KR20210074415A - 리소그래피 시스템들을 위한 자기 정렬 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

기판을 포함하는 플레이트를 정렬하는 방법이 개시되며, 별개의 시야들을 갖는 다수의 카메라들이, 다수의 카메라들 각각의 시야 내에 있는 마크 셀들과 정렬된다. 일 예시적 실시예에서, 리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법이 개시되며, 정렬 방법은, 기판을 배치하는 단계, 및 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 마크 셀들 각각이 2개의 카메라들 각각의 시야의 일부와 정렬되도록, 2개의 카메라들 각각에 대한 시야로 로케이팅된 마크 셀을 조준하는 단계를 포함한다.

Description

리소그래피 시스템들을 위한 자기 정렬 시스템들 및 방법들
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 하나 이상의 기판들을 프로세싱하기 위한 장치들, 시스템들 및 방법들에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 포토리소그래피(photolithography) 프로세스들을 수행하기 위한 장치들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용의 양상들은 자기-정렬(self-aligning) 디지털 리소그래피 툴들 및 방법들에 관한 것이다.
[0002] 포토리소그래피는 반도체 디바이스들 및 디스플레이 디바이스들, 이를테면, LCD(liquid crystal display)들의 제조에서 널리 사용된다. LCD들의 제조에서 대면적 기판들이 대개 활용된다. LCD들 또는 플랫 패널(flat panel)들은 보통, 액티브 매트릭스(active matrix) 디스플레이들, 이를테면, 컴퓨터들, 터치 패널 디바이스들, PDA(personal digital assistant)들, 셀 폰(cell phone)들, 텔레비전 모니터들 등을 위해 사용된다. 다른 구성들에서, 조건들이 허용하는 경우, OLED(organic light emitting diode)들이 사용된다. 일반적으로, 플랫 패널들은, 2개의 플레이트들 사이에 샌드위칭(sandwich)되는 픽셀들을 형성하는 액정 재료의 층을 포함한다. 전력 공급부로부터의 전력이 액정 재료에 걸쳐 인가될 때, 액정 재료를 통과하는 광의 양이 픽셀 위치들에서 제어되어, 이미지들이 생성되는 것을 가능하게 한다.
[0003] 마이크로리소그래피(microlithography) 기법들은, 픽셀들을 형성하는 액정 재료 층의 일부로서 포함되는 전기 피처(feature)들을 생성하기 위해 이용되었다. 이러한 기법들에 따르면, 기판의 적어도 하나의 표면에 감광성 포토레지스트(light-sensitive photoresist)가 적용된다. 그런 다음, 패턴 생성기는, 패턴의 일부로서의 감광성 포토레지스트의 선택된 영역들을 광에 노출시켜, 선택적인 영역들에서의 포토레지스트에 화학적인 변화들을 야기함으로써, 이러한 선택적인 영역들을, 전기 피처들을 생성하기 위한 후속적인 재료 제거 및/또는 재료 추가 프로세스들을 위해 준비시킨다.
[0004] 소비자들이 요구하는 가격들로 디스플레이 디바이스들 및 다른 디바이스들을 계속 제공하기 위해, 기판들, 이를테면, 대면적 기판들 상에 패턴들을 정밀하게 그리고 비용-효율적으로 생성하기 위한 새로운 장치들 및 접근법들이 필요하다.
[0005] 디지털 리소그래피 툴들에서, 카메라로부터의 이미지들은, 알려진 위치에 걸쳐 프로세싱이 발생할 수 있도록 정렬 마크들의 포지션을 찾는 데 사용된다. 이미지들을 획득하기 위해, 카메라들은 교정되고, 픽셀 크기, 배향(회전) 및 균일성에 맞게 특별히 선택된다.
[0006] 예컨대, 카메라 픽셀 크기에서의 에러들은 마크 포지션 에러들로 변환된다. 그러한 상황들에서, 누적된 에러는 카메라의 시야(FOV; field of view)의 중심에 대한 정렬 마크들의 거리에 비례한다.
[0007] 누적될 수 있는 에러를 최소화하기 위해, 운영자들 및 시스템 설계자들에 의해 사용되는 하나의 방법은, 반복적인 방식으로, 기판을 운반하는 스테이지를 이동시켜서, 정렬 마크가 카메라 FOV의 중심에 있게 하는 것이다. 그러한 이동들은 수동으로 또는 컴퓨터에 의해 이루어질 수 있다.
[0008] 그러나, 그러한 보상 방법들은, 각각의 눈이 각각의 개개의 눈 아래의 정렬 마크의 픽처를 병렬로 촬영하는 병렬 정렬을 수행하는 것을 허용하지 않으며, 이는 더 긴 총 정렬 시간들을 초래한다.
[0009] 그러한 방법들 하에서, 카메라 FOV의 에지들을 향한 FOV의 균일성은 FOV의 중심만큼 양호하지 않다는 것이 밝혀졌다. 이는 광학 기하학적 왜곡, 조명 및/또는 초점 균일성 부족과 관련될 수 있다. 이미지 균일성과의 불일치는 또한, 정렬 반복성뿐만 아니라 마크 포지션 에러로 변환될 수 있다.
