KR20190032444A - 리소그래피 단계에서 기판에 적용될 패턴의 조합의 결정 - Google Patents

리소그래피 단계에서 기판에 적용될 패턴의 조합의 결정 Download PDF

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KR20190032444A
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코엔 아드리아누스 베르슈렌
에르빈 폴 스마크만
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치가 설명되는데, 그 장치는: - 사용 가능한 패터닝 영역을 구비하는 기판을 유지하도록 구성되는 기판 홀더; - 상이한 패턴을 상기 기판 상으로 투영하도록 구성되는 패터닝 시스템; - 프로세싱 시스템을 포함하고, 상기 프로세싱 시스템은: ○ 복수의 기판 중 제1 기판 상에 적용될, 상기 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 제1 조합을 결정하도록; 그리고 ○ 복수의 기판 중 제2의 후속하는 기판 상에 적용될, 하나 이상의 패턴의 상기 제1 조합과는 상이한 하나 이상의 패턴의 제2 조합을 결정하도록 구성된다.

Description

리소그래피 단계에서 기판에 적용될 패턴의 조합의 결정
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2016년 7월 19일자로 출원된 그리고 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 EP 출원 16180164.2의 우선권을 주장한다.
분야
본 발명은 리소그래피 장치(lithographic apparatus), 특히 직접 기록 리소그래피 장치(direct write lithographic apparatus)에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 또는 기판의 일부 상으로 소망되는 패턴을 적용하는 머신이다. 리소그래피 장치는, 예를 들면, 집적 회로(integrated circuit; IC), 플랫 패널 디스플레이, 및 미세 피쳐를 갖는 다른 디바이스 또는 구조체의 제조에서 사용될 수도 있다. 종래의 리소그래피 장치에서, 마스크 또는 레티클(reticle)로 칭해질 수도 있는 패터닝 디바이스(patterning device)는, IC, 플랫 패널 디스플레이, 또는 다른 디바이스의 개개의 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 이 패턴은, 예를 들면, 기판 상에 제공되는 방사선(radiation) 감응 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해, 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트)(기판의 일부) 상으로 전사될 수도 있다.
회로 패턴 대신, 패터닝 디바이스는 다른 패턴, 예를 들면, 컬러 필터 패턴, 또는 도트의 매트릭스를 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 통상적인 마스크 대신, 패터닝 디바이스는, 회로 또는 다른 적용 가능한 패턴을 생성하는 개별적으로 주소 지정 가능한(addressable) 엘리먼트의 어레이를 포함하는 패턴화 어레이를 포함할 수도 있다. 종래의 마스크 기반의 시스템과 비교한 이러한 "마스크리스(maskless)" 시스템의 이점은, 패턴이 더욱 신속하게 그리고 더 적은 비용으로 제공 및/또는 변경될 수 있다는 것이다.
따라서, 마스크리스 시스템은 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스(예를 들면, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스, 등등)를 포함한다. 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이를 사용하여 소망되는 패턴화된 빔을 형성하도록 (예를 들면, 전자적으로 또는 광학적으로) 프로그래밍된다. 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스의 타입은 마이크로 미러 어레이, 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD) 어레이, 격자형 라이트 밸브 어레이(grating light valve array), 및 등등을 포함한다.
유연하고 저비용의 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 실시형태에서, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치(direct write exposure apparatus)가 제공되는데, 그 장치는:
- 사용 가능한 패터닝 영역(usable patterning area)을 구비하는 기판을 유지하도록 구성되는 기판 홀더;
- 상이한 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구성되는 패터닝 시스템;
- 프로세싱 시스템을 포함하고, 프로세싱 시스템은:
○ 복수의 기판 중 제1 기판 상에 적용될, 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 제1 조합을 결정하도록; 그리고
○ 복수의 기판 중 제2의 후속하는 기판 상에 적용될, 하나 이상의 패턴의 제1 조합과는 상이한 하나 이상의 패턴의 제2 조합을 결정하도록
구성된다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 직접 기록 노광 장치를 구성하는 방법이 제공되는데, 그 방법은:
- 장치에 의해 프로세싱될 기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 치수를 수신하는 단계;
- 기판 상으로 패턴화하는 데 이용 가능한 상이한 패턴의 치수를 수신하는 단계;
- 기판 상으로 적용될, 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 조합 - 하나 이상의 패턴의 조합은 비중첩 방식으로 사용 가능한 패터닝 영역 상으로 피팅됨(fitting) - 을 결정하는 단계를 포함하되:
- 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계는 기판 활용 기준을 사용한다.
본 발명의 여전히 다른 실시형태에서, 다음을 포함하는 노광 장치가 제공된다:
- 사용 가능한 패터닝 영역을 구비하는 기판을 유지하도록 구성되는 기판 홀더;
- 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스;
- 변조된 방사선을 기판의 사용 가능한 패터닝 영역 상의 소망되는 위치 상으로 투영하도록 구성되는 투영 시스템;
- 패터닝 디바이스 및 투영 시스템은 상이한 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구성됨;
- 복수의 기판의 각각에 대해, 다음의 단계를 수행하는 것에 의해, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 프로세싱 시스템:
기판 활용 기준을 사용하여, 기판 상으로 적용될, 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계.
본원에 통합되며 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부하는 도면은, 본 발명의 실시형태를 예시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 실시형태의 원리를 설명하도록 그리고 관련 기술 분야에서 숙련된 자가 실시형태를 만들고 사용하는 것을 가능하게 하도록 또한 역할을 한다.
도 1a는 본 발명의 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치의 일부를 개략적으로 묘사한다.
도 1b는 본 발명에 따른 리소그래피 장치에서 적용될 수 있는 바와 같은 프로세싱 시스템을 개략적으로 묘사한다.
도 2는 종래 기술의 리소그래피 장치를 사용하여 획득될 수 있는 바와 같은 기판의 활용을 개략적으로 묘사한다.
도 3은 본 발명에 따른 리소그래피 장치를 사용하여 획득될 수 있는 바와 같은 기판의 활용을 개략적으로 묘사한다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 도 3의 기판의 대안적인 활용을 개략적으로 묘사한다.
도 5는 도 3에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합을 위한 대안적인 배열을 개략적으로 묘사한다.
도 6은 세 개의 상이한 디바이스에 대한 이용 가능한 디바이스의 레벨 대 소망되는 디바이스의 레벨을 개략적으로 묘사한다.
도 7은 결함을 포함하는 기판의 활용을 개략적으로 묘사한다.
도 8은 무결함 서브 영역에서 기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 세분(subdivision)을 개략적으로 묘사한다.
도 9는 결함을 포함하는 기판의 대안적인 활용을 개략적으로 묘사한다.
도 10은 도 3의 기판 활용을 위한 이용 가능한 절단 라인을 개략적으로 묘사한다.
여러 개의 실시형태 또는 리소그래피 장치, 특히 직접 기록 리소그래피 장치, 및 리소그래피 장치를 동작시키는 방법이 본원에서 개시된다.
본 발명의 의미 내에서, 직접 기록 노광 장치는, 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스, 예를 들면, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스, 등등을 포함하는 마스크리스 리소그래피 장치를 가리킨다. 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이를 사용하여 소망되는 패턴화된 빔을 형성하도록 (예를 들면, 전자적으로 또는 광학적으로) 프로그래밍된다. 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스의 타입은 마이크로 미러 어레이, 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD) 어레이, 격자형 라이트 밸브 어레이(grating light valve array), 및 등등을 포함한다. 이러한 패터닝 디바이스에 대한 더 많은 세부 사항이 하기에서 제공된다.
한 실시형태에서, 그러나, 본 발명은 마스크를 포함하는 리소그래피 노광 장치에 적용될 수도 있는데, 마스크는, 예를 들면, 프로세싱될 기판 상으로, 예를 들면, 투영 시스템을 통해, 투영될 수 있는 복수의 상이한 패턴을 구비한다.
본 발명의 한 실시형태에서, 마스크리스 리소그래피 장치, 직접 기록 노광 장치 또는 마스크리스 노광 장치로도 또한 칭해지는 직접 기록 리소그래피 장치는, 상이한 패턴, 예를 들면, N 개의 상이한 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구성될 수도 있는데, N은 1보다 큰 정수 값이다. 특히, 직접 기록 노광 장치는 이러한 패턴을 기판 상으로 투영하기 위한 패터닝 시스템을 포함할 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 직접 기록 노광 장치는, 도 1a에서 개략적으로 도시되는 바와 같이, 기판 홀더, 패터닝 디바이스 시스템 및 프로세싱 시스템을 포함할 수도 있다. 도 1a는 본 발명의 한 실시형태에 따른 직접 기록 장치(100)를 개략적으로 도시하는데, 그 장치는 오브젝트 홀더, 패턴, 예를 들면, 변조된 방사선 패턴(modulated radiation pattern)을 오브젝트(114), 예를 들면, 기판 상으로 투영하도록 구성되는 패터닝 시스템(100.1)을 포함한다. 도시되는 바와 같은 실시형태에서, 패터닝 시스템(100.1)은 패터닝 디바이스(104) 및 투영 시스템(108)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 패터닝 시스템(100.1)은 상이한 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구성된다.
프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스를 사용한 기판의 투영 또는 패턴화가 마스크 상에서 이용 가능한 특정한 패턴으로 제한되지 않기 때문에, 직접 기록 노광 장치는 기판의 더욱 다재다능하고, 더욱 유연한 활용을 가능하게 한다.
한 실시형태에서, 상이한 패턴은, 상이한 디바이스, 예를 들면, 상이한 해상도 또는 픽셀 밀도를 갖는 상이한 디스플레이 또는 스크린을 생성하도록 적용될 수도 있다.
한 실시형태에서, 상이한 패턴은 상이한 치수를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 직접 기록 또는 마스크리스 노광 장치는, 노광 장치의 다양한 컴포넌트를 제어하도록 구성되는 프로세싱 시스템(100.2)을 더 포함한다. 한 실시형태에서, 프로세싱 시스템(100.2)은 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 컴퓨터 또는 등등과 같은 하나 이상의 프로세싱 유닛을 포함할 수도 있는데, 이러한 프로세싱 유닛은 통상적으로 데이터, 예를 들면, 프로세싱 유닛의 입력 단자에서 수신되는 입력 데이터를 프로세싱하도록 그리고 프로세싱된 데이터, 예를 들면, 노광 장치의 컴포넌트 중 하나 이상을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성되고, 프로세싱된 데이터는 프로세싱 유닛의 출력 단자를 통해 출력된다. 한 실시형태에서, 프로세싱 시스템(100.2)은 직접 기록 장치 내부에 위치될 수도 있다. 대안적으로, 프로세싱 시스템(100.2)은, 예를 들면, 통신 네트워크를 통해 연결되는 장치로부터 떨어져 위치될 수도 있다. 도 1b는, 본 발명에서 적용될 수 있는 바와 같은 프로세싱 시스템 또는 프로세싱 유닛의 가능한 구조체를 개략적으로 도시한다. 본 발명에 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템(1600)은, 예를 들면, 수신되는 데이터 또는 신호를 프로세싱하기 위한 프로세서(1600.1), 마이크로프로세서, 컴퓨터 또는 등등을 포함할 수도 있다. 한 실시형태에서, 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 측정 시스템으로부터의 임의의 수신된 신호, 또는 정보와 같은 데이터를 저장하기 위한 메모리(1600.2) 또는 메모리 유닛을 더 포함할 수도 있다. 도시되는 바와 같은 실시형태에서, 프로세싱 유닛(1600)은, 데이터 또는 신호(1610)를 수신하기 위한 입력 단자(1600.3) 및 신호 또는 데이터(1620), 예를 들면, 프로세싱 유닛(1600)의 프로세서(1600.1)에 의해 프로세싱된 이후 획득되는 데이터 또는 신호를 출력하기 위한 출력 단자(1600.4)를 포함한다. 통신 경로는, 입력 및 출력 단자(1600.3, 1600.4)와 프로세서 및 메모리 유닛(1600.1, 1600.2) 사이의 프로세싱 유닛(1600)(화살표에 의해 표시됨) 내에 제공될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 특정한 기판 상에 어떤 패턴 또는 패턴들이 적용될지를 결정하도록 구성될 수도 있다. 특히, 본 발명의 한 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 다음의 것을 하도록 구성될 수도 있다:
- 기판의 로트(lot) 중, 노광 장치에 의해 프로세싱될 한 기판에 대해, 그 기판 상에 적용될 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 것; 및
- 기판의 로트 중 후속하는 기판에 대해, 후속 기판 상에 적용될 하나 이상의 패턴의 상이한 조합을 결정하는 것.
