KR20210024642A - 광학적 마스크리스 기법 - Google Patents

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KR20210024642A KR1020217003125A KR20217003125A KR20210024642A KR 20210024642 A KR20210024642 A KR 20210024642A KR 1020217003125 A KR1020217003125 A KR 1020217003125A KR 20217003125 A KR20217003125 A KR 20217003125A KR 20210024642 A KR20210024642 A KR 20210024642A
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명의 방법은, 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하는 광 진폭을 가지는 광으로 미러 어레이를 조명하는 단계를 포함하고, 상기 미러 어레이는 복수 개의 미러를 포함하며, 복수 개의 미러 중 적어도 두 개의 미러는 동일한 진폭의 광으로 조명된다. 이러한 방법은, 상기 제 1 그레이스케일 패턴과 다른 제 2 그레이스케일 패턴을 기판에 생성하기 위해, 광 진폭이 있는 광을 기판 상에 이미징하는 단계를 더 포함한다.

Description

광학적 마스크리스 기법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018 년 8 월 1 일에 출원되고 그 전체 내용이 원용되어 본원에 통합되는 EP 출원 번호 18186826.6의 우선권을 주장한다.
본 명세서의 설명은 일반적으로 패터닝 프로세스에 관한 것이다. 특히, 본 개시물은 마스크리스 리소그래피를 수행하기 위한 장치, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다.
리소그래피 투영 장치는, 예컨대 집적회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. IC의 각 층에 대응하는 패턴("설계 레이아웃")은 타겟부를 패터닝 디바이스 상의 패턴을 통해 조사하는 것과 같은 방법으로, 방사선-감응 재료("레지스트")의 층으로 코팅된 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟부(예를 들어 하나 이상의 다이를 포함함) 위로 전사될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 리소그래피 투영 장치에 의하여 패턴이 한번에 하나의 타겟부 씩 연속적으로 전달될 복수 개의 인접한 타겟부를 포함한다. 리소그래피 투영 장치의 하나의 타입에서, 전체 패터닝 디바이스 상의 패턴은 한 번에 하나의 타겟부 상에 전사되는데, 이러한 장치는 스테퍼라고도 불릴 수 있다. 다른 장치에서는, 스텝-앤-스캔 장치가, 기판을 레퍼런스 방향에 대해 병렬 또는 역병렬로 이동시키는 것과 동시에 투영 빔이 주어진 레퍼런스 방향("스캐닝" 방향)으로 패터닝 디바이스 위를 스캐닝하게 할 수 있다. 패터닝 디바이스 상의 패턴의 다른 부분들이 점진적으로 하나의 타겟부로 전사된다. 일반적으로, 리소그래피 투영 장치는 축소 인자 M(예를 들어, 4)을 가질 것이기 때문에, 기판이 이동되는 속도 F는 투영 빔이 패터닝 디바이스를 스캐닝하는 속도의 1/M 배가 될 것이다. 리소그래피 디바이스에 대한 더 많은 정보는, 예를 들어 US 6,046,792에서 찾을 수 있는데 이것은 본 명세서에서 원용에 의해 통합된다.
패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사하기 이전에, 기판은 레지스트 코팅 및 소프트 베이크(soft bake)와 같은 다양한 프로시저를 거칠 수 있다. 노광 이후에, 기판은 노광-후 베이크(post-exposure bake; PEB), 현상, 하드 베이크 및 전사된 패턴의 측정/검사와 같은 다른 프로시저("노광후 프로시저")를 거칠 수 있다. 프로시저들의 이러한 어레이는 디바이스, 예를 들어 IC의 각 층을 제작하는 기초로서 사용된다. 그러면, 기판은 모두 디바이스의 각 층을 마감하기 위한 것인, 에칭, 이온-주입(도핑), 금속화(금속), 산화, 화학-기계적 연마 등과 같은 다양한 프로세스를 거칠 수도 있다. 디바이스 내에 여러 층들이 필요하다면, 전체 프로시저, 또는 그의 변형이 각 층에 대해 반복된다. 결국, 디바이스는 기판 상의 각각의 타겟부에 존재하게 될 것이다. 그러면 이러한 디바이스들은 다이싱 또는 소잉과 같은 기법에 의하여 서로 분리되고, 디바이스들 각각에 캐리어 상 탑재, 핀에 연결 등의 공정이 수행될 수 있다.
따라서, 반도체 디바이스와 같은 디바이스를 제조하는 것은, 통상적으로 여러 제조 프로세스를 사용하여 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼)을 처리하여 디바이스의 다양한 피쳐 및 다수의 층을 형성하는 것을 수반한다. 이러한 층들과 피쳐는 통상적으로, 예를 들어 증착, 리소그래피, 에칭, 화학-기계적 연마, 및 이온 주입을 사용하여 제작되고 처리된다. 다수의 디바이스는 기판 상의 복수 개의 다이 위에 제작된 후 개개의 디바이스로 분할될 수 있다. 이러한 디바이스 제조 프로세스는 패터닝 프로세스라고 간주될 수 있다. 패터닝 프로세스는 기판 상에 패터닝 디바이스의 패턴을 전사하기 위한, 리소그래피 장치 내의 패터닝 디바이스를 사용한 광학 및/또는 나노 주입 리소그래피와 같은 패터닝 단계와, 통상적이지만 선택적으로, 현상 장치에 의한 레지스트 현상, 베이크 툴을 사용한 기판의 베이킹, 에칭 장치를 사용하여 수행되는 패턴을 사용한 에칭 등과 같은 하나 이상의 관련된 패턴 처리 단계를 수반한다.
언급된 바와 같이, 리소그래피는 IC와 같은 디바이스의 제조에서 중심이 되는 단계이고, 여기에서 기판 상에 형성된 패턴들은 마이크로프로세서, 메모리 칩 등과 같은 디바이스의 기능성 소자를 형성한다. 유사한 리소그래피 기법은 평판 디스플레이, 마이크로-전기 기계 시스템(MEMS) 및 다른 디바이스를 형성하는 데, 그리고 및 2D 및/또는 3D 적층 제조에도 사용된다.
반도체 제조 프로세스가 계속하여 발전함에 따라, 디바이스 당 트랜지스터와 같은 기능성 소자들의 양은 "무어(Moore)의 법칙"이라고 불리는 경향을 따라서 수 십 년에 걸쳐 지속적으로 증가하는 반면에, 기능성 소자들의 치수는 계속하여 감소되어 왔다. 현재의 기술 상태에서, 디바이스의 층들은, 설계 레이아웃을 심-자외선 조명 소스로부터의 조명을 사용하여 기판 상에 투영하는 리소그래피 투영 장치를 사용하여 제조되어, 100 nm보다 훨씬 적은, 즉 조명 소스(예를 들어, 193 nm 조명 소스)로부터의 방사선의 반파장보다 적은 치수를 가지는 각각의 기능성 소자를 생성한다.
리소그래피 투영 장치의 전통적인 분해능 한계 보다 작은 치수를 가지는 피쳐들이 인쇄되는 이러한 프로세스는 분해능 공식 CD = k1×λ/NA에 따라서 저-k1 리소그래피라고 불릴 수 있는데, 여기에서 λ는 채용된 방사선의 파장(예를 들어, 248 nm 또는 193 nm)이고, NA는 리소그래피 투영 장치 내의 투영 광학기의 개구수이며, CD는 "임계 치수"-일반적으로 인쇄되는 최소 피쳐 크기이고, k1은 실험에 의한 분해능 인자이다. 일반적으로, k1이 더 작을 수록 특정한 전기적 기능성과 성능을 얻기 위해서 디자이너에 의하여 계획된 형상과 치수를 닮은 패턴을 기판 상에 재현하는 것은 더 어려워진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 복잡한 미세-튜닝 단계들이 리소그래피 투영 장치, 설계 레이아웃, 또는 패터닝 디바이스에 적용된다. 예를 들어, 이것은 NA 및 광학적 코히어런스 셋팅의 최적화, 맞춤화된 조명 방식, 위상 시프트 패터닝 디바이스의 사용, 설계 레이아웃에서의 광학 근접 보정(optical proximity correction; OPC, 가끔 "광학적 및 프로세스 보정"이라고도 불림), 또는 일반적으로 "분해능 향상 기법(resolution enhancement technique; RET)"이라고 규정되는 다른 방법을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. "투영 광학기"라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때, 예를 들어 굴절형 광학기, 반사형 광학기, 애퍼쳐 및 반사굴절형 광학기를 포함하는 다양한 타입의 광학 시스템을 망라하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. "투영 광학기"라는 용어는 방사선의 투영 빔을 총괄하여 또는 개별적으로 지향, 성형, 또는 제어하기 위한 이러한 설계 타입들 중 임의의 것에 따라서 동작하는 컴포넌트들을 더 포함할 수 있다. "투영 광학기"라는 용어는 광학 컴포넌트가 리소그래피 투영 장치의 광로 상의 어디에 위치되는지와 무관하게 리소그래피 투영 장치 내의 임의의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 투영 광학기는 방사선이 패터닝 디바이스를 통과하기 이전에 소스로부터의 방사선을 성형, 조절 및/또는 투영하기 위한 광학 컴포넌트, 및/또는 방사선이 패터닝 디바이스를 통과한 이후에 방사선을 성형, 조절 및/또는 투영하기 위한 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 투영 광학기라고 하면 소스 및 패터닝 디바이스를 일반적으로 제외된다.
마스크리스 리소그래피를 수행하기 위한 방법, 시스템, 및 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 일 양태에서, 본 발명의 방법은, 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하는 광 진폭을 가지는 광으로 미러 어레이를 조명하는 단계를 포함하고, 상기 미러 어레이는 복수 개의 미러를 포함하며, 복수 개의 미러 중 적어도 두 개의 미러는 동일한 진폭의 광으로 조명된다. 이러한 방법은, 상기 제 1 그레이스케일 패턴과 다른 제 2 그레이스케일 패턴을 기판에 생성하기 위해, 광 진폭이 있는 광을 기판 상에 이미징하는 단계를 더 포함한다.
일부 변형예에서, 이러한 방법은, 투과된 광이 광 진폭을 포함하게 하는 부분을 포함하는 진폭 플레이트를 통해 광을 투과시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 변형예에서, 동일한 진폭의 광이 진폭 플레이트의 단일 부분으로부터 미러 어레이 상으로 이미징될 수 있다. 제 1 그레이스케일 패턴은 제 1 분해능을 가질 수 있고, 진폭 플레이트는 광 진폭을 투과시켜서 기판에서의 조합된 노광이 제 1 분해능보다 높은 제 2 분해능을 가지게 할 수 있다. 제 2 분해능은 256 개의 그레이스케일 값을 가질 수 있고, 진폭 플레이트는 여덟 개의 광 진폭을 투과시켜서 제 1 분해능에 여덟 개의 그레이스케일 값을 제공할 수 있다.
다른 변형예에서, 광 진폭은 제 1 그레이스케일 패턴 내의 비트들에 대응할 수 있다. 이러한 방법은 일곱 개 또는 여덟 개의 광 진폭을 가지는 제 1 그레이스케일 패턴을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 일곱 개의 광 진폭을 가지는 제 1 그레이스케일 패턴은 진폭 플레이트의 여덟 개의 부분을 조명함으로써 생성될 수 있는데, 여기에서 여덟 개의 부분 중 세 개는 동일한 광 진폭을 투과시킨다.
일부 변형예에서, 마스크리스 리소그래피 시스템은 여러 광 진폭을 가지는 광을 생성하도록 구성되는 여러 광원을 포함할 수 있다. 이제, 광은 제 1 그레이스케일 패턴을 가지는 광을 기판으로 지향시키도록 구성되는 미러 어레이에 그레이스케일 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 광원은 제 1 그레이스케일 패턴 내의 하나의 비트에 대응할 수 있다. 이러한 방식으로, 그레이스케일 패턴을 형성하는 조명이 여러 광원으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 광원은 그레이스케일 패턴 중 하나의 비트를 생성할 수 있다. 선택적으로, 그레이스케일 패턴 내의 각각의 비트는 여러 광원 중에서 대응하는 하나의 광원으로 생성될 수 있다.
또 다른 변형예에서, 이러한 방법은 미러 어레이의 조절 빈도에 대응하는 토글 빈도로 광원을 온오프로 토글링하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 레이저 다이오드는 광을 방출하도록 제어될 수 있다. 광원은 미러 어레이에 인접하게 위치설정되어, 교번하는 광원 및 미러 어레이의 엇갈린(staggered) 패턴의 일부를 형성할 수 있다. 광원은 렌즈 어레이에 인접하게 위치설정되어, 교번하는 광원 및 렌즈 어레이의 엇갈린 패턴의 일부를 형성할 수 있다.
일부 변형예에서, 미러 어레이 상의 영역은 광 진폭들로 조명될 수 있고, 이러한 영역들은 제 1 그레이스케일 패턴의 비트들에 대응할 수 있다.
다른 변형예에서, 이러한 방법은 광을 기판 상에 포커싱하는 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이 상에 광을 이미징하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방법은 기판을 한 위치에서 여러 번 조명함으로써, 전달된 총 광 진폭이 제 2 그레이스케일 패턴에 대응하게 하는 것을 더 포함할 수 있다.
또 다른 변형예에서, 이러한 방법은 렌즈 어레이를 기판의 스캐닝 방향에 대해 비스듬하게 위치설정함으로써, 렌즈 어레이로부터의 스폿들이 실질적으로 이웃하여 스폿들의 실질적으로 연속적인 행을 기판에 생성하게 할 수 있다.