[0010] 병렬 정렬을 달성하기 위해, 정렬 마크 위치의 피치가 눈 배치의 피치와 동일하다는 것이 또한 가정되어야 한다. 공칭 눈 위치로부터의 임의의 편차는 모든 시스템 눈들에 의해 정렬 마크들을 동시에 캡처하지 못하게 할 수 있다.
[0011] 그러한 종래의 시스템들 및 방법들은 또한, 이러한 방법들을 달성하기 위한 시간이 시간 소모적이기 때문에, 병렬 정렬을 비실용적으로 만든다.
[0012] 따라서, 시간 소모적이지 않지만 의도된 정렬 목적들에 대해 정확한 디지털 리소그래피에서의 정렬 방법들 및 시스템들을 제공할 필요가 있다.
[0013] 기판을 포함하는 플레이트를 정렬하는 방법이 개시되며, 별개의 시야들을 갖는 다수의 카메라들이, 다수의 카메라들 각각의 시야 내에 있는 마크 셀들과 정렬된다.
[0014] 일 예시적 실시예에서, 리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법이 개시되며, 정렬 방법은: 기판을 배치하는 단계, 및 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 마크 셀들 각각이 2개의 카메라들 각각의 시야의 일부와 정렬되도록, 2개의 카메라들 각각에 대한 시야로 로케이팅된 마크 셀을 조준(sighting)하는 단계를 포함한다.
[0015] 제2 예시적 실시예에서, 리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법이 개시되며, 정렬 방법은, 기판을 배치하는 단계 ― 기판은 적어도 2개의 마크 셀들을 가짐 ―, 및 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 적어도 2개의 카메라들 중 제1 카메라의 제1 시야로 로케이팅된 제1 마크 셀을 조준하고 그리고 적어도 2개의 카메라들 중 제2 카메라에 대한 제2 시야로 로케이팅된 제2 마크 셀을 조준하는 단계, 제1 시야의 중심을 제1 마크 셀과 정렬하는 단계, 및 제2 시야의 중심을 제2 마크 셀과 정렬하는 단계를 포함한다.
[0016] 다른 예시적 실시예에서, 리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법이 개시되며, 정렬 방법은: 리소그래피 시스템에 기판을 배치하는 단계 ― 기판은 적어도 2개의 마크 셀들을 가짐 ―, 및 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 적어도 2개의 카메라들 중 제1 카메라의 제1 시야로 로케이팅된 제1 마크 셀을 조준하고 그리고 적어도 2개의 카메라들 중 제2 카메라에 대한 제2 시야로 로케이팅된 제2 마크 셀을 조준하는 단계, 제1 시야의 중심을 제1 마크 셀과 정렬하는 단계, 및 제2 시야의 중심을 제2 마크 셀과 정렬하는 단계를 포함하며, 제1 마크 셀 및 제2 마크 셀 각각은 코딩된 정렬 마크를 갖는다.
[0017] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0018] 도 1a는 본원에 개시된 실시예들에 따른 포토리소그래피 시스템의 사시도이다.
[0019] 도 1b는 본원에 개시된 실시예들에 따른 포토리소그래피 시스템의 사시도이다.
[0020] 도 2a는 본원에 개시된 실시예들에 따른 이미지 투영 장치의 개략적인 사시도이다.
[0021] 도 2b - 도 2c는 본원에 개시된 실시예들에 따른 이미지 투영 장치의 개략적인 사시도들이다.
[0022] 도 3은 스테이지 상에 포지셔닝된 마크 셀들을 갖는 스테이지의 개략도이다.
[0023] 도 4a 및 도 4b는 눈 카메라 FOV를 갖는 스테이지의 개략도들이다.
[0024] 도 5는 병렬 정렬 목적들을 위해 사용되는 스테이지의 개략도이다.
[0025] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 피처들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
[0026] 아래에서 설명되는 양상들에서, 눈(eye) 구성들, 정렬 마크 형상들, 및 셀 코드들은, 예를 제공하기 위한 대표적인 것들이다. 정렬 마크 이미지들을 캡처하기 위한 임의의 수의 눈들 및 임의의 수의 스텝들이 있을 수 있다. 정렬 마크의 형상은 십자 형상으로 제한되지 않는다. 정렬 마크는 임의의 형상일 수 있다. 마크 셀 코드는, OCR, 형상 변화들 또는 크기 변화들 중 어느 하나에 의해 구현될 수 있다. 마크 셀 코드는 또한, 라인들의 두께를 변경하거나 라인들에 추가적인 피처들을 추가함으로써, 마크 자체에 임베딩될 수 있다. 따라서, 예시된 실시예들은 본질적으로 단지 설명적이며 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다.