이러한 실시형태에서, 프로세싱 시스템, 예를 들면, 도 1b에서 도시되는 바와 같은 프로세싱 시스템(1600)은, 따라서, 기판의 로트의 각각의 기판에 대해, 어떤 패턴 또는 패턴들이 적용될지를 결정하도록 구성될 수도 있다. 언급된 바와 같이, 상이한 패턴은, 예를 들면, 제조될 상이한 디바이스에 및/또는 상이한 치수를 갖는 패턴에 관련될 수도 있다. 따라서, 도 1b를 참조하면, 프로세싱 시스템(1600)은, 패턴화될 수 있는 상이한 패턴에 관한 정보, 특히 기하학적 형상 정보(geometric information)를 수신하도록 구성될 수도 있다. 이 정보는, 예를 들면, 프로세싱 시스템의 입력 단자(1600.3)를 통해 수신될 수도 있고 메모리 유닛(1600.2)에 저장될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 예를 들면, 도 1a에서 도시되는 바와 같이, 패터닝 시스템(100.1)은, 패터닝 디바이스(104) - 패터닝 디바이스(104)는 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성됨 - , 및 투영 시스템(108) - 투영 시스템(108)은, 도 1에서 패턴화된 빔(110)으로 나타내어지는 변조된 방사선을 기판 상의 소망되는 위치 상으로 투영하도록 구성됨 - 을 포함한다.
본 발명에 따르면, 패턴이 투영될 수 있는 기판의 영역은 일반적으로 사용 가능한 패터닝 영역으로 칭해진다.
본 발명의 한 실시형태에 따르면, 노광 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 따라서, 사용 가능한 패터닝 영역 상으로, 어떤 패턴, 특히, 예를 들면, N 개의 이용 가능한 패턴 중에서 선택되는 하나 이상의 패턴의 어떤 조합이 투영될지를 결정하도록 구성된다.
한 실시형태에서, 프로세싱 시스템, 예를 들면, 전용 프로세싱 유닛은, 패터닝 시스템(100.1), 예를 들면, 패터닝 디바이스(104) 및/또는 투영 시스템(108)을 제어하여, 결정되는 바와 같은 하나 이상의 패턴의 조합으로 기판을 노광하도록, 즉, 하나 이상의 패턴을 나타내는 변조된 방사선을, 사용 가능한 패터닝 영역 내의 적절한 위치 상으로 투영하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 의미 내에서, '하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 것'은, 따라서, 적용될 패턴 또는 패턴들을 선택하는 단계 및 하나 이상의 패턴에 대한 적절한 위치를 결정하는 단계 둘 모두를 수반한다. 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이, 하나 이상의 패턴의 조합은, 하나 이상의 패턴의 조합이 비중첩 방식으로 사용 가능한 패터닝 영역 상으로 피팅되는 요건을 충족해야 한다.
한 실시형태에서, 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계는 또한, 패턴의 적절한 분리 또는 다이싱을 가능하게 하기 위해, 소정의 제조 제약, 예를 들면, 기판 상의 인접한 패턴 사이의 소망되는 또는 요구되는 간격을 고려할 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 본 발명에 따른 노광 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 기판 활용 기준(substrate utilization criterion)으로 칭해지는 기준에 의해 적용될 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하도록 구성된다.
본 발명의 한 실시형태에서, 기판 활용 기준은, 사용 가능한 패터닝 영역을 가능한 많이 활용하도록, 하나 이상의 패턴의 가장 적절한 조합을 결정하기 위해 사용될 수도 있다.
이것은 다음의 도면에서 예시된다.
도 2는, 노광 장치가 하나의 특정한 패턴을 패턴화하기 위해서만 구비되는 경우에서의, 기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 활용을 개략적으로 도시한다. 도 2는, 특정한 패턴(220)이 세 번 투영되는 사용 가능한 패터닝 영역(210)을 구비하는 기판(200)을 개략적으로 도시하는데, 패턴은 길이(L) 및 폭(W)을 갖는다. 알 수 있는 바와 같이, 기판의 폭(Ws)과 장치에 의해 적용될 수 있는 패턴(220)의 폭(W) 사이의 불일치로 인해, 패턴화될 수 없는 기판의 상당한 부분이 여전히 남아 있다.
장치가 상이한 패턴, 예를 들면, 상이한 사이즈를 갖는 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구성되는 경우에, 사용 가능한 패터닝 영역의 더욱 효과적인 사용이 이루어질 수 있다.
도 3은, 세 개의 상이한 사이즈의 패턴(320.1, 320.2 및 320.3)의 조합이 투영되는 사용 가능한 패터닝 영역(310)을 구비하는 기판(300)을 개략적으로 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 상이한 사이즈의 패턴의 조합을 사용하는 것에 의해, 사용 가능한 패터닝 영역의 더욱 효과적인 활용이 이루어질 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 사용 가능한 패터닝 영역의 활용률(U)은 다음에 의해 수학적으로 표현될 수도 있다:
Figure pct00001
여기서:
M = 사용 가능한 패터닝 영역 상에 적용되는 패턴의 수;
Ai = M 개의 패턴 중 패턴 i의 면적;
As = 기판의 사용 가능한 패터닝 영역
한 실시형태에서, 패턴의 면적은 요구되는 임의의 마진, 예를 들면, 스크라이브 라인 또는 레인에 대한 마진을 고려할 수도 있다.
활용률(U)은 또한, 그것이 기판의 어떤 부분이 패턴으로 효과적으로 채워지는지를 나타낸다는 점에서, 기판의 충전율(fill factor)로 칭해질 수도 있다.
도 3에서 도시되는 예에서, 활용률(U)은, 따라서, 패턴(320.1)의 면적의 두 배, 패턴(320.2)의 면적의 세 배 및 패턴(320.3)의 면적의 네 배를 가산하는 것 및 이것을 사용 가능한 패터닝 영역의 면적 As = Ws x Ls로 제산하는 것에 의해 계산될 수 있을 것이다. 이와 같이, 기판 활용 기준(U)은, 조합에서 사용되는 상이한 패턴의 치수 및 기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 치수를 사용한다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 리소그래피 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템, 예를 들면, 도 1a에서 도시되는 바와 같은 프로세싱 시스템(100.2)은, 복수의 상이한 조합에 대한 기판 활용 기준을 평가하도록 그리고 가장 유리한 조합을 선택하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 기판 활용 기준은 최적화 함수, 예를 들면, 식 (1)과 같은 기판 활용의 수학적 표현을 포함할 수도 있다.
숙련된 자에 의해 인식되는 바와 같이, 노광 장치가 N 개의 상이한 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구비되는 경우, 기판의 사용 가능한 패터닝 영역을 패턴으로 실질적으로 채우기 위한 다양한 옵션, 즉 하나 이상의 패턴의 다양한 조합이 있을 수도 있다. 이것은 도 4(a) 내지 도 4(c)에서 예시된다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는, 노광 장치가 도 3에서 도시되는 바와 같은 패턴(320.1, 320.2 및 320.3)을 적용하도록 구비되는 경우, 기판(400)을 노광하기 위한 세 개의 대안적인 조합을 개략적으로 도시한다.
도 4(a)에서, 기판 상에 적용되는 패턴의 조합은 패턴(320.2)의 9개의 투영으로 구성된다.
도 4(b)에서, 기판 상에 적용되는 패턴의 조합은 패턴(320.3)의 18개의 투영으로 구성된다.
도 4(c)에서, 기판 상에 적용되는 패턴의 조합은 패턴(320.1)의 3 개의 투영 및 패턴(320.2)의 세 개의 투영으로 구성된다.
이해되는 바와 같이, 모두 세 개의 이용 가능한 패턴을 조합하는 경우, 가능한 패턴의 큰 조합이 존재한다. 이와 관련하여, 이미 상기에서 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 패턴의 특정한 조합은, 적용된 패턴 및 패턴의 특정한 위치 둘 모두에 의해 특성 묘사된다는 것을 주목할 가치가 있다.
이것을 예시하기 위해, 도 5에 개략적으로 도시되는 바와 같은 패턴(320.1, 320.2 및 320.3)의 조합은, 각각의 타입의 동일한 수의 패턴이 기판(500) 상에서 적용됨에도 불구하고, 도 3에서 도시되는 조합과는 상이한 것으로 간주된다. 특히, 도 5에 도시되는 바와 같은 패턴의 조합은 또한, 도 2에서와 같이, 사이즈(320.1)의 두 개의 패턴, 사이즈(320.2)의 세 개의 패턴 및 사이즈(320.3)의 네 개의 패턴을 포함한다.
기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 최적의 활용을 목표로 하는 경우, 예를 들면, 식 (1)에 의해 표현되는 바와 같이, 동일한 또는 실질적으로 동일한 활용으로 나타나는, 예를 들면, N 개의 상이한 패턴에서 선택되는 하나 이상의 패턴의 많은 수의 조합이 여전히 존재한다는 것을 알 수도 있을 것이다. 특히, 숙련된 자는, 도 3에서의 기판(300)의 활용이, 기판(500)이 기판(300)과 동일한 사용 가능한 패터닝 영역을 갖는다는 것을 가정하면, 도 5에서 도시되는 기판(500)의 활용과 동일할 것이다는 것을 인식할 것이다. 게다가, 도 4(a) 내지 도 4(c)에서 도시되는 바와 같은 기판(400)의 활용이 도 3 및 도 5에서 도시되는 기판의 활용으로부터 크게 벗어나지 않을 것이다는 것을 또한 평가할 수도 있다.
이와 같이, 적용될 패턴의 특정한 조합에 도달하기 위한 기준으로서의 기판 활용률의 단순한 적용은, 동일한 또는 실질적으로 동일한 활용률을 갖는 다수의 조합으로 나타날 수도 있다. 이러한 상황에서, 기판 상에 적용될 실제 조합을 결정하기 위해, 더욱 상세한 기판 활용 기준을 사용할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시형태에서, 리소그래피 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 특정한 기판, 예를 들면, 기판의 로트 내의 특정한 기판 상에 적용될 패턴의 바람직한 조합에 도달하기 위해, 대안적인 또는 추가적인 기준 또는 경계 조건을 고려하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 프로세싱 시스템은, 제조 파라미터를 포함하는 기판 활용 기준을 사용하거나 또는 기판 활용 기준 및 제조 기준을 포함하는 조합된 기준을 사용한다. 후자의 경우, 기준 둘 모두의 상대적 중요성을 조정하기 위해, 가중치 인자가 적용될 수 있다. 이러한 제조 파라미터 또는 기준의 사용은, 다양한 가능한 조합 사이를 추가로 구별하기 위해 적용될 수도 있다. 예를 들면, 가중치 인자를 적용하는 것에 의해, 다양한 기준의 상대적인 중요성이 조정될 수도 있다.
이하, 기판 활용 기준에서 또는 이러한 기준과 조합하여 적용될 수도 있는 제조 파라미터 또는 기준의 몇 가지 예가 논의될 것이다.
제1 예로서, 제조 파라미터 또는 기준은, N 개의 상이한 패턴의 소망되는 생산량과 관련될 수도 있다. 도 4(a) 및 도 4(b)에서 개략적으로 도시되는 기판 활용을 참조하면, 도 4(a)에서 도시되는 바와 같은 패턴 조합 또는 도 4(b)에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합을 적용하는 것은, 패턴(320.2)을 갖는 디바이스 및/또는 패턴(320.3)을 갖는 디바이스의 제조로 나타날 것이다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 상황에서, 패턴(320.1)을 가지고 제조되는 디바이스는 존재하지 않을 것이다. 특정한 패턴과 관련되는 특정한 디바이스의 소망되는 생산량을 고려하기 위해, 제조 파라미터 또는 기준은, 예를 들면, 다음의 정보 중 하나 이상을 사용할 수도 있다:
- 특정한 디바이스에 대한 예상 수요,
- 특정한 디바이스의 이용 가능한 재고,
- 특정한 디바이스에 대한 이용 가능한 생산 수단,
- 등등.
