KR20140107435A - 리소그래피 장치, 세트포인트 데이터를 제공하는 장치, 디바이스 제조 방법, 세트포인트 데이터를 제공하는 방법, 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하고, 그리고 더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것, 및 계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여, 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값을 제공하는 장치 또는 방법으로서, 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있는, 장치 또는 방법.

Description

리소그래피 장치, 세트포인트 데이터를 제공하는 장치, 디바이스 제조 방법, 세트포인트 데이터를 제공하는 방법, 및 컴퓨터 프로그램{A LITHOGRAPHY APPARATUS, AN APPARATUS FOR PROVIDING SETPOINT DATA, A DEVICE MANUFACTURING METHOD, A METHOD FOR PROVIDING SETPOINT DATA AND A COMPUTER PROGRAM}
관련 출원들에의 상호-참조
본 출원은 2012 년 1 월 12 일 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/586,053 호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 특허 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 원용되어 있다.
분야
본 발명은 리소그래피 또는 노광 장치, 세트포인트 데이터를 제공하는 장치, 디바이스 제조 방법, 세트포인트 데이터를 제공하는 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관련된다.
리소그래피 또는 노광 장치는 원하는 패턴을 기판 또는 기판의 부분 상에 적용하는 기계이다. 이 장치는, 예를 들어 집적 회로(ICs), 평판 패널 디스플레이 및 미세 피처를 가지는 다른 디바이스 또는 구조체의 제조에 사용될 수 있다. 기존의 리소그래피 또는 노광 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. 이 패턴은 예컨대 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층 상에의 이미징을 통해 기판(예컨대 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트)(또는 기판의 일부분)에 전사될 수 있다. 유사한 관점에서, 노광 장치는 원하는 패턴을 기판(또는 그 일부) 상에 또는 내에 형성하는 데에 방사선 빔을 사용하는 기계이다.
회로 패턴 대신에, 패터닝 디바이스는 다른 패턴, 예를 들어 컬러 필터 패턴, 또는 도트의 매트릭스를 생성하는데 사용될 수 있다. 기존 마스크 대신에, 패터닝 디바이스는 회로 또는 다른 도포가능한 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 프로그램가능한 패터닝 디바이스(예를 들어, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스 등)를 포함한다. 이러한 프로그램가능한 패터닝 디바이스는, 개별적으로 제어가능한 요소의 어레이를 이용하여 요구되는 패터닝된 빔을 형성하도록 프로그램(예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로)된다. 프로그램가능한 패터닝 디바이스의 유형은, 마이크로 미러 어레이, 액정 디스플레이(LCD) 어레이, 격자 광 밸브 어레이, 자기 발광 콘트라스트 디바이스의 어레이, 셔터 요소/매트릭스 등을 포함한다. 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 또한, 예를 들어 기판 상에 투영된 방사선의 스팟을 이동시키거나 또는 간헐적으로 방사선 빔을 기판으로부터, 예를 들어 방사선 빔 흡수체로 디렉팅하도록 구성되는 전기 광학 편향기로부터 형성될 수 있다. 이러한 배치구성물 모두에서, 방사선 빔은 연속적일 수도 있다.
기판과 같은 타겟 상에 형성될 원하는 디바이스 패턴은 GDSII와 같은 벡터 디자인 패키지를 사용하여 정의될 수도 있다. 이러한 디자인 패키지로부터의 출력 파일은 원하는 디바이스 패턴의 벡터-기반 표현이라고 지칭될 수도 있다. 마스크 없는 시스템에서, 벡터-기반 표현은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 구동하기 위한 제어 신호를 제공하기 위하여 처리될 것이다. 제어 신호는, 예를 들어 복수의 자기 발광 콘트라스트 디바이스, 또는 마이크로-미러 어레이로 적용될 세트포인트(예를 들어 전압 또는 전류)의 시퀀스를 포함할 수도 있다.
벡터-기반 표현을 제어 신호로 변환하기 위한 처리는 벡터-기반 표현을 도즈 패턴의 래스터화된 표현으로 변환하는 하나 이상의 단계를 포함할 수도 있다. 이러한 처리는 기판의 및/또는 기판 상의 이전에 형성된 패턴의, 패터닝 디바이스에 상대적인 정렬 변동을 정정하는 하나 이상의 단계를 포함할 수도 있다. 이러한 처리는 래스터화된 표현을 세트포인트 값의 시퀀스로 변환하는 하나 이상의 단계를 포함할 수도 있다. 이러한 처리는 복잡한 계산 및/또는 큰 데이터 볼륨을 수반할 수도 있다. 예를 들어, 래스터화 그리드 및 스팟 노광 그리드(개별 방사선 빔이 스팟 노광을 형성하는 공칭 위치를 정의함) 간의 매핑을 수행하는 것이 필요할 수도 있다. 스팟 노광 그리드는 복잡하고 및/또는 비정규적일 수도 있다. 실시간으로(예를 들어 기판이 노광되는 것과 동시에) 수행되는 이러한 처리의 단계들에 대해서, 계산이 완전히 신속한 것이 중요할 수도 있다.
스팟 노광 그리드의 분해능은 애플리케이션에 의존할 것이다. 높은 분해능 애플리케이션에 대하여, 스팟 노광 그리드의 분해능은 통상적으로 생성될 도즈 패턴의 분해능에 의하여 결정될 것이다. 더 낮은 분해능 애플리케이션에 대하여, 스팟 노광 그리드의 분해능은 통상적으로 규정된 시간 기간 내에 전체 기판을 조사하기 위한 총 전력에 의하여 결정될 것이다.
낮은 분해능 애플리케이션에서, 스팟 노광 그리드의 분해능은 따라서 도즈 패턴의 분해능보다 상당히 더 높을 수 있다. 높은 분해능 스팟 노광 그리드를 생성할 수 있는 시스템에서 사용하기에 적합한 제어 신호를 제공하는 것은, 일반적으로 더 낮은 분해능 시스템에서 사용하기에 적합한 제어 신호를 제공하는 것보다 더 많은 계산 리소스를 수반할 것인데, 이것이 비용을 증가시키고 및/또는 쓰루풋을 제한한다.
낮은 분해능 스팟 노광 그리드의 콘텍스트에서 높은 전력이 제공될 수 있도록 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 재구성하는 것이 가능하다. 그러나, 프로그램가능한 패터닝 디바이스의 속성을 변경시키는 것은 낮은 및 높은 분해능 시스템 사이에서 공통인 컴포넌트들의 개수를 감소시키는데, 이것은 바람직하지 않다.
예를 들어, 프로그램가능한 패터닝 디바이스에 대한 제어 신호를 제공하는 것과 연관된 비용을 감소시키거나 최소화하면서, 공칭적으로 높은 분해능 리소그래피에 대하여 구성되는 시스템이 더 낮은 분해능 애플리케이션에 대하여 사용될 수 있도록 허용하는 방법 및/또는 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, 노광 장치로서, 개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스; 상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템; 및 원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하도록 구성되는 콘트롤러로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는, 콘트롤러를 포함하고, 상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 및 상기 콘트롤러는: 더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및 계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여, 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값을 제공하도록 구성되는, 노광 장치가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 노광 장치에게 세트포인트 데이터를 제공하는 장치로서, 상기 노광 장치는 개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하고 상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는, 장치로서, 데이터 처리 유닛으로서: 원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하되, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하도록; 그리고 상기 타겟 도즈 값을 적용하는 빔을 제공하기 위하여 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하기 위한 세트포인트 데이터의 시퀀스를 계산하도록 구성되는 데이터 처리 유닛을 포함하고, 상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고 상기 데이터 처리 유닛은: 더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및 계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여, 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값을 제공하도록 구성되는, 장치가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 타겟이 원하는 도즈 패턴으로써 조사되어야 하는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 타겟을 조사하기 위하여 사용되어야 하는, 복수의 방사선 빔들 각각에 대한 타겟 도즈 값을 계산하는 단계로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 대상인 상기 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는, 단계; 및 계산된 타겟 도즈 값을 가지는 상기 방사선 빔을 투영하여 스팟 노광을 형성하는 단계를 포함하고, 생성될 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서의 타겟 도즈 값은: 더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및 계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여 제공되는, 방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 노광 장치에게 세트포인트 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 노광 장치는 개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하고 상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는, 방법으로서, 원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하는 단계로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는 단계; 및 상기 타겟 도즈 값을 적용하는 빔을 제공하기 위하여 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하기 위한 세트포인트 데이터의 시퀀스를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값은: 더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및 계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여, 제공되는, 방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 노광 장치에 대한 세트포인트 데이터를 계산하는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 노광 장치는 개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하고 상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는, 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서로 하여금: 원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하는 단계로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는 단계; 및 상기 타겟 도즈 값을 적용하는 빔을 제공하기 위하여 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하기 위한 세트포인트 데이터의 시퀀스를 계산하는 단계를 수행하도록 명령하는 코드를 포함하고, 상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값은: 더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및 계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여 제공되는, 컴퓨터 프로로그램이 제공된다.