[0027] 도 1a는 본원에 개시된 실시예들에 따른 포토리소그래피 시스템(100A)의 사시도이다. 시스템(100A)은, 베이스 프레임(110), 슬래브(slab)(120), 스테이지(130), 및 프로세싱 장치(160)를 포함한다. 베이스 프레임(110)은 제작 설비의 바닥(floor)에 놓이고 슬래브(120)를 지지한다. 베이스 프레임(110)과 슬래브(120) 사이에 패시브 에어 아이솔레이터(passive air isolator)들(112)이 포지셔닝된다. 일 실시예에서, 슬래브(120)는 화강암(granite)의 모놀리식 피스(monolithic piece)이고, 스테이지(130)는 슬래브(120) 상에 배치된다. 기판(140)은 스테이지(130)에 의해 지지된다. 복수의 홀(hole)들(도시되지 않음)이 스테이지(130)에 형성되며, 그 복수의 홀들은 복수의 리프트 핀(lift pin)들(도시되지 않음)이 그 복수의 홀들을 통해 연장되는 것을 가능하게 하기 위한 것이다. 일부 실시예들에서, 리프트 핀들은, 이를테면, 하나 이상의 전달 로봇들(도시되지 않음)로부터 기판(140)을 수용하기 위해 연장된 포지션으로 상승한다. 하나 이상의 전달 로봇들은 스테이지(130)로부터 기판(140)을 로딩 및 언로딩하는 데 사용된다.
[0028] 기판(140)은 임의의 적절한 재료, 예컨대 플랫 패널 디스플레이의 일부로서 사용되는 석영을 포함한다. 다른 실시예들에서, 기판(140)은 다른 재료들로 제조된다. 일부 실시예들에서, 기판(140)은 그 기판(140) 상에 형성된 포토레지스트 층을 갖는다. 포토레지스트는 방사(radiation)에 민감하다. 포지티브 포토레지스트는, 방사에 노출될 때, 포토레지스트 내에 패턴이 기록된 후에 포토레지스트에 도포된 포토레지스트 현상제(photoresist developer)에 대해 각각 가용성(soluble)이 될 포토레지스트의 부분들을 포함한다. 네거티브 포토레지스트는, 방사에 노출될 때, 포토레지스트 내에 패턴이 기록된 후에 포토레지스트에 도포된 포토레지스트 현상제에 대해 각각 불용성(insoluble)이 될 포토레지스트의 부분들을 포함한다. 포토레지스트의 화학적 조성은, 포토레지스트가 포지티브 포토레지스트일지 또는 네거티브 포토레지스트일지를 결정한다. 포토레지스트들의 예들은, 디아조나프토퀴논, 페놀 포름알데히드 수지, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(메틸 글루타르이미드), 및 SU-8 중 적어도 하나를 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 이러한 방식으로, 전자 회로를 형성하기 위해, 기판(140)의 표면 상에 패턴이 생성된다.
[0029] 시스템(100A)은 한 쌍의 지지부들(122) 및 한 쌍의 트랙들(124)을 포함한다. 한 쌍의 지지부들(122)은 슬래브(120) 상에 배치되고, 슬래브(120) 및 한 쌍의 지지부들(122)은 재료의 단일 피스이다. 한 쌍의 트랙들(124)은 한 쌍의 지지부들(122)에 의해 지지되고, 스테이지(130)는 X-방향으로 트랙들(124)을 따라 이동한다. 일 실시예에서, 한 쌍의 트랙들(124)은 한 쌍의 평행한 자기 채널들이다. 도시된 바와 같이, 한 쌍의 트랙들(124)의 각각의 트랙(124)은 선형이다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 트랙(124)은 비-선형이다. 위치 정보를 제어기(도시되지 않음)에 제공하기 위해, 인코더(encoder)(126)가 스테이지(130)에 커플링된다.
[0030] 프로세싱 장치(160)는, 지지부(162) 및 프로세싱 유닛(164)을 포함한다. 지지부(162)는 슬래브(120) 상에 배치되고, 스테이지(130)가 프로세싱 유닛(164) 아래로 통과하기 위한 개구(166)를 포함한다. 프로세싱 유닛(164)은 지지부(162)에 의해 지지된다. 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(164)은, 포토리소그래피 프로세스에서 포토레지스트를 노출시키도록 구성된 패턴 생성기이다. 일부 실시예들에서, 패턴 생성기는 마스크리스 리소그래피 프로세스를 수행하도록 구성된다. 프로세싱 유닛(164)은 복수의 이미지 투영 장치(도 2a 및 도 2b에 도시됨)를 포함한다. 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(164)은 84개만큼 많은 이미지 투영 장치를 포함한다. 각각의 이미지 투영 장치는 케이스(case)(165) 내에 배치된다. 프로세싱 장치(160)는 마스크리스 다이렉트 패터닝을 수행하는 데 유용하다.
[0031] 동작 동안, 스테이지(130)는 도 1a에 도시된 바와 같은 로딩 포지션으로부터 프로세싱 포지션으로 X-방향으로 이동한다. 프로세싱 포지션은, 스테이지(130)가 프로세싱 유닛(164) 아래로 통과함에 따른 스테이지(130)의 하나 이상의 포지션들이다. 동작 동안, 스테이지(130)는 복수의 에어 베어링들(도시되지 않음)에 의해 리프팅되고, 한 쌍의 트랙들(124)을 따라 로딩 포지션으로부터 프로세싱 포지션으로 이동한다. 스테이지(130)의 이동을 안정화시키기 위해, 복수의 수직 가이드 에어 베어링들(도시되지 않음)이 스테이지(130)에 커플링되고 그리고 각각의 지지부(122)의 내측 벽(128) 근처에 포지셔닝된다. 스테이지(130)는 또한, 기판(140)을 프로세싱 및/또는 인덱싱하기 위해 트랙(150)을 따라 이동함으로써 Y-방향으로 이동한다. 스테이지(130)는 독립적으로 동작할 수 있고, 하나의 방향으로는 기판(140)을 스캐닝하고 다른 방향으로는 스텝핑(step)할 수 있다.