이러한 파라미터를 사용하면, 가장 필요로 되는 패턴의 조합을 선호하는 기준이 고안될 수도 있다.
이러한 기준의 가능한 구현예가 도 6을 참조하여 본원에 의해 예시된다. 도 6은, N 개의 디바이스 또는 패턴 중 세 개의 상이한 패턴 타입 또는 디바이스(N_1, N_2 및 N_3)에 대한, (예를 들면, 실선(600)에 의해 나타내어지는, 재고에서의) 이용 가능한 디바이스의 실제 수 및 점선(610)에 의해 나타내어지는, 디바이스의 소망되는 또는 요구되는 수를 개략적으로 도시한다. 묘사되는 바와 같은 상황의 경우, 이용 가능한 디바이스(N_1 및 N_3)의 실제 수는 소망되는 것 또는 요구되는 것보다 더 많고, 반면, 이용 가능한 디바이스(N_2)의 실제 수는, 디바이스의 소망되는 또는 요구되는 것보다 더 적다는 것을 관찰할 수 있다. 이러한 분석이 이용 가능한 경우, 이 지식은 패턴의 가장 유리한 또는 바람직한 조합을 선택하는 데 사용될 수도 있다. 특히, 디바이스의 실제 수와 디바이스의 소망되는 수 사이의 불일치를 해결하기 위해, 디바이스(N_2)와 관련되는 하나 이상의 패턴을 포함하는 패턴의 조합이, 이 패턴을 포함하지 않는 조합에 비해 선호되어야 한다.
이것이 수학적으로 어떻게 구현될 수 있는지의 예가 식 (2)에 의해 주어진다:
Figure pct00002
여기서:
P = 생산량 활용률(production utilization);
M = 사용 가능한 패터닝 영역 상에 적용되는 패턴의 수;
DPi = 패턴 i를 사용하여 제조되는 디바이스의 소망되는 또는 요구되는 생산량 또는 재고;
APi = 패턴 i를 사용하여 제조되는 디바이스의 이용 가능한 생산량 또는 재고.
식 (2)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 생산성 활용률(productivity utilization)(P)은, 필요로 되는 패턴에 대해 양의 기여(Dpi > APi)를 가지고(소망되는 생산량 또는 재고가 실제 생산량 또는 재고보다 더 큼) 요구되지 않는 패턴에 대해 음의 기여를 갖는다(실제 재고가 소망되는 것보다 더 많음).
식 (2)는 소망되는 재고와 실제 재고 사이의 불일치를 고려하는 제조 기준 또는 파라미터의 한 예로서 간주될 수 있다.
도시되는 바와 같은 예에서, 양 또는 음의 기여는, 특정 타입 i의 패턴의 수에 비례하여 만들어진다.
이해되는 바와 같이, 생산 또는 제조의 관점으로부터, 패턴의 특정한 조합이 소망되는지 또는 소망되지 않는지의 여부를 평가하기 위해 많은 수의 대안적인 기준이 고안될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에서, 예를 들면, 식 (1)에 의해 표현되는 바와 같은 기판 활용 기준 및, 예를 들면, 식 (2)에 의해 표현되는 바와 같은 생산성 활용 기준을, 예를 들면, 조합하는 조합된 기준(C)이, 식 (3)에 의해 예시되는 바와 같이, 적용될 수도 있다.
Figure pct00003
여기서:
α1, α2: 기판 활용률(U)과 생산량 활용률(P)에 각각 적용되는 가중치 인자.
이러한 조합된 활용 기준이 사용되는 경우, 본 발명에 따른 리소그래피 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 패턴의 복수의 조합에 대한 조합된 활용률을, 예를 들면, 식 (3)에 의해 표현되는 바와 같이, 평가하도록 그리고 가장 큰 조합된 활용률을 갖는 조합을 선택하도록 구성될 수도 있다.
조합된 기준을 적용하는 것에 대한 대안으로서, 본 발명에 따른 리소그래피 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 적용될 패턴의 바람직한 조합에 도달하기 위해, 상이한 기준을 순차적으로 적용하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 기판 활용 기준을 사용하여, 예를 들면, 식 (1)을 사용하여 패턴의 복수의 상이한 조합을 평가하도록, 소망되는 또는 요구되는 최소 기판 활용률 값을 갖는, 예를 들면, U > 0.9인 이들 조합의 세트를 선택하도록, 조합의 선택된 세트의 생산성 활용률을, 예를 들면, 식 (2)를 사용하여, 평가하도록, 그리고 가장 높은 생산성 활용률(P)을 갖는 조합을 선택하도록 구성될 수도 있다.
본 발명에서 적용될 수도 있는 제조 파라미터 또는 기준의 제2 예로서, 결함 정보가 언급될 수 있다. 본 발명의 한 실시형태에서, 본 발명에 따른 리소그래피 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 프로세싱 시스템의 입력 단자에서, 특정한 기판과 관련되는 결함 정보를 수신하도록 구성될 수도 있다. 특히, 프로세싱 시스템은, 프로세싱될 기판 상의 결함의 위치를 나타내는 정보를 수신할 수도 있다. 이러한 결함 정보는, 예를 들면, 기판이 결함에 대해 주사된 이후 이용 가능하게 될 수도 있다. 결함에 대한 이러한 주사는, 예를 들면, 리소그래피 장치 그 자체에서 구현될 수도 있거나 또는 리소그래피 장치 외부에서 수행될 수도 있다.
적용될 하나 이상의 패턴의 적절한 조합의 선택에서의 이러한 결함 정보의 사용은 도 7에서 개략적으로 예시된다. 도 7은 사용 가능한 패터닝 영역(710)을 구비하는 기판(700)을 개략적으로 도시한다. 기판(700)은, 사용 가능한 패터닝 영역(710) 내에서, 기판 결함 위치로 칭해지는 특정한 위치에 위치되는 결함(725)을 추가로 갖는다. 본 발명의 한 실시형태에서, 리소그래피 장치의 프로세싱 시스템, 예를 들면, 도 1에서 도시되는 바와 같은 프로세싱 시스템(100.2)은, 적용될 패턴의 조합을 결정할 때 결함 정보를 고려하도록 구성된다. 특히, 프로세싱 시스템은, 패턴 중 어느 것도 기판 결함 위치와 중첩하지 않는 그러한 방식으로, 적용될 하나 이상의 패턴의 조합을 선택하고 배열하도록 구성될 수도 있다. 도 7에서는, 패턴(320.1, 320.2 및 320.3)의 조합이 도시되는데, 그것에 의해, 적용된 패턴 중 어느 것도 결함(725)과 중첩하지 않는다. 적용되는 바와 같은 패턴의 배열은 도 4(c)의 배열과 비교될 수도 있는데, 그에 의해, 세 개의 패턴(320.1) 중 중간의 것은 결함을 방지하기 위해 세 개의 패턴(320.3)에 의해 대체된다. 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이, 결함 정보를 고려하는 프로세스는, 더 높은 수율, 즉 기판 또는 기판의 로트당 실현되는 적절하게 기능하는 더 높은 백분율 또는 수의 디바이스를 가능하게 할 수도 있다.
적용될 패턴의 조합을 결정하는 프로세스에서 결함 정보를 고려하는 것은, 다양한 방식으로 행해질 수 있다.
제1 예로서, 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 식 (1)에 의해 나타내어지는 바와 같이, 기판 활용 기준을 사용하도록 구성될 수도 있지만, 그러나, 그것이 결함 위치와 중첩되는 경우, 패턴의 기여는 무시한다. 이것은, 예를 들면, 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00004
여기서:
Ud = 결함 위치를 고려하는 기판 활용률;
M = 사용 가능한 패터닝 영역 상에 적용되는 패턴의 수;
Ai = M 개의 패턴 중 패턴 i의 면적;
δi = 패턴 i가 결함 위치와 중첩되지 않는 경우 1;
δi = 패턴 i가 결함 위치와 중첩하는 경우 0;
As = 기판의 사용 가능한 패터닝 영역
제2 예로서, 프로세싱 시스템은, 사용 가능한 패턴화를, 결함이 없는 서브 영역으로 세분하도록 그리고 서브 영역의 각각에 기판 활용 기준을 적용하도록 구성될 수도 있다.
이것은 도 8에서 개략적으로 예시된다. 도 8에서, 기판(800)의 사용 가능한 패터닝 영역(810)은 결함이 없는 두 개의 영역(S1 및 S2)으로 세분된다. 그 다음, 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 이용 가능한 패턴의 치수 및 서브 영역의 치수를 고려하여, 서브 영역의 각각의 최적의 활용을 결정하도록 구성될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 사용 가능한 패터닝 영역을 결함이 없는 서브 영역으로 세분하는 다양한 방식이 존재한다. 한 실시형태에서, 프로세싱 시스템은, 사용 가능한 패터닝 영역을 세분하는 다수의 상이한 방식에 대한 기판 활용 기준을 평가하도록 구성된다. 사용 가능한 패터닝 영역이 세분되는 방식이, 가능한 조합에 영향을 줄 수도 있기 때문에, 이것은 유용할 수도 있다. 한 예로서, 본 발명에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 도 8에서 도시되는 바와 같이 사용 가능한 패터닝 영역을 세분할 때, 도 7에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합에 도달하지 않을 것이다.
직접 기록 리소그래피 장치를 사용하여 패턴화되는 기판의 활용과 관련하여, 패턴의 패턴화는 패턴의 특정한 방위로 제한되지 않는다는 것이 지적될 수 있다. 상기에서 나타내어지는 바와 같은 예에서, 패턴(320.1, 320.2 및 320.3)의 동일한 방위가 적용된다. 기판 상에 적용될 하나 이상의 패턴을 조합하기 위한 추가적인 변수로서 방위를 사용하는 것은, 더욱 유리한 활용을 가능하게 할 수도 있다.
이것은 도 9에서 예시된다. 도 9는, 결함(725) 및 사용 가능한 패터닝 영역(710)을 구비하는 기판(700)을 개략적으로 도시한다. 도 7에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합과 비교하여, 도 9에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합에서는, 패턴(320.2) 중 하나가 상이한 배향으로 배열되고, 따라서, 도 7의 배열과 비교하여, 여분의 패턴(320.3)의 추가를 가능하게 한다는 것을 알 수 있다.
제3 예로서, 하나 이상의 패턴의 어떤 조합을 적용할지를 결정하기 위해 프로세싱 시스템에 의해 적용되는 바와 같은 제조 파라미터 또는 기준은, 상이한 패턴을 분리하는 가능성에 관련될 수도 있다. 숙련된 자에 의해 인식되는 바와 같이, 일단 기판이 모든 필요한 프로세싱을 수신하면, 상이한 패턴 또는 디바이스를 분리하기 위해 기판은 절단되거나 또는 다이싱된다(diced). 패턴 또는 디바이스가 쉽게 분리될 수 있는지 또는 그렇지 않은지의 여부는, 패턴의 레이아웃에 의존할 수도 있다. 이와 관련하여, 전체 길이 또는 폭에 걸쳐 기판을 절단하는 것이 유리할 수도 있다는 것을 언급하는 것이 가치가 있을 수도 있다. 게다가, 절단 또는 다이싱 도구는 직선을 따라 기판을 절단하기 위해서만 구비될 수도 있다. 이와 같이, 도 3에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합은, 예를 들면, 절단 라인(C1 및 C2)을 따라 기판을 절단하는 것에 의해 세 개의 기판 부분으로 초기에 분리될 수도 있다.