일부 변형예에서, 이러한 방법은 광으로부터, 가우시안 광 빔을 기판에 있는 스폿 상에 이미징하는 것을 포함할 수 있고, 스폿은 가우시안 광 빔의 프로파일의 폭에 대응하는 스폿 직경을 가진다. 또한, 이러한 방법은, 리소그래피 시스템에 의한 기판의 스캐닝 도중에, 광의 노광(exposure)을 전달하여 광 피쳐 크기 및 기판에서의 광 피쳐 배치를 가지는 광 피쳐를 형성하는 것을 포함할 수 있는데, 광 피쳐 크기는 이러한 노광 중에 전달된 진폭 프로파일들의 합산에 기반한다. 광 피쳐는, 광 피쳐 크기를 유지하면서 노광에서의 광 진폭 중 하나 이상을 변경함으로써 천이될 수 있다. 광 피쳐는 제 2 그레이스케일 패턴의 비트에 대응하는 광 진폭들의 합산에 의해 형성될 수 있고, 천이는 광 진폭 중 하나 이상을 제 2 그레이스케일 패턴 내의 상이한 비트에 맞게 변경함으로써 수행될 수 있다.
상호관련된 양태에서, 컴퓨터에 의하여 실행될 때 본 명세서에서 설명된 바와 같은 방법을 구현하는 명령이 기록된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
또 다른 상호관련된 양태에서, 마스크리스 리소그래피 시스템은 광원으로부터 수광된 광을 투과시키는 진폭 플레이트를 포함하고, 진폭 플레이트는 투과된 광이 다수의 광 진폭을 포함하게 하는 부분을 포함한다. 이러한 시스템은 투과된 광을 기판으로 지향시키도록 구성되는 미러 어레이를 더 포함한다.
일부 변형예에서, 시스템은 광을 기판 상의 스폿 상으로 포커싱하는 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 렌즈 어레이는 마이크로-렌즈 어레이일 수 있다. 시스템은, 진폭 플레이트를 조명하는 광원을 더 포함할 수 있고, 또한, 진폭 플레이트를 균일하게 조명할 수 있다. 미러 어레이는 디지털 미러 디바이스일 수 있다.
본 명세서에 통합되며 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 명세서에 개시된 청구 대상의 특정한 양태를 보여주며, 상세한 설명과 함께, 개시된 구현형태예들과 연관된 원리 중 일부를 설명하는 것을 도와준다. 도면에서,
도 1은 일 실시형태에 따르는 예시적인 마스크리스 리소그래피 시스템을 예시하는 단순화된 도면이다.
도 2는 일 실시형태에 따르는 예시적인 기판 및 노광 패턴을 도시하는 예시하는 도면이다.
도 3은 일 실시형태에 따르는, 기판에서의 픽셀-그리드 이미징을 예시하는 단순화된 도면이다.
도 4는 일 실시형태에 따르는, 두 개의 가우시안 광 빔의 중첩에 의해 형성된 임계 치수를 예시하는 단순화된 도면이다.
도 5는 일 실시형태에 따르는, 임계 치수의 천이를 예시하는 단순화된 도면이다.
도 6은 일 실시형태에 따르는 마스크리스 리소그래피 방법을 예시하는 프로세스 흐름도이다.
도 7은 일 실시형태에 따르는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
도 8은 일 실시형태에 따르는 리소그래피 투영 장치의 개략도이다.
도 9는 일 실시형태에 따르는 다른 리소그래피 투영 장치의 개략도이다.
도 10은 일 실시형태에 따르는 리소그래피 투영 장치의 상세도이다.
도 11은 일 실시형태에 따른 리소그래피 투영 장치의 소스 콜렉터 모듈의 상세도이다.
본 명세서에서 사용될 때, "기판"이라는 용어는 제조 프로세스의 일부로서 광이 지향될 수 있는 재료를 가리킨다. 예를 들어, 기판은 포토레지스트, 웨이퍼, 평판 디스플레이, 포토-감응성 재료의 슬러리 및(예를 들어, 금속 또는 다른 기능성 재료)의 입자 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, "패터닝 프로세스"라는 용어는 리소그래피 프로세스의 일부로서 광의 특정 패턴을 적용함으로써 에칭된 기판을 생성하는 프로세스를 의미한다. 패터닝 프로세스는 제조 시에, 예를 들어 평판 스크린 디바이스 또는 집적 회로의 현상 시에 광을 전달하는 것을 수반하는 임의의 프로세스를 더 포함할 수 있다.
마스크리스(maskless) 리소그래피 시스템 및 장치, 마스크리스 리소그래피 방법, 프로그램가능한 패터닝 디바이스 및 다른 장치, 제조물 및 방법에 대한 하나 이상의 실시예가 본원에서 기술된다. 일 실시예에서, 저비용이고 및/또는 플렉시블한 마스크리스 리소그래피 장치가 제공된다. 이것이 마스크리스 유형이므로, 예를 들어 IC 또는 평판 디스플레이를 노광하기 위해 어떠한 기존 마스크도 필요치 않다. 유사하게도, 패키징 응용을 위해 하나 이상의 링이 필요하지 않다; 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 에지 투영을 피하기 위해 패키징 응용에 대해 디지털 에지 처리 "링(ring)"을 제공할 수 있다. 마스크리스 (디지털 패터닝)는 플렉시블한 기판의 패터닝도 가능하게 할 수 있다. 본 명세서에서 설명될 때, 다양한 실시형태들은, 조합하여 "고-분해능" 그레이스케일 이미지를 기판에 제공하여 패터닝 프로세스에 영향을 주기 위한 "저분해능" 그레이스케일 광의 연속적인 노광을 허용한다.
도 1은 일 실시형태에 따르는 예시적인 마스크리스 리소그래피 시스템을 예시하는 단순화된 도면이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 리소그래피 장치(100)는 패터닝 디바이스(110) 및 투영 시스템(150)을 포함할 수 있다. 패터닝 디바이스(110)는 광원(112)(예컨대, 본 명세서에서 논의되는 바와 같은 레이저 다이오드) 및 미러 어레이(140)를 포함할 수 있다. 미러 어레이(140)는 광(본 명세서에서는 방사선 빔 또는 빔(114)이라고도 불림)을 광원(112)으로부터 수광하고, 빔(114)이 X- 및/또는 Y-방향으로 측방향으로 변위되게 할 수 있다. 일 실시형태에서, 패터닝 디바이스(110)는 광원(112)으로부터의 방사선 빔(114)을 미러 어레이(140)에 이미징하기 위한 렌즈(130)를 포함할 수 있다.
미러 어레이(140)로부터의 편향된 빔(114)은 투영 시스템(150)에 의해 수광될 수 있다. 투영 시스템(150)은 대물 렌즈(152), 렌즈 어레이(154), 및 포커싱, 확대, 수차 정정 등을 수행하기 위한 임의의 개수의 다른 렌즈 또는 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 대물 렌즈(152) 패터닝 디바이스(110)로부터 빔(114)을 수광하도록 배치될 수 있다. 도 1의 예에서, 빔(114)은 대물 렌즈(152)로부터 발산하고 렌즈 어레이(154)에 의해 수광되며, 이것은 임의의 개수의 개별적인 렌즈들을 포함할 수 있다. 이제 렌즈 어레이(154)는 빔(114)을 기판(160) 상에 포커싱할 수 있다. 본원에서 더 설명되는 바와 같이, 기판(160)은 화살표로 예시되는 것처럼 리소그래피 장치(100)에 상대적으로 이동할 수 있다.
기판(160)의 특정 위치 상에 이미징되는 광의 진폭을 제어함으로써, 마스크리스 리소그래피, 및 리소그래피 프로세스에 이점을 제공하는 그레이스케일링(상세히 후술됨)을 포함하는 방법이 수행될 수 있다. 이에 따라서, 일 실시형태에서, 마스크리스 리소그래피를 수행하는 방법은, 미러 어레이(140)를 제 1 그레이스케일 패턴(126)을 형성하는 다수의 광 진폭을 가지는 빔(114)으로 조명하는 것을 포함할 수 있다. 미러 어레이(140)는 광(예를 들어, 제 1 그레이스케일 패턴(126)을 가지는 광)을 진폭 플레이트(120)로부터 수광하는 다수의 미러를 포함할 수 있다. 여러 광 진폭을 가지는 광이 기판(160) 상에 이미징되어, 제 1 그레이스케일 패턴(126)과 다른 제 2 그레이스케일 패턴을 기판(160)에 생성할 수 있다. 또한, 미러 중 적어도 두 개의 미러는 동일한 진폭의 광으로 조명될 수 있는데, 이것은 본원에서 더 설명되는 바와 같이, 미러 어레이(140) 상에 조명의 그레이스케일 띠(greyscale band)를 형성하는 역할을 할 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, "제 1 그레이스케일 패턴"이란, 예를 들어 진폭 플레이트(120), 또는 리소그래피 장치(100)의 다른 요소에 의해서 미러 어레이(140)에 생성된 그레이스케일 패턴을 의미한다. "제 2 그레이스케일 패턴"이란 기판(160)을 제 1 그레이스케일 패턴(126)에 한 번 이상 노광해서 얻어지는 실효 그레이스케일 패턴을 의미한다. 예를 들어, 기판(160)을 광원(112)의 1/2 진폭에 대응하는 광으로 노광하고, 그 후에 기판의 동일한 부분을 광원(112)의 1/256 진폭에 노광시키면, 실제로는 기판(160)에 광원 노광의 129/256 진폭이 실제로 생성된다.
일 실시형태에서, 미러 어레이(140)에 대해서 단일 광원(112)이 존재할 수 있다. 다른 실시형태에서, 광원(112)은 진폭 플레이트(120)의 균일한 조명을 제공하도록 조합되는 여러 개의 광원(예를 들어, 2 개, 3 개, 6 개, 10 개 등)을 포함할 수 있다(더 상세히 후술됨).
일 실시형태에서, 광원(112)은 미러 어레이(140)의 조절 빈도에 대응하는 토글 빈도로 온오프로 토글될 수 있다. 예를 들어, 미러 어레이(140)가 그 구조(30)를 일 초에 30 회 바꿀 수 있다면(예를 들어, 1/60 초는 가만히 있고, 1/60 초는 조절된다면), 광원(112)은, 미러 어레이(140)가 자신의 1/60 초의 조절 기간 동안에는 조명되지 않도록 턴온 또는 턴오프되게 동작될 수 있다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 레이저 다이오드가 광원(112)의 역할을 할 수 있고, 예를 들어 토글 빈도 또는 패턴으로, 또는 연속적으로 광을 방출하도록 제어될 수 있다.
다른 실시형태에서, 마스크리스 리소그래피 시스템은 여러 광 진폭을 가지는 광을 생성하도록 구성되는 여러 광원(도 1에서는 총괄적으로 광원(112)으로 도시됨)을 포함할 수 있다. 이제, 광은 제 1 그레이스케일 패턴을 가지는 광을 기판으로 지향시키도록 구성되는 미러 어레이에 그레이스케일 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 광원은 제 1 그레이스케일 패턴 내의 하나의 비트에 대응할 수 있다. 이러한 방식으로, 그레이스케일 패턴을 형성하는 조명이 여러 광원으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 광원은 그레이스케일 패턴 중 하나의 비트를 생성할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 광원(112)은 광원의 어레이, 예컨대 2차원 어레이일 수 있고, 이것은 진폭 플레이트(120)를 대체할 수 있다. 선택적으로, 그레이스케일 패턴 내의 각각의 비트는 여러 광원 중에서 대응하는 하나의 광원으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 그레이스케일 패턴이 8-비트 패턴이라면, 단일 진폭의 광을 각각 생성하는 여러 개(예를 들어, 여덟 개)의 광원이 존재할 수 있다. 유사하게, 다른 실시형태에서는, 한 비트가 해당 비트에 대응하는 소망되는 진폭을 형성하도록 조합되는 여러 광원으로부터의 조명에 의해서 형성될 수 있다(예를 들어, 두 개의 광원이 조합하여 제 1 비트를 형성하고, 다른 두 개의 광원이 형성하여 제 2 비트를 형성하는 등이다). 대안적인 실시형태에서, 광원(120)의 어레이 내의 광원 각각은, 미러 어레이(140) 상에 후속 투영되어 제 2 그레이스케일 패턴을 생성하는 제 1 그레이스케일 패턴(126)을 함께 형성하도록 특정 진폭을 생성한다. 이러한 실시형태에서, 광원의 어레이 내의 개별적인 광원의 진폭은 각각의 펄스에 대해서 조절될 수 있어서, 상이한 제 1 그레이스케일 패턴(126)의 시퀀스를 미러 어레이(140) 상에, 예를 들어 미러 어레이(140)의 조절 빈도에 대응하여 생성한다. 이러한 실시형태에서, 광원(120)의 어레이 내의 개별적인 광원(미도시)으로 가는 구동 신호는 그레이스케일 값의 뚜렷한 시퀀스가 제 1 그레이스케일 패턴(126) 내에 생성되도록 교정될 수 있다.
대안적인 실시형태에서, 제 1 그레이스케일 패턴(126)은 시변 그레이스케일 패턴일 수 있다. 이러한 실시형태에서, 미러 어레이(140)를 조명하는 빔(114)은 시변 그레이스케일을 포함하는데, 그 안에서, 예를 들어 제 1 펄스는 최상위비트의 진폭을 나타내고 제 2 펄스는 다음 비트의 진폭을 나타내며, 이러한 방식이 최하위비트를 나타내는 펄스까지 반복된다. 이러한 시변 그레이스케일 패턴에서, 광원(112)은 시변 동작 중에 상이한 펄스 각각에서 미러 어레이(140)를 균일하게 조명할 수 있다. 이러한 실시형태의 경우, 진폭 플레이트(120)는 생략될 수 있고, 광원(112)으로 가는 구동 신호는 시변 제 1 그레이스케일 패턴(126)을 생성하기 위한 시변 그레이스케일 값을 생성하도록 구성된다.
선택적으로, 리소그래피 장치는 방사선(예를 들어, 자외선(UV) 방사선)을 복수 개의 광원(112)에 공급하기 위한 방사선 시스템(미도시)을 포함할 수 있다. 패터닝 디바이스가 그 자체로 방사선 소스, 예를 들면 레이저 다이오드 어레이 또는 LED 어레이인 경우, 리소그래피 장치는 방사선 시스템이 없이, 즉 패터닝 디바이스 이외의 방사선 소스, 또는 적어도 단순화된 방사선 시스템이 없이, 설계될 수 있다.
