KR20220139878A - 마스크리스 리소그래피를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

패터닝된 방사선 빔에 의해 기판을 노광시키는 방법으로서,
- 방사선 빔을 제공하는 단계; - 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 상기 방사선 빔을 부여하는 단계; - 상기 방사선 빔으로부터, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키는 단계; - 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판을 향해 투영하는 단계; - 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하는 단계를 포함하고, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이다.

Description

마스크리스 리소그래피를 위한 방법 및 시스템

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 2월 7일자로 출원된 EP 출원 제20156258.4호의 우선권을 주장하며, 해당 출원은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

기술분야

본 개시내용은 마스크리스 리소그래피(maskless lithography)를 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 또는 기판의 일부 상에 원하는 패턴을 적용하는 머신이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 미세한 피처들을 갖는 집적 회로들(IC들), 평판 디스플레이들, 및 다른 디바이스들 또는 구조물들의 제조에 사용될 수 있다. 종래의 리소그래피 장치에서는, IC, 평판 디스플레이, 또는 다른 디바이스의 개별 층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 마스크 또는 레티클이라고 지칭될 수 있는 패터닝 디바이스가 사용될 수 있다. 이 패턴은, 예를 들어, 기판 상에 제공된 방사선 감응성 재료(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통해, 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트)(의 일부) 상에 전사될 수 있다.

회로 패턴 대신에, 다른 패턴들, 예를 들어 컬러 필터 패턴 또는 도트들의 행렬을 생성하기 위해 상기 패터닝 디바이스가 사용될 수 있다. 종래의 마스크 대신에, 패터닝 디바이스는 회로 또는 다른 적용 가능한 패턴을 발생시키는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이를 포함하는 패터닝 어레이를 포함할 수 있다. 종래의 마스크 기반 시스템과 비교하여 그러한 "마스크리스(maskless)" 시스템의 이점은 패턴이 보다 신속하게 그리고 보다 적은 비용으로 제공 및/또는 변경될 수 있다는 것이다.

따라서, 마스크리스 시스템은 프로그램 가능한 패터닝 디바이스(예를 들어, 공간 광 변조기, 콘트라스트 디바이스 등)를 포함한다. 프로그램 가능한 패터닝 디바이스는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이를 이용하여 원하는 패터닝된 빔을 형성하도록 프로그램된다(예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로). 프로그램 가능한 패터닝 디바이스들의 유형들은 마이크로 미러 어레이들, 액정 디스플레이(LCD) 어레이들, 격자 광 밸브 어레이들 등을 포함한다.

마스크 또는 레티클 대신에 프로그램 가능한 패터닝 디바이스를 포함하는 리소그래피 장치들의 성능을 개선하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔에 의해 기판을 노광시키는 방법이 제공되고, 이 방법은:

- 방사선 빔을 제공하는 단계;

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 상기 방사선 빔을 부여하는 단계;

- 상기 방사선 빔으로부터, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키는 단계;

- 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판을 향해 투영하는 단계;

- 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하는 단계를 포함하고, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치를 포함하고,

- 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치,

- 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 투영 시스템을 포함하고, 상기 마이크로렌즈 어레이는:

방사선 스폿들의 제1의 2차원 패턴 및 방사선 스폿들의 제1의 2차원 패턴을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되고,

상기 스캐닝 방향에 수직인 방향으로 상기 제1의 2차원 패턴의 폭은 상기 스캐닝 방향에 수직인 방향으로 상기 제2의 2차원 패턴의 폭에 실질적으로 대응하고,

상기 스캐닝 방향으로 상기 제1의 2차원 패턴의 길이는 상기 스캐닝 방향으로 상기 제2의 2차원 패턴의 길이에 실질적으로 대응하고, 상기 제1의 2차원 패턴 및 상기 제2의 2차원 패턴은 상기 스캐닝 방향으로 서로 이격되어 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 기판에 적용되는 방사선의 선량을 제어하는 방법이 제공되고, 이 방법은:

- 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 방사선 빔을 변조하는 단계 - 상기 프로파일은 상기 방사선 빔의 복수의 상이한 강도 레벨을 포함함 -;

- 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 변조된 방사선 빔을 발생시키기 위해 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이로 상기 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계;

- 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔을 기판을 향해 투영하는 단계;

- 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하고, 그에 의해 상기 기판의 일부분을 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔에 노광시키는 단계를 포함하고;

상기 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계는:

상기 기판의 상기 부분을 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 상기 기판의 상기 부분에 대한 요구되는 방사선의 선량에 기초하여 그리고 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 기초하여, 상기 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 방사선 빔을 변조하도록 구성된 방사선 빔 변조기 - 상기 프로파일은 상기 방사선 빔의 복수의 상이한 강도 레벨을 포함함 - 를 포함하고;

상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 변조된 방사선 빔을 발생시키기 위해 상기 변조된 방사선 빔을 부여하도록 구성되고,

상기 시스템은:

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하고, 그에 의해 상기 기판의 일부분을 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔에 노광시키도록 구성된 스테이지 장치,

- 제어 유닛을 추가로 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 기판의 상기 부분을 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 상기 기판의 상기 부분에 대한 요구되는 방사선의 선량에 기초하여 그리고 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 기초하여, 상기 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정하도록 구성된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치,

- 상기 패터닝된 방사선 빔을 수광하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고, 상기 투영 시스템은:

o 제1 마이크로렌즈 어레이

o 제2 마이크로렌즈 어레이,

o 핀홀 어레이를 포함하고;

상기 제1 마이크로렌즈 어레이는 상기 패터닝된 방사선 빔을 수광하고 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 상에 투영하도록 구성되고, 상기 제2 마이크로렌즈 어레이는 상기 수광된 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되고, 상기 핀홀 어레이는 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 사이의 상기 패터닝된 방사선 빔의 광로에 배열되고, 상기 핀홀 어레이는 상기 기판 상에 투영된 인접한 방사선 스폿들 사이의 크로스토크를 제한하도록 구성된다.