도 5에 도시되는 바와 같은 패턴의 조합은 동일한 방식으로 분리될 수 없다. 이와 같이, 이용 가능한 절단 또는 다이싱 도구, 또는 기판 또는 기판 부분을 핸들링하는 데 이용 가능한 핸들링 도구에 따라, 도 3에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합이 바람직할 수도 있다. 이것을 평가하기 위한 가능한 기준으로서, 전체 폭 또는 길이에 걸쳐 확장하는 이용 가능한 절단 라인의 수는 언급될 가치가 있을 수도 있다. 도 3 또는 도 10에서 도시되는 바와 같은 패턴의 조합의 경우, 전체 폭(C1 및 C2) 또는 전체 길이(C3)에 걸쳐 연장되는 세 개의 절단 라인이 이용 가능하다. 도 5의 조합의 경우, 기판의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 단지 두 개의 절단 라인만이 이용 가능할 것이다.
따라서, 한 실시형태에서, 기판 활용 기준은, 예를 들면, 기판의 전체 폭 또는 길이에 걸친 절단 라인의 이용 가능한 수가 낮은 경우 기준에서 페널티 또는 페널티 함수를 도입하는 것에 의해, 절단 프로세스의 가능성을 고려하도록 수정될 수도 있다.
상기에서 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 리소그래피 장치에서 적용되는 바와 같은 프로세싱 시스템은, 기판의 로트 내의 각각의 개개의 기판에 대해, 적용될 N 개의 이용 가능한 패턴 중 하나 이상의 패턴의 가장 유리한 조합을 결정하도록 구성될 수도 있다. 가장 유리한 조합은, 기판 활용 기준 또는 제조 기준 또는 파라미터 중 하나 이상에 기초한 기준을 활용하는 것에 의해 프로세싱 시스템에 의해 평가될 수도 있다. 적용되는 바와 같은 기준은, 예를 들면, 이용 가능한 패턴의 소망되는 생산량, 기판의 절단 또는 다이싱의 가능성, 기판 상의 결함의 발생, 등등을 고려할 수도 있다. 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이, 패턴의 가장 유리한 조합에 대한 이러한 평가는, 다수의 기판의 조합에 대해, 예를 들면, 로트 전체에 대해, 또한 결정될 수도 있다. 한 예로서, 이용 가능한 경우, 기판의 전체 로트에 대해, 결함 정보를 수집하는 것이 가치가 있을 수도 있다. 이 전반적인 결함 정보에 기초하여, 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 소정의 패턴의 패턴화에 대해 어떤 기판이 이용 가능하지 않은지를 평가할 수도 있다. 이해되는 바와 같이, 기판이 하나 이상의 결함을 갖는 경우, 상대적으로 큰 패턴을 배치하기 위한 옵션은 다소 제한적일 수도 있거나 또는 존재하지 않을 수도 있다. 후자의 경우, 이러한 상대적으로 큰 패턴과 관련되는 디바이스의 요구되는 또는 소망되는 생산량은, 따라서, 무결함 기판을 사용하여 실현되어야 할 수도 있다.
이러한 실시형태에서, 즉, 리소그래피 장치가 기판의 전체 로트에 걸쳐 결함 정보를 모으거나 또는 수집하도록 구성되는 경우, 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 결함 정보를 프로세싱하도록 그리고 기판의 로트에 임의의 시스템 결함이 존재하는지의 여부를 평가하도록 구성될 수도 있다. 특히, 기판의 로트의 기판의 상당한 부분이 동일한 위치에서, 또는 동일한 영역에서 결함을 가질 경우, 이것은 기판의 생산 또는 핸들링에서의 결함의 표시일 수 있을 것이다. 이러한 결함이 발생했을 수도 있는지의 여부를 평가하기 위해, 프로세싱 시스템은, 예를 들면, 기판의 로트에 대한 결함 밀도 맵을 생성하도록 구성될 수도 있고, 결함 밀도는 기판의 단위 또는 면적당 결함의 수를 나타내고 있을 수도 있고, 기판은, 예를 들면, 5 x 5 cm의 영역으로 세분되는 것으로 간주될 수도 있고 면적당 결함의 수는 계산될 수도 있다.
이러한 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 또한, 특정한 영역에서의 결함의 수가 미리 결정된 수를 초과하는 경우, 미리 결정된 수의 결함이 발생한 영역의 표시를 포함하는 경고를 출력하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 한 실시형태에 따르면, 리소그래피 장치는, 패턴화될 필요가 있는 기판이 임의의 결함을 갖는지 또는 갖지 않는지의 여부를 결정하기 위한 결함 측정 도구를 구비할 수도 있다. 이러한 측정 도구는, 예를 들면, 기판의 표면 상으로 측정 빔을 투영하기 위한 광원 및 표면으로부터의 반사된 또는 굴절된 광을 수신하기 위한 검출기를 구비할 수도 있다. 수신된 광에 기초하여, 측정 도구의 프로세싱 유닛은, 그 다음, 결함이 존재하는지 또는 그렇지 않은지의 여부 및 결함의 위치를 결정하도록 구성될 수도 있다.
이러한 실시형태에서, 리소그래피 장치는, 따라서, 패턴화 프로세스 이전에 결함에 대해 기판의 표면을 주사하도록 구성될 수도 있다. 하나 이상의 결함이 발견된 경우, 측정 도구의 프로세싱 유닛은, 이 결함 정보 또는 데이터를, 리소그래피 장치의 프로세싱 시스템으로 제공할 수도 있고, 그 결과, 프로세싱 시스템은 이 정보를 상기에서 논의되는 바와 같이 핸들링할 수도 있다.
한 실시형태에서, 본 발명은 직접 기록 리소그래피 장치를 제공하는데, 그 장치는 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스를 구비한다. 하기에서, 이러한 장치의 더 많은 세부 사항이 논의된다.
도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 직접 기록 리소그래피 장치에서 적용될 수 있는 바와 같은 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스(104)는, 빔(110)에 패턴을 적용하도록 방사선을 변조하기 위한 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다. 한 실시형태에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 위치는 투영 시스템(108)에 대해 고정될 수 있다. 그러나, 대안적인 배열에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 (예를 들면, 투영 시스템(108)과 관련하여) 소정의 파라미터에 따라 그들 중 하나 이상을 정확하게 배치하기 위해 위치 결정 디바이스(positioning device)(도시되지 않음)에 연결될 수도 있다.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는 자체 방출형 콘트라스트 디바이스(self-emissive contrast device)이다. 이러한 패터닝 디바이스(104)는 방사선 시스템에 대한 필요성을 제거하는데, 이것은, 예를 들면, 리소그래피 장치의 비용 및 사이즈를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는, 발광 다이오드(light-emitting diode; LED), 유기 LED(organic LED; OLED), 폴리머 LED(polymer LED; PLED), 레이저 다이오드(예를 들면, 솔리드 스테이트 레이저 다이오드), 수직 외부 공동 면발광 레이저(vertical external cavity surface emitting laser; VECSEL), 수직 공동 면발광 레이저(vertical cavity surface emitting laser; VCSEL), 또는 이들의 임의의 조합과 같은 방사선 방출 다이오드를 포함할 수 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 모두 LED이다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 약 380 내지 440 nm, 예를 들면, 약 400 또는 405 nm의 범위의 파장을 갖는 방사선을 방출한다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 1 내지 100 마이크로와트(μW)의 범위로부터 선택되는 출력 전력을 제공할 수 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 약 3 마이크로암페어(μA)의 출력 전류를 제공할 수 있다. 한 실시형태에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 각각은 약 2 마이크로미터(㎛) 또는 그 미만, 예를 들면, 약 1 마이크로미터 또는 그 미만의 방출 단면 폭을 갖는다(예를 들면, 1:1 광학기기를 가정하면; 예를 들면, 2:1 또는 4:1의 축소 광학기기를 사용하는 경우, 약 8 ㎛ 또는 그 미만과 같은 더 큰 방출 단면 폭이 사용될 수 있음).
한 실시형태에서, 자체 방출형 콘트라스트 디바이스는, 다른 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)가 동작에 실패하거나 또는 적절하게 동작하지 않는 경우 "용장성의(redundant)" 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)가 사용되는 것을 허용하는 데 필요로 되는 것보다 더 많은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 포함한다. 게다가, 개개의 엘리먼트(102)가 단독으로 충분한 광학적 출력(optical output)을 제공할 수 없는 경우 소정의 전력 또는 조사량(dose)을 전달하도록 엘리먼트(102)로 하여금 함께 작용하게 하기 위해 또는 엘리먼트(102)의 사용량을 그들의 최대 또는 설계 명세로부터 감소시키는 것에 의해 엘리먼트(102)로 하여금 "부하를 공유하게" 하기 위해, 필요로 될 수도 있는 것보다 더 많은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)가 사용될 수 있을 것이다.
리소그래피 장치(100)는 오브젝트 홀더(106)를 포함한다. 이 실시형태에서, 오브젝트 홀더는 기판(114)(예를 들면, 레지스트가 코팅된 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판)을 유지하기 위한 오브젝트 테이블(106)을 포함한다. 오브젝트 테이블(106)은 최대 6 자유도에서(예를 들면, X 및/또는 Y 방향에서) 이동 가능할 수도 있고, 위치 결정 디바이스(116)에 연결되어 소정의 파라미터에 따라 기판(114)을 정확하게 배치할 수도 있다. 예를 들면, 위치 결정 디바이스(116)는 투영 시스템(108) 및/또는 패터닝 디바이스(104)에 대해 기판(114)을 정확하게 배치할 수도 있다. 한 실시형태에서, 오브젝트 테이블(106)의 이동은, 도 1에서 명시적으로 묘사되지 않는, 긴 스트로크 모듈(long-stroke module)(대략적인 위치 결정) 및 옵션 사항으로(optionally) 짧은 스트로크 모듈(short-stroke module)(정밀한 위치 결정)을 포함하는 위치 결정 디바이스(116)를 사용하여 실현될 수도 있다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)를 배치하기 위해 유사한 시스템이 사용될 수도 있는데, 그 결과, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 최대 6 자유도에서(예를 들면, X 및/또는 Y 방향에서) 이동될 수 있다, 예를 들면, 오브젝트 테이블(106)의 주사 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 주사할 수 있고 옵션 사항으로 주사 방향에 직교하는 방향으로 진행할 수 있다. 빔(110)이 대안적으로/추가적으로 이동 가능할 수도 있고, 한편, 오브젝트 테이블(106) 및/또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 요구되는 상대적 이동을 제공하기 위해 고정된 위치를 가질 수도 있다. 이러한 배열은 장치의 사이즈를 제한함에 있어서 도움이 될 수도 있다.
예를 들면, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 적용 가능할 수도 있는 한 실시형태에서, 오브젝트 테이블(106)은 고정식일 수도 있고, 위치 결정 디바이스(116)는 오브젝트 테이블(106)에 대해(예를 들면, 위에서) 기판(114)을 이동시키도록 구성된다. 예를 들면, 오브젝트 테이블(106)은, 실질적으로 일정한 속도로 기판(114)을 가로질러 그것을 주사하는 시스템을 구비할 수도 있다. 이것이 행해지는 경우, 오브젝트 테이블(106)은 편평한 최상부 표면 상에 다수의 개구를 구비할 수도 있는데, 그 개구를 통해 가스가 공급되어 기판(114)을 지지할 수 있는 가스 쿠션을 제공할 수도 있다. 이것은 통상적으로 가스 베어링 장치(gas bearing arrangement)로 지칭된다. 기판(114)은, 빔(110)의 경로에 대해 기판(114)을 정확하게 위치 결정할 수 있는 하나 이상의 액추에이터(도시되지 않음)를 사용하여 오브젝트 테이블(106) 위에서 이동된다. 대안적으로, 기판(114)은, 개구를 통한 가스의 통과를 선택적으로 시작하고 중지시키는 것에 의해, 오브젝트 테이블(106)에 대해 이동될 수도 있다. 한 실시형태에서, 오브젝트 홀더(106)는 기판이 감겨지는(rolled) 롤 시스템일 수 있고, 위치 결정 디바이스(116)는 롤 시스템을 회전시켜 기판을 오브젝트 테이블(106) 상으로 제공하는 모터일 수도 있다.