본 발명의 실시예가 오직 예시를 통하여, 대응하는 참조 심벌들이 대응하는 부분을 표시하는 첨부된 개략도를 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 또는 노광 장치의 부분을 묘사한다;
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 의 장치의 부분의 평면도를 묘사한다;
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 또는 노광 장치의 일부에 대한 고도로 개략적인 사시도를 묘사한다;
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따르는, 도 3 에 따른 장치에 의한 기판 상으로의 투영에 대한 개략적인 평면도를 묘사한다;
도 5 는 본 발명의 일 실시예의 부분을 단면도에서 묘사한다;
도 6 은 원하는 디바이스 패턴의 벡터-기반 표현을 제어 신호로 변환하는 데이터-경로의 일부를 묘사한다;
도 7 은 스팟 노광 그리드의 일부를 묘사한다;
도 8 은 래스터화 그리드(rasterization grid)의 일부를 묘사한다;
도 9 는 모자이크형인(tessellating) 수퍼-픽셀 지역이 있는 더 낮은 분해능 그리드의 부분을 묘사한다;
도 10 은 중첩하는(비-모자이크형인) 수퍼-픽셀 지역이 있는, 도 10 의 더 낮은 분해능 그리드의 부분을 묘사한다;
도 11 은 수퍼-픽셀 지역에 구현된 스팟 노광을 통한 원하는 도즈 패턴의 형성 동안의 시퀀스를 예시한다; 그리고
도 12 는 로컬 계산 유닛을 묘사한다.
본 발명의 일 실시예는 예를 들어 자기-발광 콘트라스트 디바이스의 어레이 또는 어레이들로 구성될 수도 있는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함할 수도 있는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치에 관련된 다른 정보는 PCT 특허 출원 공개 번호 제 WO 2010/032224 A2 호, 미국 특허 출원 공개 번호 제 US 2011-0188016 호, 미국 특허 출원 번호 제 US 61/473636 호 및 미국 특허 출원 번호 제 61/524190 호에서 발견될 수도 있는데, 이들은 그 전체로서 원용에 의하여 본 명세서에 통합된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예는, 예를 들어 위에 논의된 것들을 포함하는 임의의 형태의 프로그램가능한 패터닝 디바이스와 함께 사용될 수도 있다.
도 1 은 리소그래피 또는 노광 장치의 부분의 개략적인 측단면도를 개략적으로 묘사한다. 이러한 실시예에서, 이 장치는 아래에서 더 상세히 논의되는, X-Y 평면에서 실질적으로 고정된 개별적으로 제어가능한 요소를 가지는데, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 이 장치(1)는 기판을 홀딩하기 위한 기판 테이블(2), 및 기판 테이블(2)을 6 까지의 자유도로 이동시키기 위한 위치 설정기(3)를 포함한다. 기판은 레지스트코팅된 기판일 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 기판은 다각형(예를 들어 사각형) 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 유리 플레이트이다. 일 실시예에서, 기판은 플라스틱 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 호일이다. 일 실시예에서, 장치는 롤-투-롤 제조에 적합하다.
이 장치(1)는 또한 복수의 빔을 방출하도록 구성되는 복수의 개별적으로 제어가능한 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 포함한다. 일 실시예에서, 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 발광 다이오드(LED), 유기 LED(OLED), 폴리머 LED(PLED), 또는 레이저 다이오드(예컨대, 솔리드 스테이트 레이저 다이오드)와 같은 방사선 방출 다이오드이다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어가능한 요소(4)의 각각은 청자색 레이저 다이오드(예를 들어, Sanyo 모델 번호 DL-3146-151)이다. 이러한 다이오드는 Sanyo, Nichia, Osram, 및 Nitride와 같은 회사에 의해 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 다이오드는, 예를 들어 약 365 nm 또는 약 405 nm의 파장을 갖는 UV 방사선 빔을 방출한다. 일 실시예에서, 다이오드는 0.5 - 200 mW 범위에서 선택된 출력 파워를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드(순수한(naked) 다이)의 크기는 100 내지 800 마이크로미터의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 0.5 - 5 마이크로미터2에서 선택된 발광 면적을 갖는다. 일 실시예에서, 레이저 다이오드는 5 - 44 도의 범위에서 선택된 발산각을 갖는다. 일 실시예에서, 다이오드는 약 6.4 x 108 W/(m2·sr)보다 크거나 동일한 전체 휘도를 제공하기 위한 구성(예컨대, 발광 면적, 발산각, 출력 파워 등)을 갖는다.
자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 프레임(5) 상에 배치되고 Y-방향 및/또는 X-방향을 따라 연장할 수 있다. 하나의 프레임(5)만 도시되어 있지만, 이 장치는 도 2 에 도시된 바와 같이 복수의 프레임(5)을 가질 수도 있다. 더 나아가, 렌즈(12)가 프레임(5) 상에 배치된다. 프레임(5) 및 그에 따른 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)와 렌즈(12)는 X-Y 평면에서 실질적으로 정지 상태이다. 프레임(5), 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4) 및 렌즈(12)는 액추에이터(7)에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 렌즈(12)는 특정한 렌즈에 관련된 액추에이터에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다. 필요한 경우, 각각의 렌즈(12)에는 액추에이터가 제공될 수 있다.
자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 빔을 방출하도록 구성될 수 있으며, 투영 시스템(12, 14, 18)은 빔을 기판의 타겟부 상으로 투영하도록 구성될 수 있다. 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4) 및 투영 시스템은 광 컬럼을 형성한다. 리소그래피 장치(1)는 광 컬럼 또는 그 일부를 타겟에 대해 이동시키기 위한 액추에이터(11)(예컨대, 모터)를 포함할 수 있다. 필드 렌즈(14) 및 이미징 렌즈(18)가 위에 배치된 프레임(8)은 액추에이터로써 회전가능하게 될 수 있다. 필드 렌즈(14)와 이미징 렌즈(18)의 조합은 이동 가능한 광학장치(9)를 형성한다. 사용 시에, 프레임(8)은 자신의 축(10) 주위에서, 예를 들어 도 2 의 화살표에 의하여 표시된 방향으로 회전한다. 프레임(8)은 액추에이터(11), 예컨대 모터를 이용하여 축(10) 주위에서 회전된다. 또한, 프레임(8)은 이동 가능한 광학장치(9)가 기판 테이블(2)에 관하여 변위될 수 있도록 모터(7)에 의해 Z-방향으로 이동될 수 있다.
안에 개구부를 갖는 개구부 구조체(13)가 렌즈(12) 위에서 렌즈(12) 및 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4) 사이에 위치될 수 있다. 개구부 구조체(13)는 렌즈(12), 연관된 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4), 및/또는 인접한 렌즈(12)/자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 회절 효과를 제한할 수 있다.
도시된 장치는 프레임(8)을 회전시키고 동시에 광 컬럼 아래의 기판 테이블(2) 상의 기판을 이동시킴으로써 사용될 수 있다. 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 렌즈(12, 14, 18)가 서로 실질적으로 정렬되면 이러한 렌즈를 통과하여 빔을 방출할 수 있다. 렌즈(14 및 18)를 이동시킴으로써, 기판 상의 빔의 이미지가 기판의 부분 상에서 스캔된다. 광 컬럼 아래의 기판 테이블(2) 상에서 기판을 동시에 이동시킴으로써, 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이미지에 노출되는 기판의 부분도 역시 이동한다. 컨트롤러의 제어 하에 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 고속으로 "온" 및 "오프"로 스위칭함으로써(예컨대, 이것이 "오프"일 때에는 출력이 없거나 임계치 아래의 출력을 갖고, 이것이 "온"일 때에는 임계치 위의 출력을 가짐), 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 세기를 제어함으로써, 그리고 기판의 속도를 제어함으로써, 요구된 패턴이 기판 상의 레지스트층 내에 이미징될 수 있다.
도 2 는 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)를 가지는 도 1 의 장치의 개략적 평면도를 묘사한다. 도 1 에 도시된 장치(1)와 마찬가지로, 이 장치(1)는 기판(17)을 홀딩하기 위한 기판 테이블(2), 기판 테이블(2)을 6 자유도로까지 이동시키기 위한 위치 설정기(3), 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)와 기판(17) 간의 정렬을 판정하고 그리고 기판(17)이 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 투영에 대하여 레벨(level) 상태인지 여부를 판정하기 위한 정렬/레벨 센서(19)를 포함한다. 묘사된 바와 같이, 기판(17)은 사각형 형상을 가지는데, 하지만 이에 추가하거나 이를 대체하여 원형의 기판이 처리될 수 있다.
자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 프레임(15) 상에 배치된다. 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 방사선 방출 다이오드, 예를 들어, 레이저 다이오드, 예컨대 청자색 레이저 다이오드이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)는 X-Y 평면에서 연장하는 개별적으로 어레이(21)로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 이러한 어레이(21)는 기다란 라인일 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(21)는 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 단일 차원 어레이일 수 있다. 일 실시예에서, 어레이(21)는 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이차원 어레이일 수 있다.
화살표에 표시된 방향으로 회전할 수 있는 회전하는 프레임(8)이 제공될 수 있다. 회전하는 프레임에는 각각의 자기 발광 콘트라스트 디바이스(4)의 이미지를 제공하기 위한 렌즈(14, 18)(도 1 에 도시함)가 제공될 수 있다. 장치에는 프레임(8) 및 렌즈(14, 18)를 포함하는 광 컬럼을 기판에 대하여 회전시키기 위한 액추에이터가 제공될 수 있다.