본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 본 설명과 함께, 추가로 본 발명의 실시예들의 원리들을 설명하고 관련 기술분야의 숙련된 기술자가 실시예들을 제조하고 사용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 측면도를 묘사한다.
도 2는 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 평면도를 묘사한다.
도 3은 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 평면도를 묘사한다.
도 4는 방사선 스폿들의 2차원 패턴을 개략적으로 도시한다.
도 5 및 도 6은 방사선 스폿들의 규칙적인 및 불규칙적인 2차원 패턴을 개략적으로 도시한다.
도 7은 제어 가능한 요소들의 2차원 어레이의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 8은 스캐닝 방향에 실질적으로 수직인 틸팅 축을 가짐으로써 발생되는 방사선 스폿들의 불규칙한 패턴을 예시한다.
도 9는 방사선 도트들의 제1의 2차원 패턴 및 방사선 도트들의 제2의 2차원 패턴을 포함하는 방사선 도트들의 패턴의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 제3 양태에 따른 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한다.
도 11은 방사선 빔에 적용될 수 있는 프로파일 또는 변조 프로파일을 개략적으로 도시한다.
도 12는 Y 방향 또는 스캐닝 방향을 따라 전파되는 방사선 빔을 개략적으로 예시한다.
도 13a 및 도 13b는 제어 가능한 요소의 틸팅 시퀀스들, 및 적용된 결과적인 방사선 프로파일의 두 가지 예를 개략적으로 도시한다.
도 14는 본 발명의 제4 양태에 따른 시스템에서 적용될 수 있는 투영 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한다.
이제 첨부 도면들을 참조하여 하나 이상의 실시예를 설명한다. 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있다.

본 명세서에서는 리소그래피 장치, 특히 마스크리스 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 시스템들, 기판에 적용되는 방사선의 선량을 제어하기 위한 방법들, 및 리소그래피 장치들의 다양한 실시예들이 설명된다. 마스크리스이므로, 예를 들어, IC들 또는 평판 디스플레이들을 노광시키기 위해 종래의 마스크가 필요하지 않다.

일 실시예에서, 리소그래피 장치는 매우 플렉서블하다. 일 실시예에서, 리소그래피 장치는 상이한 크기들, 유형들 및 특성들의 기판들로 스케일링 가능하다. 따라서, 리소그래피 장치는 단일 리소그래피 장치를 이용하여 또는 대체로 일반적인 리소그래피 장치 플랫폼을 이용하는 다수의 리소그래피 장치를 이용하여 다수의 응용(예를 들어, IC, 평판 디스플레이, 패키징 등)을 가능하게 할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 리소그래피 투영 장치(100)의 일부를 개략적으로 묘사한다. 장치(100)는 패터닝 디바이스(104), 객체 홀더(106)(예를 들어, 객체 테이블, 예를 들어 기판 테이블), 및 투영 시스템(108)을 포함한다.

일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 빔(110)에 패턴을 적용할 방사선을 변조하기 위한 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)를 포함한다. 일 실시예에서, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 또는 제어 가능한 요소(102)의 위치는 투영 시스템(108)에 대해 고정될 수 있다. 그러나, 대안적인 배열에서는, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 또는 제어 가능한 요소(102) 중 하나 이상을 특정 파라미터들에 따라(예를 들어, 투영 시스템(108)에 대해) 정확하게 포지셔닝하기 위해 그것들을 포지셔닝 디바이스(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 개별적으로 제어 가능한 요소는 어레이, 예를 들어 2차원 어레이로 배열된다. 일 실시예에서, 개별적으로 제어 가능한 요소들은 미러들과 같은 반사 요소들이다. 본 발명에 따르면, 패터닝 디바이스는, 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해, 예를 들어 방사선 소스에 의해 제공되는 방사선 빔을 부여하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 프로그램 가능한 미러 어레이를 포함할 수 있고, 그에 의해 프로그램 가능한 미러 어레이의 개별 미러들의 위치가 제어될 수 있다. 특히, 프로그램 가능한 미러 어레이의 개별 미러들, 일반적으로 패터닝 디바이스의 배향은 개별 미러들을 틸팅시킴으로써 조정될 수 있다.