[0032] 계측 시스템(metrology system)은, 복수의 이미지 투영 장치 각각이 포토레지스트로 덮인 기판(photoresist covered substrate)에 기록되는 패턴들을 정확하게 로케이팅할 수 있도록, 스테이지(130) 각각의 X 및 Y 측방향 포지션 좌표들을 실시간으로 측정한다. 계측 시스템은 또한, 수직 축 또는 Z-축을 중심으로 하는, 스테이지(130) 각각의 각도 포지션의 실시간 측정을 제공한다. 각도 포지션 측정은 서보 메커니즘에 의해, 스캐닝 동안 각도 포지션을 일정하게 유지하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 각도 포지션 측정은, 도 2a - 도 2b에 도시된 이미지 투영 장치(270)에 의해 기판(140) 상에 기록되는 패턴들의 포지션들에 보정들을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 기법들은 조합되어 사용될 수 있다.
[0033] 도 1b는 본원에 개시된 실시예들에 따른 포토리소그래피 시스템(200)의 사시도이다. 시스템(200)은 시스템(100)과 유사하지만, 시스템(200)은 2개의 스테이지들(130)을 포함한다. 2개의 스테이지들(130) 각각은 독립적으로 동작할 수 있고, 하나의 방향으로는 기판(140)을 스캐닝하고, 다른 방향으로는 스텝핑할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 스테이지들(130) 중 하나가 기판(140)을 스캐닝하고 있을 때, 2개의 스테이지들(130) 중 다른 하나는 노출된 기판을 언로딩하고, 노출될 다음 기판을 로딩한다.
[0034] 도 1a - 도 1b가 포토리소그래피 시스템의 2개의 실시예들을 도시하지만, 다른 시스템들 및 구성들이 또한 본원에서 고려된다. 예컨대, 임의의 적절한 수의 스테이지들을 포함하는 포토리소그래피 시스템들이 또한 고려된다.
[0035] 도 2a는 시스템(100A) 또는 시스템(200)과 같은 포토리소그래피 시스템에 유용한, 일 실시예에 따른 이미지 투영 장치(270)의 개략적인 사시도이다. 이미지 투영 장치(270)는, 하나 이상의 공간 광 변조기들(280), 초점 센서(283) 및 카메라(285)를 포함하는 정렬 및 검사 시스템(284), 및 투영 옵틱(projection optic)들(286)을 포함한다. 이미지 투영 장치의 컴포넌트들은 사용되는 공간 광 변조기에 따라 변한다. 공간 광 변조기들은, 마이크로 LED들, DMD(digital micromirror device)들 및 LCD(liquid crystal display)들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
[0036] 동작 시, 공간 광 변조기(280)는, 이미지 투영 장치(270)를 통해 그리고 기판, 이를테면 기판(140)으로 투영되는 광의 하나 이상의 특성들, 이를테면, 진폭, 위상, 또는 편광을 변조하는 데 사용된다. 정렬 및 검사 시스템(284)은 이미지 투영 장치(270)의 컴포넌트들의 정렬 및 검사를 위해 사용된다. 일 실시예에서, 초점 센서(283)는 복수의 레이저들을 포함하며, 그 복수의 레이저들은 카메라(285)의 렌즈를 통해 지향되고 다시(back) 카메라(285)의 렌즈를 통해 센서들 상으로 이미징되어 이미지 투영 장치(270)가 초점이 맞는지 여부를 검출한다. 카메라(285)는, 이미지 투영 장치(270)와 포토리소그래피 시스템(100 또는 200)의 정렬이 정확하거나 미리 결정된 허용오차 내에 있음을 보장하기 위해, 기판(140)과 같은 기판을 이미징하는 데 사용된다. 투영 옵틱들(286), 이를테면, 하나 이상의 렌즈들은 기판(140)과 같은 기판 상에 광을 투영하는 데 사용된다.
[0037] 도 2b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 이미지 투영 장치(271)이다. 도 2b에 도시된 실시예에서, 이미지 투영 장치(271)는, 공간 광 변조기(들)로서 하나 이상의 마이크로 LED들(287), 초점 센서(283), 카메라 시스템(284), 및 투영 옵틱들(286)을 포함한다. 일 실시예에서, 이미지 투영 장치(271)는 빔스플리터(beamsplitter)(도시되지 않음)를 더 포함한다. 마이크로 LED들은 미세(예컨대, 약 100 ㎛ 미만) 발광 다이오드들이며, 이들은 어레이로 배열될 수 있고, 디스플레이 디바이스와 같은 기판의 개별 픽셀들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 마이크로 LED들은 무기 재료들, 이를테면, 무기 갈륨 질화물(GaN) 재료를 포함한다. 마이크로 LED들이 자발광(self-emitting)하기 때문에, 이미지 투영 장치(271)에 외부 광원은 필요하지 않다.
