(8)을 회전시키는 동안 D 방향으로의 기판의 이동으로 커버될 수 있다. 동일한 렌즈를 통해 복수의 빔을 투영하게 되면, 보다 짧은 시간 프레임으로 (회전가능한 프레임(8)의 동일한 회전 속도로) 전체 기판의 처리가 가능해지는데, 이는 렌즈를 각각 통과할 때마다 복수의 빔이 각각의 렌즈로 기판을 스캐닝하여, 연속하는 스캔에 대해 D 방향으로의 변위가 증가할 수 있게 되기 때문이다. 달리 말하면, 주어진 처리 시간에 대해서, 회전가능한 프레임의 회전 속도는 동일한 렌즈를 통해 기판 상에 복수의 빔이 투영될 때 감소될 수 있고, 이에 의해 고속의 회전 속도로 인한 회전가능한 프레임의 변형, 마모, 진동, 와류 등과 같은 작용을 줄일 수 있게 된다. 일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 빔은 렌즈(14, 18)의 회전의 접선에 대해 일정 각도로 배열된다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 각각의 빔이 인접하는 빔의 스캐닝 경로와 중첩되거나 접하도록 배열된다.
동일한 렌즈에 의해 일시에 복수의 빔이 투영되는 양상의 추가적인 효과는 공차의 완화에서도 발견될 수 있다. 렌즈의 공차로 인하여(위치설정, 광학적 투영 등), 연속하는 영역(A11, A12, A13, A14)(및/또는 영역 A21, A22, A23 및 A24 및/또는 영역 A31, A32, A33 및 A34)의 위치는 서로에 대하여 어느 정도의 위치설정 부정확성을 나타낼 수 있다. 따라서, 연속하는 영역(A11, A12, A13, A14) 사이에 어느 정도의 중첩이 필요할 수 있다. 예컨대 하나의 빔 중 10%가 중첩되는 경우, 이에 의해 처리 속도는 한번에 하나의 빔이 동일한 렌즈를 통하는 경우보다 동일한 10%의 비율만큼 감소될 것이다. 동일한 렌즈를 통해 한번에 5개 이상의 빔이 투영되는 상황에서는, 5개 이상의 투영된 라인마다 동일한 10%의 중첩이 제공될 것이고(마찬가지로, 위에서의 하나의 빔 실시예를 참조), 따라서 전체 중첩이 대략 5 이상의 비율로 2% 이하까지 감소될 것이고, 이에 의해 전체 처리 속도에 대해 현저하게 낮은 효과를 갖게 된다. 마찬가지로, 적어도 10개의 빔을 투영하게 되면, 전체 중첩이 대략 10의 비율로 감소할 수 있다. 즉, 기판의 처리 시간에 대한 공차의 효과는, 동일한 렌즈에 의해 복수의 빔이 일시에 투영되는 특징으로 감소될 수 있다. 이에 더하여 또는 이를 대체하여, 동일한 렌즈에 의해 복수의 빔이 일시에 투영되는 경우 처리에 대한 중첩의 효과가 낮기 때문에, 중첩이 보다 많이 허용될 수 있다(따라서 공차 허용 범위가 더 커짐).
동일한 렌즈를 통해 일시에 복수의 빔을 투영하는 것에 부가하여 또는 이의 대안으로서, 인터레이싱 기술이 이용될 수 있지만, 이는 렌즈 사이에 비교적 더 높은 엄격한 정합을 요할 수 있다. 즉, 동일한 렌즈를 통해 일시에 기판 상에 투영되는 2개 이상의 빔은 상호 간격을 가지고, 리소그래피 장치는 제2 액추에이터를 동작시킴으로써 광학 컬럼에 대해 기판을 이동시켜 빔의 다음 투영이 이러한 간격으로 투영되도록 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 D 방향으로의 그룹 내의 연속하는 빔 사이의 간격을 줄이기 위해서(이에 의해 예를 들어 D 방향으로의 분해능을 더 높이기 위해서), 이러한 빔은 D 방향에 대하여 서로에 대해 비스듬하게 배열될 수 있다. 이러한 간격은 광로에 세그먼트화된 미러(30)를 제공함으로써 추가적으로 감소될 수 있고, 각각의 세그먼트는 빔들의 각각의 빔을 반사시키고, 이러한 세그먼트는 미러 상에 입사될 때의 빔 사이의 간격에 대하여 미러에 의해 반사될 때의 빔 사이의 간격을 줄이도록 구성된다. 이러한 효과는 또한 복수의 광섬유에 의해 달성될 수도 있는데, 각각의 빔이 대응하는 광섬유 상에 입사하고, 이러한 광섬유는, 광로를 따라 광섬유의 상류에서의 빔 사이의 간격에 대해 광섬유의 하류에서의 빔 사이의 간격이 줄어들게 되도록 배열된다.
나아가, 이러한 효과는 복수의 입력을 갖는 집적된 광 도파관 회로를 이용함으로써 달성될 수 있고, 이러한 각각의 입력은 이에 대응하는 빔을 수신하기 위한 것이다. 집적된 광 도파관 회로는, 광로를 따라, 집적된 광 도파관 회로의 상류에서의 빔 사이의 간격에 대하여, 집적된 광 도파관 회로의 하류에서의 빔 사이의 간격이 줄어들도록 구성된다.
기판 상에 투영되는 이미지의 포커스를 제어하기 위한 시스템이 제공될 수 있다. 이러한 구성은, 위에서 논의된 바와 같은 구성에서 광학 컬럼 중 일부 또는 광학 컬럼 모두에 의해 투영되는 이미지의 포커스를 조정하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 각각의 자기-발광 콘트라스트 디바이스는 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 내에 제공될 수 있다. 각각의 이러한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛은 전술한 바와 같이 기판 상에 투영되는 패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하도록 구성되는 방사원을 포함할 수 있다.
리소그래피 장치는 이하 보다 상세하게 기술되는 바와 같이 사용 동안 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하는 제어 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되면, 그 유닛이 교체에 해당하는 것으로 식별되도록 구성된다. 달리 말하면, 제어 시스템은 방사원 유닛의 잠재적인 장애를 예측하여 이 방사원 유닛을 장애 전에 교체할 수 있도록 하기 위해 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 성능을 모니터링할 수 있다.