도 3 은 그 둘레에 렌즈(14, 18)가 제공된 회전하는 프레임(8)의 매우 개략적인 사시도를 묘사한다. 복수의 빔, 이 예에서는 10 개의 빔이 렌즈 중 하나 상에 입사하고, 기판 테이블(2)에 의하여 홀딩되는 기판(17)의 타겟부 상에 투영된다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 직선으로 배치된다. 회전 가능한 프레임은 액추에이터(미도시)를 사용하여 축(10) 주위에서 회전 가능하다. 회전 가능한 프레임(8)의 회전의 결과로서, 빔은 연속 렌즈(14, 18)(필드 렌즈(14) 및 이미징 렌즈(18)) 상에 입사할 것이고, 각각의 연속 렌즈 상에 입사하면, 그에 의하여 편향되어 기판(17)의 표면의 부분을 따라 이동할 것인데, 이는 도 4 를 참조하여 더 상세하게 설명되는 바와 같다. 일 실시예에서, 각각의 빔은 개별적인 소스, 즉 자기 발광 콘트라스트 디바이스, 예를 들어 레이저 다이오드(도 3 에는 미도시)에 의하여 발생된다. 도 3 에서 묘사되는 구성에서, 빔들 사이의 거리를 감소시키기 위하여 세그먼트화된 미러(30)에 의하여 편향되고 함께 모아져서, 이를 통하여 많은 수의 빔이 동일한 렌즈를 통하여 투영되게 하고 아래에서 논의될 분해능 요구사항을 달성한다.
회전 가능한 프레임이 회전함에 따라, 빔은 연속하는 렌즈 상에 입사하고, 렌즈에 빔이 조사될 때마다 빔이 렌즈 표면 상에 입사하는 지점이 이동한다. 빔이 렌즈에의 빔의 입사 지점에 따라 상이하게(예컨대, 상이한 편향으로) 기판 상에 투영되므로, 빔(기판에 도달할 때의)은 후속 렌즈의 각각의 통과로 스캐닝 이동을 만들게 될 것이다. 이러한 원리는 도 4 를 참조하여 더 설명된다. 도 4 는 회전 가능한 프레임(8)의 부분의 매우 개략적인 상면도를 묘사한다. 빔의 제 1 세트는 B1 으로 표시되고, 빔의 제 2 세트는 B2 로 표시되며, 빔의 제 3 세트는 B3 으로 표시된다. 빔의 각 세트는 회전 가능한 프레임(8)의 각 렌즈 세트(14, 18)를 통해 투영된다. 회전 가능한 프레임(8)이 회전함에 따라, 빔(B1)은 스캐닝 이동 시에 기판(17) 상으로 투영되고, 이에 의해 영역(A14)을 스캐닝하게 된다. 유사하게, 빔(B2)은 영역(A24)을 스캐닝하고 빔(B3)은 영역(A34)을 스캐닝 한다. 대응하는 액추에이터에 의해 회전 가능한 프레임(8)이 회전되는 것과 동시에, 기판(17) 및 기판 테이블은 방향(D)으로 이동되고, 이러한 방향은 도 2 에 도시된 것처럼 X 축과 나란할 수 있으며, 따라서 영역(A14, A24, A34) 내의 빔의 스캐닝 방향에 실질적으로 수직하다. 제 2 액추에이터에 의한 방향(D)으로의 이동의 결과로서(예를 들면, 대응하는 기판 테이블 모터에 의한 기판 테이블의 이동), 회전 가능한 프레임(8)의 연속되는 렌즈에 의해 투영될 때의 빔의 연속되는 스캔은 서로 실질적으로 인접하도록 투영되고, 그 결과 빔(B1)의 각각의 연속되는 스캔에 대한 실질적으로 인접한 영역(A11, A12, A13, A14)(도 4 에 도시된 것처럼 영역(A11, A12, A13)은 이전에 스캐닝되고 영역(A14)은 현재 스캐닝되는 중), 빔(B2)에 대한 영역(A21, A22, A23 및 A24)(도 4 에 도시된 것처럼 영역(A21, A22, A23)은 이전에 스캐닝되고 영역(A24)은 현재 스캐닝되는 중), 및 빔(B3)에 대한 영역(A31, A32, A33 및 A34)(도 4 에 도시된 것처럼 영역(A31, A32, A33)은 이전에 스캐닝되고 영역(A34)은 현재 스캐닝되는 중)이 얻어진다. 이에 의해, 기판 표면의 영역(A1, A2 및 A3)은 회전 가능한 프레임(8)을 회전시키는 동안 방향(D)으로의 기판의 이동으로써 커버될 수 있다. 동일한 렌즈를 통해 다수의 빔이 투영되면, 렌즈의 각각의 통과에 대하여, 복수의 빔이 각 렌즈로 기판을 스캔하여, 연속되는 스캔 동안 방향(D)으로의 변위가 증가될 수 있기 때문에, 보다 짧은 시간프레임 내에(회전 가능한 프레임(8)과 동일한 회전 속도로) 전체 기판을 처리할 수 있게 된다. 달리 말하면, 주어진 처리 시간 동안, 회전 가능한 프레임의 회전 속도는 다수의 빔이 동일한 렌즈를 통해 기판 상으로 투영될 때 감소될 수 있고, 따라서 높은 회전 속도에 기인하는 회전 가능한 프레임의 변형, 마모, 진동, 난류 등과 같은 영향을 줄이는 것이 가능해진다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 도 4 에 도시된 것처럼, 렌즈(14, 18)의 회전에 대한 접선에 대하여 일정 각도로 배열된다. 일 실시예에서, 복수의 빔은 각 빔이 인접하는 빔의 스캐닝 경로와 중첩되거나 인접하도록 배열된다.
다수의 빔이 동일한 렌즈에 의해 한번에 투영되는 양상의 추가적인 효과는, 공차의 완화에서 찾을 수 있다. 렌즈의 공차에 기인하여(포지셔닝, 광학적 투영 등), 연속되는 영역(A11, A12, A13, A14)(및/또는 영역(A21, A22, A23, A24) 및/또는 영역(A31, A32, A33, A34))의 위치는 서로에 대하여 약간의 부정확한 포지셔닝을 보일 수 있다. 그러므로, 연속되는 영역(A11, A12, A13, A14) 사이에 약간의 중첩이 요구될 수 있다. 예를 들면, 하나의 빔 중 10%가 중첩되는 경우, 이에 의해 처리 속도는, 동일한 렌즈를 통해 한번에 하나의 빔이 통과하는 경우에 동일한 인자 10%만큼 감소할 것이다. 한번에 동일한 렌즈를 통하여 5개 이상의 빔이 투영되는 상황에서는, 5개 이상의 투영된 라인마다 동일한 10%의 중첩(유사하게도 상기 하나의 빔의 예를 참조)이 제공될 것이고, 따라서 전체 중첩을 대략적으로 5 이상의 인자를 2% 이하로 감소시켜, 전체 처리 속도에 대한 효과가 상당히 낮아질 것이다. 유사하게도, 적어도 10 개의 빔을 투영하게 되면, 대략 10 의 인자만큼 전체 중첩을 줄일 수 있다. 따라서, 기판의 처리 시간에 대한 공차의 영향은 동일한 렌즈에 의해 한번에 다수의 빔이 투영되는 특징에 의해 감소될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 보다 많은 중첩(따라서 보다 큰 공차 대역)이 허용될 수 있고, 이는 다수의 빔이 동일한 렌즈를 통해 한번에 투영되는 경우 처리에 대한 공차의 영향이 낮기 때문이다.
한번에 동일한 렌즈를 통해 다수의 빔을 투영하는 것에 대한 대안으로서 또는 이에 부가하여, 인터레이싱(interlacing) 기술이 이용될 수 있지만, 이는 렌즈 사이에 비교적 더 엄격한 매칭을 요할 수 있다. 따라서, 렌즈 중 동일한 하나의 렌즈를 통해 한번에 기판 상으로 투영되는 적어도 2개의 빔은 상호 간격을 가지고, 리소그래피 또는 노광 장치는 빔의 다음 투영이 간격에 투영되도록 하기 위해 제 2 액추에이터를 동작시켜 광 컬럼에 대하여 기판을 이동시키도록 구성될 수 있다.
방향(D)으로 그룹 내의 연속되는 빔들 사이의 거리를 줄이기 위해서(이에 의해, 방향(D)으로 더 높은 분해능을 달성하기 위해서), 빔은 방향(D)에 대하여, 서로에 대해 사선으로 배열될 수 있다. 간격은 광 경로 상에 세그먼트화된 미러(30)를 제공함으로써 더 감소될 수 있고, 각 세그먼트는 각각의 빔을 반사시키며, 이러한 세그먼트는 미러 상에 입사될 때의 빔들 사이의 간격에 비해 미러에 의해 반사될 때의 빔들 사이의 간격을 감소시키도록 구성된다. 이러한 효과는 또한 복수의 광섬유에 의해 달성될 수 있고, 각각의 빔은 각각의 광섬유 상에 입사되며, 이러한 광섬유는 광섬유의 상류에서의 빔들 사이의 간격에 비하여 상기 광섬유의 하류에서의 빔들 사이의 간격을 광 경로에 따라 줄이도록 구성된다.
더 나아가, 이러한 효과는 각각이 빔의 개별 하나를 수광하기 위한 복수의 입력을 가지는 집적된 광 도파관 회로를 사용하여 달성될 수 있다. 통합된 광 도파관 회로는 상기 통합된 광 도파관 회로의 상류에서의 빔들 사이의 간격에 비하여 상기 통합된 광 도파관 회로의 하류에서의 빔들 사이의 간격을 줄이도록 구성된다.
기판에 투영되는 이미지의 포커스를 제어하는 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.
일 실시예에서 투영 시스템은 레이저 유도 재료 전사에 의하여 재료(예를 들어 금속)의 액적의 국지적 증착을 야기하기 위하여 적어도 하나의 방사선 빔을 그 위에 디바이스가 형성될 기판(17) 위의 재료층 상에 투영한다.