개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 변조되는 패턴화된 빔을 기판(114)의 타겟 부분(120)(예를 들면, 하나 이상의 다이) 상으로 투영하기 위해, 투영 시스템(108)(예를 들면, 석영, 유리, 플라스틱(예를 들면, COC) 및/또는 CaF2 렌즈 시스템 또는 광학 엘리먼트, 또는 이러한 재료로 제조되는 렌즈 엘리먼트, 또는 미러 시스템, 또는 폴리머의 추가적인 층을 갖는 광학 엘리먼트(예를 들면, 유리 엘리먼트), 또는 편평한 표면 및 구형 표면 - 구형 표면은, 예를 들면, 폴리머 층, 등등을 사용하여 비구면 표면(aspherical surface)으로 수정될 수 있음 - 을 포함하는 광학 엘리먼트를 포함하는 반사굴절 시스템(catadioptric system))이 사용될 수 있다. 본 발명의 의미 내에서, 기판의 타겟 부분은 패턴이 투영될 기판의 부분을 지칭한다는 것을 유의한다. 이와 같이, 타겟 부분(120)은, 상기에서 설명되는 바와 같이, 기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 일부인 것으로 간주될 수도 있다. 투영 시스템(108)은, 패턴이 기판(114) 상에서 코히어런트하게(coherently) 형성되도록, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 제공되는 패턴을 이미지화할 수도 있다. 대안적으로, 투영 시스템(108)은 이차 소스(secondary source)의 이미지를 투영할 수도 있는데, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 엘리먼트는, 이차 소스의 이미지에 대해서 셔터로서 작용한다.
이와 관련하여, 투영 시스템은, 예를 들면, 이차 소스를 형성하기 위해 그리고 기판(114) 상으로의 스팟을 이미지화하기 위해, 포커싱 엘리먼트, 또는 복수의 포커싱 엘리먼트(본원에서 일반적으로 렌즈 어레이로서 칭해짐), 예를 들면, 마이크로렌즈 어레이(micro-lens array)(MLA로서 알려짐) 또는 프레넬(Fresnel) 렌즈 어레이를 포함할 수도 있다. 한 실시형태에서, 렌즈 어레이(예를 들면, MLA)는 적어도 10 개의 포커싱 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 100 개의 포커싱 엘리먼트, 적어도 1,000 개의 포커싱 엘리먼트, 적어도 10,000 개의 포커싱 엘리먼트, 적어도 100,000 개의 포커싱 엘리먼트, 또는 적어도 1,000,000 개의 포커싱 엘리먼트를 포함한다. 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 수는, 렌즈 어레이 내의 포커싱 엘리먼트의 수와 동일하거나 또는 더 크다. 한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 복수의 포커싱 엘리먼트를 포함하고, 적어도 하나의 포커싱 엘리먼트는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나 이상과, 예를 들면, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나와만, 또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 내의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 2 개 이상과, 예를 들면, 3개 이상과, 5 개 이상과, 10 개 이상과, 20 개 이상과, 25 개 이상과, 35 개 이상과, 또는 50 개 이상과 광학적으로 관련되고; 한 실시형태에서, 복수의 광학 엘리먼트 중 적어도 하나의 포커싱 엘리먼트는 5,000 개 미만의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와, 예를 들면, 2,500 개 미만, 1,000 개 미만, 500 개 미만, 또는 100 개 미만과 광학적으로 관련된다.
한 실시형태에서, 렌즈 어레이는, 이차원 어레이 내의 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트와 각각 광학적으로 관련되는 두 개 이상의 포커싱 엘리먼트(예를 들면, 1,000 개보다 더 많은, 대부분, 또는 거의 모두)를 포함한다.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는, 예를 들면, 하나 이상의 액추에이터의 사용을 통해, 적어도, 기판 쪽으로의 그리고 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 패터닝 디바이스를 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다는 것은, 예를 들면, (예를 들면, 비평면 기판 상에서의 국소적 초점 조정을 위해) 기판 또는 렌즈 어레이를 이동시키지 않고도 초점 조정을 허용한다.
한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 (만들기 용이할 수도 있는, 예를 들면, 사출 성형, 및/또는 가격이 알맞을 수도 있는) 플라스틱 포커싱 엘리먼트를 포함하는데, 이 경우, 예를 들면, 방사선의 파장은 약 400 nm보다 더 크거나 또는 동일하다(예를 들면, 405 nm). 한 실시형태에서, 방사선의 파장은 약 350 nm 내지 500 nm의 범위, 예를 들면, 약 375 내지 425 nm의 범위로부터 선택된다. 한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 석영 또는 유리 포커싱 엘리먼트를 포함한다.
한 실시형태에서, 각각의 또는 복수의 포커싱 엘리먼트는 비대칭 렌즈(예를 들면, 하나 이상의 비대칭 표면을 가짐)일 수도 있다. 비대칭성은 복수의 포커싱 엘리먼트의 각각에 대해 동일할 수도 있거나 또는 복수의 포커싱 엘리먼트 중 하나 이상의 포커싱 엘리먼트의 경우 복수의 포커싱 엘리먼트 중 하나 이상의 상이한 엘리먼트에 대한 것과는 상이할 수도 있다. 비대칭 렌즈는 타원형 방사선 출력을 원형 투영 스팟으로 또는 그 반대로 변환하는 것을 용이하게 할 수도 있다.
한 실시형태에서, 포커싱 엘리먼트는, 시스템에 대한 낮은 개구수(numerical aperture; NA)를 획득하기 위해 방사선을 초점을 벗어나 기판 상으로 투영하도록 배열되는 높은 NA를 갖는다. 더 높은 NA 렌즈는, 이용 가능한 낮은 NA 렌즈보다 더 경제적일 수도 있고, 더 보급될 수도 있고 및/또는 더 우수한 품질일 수도 있다. 한 실시형태에서, 낮은 NA는 0.3 미만이거나 또는 동일한데, 한 실시형태에서는, 0.18, 0.15 또는 그 미만이다. 따라서, 더 높은 NA 렌즈는 시스템에 대한 설계 NA보다 더 큰, 예를 들면, 0.3보다 더 큰, 0.18보다 더 큰, 또는 0.15보다 더 큰 NA를 갖는다.
한 실시형태에서, 투영 시스템(108)이 패터닝 디바이스(104)와는 별개이지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 투영 시스템(108)은 패터닝 디바이스(108)와 일체형일 수도 있다. 예를 들면, 렌즈 어레이 블록 또는 플레이트는 패터닝 디바이스(104)에 부착될 수도 있다(그와 일체형일 수도 있다). 한 실시형태에서, 렌즈 어레이는 개개의 공간적으로 분리된 렌즈릿(lenslet)의 형태일 수도 있는데, 각각의 렌즈릿은 하기에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 패터닝 디바이스(104)의 하나 이상의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 부착된다(그와 일체형이다).
옵션 사항으로, 리소그래피 장치는 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 방사선(예를 들면, 자외선(UV) 방사선)을 공급하는 방사선 시스템을 포함할 수도 있다. 패터닝 디바이스가 방사선 소스 그 자체, 예를 들면, 레이저 다이오드 어레이 또는 LED 어레이인 경우, 리소그래피 장치는, 방사선 시스템 없이, 즉 패터닝 디바이스 그 자체 이외의 방사선 소스, 또는 적어도 단순화된 방사선 시스템 없이 설계될 수도 있다.
방사선 시스템은 방사선 소스로부터 방사선을 수신하도록 구성되는 조명 시스템(일루미네이터)을 포함한다. 조명 시스템은 다음의 엘리먼트 중 하나 이상을 포함한다: 방사선 전달 시스템(예를 들면, 적절한 지향 미러(directing mirror)), 방사선 컨디셔닝 디바이스(radiation conditioning device)(예를 들면, 빔 익스팬더(beam expander)), 방사선의 각도 강도 분포(angular intensity distribution)를 설정하기 위한 조정 디바이스(일반적으로, 일루미네이터의 동공 평면(pupil plane) 내에서의 강도 분포(intensity distribution)의 적어도 바깥쪽 반경 및/또는 안쪽 반경 범위(일반적으로 σ 바깥쪽 및 σ 안쪽으로 각각 칭해짐)가 조정될 수 있음), 적분기 및/또는 집광 장치(condenser). 조명 시스템은, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 제공될 방사선을, 그 단면에서 소망되는 균일성 및 강도 분포를 가지도록 컨디셔닝하기 위해 사용될 수도 있다. 조명 시스템은, 예를 들면, 각각이 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트 중 하나 이상과 관련될 수도 있는 복수의 서브 빔으로 방사선을 분할하도록 배열될 수도 있다. 방사선을 서브 빔으로 분할하기 위해, 예를 들면, 이차원 회절 격자가 사용될 수도 있다. 본 설명에서, 용어 "방사선의 빔" 및 "방사선 빔"은, 빔이, 방사선의 복수의 이러한 방사선 서브 빔으로 구성되는 상황을 포괄하지만, 그러나 이것으로 제한되지는 않는다.
방사선 시스템은 또한 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)로의 또는 그에 의한 공급을 위한 방사선을 생성하는 방사선 소스(예를 들면, 엑시머 레이저)를 포함할 수도 있다. 방사선 소스 및 리소그래피 장치(100)는, 예를 들면, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 별개의 엔티티일 수도 있다. 이러한 경우에, 방사선 소스는 리소그래피 장치(100)의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선은 소스로부터 일루미네이터로 전달된다. 다른 경우에, 방사선 소스는, 예를 들면, 방사선 소스가 수은 램프인 경우, 리소그래피 장치(100)의 일체형 부품일 수도 있다.
한 실시형태에서, 한 실시형태에서 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)일 수도 있는 방사선 소스는, 적어도 5 nm, 예를 들면, 적어도 10 nm, 적어도 50 nm, 적어도 100 nm, 적어도 150 nm, 적어도 175 nm, 적어도 200 nm, 적어도 250 nm, 적어도 275 nm, 적어도 300 nm, 적어도 325 nm, 적어도 350 nm, 또는 적어도 360 nm의 파장을 갖는 방사선을 제공할 수 있다. 한 실시형태에서, 방사선은 최대 450 nm, 예를 들면, 최대 425 nm, 최대 375 nm, 최대 360 nm, 최대 325 nm, 최대 275 nm, 최대 250 nm, 최대 225 nm, 최대 200 nm, 또는 최대 175 nm의 파장을 갖는다. 한 실시형태에서, 방사선은, 436 nm, 405 nm, 365 nm, 355 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 126 nm, 및/또는 13.5 nm를 포함하는 파장을 갖는다. 한 실시형태에서, 방사선은 약 365 nm 또는 약 355 nm의 파장을 포함한다. 한 실시형태에서, 방사선은, 예를 들면, 365 nm, 405 nm 및 436 nm를 포괄하는 넓은 대역의 파장을 포함한다. 355 nm 레이저 소스가 사용될 수 있을 것이다. 한 실시형태에서, 방사선은 약 405nm의 파장을 갖는다.
패터닝 디바이스(104)가 방사선 방출형이 아닌 리소그래피 장치(100)의 동작에서, 방사선은 방사선 시스템(조명 시스템 및/또는 방사선 소스)으로부터 패터닝 디바이스(104)(예를 들면, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트) 상에 입사하고 패터닝 디바이스(104)에 의해 변조된다.
대안적으로, 패터닝 디바이스가 자체 방출형이고 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)(예를 들면, LED)를 포함하는 리소그래피 장치(100)의 동작에서, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트는, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 각각이 소망되는 패턴에 따라 "ON" 또는 "OFF" 전환될 수도 있도록 제어 회로(도시되지 않음)에 의해 변조되는데, 여기서, "ON"은 "OFF" 인 경우보다 더 높은 강도 또는 조사량을 갖는 방사선 방출 상태이다. 한 실시형태에서, "ON" 또는 "OFF"는 다양한 그레이 레벨을 포함할 수 있다.
복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 의해 생성된 이후, 패턴화된 빔(110)은 투영 시스템(108)을 통과하는데, 투영 시스템(108)은 빔(110)을 기판(114)의 타겟 부분(120) 상으로 집속한다.