이것은 적어도 대부분의 경우에 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 장애 전에 교체되도록 하는데 도움을 줄 수 있기 때문에 이로울 것이다. 장애 전에 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 교체하는 것은, 이러한 유닛이 기판 상의 패턴의 노광 동안 장애를 발생하면, 기판 상에 형성된 패턴이 하나 이상의 오류를 포함할 수 있고, 이러한 오류가 기판 또는 기판 상에 형성되는 디바이스 중의 하나의 디바이스의 폐기를 초래하거나 또는 이러한 기판 또는 디바이스를 재작업하기 위한 요구를 초래하거나, 또는 하나 이상의 디바이스의 기능불량을 초래할 수 있기 때문에, 이로울 수 있다.
더욱이, 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하는 것은, 제어 시스템으로 하여금 장애가 발생할 수도 있는 때를 효과적으로 예측할 수 있도록 한다. 따라서, 방사선이 기판에 투영되는 제1 시간 기간 동안 모니터링한 결과, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 교체되어야 하는 것으로 식별되면, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛은 리소그래피 장치가 어떠한 경우이든 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하지 않는 제2 시간 기간 동안 교체될 수 있다. 따라서, 리소그래피 장치에 대한 추가의 비가동 시간이 발생되지 않는다. 이것은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 중의 하나가 작동을 중단하는 때마다 리소그래피 장치의 작동이 유예되는 리소그래피 장치에 비하여 리소그래피 장치의 처리량을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에 따라, 리소그래피 장치는, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 제거하고, 그 위치에 교체 유닛을 설치하도록 구성된 교체 기구를 포함할 수 있다. 특히, 교체 기구는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되는 것에 응답하여 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 해당 유닛을 교체하라는 제어 시스템으로부터의 명령에 응답하여 작동하도록 구성될 수 있다. 따라서, 교체될 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 식별하고, 식별된 유닛의 교체를 실시하기 위한 자동 시스템이 제공된다.
몇몇 구성에서, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛은 개별적으로 교체될 수 있다. 그 경우에, 교체 기구는 특정한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 교체되어야만 하는 것으로 식별되는 때에 특정한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 교체하도록 사용될 수 있다.
일 구성예에서, 복수의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 조합된 유닛으로서 리소그래피 장치 내에 설치될 수도 있다. 이러한 구성에서, 교체 기구는, 조합된 유닛 내의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 중의 임의의 유닛이 교체되어야 하는 것으로 판정되는 때에 이러한 조합된 유닛을 교체하도록 구성될 수 있다. 오프라인(offline)에서, 교체된 조합된 유닛이 폐기될 수 있다. 이와 달리, 교체해야 하는 것으로 식별된 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 교체될 수 있고, 조합된 유닛은 후속하여 리소그래피 장치에의 재설치를 위해 이용 가능하게 될 수도 있다. 이러한 구성에서, 하나 이상의 다른 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛은, 예를 들어 사용 가능한 수명이 어떠한 임계치 아래일 것으로 판정되면, 동시에 교체될 수도 있다. 이러한 판정은 전술한 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 또는 조합된 유닛의 제거 전의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 작동 시간에 기초하여 이루어질 수 있다.
이러한 자동 교체 기구의 제공은 오퍼레이터가 이와 같이 행하는 것에 비하여 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 교체하는데 요구되는 시간을 크게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 인간 조작자가 접근하기 곤란한 지점을 포함한 리소그래피 장치 내에 로봇 시스템이 제공될 수 있으며, 이 로봇 시스템은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 리소그래피 장치로부터 신속하게 연결해제하고, 그 위치에 교체 유닛을 삽입하도록 구성될 수 있다.
리소그래피 장치 내에서의 이러한 교체 메커니즘을 용이하게 하기 위해, 하나 이상의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 및 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 수용하기 위한 리소그래피 장치 내의 하나 이상 수용 지점이 적절하게 구성될 수 있다.
예를 들어, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 사용 동안 리소그래피 장치에 물리적으로 고정하기 위해, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛, 또는 수용 지점, 또는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛과 수용 지점 둘 모두에 적정한 클램핑 기구가 제공될 수 있다. 이러한 클램핑 기구는 예를 들어 작동 가능한 물리적 클램프, 전자기 클램프(electromagnetic clamp), 진공 클램프 또는 다른 적당한 기구를 포함할 수 있다.
더욱이, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 및 수용 지점에는 방사원을 작동시키기 위해 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛에 전기 전원을 제공하도록 적합하게 구성된 전기 접촉부가 제공될 수 있다. 더욱이, 요구되는 때에 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛과 리소그래피 장치의 나머지 간에 제어 신호를 제공하기 위해 하나 이상의 추가의 전기 접촉부가 제공될 수 있다.
리소그래피 장치는 하나보다 많은 타입의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 이용할 수 있다. 이러한 구성에서, 어느 한 종류의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛은 다른 유닛보다 현저하게 짧은 이용 가능 수명을 가질 수도 있다. 그 경우에는, 단지 한 유형의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 모니터링하고 교체하는 것이 필요할 수 있다.
본 설명이 예를 들어 방사원으로서 방사선 방출 다이오드를 포함할 수 있는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 모니터링 및 교체를 언급하고 있지만, 다른 구성의 방사원 또한 본 명세서에 설명된 실시예를 통해 모니터링되고 교체될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예는 반드시 개별적으로 제어 가능할 필요는 없는 복수의 방사원 유닛을 갖는 리소그래피 장치에 적용할 수 있다. 예를 들어, 방사원 유닛의 어레이가 별도의 변조기와 연대하여 이용될 수 있다. 더욱이, 리소그래피 장치의 나머지에 적정한 수정이 이루어진다면, 대안의 방사원이 이용될 수 있다. 예를 들어, 방사원 유닛은 전자 소스 또는 이온 소스를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부에 대한 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)은 리소그래피 장치 내의 수용 지점(41)에 설치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 수용 지점(41)은 리소그래피 장치를 사용하는 동안 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 수용 지점 내에 고정하기 위한 클램프(42)를 포함할 수 있다.
개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 제공된 하나 이상의 전극(43)은 수용 지점(41)에 제공된 하나 이상 전극(44)과 만나도록 구성되어, 예를 들어 파워 서플라이(45)로부터 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 내의 방사원(47)에 전원을 공급할 수 있다. 파워 서플라이(45)는 이하 보다 상세하게 기술되는 바와 같이 제어 시스템(46)에 의해 제어될 수 있다. 도 5에는 도시되지 않았으나, 요구되는 경우, 제어 시스템(46)과 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 간에 제어 신호를 제공하기 위해 하나 이상의 추가의 전극이 제공될 수 있다.