[0038] 마이크로 LED들을 사용하는 실시예들에서, 카메라(285)는 또한, 마이크로 LED 디바이스에서 발생하는 임의의 열 팽창에 대해 교정하기 위해 하나 이상의 마이크로 LED들의 이미지 픽셀 피치를 측정하는 데 유용하다.
[0039] 도 2c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 이미지 투영 장치(281)이다. 도 2c에 도시된 실시예에서, 이미지 투영 장치(281)는 하나 이상의 DMD들(289)을 공간 광 변조기(들)로서 사용한다. 이미지 투영 장치(281)는 이미지 투영 시스템(290)의 일부이며, 이미지 투영 시스템(290)은, 정렬 및 검사 시스템(284), 초점 센서(283), 및 투영 옵틱들(286)에 추가하여, 광원(272), 애퍼처(aperture)(274), 렌즈(276), 프러스트레이티드 프리즘 조립체(frustrated prism assembly)(288), 하나 이상의 DMD들(289)(하나가 도시됨), 및 광 덤프(light dump)(282)를 포함한다. 광원(272)은 미리 결정된 파장을 갖는 광을 생성할 수 있는 임의의 적절한 광원, 이를테면, LED(light emitting diode) 또는 레이저이다. 일 실시예에서, 미리 결정된 파장은 청색 또는 근 자외선(UV) 범위, 이를테면, 약 450 nm 미만이다. 프러스트레이티드 프리즘 조립체(288)는 복수의 반사성 표면들을 포함한다. 투영 렌즈(286)는, 예로서, 10x 대물 렌즈이다. 도 2c에 도시된 이미지 투영 장치(281)의 동작 동안, 미리 결정된 파장, 이를테면, 청색 범위의 파장을 갖는 광 빔(273)이 광원(272)에 의해 생성된다. 광 빔(273)은 프러스트레이티드 프리즘 조립체(288)에 의해 DMD(289)로 반사된다. DMD는 복수의 미러들을 포함하고, 미러들의 수는 투영될 픽셀들의 수에 대응한다. 복수의 미러들은 개별적으로 제어가능하며, 복수의 미러들의 각각의 미러는 제어기(도시되지 않음)에 의해 DMD(289)에 제공되는 마스크 데이터에 기반하여, "온" 포지션 또는 "오프" 포지션에 있다. 광 빔(273)이 DMD(289)의 미러들에 도달할 때, "온" 포지션에 있는 미러들은 투영 렌즈(286)에 광 빔(273)을 반사시킨다(즉, 복수의 기록 빔들을 형성함). 그런 다음, 투영 렌즈(286)는 기판의 표면에 광 빔들을 투영한다. "오프" 포지션에 있는 미러들은 광 빔(273)을, 기판의 표면 대신, 광 덤프(282)로 반사시킨다.
[0040] 도 3을 참조하면, 본 개시내용의 일 양상이 설명된다. 종래의 장치에서 제공되는 바와 같이, 각각의 카메라 FOV에 대해 스테이지 상에서 단일 정렬 마크를 사용하는 대신에, 플레이트 상의 코딩된 정렬 마크들(마크 셀들로서 정의됨)의 어레이가 다수의 FOV들로 연장된다.
[0041] 탐색 영역은 카메라 FOV의 중심에 정의된다. 일 예시적인 실시예에서, 탐색 영역 크기는, 정렬 마크 셀 높이 및 폭의 2배와 동일하고, 카메라 FOV의 중심에 센터링된다.
[0042] 예시적인 실시예에서, 각각의 마크 셀은 정렬 마크 그리드 내의 열(column) 및 행(row)을 정의하기 위한 코드를 갖는다. 이미지 프로세싱 알고리즘이 사용되어, 탐색 영역 내에서 정렬 마크의 중심을 찾고, 열 및 행을 정의하는 코드를 판독한다.
[0043] 예시적인 실시예에서, 원래의 설계에 대한 마크의 포지션은 다음과 같이 정의된다:
Figure pct00001
Figure pct00002
여기서,
Figure pct00003
는, 카메라 변환이 적용된 후 탐색 영역 내의 FOV 중심에 대한 마크의 포지션이다. 원래의 마크 포지션은 마크 셀 코드를 마크 셀 좌표에 맵핑함으로써 정의된다:
Figure pct00004
Figure pct00005
[0044] 도 3에 제공된 바와 같이, 마크 셀(302)이 기판(304) 상에 제공된다. 306에서의 마크 셀은 마크 셀 그리드의 (0,0)을 나타낸다. 음영이 넣어진 박스(카메라 FOV) 구역(308)은 카메라 FOV를 예시한다. 이해될 바와 같이, 상이한 카메라 FOV들은 플레이트와 관련하여 그들의 개개의 포지션에 따라 기판(304) 주위에 로케이팅될 수 있다. 탐색 영역(310)은 수행될 탐색들을 위해 카메라 FOV 구역(308) 내에 정의된다. 마크 셀 그리드의 (0,0)과 관련된 포지션들로서 c 및 r 값이 획득된다. 예로서, 마크(312)는 (c, r)의 위치에 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 314에서의 마크 셀은 마크 셀 그리드의 (N, -M)에 로케이팅된다.