위치 결정 디바이스(116)(및 옵션 사항으로 베이스(136) 상의 위치 센서(134)(예를 들면, 간섭계 빔(138)을 수신하는 간섭계 측정 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서))의 도움으로, 기판(114)은, 예를 들면, 빔(110)의 경로에 상이한 타겟 부분(120)을 배치하도록, 정확하게 이동될 수 있다. 사용되는 경우, 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)에 대한 위치 결정 디바이스는, 예를 들면, 주사 동안 빔(110)의 경로에 대해 복수의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)의 위치를 정확하게 보정하도록 사용될 수 있다.
비록 한 실시형태에 따른 리소그래피 장치(100)가 본원에서 기판 상의 레지스트를 노광하도록 구성되는 것으로 설명되지만, 장치(100)는 무레지스트(resistless) 리소그래피에서의 사용을 위한 패턴화된 빔(110)을 투영하기 위해 사용될 수도 있다.
리소그래피 장치(100)는 (예를 들면, 반사형의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 활용하는) 반사 타입의 것일 수도 있다. 대안적으로, 장치는 (예를 들면, 투과형의 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 활용하는) 투과 타입의 것일 수도 있다.
묘사된 장치(100)는 다음과 같은 하나 이상의 모드에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 전체 패턴화된 방사선 빔(110)이 한번에 타겟 부분(120) 상으로 투영되는 동안, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및 기판(114)은 본질적으로 정지된 상태로 유지된다(즉, 단일의 정적 노광). 그 다음, 기판(114)은, 상이한 타겟 부분(120)이 패턴화된 방사선 빔(110)에 노광될 수 있도록, X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 사이즈는, 단일의 정적 노광에서 이미지화되는 타겟 부분(120)의 사이즈를 제한한다.
2. 주사 모드에서, 패턴 방사선 빔(110)이 타겟 부분(120) 상으로 투영되는 동안, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102) 및 기판(114)은 동기적으로 주사된다(즉, 단일의 동적 노광). 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 대한 기판의 속도 및 방향은, 투영 시스템(projection system; PS)의 배율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수도 있다. 주사 모드에서, 노광 필드의 최대 사이즈는 단일의 동적 노광에서 타겟 부분의 (비주사 방향에서의) 폭을 제한하고, 반면, 주사 모션의 길이는 타겟 부분의 (주사 방향에서의) 길이를 결정한다.
3. 펄스 모드에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트(102)는 본질적으로 정지된 상태로 유지되고, 전체 패턴은 (예를 들면, 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)에 의해 또는 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트를 펄싱하는(pulsing) 것에 의해 제공되는) 펄싱을 사용하여 기판(114)의 타겟 부분(120) 상으로 투영된다. 기판(114)은, 패턴화된 빔(110)이 기판(114)을 가로지르는 라인을 주사하게 되도록, 본질적으로 일정한 속도를 가지고 이동된다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트에 의해 제공되는 패턴은 펄스 사이에서 요구될 때 업데이트되고, 펄스는 연속적인 타겟 부분(120)이 기판(114) 상의 요구되는 위치에서 노광되도록, 타이밍이 맞춰진다. 결과적으로, 패턴화된 빔(110)은 기판(114)의 스트립에 대한 완전한 패턴을 노광하기 위해 기판(114)을 가로질러 주사할 수 있다. 전체 기판(114)이 라인 단위로 노광될 때까지 프로세스는 반복된다.
4. 연속 주사 모드에서는, 실질적으로 일정한 속도로 방사선 B의 변조된 빔에 대하여 기판(114)이 주사되고, 패턴화된 빔(110)이 기판(114)을 가로질러 주사하여 그것을 노광함에 따라 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상의 패턴이 업데이트되는 것을 제외하고는, 펄스 모드와 본질적으로 동일하다. 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상의 패턴의 업데이트에 동기화되는, 실질적으로 일정한 방사선 소스 또는 펄스화된 방사선 소스가 사용될 수도 있다.
상기에서 설명된 사용 모드의 조합 및/또는 변형 또는 완전히 상이한 사용 모드가 또한 활용될 수도 있다.
비록 특정한 디바이스 또는 구조체(예를 들면, 집적 회로 또는 플랫 패널 디스플레이)의 제조에서 리소그래피 장치의 사용에 대한 특정 참조가 본 명세서에서 이루어질 수도 있지만, 본원에서 설명되는 리소그래피 장치 및 리소그래피 방법은 다른 애플리케이션을 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 애플리케이션은, 집적 회로, 통합된 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 가이던스 및 검출 패턴, 플랫 패널 디스플레이, LCD, OLED 디스플레이, 박막 자기 헤드, 마이크로 전기기계 디바이스(Micro-Electromechanical Devices; MEMS), 마이크로 광전기기계 시스템(micro-opto-electromechanical systems; MOEMS), DNA 칩, 패키징(예를 들면, 플립 칩, 재분배, 등등), 플렉시블 디스플레이 또는 전자장치(이들은 종이처럼 말릴 수도 있고 휘어질 수도 있고 변형이 없고, 순응적이고, 견고하고, 얇고, 및/또는 경량인 상태로 유지될 수도 있는 디스플레이 또는 전자장치, 예를 들면, 플렉시블 플라스틱 디스플레이임), 등등의 제조를 포함하지만, 그러나 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이에서, 본 장치 및 방법은, 다양한 층, 예를 들면, 박막 트랜지스터 층 및/또는 컬러 필터 층의 생성을 지원하기 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 롤 투 롤(roll-to-roll) 기법을 사용한 플라스틱 또는 금속 포일 및/또는 유리 캐리어(glass carrier) 상의 포일과 같은, 예를 들면, 플렉시블 기판 상에서의 다양한 전자장치 및 다른 디바이스 또는 패턴의 제조를 비롯한, 다양한 전자장치 및 다른 디바이스 또는 패턴의 제조에서, 본원에서의 동일한 장치의 변형예가 사용될 수 있을 것이다.
숙련된 기술자는, 이러한 대안적인 애플리케이션의 맥락에서, 본원에서의 용어 "웨이퍼" 또는 "다이"의 임의의 사용은, 더욱 일반적인 용어 "기판" 또는 "타겟 부분"과 각각 동의어로서 간주될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 본원에서 언급되는 기판은, 노광 이전에 또는 이후에, 예를 들면, 트랙(통상적으로 기판에 레지스트의 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴) 또는 계측(metrology) 또는 검사 툴에서 프로세싱될 수도 있다. 적용 가능한 경우, 본원의 본 개시는 이러한 기판 프로세싱 도구 및 다른 기판 프로세싱 도구에 적용될 수도 있다. 게다가, 기판은, 예를 들면, 다층 IC를 생성하기 위해, 한 번보다 더 많이 프로세싱될 수도 있고, 그 결과, 본원에서 사용되는 용어 기판은, 이미 다수의 프로세싱된 층을 포함하는 기판을 또한 가리킬 수도 있다.
플랫 패널 디스플레이 기판은 형상이 직사각형일 수도 있다. 이러한 타입의 기판을 노광하도록 설계되는 리소그래피 장치는, 직사각형 기판의 전체 폭을 커버하는, 또는 폭의 일부분(예를 들면, 폭의 절반)를 커버하는 노광 영역을 제공할 수도 있다. 기판은, 패터닝 디바이스가 패턴화된 빔을 동기적으로 제공하는 동안, 노광 영역 아래에서 주사될 수도 있다. 이러한 방식에서, 소망되는 패턴의 전체 또는 일부분이 기판으로 전사된다. 노광 영역이 기판의 전체 폭을 커버하면, 노광은 단일의 주사로 완료될 수도 있다. 노광 영역이, 예를 들면, 기판의 폭의 절반을 커버하면, 기판은 제1 주사 이후에 횡방향으로 이동될 수도 있고, 기판의 나머지를 노광하도록 추가적인 주사가 통상적으로 수행된다.
본원에서 사용되는 용어 "패터닝 디바이스"는, 방사선 빔의 단면을 변조하기 위해 예컨대 기판(기판의 일부) 내에 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여되는 패턴은, 예를 들면, 패턴이 위상 시프팅 피쳐 또는 소위 지원 피쳐를 포함하는 경우, 기판의 타겟 부분에서의 소망되는 패턴에 정확하게 대응하지 않을 수도 있다는 것을 유의해야 한다. 마찬가지로, 기판 상에 최종적으로 생성되는 패턴은, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이에 의해 임의의 하나의 순간에 형성되는 패턴에 대응하지 않을 수도 있다. 이것은, 기판의 각각의 부분 상에 형성되는 최후의 패턴이, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이에 의해 제공되는 패턴 및/또는 기판의 상대적 위치가 변하는 노광의 주어진 수 또는 시간의 주어진 기간에 걸쳐 구축되는 배열의 경우일 수도 있다. 일반적으로, 기판의 타겟 부분 상에 생성되는 패턴은, 타겟 부분에 생성되고 있는 디바이스의 특정한 기능 층, 예를 들면, 집적 회로 또는 플랫 패널 디스플레이(예를 들면, 플랫 패널 디스플레이 내의 컬러 필터 층 또는 플랫 패널 디스플레이 내의 박막 트랜지스터 층)에 대응할 것이다. 이러한 패터닝 디바이스의 예는, 예를 들면, 레티클, 프로그래밍 가능한 미러 어레이, 레이저 다이오드 어레이, 발광 다이오드 어레이, 격자 광 밸브(grating light valve), 및 LCD 어레이를 포함한다. 방사선 빔의 인접한 부분에 대해 방사선 빔의 일부분의 위상을 변조하는 것에 의해 방사선 빔에 패턴을 부여하는 복수의 프로그래밍 가능한 엘리먼트를 구비하는 전자적으로 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스를 비롯한, 자신의 패턴이 전자 디바이스(예를 들면, 컴퓨터)의 도움으로 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스, 예를 들면, 방사선 빔의 일부분의 강도를 각각 변조할 수 있는 복수의 프로그래밍 가능한 엘리먼트를 포함하는 패터닝 디바이스(예를 들면, 레티클을 제외한 이전 문장에서 언급되는 모든 디바이스)는 본원에서 집합적으로 "콘트라스트 디바이스"로 칭해진다. 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스는 적어도 10 개의 프로그래밍 가능한 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 100 개, 적어도 1000 개, 적어도 10000 개, 적어도 100000 개, 적어도 1000000 개, 또는 적어도 10000000 개의 프로그래밍 가능한 엘리먼트를 포함한다. 이들 디바이스 중 몇몇의 실시형태가 하기에서 좀 더 상세하게 논의된다.