방사선 시스템은 방사선 소스로부터 방사선을 수광하도록 구성된 조명 시스템(조명기)을 포함한다. 조명 시스템은 이하의 요소들 중의 하나 이상을 포함할 수 있다: 방사선 전달 시스템(예를 들어, 적합한 지향 미러), 방사선 조절 디바이스(예를 들어, 빔 확장기), 방사선의 각도 진폭 분포를 설정하기 위한 조절 디바이스(일반적으로, 적어도 조명기의 퓨필 평면에서의 진폭 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 반경 범위(각각 외측-σ와 내측-σ라고 불릴 수 있음)가 조정될 수 있음), 집속기(integrator), 및/또는 컨덴서(condenser). 조명 시스템은 광원(112)에 제공되는 방사선이 그 단면에서 소망되는 균질도 및 진폭 분포를 가지도록 교정하기 위해서 사용될 수 있다. 조명 시스템은 방사선을, 예를 들어 예를 들어 복수 개의 광원(112) 중 하나 이상과 연관되는 각각의 서브-빔으로 분할하도록 구현될 수 있다. 2차원 회절 그리드가 예를 들어 방사선을 서브-빔으로 분할하는데 이용될 수 있다. 본 명세서에서, "방사선의 빔", "방사선 빔", 및 "빔"이라는 표현은, 빔(114)이 방사선의 이러한 복수의 서브 빔으로 구성되는 상황을 포함하지만, 이러한 것으로 한정되지는 않는다.
다른 실시형태에서, 방사선 시스템은 광원(112)으로의 또는 광원에 의한 공급을 위한 방사선을 생성하기 위한 방사선 소스(예를 들어, 엑시머 레이저)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 방사선 소스가 엑시머 레이저인 경우, 방사선 소스 및 리소그래피 장치(100)는 별도의 구성요소일 수 있다. 이러한 경우, 방사선 소스는 리소그래피 장치(100)의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선은 방사선 소스로부터 조명기로 전달된다. 다른 경우에, 예컨대 방사선 소스가 수은 램프인 경우에, 이러한 방사선 소스는 리소그래피 장치(100)에 통합된 부품일 수 있다. 이들 시나리오 둘 모두는 본 발명의 보호범위 내에 있는 것이다.
일 실시예에서, 일 실시예에서는 광원(112)일 수 있는 방사선 소스는, 적어도 5 nm, 예를 들어 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. 일 실시예에서, 방사선은 최대 450 nm, 예를 들어 최대 425 nm, 최대 375 nm, 최대 360 nm, 최대 325 nm, 최대 275 nm, 최대 250 nm, 최대 225 nm, 최대 200 nm, 또는 최대 175 nm의 파장을 갖는다. 일 실시예에서, 방사선은 436 nm, 405 nm, 365 nm, 355 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 126 nm, 및/또는 13.5 nm를 포함하는 파장을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 방사선은 약 365 nm 또는 약 355 nm의 파장을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 방사선은 넓은 띠의 파장을 포함하고, 예를 들어 365 nm, 405 nm 및 436 nm를 포함할 수 있다. 355 nm 레이저 소스가 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 방사선은 약 405 nm의 파장을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 방사선은 조명 시스템으로부터 패터닝 디바이스(110)에 0°와 90°사이, 예를 들어 5°와 85°사이, 15°와 75°사이, 25°와 65°사이, 또는 35°와 55°사이의 각도로 지향될 수 있다. 조명 시스템으로부터의 방사선은 패터닝 디바이스(110)에 직접적으로(즉, 미러 어레이(140)에 의존하지 않고) 제공될 수 있다. 대안의 실시예에서, 방사선은 방사선이 처음에는 빔 스플리터에 의해 반사되고 패터닝 디바이스(110)에 지향되도록 구성된 빔 스플리터를 통해 조명 시스템으로부터 패터닝 디바이스(110)에 지향될 수 있다. 패터닝 디바이스(110)는 빔(114)을 변조하여 빔 스플리터로 되반사시킬 수 있고, 빔 스플리터는 변조된 빔을 기판(160)을 향해 투과시킨다. 그러나, 방사선을 패터닝 디바이스(110)에 지향시키고 후속하여 기판(160)에 지향시키기 위해 다른 구성이 이용될 수 있다. 특히, 투과형 패터닝 디바이스(110)(예를 들어, LCD 어레이)가 이용되거나 패터닝 디바이스(110)가 자기-발광형(예를 들어 레이저 다이오드)인 경우, 조명기 시스템 구성은 요구되지 않을 수 있다.
일 실시형태에 따르는 리소그래피 장치(100)는 본 명세서에서 기판을 노광시키기 위한 것으로 설명되고, 리소그래피 장치(100)는 기판 상의 레지스트를 노광하기 위하여 사용되거나 무레지스트 리소그래피에서 사용되도록 패턴된 빔(114)을 투영하기 위해서 사용될 수 있다.
개시된 기술 요지의 일부 실시형태는 그레이스케일링(greyscaling)을, 예를 들어 기판(160)에 도달하는 광의 진폭을 제어함으로써 구현할 수 있다. 특히, 특정 진폭의 광이 그레이스케일링 프로세스의 일부로서 미러 어레이(140) 상에 이미징될 수 있다. 요구되는 특정 진폭을 제공하기 위하여, 진폭 플레이트(120)가 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 진폭 플레이트(120)는 임의의 개수(예를 들어, 1 개, 7 개, 8 개, 16 개 등)의 필터 또는 어떤 광 진폭이 미러 어레이(140)에 도달하는지를 결정하는 다른 광 감쇄 또는 감소 구조체를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 광은 투과된 광이 다수의 광 진폭을 가지게 하는 부분을 포함하는 진폭 플레이트(120)를 통해서 투과될 수 있다. 일 예로서, 진폭 플레이트(120)는 광을 제 1 그레이스케일 패턴(126)(예를 들어, 1/256, 1/128, 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 및 1/2)에 대응하는 인자에 의해서 감쇄시키는 중간(neutral) 밀도 필터를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 이러한 부분은 광을 감쇄시키는 역할을 하는, 상이한 두께를 가지는 불투명 층을 포함할 수 있다. 불투명 층은, 예를 들어 광원(112)으로부터의 광의 일부를 차단하고 소망되는 그레이스케일 패턴을 형성하기에 충분히 얇은 금속 코팅 또는 필름으로 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 광 진폭은 제 1 그레이스케일 패턴(126) 내의 비트에 대응할 수 있다. 일 실시형태에서, 제 1 그레이스케일 패턴(126)은 제 1 분해능을 가질 수 있고(예를 들어 "저분해능"인 8 비트 그레이스케일 패턴), 진폭 플레이트(120)는 이러한 광 진폭을 투과시켜서 기판(160)에서의 조합된 노광이 제 1 분해능보다 높은 제 2 분해능을 가지게 할 수 있다. 특히, 일부 실시형태에서, 제 2 분해능은 256 개의 그레이스케일 값일 수 있고, 진폭 플레이트(120)는 여덟 개의 광 진폭을 투과시켜서 제 1 분해능에 여덟 개의 그레이스케일 값을 제공할 수 있다.
일부 실시형태에서, 동일한 진폭의 광이 진폭 플레이트(120)의 단일 부분으로부터 미러 어레이(140) 상에 이미징되어, 결과적으로 개별 미러들을 "저분해능 띠(low resolution band)"(예를 들어, 8 "비트" 그레이스케일, 7 비트 그레이스케일 등)로 그룹화할 수 있다. 이에 따라서, 다른 실시형태에서는 제 1 그레이스케일 패턴(126)(진폭 플레이트(120)로부터 생성되고 미러 어레이(140)로 전달됨)은 여덟 개의 광 진폭 또는 일곱 개의 광 진폭을 가질 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제 1 그레이스케일 패턴(126)은 진폭 플레이트(120)의 여덟 개의 부분을 조명함으로써 일곱 개의 광 진폭을 가질 수 있는데, 여기에서 여덟 개의 부분 중 세 개는 동일한 광 진폭을 투과시킨다. 여기에서, 진폭 플레이트(126)의 세 개의 부분들 중 하나(예를 들어, 광원(112)으로부터의 최대 진폭의 1/4을 가짐)는 하나의 띠와 같이 작용하고, 다른 두 개의 1/4 진폭 부분은 1/2 진폭 노광을 위해서 기판(160)에서 조합될 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, "진폭" 또는 "광 진폭"이라는 용어는 광원(112)으로부터 방출된 광의 진폭을 의미한다. 추가적으로, "진폭"이라는 용어가 일부 실시형태에서는 세기 또는 에너지를 표시하기 위하여 사용될 수도 있다는 것이 고찰된다. 예를 들어, 그레이스케일 패턴이 광원 진폭의 1/256, 1/128 등에 관하여 표현되는 것이 아니라, 이것은 파워(W) 또는 세기(W/m2)로 표현될 수 있다(예를 들어, 세기 플레이트 중 일부는 세기 플레이트에서 측정될 때 광원의 세기의 1/256을 투과시킬 수 있다). 세기(또는 본 명세서에서 더 일반적으로 사용되는 바와 같은 "진폭")은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 단위 솔리드 각(solid angle)당 파워로 표현될 수 있다.
노광될 필요가 있는 기판 상의 픽셀에 어드레싱하기 위하여, 빔(114)을 소망되는 위치로 지향시키는 미러 어레이(140)가 제공될 수 있다. 일 실시형태에서, 빔(114)은 미러 어레이(140)에 의해서, 노광될 필요가 있는 기판(160) 상의 스폿으로 지향될 수 있다. 일 실시형태에서, 미러 어레이(140)는 기판 상의 한 픽셀의 스폿을 위치설정하기 위하여, 빔(114)을 X- 및 Y-방향 양자 모두로 편향시키도록 구성될 수 있다. 빔(114)의 일부가 필요하지 않은 경우, 이것은 빔 덤프를 향해 편향될 수 있다.
일 실시형태에서, 미러 어레이(140) 상의 영역은 다수의 광 진폭으로 조명될 수 있다. 영역은 제 1 그레이스케일 패턴(126)의 비트들에 대응할 수 있다.
전술된 바와 같이, 미러 어레이(140)는 광원(112)으로부터의 빔(114)이 X- 및/또는 Y-방향으로 편향되는 것을 가능하게 할 수 있다. 다르게 말하면, 이러한 타입의 미러 어레이(140)는 빔(114)을 렌즈 어레이(154) 상의 특정 위치로, 그리고 따라서 기판(160)으로 포인팅할 수 있다. 일 실시형태에서, 미러 어레이(140)는 방사선을 Y-방향으로만 또는 X-방향으로만 편향시킬 수 있다. 일 실시형태에서, 미러 어레이(140)는 방사선을 X- 및 Y-방향 양자 모두로 편향시킬 수 있다.
일 실시형태에서, 미러 어레이(140)는 기계식일 수 있고(즉, 검류계 타입), 전기 광학식이거나 및/또는 음향-광학식 미러 어레이일 수 있다. 기계식 미러 어레이는 최대 개수의 분해 가능한(resolvable) 방사선 스폿을 제공하는 경향이 있지만(즉, 분해 가능한 스폿은 빔이 자신의 퍼짐각(angular spread)과 동일한 각도로 편향된다는 것을 의미함), 스폿 스캔 속도의 면에서는 가장 느리게 되는 경향이 있다. 전기-광학식 미러 어레이는 스폿 스캔 속도의 면에서는 가장 빠르지만, 최저 개수의 분해 가능한 방사선스폿을 갖는 경향이 있다.
일 실시형태에서, 미러 어레이(140)는 전기 광학식 미러 어레이일 수 있다. 전기 광학식 미러 어레이는 수 나노초에 달하는 스위칭 속도를 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 전기 광학식 미러 어레이는 +/-15 도의 편향 각도를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 이것은 0.05도의 입력 빔 발산도(input beam divergence)에 대해 약 600개의 방사 스폿을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 전기 광학식 미러 어레이를 사용하는 것은 방사선 편향을 위해 고속 이동 기계부를 갖는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 방사선 소스(112)와 기판(160) 사이에는 이동하는 광 요소가 없게 될 수 있다.
전기 광학식 미러 어레이는 광학적으로 투명한 압전(piezo) 재료를 포함할 수 있다. 그러므로, 일 실시형태에서, 빔(114)은 압전 재료에 걸쳐서 인가되는 전위차에 기인하여 조향될 수 있다. 예를 들어, 이러한 광학적으로 투명한 재료에 걸쳐 전위차가 인가될 때, 재료의 굴절률이 변경되어, 빔 전파의 방향을 변경시킨다(즉, 방사선 빔이 편향될 수 있다). 일 실시예에서, 재료는 이하로부터 선택된다: LiNbO3, LiTaO3, KH2PO4(KDP), 또는 NH4H2PO4(ADP). LiTaO3는 405 nm 파장에서는 투과성을 나타낸다.
투영 시스템(150)(예컨대, 수정 및/또는 CaF2 렌즈 시스템, 또는 그러한 재료들로 이루어진 렌즈 요소들을 포함하는 반사굴절 시스템, 또는 미러 시스템)은 기판(160) 위에 빔(114)을 투영하는 데 사용될 수 있다. 투영 시스템(150)은, 제 1 그레이스케일 패턴이 기판(160) 상에 가간섭성으로 형성되도록, 광원(112) 및 미러 어레이(140)에 의해 제공되는 제 1 그레이스케일 패턴을 투영할 수 있다.