제어 시스템(46)의 명령 하에서 작동하여 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 수용 지점(41)으로 옮기도록 구성되는 교체 기구(50)가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 옮겨질 때, 교체 기구(50)는 방사원 유닛을 처분 유닛(disposal unit)(51)으로 옮길 수 있다. 후속하여, 교체 기구는 일례로 개별적으로 제어가능한 교체 방사원 유닛을 복수 개 포함하고 있는 매거진(52)으로부터 개별적으로 제어가능한 교체 방사원 유닛(40')을 획득하고, 개별적으로 제어가능한 교체 방사원 유닛(40')을 수용 지점(41)에 설치하여, 리소그래피 장치의 작동이 재개되거나 지속되도록 할 수 있다.
위의 설명이 매거진(52)으로부터 교체 유닛(40')을 옮기고 교체 유닛(40')을 수용 지점(41)에 설치하기 전에 하나의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 옮기는 것으로 언급하고 있지만, 이들 단계는 이러한 방식으로 순차적으로 수행될 필요는 없다. 예를 들어, 교체 기구(50)는 새로운 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40')을 매거진(52)으로부터 옮기도록 구성될 수 있으며, 이 새로운 유닛은 기존의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 옮겨지는 것과 동시에 수용 지점(41)에 설치되어도 된다. 이것은 교체 프로세스를 더 고속으로 이루어지게 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 교체 기구(50) 및 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에는, 수용 지점(41)으로부터 처분 유닛(51)으로의 이동 및 매거진(52)으로부터 수용 지점(41)으로의 이동을 위해 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 교체 기구(50)에 일시적으로 연결될 수 있도록 하기 위해 각각 해제 가능한(releasable) 커넥터(53, 54)가 제공될 수 있다. 임의의 적합한 해제 가능한 커넥터로는 예를 들어 물리적 클램프, 전자기 클램프 또는 진공 클램프가 이용될 수 있다.
일 구성예에서, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)은 교환 가능할(interchangeable) 수도 있다. 예를 들어, 매거진(52) 내에 제공된 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 중의 임의의 유닛이 임의의 수용 지점(41)에 있는 임의의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 교체하는데 사용될 수 있다. 이러한 구성은 예를 들어 상이한 지점에 대한 상이한 타입의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 매거진(50) 내에 저장하는 것과 같이 많은 수의 개별적으로 제어가능한 교체 방사원 유닛(40)을 매거진(52) 내에 저장해야 하는 요구를 감소시킬 수 있다.
위에 설명되고 도 5에 도시된 바와 같은 교체가 필요한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 및 이것을 교체할 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 식별하기 위한 자동 시스템의 제공은, 장애가 발생한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 교체함으로써 야기되는 비가동 시간을 크게 방지하거나 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같은 교체 기구(50)의 사용은, 약 10초 정도, 대략적으로는 30초 이하의 시간 간격 내에서 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 교체를 허용할 수 있다. 이러한 구성에서, 새로운 기판이 리소그래피 장치에 로딩되는 시간 기간 동안, 교체될 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 교체를 수행하는 것이 가능할 수도 있다. 달리 말하면, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 중의 하나의 유닛이, 패턴 방사선 빔이 기판 상에 투영되지 않는 시간 기간 동안 교체될 수 있다. 따라서, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 교체는 리소그래피 장치의 추가의 비가동 시간을 발생하지 않고 수행될 수 있다.
이러한 구성에서, 이용될 수 있는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 개수는 장애가 발생한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 교체함으로써 야기되는 리소그래피 장치의 비가동 시간을 증가시키지 않고서도 증가될 수 있다(리소그래피 장치의 가능한 처리량을 증가시킴). 예를 들어, 리소그래피 장치는 비교적 많은 개수의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 포함할 수 있고, 비교적 빈번하게 하나의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 교체될 필요가 있을 것으로 예상된다. 따라서, 성능 파라미터의 모니터링에 의해 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 교체될 필요가 있는 것으로 밝혀질 때, 이러한 교체는 새로운 기판이 로딩되고 있는 동안과 같은 다음의 편리한 기회에 행해지는 것으로 계획될 수 있다. 이것은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 리소그래피 장치의 비가동 시간을 추가하지 않고서도 장애 전에 교체될 수 있도록 한다.
위에서 설명한 구성에서는, 하나의 교체 기구(50)로 충분할 수 있다. 그 경우에, 교체 기구(50)는 리소그래피 장치 내의 복수의 수용 지점(41)의 어떠한 수용 지점에 있는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)도 교체할 수 있도록 구성될 수 있다.
이와 다른 구성으로서, 하나보다 많은 교체 기구(50)가 제공될 수도 있다. 이러한 구성에서, 각각의 교체 기구(50)는 리소그래피 장치 내의 각각의 수용 지점(41)으로부터 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 교체할 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 각각의 교체 기구(50)에 대한 이동 범위가 감소될 수 있다.
다른 대안으로, 복수의 교체 기구(50)의 각각은 임의의 수용 지점(41)으로부터 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 교체할 수 있도록 구성될 수 있다. 그 경우에, 복수의 교체 기구(50)의 제공은 하나보다 많은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 동시에 교체될 수 있도록 할 수 있다. 이것은 하나보다 많은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 한 번에 교체를 요하는 것으로서 식별될 수 있는 것으로 예상되는 경우에 바람직하다. 따라서, 하나보다 많은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 동시에 교체하는 것은, 예를 들어 리소그래피 장치에 새로운 기판을 로딩하는 동안과 같은 이용 가능한 시간 동안에 필요한 교체 모두가 수행될 수 있도록 하는데 도움을 줄 수 있다.
일 실시예에서, 제어 시스템(46)은 파워 서플라이(45)에 의하여 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 공급되는 전류를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 특히, 제어 시스템(46)은, 지정된 세기의 출력 방사선 빔을 공급하기 위하여, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 방사원에 공급되는 전류를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 의하여 출력되는 방사선 빔의 세기를 측정하기 위하여, 예를 들어 다이오드와 같은 방사선 세기 검출기(60)가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)은, 방사선 빔이 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)으로부터 출력되는 때에, 그 방사선 빔이 실질적으로 일정한 방사선 세기를 갖도록, 방사선 세기 센서(60)로부터의 피드백을 이용하여 제어 시스템(46)에 의해 제어될 수 있다. 이 경우에, 제어 시스템(46)에 의해 모니터링되는 성능 파라미터는 필요한 세기의 출력 방사선 빔을 제공하는데 필요한 전기 전류이어도 된다.