- 프로그래밍 가능한 미러 어레이. 프로그래밍 가능한 미러 어레이는, 점탄성 제어 층 및 반사 표면을 구비하는 매트릭스 주소 지정 가능한 표면(matrix-addressable surface)을 포함할 수도 있다. 이러한 장치의 기본 원리는, 예를 들면, 반사 표면의 주소 지정된 영역이 입사 방사선을 회절된 방사선으로서 반사하고, 반면 주소 지정되지 않은 영역이 입사 방사선을 회절되지 않은 방사선으로서 반사한다는 것이다. 적절한 공간 필터를 사용하면, 회절되지 않은 방사선은 반사된 빔에서 필터링될 수 있고, 회절된 방사선만이 기판에 도달하게 할 수 있다. 이러한 방식에서, 빔은 매트릭스 주소 지정 가능 표면의 주소 지정 패턴(addressing pattern)에 따라 패턴화된다. 대안으로서, 필터는 회절된 방사선을 필터링할 수도 있고, 회절되지 않은 방사선이 기판에 도달하게 할 수도 있다. 회절 광학 MEMS 디바이스의 어레이가 또한 대응하는 방식으로 사용될 수도 있다. 회절 광학 MEMS 디바이스는, 입사 방사선을 회절 방사선으로서 반사하는 격자를 형성하도록 서로에 대해 변형될 수도 있는 복수의 반사 리본을 포함할 수도 있다. 프로그래밍 가능한 미러 어레이의 또 다른 실시형태는 작은 미러의 매트릭스 배열을 활용하는데, 작은 미러의 각각은 적절한 국소화된 전기장을 인가하는 것에 의해, 또는 압전 작동 수단을 활용하는 것에 의해, 축을 중심으로 개별적으로 기울어질 수도 있다. 기울기의 정도는 각각의 미러의 상태를 정의한다. 미러는, 엘리먼트가 결함이 있지 않은 경우에, 컨트롤러로부터의 적절한 제어 신호에 의해 제어 가능하다. 각각의 결함이 없는 엘리먼트는, 자신의 대응하는 픽셀의 강도를 투영된 방사선 패턴에서 조정하기 위해, 일련의 상태 중 임의의 하나를 채택하도록 제어 가능하다. 또 다시, 미러는 매트릭스 주소 지정 가능하고, 그 결과 주소 지정된 미러는 상이한 방향에서 유입하는 방사선 빔을 주소 지정되지 않은 미러로 반사하고; 이 방식에서, 반사된 빔은 매트릭스 주소 지정 가능한 미러의 주소 지정 패턴에 따라 패턴화될 수도 있다. 요구되는 매트릭스 주소 지정은 적절한 전자적 수단을 사용하여 수행될 수도 있다. 여기서 언급되는 바와 같은 미러 어레이에 대한 더 많은 정보는, 예를 들면, 미국 특허 제US 5,296,891호 및 제US 5,523,193호 및 PCT 특허 출원 공보 제WO 98/38597호 및 제WO 98/33096호로부터 수집될 수 있는데, 이들 특허 문헌은 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 어레이. 이러한 구성의한 예는 미국 특허 제US 5,229,872호에서 주어지는데, 이 특허는 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
리소그래피 장치는 하나 이상의 패터닝 디바이스, 예를 들면, 하나 이상의 콘트라스트 디바이스를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 그것은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 복수의 어레이를 구비할 수도 있는데, 각각의 어레이는 서로 독립적으로 제어된다. 이러한 배열에서, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이의 일부 또는 전부는, 공통 조명 시스템(또는 조명 시스템의 일부), 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이에 대한 공통 지지 구조체 및/또는 공통 투영 시스템(또는 투영 시스템의 일부) 중 적어도 하나를 구비할 수도 있다.
예를 들면, 피쳐의 사전 바이어싱(pre-biasing), 광학적 근접 보정 피쳐(optical proximity correction feature), 위상 변동 기법 및/또는 다수의 노광 기법이 사용되는 경우, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상에 "디스플레이되는" 패턴은, 기판의 층 또는 기판 상의 층으로 최종적으로 전사되는 패턴과는 실질적으로 상이할 수도 있다. 마찬가지로, 기판 상에 최종적으로 생성되는 패턴은 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상에서 임의의 하나의 순간에 형성되는 패턴에 대응하지 않을 수도 있다. 이것은, 기판의 각각의 부분 상에 형성되는 최후의 패턴이, 개별적으로 주소 지정 가능한 엘리먼트의 어레이 상의 패턴 및/또는 기판의 상대적 위치가 변하는 노광의 주어진 수 또는 시간의 주어진 기간에 걸쳐 구축되는 배열의 경우일 수도 있다.
투영 시스템 및/또는 조명 시스템은, 방사선의 빔을 지향시키기 위해, 성형하기 위해, 또는 제어하기 위해, 다양한 타입의 광학 컴포넌트, 예를 들면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
리소그래피 장치는 두 개의(예를 들면, 이중 스테이지) 또는 더 많은 기판 테이블(및/또는 두 개 이상의 패터닝 디바이스 테이블)을 구비하는 또는 기판을 유지하지 않는 다른 테이블(예를 들면, 예를 들면, 세정 및/또는 측정을 위한 테이블, 등등)과 조합한 하나 이상의 기판 테이블을 구비하는 타입의 것일 수도 있다. 이러한 "다수의 스테이지" 머신에서, 추가적인 테이블(들)은 병행하여 사용될 수도 있거나, 또는 하나 이상의 다른 테이블이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 하나 이상의 테이블 상에서 준비 단계가 수행될 수도 있다.
리소그래피 장치는 또한, 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 기판의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 "침지 액체(immersion liquid)", 예를 들면, 물에 의해 커버될 수도 있는 타입의 것일 수도 있다. 또한, 침지 액체는, 리소그래피 장치의 다른 공간, 예를 들면, 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이에 적용될 수도 있다. 침지 기법은 투영 시스템의 NA를 증가시키기 위해 사용된다. 용어 "침지"는 본원에서 사용될 때, 구조체, 예를 들면, 기판이 액체에 잠겨져야만 한다는 것을 의미하는 것이 아니라, 오히려, 단지, 노광 동안 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치된다는 것을 의미한다.
게다가, 장치는, 유체와 기판의 조사된 부분 사이의 상호 작용을 허용하기 위한(예를 들면, 화학 물질을 기판에 선택적으로 부착시키기 위한 또는 기판의 표면 구조체를 선택적으로 수정하기 위한) 유체 프로세싱 셀(fluid processing cell)을 구비할 수도 있다.
한 실시형태에서, 기판은 실질적으로 원형 형상을 가지며, 옵션 사항으로, 그 둘레의 일부를 따라 노치 및/또는 평평한 에지를 갖는다. 한 실시형태에서, 기판은 다각형 형상, 예를 들면, 직사각형 형상을 갖는다. 기판이 실질적으로 원형 형상을 갖는 실시형태는, 기판이 적어도 25 mm, 예를 들면, 적어도 50 mm, 적어도 75 mm, 적어도 100 mm, 적어도 125 mm, 적어도 150 mm, 적어도 175 mm, 적어도 200 mm, 적어도 250 mm, 또는 적어도 300 mm의 직경을 갖는 실시형태를 포함한다. 한 실시형태에서, 기판은 최대 500 mm, 최대 400 mm, 최대 350 mm, 최대 300 mm, 최대 250 mm, 최대 200 mm, 최대 150 mm, 최대 100 mm, 또는 최대 75 mm의 직경을 갖는다. 기판이 다각형, 예를 들면, 직사각형인 실시형태는, 기판의 적어도 한 변, 예를 들면, 적어도 2 개의 변 또는 적어도 3 개의 변이 적어도 5 cm, 예를 들면, 적어도 25 cm, 적어도 50 cm, 적어도 100 cm, 적어도 150 cm, 적어도 200 cm, 또는 적어도 250 cm의 길이를 갖는 실시형태를 포함한다. 한 실시형태에서, 기판의 적어도 한 변은 최대 1000 cm, 예를 들면, 최대 750 cm, 최대 500 cm, 최대 350 cm, 최대 250 cm, 최대 150 cm, 또는 최대 75 cm의 길이를 갖는다. 한 실시형태에서, 기판은 약 250 내지 350 cm의 길이 및 약 250 내지 300 cm의 폭을 갖는 직사각형 기판이다. 기판의 두께는 변할 수도 있으며, 어느 정도까지는, 예를 들면, 기판 재료 및/또는 기판 치수에 의존할 수도 있다. 한 실시형태에서, 두께는 적어도 50 ㎛, 예를 들면, 적어도 100 ㎛, 적어도 200 ㎛, 적어도 300 ㎛, 적어도 400 ㎛, 적어도 500 ㎛, 또는 적어도 600 ㎛이다. 한 실시형태에서, 기판의 두께는 최대 5000 ㎛, 예를 들면, 최대 3500 ㎛, 최대 2500 ㎛, 최대 1750 ㎛, 최대 1250 ㎛, 최대 1000 ㎛, 최대 800 ㎛, 최대 600 최대 500 ㎛, 최대 400 ㎛, 또는 최대 300 ㎛일 수 있다. 본원에서 언급되는 기판은, 노광 이전에 또는 이후에, 예를 들면, 트랙(통상적으로 기판에 레지스트의 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)에서 프로세싱될 수도 있다. 기판의 속성은 노광 이전에 또는 이후에, 예를 들면, 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 측정될 수도 있다.
한 실시형태에서, 기판 상에 레지스트 층이 제공된다. 한 실시형태에서, 기판은 웨이퍼, 예를 들면, 반도체 웨이퍼이다. 한 실시형태에서, 웨이퍼 재료는 Si, SiGe, SiGeC, SiC, Ge, GaAs, InP, 및 InAs로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 한 실시형태에서, 웨이퍼는 III/V 화합물 반도체 웨이퍼이다. 한 실시형태에서, 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼이다. 한 실시형태에서, 기판은 세라믹 기판이다. 한 실시형태에서, 기판은 유리 기판이다. 유리 기판은, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이 및 액정 디스플레이 패널의 제조에서 유용할 수도 있다. 한 실시형태에서, 기판은 플라스틱 기판이다. 한 실시형태에서, 기판은 (인간의 육안으로는) 투명하다. 한 실시형태에서, 기판은 착색되어 있다. 한 실시형태에서, 기판은 컬러가 없다. 한 실시형태에서, 기판은 임시 유리 캐리어(temporary glass carrier) 상의 플라스틱 포일을 포함한다. 이것은 유리 기판 상의 예를 들면 폴리이미드의 코팅된 층을 포함할 수 있는데, 이것은 유리 디스플레이와 유사한 양식으로 프로세싱되지만, 그러나 이 경우 유리는, 예를 들면, UV 레이저 단계를 사용한 프로세싱 이후, 바람직하게는 증가된 강건성 및 핸들링의 용이성을 위해 보호 플라스틱으로 나머지 포일을 적층한 이후, 제거된다.
한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는 기판(114) 위에 있는 것으로 설명 및/또는 묘사되지만, 그것은 대신 또는 추가적으로 기판(114) 아래에 위치될 수도 있다. 게다가, 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 나란히 있을 수도 있다, 예를 들면, 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 수직으로 연장되고 패턴은 수평으로 투영된다. 한 실시형태에서, 패터닝 디바이스(104)는 기판(114)의 적어도 두 개의 대향하는 면을 노광시키기 위해 제공된다. 예를 들면, 적어도 기판(114)의 각기 각각의 대향 면 상에, 이들 면을 노광시키기 위한, 적어도 두 개의 패터닝 디바이스(104)가 존재할 수도 있다. 한 실시형태에서, 기판(114)의 하나의 면을 투영하기 위한 단일의 패터닝 디바이스(104) 및 단일의 패터닝 디바이스(104)로부터 기판(114)의 다른 면 상으로 패턴을 투영하기 위한 적절한 광학기기(예를 들면, 빔 지향 미러)가 존재할 수도 있다.
본원의 설명에서, 용어 "렌즈"는, 언급된 렌즈와 동일한 기능을 제공하는 임의의 굴절, 반사 및/또는, 회절 광학 엘리먼트를 포괄하는 것으로 일반적으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 이미징 렌즈는 광학 파워를 갖는 종래의 굴절 렌즈의 형태로, 광학 파워를 갖는 슈바르츠실트(Schwarzschild) 반사 시스템의 형태로, 및/또는 광학 파워를 갖는 구역 플레이트(zone plate)의 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 이미징 렌즈는, 결과적으로 나타나는 효과가 수렴된 빔을 생성하는 것이면, 비이미징 광학기기(non-imaging optics)를 포함할 수도 있다.
실시형태는 다음의 조항을 사용하여 추가로 설명될 수도 있다:
1. 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치로서, 그 장치는:
- 사용 가능한 패터닝 영역을 구비하는 기판을 유지하도록 구성되는 기판 홀더;
- 상이한 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구성되는 패터닝 시스템;
- 프로세싱 시스템을 포함하고, 프로세싱 시스템은:
○ 복수의 기판 중 제1 기판 상에 적용될, 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 제1 조합을 결정하도록; 그리고
○ 복수의 기판 중 제2의 후속하는 기판 상에 적용될, 하나 이상의 패턴의 제1 조합과는 상이한 하나 이상의 패턴의 제2 조합을 결정하도록
구성된다.
2. 상기 패터닝 시스템은:
- 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록; 그리고
- 변조된 방사선을 기판의 사용 가능한 패터닝 영역 상의 소망되는 위치 상으로 투영하도록
구성되는, 조항 1에 따른 직접 기록 노광 장치.