[0045] 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 마크 셀들의 사용이 예시된다. 단일 스테이지(플레이트)가 예시된다. 단일 스테이지로서 예시되지만, 다수의 스테이지들이 사용될 수 있다. 카메라들은 이동가능한 브리지를 따라 포지셔닝되어, 각각의 카메라에 대해 시야(400)가 생성된다. 예시된 실시예에서, 카메라들은 고정 장착되고, 스테이지는 다른 시야가 생성될 곳으로 이동하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 스테이지가 고정된 상태로 카메라들이 이동하도록 만들어질 수 있다. 정렬이 발생할 수 있도록 카메라들에 대한 시야들 각각에서 탐색이 달성될 수 있다. 6개의 측정 포인트들을 가짐으로써, 정렬은 매우 정확한 방식으로 발생할 수 있다. 도 4b는 시야의 확대도를 예시한다. 마크 셀들(402)은 도면에 예시된 바와 같이 포지셔닝된다. 정확도를 위해, 카메라 시야의 중심 근처에 포지셔닝된 마크 셀(402)이 정렬 목적들을 위해 사용될 수 있다.
[0046] 플레이트의 정렬이 부적절하다면, 기판을 재포지셔닝하고 정렬 검사를 다시 한 번 수행함으로써 적절한 정렬이 달성될 수 있다. 정렬이 임계치 편차 내에 있어야 하는 임계치가 설정될 수 있다. 정렬이 임계치 편차 내에 있다면, 기판의 이동이 요구되지 않는다. 규칙적으로 반복되는 마크 셀들이 신속하게 식별될 수 있기 때문에, 정렬 난이도의 정도가 결정될 수 있다.
[0047] 도 5를 참조하면, 병렬 정렬의 개략도가 예시된다. 방법을 달성하기 위해 사용될 수 있는 어레인지먼트(500)가 예시된다. 3개의 카메라들(502)이 예시되고, 기판(506)을 포함하는 플레이트 또는 스테이지(504) 위에 고정된다. 다른 실시예들에서, 카메라들(502)은 이동가능할 수 있고, 스테이지는 이동가능할 수 있다. 카메라들(502)의 정렬이 달성될 수 있도록, 마크 셀들(508)이 기판(506) 상에 배치된다. 카메라들(502)은 표면의 스캐닝을 가능하게 하기 위해 기판(506)의 표면 위로 이동가능할 수 있다. 다른 실시예들에서, 카메라들 전부의 전체 시야가 전체 기판을 볼 수 있도록 더 많은 수의 카메라들이 사용될 수 있다.
[0048] 또 다른 실시예들에서, 기판 위의 카메라들의 높이가 증가될 수 있고, 그에 따라, 더 큰 스캐닝되는 영역으로 인해 전체 스캐닝되는 영역이 증가될 수 있다. 더 적은 수의 또는 더 많은 수의 카메라들이 사용될 수 있기 때문에, 예시된 바와 같은 3개의 카메라들은 단순한 예로서 간주될 수 있다.
[0049] 병렬 정렬의 프로세스에서, 카메라들(502)에 의한 제1 스캔이 달성될 수 있다. 그러한 스캔은 단계 1로 라벨링된다. 그런 다음, 단계 2로 라벨링된 바와 같이, 카메라들(502)이 기판(506)의 파선-점선 섹션 위에 로케이팅될 때, 제2 스캔이 달성될 수 있다. 모든 6개의 위치들에서 측정들을 획득함으로써, 기판의 정렬이 매우 정확하게 이루어질 수 있다.
[0050] 방법들 및 장치의 양상들은 종래의 장치 및 방법들과 비교하여 상당한 장점들을 제공한다. 제공된 방법들은 디지털 리소그래피를 위한 스테이지의 시기적절하고 정확한 포지셔닝을 가능하게 한다. 카메라 픽셀 크기에서의 에러들 및 카메라 회전 교정 에러가 제거되고, 그에 따라, 그러한 에러들의, 마크 포지션 에러들로의 변환이 방지된다. 종래의 장치와 비교하여, 설명된 양상들에서는 누적된 에러가 존재하지 않는다.
[0051] 개시된 방법들 및 장치는, 정렬 마크들이 카메라 FOV의 중심에 있도록, 반복적인 방법들의 사용을 방지한다. 설명된 양상들은 또한 병렬 정렬을 제공한다.
[0052] 본 개시내용의 양상들은 종래의 장치에서의 균일성의 문제점들을 갖지 않는다.
[0053] 일 예시적 실시예에서, 리소그래피 시스템에 대한 정렬 방법이 개시되며, 정렬 방법은: 기판을 배치하는 단계, 및 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 마크 셀들 각각이 2개의 카메라들 각각의 시야의 일부와 정렬되도록, 2개의 카메라들 각각에 대한 시야로 로케이팅된 마크 셀을 조준하는 단계를 포함한다.