도 5 를 참조하면, 레이저 유도 재료 전사의 기계적 메커니즘이 묘사된다. 일 실시예에서, 방사선 빔(200)은 재료(202)의 플라즈마 브레이크다운 아래의 세기에서 실질적으로 투과성을 나타내는 재료(202)(예컨대, 유리)를 통해 포커싱된다. 재료(202) 위에 있는 도너 재료층(204)(예컨대, 금속막)으로부터 형성된 기판 상에서 표면 열 흡수가 발생한다. 열 흡수는 도너 재료(204)의 용융을 야기한다. 또한, 발열은 전방 방향으로의 유도 압력 구배를 야기하여, 도너 재료층(204)으로부터 및 그에 따라 도너 구조체(예컨대, 플레이트)(208)로부터의 도너 재료 액적(206)의 순방향 가속을 야기한다. 그러므로, 도너 재료 액적(206)은 도너 재료층(204)으로부터 해방되고, 기판(17)을 향하여 그 위에 디바이스가 형성될 기판 상으로 이동된다(중력의 도움으로 또는 중력의 도움 없이). 빔(200)을 도너 플레이트(208) 상의 적정 위치에 포인팅함으로써, 도너 재료 패턴이 기판(17) 상에 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 빔은 도너 재료층(204) 상에 포커싱된다.
일 실시예에서, 도너 재료의 전사를 야기하기 위해 하나 이상의 짧은 펄스가 이용된다. 일 실시예에서, 펄스는 준 일차원 전방 가열(quasi one dimensional forward heat) 및 용융된 재료의 물질 이동(mass transfer)을 획득하기 위해 수 피코초(㎰) 또는 펨토초의 길이로 될 수 있다. 이러한 짧은 펄스는 재료층(204)에서의 측방향의 열 흐름을 거의 없거나 전혀 없게 하고, 그러므로 도너 구조체(208) 상에 열부하를 거의 없게 하거나 전혀 없게 한다. 짧은 펄스는 재료의 급속한 용융 및 전방 가속을 가능하게 한다(예컨대, 금속과 같은 기화된 재료가 자신의 전방 방위성을 상실하여 스플래터링 증착(splattering deposition)이 초래된다). 짧은 펄스는 가열 온도 바로 위이지만 기화 온도보다 낮은 온도로의 재료의 가열을 가능하게 한다. 예를 들어, 알루미늄에 대하여, 섭씨 약 900 내지 1000 도의 온도가 바람직하다.
일 실시예에서, 레이저 펄스의 사용을 통해, 일정한 양의 재료(예컨대, 금속)가 100-1000 nm 액적의 형태로 도너 구조체(208)로부터 기판(17)으로 전사된다. 일 실시예에서, 도너 재료는 금속을 포함하거나 근본적으로 금속으로 구성된다. 일 실시예에서, 이 금속은 알루미늄이다. 일 실시예에서, 금속층(204)은 막의 형태이다. 일 실시예에서, 막은 또 다른 몸체 또는 층에 부착된다. 전술한 바와 같이, 몸체 또는 층은 유리여도 된다.
"데이터-경로"라고도 지칭될 수도 있는, 데이터 처리 시스템(100)을 구성하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어가 기판 상에 형성될 원하는 디바이스 패턴의 벡터-기반 표현을 원하는 디바이스 패턴을 형성하기에 적합한 방사선의 도즈 패턴이 타겟(예를 들어, 기판) 상에 도포되도록 하는 방식으로 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 구동하기에 적합한 제어 신호로 변환하기 위하여 제공될 수도 있다. 도 6 은 일 실시예에 따르는 이러한 데이터-경로에 포함되는 예시적인 처리 스테이지를 도시하는 개략적인 예시이다. 일 실시예에서, 스테이지의 각각은 직접적으로 자신의 이웃하는 스테이지로 연결된다. 그러나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 일 실시예에서, 하나 이상의 추가적 처리 스테이지가 도시된 스테이지들 중 임의의 것 사이에 제공된다. 이에 더하여 또는 이를 대체하여, 스테이지의 하나 이상의 각각은 다중 스테이지를 포함한다. 일 실시예에서, 스테이지들은 단일 물리적 처리 유닛(예를 들어 컴퓨팅 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 또는 하드웨어) 또는 상이한 처리 유닛들을 사용하여 구현된다.
도 6 에서 도시되는 예에서 원하는 디바이스 패턴의 벡터-기반 표현이 스토리지 스테이지(102)에서 제공된다. 일 실시예에서, 벡터-기반 표현은 예컨대 GDSII와 같은 벡터 디자인 패키지를 사용하여 구성된다. 벡터-기반 표현은 스토리지 스테이지(102)로부터 직접적으로 또는 중간 스테이지를 통해 래스터화 스테이지(104)로 전달된다. 중간 스테이지의 예는 벡터 전-처리 스테이지 및/또는 저역-통과 필터 스테이지를 포함한다. 일 실시예에서, 저역-통과 필터 스테이지는 예를 들어 안티-에일리어싱 처리를 수행한다.
래스터화 스테이지(104)는 원하는 디바이스 패턴의 벡터-기반 표현(또는 벡터-기반 표현의 처리된 버전)을 원하는 디바이스 패턴에 대응하는(예를 들어 원하는 디바이스 패턴을, 예를 들어, 기판의 후-노광 처리에 의하여 형성하기에 적합한) 원하는 도즈 패턴의 래스터화된 표현으로 변환한다. 일 실시예에서, 래스터화된 표현은 비트맵 데이터를 포함한다. 비트맵 데이터는 "픽셀맵(pixelmap)" 데이터라고 지칭될 수도 있다. 일 실시예에서, 비트맵 데이터는 포인트들의 그리드 상의 각각의 포인트에서의 원하는 도즈(예를 들어, 단위 면적당 도즈)를 표시하는 값들의 세트를 포함한다. 포인트들의 그리드는 래스터화 그리드(rasterization grid)라고 지칭될 수도 있다.
일 실시예에서, 래스터화된 표현(래스터화 스테이지(104)로부터 직접적으로 또는 추가적 처리 이후에 출력될 때)은 제어 신호 생성 스테이지(106)로 공급된다. 제어 신호 생성 스테이지(106)는 단일 스테이지(도시된 바와 같이)로서 또는 복수의 별개의 스테이지로서 구현된다.
일 실시예에서, 제어 신호 생성 스테이지(106)는 래스터화 그리드 및 패터닝 디바이스가 스팟 노광을 타겟(예를 들어, 기판) 레벨에서 형성할 수 있는 "포지션"을 정의하는 그리드("스팟 노광 그리드"라고 지칭될 수도 있음) 사이의 매핑 동작을 수행한다. 각각의 스팟 노광은 도즈 분산(dose distribution)을 포함한다. 도즈 분산은 스팟에 의하여 타겟으로 적용된 단위 면적당 에너지(예를 들어, 단위 면적 당 도즈)가 어떻게 스팟 내의 포지션의 함수로서 변동하는지를 특정한다. 도즈 분산은 "점확산 함수(point spread function)"라고 지칭될 수도 있다. 일 실시예에서, 스팟 노광의 포지션은 도즈 분산 내의 특징점에 대한 참조에 의하여 정의된다. 일 실시예에서, 특징점은 단위 면적 당 최대 도즈의 포지션이다. 일 실시예에서, 단위 면적 당 최대 도즈의 포지션은 스팟의 중앙 지역에 있다. 일 실시예에서, 단위 면적 당 최대 도즈의 포지션은 스팟의 중앙 지역에 있지 않다. 일 실시예에서, 도즈 분산은 원 대칭적(circularly symmetric)이다. 이러한 실시예에서, 스팟은 원형 스팟이라고 지칭될 수도 있다. 이러한 실시예에서, 단위 면적 당 최대 도즈의 포지션은 원의 중심에 위치될 수도 있다. 일 실시예에서, 도즈 분산은 원형이 아니다. 일 실시예에서, 도즈 분산 내의 특징점은 도즈 분산(가변 밀도를 가지는 평평한 오브젝트의 질량 중심과의 직접적인 유사성에 의하여 정의되는데, 여기에서는 예를 들어, 스팟 노광의 단위 면적 당 도즈는 평평한 오브젝트의 단위 면적 당 질량과 등가임)의 "질량 중심"이다. 따라서 도즈 분산의 "질량 중심" 은 도즈의 평균 위치를 나타낸다. 일 실시예에서, 스팟 노광 그리드 내의 각각의 그리드 포인트는 패터닝 디바이스(및/또는 투영 시스템)가 타겟에 적용할 수 있는 스팟 노광들 중 상이한 하나의 포지션(예를 들어 특징점의 포지션)을 나타낸다.
일 실시예에서, 장치는 이산 "스팟"(예를 들어 원형 스팟)으로 이루어진 스팟 노광을 생성하도록 구성된다. 이러한 실시예의 예에서, 주어진 방사선 빔의 타겟의 레벨에서의 세기는 그 방사선 빔에 의한 상이한 스팟의 노광 사이의 시간에 제로에 도달한다. 일 실시예에서, 장치는 스팟 노광을 연속 라인에서 생성하도록 구성된다. 연속 라인은 주어진 방사선 빔의 기판의 레벨에서의 세기가 그 방사선 빔에 의한 시퀀스 내의 상이한 스팟의 노광 사이에서 제로에 도달하지 않는, 스팟 노광의 시퀀스인 것으로 간주될 수도 있다. 이러한 유형의 예시적인 실시예가 위에서 도 4 를 참조하여 설명된다.