이러한 점에서, 투영 시스템은, 예를 들어 이차 소스를 형성하고 기판(160) 상에 스폿을 이미징하기 위하여, 포커싱 요소, 또는 다수의 포커싱 요소(본원에서는 일반적으로 렌즈 어레이(154)라 지칭함), 예를 들면 마이크로-렌즈 어레이(154)(MLA(micro-lens array)) 또는 프레넬 렌즈 어레이(154)를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 광은 광을 기판(160) 상에 포커싱하는 렌즈들을 포함하는 렌즈 어레이(154) 상으로 이미징될 수 있다. 다른 실시형태에서, 기판(160)은 한 위치에서 여러 번 조명되어, 전달된 총 광 진폭이 제 2 그레이스케일 패턴에 대응하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 렌즈 어레이(154)(예를 들어, MLA)는 적어도 10개의 포커싱 요소, 예를 들면 적어도 100개의 포커싱 요소, 적어도 1,000개의 포커싱 요소, 적어도 10,000개의 포커싱 요소, 적어도 100,000개의 포커싱 요소, 또는 적어도 1,000,000개의 포커싱 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 렌즈 어레이(154) 내의 렌즈의 개수는 미러 어레이(140) 내의 미러의 개수와 같을 수 있다.
일 실시예에서 렌즈 어레이(154)는, 예를 들어 하나 이상의 액추에이터를 이용하여, 적어도 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동가능하다. 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지도록 렌즈 어레이(154)를 이동시킬 수 있게 되면, 기판(160)을 이동시킬 필요 없이 예를 들어 초점 조정이 가능해진다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이(154)의 개별적인 렌즈 요소, 예를 들어 렌즈 어레이(154)의 각각의 개별 렌즈 요소는 적어도 기판 쪽으로 그리고 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동가능하다(예를 들어, 평탄하지 않은 기판 상에서 국소적인 초점 조정을 위해 또는 각 광 컬럼을 동일한 초점 거리에 있게 하기 위해).
렌즈 어레이(154) 내의 임의의 렌즈는 광을 기판 상의 스폿에 포커싱할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, "스폿"이란 하나 이상의 렌즈로부터의 광이 기판(160)에 도달하는 기판 상의 구역을 의미한다. 스폿은 임의의 특정 렌즈의 초점일 수 있지만, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 일부 실시형태에서, 스폿은 가우시안 빔의 웨이스트에 대응할 수 있다. 스폿은 기판 및 빔의 거리, 각도, 임의의 렌즈의 형상, 형상된 애퍼쳐가 있는 빔 블록 등에 따라서 원형, 타원형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다.
일 실시예에서, 스폿 크기는, 10 미크론 이하, 5 미크론 이하, 예컨대 3 미크론 이하, 2 미크론 이하, 1 미크론 이하, 0.5 미크론 이하, 0.3 미크론 이하, 또는 약 0.1 미크론 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 기판 상의 스폿 크기는, 0.1 미크론 이상, 0.2 미크론 이상, 0.3 미크론 이상, 0.5 미크론 이상, 0.7 미크론 이상, 1 미크론 이상, 1.5 미크론 이상, 2 미크론 이상, 또는 5 미크론 이상이다. 일 실시예에서, 스폿 크기는 약 0.1 미크론이다. 일 실시예에서, 스폿 크기는 약 0.5 미크론이다. 일 실시예에서, 스폿 크기는 약 1 미크론이다. 이러한 크기는 스폿의 직경, 주축 또는 종축, 또는 다른 관련된 치수에 적용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 리소그래피 장치는 노광 프로세스 중의 각각의 스테이지에서 패터닝 디바이스를 필수 상태로 설정하기 위한 신호를 생성하는 제어기를 포함할 수 있다. 기판 상에 형성될 패턴은 예컨대 GDSII와 같은 벡터-정의 포맷(vector-defined format)으로 리소그래피 장치에 제공될 수 있다. 설계 정보를 제어 신호로 변환하기 위해, 컨트롤러는 하나 이상의 데이터 조작 디바이스를 포함할 수 있고, 각각의 디바이스는 패턴을 표현하는 데이터 스트림에 대한 처리 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 데이터 조작 디바이스는 통칭하여 "데이터경로(datapath)"로서 지칭될 수 있다.
데이터경로의 데이터 조작 디바이스는 이하의 기능들 중의 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다: 벡터-기반 설계 정보를 비트맵 패턴 데이터로 변환하는 기능, 비트맵 패턴 데이터를 요구된 방사선 도즈 맵(즉, 기판에 걸친 요구된 방사선 도즈 프로파일)으로 변환하는 기능, 요구된 방사선 도즈 맵을 각각의 방사원에 대한 요구된 방사선 진폭 값으로 변환하는 기능, 및 각각의 광원에 대한 요구된 방사선 진폭 값을 대응하는 제어 신호로 변환하는 기능.
일 실시예에서, 제어 신호는 유선 통신 또는 무선 통신에 의해 광원(112) 및/또는 하나 이상의 기타 디바이스(예컨대, 미러 어레이 및/또는 센서)에 공급될 수 있다. 또한, 광원(112)으로부터의 및/또는 하나 이상의 기타 디바이스(예컨대, 미러 어레이 및/또는 센서)로부터의 신호는 제어기로 통신될 수 있다. 제어 신호와 유사한 방식으로, 파워가 유선 수단 또는 무선 수단에 의해 광원(112) 또는 하나 이상의 기타 디바이스(예컨대, 미러 어레이 및/또는 센서)에 공급될 수 있다. 예컨대, 유선 실시예에서, 파워는 신호를 반송하는 것이 동일한지 아니면 상이한지의 여부에 상관없이 하나 이상의 라인에 의해 공급될 수 있다. 파워를 전송하기 위해 슬라이딩 컨택 구성(sliding contact arrangement)이 제공될 수 있다. 무선 실시예에서는, 파워가 RF 커플링에 의해 전달될 수 있다.
전술한 설명이 광원(112) 및/또는 하나 이상의 기타 디바이스(예컨대, 미러 어레이 및/또는 센서)에 공급되는 제어 신호에 초점을 두었지만, 이러한 설명은 이에 추가하여 또는 이와 달리, 적정한 구성을 통해, 광원(112) 및/또는 하나 이상의 기타 디바이스(예컨대, 미러 어레이 및/또는 센서)로부터의 신호를 제어 신호로 전송하는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로, 통신은 단방향(오직 광원(112) 및/또는 하나 이상의 기타 디바이스(예컨대, 미러 어레이 및/또는 센서)로의 또는 그로부터의 방향) 또는 양방향(광원(112) 및/또는 하나 이상의 기타 디바이스(예컨대, 미러 어레이 및/또는 센서)로부터의 그리고 그로의 방향)으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 패턴을 제공하기 위한 제어 신호는 기판 상에의 패턴의 적절한 공급 및/또는 실현에 영향을 줄 수 있는 요인을 고려하도록 변경될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 광원(112), 렌즈 등의 발열을 고려하기 위해 제어 신호에 보정이 적용될 수 있다. 이러한 발열은 광원(112), 렌즈 등의 포인팅 방향의 변화, 방사선의 균일성의 변화 등을 야기할 수 있다. 일 실시예에서, 예컨대 센서로부터의 광원(112) 및/또는 기타 요소에 연관된 측정된 온도 및/또는 팽창/수축이, 그렇지 않을 경우 패턴을 형성하기 위해 제공될 제어 신호를 변경하기 위해 이용될 수 있다. 그러므로, 예컨대, 노광 동안, 광원(112)의 온도가 바뀌게 되어, 이러한 변동이 하나의 일정 온도에서 제공될 투영된 패턴의 변화를 야기할 수 있다. 이에 따라, 제어 신호가 이러한 변동을 고려하도록 변경될 수 있다. 유사하게, 일 실시예에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서(150)로부터의 결과가 광원(112)에 의해 제공된 패턴을 변경하도록 이용될 수 있다. 이러한 패턴은, 예컨대 광원(112)과 기판(160) 사이의 광학장치(존재하는 경우)로부터 발생할 수 있는 왜곡, 기판(160)의 위치설정에 있어서의 불규칙성, 기판(160)의 고르지 않음 등을 보정하도록 변경될 수 있다.
위치 설정기(및 선택적으로, 베이스 상의 위치 센서(예를 들어, 간섭계 빔을 수광하는 간섭계 측정 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서)를 이용하여, 예를 들어 빔(114)의 경로에 상이한 타겟부를 위치시키도록 기판(160)은 정확히 이동될 수 있다. 다른 실시형태에서, 광원(112)을 위한 위치설정 디바이스는, 예를 들어 스캐닝 중에 빔(114)의 경에 대하여 광원(112)의 위치를 정확하게 정정하기 위해 사용될 수 있다.
도 2는 일 실시형태에 따르는 예시적인 기판 및 노광 패턴을 도시하는 예시하는 도면이다. 일 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는 프레임 또는 다른 지지 구조체 상에 배치된 광원(112)을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 광원(112)은 미러 어레이(140)에 인접하게 위치되어, 교번하는 광원 및 미러 어레이의 엇갈린 패턴의 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시형태에서, 광원은 렌즈 어레이(154)에 인접하게 위치되어, 교번하는 광원 및 렌즈 어레이(154)의 엇갈린 패턴의 일부를 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광원(112)은 Y-방향을 따라서 연장하는 광원(112)의 다수 개(예를 들어, 적어도 8 개)의 고정된 별개 어레이로 배열될 수 있다. 추가적으로, 일 실시형태에서, 다수의 광원(112)의 어레이는 광원(112)의 인접한 어레이로부터 교번하는 방식으로 X-방향에서 엇갈리게 된다. 리소그래피 장치(100), 특히 광원(112)은 픽셀-그리드 이미징(후술됨)을 제공하도록 배치될 수 있다. 렌즈 어레이(154)는 광원(112)과 유사한 방식으로 엇갈리게 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 광원(112) 및 렌즈 어레이(154)는, 적어도 도 2에 도시된 투영에서는, 이미징 영역의 상당한 부분을 채울 수 있고, 예컨대, 조립 라인 또는 다른 처리 장치와 함께 사용될 수 있다. 광원(112) 및 렌즈 어레이(154)가 공평면이어야 하는 것이 아니라는 것이 이해된다. 도 2의 예는, 일반적으로, 리소그래피 장치(100)의 다양한 컴포넌트가 엇갈린 구조로 위치되어, 예를 들어 패터닝을 위해 요구되는 면적을 최소화할 수 있다는 것을 예시한다.
전체 기판(160)은 복수 개의 리소그래피 장치(100)를 사용하여 단일 스캔에서 노광될 수 있는데, 각각의 리소그래피 장치(100)는 하나 이상의 광원(112)을 포함한다. 방사선 스폿의 어레이는, 방사선 스폿의 하나의 어레이의 에지가 방사선 스폿의 인접한 어레이의 에지와 약간 중첩하도록 '체스판' 또는 엇갈린 구조로 적어도 두 개의 행(예를 들어, R1, R2)에 배치되는 여러 리소그래피 장치(100)에 의해 생성될 수 있다. 일 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)(광원(112) 및/또는 렌즈 어레이(154)의 하나 이상의 그룹에 대응할 수 있음)는 적어도 3 개의 행, 예를 들어 4 개의 행 또는 5 개의 행으로 배치된다. 이러한 방식으로, 한 무리의 방사선이 기판(160)의 폭을 가로질러 연장하여, 전체 기판의 노광이 하나의 스캔으로 수행될 수 있도록 한다. 이러한 "전체 폭(full width)" 단일 통과 노광은 2개 이상의 통과를 연결할 때의 가능한 스위칭 문제를 방지하는데 도움을 주며, 또한 기판이 기판 통과 방향에 가로지르는 방향으로 이동될 필요가 없으므로 기기 점유공간을 감소시킬 수 있다. 임의의 적합한 개수의 리소그래피 장치(100)가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)의 개수는 적어도 1개, 예컨대 적어도 2 개, 적어도 4 개, 적어도 8 개, 적어도 10 개, 적어도 12 개, 적어도 14 개, 또는 적어도 17 개이다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)의 개수는 40 개 미만, 예컨대 30 개 미만, 또는 20 개 미만이다. 각각의 리소그래피 장치(100)는 별도의 패터닝 디바이스(110) 및 필요한 경우 별도의 투영 시스템(150) 및/또는 전술한 바와 같은 방사선 시스템을 포함할 수 있다. 그러나, 두 개 이상의 리소그래피 장치(100)가 방사선 시스템, 패터닝 디바이스(110) 및/또는 투영 시스템(150) 중의 하나 이상의 적어도 일부를 공유할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
기판(160)은 펄스 모드에서 스캐닝(또는 노광)될 수 있다. 펄스 모드에서는, 광원(112)이 기본적으로 정지 상태로 유지되고, 펄싱(예를 들어, 펄스형 방사선 소스에 의해 제공되거나 광원을 펄싱함으로써 제공됨)을 이용하여 전체 패턴이 기판(160)의 타겟부 상에 투영된다. 빔(114)이 기판(160)을 가로지르는 라인을 스캔하도록 기판(160)은 기본적으로 일정한 속도로 이동된다. 광원에 의해 제공되는 패턴은 필요한 경우 펄스들 사이에서 업데이트되며, 펄스는 연속적인 타겟부가 기판(160) 상의 요구된 위치에서 노광되도록 타이밍이 맞추어진다. 그 결과, 빔(114)은 기판(160)의 스트립을 위한 완전한 패턴을 노광하기 위해 기판(160)을 가로질러 스캔할 수 있다. 이러한 프로세스는 전체 기판(160)이 라인별로 노광될 때까지 반복된다.
도 3은 일 실시형태에 따르는, 기판(160)에서의 픽셀-그리드 이미징을 예시하는 단순화된 도면이다. 일 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는 기판 상으로의 투영을 위한 개별 픽셀을 형성하지 않고 기판 상으로의 투영을 위한 실질적으로 연속적인 이미지를 형성하는 방식으로 광원(112)의 방사선을 기판 상으로 투영할 수 있다. 리소그래피 장치(100), 특히 광원(112)은 본 명세서에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 픽셀-그리드 이미징(pixel-grid imaging)을 제공하도록 배치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 리소그래피 장치(100)는 픽셀-그리드 이미징을 제공할 필요가 없다. 또 다른 실시형태에서, 렌즈 어레이(154)는 기판(160)의 스캐닝 방향에 대해 비스듬하게 위치됨으로써, 렌즈 어레이(154)로부터의 스폿들이 실질적으로 이웃하여 기판(160)에 스폿들의 실질적으로 연속적인 행을 생성하게 할 수 있다.