[0054] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 2개의 카메라들 각각의 시야의 부분과 마크 셀들 각각을 정렬하는 것은 알고리즘을 통해 이루어진다.
[0055] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 플레이트는 단일 플레이트이다.
[0056] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 플레이트는 다수의 플레이트들이다.
[0057] 다른 예시적 실시예에서, 방법은, 적어도 2개의 카메라들 각각에 대한 탐색 영역을 정의하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 마크 셀의 조준은 각각의 카메라의 정의된 탐색 영역 내에서 발생한다.
[0058] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 각각의 마크 셀은 높이 및 폭을 갖는다.
[0059] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 탐색 영역은, 마크 셀 높이 및 폭의 배수와 크기가 동일하다.
[0060] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 배수는 정수이다.
[0061] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 정수는 2이다.
[0062] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 각각의 마크 셀은 코딩된 정렬 마크이다.
[0063] 다른 예시적 실시예에서, 리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법이 개시되며, 정렬 방법은, 기판을 배치하는 단계 ― 기판은 적어도 2개의 마크 셀들을 가짐 ―, 및 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 적어도 2개의 카메라들 중 제1 카메라의 제1 시야로 로케이팅된 제1 마크 셀을 조준하고 그리고 적어도 2개의 카메라들 중 제2 카메라에 대한 제2 시야로 로케이팅된 제2 마크 셀을 조준하는 단계, 제1 시야의 중심을 제1 마크 셀과 정렬하는 단계, 및 제2 시야의 중심을 제2 마크 셀과 정렬하는 단계를 포함한다.
[0064] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 제1 마크 셀 및 제2 마크 셀 중 적어도 하나는 정렬을 위한 십자선(cross hair)을 갖는다.
[0065] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 방법은, 적어도 2개의 카메라들 중 제1 카메라에 대한 제1 탐색 영역을 정의하고 그리고 적어도 2개의 카메라들 중 제2 카메라에 대한 제2 탐색 영역을 정의하는 단계를 더 포함한다.
[0066] 다른 예시적 실시예에서, 방법은 제1 마크 셀의 조준을 수행하기 위해 제1 탐색 영역을 탐색하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[0067] 다른 예시적 실시예에서, 방법은 제2 마크 셀의 조준을 수행하기 위해 제2 탐색 영역을 탐색하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[0068] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역 중 하나는, 마크 셀 높이 및 폭의 배수와 크기가 동일하다.
[0069] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 각각의 마크 셀은 코딩된 정렬 마크이다.
[0070] 다른 예시적 실시예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 플레이트는 단일 플레이트이다.
[0071] 다른 예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 플레이트는 다수의 플레이트들이다.
[0072] 다른 예에서, 방법이 수행될 수 있으며, 정렬하는 단계는 알고리즘을 통해 이루어진다.
[0073] 다른 예시적 실시예에서, 리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법이 개시되며, 정렬 방법은: 리소그래피 시스템에서 기판을 배치하는 단계 ― 기판은 적어도 2개의 마크 셀들을 가짐 ―, 및 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 적어도 2개의 카메라들 중 제1 카메라의 제1 시야로 로케이팅된 제1 마크 셀을 조준하고 그리고 적어도 2개의 카메라들 중 제2 카메라에 대한 제2 시야로 로케이팅된 제2 마크 셀을 조준하는 단계, 제1 시야의 중심을 제1 마크 셀과 정렬하는 단계, 및 제2 시야의 중심을 제2 마크 셀과 정렬하는 단계를 포함하며, 제1 마크 셀 및 제2 마크 셀 각각은 코딩된 정렬 마크를 갖는다.

Claims (15)

  1. 리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법으로서,
    상기 리소그래피 시스템에서 상기 플레이트 상에 기판을 배치하는 단계;
    정렬 마크 셀 그리드 내에 복수의 마크 셀들을 제공하는 단계 ― 상기 복수의 마크 셀들은 상기 리소그래피 시스템 및 상기 기판 중 하나와 연관되며, 상기 마크 셀들 각각은 상기 정렬 마크 셀 그리드 내의 열(column) 및 행(row)을 정의하기 위한 코드를 포함함 ―;
    적어도 2개의 카메라들 각각의 시야(field of view)가 적어도 하나의 마크 셀을 조준(sight)하도록, 상기 리소그래피 시스템을 위한 상기 적어도 2개의 카메라들을 제공하는 단계;
    상기 적어도 2개의 카메라들 각각에 대한 시야의 중심에 탐색 영역을 정의하는 단계 ― 상기 탐색 영역은 상기 적어도 2개의 카메라들 각각의 시야보다 더 작은 크기를 갖고, 상기 마크 셀의 조준은 각각의 카메라의 정의된 탐색 영역 내에서 발생함 ―;
    각각의 카메라의 탐색 영역 내에서 상기 마크 셀 각각의 중심을 찾는 단계;
    각각의 마크 셀의 코드를 판독하는 단계; 및
    상기 적어도 2개의 카메라들의 시야 및 상기 각각의 마크 셀의 코드에 기반하여 상기 리소그래피 시스템의 플레이트 및 기판 중 하나를 정렬하는 단계를 포함하는,
    리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트 및 기판 중 하나를 정렬하는 단계는 알고리즘을 통해 이루어지는,
    리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트는 단일 플레이트인,
    리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트는 다수의 플레이트들인,
    리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    각각의 마크 셀은 높이 및 폭을 갖는,
    리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    탐색 영역은 마크 셀 높이 및 폭의 배수와 크기가 동일한,
    리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 배수는 정수이고, 그리고 상기 정수는 2인,
    리소그래피 시스템의 플레이트를 정렬하는 방법.