일 실시예에서, 각각의 스팟 노광은 그 콘트라스트 디바이스가 예를 들어 실질적으로 전력에서 구동되고 있는 단일 기간 동안에 단일 자기 발광 콘트라스트 디바이스로부터 유래하는 타겟 상의 방사선 도즈의 지역에 대응한다. 일 실시예에서, 각각의 스팟 노광은 단일 미러 또는 마이크로-미러 어레이 내의 미러들의 그룹으로부터 유래하는 기판 상의 방사선 도즈의 지역에 대응한다. 일 실시예에서, 매핑 동작은 래스터화 그리드 및 스팟 노광 그리드 간의 보간을 포함한다. 일 실시예에서, 매핑 동작은 계측 데이터를 계측 데이터 스토리지 스테이지(108)로부터 수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 계측 데이터는 탑재된 기판의, 및/또는 탑재된 기판 상의 이전에 형성된 디바이스 패턴의, 패터닝 디바이스에 상대적인 포지션 및/또는 지향을 특정한다. 일 실시예에서, 계측 데이터는 탑재된 기판 또는 이전에 형성된 디바이스 패턴의 측정된 왜곡을 역시 특정한다. 일 실시예에서, 왜곡은 다음 중 하나 이상을 포함한다: 천이, 회전, 스큐 및/또는 확대. 따라서 계측 데이터는 래스터화 그리드 및 스팟 노광 그리드 사이의 보간/매핑이 타겟 상의 원하는 도즈 패턴의 적합한 포지셔닝을 보장하기 위하여 어떻게 수행되어야 하는지에 대한 정보를 제공한다.
일 실시예에서, 제어 신호 생성 스테이지(106)는 스팟 노광의 각각에 의하여 적용될 전체 도즈(또는 에너지)를 나타내는 타겟 도즈 값의 세트를 계산한다. 일 실시예에서, 타겟 도즈 값은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 구동하기 위한 세트포인트 값으로 변환된다.
일 실시예에서, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는, 예를 들어 각각 입력 신호의 사이즈에 의존하는 출력 세기를 가지는 복수의 자기 발광 콘트라스트 디바이스에 의한, 개별적으로 제어가능한 세기를 가지는 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성된다. 이러한 실시예의 예에서, 제어 신호 생성 스테이지(106)는 타겟 도즈 값의 세트를 획득하기에 적합한 세기를 나타내는 타겟 세기 값의 세트를 계산한다. 스팟 노광의 총 도즈가 오직 스팟 노광을 형성하는 방사선 빔의 세기에 의존하는 경우에, 용어 "타겟 도즈 값" 및 "타겟 세기 값"은 상호교환가능하도록 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 스팟 노광은 구동 신호(예를 들어 전압 또는 전류)를 방사원, 예컨대 자기 발광 콘트라스트 디바이스로 어떤 시간 동안 적용시킴으로써 생성된다. 일 실시예에서, 세트포인트 값은 적용할 신호 레벨을 정의한다. 일 실시예에서, 신호 레벨은 방사원, 예컨대 자기 발광 콘트라스트 디바이스의 전력 출력을 결정한다. 패터닝 디바이스가 마이크로-미러 어레이를 포함하는 일 실시예에서, 세트포인트 값은 마이크로-미러 어레이 내의 미러들의 작동 상태를 정의한다. 마이크로-미러 어레이가 그레이스케일 디지털 마이크로-미러 디바이스(DMD)인 일 실시예에서, 세트포인트 값은 미러에 의하여 적용될 그레이스케일 레벨을 정의한다. 일 실시예에서, 그레이스케일 레벨은 적어도 두 개의 상이한 틸트 포지션 사이에서 개별 미러들의 고속 스위칭의 처리를 제어함으로써 정의된다. 마이크로-미러 어레이가 복수의 상이한 틸트 각도들 중 하나에 맞게 각각 선택적으로 작동가능한 미러들을 포함하는 일 실시예에서, 세트포인트 값들은 이 미러들에 적용될 틸트 각도를 정의한다.
일 실시예에서, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 개별적으로 제어가능한 노광 시간을 가지는 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성된다. 각각의 노광 시간은 주어진 스팟 노광에 대응하는 방사선이 도포되는 시간 기간에 대응한다. 이러한 실시예의 예에서, 제어 신호 생성 스테이지(106)는 타겟 도즈 값을 획득하기에 적합한 타겟 노광 시간의 세트를 계산한다. 스팟 노광의 총 도즈가 오직 노광 시간에 의존하는 경우에, 용어 "타겟 도즈 값" 및 "타겟 노광 시간 값"은 상호교환가능하도록 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 노광 시간은 방사원 또는 소스(예를 들어 하나 이상의 자기 발광 콘트라스트 요소) 및 타겟 사이에 포지셔닝된 셔터 요소 또는 셔터 요소의 매트릭스를 사용하여 제어된다. 이러한 실시예의 일 예에서, 방사원(들)은 상이한 스팟의 노광들 사이에 "온" 상태로 유지되도록 구성될 수도 있다. 노광 시간은 셔터 요소 또는 셔터 요소의 매트릭스의 관련된 부분이 "개방"되는 시간의 길이에 의하여 결정된다. 이를 대체하여 또는 이에 더하여, 노광 시간은 방사원(들)(예를 들어 자기 발광 콘트라스트 요소(들))의 구동 지속기간을 제어함으로써 제어된다.
일 실시예에서, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 개별적으로 제어가능한 세기 및 개별적으로 제어가능한 노광 시간을 가지는 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성된다. 이러한 실시예의 예에서, 제어 신호 생성 스테이지(106)는 타겟 도즈 값을 획득하기에 적합한 타겟 세기 값 및 타겟 노광 시간의 조합을 계산한다.
일 실시예에서, 타겟 도즈 값(세기 및/또는 노광 시간 값들)의 세트의 계산은 광 투영 시스템의 성질을 설명하며, 따라서 "반전-광학(inverse-optics)" 계산이라고 지칭될 수도 있다. 일 실시예에서, 계산은 개별 스팟의 사이즈 및/또는 형상을 설명한다. 일 실시예에서, 개별 스팟의 사이즈 및/또는 형상은 적어도 부분적으로 광 투영 시스템의 성질에 의하여 좌우된다. 일 실시예에서, 사이즈 및/또는 형상이 그 스팟에 대한 가능한 적용된 세기 또는 노광 시간의 주어진 세트의 각각에 대하여 정의된다. 스팟 사이즈 및/또는 형상은 위에서 설명한 바와 같이 도즈 분산 또는 그 스팟의 점확산 함수에 의하여 정의된다. 일 실시예에서, 계산은 이상적인(즉 엔지니어링-오류가 없고 및/또는 제조-오류가 없는) 스팟 노광 그리드 기하학적 구조에 의하여 정의된 공칭 포지션으로부터의 그 스팟의 포지션에서의 편차들을 더욱 고려한다.
일 실시예에서 스팟들은 서로 타겟 레벨에서 중첩함으로써(즉 하나 이상의 스팟의 도즈 분산이 하나 이상의 다른 스팟의 도즈 분산과 중첩하도록 연장함으로써) 스팟 노광 그리드에서 획득된 참조 포지션에서 획득된 단위 면적 당 최종 도즈가 다수의 이웃하는 스팟들과 연관된 적용된 도즈에 의존하도록 한다. 이러한 효과는 콘볼루션(또는 디콘볼루션) 동작에 의하여 수학적으로 설명(핸들링/모델링)될 수 있다. 일 실시예에서 제어 신호 생성 스테이지(106)는 리버스 처리를 수행하여 주어진 원하는 도즈 패턴에 대한 각각의 포지션에서 적용될 스팟 노광 도즈를 결정한다(예를 들어, 복수의 스팟 노광을 형성하는 복수의 방사선 빔의 각각에 대한 타겟 세기 및/또는 노광 시간 값을 결정함으로써). 따라서, 이러한 실시예에서 제어 신호 생성 스테이지(106)는 디콘볼루션(또는 콘볼루션) 동작을 수행한다. 이러한 동작은 아래에서(디-)콘볼루션 동작이라고 지칭되어 이것이 콘볼루션 동작으로서 그리고 디콘볼루션 동작으로서 등가적으로 설명될 수 있다는 사실을 반영한다. 일 실시예에서(디-)콘볼루션 동작은(디-)콘볼루션 커널에 의하여 정의된다. 일 실시예에서(디-)콘볼루션 커널은(디-)콘볼루션 매트릭스에 의하여 표현된다. 일 실시예에서, 이러한(디-)콘볼루션 매트릭스의 계수들은 원하는 도즈 패턴 내의 참조 포인트의 지역 내에 있는 포인트들에서의 단위 면적 당 도즈가 스팟 노광 그리드 내의 대응하는 포인트에서 스팟 노광을 형성하기 위한 스팟 노광 도즈 값(예를 들어 세기 및/또는 노광 시간 값)을 계산할 때에 고려되는 정도를 정의하는 가중치로서 해석된다.
도 7 및 도 8 은 이러한(디-)콘볼루션 동작에서의 단계를 매우 계략적으로 도시한다.