리소그래피 장치(100)는 객체 홀더(106)를 포함한다. 이 실시예에서, 객체 홀더는 기판(114)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판)을 보유 지지하기 위한 객체 테이블(106)을 포함한다. 객체 테이블(106)은 최대 6 자유도로(예를 들어, X 및/또는 Y 방향으로)이동 가능할 수 있고, 특정 파라미터들에 따라 기판(114)을 정확하게 포지셔닝하기 위해 포지셔닝 디바이스(116)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 포지셔닝 디바이스(116)는 기판(114)을 투영 시스템(108) 및/또는 패터닝 디바이스(104)에 대해 정확하게 포지셔닝할 수 있다. 일 실시예에서, 객체 테이블(106)의 이동은, 도 1에 명시적으로 묘사되어 있지 않은, 긴 스트로크 모듈(대략적인 포지셔닝) 및 옵션으로 짧은 스트로크 모듈(미세한 포지셔닝)을 포함하는 포지셔닝 디바이스(116)로 실현될 수 있다. 예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)이 최대 6 자유도로(예를 들어, X 및/또는 Y 방향으로)이동될 수 있도록, 예를 들어, 객체 테이블(106)의 스캐닝 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 스캐닝할 수 있도록, 그리고 옵션으로 스캐닝 방향에 직교하는 방향으로 스테핑할 수 있도록, 유사한 시스템이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)을 포지셔닝하기 위해 사용될 수 있다. 빔(110)은 대안적으로/추가적으로 이동 가능할 수 있는 한편, 객체 테이블(106) 및/또는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)은 요구되는 상대적인 이동을 제공하기 위해 고정된 위치를 가질 수 있다. 그러한 배열은 장치의 크기를 제한하는 것을 도울 수 있다.

예를 들어, 평판 디스플레이들의 제조에 적용 가능할 수 있는 일 실시예에서, 객체 테이블(106)은 고정될 수 있고 포지셔닝 디바이스(116)는 객체 테이블(106)에 대해(예를 들어, 그 위에서) 기판(114)을 이동시키도록 구성된다. 예를 들어, 객체 테이블(106)에는 실질적으로 일정한 속도로 그것을 가로질러 기판(114)을 스캐닝하는 시스템이 제공될 수 있다. 이것이 행해지는 경우, 객체 테이블(106)은 평평한 최상부 표면 상에 다수의 개구를 구비할 수 있고, 기판(114)을 지지할 수 있는 가스 쿠션을 제공하기 위해 개구들을 통해 가스가 공급된다. 이는 통상적으로 가스 베어링 배열이라고 지칭된다. 기판(114)은 빔(110)의 경로에 대해 기판(114)을 정확하게 포지셔닝할 수 있는 하나 이상의 액추에이터(도시되지 않음)를 이용하여 객체 테이블(106) 위에서 이동된다. 대안적으로, 기판(114)은 개구들을 통한 가스의 통과를 선택적으로 시작 및 중단함으로써 객체 테이블(106)에 대해 이동될 수 있다. 일 실시예에서, 객체 홀더(106)는 그 위에 기판이 롤링되는 롤 시스템일 수 있고 포지셔닝 디바이스(116)는 객체 테이블(106) 상에 기판을 제공하기 위해 롤 시스템을 회전시키는 모터일 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 리소그래피 장치는 투영 시스템(108)(예를 들어, 석영, 유리, 플라스틱(예를 들어, COC) 및/또는 CaF₂ 렌즈 시스템 또는 광학 요소, 또는 그러한 재료들로 이루어진 렌즈 요소들을 포함하는 반사 굴절 시스템, 또는 미러 시스템, 또는 추가적인 폴리머 층을 갖는 광학 요소(예를 들어, 유리 요소), 또는 예를 들어 폴리머 층 등을 이용하여 비구면 표면으로 수정될 수 있는, 평평한 표면 및 구면을 포함하는 광학 요소)을 포함하고, 이는 기판(114)의 타깃 부분(120)(예를 들어, 하나 이상의 다이) 상에 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)에 의해 변조된 패터닝된 빔을 투영하기 위해 사용될 수 있다. 투영 시스템(108)은 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)에 의해 제공되는 패턴을, 패턴이 기판(114) 상에 코히어런트하게 형성되도록 이미징할 수 있다. 대안적으로, 투영 시스템(108)은 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)의 요소들이 셔터들로서 역할을 하는 보조 소스들의 이미지들을 투영할 수 있다.

이 점에서, 투영 시스템은, 예를 들어, 보조 소스들을 형성하고 기판(114) 상에 스폿들을 이미징하기 위해, 포커싱 요소, 또는 복수의 포커싱 요소(여기서는 일반적으로 렌즈 어레이라고 지칭됨), 예를 들어, 마이크로렌즈 어레이(MLA로 알려짐) 또는 프레넬 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이(예를 들어, MLA)는 적어도 10개의 포커싱 요소, 예를 들어, 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 포함한다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스 내의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 수는 렌즈 어레이 내의 포커싱 요소들의 수 이상이다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이는 복수의 포커싱 요소를 포함하고, 적어도 하나의 포커싱 요소는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 내의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들 중 하나 이상과, 예를 들어 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 내의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들 중 하나와만, 또는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 내의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들 중 2개 이상, 예를 들어 3개 이상, 5개 이상, 10개 이상, 20개 이상, 25개 이상, 35개 이상, 또는 50개 이상과 광학적으로 연관되고; 일 실시예에서, 복수의 광학 요소 중 적어도 하나의 포커싱 요소는 5,000개 미만의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소, 예를 들어 2,500개 미만, 1,000개 미만, 500개 미만, 또는 100개 미만과 광학적으로 연관된다.