도 3은 기판(160) 상에 패턴이 생성될 수 있는 방법을 개략적으로 도시한다. 채워진 원들은 투영 시스템(150) 내의 렌즈 어레이(154)에 의해서 기판(160) 상에 투영된 스폿(S)의 어레이를 나타낸다. 기판(160)은 일련의 노광(exposure)이 기판 상에 노광될 때에 투영 시스템(150)에 관련하여 X-방향으로 이동된다. 비어 있는 원은 기판(160) 상에 이전에 노광되었을 수 있는 스폿 노광(spot exposure; SE)을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 투영 시스템(150) 내의 렌즈 어레이(154)에 의해 기판(160) 상에 투영된 각각의 스폿은 기판(160) 상의 스폿 노광의 행(R)을 노광한다. 기판(160)에 대한 전체 패턴은 각각의 스폿(S)에 의해 노광된 스폿 노광(SE)의 행(R) 전부의 합에 의해서 생성된다. 이러한 구성은 "픽셀 그리드 이미징"이라고 불릴 수 있다. 도 3 이 개략적인 도면이고, 실제로는 예를 들어 도 4 및 도 5에 대해서 후술되는 바와 같이 스폿들(S)이 중첩할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
방사선 스폿(S)의 어레이는 기판 스캐닝 방향에 관련하여 각도 α로 배열된다는 것을 알 수 있다(기판(160)의 에지가 X-방향과 Y-방향에 평행하게 놓여 있다). 이것은, 기판(160)이 스캐닝 방향(X-방향)으로 이동될 때, 각각의 방사선 스폿이 기판의 상이한 영역 위를 통과할 것이며, 이에 의해 방사선 스폿(S)의 어레이에 의해 전체 기판이 커버될 수 있도록 이루어진다. 다양한 실시형태에서, 각도 α는 20°, 10°, 5°, 3°, 1°, 0.5°, 0.25°, 0.10°, 0.05°, 또는 0.01° 중 하나보다 작을 수 있다. 일 실시예에서, 각도 α는 적어도 0.0001°, 예컨대 적어도 0.001°이다. 스캐닝 방향에서의 어레이의 폭과 경사각 α는, 기판(160)의 전체 표면 영역이 어드레싱되도록 보장하기 위해, 스캐닝 방향에 수직한 방향에서의 어레이 간격 및 이미지 스폿 크기에 따라 결정된다.
본 명세서의 콘텍스트에서, 특정 실시형태에서는 스폿(S) 중 일부가 동일한 진폭의 광을 가질 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 예를 들어, 도 3은 동일한 진폭의 광(진폭 플레이트(120)로부터 이미징됨)을 가질 수 있는 예시적인 스폿(310)을 도시한다. 진폭 플레이트(120)는 동일한 진폭의 광을 미러 어레이(140) 및/또는 렌즈 어레이(154) 상의 일부 위치로 제공할 수 있다. 더 낮은 분해능의 광을 한 번에 많은 스폿에 제공함으로써, 그리고 제조 프로세스를 위해 필요한 더 높은 분해능의 총 노광을 제공하기 위하여 반복되는 노광을 사용함으로써, 리소그래피 시스템(100)의 쓰루풋이 크게 증가될 수 있다.
포토리소그래피에서, 소망되는 피쳐는, 예를 들어 생성된 기판의 레지스트 층을 방사선에 선택적으로 노광시킴으로써 기판 상에 생성될 수 있다. 특정한 최소 방사선 도즈("도즈 임계치")를 받게 되는 레지스트의 영역은 화학 반응이 진행되는 한편, 다른 영역은 변화되지 않고 유지된다. 그에 따라 생성된 레지스트층에서의 화학적 차이는 레지스트의 현상, 즉 적어도 최소 도즈를 받게 되는 영역 또는 최소 도즈를 받지 않은 영역 중의 하나를 선택적으로 제거하는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 기판의 일부는 여전히 레지스트에 의해 보호되는 반면, 레지스트가 제거된 기판의 영역은 노출되어, 예컨대 기판의 선택적 에칭, 선택적 금속 증착 등과 같은 추가의 처리 단계를 가능하게 함으로써 요구된 특징부를 생성한다. 방사선을 패터닝하는 것은, 요구된 특징부 내의 기판 상의 레지스트층의 영역에 투과되는 방사선이 충분히 높은 진폭이 되어, 그 영역이 노광 동안 도즈 임계치 위의 방사선의 도즈를 받게 되는 반면, 기판 상의 다른 영역은 제로(0) 또는 현저하게 더 낮은 방사선 진폭을 제공함으로써 도즈 임계치 아래의 방사선 도즈를 받도록, 패터닝 디바이스(110)를 제어함으로써 이루어질 수 있다.
실제로, 요구된 특징부의 에지에서의 방사선 도즈는, 특징부 경계의 일측에 최대 방사선 진폭을 제공하고, 타측에 최소 방사선 진폭을 제공하도록 설정되면, 주어진 최대 도즈로부터 제로 도즈로 급격하게 변화되지 않을 수 있다. 그 대신, 회절 작용에 의해, 방사선 도즈의 레벨이 천이 지역에 걸쳐 떨어질 수 있다. 레지스트를 현상한 후에 최종적으로 형성된 요구된 특징부의 경계의 위치는 이제 수광된 도즈가 방사선 도즈 임계치 아래로 떨어지는 위치에 의해 결정된다. 천이 지역에 걸친 방사선 도즈의 드롭-오프(drop-off)의 프로파일 및 그에 따라 특징부 경계의 정확한 위치는, 특징부 경계 상에 있거나 또는 그에 인접해 있는 기판 상의 점에 방사선을 최대 또는 최소 세기 레벨뿐만 아니라 최대 진폭 레벨과 최소 진폭 레벨 사이의 진폭 레벨로도 제공함으로써 더욱 정밀하게 제어될 수 있다. 이것은 흔히 "그레이스케일링(greyscaling)" 또는 "그레이레벨링(greyleveling)"으로 지칭된다.
그레이스케일링은, 특징부 경계의 위치에 대한 제어를, 기판에 제공된 방사선 진폭이 단지 2개의 값(즉, 최대값과 최소값)으로만 설정될 수 있는 리소그래피 시스템에서 가능한 것보다 더 크게 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 3개의 상이한 방사선 진폭 값이 투영될 수 있으며, 예컨대 적어도 4 개의 방사선 진폭 값, 적어도 8 개의 방사선 진폭 값, 적어도 16 개의 방사선 진폭 값, 적어도 32 개의 방사선 진폭 값, 적어도 64 개의 방사선 진폭 값, 적어도 100 개의 방사선 진폭 값, 적어도 128 개의 방사선 진폭 값, 또는 적어도 256 개의 방사선 진폭 값이 투영될 수 있다. 패터닝 디바이스가 방사선 소스 자체(예컨대, 발광 다이오드의 어레이 또는 레이저 다이오드)이면, 그레이스케일링은 예컨대 투과되고 있는 방사선의 진폭 레벨을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 패터닝 디바이스가 미러 어레이(140)를 포함하면, 그레이스케일링은 예컨대 미러 어레이(140)의 틸팅 각도를 제어함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 그레이스케일링은, 복수의 프로그래밍 가능한 요소 및/또는 미러 어레이를 그룹화하고, 주어진 시간에서 온 또는 오프로 스위칭되는 그룹 내의 요소 및/또는 미러 어레이의 수를 제어함으로써 이루어질 수 있다.
일례에서, 패터닝 디바이스(기판의 하나 이상의 노광의 시퀀스를 제공하는 하나 이상의 리소그래피 디바이스를 포함함)는 일련의 상태를 포함할 수 있으며, 이러한 상태에는, (a) 제공된 방사선이 대응하는 픽셀의 진폭 분포에 최소로 기여하거나 또는 심지어는 전혀 기여하지 않는 블랙 상태(black state), (b) 제공된 방사선이 최대로 기여하는 최대 화이트 상태(whitest state), (c) 제공된 방사선이 그 사이에서는 중간으로 기여하는 복수의 상태가 포함된다. 복수의 상태 전체는, 그레이스케일 프린팅을 가능하게 하기 위해 선택할 수 있는, 블랙과 화이트 사이의, 일련의 그레이 상태로서 기술될 수 있다.
도 4는 일 실시형태에 따르는, 두 개의 가우시안 광 빔의 중첩에 의해 형성된 임계 치수를 예시하는 단순화된 도면이다.
일부 리소그래피 프로세스에서, 광은 특정 치수의 특정량의 조명을 기판에 제공하도록 조합될 수 있다. 예를 들어, 포토레지스트 또는 다른 이러한 기판은 광 패턴이 특정 치수를 가지는 피쳐를 형성하도록 광에 노출될 수 있다. 이러한 치수는 포토레지스트의 피쳐 또는 기판의 소망되는 피쳐를 특징짓는 임계 치수(CD)를 포함할 수 있다. 광은, 임계 치수(또는 단지 광 빔의 "에지")가 광 스폿의 특성 폭에 대응하도록 생성될 수 있다.
일 실시형태에서, 광원(112)으로부터의 광은 기판(160)에서 스폿(S) 상으로 이미징될 수 있는 가우시안 광 빔일 수 있다. 스폿(S)은 가우시안 광 빔의 프로파일의 폭에 대응하는 스폿 직경(410)을 가질 수 있다. 스폿 직경(410)은 결과적으로 얻어지는 애어리얼(aerial) 이미지의 분해능 이라고도 간주될 수 있고, 일부 경우에는 기판(160)에 생성될 수 있는 가장 작은 피쳐를 나타낼 수 있다.
다른 실시형태에서, 리소그래피 시스템에 의한 기판(160)의 스캐닝 도중에, 광의 다수의 노광이 광 피쳐(430)(애어리얼 이미지의 일부에 대응할 수 있음)를 형성하도록 전달될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, "광 피쳐는 기판에서의 광을 가리키는 반면에, "인쇄된 피쳐"는 리소그래피 프로세스 중에 전달되는 광 피쳐로부터 초래될 수 있는, 결과적으로 얻어지는 물리적인 피쳐 또는 변화를 가리킨다. 광 피쳐(430)는 기판에서 광 피쳐 크기(420) 및 광 피쳐 위치(S1)를 가질 수 있다. 광 피쳐 크기(420)는 노광 중에 전달된 진폭 프로파일들의 합산에 기반할 수 있다. 하나의 예가 도 4에 도시되는데, 여기에서 광 피쳐(430)는 인접한 스폿들의 합산된 노광들(스캐닝 도중 다른 시간에 일어날 수 있음)에 의해 형성된다.
한 가지 의미에서는 기판(160) 상에서의 광 피쳐(430)의 에지의 위치가 기판(160) 상에 이미징되는 스폿의 이미지 배치(예를 들어, 스폿들 사이의 간격, 스폿 크기 등)에 의해 한정될 수 있지만, 본 발명의 실시형태는 후술되는 바와 같이 이러한 에지들의 더 미세한 조절을 허용할 수 있다.
도 5는 일 실시형태에 따르는, 임계 치수의 천이를 예시하는 단순화된 도면이다.
이러한 예에서, 광 피쳐(430)는 두 개의 인접한 광 스폿들의 합산의 결과일 수 있다(하지만 광 스폿의 임의의 개수 및 배열이 소망되는 광 피쳐를 형성하기 위해서 사용될 수 있음). 광 피쳐 폭(420)은 일부 리소그래피 프로세스에서 사용되는 임계 치수에 대응할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 광 피쳐(430)는 광 피쳐 크기(420)를 유지하면서 광의 노광들에서의 광 진폭 중 하나 이상을 변경함으로써 천이될 수 있다. 일 실시형태에서, 광 피쳐(430)는 제 2 그레이스케일 패턴의 비트들에 대응하는 광 진폭들의 합산에 의해서 형성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 천이는 광 진폭을 제 2 그레이스케일 패턴 내의 상이한 비트로 변경함으로써 수행될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개의 동일했던 진폭을 두 개의 상이한 진폭 A2 및 A3로 변경함으로써 노광을 변경하면, 광 피쳐(430)의 위치에서의 미세한 천이가 생길 수 있다(S1으로부터 S2로). 기판(160)에서의 노광을 비트단위 방식으로 변경함으로써, 패터닝 프로세스에서 인쇄된 피쳐의 미세 조절이 달성될 수 있다. 또한, 피쳐 크기(420)는 진폭 A2 및 A3 의해서 조절될 수 있다. 예를 들어, A2 및 A3 양자 모두가 세기에 있어서 증가 또는 감소하면, 이미지 위치(S2)는 동일하게 유지될 수 있지만, 광 이미지 크기(410)는 이에 상응하여 증가하거나 감소할 수 있다.
그레이스케일링은 위에서 설명한 것에 추가된 용도 또는 위에서 설명한 것과는 다른 용도로 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 노광 후의 기판의 처리는 수광된 방사선 도즈 레벨에 따라서는 기판의 영역의 2개보다 많은 가능한 응답이 있도록 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 제 1 임계치 아래의 방사선 도즈를 수광하는 기판의 부분은 제 1 방식으로 응답하고, 제 1 임계치보다 높지만 제 2 임계치 아래의 방사선 도즈를 수광하는 기판의 부분은 제 2 방식으로 응답하며, 제 2 임계치 위의 방사선 도즈를 수광하는 기판의 부분은 제 3 방식으로 응답한다. 이에 따라, 그레이스케일링은 2개보다 많은 요구된 도즈 레벨을 갖는 기판에 걸쳐 방사선 도즈 프로파일을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 방사선 도즈 프로파일은 적어도 2개의 요구된 도즈 레벨, 예컨대 적어도 3개의 요구된 도즈 레벨, 적어도 4개의 요구된 도즈 레벨, 적어도 6개의 요구된 방사선 도즈 레벨, 또는 적어도 8개의 요구된 방사선 도즈 레벨을 갖는다.