도 7 은 매우 개략적인 예시적 스팟 노광 그리드(120)의 일부를 도시한다. 그리드(120) 내의 각각의 포인트(125)는 패터닝 디바이스에 의하여 제어되는 복수의 빔 중 하나에 의하여 형성될 스팟의 기판 상에서의 공칭 포지션(예를 들어 그 스팟의 도즈 분산 내의 특징점의 포지션)을 나타낸다. (디-)콘볼루션 동작은 포인트(125)의 각각에서 스팟 노광을 형성하는 방사선 빔의 스팟 노광 도즈 값(세기 및 노광 시간)을 결정하려는 목표를 가진다. 스팟 노광 그리드(120)는 패터닝 디바이스가 타겟 상에 형성할 수 있는 스팟 노광의 패턴에 대응하는 기하학적 구조를 가질 것이다. 일 실시예에서, 스팟 노광 그리드의 기하학적 구조는 비정규적이다. 비정규적 그리드에서, 본 출원의 의미 내에서는, 그리드 포인트의 밀도는, 단일 그리드 포인트만을 포함하는 단일 유닛 셀을 이어붙임(tessellating)으로써 그 그리드를 완전하게 구성하는 것이 가능하지 않도록 포지션의 함수로서 변동한다. 도 7 은 비정규적 그리드의 기하학적 구조를 매우 개략적인 방식으로 도시한다. 묘사된 그리드(120)의 기하학적 구조는 훨씬 더 복잡할 수도 있는 상업적 디바이스와 연관된 스팟 노광 그리드를 반드시 닮을 필요가 없다.
도 8 은 래스터화 그리드(132)의 일 실시예를 도시한다. 솔리드 그리드 포인트(127)는 개략적으로 도 7 의 그리드 내의 포지션(123)(무작위로 선택됨)에서 스팟 노광을 형성하기 위한 타겟 세기 값을 결정하기 위한(디-)콘볼루션 동작과 연관될 수 있는 그리드 포인트를 개략적으로 나타낸다. 솔리드 그리드 포인트(123)에서 스팟 노광에 대한 도즈 값을 유도하는(디)콘볼루션 동작의 적용은, 참조 그리드 포인트(123)의 포지션에 대응하는 래스터화 그리드의 지역 내에서의 래스터화 그리드 내의 복수의 그리드 포인트에서의 원하는 도즈 패턴("도즈 값")의 샘플들의 가중치가 부여된 기여를 수반할 것이다. 일 실시예에서, 매트릭스로서 표현된(디-)콘볼루션 커널은 어떤 그리드 포인트(126)가 수반되는지(매트릭스 내의 비-제로 계수의 포지션에 의함) 및 이 그리드 포인트가 수반되는 정도(매트릭스 내의 비-제로 계수들의 값에 의함)를 정의할 것이다.
일 실시예에서, (디-)콘볼루션 동작의 성질은 스팟 노광 그리드 내의 상이한 포인트에 대하여(또는 심지어 상이한 포인트들 사이에서) 상이하다. 일 실시예에서, 이러한 변동은 예를 들어 패터닝 디바이스의 광 성능에서의 변동을 고려한다. 일 실시예에서 광 성능에서의 변동은 교정 측정치(calibration measurements)를 사용하여 획득된다. 일 실시예에서 선택적으로 교정 측정으로부터 획득되는(디-)콘볼루션 커널은 필요에 따라 저장되고 액세스된다.
일 실시예에서, 제어 신호 생성 스테이지(106)는 제어 신호를 생성하기 위하여 방사선 빔에 대한 타겟 도즈 값의 시퀀스를 세트포인트 값으로 변환한다. 일 실시예에서, 세트포인트 값은 패터닝 디바이스의 성질을 고려한다. 예를 들어, 패터닝 디바이스가 복수의 자기 발광 콘트라스트 디바이스를 포함하는 경우, 이러한 실시예의 세트포인트 값은 자기 발광 콘트라스트 디바이스의 비선형성(예를 들어 적용된 세트포인트/전압/전류의 함수로서의 출력 전력의 변동에서의 비선형성)을 설명한다. 일 실시예에서 세트포인트 값은 공칭적으로 동일한 콘트라스트 디바이스의 성질 중 하나 이상을 예를 들어 교정 측정에 의하여 고려한다. 패터닝 디바이스가 마이크로-미러 어레이를 포함하는 일 실시예에서, 세트포인트 값은 미러의 응답(예를 들어 주어진 미러 또는 미러의 그룹에 대한 적용된 세트포인트 값(들) 및 연관된 방사선 빔(들)의 세기)을 고려한다.
제어 신호 출력 스테이지(110)는 제어 신호를 제어 신호 생성 스테이지로부터 수신하고 이 신호를 패터닝 디바이스로 공급한다. 제어 신호 생성 스테이지(106) 및 제어 신호 출력 스테이지(110)는 타겟 상에 원하는 도즈 패턴을 생성하기 위하여 필요한 타겟 세기 값을 적용하는 빔을 방출하기 위한, 장치의 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하기 위한 "콘트롤러"라고 지칭될 수도 있다.
도입부의 개요에서 위에서 언급된 바와 같이, 낮은 분해능 애플리케이션에서 스팟 노광 그리드의 분해능은 원하는 도즈 패턴을 타겟 상에 정의하기 위하여 요구되는 분해능보다 상당히 더 높을 수도 있다. 이러한 콘텍스트에서, 계산적 요구 사항은 더 적은 독립적 타겟 도즈 값을 계산함으로써 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 계산적 요구 사항은 타겟 도즈 값을 두 개의 스테이지에서의 스팟 노광 그리드의 분해능에서 제공함으로써 감소된다. 제 1 스테이지에서, 타겟 도즈 값은 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 그리드 상의 그리드 포인트에서 계산된다. 제 2 스테이지에서, 더 낮은 분해능 그리드에 상대적으로 정의된 타겟 도즈 값들 각각은 복수의 타겟 도즈 값을 유도하기 위하여 사용된다. 충분한 타겟 도즈 값들이 이와 같은 방법으로 획득되어 타겟 도즈 값을 스팟 노광 그리드의 분해능에서 제공한다(즉 스팟 노광 그리드 내의 각각의 포지션에 대해 하나의 타겟 도즈 값). 일 실시예에서 획득되는 타겟 도즈 값의 개수는 스팟 노광 그리드 내의 그리드 포인트의 개수보다 더 크다. 이러한 실시예에서, 획득된 타겟 도즈 값의 서브세트는 결합되어(예를 들어 합산되어) 스팟 노광 그리드 상의 각각의 포지션에서 단일 "최종" 타겟 도즈 값을 생성한다.
일 실시예에서, 더 낮은 분해능 그리드 내의 그리드 포인트들 각각은 복수의 수퍼-픽셀 지역들 중 상이한 하나 내에 놓여 있다. 일 실시예에서, 각각의 수퍼-픽셀 지역은 동일한 형상을 가진다.
도 9 및 도 10 은 그리드 포인트(300) 및 수퍼-픽셀 지역(302)을 포함하는 예시적인 더 낮은 분해능 그리드의 부분을 개략적으로 묘사한다. 도시된 예에서 더 낮은 분해능 그리드는 사각형 유닛 셀과 함께 정규적이다(regular). 일 실시예에서, 더 낮은 분해능 그리드는 정규적이지만 사각형이 아니다. 일 실시예에서, 더 낮은 분해능 그리드는 비정규적(irregular)이다.
일 실시예에서, 수퍼-픽셀 지역(302)은 모자이크형이다. 수퍼-픽셀 지역(302)은 갭이 없이 그리고 중첩이 없이 서로 맞춤된다. 도 9 는 이러한 실시예의 예를 도시한다. 도 9 의 일 실시예에서, 모자이크형인 수퍼-픽셀 지역(302)은 정방형인데, 하지만 다른 모자이크형인 형상이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 수퍼-픽셀 지역(302)은 이웃하는 수퍼-픽셀 지역들 사이에 중첩이 존재하도록 구성된다. 도 10 은 이러한 실시예의 예를 도시한다. 예시적인 명명된 수퍼-픽셀 지역(302) 중 하나의 4 면은 304 라고 명명된다. 즉시 이웃하는 수퍼-픽셀 지역(302)의 4 면은 중첩을 예시하기 위하여 305 라고 명명된다.
일 실시예에서, 각각의 수퍼-픽셀 지역(302)은 스팟 노광 그리드의 복수의 그리드 포인트를 포함한다. 수퍼-픽셀 지역(302) 내의 그리드 포인트들 모두에 대한 타겟 도즈 값은 수퍼-픽셀 지역(302) 내에 놓여 있는 더 낮은 분해능 그리드의 그리드 포인트(300)에 대하여 계산된 단일 타겟 도즈 값으로부터 유도된다. 일 실시예에서, 단일 계산된 타겟 도즈 값으로부터 유도된 타겟 도즈 값은 수퍼-픽셀 지역(302) 내의 모든 스팟 노광 그리드 포인트에 대하여 동일하다. 일 실시예에서, 단일 계산된 타겟 도즈 값으로부터 유도된 타겟 도즈 값은 수퍼-픽셀 지역(302) 내의 스팟 노광 그리드 포인트들 중 적어도 두 개에 대하여 상이하다. 일 실시예에서, 유도된 타겟 도즈 값은 수퍼-픽셀 지역(302)의 중앙 지역을 향해 더 높고 수퍼-픽셀 지역(302)의 측면 주변 지역을 향하여 감쇄한다. 일 실시예에서, 감쇄는 가우시안 함수에 근사할 수도 있다.
일 실시예에서, 더 낮은 분해능 그리드 상의 계산된 타겟 도즈 값으로부터의 스팟 노광 그리드 포인트에 대한 타겟 도즈 값의 유도는 커널을 사용하여 구현될 수도 있다. 일 실시예에서, 커널은 매트릭스로서 구현된다. 일 실시예에서, 매트릭스의 요소는 이 커널이 적용되는 수퍼-픽셀 지역(302) 내에 놓여 있는 복수의 스팟 노광 그리드 포인트의 각각에 적용될 상대적인 가중치를 정의한다.