일 실시예에서, 렌즈 어레이는 2차원 어레이 내의 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소와 각각 광학적으로 연관되는 2개 이상의 포커싱 요소(예를 들어, 1,000개 초과, 대부분, 또는 거의 전부)를 포함한다.

일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는, 예를 들어 하나 이상의 액추에이터의 이용으로, 적어도 기판으로 그리고 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 패터닝 디바이스를 기판으로 그리고 기판으로부터 멀어지게 이동시킬 수 있는 것은, 예를 들어, 기판 또는 렌즈 어레이를 이동시키지 않고 초점 조정(예를 들어, 평평하지 않은 기판들에 대한 로컬 초점 조정)을 허용한다.

일 실시예에서, 렌즈 어레이는, 예를 들어, 방사선의 파장이 약 400nm 이상인(예를 들어, 405nm) 플라스틱 포커싱 요소들(제조, 예를 들어, 사출 성형이 용이할 수 있고, 있거나 저렴함)을 포함한다. 일 실시예에서, 방사선의 파장은 약 350nm-500nm의 범위, 예를 들어, 약 375-425nm의 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이는 석영 또는 유리 포커싱 요소들을 포함한다.

일 실시예에서, 각각의 또는 복수의 포커싱 요소는 (예를 들어, 하나 이상의 비대칭 표면을 갖는) 비대칭 렌즈일 수 있다. 비대칭은 복수의 포커싱 요소 각각에 대해 동일할 수 있거나, 복수의 포커싱 요소 중 하나 이상의 포커싱 요소에 대해 복수의 포커싱 요소 중 하나 이상의 상이한 포커싱 요소에 대해서와 상이할 수 있다. 비대칭 렌즈는 타원형 방사선 출력을 원형 투영 스폿으로, 또는 그 반대로 변환하는 것을 용이하게 할 수 있다.

일 실시예에서, 포커싱 요소는 시스템에 대한 낮은 개구수(NA)를 얻기 위해 초점에서 벗어나 기판 상에 방사선을 투영하도록 배열되는 높은 NA를 갖는다. 더 높은 NA 렌즈는 이용 가능한 낮은 NA 렌즈보다 더 경제적이고, 보편적이며 그리고/또는 더 양호한 품질일 수 있다. 일 실시예에서, 낮은 NA는 0.3 이하이고, 일 실시예에서는 0.18, 0.15 이하이다. 따라서, 더 높은 NA 렌즈는 시스템에 대한 설계 NA보다 큰, 예를 들어, 0.3보다 큰, 0.18보다 큰, 또는 0.15보다 큰 NA를 갖는다.

일 실시예에서, 투영 시스템(108)은 패터닝 디바이스(104)로부터 분리되지만, 그럴 필요는 없다. 투영 시스템(108)은 패터닝 디바이스(108)와 일체화될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어레이 블록 또는 플레이트가 패터닝 디바이스(104)에 부착(그와 일체화)될 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 어레이는 개별적으로 공간적으로 분리된 렌즈릿들의 형태일 수 있으며, 각각의 렌즈릿은 아래에 더 상세히 논의된 바와 같이 패터닝 디바이스(104)의 하나 이상의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소에 부착(그와 일체화)된다.

옵션으로, 리소그래피 장치는 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)에 방사선(예를 들어, 자외선(UV) 방사선)를 공급하기 위한 방사선 시스템을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 그러한 방사선 시스템은 방사선 소스로부터 방사선을 수광하도록 구성된 조명 시스템(조명기)을 포함한다. 조명 시스템은 다음의 요소들 중 하나 이상을 포함한다: 방사선 전달 시스템(예를 들어, 적합한 지향 미러들), 방사선 컨디셔닝 디바이스(예를 들어, 빔 확장기), 방사선의 각도 강도 분포를 설정하기 위한 조정 디바이스(일반적으로, 조명기의 동공 평면에서의 강도 분포의 적어도 외측 및/또는 내측 방사상 범위(일반적으로 각각 σ-외측 및 σ-내측이라고 지칭됨)가 조정될 수 있음), 적분기, 및/또는 집광기. 조명 시스템은 그것의 단면에서 원하는 균일성 및 강도 분포를 갖도록 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)에 제공될 방사선을 컨디셔닝하기 위해 사용될 수 있다. 조명 시스템은 방사선을, 예를 들어, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소 중 하나 이상과 각각 연관될 수 있는 복수의 서브-빔으로 분할하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 방사선을 서브-빔들로 분할하기 위해 2차원 회절 격자가 사용될 수 있다. 본 설명에서, "방사선의 빔" 및 "방사선 빔"이라는 용어들은 빔이 복수의 그러한 방사선의 서브-빔으로 구성되는 상황을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.

방사선 시스템은 또한 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)에 또는 그에 의해 공급하기 위한 방사선을 생성하기 위한 방사선 소스(예를 들어, 엑시머 레이저)를 포함할 수 있다. 방사선 소스 및 리소그래피 장치(100)는, 예를 들어 방사선 소스가 엑시머 레이저일 때, 별개의 엔티티들일 수 있다. 그러한 경우들에서, 방사선 소스는 리소그래피 장치(100)의 일부를 형성하는 것으로 간주되지 않고 방사선은 소스로부터 조명기로 전달된다. 다른 경우들에서, 예를 들어 소스가 수은 램프일 때, 방사선 소스는 리소그래피 장치(100)의 일체형 부분일 수 있다.