방사선 세기 검출기(60)는 시스템 내의 임의의 적정한 지점에 제공될 수 있다. 일례에서, 방사선 세기 검출기(60)는 기판 지지대에 위치되며, 하나보다 많은 방사원 유닛에 대한 출력을 모니터링할 수 있도록 구성될 수 있다. 부가의 또는 대안의 구성에서, 방사선 세기 검출기(60)는 광학 컬럼 내에 위치될 수 있으며, 광학 컬럼 내의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 모두의 출력을 모니터링할 수 있도록 구성될 수 있다. 복수의 별도의 광학 컬럼을 갖는 리소그래피 장치에서, 방사선 세기 검출기(60)는 각각의 광학 컬럼에 대해 제공될 수 있다.
일반적으로, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 내의 방사원(47)에 제공될 전기 전류는 방사원(47)이 장애가 발생할 때까지는 시간이 지남에 따라 증가할 것으로 기대된다. 따라서, 제어 시스템(46)은, 특정한 세기의 출력 방사선 빔을 제공하기 위해 공급되는 전기 전류가 소정의 임계치를 초과하는 때에 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 교체를 요구하는지를 식별하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 리소그래피 장치 내의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 전부에 대해 임계치가 설정될 수 있다. 예를 들어, 임계치는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 최초로 설치된 때에 특정한 세기의 출력 방사선 빔을 제공하기 위해 요구될 것으로 기대되는 전기 전류의 소정의 비율로 설정될 수 있다. 예를 들어, 이것은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 최초로 설치될 때에 요구되는 평균 전기 전류에 대응할 수 있다.
일례에서, 임계치는 요구된 예상 초기 전류의 130%로 설정될 수 있다. 따라서, 이 임계치는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 설치되기 전에 사전에 정해질 수 있다. 따라서, 요구된 세기의 출력 방사선 빔을 제공하기 위해 임의의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 대해 요구된 전기 전류가 임계치를 초과할 때에, 그 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 교체를 위한 것으로 식별될 수 있다.
대안의 구성으로서, 제어 시스템(46)은 리소그래피 장치에 최초로 설치될 때에 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 대해 요구된 전기 전류를 식별할 수 있으며, 각각의 임계치는 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 대해 요구된 초기 전류값에 기초하여 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 대해 보유될 수 있다.
예를 들어, 제어 시스템(46)은, 출력 방사선 빔의 원하는 방사선 세기를 제공하기 위해 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 최초로 설치될 때에 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛에 대해 요구된 초기 전류, 및/또는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛을 교체하여야 하는 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛에 대한 임계 전기 전류를 저장하도록 구성된 메모리를 포함할 수 있다.
이를 대체하여 또는 이에 더하여, 제어 시스템(46)에 의해 모니터링된 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 각각의 유닛의 성능의 파라미터는, 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 내의 방사원(47)에 제공된 전기 전류 대 그 결과의 출력 방사선 빔의 방사선 세기의 비(ratio)가 될 수 있다. 이것은 리소그래피 장치가 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 각각의 유닛으로부터 변화하는 세기의 방사선 빔을 제공하도록 구성된 경우에 더욱 유용한 성능 파라미터가 될 수 있다.
방사원(47)에 제공된 전기 전류와 출력 방사선 세기 간의 관계는 비선형적일 수 있다. 따라서, 위의 비는 방사원(47)에 제공된 특정 레벨의 전기 전류에서, 특정 방사선 세기 레벨에서, 또는 이들의 일정 범위에 걸쳐 모니터링될 수 있다.
개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 교체되어야 하는 것을 제어 시스템(46)이 식별할 수 있는 비의 임계치는, 리소그래피 장치 내의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 모두에 대해 공통적일 수 있으며, 일례로 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 리소그래피 장치에 최초 설치될 때에 기대된 비의 고정된 퍼센트로 설정될 수 있다. 이와 달리, 임계치는 개별적으로 제어가능한 방사원(40)이 리소그래피 장치에 최초로 설치될 때의 비의 초기값에 기초하여 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 대해 저장될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 구성의 변형을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 이 실시예에서는, 방사선 세기 센서(60)가 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 내에 탑재되거나 또는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 상에 탑재되며, 이것은 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 방사원(47)에 의해 제공된 방사선 빔의 세기를 결정하기 위한 구성을 간략화할 수 있다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 구성의 추가의 변형예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 이 실시예에서는, 방사선 세기 센서(60)가 도 6에 도시된 구성과 마찬가지로 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 내에 설치되거나 또는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 상에 설치된다. 그러나, 측정된 세기를 외부 제어 시스템(46)에 제공하는 대신 또는 측정된 세기를 외부 제어 시스템(46)에 제공하는 것에 부가하여, 이 실시예에서는, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 방사선 세기 센서(60)에 의해 검출된 측정 방사선 세기에 응답하여 방사원(47)에 제공되는 전기 전류를 제어하는 제어 유닛(61)을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 제어 유닛(61)은, 방사원(47)에 제공된 전류에 의하여, 사용 시에 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 의해 출력된 방사선 빔에서 실질적으로 일정한 방사선 세기가 제공되도록 하는데, 도움을 주기 위한 피드백 메카니즘을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(61)은 리소그래피 장치의 중앙 컨트롤러(62)에 제어 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 일 구성예에서, 중앙 컨트롤러(62)에 제공된 제어 신호는 방사원(47)에 제공되고 있는 전기 전류에 대응할 수 있다. 따라서, 중앙 컨트롤러(62)는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 교체되어야 하는 때를 결정하기 위해 전술한 바와 같이 전기 전류를 모니터링할 수 있다.
이를 대체하여 또는 이에 더하여, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 내의 제어 유닛(61)은 방사원(47)에 제공된 전기 전류를 모니터링할 수 있으며, 위에서와 같이, 전체 리소그래피 장치에 대해 설정된 임계치 또는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛에 대해 설정된 개별 임계치 중의 하나에 기초하여, 일례로 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 최초로 설치될 때에 요구된 전기 전류에 기초하여, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 교체되어야 하는 때를 식별할 수 있다. 이 경우에, 제어 유닛(61)으로부터 중앙 컨트롤러(62)에 제공된 제어 신호는, 간략하게는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 교체되어야 하는 것으로 식별하기 위한 플래그이어도 된다.