방사선 도즈 프로파일은 전술한 바와 같이 단지 각각의 점에서 수광된 방사선의 진폭을 제어하는 것에 의해서가 아닌 방법에 의해 제어될 수 있다는 것이 더욱 이해되어야 한다. 예컨대, 각각의 점에서 수광된 방사선 도즈는 이와 달리 또는 이에 추가하여 상기 점의 노광의 지속시간을 제어함으로써 제어될 수 있다. 추가의 예로서, 각각의 점은 복수의 연속적인 노광에서 방사선을 가능하게(potentially) 수광할 수 있다. 따라서, 각각의 점에 의해 수광된 방사선 도즈는 상기한 복수의 연속적인 노광의 선택된 서브세트를 이용하여 상기 점을 노광함으로써 부가적으로 또는 대안으로 제어될 수 있다.
또한, 그레이 스케일링에 관한 위의 설명이 포토리소그래피에 초점을 두고 있지만, 유사한 개념이 본 명세서에서 설명된 재료 증착 및 재료 제거에도 적용될 수 있다. 예컨대, 삭마는 그레이스케일링을 제공하기 위해 상이한 도즈 레벨로 제어될 수 있다. 유사하게, 도즈 레벨은 재료 증착에 연관된 그레이스케일링을 제공하도록 제어될 수 있다.
도 6은 일 실시형태에 따르는 마스크리스 리소그래피 방법을 예시하는 프로세스 흐름도이다.
일 실시형태에서, 마스크리스 리소그래피를 수행하는 방법은, 단계 610에서 미러 어레이(140)를 제 1 그레이스케일 패턴(126)을 형성하는 다수의 광 진폭을 가지는 광으로 조명하는 것을 포함할 수 있다. 미러 어레이(140)는 다수의 미러를 포함할 수 있고, 미러 중 적어도 두 개의 미러는 동일한 진폭의 광으로 조명될 수 있다. 단계 620에서, 여러 광 진폭을 가지는 광은 기판(160) 상에 이미징되어 기판(160)에 제 2 그레이스케일 패턴을 생성할 수 있다.
도 7은 일 실시형태에 따르는 예시적인 컴퓨터 시스템(CS)의 블록도이다.
컴퓨터 시스템((CS))은 정보를 통신하기 위한 버스(BS) 또는 다른 통신 매커니즘과, 정보를 처리하기 위하여 버스(BS)와 커플링된 프로세서(PRO)(또는 여러 프로세서들)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(CS)은 프로세서(PRO)에 의하여 실행될 정보 및 명령을 저장하기 위하여 버스(BS)에 커플링되는, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 동적 스토리지 디바이스와 같은 메인 메모리(MM)를 더 포함한다. 메인 메모리(MM)는 프로세서(PRO)에 의하여 실행될 명령이 실행되는 도중에 일시적 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하기 위해서도 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(CS)은 프로세서(PRO)에 대한 정적 정보 및 명령을 저장하기 위하여 버스(BS)에 커플링된 판독 전용 메모리(ROM)(ROM) 또는 다른 정적 스토리지 디바이스를 더 포함한다. 자기적 디스크 또는 광학적 디스크와 같은 스토리지 디바이스(SD)가 제공되고 정보 및 명령을 저장하기 위하여 버스(BS)에 커플링된다.
컴퓨터 시스템(CS)은 정보를 컴퓨터 사용자에게 디스플레이하기 위하여, 버스(BS)를 통해서 음극선관(CRT) 또는 평판 또는 터치 패널 디스플레이와 같은 디스플레이(DS)에 커플링될 수 있다. 영숫자 키와 다른 키들을 포함하는 입력 디바이스(ID)는 정보 및 커맨드 셀렉션을 프로세서(PRO)로 통신하기 위하여 버스(BS)에 커플링된다. 다른 타입의 사용자 입력 디바이스는, 지시 정보와 커맨드 셀렉션을 프로세서(PRO)로 통신하고 디스플레이(DS) 상에서의 커서 움직임을 제어하기 위한, 마우스, 트랙볼, 또는 커서 방향 키와 같은 커서 콘트롤(CC)이다. 이러한 입력 디바이스는 통상적으로 두 개의 축인 제 1 축(예를 들어, x)과 제 2 축(예를 들어, y)에서 2-자유도를 가져서, 디바이스가 평면에서의 위치를 특정하게 한다. 터치 패널(스크린) 디스플레이가 입력 디바이스로서 사용될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 방법 중 일부는 메인 메모리(MM)에 포함된 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 실행하는 프로세서(PRO)에 응답하여 컴퓨터 시스템(CS)에 의해서 수행될 수 있다. 이러한 명령들은 스토리지 디바이스(SD)와 같은 다른 컴퓨터-판독가능 매체로부터 메인 메모리(MM)로 독출될 수 있다. 메인 메모리(MM)에 포함된 명령의 시퀀스를 실행하면, 프로세서(PRO)는 본 명세서에서 설명되는 프로세스 단계를 수행하게 된다. 메인 메모리(MM)에 포함된 명령의 시퀀스를 실행하기 위하여, 다중 처리 장치 내의 하나 이상의 프로세서가 채용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 소프트웨어 명령 대신에 또는 이와 조합되어 유선 회로부가 사용될 수도 있다. 따라서, 본 명세서의 설명은 하드웨어 회로와 소프트웨어의 임의의 특정한 조합으로 한정되지 않는다.
"컴퓨터-판독가능 매체"라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때 실행되도록 프로세서(PRO)로 명령을 제공하는 데에 참여하는 임의의 유형의(tangible) 매체를 가리킨다. 이러한 매체는 비-휘발성 미디어, 휘발성 미디어, 및 송신 미디어를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 많은 형태를 취할 수도 있다. 비-휘발성 미디어는 예를 들어, 스토리지 디바이스(SD)와 같은 광학적 또는 자기적 디스크를 포함한다. 휘발성 미디어는 메인 메모리(MM)와 같은 동적 메모리를 포함한다. 송신 미디어는 동축 케이블, 구리 배선, 및 버스(BS)를 포함하는 와이어를 포함하는 섬유 광학계(fiber optics)를 포함한다. 송신 미디어는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 중에 생성되는 것과 같은 음파 또는 광파의 형태를 띨 수도 있다. 컴퓨터-판독가능 미디어는 비-일시적일 수 있고, 예를 들어 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 및 임의의 다른 자기적 매체, 자기-광학적 매체, CD-ROM, DVD, 임의의 다른 광학적 매체, 펀치 카드, 종이 테이프, 홀들의 패턴을 가진 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지일 수 있다. 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 기록된 명령을 가질 수 있다. 컴퓨터에 의해 실행될 때, 명령은 본 명세서에 설명된 피쳐들 중 임의의 것을 구현할 수 있다. 일시성 컴퓨터 판독가능 매체는 반송파 또는 다른 전파형 전자기 신호를 포함할 수 있다.
다양한 형태의 컴퓨터 판독가능 매체들이 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 실행되도록 프로세서(PRO)로 운반하는 것에 수반될 수 있다. 예를 들어, 명령들은 처음에 원격 컴퓨터의 자기적 디스크 상에 보유될 수도 있다. 원격 컴퓨터는 명령들을 자신의 동적 메모리 내로 로딩하고 명령들을 모뎀을 사용하여 전화선을 통해 전송할 수 있다. 컴퓨터 시스템(CS)에 국지적으로 보유되는 모뎀은 전화선에서 데이터를 수신하고, 적외선 송신기를 사용하여 이러한 데이터를 적외선 신호로 변환한다. 버스(BS)에 커플링된 적외선 검출기는 적외선 신호에서 운반되는 데이터를 수신하고, 이러한 데이터를 버스(BS)에 로딩할 수 있다. 버스(BS)는 데이터를 메인 메모리(MM)로 운반하며, 프로세서(PRO)는 이로부터 명령들을 취출하고 실행한다. 메인 메모리(MM)로부터 수신된 명령들은 프로세서(PRO)에 의한 실행 이전에 또는 그 이후에 선택적으로 스토리지 디바이스(SD)에 저장될 수 있다.
컴퓨터 시스템(CS)은 버스(BS)에 커플링된 통신 인터페이스(CI)를 더 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(CI)는 로컬 네트워크(LAN)에 연결된 네트워크 링크(NDL)로 양-방향 데이터 통신 커플링을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(CI)는 대응하는 타입의 전화선에 데이터 통신 연결을 제공하기 위한 종합 정보 통신망(integrated services digital network; ISDN) 카드 또는 모뎀일 수 있다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(CI)는 호환가능한 LAN에 데이터 통신 연결을 제공하기 위한 근거리 네트워크(LAN) 카드일 수 있다. 무선 링크가 구현될 수도 있다. 임의의 이러한 구현형태에서, 통신 인터페이스(CI)는 다양한 타입의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 운반하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호를 전송하고 수신한다.
네트워크 링크(NDL)는 통상적으로 하나 이상의 네트워크를 통해 다른 데이터 디바이스로 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(NDL)는 네트워크(LAN)를 거쳐 호스트 컴퓨터(HC)로 가는 연결을 제공할 수 있다. 이것은, 현재 일반적으로 "인터넷(INT)"이라고 불리는 월드와이드 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 제공되는 데이터 통신 서비스를 포함할 수 있다. 로컬 네트워크(LAN)와 인터넷 양자 모두는 디지털 데이터 스트림을 운반하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호를 사용한다. 컴퓨터 시스템(CS)으로의 또는 그로부터의 디지털 데이터를 운반하는, 다양한 네트워크들을 통과하는 신호와 네트워크 데이터 링크(NDL)를 통과하고 통신 인터페이스(CI)를 통과하는 신호는 정보를 수송하는 반송파의 예시적인 형태들이다.
컴퓨터 시스템(CS)은 네트워크(들), 네트워크 데이터 링크(NDL), 및 통신 인터페이스(CI)를 통해서, 메시지를 전송하고 프로그램 코드를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다. 인터넷의 예에서, 호스트 컴퓨터(HC)는 애플리케이션 프로그램에 대한 요청된 코드를 인터넷(INT), 네트워크 데이터 링크(NDL), 로컬 네트워크(LAN) 및 통신 인터페이스(CI)를 통해 송신할 수 있다. 이렇게 다운로드된 하나의 애플리케이션은, 예를 들어 본 명세서에서 설명된 바와 같은 방법의 전부 또는 일부를 제공할 수 있다. 수신된 코드는 수신될 때 프로세서(PRO)에 의하여 실행되고, 및/또는 추후에 실행되도록 스토리지 디바이스(SD), 또는 다른 비-휘발성 스토리지에 저장될 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 시스템(CS)은 애플리케이션 코드를 반송파의 형태로 획득할 수 있다.
도 8은 일 실시형태에 따르는 리소그래피 투영 장치의 개략도이다.
리소그래피 투영 장치는 조명 시스템(I)L, 제 1 대상물 테이블(MT), 제 2 대상물 테이블(WT), 및 투영 시스템(Ps)을 포함할 수 있다.
조명 시스템(Il)은 방사선의 빔(B)을 조절할 수 있다. 이러한 특정한 경우에, 조명 시스템은 방사선 소스(SO)를 더 포함한다.
제 1 대상물 테이블(예를 들어 패터닝 디바이스 테이블)(MT)에는, 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 레티클)을 홀딩하고, 투영 광학기(PS)에 대하여 패터닝 디바이스를 정확하게 위치설정하기 위하여 제 1 위치설정기에 연결되는 패터닝 디바이스 홀더가 제공될 수 있다.
제 2 대상물 테이블(기판 테이블)(WT)에는, 기판(W)(예를 들어, 레지스트코팅된 실리콘 웨이퍼)을 홀딩하고, 투영 광학기(PS)에 대하여 기판을 정확하게 위치설정하기 위하여 제 1 위치설정기에 연결되는 기판 홀더가 제공될 수 있다.
투영 광학기("렌즈") PS(예를 들어, 굴절형, 반사형(catoptric) 또는 반사굴절형 광학 시스템)은 패터닝 디바이스(MA)의 조사된 부분을 기판(W)의 타겟 부분(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함) 상으로 이미징할 수 있다.
본 명세서에 도시된 것처럼, 장치는 투과형이다(예를 들어, 투과형 패터닝 디바이스). 그러나, 일반적으로, 이것은 예를 들어 반사형 타입일 수 있다(반사형 마스크를 가짐). 장치는 전통적인 마스크에 다른 종류의 패터닝 디바이스를 채용할 수도 있다; 그 예에는 프로그래밍가능한 미러 어레이 또는 LCD 매트릭스가 있다.
소스(SO)(예를 들어, 수은 램프 또는 엑시머 레이저, 레이저 생성 플라스마(LPP) EUV 소스)는 방사선의 빔을 생성한다. 이러한 빔이 직접적으로 또는, 예를 들어 빔 확장기와 같은 조절 장치를 거친 후에, 조명 시스템(조명기)(IL)으로 공급된다. 조명기(IL)는 빔 내의 진폭 분포의 외부 및/또는 내부 방사상 범위(일반적으로 외측-σ 및 내측-σ라고 각각 불림)를 설정하기 위한 조절 디바이스(AD)를 포함할 수 있다. 또한, 조명기(IL)는 일반적으로 집속기(integrator)(IN) 및 집광기(condenser)(CO)와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 것이다. 이러한 방식으로, 패터닝 디바이스(MA)에 충돌하는 빔(B)은 자신의 단면에 요구되는 균일성 및 진폭 분포를 가진다.