일 실시예에서, 일 실시예에서 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)일 수 있는 방사선 소스는 적어도 5nm, 예를 들어 적어도 10nm, 적어도 50nm, 적어도 100nm, 적어도 150nm, 적어도 175nm, 적어도 200nm, 적어도 250nm, 적어도 275nm, 적어도 300nm, 적어도 325nm, 적어도 350nm, 또는 적어도 360nm의 파장을 갖는 방사선을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 방사선은 최대 450nm, 예를 들어 최대 425nm, 최대 375nm, 최대 360nm, 최대 325nm, 최대 275nm, 최대 250nm, 최대 225nm, 최대 200nm, 또는 최대 175nm의 파장을 갖는다. 일 실시예에서, 방사선은 436nm, 405nm, 365nm, 355nm, 248nm, 193nm, 157nm, 126nm, 및/또는 13.5nm을 포함하는 파장을 갖는다. 일 실시예에서, 방사선은 약 365nm 또는 약 355nm의 파장을 포함한다. 일 실시예에서, 방사선은 예를 들어 365nm, 405nm 및 436nm을 포함하는 넓은 대역의 파장들을 포함한다. 355nm 레이저 소스가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 방사선은 약 405nm의 파장을 갖는다.

리소그래피 장치(100)의 동작 시에, 방사선은 방사선 시스템(조명 시스템 및/또는 방사선 소스)으로부터 패터닝 디바이스(104)(예를 들어, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소) 상에 입사되고 패터닝 디바이스(104)에 의해 변조된다.

패터닝된 빔(110)은, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)에 의해 생성된 후에, 투영 시스템(108)을 통과하고, 투영 시스템(108)은 빔(110)을 기판(114)의 타깃 부분(120) 상에 포커싱한다.

포지셔닝 디바이스(116)(및 옵션으로 베이스(136) 상의 위치 센서(134)(예를 들어, 간섭계 빔(138)을 수광하는 간섭계 측정 디바이스, 선형 인코더 또는 용량성 센서))의 도움으로, 기판(114)은, 예를 들어, 빔(110)의 경로에 상이한 타깃 부분들(120)을 포지셔닝하기 위해, 정확하게 이동될 수 있다. 사용되는 경우, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)에 대한 포지셔닝 디바이스는, 예를 들어, 스캔 동안, 빔(110)의 경로에 대한 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)의 위치를 정확하게 정정하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에 따른 리소그래피 장치(100)는 본 명세서에서 기판 상에 레지스트를 노광시키도록 구성되는 것으로 기술되지만, 장치(100)는 레지스트리스 리소그래피(resistless lithography)에서 사용하기 위해 패터닝된 빔(110)을 투영하기 위해 사용될 수 있다.

리소그래피 장치(100)는 반사 유형(예를 들어, 반사성의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들을 이용함)일 수 있다. 대안적으로, 장치는 투과 유형(예를 들어, 투과성의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들을 이용함)일 수 있다.

묘사된 장치(100)는 다음과 같은 하나 이상의 모드에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 및 기판(114)은 본질적으로 정지된 상태로 유지되는 한편, 전체 패터닝된 방사선 빔(110)은 한 번에 타깃 부분(120) 상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광). 다음으로 기판(114)은 상이한 타깃 부분(120)이 패터닝된 방사선 빔(110)에 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프팅된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광에서 이미징된 타깃 부분(120)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 및 기판(114)은 패턴 방사선 빔(110)이 타깃 부분(120) 상에 투영되는 동안 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광). 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들에 대한 기판의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 (축소)확대 및 이미지 반전 특성들에 의해 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광에서 타깃 부분의 (비-스캐닝 방향에서의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 모션의 길이는 타깃 부분의 (스캐닝 방향에서의) 길이를 결정한다.

3. 펄스 모드에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)은 본질적으로 정지된 상태로 유지되고, 전체 패턴은 (예를 들어, 펄스형 방사선 소스에 의해 또는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들을 펄싱함으로써 제공되는) 펄싱을 이용하여 기판(114)의 타깃 부분(120) 상에 투영된다. 기판(114)은 패터닝된 빔(110)이 기판(114)을 가로질러 라인을 스캐닝하게 되도록 본질적으로 일정한 속도로 이동된다. 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들에 의해 제공되는 패턴은 펄스들 사이에서 필요에 따라 업데이트되고, 펄스들은 연속적인 타깃 부분들(120)이 기판(114) 상의 요구되는 위치들에서 노광되도록 타이밍된다. 결과적으로, 패터닝된 빔(110)은 기판(114)의 스트립에 대한 완전한 패턴을 노광시키기 위해 기판(114)을 가로질러 스캐닝할 수 있다. 프로세스는 완전한 기판(114)이 라인별로 노광될 때까지 반복된다.

4. 연속 스캔 모드에서, 기판(114)이 실질적으로 일정한 속도로 변조된 방사선의 빔 B에 대해 스캐닝되고, 패터닝된 빔(110)이 기판(114)을 가로질러 스캐닝하고 그것을 노광시킴에 따라, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 상의 패턴이 업데이트된다는 점을 제외하고는, 펄스 모드와 본질적으로 동일하다. 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 상의 패턴의 업데이트에 동기화된 실질적으로 일정한 방사선 소스 또는 펄스형 방사선 소스가 사용될 수 있다.