예를 들어, 후속하는 매트릭스 커널이 수퍼-픽셀 지역(302) 각각이 스팟 노광 그리드 포인트의 3 x 3 어레이를 포함하는 경우에 사용될 수 있다(아래에서 논의되는 도 11 의 예에서와 같다):
Figure pct00001
이러한 매트릭스 커널은 수퍼-픽셀 지역에 대해 계산된 타겟 도즈 값의 4/16 을 중앙 스팟 노광 그리드 포인트에, 수퍼-픽셀 지역에 대해 계산된 타겟 도즈 값의 1/16을 4 개의 코너 포지션에 적용할 것이며 기타 등등이다. 매트릭스 커널의 요소는 수퍼-픽셀 지역들 각각과 연관된 도즈 분산을 효과적으로 정의한다. 매트릭스의 중간에는 더 크게 그리고 코너에서는 더 작게 요소들을 배열하면 라운드된 프로파일(rounded profile)을 제공한다. 요소들은 특정한 이미징 성능 요구 사항을 만족시키도록 맞춤될 수 있다.
일 실시예에서, 스팟 노광 그리드 내의 이웃하는 그리드 포인트들은 순차적으로 노광되지 않는다. 이러한 구성의 간략화된 도식적인 예가 도 11 에 도시되어 있다. 예를 들어, 타겟(예를 들어, 기판)은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 지지하는 "브러시"(310)에 상대적으로 이동된다. 일 실시예에서, 타겟은 브러시(310)가 실질적으로 고정되어 있는 동안 이동된다. 일 실시예에서, 타겟은 브러시(310)가 이동되는 동안 실질적으로 고정되어 있다. 일 실시예에서, 타겟 및 브러시(310) 모두가 이동된다. 이러한 유형의 일 예시적인 실시예에서, 브러시(310)는 타겟이 프레임 하에서 선형으로 이동되는 동안 프레임(예를 들어, 도 2 의 배치구성 참조)을 회전시킴으로써 이동된다. 상대적인 이동은 브러시가 스팟 노광을 타겟 표면의 연장된 영역으로 적용하도록 허용한다. 브러시의 비스듬한 각도는 스팟 노광 그리드 포인트들 사이의 간격이 임의의 주어진 시간에 브러시로부터 유래한 개별 방사선 빔들 사이의 간격보다 더 작도록 한다. 화살표(314)는 이러한 실시예에서 이동의 방향을 예시한다. 예를 들어, 위에서 도 4 를 참조하여 설명한 바와 같이 다른 기하학적 구조들도 가능하다. 도시된 배치구성에서, 빗금친 그리드 포인트(306)는 이미 노광된 바 있는 스팟 노광 그리드 포인트를 묘사하고, 비어 있는 그리드 포인트(308)는 아직 노광되지 않은 스팟 노광 그리드 포인트를 묘사하며, 빗금친 굵은 그리드 포인트(312)는 현재 노광되는 중인 스팟 노광 그리드 포인트를 묘사한다. 빗금친 굵은 그리드 포인트(312)의 포지션은 복수의 방사선 빔이 주어진 포인트 시간에 타겟에 입사하는 포지션에 대응한다. 이러한 예에서 스팟 노광 그리드는 모자이크형인 수퍼-픽셀 지역(302)으로 분할된다. 각각의 수퍼-픽셀 지역(302)은 3 x 3 어레이의 9 개의 스팟 노광 그리드 포인트를 포함한다.
오직 참조 목적을 위하여, 빗금친 굵은 그리드 포인트(312) 중 4 개는 321, 322, 323 및 324 로 명명된다. 일 실시예에서, 이러한 빗금친 굵은 그리드 포인트(312) 각각은 브러시/프로그램가능한 패터닝 디바이스(310)로부터의 개별 방사선 빔의 포지션에 대응한다. 스팟 노광을 수퍼-픽셀 지역 중 하나 내에서 노광할 때, 빗금친 굵은 그리드 포인트(324)에 대응하는 방사선 빔을 제공하는 디바이스(예를 들어 자기 발광 콘트라스트 디바이스)는 우선 상단 3 개의 그리드 포인트들을 브러시(310)의 3 개의 순차적인 포지션에서 노광할 것이다. 후속하여, 중간 3 개의 그리드 포인트가 브러시(310)의 후속하는 3 개의 순차적인 포지션에 있는 빗금친 굵은 그리드 포인트(323)에 대응하는 방사선 빔을 제공하는 디바이스에 의하여 노광될 것이다. 마지막으로, 하단 3 개의 그리드 포인트가 브러시(310)의 후속하는 3 개의 순차적인 포지션에 있는 빗금친 굵은 그리드 포인트(322)에 대응하는 방사선 빔을 제공하는 디바이스에 의하여 노광될 것이다. 브러시(310)의 이러한 9 개의 순차적인 포지션 동안에, 빗금친 굵은 그리드 포인트(322, 323 및 324)에서 방사선 빔을 제공하는 디바이스는 스팟 노광 그리드 포인트를 좌측에 있는 두 개의 수퍼-픽셀 지역 및 우측에 있는 두 개의 수퍼-픽셀 지역에서도 노광할 것이다. 처리 효율은 동일한 수퍼-픽셀 지역에 관련된 타겟 도즈 데이터의 반복되는 전송 및/또는 처리를 회피하거나 감소시킴으로써(예를 들어 동일한 수퍼-픽셀 지역 내의 상이한 스팟 노광 그리드 포지션에 적용될 타겟 도즈 데이터를 개별적으로 전송 및/또는 처리함으로써) 개선될 수 있다.
이러한 기능성을 획득하기 위한 예시적인 구성이 도 12 에 도시된다. 여기에서, 로컬 계산 유닛(334)은 타겟 도즈 값, 타겟 세기 값, 타겟 노광 시간 값 및/또는 세트포인트 값을 포함하는 입력 데이터 스트림(336)을 수신하고, 타겟 도즈 값, 타겟 세기 값, 타겟 노광 시간 값 및/또는 세트포인트 값을 포함하는 출력 데이터 스트림(338)을 프로그램가능한 패터닝 디바이스에 의하여 요구되는 타이밍에 제공하도록 구성된다. 로컬 계산 유닛(334)은 로컬 메모리(330) 및 로컬 메모리(330)로의 액세스를 제어하는 로컬 콘트롤러(332)를 포함한다.
로컬 메모리(330) 및 로컬 콘트롤러(332)는 협력하여 수퍼-픽셀 지역 내의 하나의 스팟 노광 그리드 포인트에 대하여 유도된 수신된 타겟 도즈 값, 타겟 세기 값, 타겟 노광 시간 값 및/또는 세트포인트 값이 일시적으로 저장되고, 추후 시간에 노광되는 수퍼-픽셀 지역 내의 다른 스팟 노광 그리드 포인트에서의 타겟 도즈 값, 타겟 세기 값, 타겟 노광 시간 값 및/또는 세트포인트 값을 출력하기 위하여 필요할 때 재사용되게 한다. 이와 같은 방법으로, 입력 데이터 스트림(336)을 공급하기 위한 대역폭 및/또는 처리 요구 사항이 감소될 수 있다. 도 11 을 참조하여 위에서 설명된 예에서, 예를 들어, 수퍼-픽셀 지역들 중 하나 내의 상단 좌측 스팟 노광 그리드 포인트에 대하여 유도된 타겟 도즈 값, 타겟 세기 값, 타겟 노광 시간 값 및/또는 세트포인트 값은 저장되고 동일한 행 내의 다음 두 개의 스팟 노광 그리드 포인트에 대한 타겟 도즈 값, 타겟 세기 값, 타겟 노광 시간 값 및/또는 세트포인트 값을 유도하기 위하여 재사용될 수 있다. 후속하여 동일한 데이터가 동일한 수퍼-픽셀 지역 내의 다음 두 개의 행에 대하여 재사용될 수 있다. 일 실시예에서, 주어진 수퍼-픽셀 지역에 대한 데이터는 그 수퍼-픽셀 지역이 완전히 노광된 이후에 삭제된다.
일 실시예에서, 로컬 메모리(330)는 이를 대체하여 또는 이에 더하여, 어떻게 하나의 수퍼-픽셀 지역(즉 더 낮은 분해능 그리드 상의 하나의 포지션)에 대한 계산된 타겟 도즈 값이 그 수퍼-픽셀 지역 내의 스팟 노광 그리드 포지션들 모두에서 타겟 도즈 값을 유도하기 위하여 사용될 수 있는지를 정의하는 정보를 선택적으로 커널의 형태로 저장한다.
도 6 에서 도시되는 예에서, 스테이지(102 및 104)는 데이터-경로의 오프라인 부분(112)에서 동작하며 스테이지(106-110)는 데이터-경로의 온라인(즉 실시간) 부분(114)에서 동작한다. 그러나, 일 실시예에서, 스테이지(104)와 연관된 기능성의 전부 또는 일부는 온라인으로 수행된다. 이를 대체하여 또는 이에 더하여, 스테이지(106 및/또는 108)의 기능성의 전부 또는 일부는 오프라인에서 수행된다.
디바이스 제조 방법에 따르면, 디스플레이, 집적 회로 또는 임의의 다른 아이템과 같은 디바이스는 그 위에 패턴이 제공된 기판으로부터 제조될 수 있다.