3. 복수의 기판은 기판의 로트를 형성하는, 조항 1 또는 2에 따른 직접 기록 노광 장치.
4. 패터닝 프로세싱 시스템은:
- 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스; 및
- 변조된 방사선을 기판의 사용 가능한 패터닝 영역 상의 소망되는 위치 상으로 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하는, 조항 1, 2 또는 3에 따른 직접 기록 노광 장치.
5. 프로세싱 시스템은 기판 활용 기준을 사용하여 제1 조합 및 제2 조합을 결정하도록 구성되는, 조항 1 내지 4 중 임의의 것에 따른 직접 기록 노광 장치.
6. 기판 활용 기준은, 사용 가능한 패터닝 영역의 치수 및 상이한 패턴의 치수에 기초하는 최적화 함수를 포함하는, 조항 5에 따른 직접 기록 노광 장치.
7. 기판 활용 기준은 제조 파라미터 또는 기준을 포함하는, 조항 6에 따른 직접 기록 노광 장치.
8. 제조 파라미터 또는 기준은, 하나 이상의 패턴의 소망되는 생산량을 나타내는 생산성 활용 기준(productivity utilisation criterion)을 포함하는, 조항 7에 따른 직접 기록 노광 장치.
9. 제조 파라미터 또는 기준은 기판 결함 위치와 관련되는, 조항 7에 따른 직접 기록 노광 장치.
10. 제조 파라미터 또는 기준은 최적화 함수에서 제약으로서 적용되는, 조항 8 또는 9에 따른 직접 기록 노광 장치.
11. 직접 기록 노광 장치를 구성하는 방법으로서, 그 방법은:
- 장치에 의해 프로세싱될 기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 치수를 수신하는 단계;
- 기판 상으로 패턴화하는 데 이용 가능한 상이한 패턴의 치수를 수신하는 단계;
- 기판 상으로 적용될, 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 조합 - 하나 이상의 패턴의 조합은 비중첩 방식으로 사용 가능한 패터닝 영역 상으로 피팅됨(fitting) - 을 결정하는 단계를 포함하되;
- 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계는 기판 활용 기준을 사용한다.
12. 기판 활용 기준은 사용 가능한 패터닝 영역의 치수 및 상이한 패턴의 치수에 기초한 최적화 함수를 포함하는, 조항 11에 따른 방법.
13. 제조 파라미터를 수신하는 단계를 더 포함하되,
기판 활용 기준은 제조 파라미터를 포함하는, 조항 11에 따른 방법.
14. 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치를 동작시키는 방법으로서, 그 방법은:
- 조항 11 내지 13 중 임의의 것에 따른 방법을 수행하는 단계;
- 결정되는 바와 같은 하나 이상의 패턴의 조합으로 기판을 노광하도록 직접 기록 노광 장치를 제어하는 단계;
- 기판 활용 기준을 사용하여 복수의 기판 중 후속하는 기판 상으로 적용될 하나 이상의 패턴의 추가적인 상이한 조합을 결정하는 단계;
- 결정되는 바와 같은 하나 이상의 패턴의 추가적인 조합으로 후속하는 기판을 노광시키도록 직접 기록 노광 장치를 제어하는 단계를 포함한다.
15. 조항 13을 참조하는 경우, 추가적인 조합을 결정하는 단계를:
- 제조 파라미터 업데이트하는 단계가 선행하는, 조항 14에 따른 방법.
16. 제조 파라미터는, 결정되는 바와 같은 하나 이상의 패턴의 소망되는 생산량과 관련되는 생산성 활용 기준을 포함하는, 조항 15에 따른 방법.
17. 다음을 포함하는 노광 장치:
사용 가능한 패터닝 영역을 갖는 기판을 유지하도록 구성되는 기판 홀더;
소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스;
변조된 방사선을 기판의 사용 가능한 패터닝 영역 상의 소망되는 위치 상으로 투영하도록 구성되는 투영 시스템;
패터닝 디바이스 및 투영 시스템은 상이한 패턴을 기판 상으로 투영하도록 구성됨;
복수의 기판의 각각에 대해, 다음의 단계를 수행하는 것에 의해, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 프로세싱 시스템:
- 기판 활용 기준을 사용하여, 기판 상으로 적용될, 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계.
18. 프로세싱 시스템은 또한, 복수의 기판의 각각에 대해, 다음의 단계:
- 결정되는 바와 같은 하나 이상의 패턴의 조합으로 기판을 노광하도록 노광 장치를 제어하는 단계
를 수행하도록 또한 구성되는, 조항 17에 따른 노광 장치.
19. 기판 활용 기준은 사용 가능한 패터닝 영역의 치수 및 상이한 패턴의 치수에 기초한 최적화 함수를 포함하는, 조항 17 또는 18에 따른 노광 장치.
20. 최적화 함수는 기판 활용 기준 및 생산성 활용 기준의 가중된 조합을 포함하는, 조항 19에 따른 노광 장치.
21. 상이한 패턴은 상이한 치수를 갖는, 조항 17에 따른 노광 장치.
22. 하나 이상의 패턴의 조합은 비중첩 방식으로 사용 가능한 패터닝 영역 상으로 피팅되는, 조항 17에 따른 노광 장치.
23. 복수의 기판은 기판의 로트를 형성하는, 조항 17에 따른 노광 장치.
특정한 실시형태가 상기에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실시될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들면, 본 발명의 한 실시형태는, 상기에서 개시되는 바와 같은 방법을 설명하는 머신 판독 가능 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램을 내부에 저장하는 데이터 저장 매체(예를 들면, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수도 있다.
또한, 비록 소정의 실시형태 및 예가 설명되었지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 실시형태를 넘어, 본 발명 및 본 발명의 명백한 수정예 및 등가예의 다른 대안적인 실시형태 및/또는 용도로 확장한다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에 의해 이해될 것이다. 게다가, 본 발명의 다수의 변형예가 도시되고 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 내에 있는 다른 수정예가 본 개시에 기초하여 기술 분야의 숙련된 자에게 쉽게 명백해질 것이다. 예를 들면, 실시형태의 특정한 피쳐 및 양태의 다양한 조합 또는 부조합이 만들어질 수도 있고 여전히 본 발명의 범위 내에 속할 수도 있다는 것이 고려된다. 따라서, 개시된 실시형태의 다양한 피쳐 및 양태가 개시된 발명의 다양한 모드를 형성하기 위해 서로 조합될 수 있거나 또는 대체될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 한 실시형태에서, 미국 특허 출원 공개 공보 제US 2011-0188016호 및 PCT 특허 출원 공보 제WO 2010/032224호에서 개시되는 하나 이상의 피쳐 또는 양태는, 본원에서 개시되는 하나 이상의 피쳐 또는 양태와 조합될 수도 있거나 또는 그로 대체될 수도 있는데, 미국 특허 출원 공개 공보 제US 2011-0188016호 및 PCT 특허 출원 공보 제WO 2010/032224호의 전체 내용은 참조에 의해 본원에 통합된다.
따라서, 다양한 실시형태가 상기에서 설명되었지만, 그들은 단지 예로서 제시된 것이며, 제한이 아니다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 형태 및 세부 사항에서 다양한 변화가 이루어질 수 있다는 것이 관련 기술 분야에서 숙련된 자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는, 상기에서 설명된 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 의해 제한되는 것이 아니라, 오로지 다음의 청구범위 및 그 등가물에 따라 정의되어야 한다.

Claims (15)

  1. 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치(direct write exposure apparatus)로서,
    - 사용 가능한 패터닝 영역(usable patterning area)을 구비하는 기판을 유지하도록 구성되는 기판 홀더;
    - 상이한 패턴을 상기 기판 상으로 투영하도록 구성되는 패터닝 시스템(patterning system);
    - 프로세싱 시스템을 포함하고, 상기 프로세싱 시스템은:
    ○ 상기 복수의 기판 중 제1 기판 상에 적용될, 상기 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 제1 조합을 결정하도록; 그리고
    ○ 상기 복수의 기판 중 제2의 후속하는 기판 상에 적용될, 하나 이상의 패턴의 상기 제1 조합과는 상이한 하나 이상의 패턴의 제2 조합을 결정하도록
    구성되는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 시스템은:
    - 소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록; 그리고
    - 상기 변조된 방사선을 상기 기판의 상기 사용 가능한 패터닝 영역 상의 소망되는 위치 상으로 투영하도록
    구성되는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판은 기판의 로트(lot)를 형성하는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 시스템은:
    - 상기 소망되는 패턴에 따라 변조되는 상기 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스; 및
    - 상기 변조된 방사선을 상기 기판의 상기 사용 가능한 패터닝 영역 상의 상기 소망되는 위치 상으로 투영하도록 구성되는 투영 시스템을 포함하는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은 기판 활용 기준(substrate utilisation criterion)을 사용하여 상기 제1 조합 및 상기 제2 조합을 결정하도록 구성되는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판 활용 기준은 상기 사용 가능한 패터닝 영역의 치수 및 상기 상이한 패턴의 치수에 기초한 최적화 함수를 포함하는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판 활용 기준은 제조 파라미터 또는 기준을 포함하는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제조 파라미터 또는 기준은, 상기 하나 이상의 패턴의 소망되는 생산량을 나타내는 생산성 활용 기준(productivity utilisation criterion)을 포함하거나, 또는 상기 제조 파라미터 또는 기준은 기판 결함 위치와 관련되는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제조 파라미터 또는 기준은 상기 최적화 함수에서 제약으로서 적용되는, 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는 직접 기록 노광 장치.
  10. 직접 기록 노광 장치를 구성하는 방법으로서,
    상기 장치에 의해 프로세싱될 기판의 사용 가능한 패터닝 영역의 치수를 수신하는 단계;
    상기 기판 상으로 패턴화하는 데 이용 가능한 상이한 패턴의 치수를 수신하는 단계;
    상기 기판 상으로 적용될, 상기 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계 - 상기 하나 이상의 패턴의 조합은 비중첩 방식으로 상기 사용 가능한 패터닝 영역 상으로 피팅됨(fitting) - 를 포함하고;
    상기 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계는 기판 활용 기준을 사용하는, 직접 기록 노광 장치를 구성하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판 활용 기준은 상기 사용 가능한 패터닝 영역의 치수 및 상기 상이한 패턴의 치수에 기초한 최적화 함수를 포함하는, 직접 기록 노광 장치를 구성하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    제조 파라미터를 수신하는 단계를 더 포함하되;
    상기 기판 활용 기준은 상기 제조 파라미터를 포함하는, 직접 기록 노광 장치를 구성하는 방법.
  13. 노광 장치로서,
    사용 가능한 패터닝 영역을 갖는 기판을 유지하도록 구성되는 기판 홀더;
    소망되는 패턴에 따라 변조되는 방사선을 제공하도록 구성되는 패터닝 디바이스;
    상기 변조된 방사선을 상기 기판의 상기 사용 가능한 패터닝 영역 상의 소망되는 위치 상으로 투영하도록 구성되는 투영 시스템;
    상기 패터닝 디바이스 및 투영 시스템은 상이한 패턴을 상기 기판 상으로 투영하도록 구성됨;
    프로세싱 시스템을 포함하고, 상기 프로세싱 시스템은, 복수의 기판의 각각에 대해:
    - 기판 활용 기준을 사용하여, 상기 기판 상으로 적용될, 상기 상이한 패턴으로부터 선택되는 하나 이상의 패턴의 조합을 결정하는 단계
    를 수행하는 것에 의해, 상기 복수의 기판을 프로세싱하도록 구성되는, 노광 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세싱 시스템은, 상기 복수의 기판의 각각에 대해:
    - 결정되는 바와 같은 하나 이상의 패턴의 상기 조합으로 상기 기판을 노광하도록 상기 노광 장치를 제어하는 단계
    를 수행하도록 또한 구성되는, 노광 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기판 활용 기준은 상기 사용 가능한 패터닝 영역의 치수 및 상기 상이한 패턴의 치수에 기초한 최적화 함수를 포함하는, 노광 장치.
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