위에 기술된 사용 모드들 또는 완전히 상이한 사용 모드들에 대한 조합들 및/또는 변형들이 이용될 수도 있다.

도 2는 기판들(예를 들어, 300mm 웨이퍼들)과 함께 사용하기 위한 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 평면도를 묘사한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(100)는 기판(114)을 보유 지지하기 위한 기판 테이블(106)을 포함한다. 기판 테이블(106)은 화살표(123)에 도시된 바와 같이 적어도 X 방향으로 기판 테이블(106)을 이동시키기 위한 포지셔닝 디바이스(116)와 연관된다. 옵션으로, 포지셔닝 디바이스(116)는 기판 테이블(106)을 Y 방향 및/또는 Z 방향으로 이동시킬 수 있다. 포지셔닝 디바이스(116)는 또한 기판 테이블(106)을 X, Y 및/또는 Z 방향에 대해 회전시킬 수 있다. 따라서, 포지셔닝 디바이스(116)는 최대 6 자유도로 모션을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 기판 테이블(106)은 X 방향으로만 모션을 제공하며, 그것의 이점은 더 낮은 비용들 및 더 적은 복잡성이다.

리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)를 추가로 포함한다. 프레임(160)은 기판 테이블(106) 및 그것의 포지셔닝 디바이스(116)로부터 기계적으로 격리될 수 있다. 기계적 격리는, 예를 들어, 기판 테이블(106) 및/또는 그것의 포지셔닝 디바이스(116)를 위한 프레임과는 별도로 프레임(160)을 접지 또는 견고한 베이스에 연결함으로써 제공될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 프레임(160)과 그것이 연결되는 구조물 사이에, 해당 구조물이 접지이든, 견고한 베이스이든, 또는 기판 테이블(106) 및/또는 그것의 포지셔닝 디바이스(116)를 지지하는 프레임이든 간에, 댐퍼들이 제공될 수 있다.

이 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 각각은 방사선 방출 다이오드, 예를 들어, LED이다. 단순화를 위해, Y 방향을 따라 연장되는 (그리고 X 방향으로 이격되는) 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 3개의 행이 도 2에 도시되어 있는데, 각각의 행은, 이 실시예에서, 기판의 폭을 가로질러 연장되기에 충분한 열들을 갖고; 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 더 많은 수의 행들이 프레임(160) 상에 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 각각은 복수의 방사선 빔을 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 도 2에 묘사된 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 각각은 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)를 포함한다(따라서 도 2에서 102로 라벨링된 각각의 원은 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)를 나타낸다). 일 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 하나 이상의 행은 도 2에 도시된 바와 같이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 인접한 행으로부터 Y 방향으로 스태거링된다. 일 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)은 실질적으로 고정되어 있는데, 즉, 그것들은 투영 동안 크게 또는 전혀 이동하지 않는다.

리소그래피 장치(100), 특히 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)은 본 명세서에서 더 상세히 기술된 바와 같은 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 배열될 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 픽셀-그리드 이미징을 제공할 필요가 없다. 오히려, 리소그래피 장치(100)는 기판 상으로의 투영을 위한 개별 픽셀들을 형성하는 것이 아니라 기판 상으로의 투영을 위한 실질적으로 연속적인 이미지를 형성하는 방식으로 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 방사선을 기판 상에 투영할 수 있다.

도 2에 묘사된 바와 같은 리소그래피 장치(100)의 요소(150)는 정렬 센서, 레벨 센서, 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는 정렬 센서(150)를 포함한다. 정렬 센서는 기판(114)의 노광 전에 및/또는 노광 동안에 기판(114)과, 예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 사이의 정렬을 결정하기 위해 사용된다. 정렬 센서(150)의 결과들은, 예를 들어, 정렬을 개선하기 위해 기판 테이블(106)을 포지셔닝하도록 포지셔닝 디바이스(116)를 제어하기 위해 리소그래피 장치(100)의 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 컨트롤러는, 예를 들어, 센서(150)로부터의 신호에 응답하여, 정렬을 개선하기 위해 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 중 하나 이상을 포지셔닝하도록(예를 들어, 요소들(102) 중 하나 이상을 하나 이상의 다른 요소(102)에 대해 포지셔닝하는 것을 포함함) 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)과 연관된 포지셔닝 디바이스를 제어하고/하거나 센서(150)로부터의 신호에 응답하여, 정렬을 개선하기 위해 빔들 중 하나 이상을 포지셔닝하도록(예를 들어, 빔들 중 하나 이상을 하나 이상의 다른 빔에 대해 포지셔닝하는 것을 포함함) 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)과 연관된 편향기를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 정렬 센서(150)는 정렬을 수행하기 위한 패턴 인식 기능성/소프트웨어를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 리소그래피 장치(100)는, 추가로 또는 대안적으로, 레벨 센서(150)를 포함한다. 레벨 센서(150)는 기판(106)이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)로부터의 패턴의 투영에 대해 수평(level)인지를 결정하기 위해 사용된다. 레벨 센서(150)는 기판(114)의 노광 전에 및/또는 노광 동안에 수평을 결정할 수 있다. 레벨 센서(150)의 결과들은, 예를 들어, 수평화를 개선하기 위해 기판 테이블(106)을 포지셔닝하도록 포지셔닝 디바이스(116)를 제어하기 위해 리소그래피 장치(100)의 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 컨트롤러는, 예를 들어, 센서(150)로부터의 신호에 응답하여, 수평화를 개선하기 위해 투영 시스템(108)의 요소(예를 들어, 렌즈 어레이의 렌즈, 또는 더 작은 렌즈 어레이)를 포지셔닝하도록(예를 들어, 렌즈 어레이의 렌즈, 또는 더 작은 렌즈 어레이를 렌즈 어레이의 다른 렌즈 또는 다른 더 작은 렌즈 어레이에 대해 포지셔닝하는 것을 포함함) 투영 시스템(108)(예를 들어, 렌즈 어레이)과 연관된 포지셔닝 디바이스를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 레벨 센서는 기판(106)에서 초음파 빔을 투영함으로써 동작할 수 있고/있거나 기판(106)에서 전자기 방사선의 빔을 투영함으로써 동작할 수 있다.