따라서, 중앙 컨트롤러(62)는 그 후 교체 기구(50)에게 그에 따라 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 교체하도록 지시할 수 있다. 이러한 구성은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)과 중앙 컨트롤러(62) 간의 더욱 간편한 통신을 수반하는 것이 이로울 수 있다. 그러나, 이러한 구성의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)은 복잡도가 더 커지게 되고, 그에 따라 더 많은 비용이 들게 될 수 있다.
이러한 구성에서, 제어 시스템은 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 제어 유닛(61)과 중앙 컨트롤러(62)의 조합으로 이루어진 분산 제어 시스템일 것이다.
교체 기구(50), 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 및 수용 지점(41)은, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 임의의 원하는 정확도로 리소그래피 장치 내에 설치될 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에 의해 제공된 출력 방사선 빔의 위치가 리소그래피 장치의 나머지에 대하여 대략 1 ㎛의 정확도 이내로 위치되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 방사선 빔 방향 설정(pointing)의 정확도에 대한 제어 또한 요구될 수 있다. 일례로, 방사선 빔 방향 설정의 각도는 대략 1 mrad의 정확도 내로 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에는 하나 이상의 외부 기준 표면(48)이 제공될 수 있다. 이들은 리소그래피 장치의 각각의 수용 지점(41)에서의 대응하는 기준 표면(49)과 협동하도록 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 원하는 정확도 내로 수용 지점(41)에 설치될 때 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 외측 표면의 위치 및 방위(orientation)를 정밀하게 정하기 위해 기준 표면(48, 49)이 협동, 즉 만날 수 있다.
도 5에 개략적으로 도시된 구성이 각각의 수용 지점에서 2개의 기준 표면(49)을 포함하고, 이 기준 표면이 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 상의 대응하는 쌍의 외측 기준 표면(48)과 협동하고 있지만, 대안의 구성이 이용될 수 있다. 특히, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이 수용 지점(41)에 설치될 때에 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛의 외측 표면의 위치 및 방위를 정하기 위해 하나 이상의 추가 세트의 대응하는 기준 표면(48, 49)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 개략적으로 도시된 구성에서, 추가의 기준 표면(49)이 도면의 평면에 평행하게 배치된 수용 지점(41)에 제공될 수 있으며, 도면의 평면에 수직한 방향 및/또는 도면의 평면에 평행한 방향에서의 수용 지점(41)에 대한 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 위치를 정하기 위해 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40) 상에 제공된 대응하는 외측 기준 표면(48)과 협동하도록 배치될 수 있다.
이러한 구성에서, 각각의 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)은, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 하나 이상의 외측 기준 표면(48)에 대한 출력 방사선 빔의 위치 및/또는 방위가 요구된 공차 내에 있도록 구성될 수 있다. 그 결과, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 수용 지점(41)에 최초로 설치될 때, 수용 지점(41)의 기준 표면(49) 및 그에 따라 리소그래피 장치의 나머지에 관련한 출력 방사선 빔의 위치가 원하는 정확도 범위 내에 있을 수 있다.
하나 이상의 외측 기준 표면(48)에 관련한 개별적으로 제어가능한 방사원(40)의 출력 방사선 빔의 위치 및/또는 방위가 원하는 공차 이내에 있도록 하기 위해, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)은 사용 전에, 즉 리소그래피 장치의 매거진(52)에 제공되기 전에 검사될 수 있다. 더욱이, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)에는 조정 기구, 예컨대 하나 이상의 외측 기준 표면(48)에 관련하여 측정될 때에 원하는 공차 내에 있도록 하는데 도움을 주기 위해 검사에 기초하여 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛에 의해 출력된 방사선 빔의 위치 및/또는 방위의 조정을 가능하도록 할 수 있는 하나 이상의 이동 가능한 광학 요소가 제공될 수 있다.
이를 대체하여 또는 이에 더하여, 교체 기구(50)에는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)으로부터 출력된 방사선 빔의 위치 및/또는 방위를 측정하기 위해 센서(70)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 센서(70)는 리소그래피 장치 내의 고정된 점(point)에 관련하여 위치를 측정할 수 있다. 따라서, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 리소그래피 장치 내의 수용 지점(41)에 설치하는 프로세스 동안, 교체 기구(50)는 설치되고 있는 유닛으로부터 출력된 방사선 빔의 위치 및/또는 방위를 측정할 수 있다.
교체 기구(50)는, 후속하여, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 위치가 수용 지점(41)에 대하여 고정되기 전에, 출력 방사선 빔의 위치 및/또는 방위가 원하는 공차 내에 있을 때까지, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛 전체의 위치 및/또는 방위를 조정하도록 구성될 수 있다. 전술한 구성에 비하여, 이러한 구성은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)을 설치하는 비용을 감소시킨다. 그러나, 교체 기구(50)의 비용 및 복잡도가 더 높아지게 될 수 있다.
전술한 시스템을 통해, 리소그래피 장치가 유지될 수 있다. 특히, 필요한 경우, 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)이 교체될 수 있다. 특히, 시스템은 장애 이전에 교체되어야 하는 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛(40)의 식별을 가능하게 하면서, 예컨대 리소그래피 장치의 비가동 시간 또는 새로운 기판의 로딩 동안과 같이 패터닝된 방사선 빔이 기판 상에 투영되지 않는 기간 동안과 같은 적합한 기회에 방사원 유닛(40)이 교체될 수 있도록 하는데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 리소그래피 장치는 기판 상에 디바이스를 형성하기 위해 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하도록 이용되는 것과 동시에 유지될 수 있다.
디바이스 제조 방법에 따라, 디스플레이, 집적회로, 또는 기타 다른 물품과 같은 디바이스가 패턴이 투영된 기판으로부터 제조될 수 있다.
아래에 일련 번호가 매겨진 단락들에서는 본 발명에 따른 추가의 실시예가 제공된다:
1. 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 투영하도록 구성된 리소그래피 장치는:
패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하도록 구성된 방사원을 각각이 포함하는 복수의 방사원 유닛;
상기 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하도록 구성된 제어 시스템; 및
상기 제어 시스템으로부터의 명령에 응답하여 작동하여 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상을 교체 유닛으로 교체하도록 구성된 교체 기구를 포함하며;
상기 제어 시스템은, 상기 방사원 유닛 중의 하나의 유닛에 대해 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되면, 하나 이상의 상기 방사원 유닛을 교체하도록 상기 교체 기구를 제어하도록 구성된다.