  8. 리소그래피 시스템에서 플레이트 상의 기판에 대한 정렬 방법으로서,
    상기 리소그래피 시스템에서 상기 플레이트 상에 기판을 배치하는 단계 ― 상기 기판은 정렬 마크 셀 그리드 내에 복수의 마크 셀들을 갖고, 상기 마크 셀들 각각은 상기 정렬 마크 셀 그리드 내에 열 및 행을 정의하기 위한 코드를 포함함 ―;
    상기 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 상기 적어도 2개의 카메라들 중 제1 카메라의 제1 시야로 로케이팅된 제1 마크 셀을 조준하고 그리고 상기 적어도 2개의 카메라들 중 제2 카메라에 대한 제2 시야로 로케이팅된 제2 마크 셀을 조준하는 단계;
    상기 제1 카메라에 대한 제1 시야의 중심에 제1 탐색 영역을 정의하고 그리고 상기 제2 카메라에 대한 제2 시야의 중심에 제2 탐색 영역을 정의하는 단계 ― 상기 제1 탐색 영역 및 상기 제2 탐색 영역 각각은 상기 제1 시야 및 상기 제2 시야보다 더 작은 크기를 가짐 ―;
    상기 제1 시야의 제1 탐색 영역을 상기 제1 마크 셀과 정렬하는 단계;
    상기 제2 시야의 제2 탐색 영역을 상기 제2 마크 셀과 정렬하는 단계; 및
    상기 리소그래피 시스템의 플레이트 및 기판 중 하나를 정렬하기 위해 상기 제1 마크 셀 및 상기 제2 마크 셀의 코드들을 판독하는 단계를 포함하는,
    리소그래피 시스템에서 플레이트 상의 기판에 대한 정렬 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 마크 셀 및 상기 제2 마크 셀 중 적어도 하나는 정렬을 위한 십자선(cross hair)을 갖는,
    리소그래피 시스템에서 플레이트 상의 기판에 대한 정렬 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 탐색 영역 및 상기 제2 탐색 영역 중 하나는, 마크 셀 높이 및 폭의 배수와 크기가 동일한,
    리소그래피 시스템에서 플레이트 상의 기판에 대한 정렬 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 플레이트는 단일 플레이트인,
    리소그래피 시스템에서 플레이트 상의 기판에 대한 정렬 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 플레이트는 다수의 플레이트들인,
    리소그래피 시스템에서 플레이트 상의 기판에 대한 정렬 방법.
  13. 리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법으로서,
    상기 리소그래피 시스템에 기판을 배치하는 단계 ― 상기 기판은 정렬 마크 셀 그리드 내에 복수의 마크 셀들을 갖고, 상기 마크 셀들 각각은 상기 정렬 마크 셀 그리드 내에 열 및 행을 정의하기 위한 코드를 포함함 ―;
    상기 리소그래피 시스템을 위한 적어도 2개의 카메라들에 대해, 상기 적어도 2개의 카메라들 중 제1 카메라의 제1 시야로 로케이팅된 제1 마크 셀을 조준하고 그리고 상기 적어도 2개의 카메라들 중 제2 카메라에 대한 제2 시야로 로케이팅된 제2 마크 셀을 조준하는 단계;
    상기 제1 카메라에 대한 제1 시야의 중심에 제1 탐색 영역을 정의하고 그리고 상기 제2 카메라에 대한 제2 시야의 중심에 제2 탐색 영역을 정의하는 단계 ― 상기 제1 탐색 영역 및 상기 제2 탐색 영역 각각은 상기 제1 시야 및 상기 제2 시야보다 더 작은 크기를 가짐 ―;
    상기 제1 시야의 제1 탐색 영역을 상기 제1 마크 셀과 정렬하는 단계;
    상기 제2 시야의 제2 탐색 영역을 상기 제2 마크 셀과 정렬하는 단계;
    상기 제1 마크 셀 및 상기 제2 마크 셀의 코드들을 판독하는 단계; 및
    상기 적어도 2개의 카메라들의 시야 및 각각의 마크 셀의 코드에 기반하여 상기 리소그래피 시스템의 플레이트 및 기판 중 하나를 정렬하는 단계를 포함하는,
    리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 셀들 각각은 높이 및 폭을 각각 가지며, 상기 제1 탐색 영역 및 상기 제2 탐색 영역 각각은, 마크 셀 높이 및 폭의 배수와 크기가 동일한,
    리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 배수는 정수이고, 상기 정수는 2인,
    리소그래피 시스템에서 기판에 대한 정렬 방법.
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