비록 본문에서 IC의 제조에서 이 장치를 사용하는 것에 대해서 특별히 언급하였지만, 본 명세서에서 설명되는 리소그래피 또는 노광 장치는 다른 응용 분야, 예컨대 집적 광 시스템의 제조, 자기장 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판-패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드, 등을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 당업자는, 이러한 다른 응용예의 문맥에서, 본 명세서에서 사용된 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예컨대 트랙(예를 들어, 통상적으로 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 범위에서, 본 명세서에서의 개시물은 이러한 기판 처리 툴 및 다른 기판 처리 툴에 적용될 수 있다. 또한, 예컨대 다층 집적회로를 생성하기 위하여 기판이 복수 회 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러 번 처리된 층들을 포함한 기판을 지칭할 수 있다.
비록 본 발명의 특정한 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 위에서 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 기계 판독 가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 데이터 저장 매체(예컨대, 반도체 메모리, 자기 디스크 또는 광 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 이러한 기계 판독가능한 명령은 둘 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 상이한 메모리 및/또는 데이터 저장 미디어에 저장될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "렌즈"라는 용어는, 문맥이 허용한다면, 굴절, 회절, 반사, 자기, 전자자기, 및 정전기 광 컴포넌트 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 타입의 광 컴포넌트 중 임의의 것을 가리킬 수 있다.
위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것이 의도된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 본 발명에 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (30)

  1. 노광 장치로서,
    개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스;
    상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는 투영 시스템; 및
    원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하도록 구성되는 콘트롤러로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는, 콘트롤러를 포함하고,
    상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 및
    상기 콘트롤러는:
    더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및
    계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여, 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값을 제공하도록 구성되는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 개별적으로 제어가능한 세기를 가지는 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는 타겟 세기 값을 타겟 도즈 값으로서 계산하도록 구성되는, 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 개별적으로 제어가능한 노광 시간을 가지는 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는 타겟 노광 시간 값을 타겟 도즈 값으로서 계산하도록 구성되는, 노광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 개별적으로 제어가능한 세기 및 개별적으로 제어가능한 노광 시간을 가지는 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되고,
    상기 콘트롤러는 타겟 노광 시간 및 타겟 세기 값의 조합을 상기 타겟 도즈 값으로서 계산하도록 구성되는, 노광 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스는:
    방사원 및 타겟 사이에 포지셔닝된 셔터 요소의 또는 셔터 요소들의 매트릭스의 요소의 일부의 개방 및 폐쇄를 제어하는 것, 또는 방사원의 구동 지속기간을 제어하는 것 중 하나 이상에 의하여 노광 시간을 개별적으로 제어하도록 구성되는, 노광 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 더 낮은 분해능 그리드 내의 포인트들 각각은 복수의 수퍼-픽셀 지역 중 상이한 하나 내에 놓여 있는, 노광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    복수의 수퍼-픽셀 지역들은 모자이크형인(tesselate), 노광 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    복수의 수퍼-픽셀 지역들은 적어도 하나의 다른 수퍼-픽셀 지역과 중첩하는 하나 이상의 수퍼-픽셀 지역을 포함하는, 노광 장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 동일한 수퍼-픽셀 지역 내에 놓여 있는 상기 스팟 노광 그리드 내의 각각의 그리드 포인트에 동일한 타겟 도즈 값을 적용하도록 구성되는, 노광 장치.
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 동일한 수퍼-픽셀 지역 내에 놓여 있는 스팟 노광 그리드 내의 두 개 이상의 그리드 포인트에 상이한 타겟 도즈 값을 적용하도록 구성되는, 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상이한 타겟 도즈 값은 상기 수퍼-픽셀 지역의 측면 주변 지역(laterally peripheral region)을 향하여 감쇄하는 상기 수퍼-픽셀 지역 중 적어도 하나에 대한 도즈 분산을 정의하는, 노광 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 감쇄는 적어도 하나의 방향에서 가우시안 함수로 근사화되는, 노광 장치.
  13. 제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 개 이상의 수퍼-픽셀 지역들이 중첩하는 상기 스팟 노광 그리드 내의 그리드 포인트에 적용되는 최종 타겟 도즈 값은 수퍼-픽셀 지역들을 중첩함으로써 그 그리드 포인트에서 정의되는 타겟 도즈 값들의 합으로부터 유도되는, 노광 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 더 낮은 분해능 그리드 상에서 계산된 타겟 도즈 값들 각각에 커널(kernel)을 적용하도록 구성되고,
    상기 커널은 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트에서 타겟 도즈 값을 유도하기 위하여 어떻게 상기 타겟 도즈 값이 사용되어야 하는지를 정의하는, 노광 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 커널은 가중치를 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트에 적용하는, 노광 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가중치는 가우시안 함수로 근사화되는 도즈 분산을 정의하는, 노광 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    로컬 메모리 및 상기 로컬 메모리로의 액세스를 제어하기 위한 로컬 콘트롤러를 포함하는 로컬 계산 유닛을 더 포함하고,
    상기 로컬 메모리 및 로컬 콘트롤러는 하나의 스팟 노광 그리드 포인트에 대하여 유도된 타겟 도즈 값이 일시적으로 상기 로컬 메모리 내에 저장되고 적어도 하나의 다른 스팟 노광 그리드 포인트에 대한 타겟 도즈 값을 유도하기 위하여 재사용되도록 구성되는, 노광 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스팟 노광들의 서브세트는 시퀀스에서 형성되고, 여기에서 상기 타겟의 레벨에서 각각의 시퀀스를 형성하는 방사선 빔의 세기가 상기 시퀀스 내의 상이한 시간에 형성된 스팟 노광들 사이에서 제로에 도달하지 않는, 노광 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟은 기판 상의 타겟부인, 노광 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟은 디바이스가 그 위에 형성되는 기판으로부터 이격된 도너 재료의 층인, 노광 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 복수의 방사선 빔을 제공하도록 구성되는 방사원을 포함하는, 노광 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 상기 방사선의 빔을 선택적으로 제공하기 위한 제어가능한 요소를 포함하는, 노광 장치.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 프로그램가능 패터닝 디바이스는 복수의 자기-발광 콘트라스트 디바이스를 포함하는, 노광 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영 시스템은 고정부 및 이동부를 포함하는, 노광 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 고정부에 상대적으로 회전하도록 구성되는, 노광 장치.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 마이크로-미러 어레이를 포함하는, 노광 장치.
  27. 노광 장치에게 세트포인트 데이터를 제공하는 장치로서, 상기 노광 장치는 개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하고 상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는, 장치로서,
    데이터 처리 유닛으로서:
    원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하되, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하도록; 그리고
    상기 타겟 도즈 값을 적용하는 빔을 제공하기 위하여 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하기 위한 세트포인트 데이터의 시퀀스를 계산하도록 구성되는 데이터 처리 유닛을 포함하고,
    상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고
    상기 데이터 처리 유닛은:
    더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및
    계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여, 상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값을 제공하도록 구성되는, 장치.
  28. 타겟이 원하는 도즈 패턴으로써 조사되어야 하는 디바이스 제조 방법으로서,
    상기 타겟을 조사하기 위하여 사용되어야 하는, 복수의 방사선 빔들 각각에 대한 타겟 도즈 값을 계산하는 단계로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 대상인 상기 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는, 단계; 및
    계산된 타겟 도즈 값을 가지는 상기 방사선 빔을 투영하여 스팟 노광을 형성하는 단계를 포함하고,
    생성될 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고
    상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서의 타겟 도즈 값은:
    더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및
    계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여, 제공되는, 방법.
  29. 노광 장치에게 세트포인트 데이터를 제공하는 방법으로서, 상기 노광 장치는 개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하고 상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는, 방법으로서,
    원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하는 단계로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는 단계; 및
    상기 타겟 도즈 값을 적용하는 빔을 제공하기 위하여 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하기 위한 세트포인트 데이터의 시퀀스를 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고
    상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값은:
    더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및
    계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여 제공되는, 방법.
  30. 노광 장치에 대한 세트포인트 데이터를 계산하는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 노광 장치는 개별적으로 제어가능한 도즈를 타겟에 적용하기 위한 복수의 방사선 빔을 생성하도록 구성되는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 포함하고 상기 방사선 빔 각각을 상기 타겟 상의 개별적인 위치 상에 투영하도록 구성되는, 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서로 하여금:
    원하는 도즈 패턴을 상기 타겟 상에 형성하기 위하여 복수의 상이한 시간에 복수의 방사선 빔에 의하여 적용될 타겟 도즈 값을 계산하는 단계로서, 각각의 타겟 도즈 값은 상기 타겟 도즈 값이 적용되는 방사선 빔에 의하여 형성되는 스팟 노광의 도즈 분산을 정의하는 단계; 및
    상기 타겟 도즈 값을 적용하는 빔을 제공하기 위하여 상기 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 제어하기 위한 세트포인트 데이터의 시퀀스를 계산하는 단계를 수행하도록 명령하는 코드를 포함하고,
    상기 장치가 생성할 수 있는 스팟 노광들의 각각의 도즈 분산 내의 특징점의 공칭 포지션은 스팟 노광 그리드의 포인트에 놓여 있고; 그리고
    상기 스팟 노광 그리드의 분해능에서 타겟 도즈 값은:
    더 낮은 분해능 그리드 상의 그리드 포인트에서 타겟 도즈 값을 계산하는 것으로서, 상기 더 낮은 분해능 그리드는 상기 스팟 노광 그리드보다 더 낮은 분해능을 가지는 것; 및
    계산된 타겟 도즈 값 각각에 대하여, 상기 스팟 노광 그리드 내의 복수의 포인트들 각각에서 타겟 도즈 값을 유도하는 것에 의하여 제공되는, 컴퓨터 프로그램.
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