2. 상기 1에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 제어 시스템은 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되는 방사원 유닛만을 교체하도록 상기 교체 기구를 제어하도록 구성된다.
3. 상기 1에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 제어 시스템은 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되는 방사원 유닛을 포함하는 복수의 방사원 유닛을 교체하도록 상기 교체 기구를 제어하도록 구성된다.
4. 상기 1 내지 3 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 모니터링된 하나 이상의 성능 파라미터에 대해 임계값이 설정되며, 방사원 유닛의 모니터링된 성능 파라미터가 상기 임계값을 통과한 때에, 상기 제어 시스템은 상기 방사원 유닛이 교체되어야 하는 것으로 판정한다.
5. 상기 4에 따른 리소그래피 장치에서, 리소그래피 장치 내의 방사원 유닛 모두에 대하여 하나 이상의 성능 파라미터의 하나의 임계값이 설정된다.
6. 상기 4에 따른 리소그래피 장치에서, 각각의 방사원 유닛에 대하여 하나 이상의 성능 파라미터의 임계값이 설정된다.
7. 상기 6에 따른 리소그래피 장치에서, 각각의 방사원 유닛에 대한 하나 이상의 성능 파라미터의 임계값은, 상기 방사원 유닛이 최초로 설치될 때에 결정된 성능 파라미터의 초기값의 특정한 비율(proportion)로서 설정된다.
8. 상기 1 내지 7 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치는, 작동 시에, 방사선이 기판 상에 투영되는 제1 시간 기간과, 방사선이 기판 상에 투영되지 않는 제2 시간 기간이 있도록 구성되며;
상기 제어 시스템은, 상기 제1 시간 기간 동안의 모니터링에 기초하여 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상이 교체되어야 하는 것으로 상기 제어 시스템이 판정한 때에는, 후속하는 상기 제2 시간 기간에서 상기 하나 이상의 방사원 유닛을 교체하기 위해 상기 교체 기구를 제어하도록 구성된다.
9. 상기 1 내지 8 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 제어 시스템에 의해 모니터링되는 하나 이상의 파라미터는, 방사원이 소정의 세기의 방사선을 출력하도록 하기 위해 각각의 상기 방사원 유닛의 방사원에 제공되도록 요구되는 전기 전류 레벨을 포함한다.
10. 상기 1 내지 9 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 제어 시스템에 의해 모니터링되는 하나 이상의 파라미터는, 각각의 상기 방사원 유닛의 방사원에 공급되는 전기 전류 대 상기 방사원에 의해 출력되는 방사선의 세기의 비(ratio)를 포함한다.
11. 상기 9 또는 10에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 제어 시스템은, 상기 방사원 유닛의 외측에 위치하고 상기 방사원 유닛에 제공되는 전기 전류를 측정하도록 구성된 전기 전류 센서를 포함한다.
12. 상기 9 내지 11 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 제어 시스템은, 상기 방사원 유닛의 외측에 위치하고 상기 방사원 유닛에 의해 출력되는 방사선의 세기를 측정하도록 구성된 방사선 세기 센서를 포함한다.
13. 상기 9 내지 11 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 각각의 상기 방사원 유닛은, 상기 방사원에 의해 출력된 방사선의 세기를 측정하고, 측정된 방사선 세기를 표현하는 제어 신호를 상기 제어 시스템에 제공하도록 구성된 방사선 세기 센서를 포함한다.
14. 상기 9 또는 10에 따른 리소그래피 장치에서, 각각의 상기 방사원 유닛은,
상기 방사원에 제공되는 전기 전류를 측정하고, 상기 방사원에 의해 출력된 방사선의 세기를 측정하도록 구성된 센서; 및
상기 방사원 유닛의 교체에 대한 기준이 충족되는지를 상기 센서의 측정치로부터 판정하도록 구성된 제어 유닛을 포함하며,
상기 리소그래피 장치의 제어 시스템은 상기 방사원 유닛의 각각의 제어 유닛과 중앙 컨트롤러를 포함하며,
상기 방사원 유닛의 제어 유닛은, 상기 방사원 유닛의 교체에 대한 기준이 충족된 것으로 각각의 상기 제어 유닛이 판정한 때에, 상기 중앙 컨트롤러에 제어 신호를 보내도록 구성되며,
상기 중앙 컨트롤러는 상기 방사원 유닛의 제어 유닛으로부터의 제어 신호에 기초하여 상기 방사원 유닛을 교체하기 위해 상기 교체 기구를 제어하도록 구성된다.
15. 상기 1 내지 14 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 각각의 상기 방사원 유닛은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛이다.
16. 상기 1 내지 15 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 교체 기구는 상기 방사원 유닛의 임의의 것을 교체할 수 있도록 구성된다.
17. 상기 1 내지 16 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치는 복수의 교체 기구를 포함하며, 각각의 상기 교체 기구는 각각의 복수의 방사원 유닛 중의 하나를 교체 유닛으로 교체하기 위해 상기 제어 시스템의 제어 하에서 작동하도록 구성되며,
상기 리소그래피 장치는 각각의 상기 방사원 유닛이 상기 교체 기구 중의 하나 이상의 교체 기구에 의해 교체될 수 있도록 구성된다.
18. 상기 17에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 리소그래피 장치는 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상이 상기 복수의 교체 기구 중의 하나에 의해 교체될 수 있도록 구성된다.
19. 상기 1 내지 18 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치는, 복수의 교체 방사원 유닛을 보관하도록 구성된 매거진(magazine)을 더 포함하며,
상기 교체 기구는 상기 매거진으로부터 방사원 유닛을 옮기고, 상기 리소그래피 장치에 사용되던 방사원 유닛을 교체하기 위해 이 방사원 유닛을 사용하도록 구성된다.
20. 상기 19에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 리소그래피 장치는, 상기 매거진 내의 방사원 유닛 중의 임의의 방사원 유닛이 상기 리소그래피 장치 내에 사용된 방사원 유닛 중의 임의의 방사원 유닛을 교체하는데 사용될 수 있도록 구성된다.
21. 상기 1 내지 21 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치는, 교체된 방사원 유닛을 수용하도록 구성된 처분 유닛(disposal unit)을 더 포함하며,
상기 교체 기구는 교체된 방사원 유닛을 상기 처분 유닛에 위치시키도록 구성된다.