일 실시예에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서로부터의 결과들은 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)에 의해 제공되는 패턴을 변경하기 위해 사용될 수 있다. 그 패턴은, 예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)과 기판(114) 사이의 광학계(존재할 경우), 기판(114)의 포지셔닝의 불규칙성, 기판(114)의 불균일성 등으로 인해 발생할 수 있는 왜곡을 정정하도록 변경될 수 있다. 따라서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서로부터의 결과들은 비선형 왜곡 정정을 달성하기 위해 투영 패턴을 변경하기 위해 사용될 수 있다. 비선형 왜곡 정정은, 예를 들어, 일관된 선형 또는 비선형 왜곡을 갖지 않을 수 있는, 플렉서블 디스플레이들에 유용할 수 있다.

리소그래피 장치(100)의 동작 시에, 예를 들어, 로봇 핸들러(도시되지 않음)를 이용하여 기판 테이블(106) 상에 기판(114)이 로딩된다. 다음으로 기판(114)은 프레임(160) 및 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 아래에서 화살표(123)로 도시된 바와 같이 X 방향으로 변위된다. 기판(114)은 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정된 다음, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)을 이용하여 패턴에 노광된다. 예를 들어, 기판(114)은 투영 시스템(108)의 초점면(이미지 평면)을 통해 스캐닝되는 한편, 기판은 이동하고 있고, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)은 패터닝 디바이스(104) 내에서 적어도 부분적으로 또는 완전히 "온(ON)" 또는 "오프(OFF)"로 스위칭된다. 패터닝 디바이스(104)의 패턴에 대응하는 피처들이 기판(114) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 기판(114)은 양의 X 방향으로 완전히 스캐닝된 다음, 음의 X 방향으로 완전히 스캐닝될 수 있다. 그러한 실시예에서는, 음의 X 방향 스캔을 위해 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 반대 측에 추가적인 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)가 요구될 수 있다.

도 3은 예를 들어 평판 디스플레이들(예를 들어, LCD들, OLED 디스플레이들 등)의 제조에서 기판들을 노광시키기 위한 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 일부의 개략적인 평면도를 묘사한다. 도 2에 도시된 리소그래피 장치(100)와 같이, 리소그래피 장치(100)는 평판 디스플레이 기판(114)을 보유 지지하기 위한 기판 테이블(106), 기판 테이블(106)을 최대 6 자유도로 이동시키기 위한 포지셔닝 디바이스(116), 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)과 기판(114) 사이의 정렬을 결정하기 위한 정렬 센서(150), 및 기판(114)이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)로부터의 패턴의 투영에 대해 수평인지를 결정하기 위한 레벨 센서(150)를 포함한다.

리소그래피 장치(100)는 프레임(160) 상에 배열된 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)를 추가로 포함한다. 이 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 각각은 방사선 방출 다이오드, 예를 들어, LED이다. 단순화를 위해, Y 방향을 따라 연장되고 기판의 폭을 커버하기에 충분한 열들을 갖는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 3개의 행이 도 3에 도시되어 있는데; 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 더 많은 수의 행들이 프레임(160) 상에 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 각각은 복수의 방사선 빔을 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 도 3에 묘사된 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 각각은 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)를 포함한다(따라서, 도 3에서 102로 라벨링된 각각의 원은 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)를 나타낸다). 또한, 일 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 다수의 행은 도 3에 도시된 바와 같이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 하나 이상의 인접한 행으로부터 Y 방향으로 스태거링된다. 리소그래피 장치(100), 특히 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)은 픽셀-그리드 이미징을 제공하도록 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)은 실질적으로 고정되어 있는데, 즉, 그것들은 투영 동안 크게 이동하지 않는다.

리소그래피 장치(100)의 동작 시에, 예를 들어, 로봇 핸들러(도시되지 않음)를 이용하여 기판 테이블(106) 상에 평판 디스플레이 기판(114)이 로딩된다. 다음으로 기판(114)은 프레임(160) 및 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 아래에서 화살표(123)로 도시된 바와 같이 X 방향으로 변위된다. 기판(114)은 레벨 센서 및/또는 정렬 센서(150)에 의해 측정된 다음, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)을 이용하여 패턴에 노광된다. 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)로부터 기판으로 패터닝 빔들을 투영하기 위해 하나 이상의 렌즈가 사용될 수 있다.