일부 실시형태에서, 소스(SO)는 리소그래피 투영 장치의 하우징 안에 있을 수 있지만(예를 들어 소스(SO)인 경우에 흔히 그러함), 소스는 리소그래피 투영 장치로부터 떨어져 있을 수 있고, 소스가 생성하는 방사선 빔은 장치 내로 유도된다(예를 들어, 적합한 지향 미러의 도움으로)는 것에 주의해야 한다; 후자의 시나리오는 소스(SO)가 엑시머 레이저(예를 들어, KrF, ArF 또는 F2 레이징(lasing)에 기초함)인 경우에 흔히 그러할 수 있다.
빔(PB)은 후속하여 패터닝 디바이스 테이블(MT) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(MA)에 도달한다. 패터닝 디바이스(MA)를 횡단한 이후에, 빔(B)은 렌즈(PL)를 통과할 수 있고, 렌즈는 빔(B)을 기판(W)의 타겟 부분(C)에 상에 포커싱한다. 제 2 위치설정 수단(및 간섭측정식 측정 장치(IF))의 도움을 받아, 예를 들어 빔(PB)의 경로에 있는 상이한 타겟부들(C)을 위치설정하기 위하여, 기판 테이블(WT)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 위치설정 장치는, 예를 들어 패터닝 디바이스 라이브러리로부터의 패터닝 디바이스(MA)가 기계적으로 탐색된 이후에, 또는 스캔 동안에, 빔(B)의 경로에 대하여 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로, 대상물 테이블(MT, WT)의 이동은, 롱-스트로크 모듈(개략적 위치설정) 및 숏-스트로크 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 수 있다. 그러나, 스테퍼의 경우(스텝-앤-스캔 툴과 반대로), 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 숏-스트로크 액추에이터에만 연결되거나, 고정될 수도 있다.
도시된 툴은 스텝 모드 및 스캔 모드인 두 개의 상이한 모드들에서 사용될 수 있다. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 본질적으로 정지된 상태로 유지되고, 전체 패터닝 디바이스 이미지가 한 번에(즉, 단일 "플래시") 타겟 부분(C) 상으로 투영된다. 기판 테이블(WT)은 x 및/또는 y 방향으로 천이되어 상이한 타겟 부분(C)이 빔(PB)에 의해 조사될 수 있게 된다.
스캔 모드에서는, 주어진 타겟 부분(C)이 단일 "플래시"에서 노광되지 않는다는 점을 제외하고는 본질적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 주어진 방향(소위 "스캔 방향", 예를 들어 y 방향)으로 속도 v로 이동가능함으로써, 투영 빔(B)이 패터닝 디바이스 이미지 위를 스캔하도록 한다; 동시에, 기판 테이블(WT)이 속도 V = Mv에서 동일한 방향 또는 반대 방향으로 동시에 이동되는데, M은 렌즈(PL)의 배율이다(통상적으로, M =(1)/4 또는 1/5 임). 이러한 방식으로, 분해능을 떨어뜨릴 필요가 없이 상대적으로 큰 타겟 부분(C)이 노광될 수 있다.
도 9는 일 실시형태에 따르는 다른 리소그래피 투영 장치(LPA)의 개략도이다.
LPA는 소스 컬렉터 모듈(SO), 방사선 빔(B)(예를 들어 EUV 방사선)을 조절하도록 구성되는 조명 시스템(조명기)(IL), 지지 구조체(MT), 기판 테이블(WT), 및 투영 시스템(PS)을 포함할 수 있다.
지지 구조체(예를 들어 패터닝 디바이스 테이블; MT)은 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클; MA)를 지지하도록 구성될 수 있고, 패터닝 디바이스를 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 1 위치설정기(positioner; PM)에 연결된다.
기판 테이블(예를 들어 웨이퍼 테이블; WT)은 기판(예를 들어 레지스트-코팅된 웨이퍼; W)을 홀딩하도록 구성될 수 있고, 기판을 정확하게 위치설정하도록 구성되는 제 2 위치설정기(PW)에 연결된다.
투영 시스템(예를 들어 반사형 투영 시스템)(PS)은 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어 하나 이상의 다이를 포함함)로 투영하도록 구성될 수 있다.
도시된 것처럼, LPA는 반사형일 수 있다(예를 들어, 반사형 패터닝 디바이스를 채용함). 거의 모든 재료들이 EUV 파장 범위 내에서 흡수형이기 때문에, 패터닝 디바이스가 예를 들어 몰리브덴 및 실리콘의 다중-스택을 포함하는 다중층 반사기를 가질 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 일 예에서, 다중-스택 반사기는 몰리브덴 및 실리콘의(40) 개의 층 쌍을 가지며, 각 층의 두께는 사분파장이다. X-선 리소그래피를 사용하여 더 작은 파장도 생성될 수 있다. 거의 모든 재료가 EUV 및 x-선 파장에서 흡수성이기 때문에, 패터닝 디바이스 토포그래피 상의 얇은 층의 패터닝된 흡수 재료(예를 들어, 다중층 반사기의 맨 위에 있는 TaN 흡수기)는 어디에 피쳐들이 인쇄되어야 하거나(양의 레지스트) 또는 인쇄되지 않아야 하는지(음의 레지스트)를 규정한다.
조명기(IL)는 소스 콜렉터 모듈(SO)로부터 극자외 방사선 빔을 수광할 수 있다. EUV 방사선을 생성하기 위한 방법은, EUV 범위 내에 하나 이상의 방출 라인이 있으면서 재료를 적어도 하나의 원소, 예를 들어 제논, 리튬 또는 주석을 가지는 플라즈마 상태로 변환하는 단계를 포함하지만 반드시 이것으로 제한되는 것은 아니다. 하나의 이러한 방법에서, 흔히 레이저 생성 플라즈마("laser produced plasma; LPP")라고 명명되는 플라즈마는, 연료, 예컨대 사전-방출 요소를 가지는 액적, 스트림, 클러스터를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 콜렉터 모듈(SO)은, 연료를 여기하는 레이저 빔을 제공하기 위한 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수도 있다. 결과적으로 얻어지는 플라즈마는, 소스 콜렉터 모듈 내에 배치되는 방사선 수집기에 의하여 수집되는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출한다. 레이저 및 소스 콜렉터 모듈은, 예를 들어 CO2 레이저가 연료 여기를 위한 레이저 빔을 제공하기 위하여 사용되는 경우에 별개의 엔티티들일 수도 있다.
이러한 경우에, 레이저는 리소그래피 장치의 일부를 형성할 수 있는 것으로 간주되지 않고, 방사선 빔은, 예를 들어 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로, 레이저로부터 소스 콜렉터 모듈로 전달될 수 있다. 다른 경우에, 소스는, 예를 들어 소스가 흔히 DPP 소스라고 명명되는 방전 생성 플라즈마(discharge produced plasma) EUV 발생기인 경우에 소스 콜렉터 모듈의 내장 부품일 수도 있다.
조명기(IL)는 방사선 빔의 각 진폭 분포(angular amplitude distribution)를 조절하기 위한 조절기를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 조명기(IL)의 퓨필 평면(pupil plane)에서의 진폭 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 반경 범위(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)는 조절될 수 있다. 추가적으로, 조명기(IL)는 다면 필드 및 퓨필 미러(facetted field and pupil mirror) 디바이스와 같은 다양한 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 조명기는 방사선 빔이 자신의 단면에서 원하는 균일성 및 진폭 분포를 가지도록 조절하기 위하여 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 패터닝 디바이스 테이블)(MT) 상에 홀딩되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사할 수 있고, 그리고 패터닝 디바이스에 의하여 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA)로부터 반사된 이후에, 방사선 빔(B)은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 빔을 포커싱하는 투영 시스템(PS)을 통과한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)(예를 들어 간섭측정 측정 디바이스, 선형 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움을 받아, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 위치설정하기 위하여, 기판 테이블(WT)이 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 다른 위치 센서(PS1)가 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA)를 방사선 빔(B)에 대한 경로에 대하여 정확하게 위치설정하기 위하여 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어 마스크(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치(LPA)는 다음의 모드, 즉, 스텝 모드, 스캐닝 모드, 및 고정식 모드 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다.
스텝 모드에서는, 지지 구조체(예를 들어, 패터닝 디바이스(MT) 및 기판 테이블(WT)이 본질적으로 정지 상태로 유지되는 동안, 방사선 빔에 부여된 전체 패턴이 한 번에 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광). 그러면, 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 기판 테이블(WT)이 x 방향 및/또는 y 방향으로 천이된다.
스캔 모드에서는, 지지 구조체(예를 들어, 패터닝 디바이스 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)이 동기되어 스캐닝되는 동안, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영된다(즉, 단일 동적 노광). 지지 구조체(예를 들어, 패터닝 디바이스 테이블(MT)에 상대적인 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대율(축소율) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수도 있다.
정지 모드에서는, 프로그램가능 패터닝 디바이스를 홀딩하면서 지지 구조체(예를 들어, 패터닝 디바이스 테이블(MT)은 본질적으로 정지 상태로 유지되고, 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟 영역(C) 상에 투영되는 동안에 이동되거나 스캐닝된다. 이러한 모드에서, 일반적으로 펄스화된(pulsed) 방사선 소스가 채용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 요구될 때, 기판 테이블(WT)의 각 이동 이후에 또는 스캔 도중의 연속적인 방사선 펄스들 사이에서 업데이트된다. 동작의 이러한 모드는 위에서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 미러 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크리스 리소그래피에 용이하게 적용될 수 있다.
도 10은 일 실시형태에 따르는 리소그래피 투영 장치의 상세도이다.
도시된 바와 같이, LPA는 소스 콜렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함할 수 있다. 소스 콜렉터 모듈(SO)은, 진공 환경이 소스 콜렉터 모듈(SO)의 밀폐 구조(ES) 내에서 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. 고온의 플라즈마(HP)를 방출하는 EUV 방사선은 방전 생성 플라즈마 소스에 의하여 형성될 수 있다. 고온의 플라즈마(HP)가 전자기 스펙트럼의 EUV 범위에서 방사선을 방출하도록 생성되는, 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의하여 EUV 방사선이 생성될 수 있다. 고온의 플라즈마(HP)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 초래하는 전기적 방전에 의하여 생성된다. 예를 들어, Xe, Li, Sn 증기 또는 임의의 다른 적합한 가스 또는 증기의(10) Pa의 분압이 방사선을 효율적으로 생성하기 위하여 필요할 수 있다. 일 실시예에서, 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 EUV 방사선을 생성하기 위하여 제공된다.
고온 플라즈마(HP)에 의하여 방출되는 방사선은 소스 챔버(SC)에 있는 개구 내에 또는 그 뒤에 위치하는 선택적인 가스 베리어 또는 오염물 트랩(CT)(몇 가지 경우에 오염물 베리어 또는 호일 트랩이라고도 불림)을 통해 소스 챔버(SC)로부터 콜렉터 챔버(CC) 내로 전달된다. 오염물 트랩(CT)은 채널 구조를 포함할 수 있다. 오염물 트랩(CT)은 가스 베리어 또는 가스 베리어와 채널 구조의 조합을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에 표시되는 오염물 트랩 또는 오염물 베리어(CT)는 당업계에서 알려진 바와 같은 채널 구조를 적어도 포함한다.
콜렉터 챔버(CC)는 소위 그레이징 입사 콜렉터일 수 있는 방사선 콜렉터(CO)를 포함할 수 있다. 방사선 콜렉터(CO)는 업스트림 방사선 콜렉터측(US)과 다운스트림 방사선 콜렉터측(DS)을 가진다. 방사선 콜렉터(CO)를 횡단하는 방사선은 그리드 스펙트럼 필터(SF)에 의하여 반사되어 일점 쇄선 'O'로 표시되는 광축을 따라 가상 소스 포인트(IF)에 집광될 수 있다. 가상 소스 포인트(IF)는 일반적으로 중간 초점이라고 지칭될 수 있고, 소스 콜렉터 모듈은, 중간 초점(IF)이 밀폐 구조(ES) 내의 개구(OP)에 또는 이에 인접하게 위치되도록 정렬될 수 있다. 가상 소스 포인트(IF)는 방사선 방출 플라즈마(HP)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르는데, 이것은 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(B)의 원하는 각도 분포와 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 진폭의 원하는 균일성을 제공하도록 정렬되는 다면 필드 미러 디바이스(facetted field mirror device; FM) 및 다면 퓨필 미러 디바이스(pm)를 포함할 수도 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 홀딩되는 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선의 빔(B)이 반사되면, 패터닝된 빔(PB)이 형성되고, 패터닝된 빔(PB)은 반사 요소(RE)에 의하여 기판 테이블(WT)에 의하여 홀딩되는 기판(W) 상에 투영 시스템(PS)에 의하여 이미징된다.
일반적으로, 도시된 것보다 더 많은 요소들이 조명 광학기(IL) 및 투영 시스템(PS) 내에 존재할 수도 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라서, 격자 스펙트럼 필터(SF)가 선택적으로 존재할 수 있다. 더욱이, 도면에 도시된 것보다 더 많은 미러가 존재할 수도 있고, 예를 들어 투영 시스템(PS) 내에 존재하는 것보다 1 개 내지 6 개의 추가적 반사 요소가 존재할 수도 있다.
콜렉터 광학기(CO)는, 콜렉터(또는 콜렉터 미러)의 일 예로서, 그레이징 입사 반사기(GR)가 있는 네스팅된 콜렉터일 수 있다. 그레이징 입사 반사기(GR)는 광축(O)에 축대칭으로 배치되고, 이러한 타입의 콜렉터 광학기(CO)는 흔히 DPP(discharge produced plasma) 소스라고 불리는 방전 생성 플라즈마 소스와 함께 사용될 수 있다.
도 11은 일 실시형태에 따른 리소그래피 투영 장치(LPA)의 소스 콜렉터 모듈(SO)의 상세도이다.
소스 콜렉터 모듈(SO)은 LPA 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 레이저(LA)는 제논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료로 레이저 에너지를 적립하여, 수 십 eV의 전자 온도를 가지는 고도로 이온화된 플라즈마(HP)를 생성하도록 구현될 수 있다. 역-여기(de-excitation)와 이러한 이온들의 재조합 도중에 발생되는 에너지 방사선(에너지 방사선)은 플라즈마로부터 방출되고, 준수직 입사 콜렉터 광학기(CO)에 의하여 수집되며, 밀폐 구조(ES) 내의 개구(OP) 상에 집속된다.