22. 상기 1 내지 21 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치에서, 각각의 상기 방사원 유닛은 하나 이상의 외측 기준 표면(external reference surface)을 포함하며;
상기 리소그래피 장치는 상기 방사원 유닛의 각각의 방사원 유닛을 수용하도록 구성된 복수의 수용 지점을 포함하며;
각각의 상기 수용 지점은 상기 방사원 유닛의 하나 이상의 기준 표면에 상보하는(complementary) 하나 이상의 기준 표면을 포함하며, 상기 수용 지점의 기준 표면은, 상기 방사원 유닛이 상기 수용 지점에 고정되는 때에, 상기 수용 지점에 관련한 상기 방사원 유닛의 위치 및/또는 방위가 어떠한 요구된 위치 및/또는 방위에 대응하도록 기준 표면들이 만나도록 구성된다.
23. 상기 22에 따른 리소그래피 장치에서, 각각의 상기 방사원 유닛은, 상기 방사원 유닛 내의 방사원의 위치 및/또는 방위가, 미리 정해진 정확도 범위 이내가 되게, 선택적으로는 임의의 위치 오차가 1 ㎛ 미만이거나 및/또는 임의의 방사선 빔 방향 설정 오차가 1 mrad 미만으로 되게, 상기 방사원 유닛의 하나 이상의 외측 기준 표면에 관련하여 미리 정해지도록 형성된다.
24. 상기 22 또는 23에 따른 리소그래피 장치에서, 상기 교체 기구는, 상기 수용 지점의 기준 표면과 상기 방사원 유닛의 기준 표면이 만나도록 교체 방사원 유닛을 상기 수용 지점에 위치시키도록 구성된다.
25. 상기 1 내지 21 중의 어느 하나에 따른 리소그래피 장치는, 상기 방사원 유닛의 각각의 방사원 유닛을 수용하도록 구성된 복수의 수용 지점을 포함하며,
상기 교체 기구는 방사원 유닛으로부터 출력되는 방사선 빔의 위치 및/또는 방위를 결정하기 위해 센서를 포함하며; 수용 지점에 교체 방사원 유닛이 위치될 때에, 상기 교체 기구가 상기 센서로부터의 정보를 이용하여, 상기 수용 지점에 관련한 방사선 빔의 위치 및/또는 방위가 미리 정해진 정확도 범위 이내로 미리 정해진 위치 및/또는 방위에 대응하도록, 선택적으로는 임의의 위치 오차가 1 ㎛ 미만이거나 및/또는 임의의 방사선 빔 방향 설정 오차가 1 mrad 미만으로 되게, 상기 방사원 유닛을 위치시키도록 구성된다.
26. 복수의 방사원 유닛을 포함하고, 각각의 상기 방사원 유닛이 기판 상에 투영될 패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하도록 구성된 방사원을 포함하는, 리소그래피 장치를 유지하는 방법은,
상기 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하는 단계; 및
모니터링의 결과에 기초하여 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상을 교체 기구를 이용하여 교체 유닛으로 교체하는 단계를 포함하며,
상기 교체 기구는 상기 방사원 유닛의 하나의 방사원 유닛의 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되면 방사원 유닛을 교체하도록 작동된다.
27. 디바이스 제조 방법은,
연속하는 기판 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하기 위한 리소그래피 장치를 이용하는 단계; 및
상기 리소그래피 장치를 사용하는 동안 상기 리소그래피 장치를 유지하기 위해 상기 26에 따른 방법을 이용하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서는 집적 회로의 제조에 리소그래피 장치를 이용하는 것에 관해 특별히 언급할 수 있지만, 본원에서 기술된 리소그래피 장치는 다른 응용예를 가질 수 있음을 이해하여야 한다 예를 들면 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 응용예. 통상의 기술자는, 이러한 다른 응용예에 비추어, 본 명세서에서의 "웨이퍼" 또는 "다이"가 각각 더욱 일반적인 용어인 "기판" 또는 "타겟부"의 동의어로서 간주될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(전형적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 장치), 계측 툴, 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 상기 기판 처리 장치와 여타 기판 처리 장치에 본 명세서의 개시 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수도 있다.
"렌즈"라는 표현은, 문맥이 허용하는 곳에서는, 굴절식, 회절식, 반사식, 자기식, 전자기식, 및 정전식 광 요소 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 유형의 광 요소 중의 어떠한 것도 지칭할 수 있다.
위에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 설명된 것과는 다르게 실시될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 위에서 설명한 것과 같은 방법을 기술하는 기기 판독 가능한 명령의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램의 형태, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램을 안에 저장하고 있는 데이터 저장 매체(예를 들어 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크)의 형태를 취할 수도 있다. 또한, 기기 판독 가능한 명령은 2개 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있다. 2개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 매체 상에 저장될 수 있다.
이상의 설명은 예시적인 것이며 한정적인 것은 아니다. 따라서, 이하 제시되는 청구 범위를 벗어남이 없이, 기술된 발명에 수정이 이루어질 수 있다는 점이 통상의 기술자에게는 자명할 것이다.