이러한 실시예들은 다음 절들을 사용하여 더 기술될 수 있다.
1. 마스크리스 리소그래피를 수행하는 방법으로서,
미러 어레이를, 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하는 복수 개의 광 진폭을 가지는 광으로 조명하는 단계 - 상기 미러 어레이는 복수 개의 미러를 포함하고, 복수 개의 미러 중 적어도 두 개의 미러는 동일한 진폭의 광으로 조명됨 -; 및
상기 제 1 그레이스케일 패턴과 다른 제 2 그레이스케일 패턴을 기판에 생성하기 위해, 복수 개의 광 진폭이 있는 광을 상기 기판 상에 이미징하는 단계를 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
2. 제 1 절에 있어서,
상기 방법은,
투과된 광이 복수 개의 광 진폭을 포함하게 하는 복수 개의 부분을 포함하는 진폭 플레이트를 통해 광을 투과시키는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
3. 제 2 절에 있어서,
동일한 진폭의 광이 상기 진폭 플레이트의 단일 부분으로부터 미러 어레이 상으로 이미징되는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
4. 제 2 절에 있어서,
제 1 그레이스케일 패턴은 제 1 분해능을 가지고,
상기 진폭 플레이트는, 복수 개의 광 진폭을 투과시켜서 기판에서의 조합된 노광이 제 1 분해능보다 높은 제 2 분해능을 가지게 하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
5. 제 4 절에 있어서,
상기 제 2 분해능은 256 개의 그레이스케일 값이고,
상기 진폭 플레이트는 여덟 개의 광 진폭을 투과시켜서 제 1 분해능에 여덟 개의 그레이스케일 값을 제공하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
6. 제 1 절에 있어서,
상기 조명하는 단계는,
복수 개의 광원으로 상기 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하는 것을 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
7. 제 6 절에 있어서,
상기 조명하는 단계는,
상기 제 1 그레이스케일 패턴의 하나의 비트를 복수 개의 광원 중 하나의 광원으로 생성하는 것을 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
8. 제 7 절에 있어서,
상기 조명하는 단계는,
상기 제 1 그레이스케일 패턴 내의 각각의 비트를 복수 개의 광원 중 하나의 대응하는 광원으로 생성하는 것을 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
9. 제 1 절 내지 제 8 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 복수 개의 광 진폭은 상기 제 1 그레이스케일 패턴 내의 비트들에 대응하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
10. 제 1 절 내지 제 9 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
여덟 개의 광 진폭을 가지는 제 1 그레이스케일 패턴을 생성하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
11. 제 1 절 내지 제 10 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
일곱 개의 광 진폭을 가지는 제 1 그레이스케일 패턴을 생성하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
12. 제 11 절에 있어서,
상기 방법은,
일곱 개의 광 진폭을 가지는 제 1 그레이스케일 패턴을, 상기 진폭 플레이트의 여덟 개의 부분을 조명함으로써 생성하는 단계를 더 포함하고,
여덟 개의 부분 중 세 개는 동일한 광 진폭을 투과시키는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
13. 제 1 절에 있어서,
상기 광원은 상기 미러 어레이를 균일하게 조명하도록 구성되고,
상기 제 1 그레이스케일 패턴은 시변 그레이스케일 패턴으로서 생성되는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
14. 제 13 절에 있어서,
상기 시변 그레이스케일 패턴 내의 제 1 펄스는 최상위비트의 진폭을 나타내고,
상기 시변 그레이스케일 패턴 내의 제 2 펄스는 차상위비트의 진폭을 나타내는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
15. 제 1 절 내지 제 14 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은 미러 어레이의 조절 빈도에 대응하는 토글 빈도로 광원을 온오프로 토글링하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
16. 제 1 절 내지 제 15 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은, 광을 방출하도록 하나 이상의 레이저 다이오드를 제어하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
17. 제 1 절 내지 제 16 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 광원은 교번하는 광원 및 미러 어레이의 엇갈린 패턴의 일부를 형성하도록, 상기 미러 어레이에 가깝게 위치되는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
18. 제 1 절 내지 제 17 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 광원은 교번하는 광원 및 미러 어레이의 엇갈린 패턴의 일부를 형성하도록, 상기 미러 어레이에 가깝게 위치되는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
19. 제 1 절 내지 제 18 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 미러 어레이 상의 복수 개의 영역을 복수 개의 광 진폭으로 조명하는 단계를 포함하고,
상기 복수 개의 영역은 제 1 그레이스케일 패턴의 비트들에 대응하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
20. 제 1 절 내지 제 19 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
광을 기판 상에 포커싱하는 복수 개의 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이 상에 광을 이미징하는 단계를 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
21. 제 1 절 내지 제 20 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
기판을 한 위치에서 여러 번 조명함으로써, 전달된 총 광 진폭이 제 2 그레이스케일 패턴에 대응하게 하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
22. 제 1 절 내지 제 21 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
렌즈 어레이를 기판의 스캐닝 방향에 대해 비스듬하게 위치설정함으로써, 상기 렌즈 어레이로부터의 스폿들이 실질적으로 이웃하여 스폿들의 실질적으로 연속적인 행을 상기 기판에 생성하게 하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
23. 제 1 절 내지 제 22 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 광으로부터, 가우시안 광 빔을 기판에 있는 스폿 상에 이미징하는 단계를 더 하고,
상기 스폿은 가우시안 광 빔의 프로파일의 폭에 대응하는 스폿 직경을 가지는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
24. 제 23 절에 있어서,
상기 이러한 방법은,
리소그래피 시스템에 의한 기판의 스캐닝 도중에, 광의 복수 개의 노광(exposure)을 전달하여 기판에서의 광 피쳐 크기 및 광 피쳐 배치를 가지는 광 피쳐를 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 광 피쳐 크기는 이러한 노광 중에 전달된 진폭 프로파일들의 합산에 기반하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
25. 제 24 절에 있어서,
상기 방법은,
상기 광 피쳐 크기를 유지하면서 상기 복수 개의 노광에서의 광 진폭 중 하나 이상을 변경함으로써, 상기 광 피쳐를 천이하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
26. 제 25 절에 있어서,
상기 광 피쳐는 제 2 그레이스케일 패턴의 비트에 대응하는 광 진폭들의 합산에 의해 형성되고,
상기 천이하는 단계는, 상기 광 진폭 중 하나 이상을 상기 제 2 그레이스케일 패턴 내의 상이한 비트로 변경함으로써 수행되는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
27. 컴퓨터에 의하여 실행될 때 위의 절들 중 임의의 하나의 방법을 구현하는 명령이 기록된 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
28. 마스크리스 리소그래피 시스템으로서,
광원으로부터 수광된 광을 투과시키는 진폭 플레이트 - 상기 진폭 플레이트는 투과된 광이 복수 개의 광 진폭을 포함하게 하는 복수 개의 부분을 포함함 -; 및
투과된 광을 기판으로 지향시키도록 구성되는 미러 어레이를 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
29. 제 28 절에 있어서,
상기 시스템은,
광을 상기 기판 상의 복수 개의 스폿에 포커싱하는 렌즈 어레이를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
30. 제 29 절에 있어서,
상기 렌즈 어레이는 마이크로-렌즈 어레이인, 마스크리스 리소그래피 시스템.
31. 제 28 절 내지 제 30 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 시스템은,
상기 진폭 플레이트를 조명하는 광원을 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
32. 제 31 절에 있어서,
상기 광원은 상기 진폭 플레이트를 균일하게 조명하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
33. 제 28 절 내지 제 32 절 중 어느 한 절에 있어서,
상기 미러 어레이는 디지털 미러 디바이스인, 마스크리스 리소그래피 시스템.
34. 마스크리스 리소그래피 시스템으로서,
제 1 그레이스케일 패턴을 형성하는 복수 개의 광 진폭을 가지는 광을 생성하도록 구성되는 복수 개의 광원; 및
상기 제 1 그레이스케일 패턴을 가지는 광을 기판으로 지향시키도록 구성되는 미러 어레이를 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
35. 제 34 절에 있어서,
상기 미러 어레이는 디지털 미러 디바이스인, 마스크리스 리소그래피 시스템.
36. 제 34 절 또는 제 35 절에 있어서,
상기 복수 개의 광원 각각은 상기 제 1 그레이스케일 패턴 내의 하나의 비트에 대응하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
37. 마스크리스 리소그래피 시스템으로서,
미러 어레이 상에 제 1 그레이스케일 패턴을 조명하도록 구축되고 구성되는 광원 - 상기 제 1 그레이스케일 패턴은 시변 그레이스케일 패턴으로 구성되고, 상기 시변 그레이스케일 패턴에서 각각의 광 펄스는 상기 미러 어레이를 실질적으로 균일하게 조명함 -; 및
투과된 광을 기판에 지향시키도록 구성되는 미러 어레이를 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
38. 제 37 절에 있어서,
상기 시변 그레이스케일 패턴 내의 제 1 펄스는 최상위비트의 진폭을 나타내고,
상기 시변 그레이스케일 패턴 내의 제 2 펄스는 차상위비트의 진폭을 나타내는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
본 명세서에서 개시된 개념들은 서브 파장 피쳐를 이미징하기 위한 임의의 일반적인 이미징 시스템을 시뮬레이션하거나 수학적으로 모델링할 수 있고, 점점 더 작은 크기의 파장을 생성할 수 있는 대두되는 이미징 기술과 함께 사용될 때 특히 유용할 수 있다. 이미 사용 중인 대두되는 기술에는 ArF 레이저를 사용하여(193nm) 파장을, 그리고 불소 레이저를 사용하여 심지어(157nm) 파장을 생성할 수 있는 EUV(극자외선), DUV 리소그래피가 포함된다. 더욱이, EUV 리소그래피는 싱크로트론을 사용하거나 이러한 범위 내에서 광자를 생성하기 위하여 재료(고체 또는 플라즈마)를 고 에너지 전자로 타격함으로써 20-50nm의 범위 내에서 파장을 생성할 수 있다.
본 명세서에 개시된 개념들이 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상의 이미징을 위하여 사용될 수 있지만, 개시된 개념은 임의의 타입의 리소그래피 이미징 시스템, 예를 들어 실리콘 웨이퍼가 아닌 기판 상의 이미징을 위해서 사용되는 것들과 함께 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
위의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 의도로 제공된다. 따라서, 다음 진술되는 청구항의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 바와 같은 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 마스크리스 리소그래피 시스템으로서,
    미러 어레이 상에 복수 개의 광 진폭을 생성하도록 구축되고 구성되는 광원 - 상기 광 진폭은 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하도록 구성됨 - 을 포함하고,
    상기 미러 어레이는, 상기 제 1 그레이스케일 패턴과 다른 제 2 그레이스케일 패턴을 생성하기 위해, 상기 제 1 그레이스케일 패턴을 가지는 광을 기판에 지향시키도록 구성되는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하기 위한 진폭 플레이트를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 진폭 플레이트를 균일하게 조명하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은, 상기 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하기 위하여, 복수 개의 광 진폭을 가지는 광을 생성하도록 구성되는 복수 개의 광원을 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수 개의 광원 각각은 상기 제 1 그레이스케일 패턴 내의 하나의 비트에 대응하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 미러 어레이를 균일하게 조명하도록 구성되고,
    상기 제 1 그레이스케일 패턴은 시변 그레이스케일 패턴인, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 복수 개의 미러 중 적어도 두 개의 미러를 동일한 진폭의 광으로 조명하도록 구성되는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은,
    광을 상기 기판 상의 복수 개의 스폿에 포커싱하기 위한 렌즈 어레이를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 미러 어레이는 디지털 미러 디바이스인, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 제 1 그레이스케일 패턴을 제 1 분해능으로 생성하도록 구성되고,
    상기 미러 어레이는 복수 개의 광 진폭을 반사하여, 상기 기판에서의 조합된 노광(exposure)이 상기 제 1 분해능보다 높은 제 2 분해능을 가지게 하도록 구성되는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 분해능은 256 개의 그레이스케일 값이고,
    상기 광원은, 여덟 개의 그레이스케일 값을 가지는 제 1 분해능을 생성하기 위해, 여덟 개의 상이한 광 진폭을 생성하도록 구성되는, 마스크리스 리소그래피 시스템.
  12. 마스크리스 리소그래피를 수행하는 방법으로서,
    미러 어레이를, 제 1 그레이스케일 패턴을 형성하는 복수 개의 광 진폭을 가지는 광으로 조명하는 단계 - 상기 미러 어레이는 복수 개의 미러를 포함하고, 복수 개의 미러 중 적어도 두 개의 미러는 동일한 진폭의 광으로 조명됨 -; 및
    상기 제 1 그레이스케일 패턴과 다른 제 2 그레이스케일 패턴을 기판에 생성하기 위해, 복수 개의 광 진폭이 있는 광을 상기 기판 상에 이미징하는 단계를 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 미러 어레이를 조명하는 단계는, 상기 미러 어레이 상의 복수 개의 영역을 복수 개의 광 진폭으로 조명하는 것을 포함하고,
    상기 복수 개의 영역은 상기 제 1 그레이스케일 패턴의 비트들에 대응하며,
    상기 방법은,
    전달된 총 광 진폭이 상기 제 2 그레이스케일 패턴에 대응하게 되도록, 상기 기판을 한 위치에서 여러 번 조명하는 단계를 더 포함하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 그레이스케일 패턴은 시변 그레이스케일 패턴이고,
    시변 그레이스케일 패턴 내의 각각의 광 펄스는 상기 미러 어레이를 실질적으로 균일하게 조명하는, 마스크리스 리소그래피 수행 방법.
  15. 컴퓨터에 의하여 실행될 때 제 12 항의 방법을 구현하는 명령이 기록된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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