Claims (19)

  1. 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하도록 구성된 리소그래피 장치에 있어서,
    패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하도록 구성된 방사원을 각각이 포함하는 복수의 방사원 유닛;
    상기 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하도록 구성된 제어 시스템; 및
    상기 제어 시스템으로부터의 명령에 응답하여 작동하여, 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상을 교체 유닛으로 교체하도록 구성된 교체 기구를 포함하며,
    상기 제어 시스템은, 상기 방사원 유닛 중의 하나의 유닛의 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되면, 하나 이상의 상기 방사원 유닛을 교체하기 위해 상기 교체 기구를 제어하도록 구성되는 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 상기 기준이 충족되는 방사원 유닛을 포함하는 복수의 방사원 유닛을 교체하기 위해 상기 교체 기구를 제어하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    모니터링된 하나 이상의 성능 파라미터에 대해 임계값이 설정되며, 상기 방사원 유닛의 모니터링된 성능 파라미터가 상기 임계값을 통과한 때에, 상기 제어 시스템은 상기 방사원 유닛이 교체되어야 하는 것으로 판정하는, 리소그래피 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    각각의 상기 방사원 유닛에 대하여 상기 하나 이상의 성능 파라미터의 임계값이 설정되는, 리소그래피 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 상기 방사원 유닛에 대한 상기 하나 이상의 성능 파라미터의 임계값은, 상기 방사원 유닛이 최초로 설치될 때에 결정된 성능 파라미터의 초기값의 특정한 비율(proportion)로서 설정되는, 리소그래피 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는, 작동 시에, 방사선이 기판 상에 투영되는 제1 시간 기간과, 방사선이 기판 상에 투영되지 않는 제2 시간 기간이 있도록 구성되며,
    상기 제어 시스템은, 상기 제1 시간 기간 동안의 모니터링에 기초하여 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상이 교체되어야 하는 것으로 상기 제어 시스템이 판정한 때에는, 후속하는 제2 시간 기간에서 상기 하나 이상의 방사원 유닛을 교체하기 위해 상기 교체 기구를 제어하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템에 의해 모니터링되는 하나 이상의 파라미터는, 각각의 상기 방사원 유닛의 방사원에 공급되는 전기 전류 대 상기 방사원에 의해 출력되는 방사선의 세기의 비(ratio)를 포함하는, 리소그래피 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    각각의 상기 방사원 유닛은,
    상기 방사원에 제공되는 전기 전류를 측정하고, 상기 방사원에 의해 출력된 방사선의 세기를 측정하도록 구성된 센서; 및
    상기 방사원 유닛의 교체에 대한 기준이 충족되는지를 상기 센서의 측정치로부터 판정하도록 구성된 제어 유닛을 포함하며,
    상기 리소그래피 장치의 제어 시스템은 상기 방사원 유닛의 각각의 제어 유닛과 중앙 컨트롤러를 포함하며,
    상기 방사원 유닛의 제어 유닛은, 상기 방사원 유닛의 교체에 대한 기준이 충족된 것으로 각각의 상기 제어 유닛이 판정한 때에, 상기 중앙 컨트롤러에 제어 신호를 보내도록 구성되며,
    상기 중앙 컨트롤러는 상기 방사원 유닛의 제어 유닛으로부터의 제어 신호에 기초하여 방사원 유닛을 교체하기 위해 상기 교체 기구를 제어하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 상기 방사원 유닛은 개별적으로 제어가능한 방사원 유닛인, 리소그래피 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교체 기구는 상기 방사원 유닛의 임의의 것을 교체할 수 있도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는 복수의 교체 기구를 포함하며, 각각의 상기 교체 기구는 각각의 복수의 방사원 유닛 중의 하나를 교체 유닛으로 교체하기 위해 상기 제어 시스템의 제어 하에서 작동하도록 구성되며,
    상기 리소그래피 장치는, 각각의 상기 방사원 유닛이 상기 교체 기구 중의 하나 이상의 교체 기구에 의해 교체될 수 있도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는, 복수의 교체 방사원 유닛을 보관하도록 구성된 매거진(magazine)을 더 포함하며,
    상기 교체 기구는, 매거진으로부터 방사원 유닛을 옮기고, 상기 리소그래피 장치에 사용되던 방사원 유닛을 교체하기 위해 이 방사원 유닛을 사용하도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는, 교체된 방사원 유닛을 수용하도록 구성된 처분 유닛(disposal unit)을 더 포함하며,
    상기 교체 기구는 교체된 방사원 유닛을 상기 처분 유닛에 위치시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 상기 방사원 유닛은 하나 이상의 외측 기준 표면(external reference surface)을 포함하며;
    상기 리소그래피 장치는 상기 방사원 유닛의 각각의 방사원 유닛을 수용하도록 구성된 복수의 수용 지점을 포함하며;
    각각의 상기 수용 지점은 상기 방사원 유닛의 하나 이상의 기준 표면에 상보하는(complementary) 하나 이상의 기준 표면을 포함하며, 상기 수용 지점의 기준 표면은, 방사원 유닛이 수용 지점에 고정되는 때에, 상기 수용 지점에 대한 상기 방사원 유닛의 위치 및/또는 방위가 특정한 요구된 위치 및/또는 방위에 대응하도록 기준 표면들이 만나도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    각각의 상기 방사원 유닛은, 상기 방사원 유닛 내의 방사원의 위치 및/또는 방위가, 미리 정해진 정확도 범위 이내로, 선택적으로는 임의의 위치 오차가 1 ㎛ 미만이거나 및/또는 임의의 방사선 빔 방향 설정 오차가 1 mrad 미만으로 되게, 상기 방사원 유닛의 하나 이상의 외측 기준 표면에 대하여 미리 정해지도록 형성되는, 리소그래피 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 교체 기구는, 상기 수용 지점의 기준 표면과 상기 방사원 유닛의 기준 표면이 만나도록 교체 방사원 유닛을 수용 지점에 위치시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  17. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리소그래피 장치는, 상기 방사원 유닛의 각각의 방사원 유닛을 수용하도록 구성된 복수의 수용 지점을 포함하며,
    상기 교체 기구는 방사원 유닛으로부터 출력되는 방사선 빔의 위치 및/또는 방위를 결정하기 위해 센서를 포함하며; 수용 지점에 교체 방사원 유닛이 위치될 때에, 상기 교체 기구가 상기 센서로부터의 정보를 이용하여, 상기 수용 지점에 관련한 방사선 빔의 위치 및/또는 방위가 미리 정해진 정확도 범위 이내로, 선택적으로는 임의의 위치 오차가 1 ㎛ 미만이거나 및/또는 임의의 방사선 빔 포인팅 오차가 1 mrad 미만으로 되게, 미리 정해진 위치 및/또는 방위에 대응하게 되도록 상기 방사원 유닛을 위치시키도록 구성되는, 리소그래피 장치.
  18. 복수의 방사원 유닛을 포함하고, 각각의 상기 방사원 유닛이 기판 상에 투영될 패터닝된 방사선 빔의 일부분을 제공하도록 구성된 방사원을 포함하는, 리소그래피 장치를 유지하는 방법에 있어서,
    상기 방사원 유닛의 성능에 대한 하나 이상의 파라미터를 모니터링하는 단계; 및
    모니터링의 결과에 기초하여 상기 방사원 유닛 중의 하나 이상을 교체 기구를 이용하여 교체 유닛으로 교체하는 단계를 포함하며,
    상기 교체 기구는 상기 방사원 유닛의 하나의 방사원 유닛의 모니터링된 성능 파라미터에 기초하여 기준이 충족되면 방사원 유닛을 교체하도록 작동되는,
    리소그래피 장치를 유지하는 방법.
  19. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    연속하는 기판 상에 패터닝된 방사선 빔을 투영하기 위해 리소그래피 장치를 이용하는 단계; 및
    상기 리소그래피 장치를 사용하는 동안 상기 리소그래피 장치를 유지하기 위해 청구항 18에 따른 방법을 이용하는 단계
    를 포함하는 디바이스 제조 방법.
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