위에 논의된 바와 같이, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)가 투영 시스템(108)의 렌즈와 광학적으로 연관된다. 일 실시예에서, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)로부터의 패터닝 빔들은 투영 시스템(108)의 연관된 렌즈의 시야를 실질적으로 커버한다. 일 실시예에서, 복수의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)는 집합적으로 2차원 방출기 어레이를 형성하고, 각각의 어레이는 투영 시스템(108)의 단일 렌즈와 연관된다. 따라서, 일 실시예에서, 복수의 방출기 어레이가 제공되고, 각각의 어레이는 투영 시스템(108)의 렌즈 어레이(X-Y 평면에서 연장됨)의 단일 렌즈와 연관된다. 따라서, 일 실시예에서, 단일 렌즈는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 어레이에 대한 투영 시스템(108)의 전부 또는 일부를 형성한다.

종래의 리소그래피에서는, 마스크 또는 레티클에 기판 상에 투영될 패턴이 제공된다. 그러한 배열에서, 마스크 또는 레티클은 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔을 부여하기 위해 사용된다. 방사선 빔을 가로질러 마스크 또는 레티클을 그리고 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써, 기판은 마스크 또는 레티클의 패턴에 노광된다. 마스크리스 리소그래피에서는, 전형적으로 개별적으로 제어 가능한 요소들, 예를 들어 틸팅될 수 있는 개별적으로 제어 가능한 미러들의 어레이에 의해 방사선 빔이 부여된다. 요소들을 개별적으로 틸팅시킴으로써, 패터닝된 방사선 빔이 발생될 수 있다. 기판은 그러한 스캐닝 동안 그러한 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝될 수 있고, 패터닝된 방사선 빔의 패턴은 기판 상에 원하는 패턴을 투영하기 위해 연속적으로 조정될 수 있다.

본 발명은 마스크리스 리소그래피 시스템 또는 장치에 대한 다양한 개선들을 제공한다. 상기 개선들은 예를 들어 위에 기술된 바와 같이 리소그래피 장치들에서 구현될 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 마스크리스 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성된 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이를 포함한다. 그러한 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는 프로그램 가능한 미러 어레이 등의 일부를 형성할 수 있다.

그러한 실시예에서는, 제어 가능한 요소들은 예를 들어 미러들일 수 있다.

일 실시예에서, 어레이는 예를 들어 개별적으로 제어될 수 있는 미러들의 2차원 어레이일 수 있다. 본 발명의 제1 양태에 따른 시스템은 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치를 추가로 포함한다. 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해, 제어 가능한 요소들, 예를 들어, 미러들이, 예를 들어, 2개의 상이한 위치에 포지셔닝될 수 있도록 제어될 수 있다. 그러한 배열에서, 제어 가능한 요소들은 예를 들어 제1 위치 또는 제2 위치에 가져와질 수 있고, 그에 의해 요소들은, 제1 위치에 있을 때, 방사선 빔의 일부 또는 부분을 기판을 향해 또는 투영 시스템을 향해 투영하고, 그에 의해 요소들은, 제2 위치에 있을 때, 그 일부 또는 부분을 기판 또는 투영 시스템으로부터 멀어지게 투영한다. 그러한 실시예에서는, 제1 위치는 "온" 위치라고 지칭될 수 있는 반면, 제2 위치는 "오프" 위치라고 지칭될 수 있다.

일반적으로, 패터닝된 방사선 빔은, 기판 상에 투영될 때, 패턴 또는 방사선 스폿들을 야기할 것이다. 모든 제어 가능한 요소들이 제1 위치에 가져와지는 제어 가능한 요소들의 2차원 어레이의 경우, 이는 기판 상에 방사선 스폿들의 2차원 패턴을 야기할 것이다. 그러한 패턴은 도 4에 개략적으로 도시되어 있다.

도 4는 예를 들어 제어 가능한 요소들의 2차원 어레이를 "온" 위치에 포지셔닝하고, 부여된 방사선 빔을, 예를 들어 투영 시스템 또는 렌즈를 통해, 기판 상에 투영함으로써 발생될 수 있는 방사선 스폿들의 2차원 패턴(400)을 개략적으로 도시한다. 이상적으로는, 방사선 스폿들의 규칙적인 그리드 패턴이 획득되어야 하고, 그에 의해 x 방향으로 인접한 스폿들 사이의 거리 Δx는 모든 스폿들에 대해 동등하고, 그에 의해 y 방향으로 인접한 스폿들 사이의 거리 Δy가 모든 스폿들에 대해 동등하고, 전형적으로, 인접한 스폿들 사이의 거리들 Δx 및 Δy는 방사선 스폿들의 직경 또는 단면보다 더 크다.

기판의 각각의 부분 또는 위치를 노광시킬 수 있기 위해, 기판은 방사선 스폿들이 배향되는 X 방향 및 Y 방향으로부터 약간 벗어난 방향으로 방사선 스폿들의 패턴 아래에서 변위되거나 스캐닝될 수 있다.

특히, 도 4에 예시된 바와 같이, X 방향에서의 스폿의 수, 인접한 스폿들 사이의 거리 Δy 및 스폿들의 크기에 기초하여, 각각의 부분 또는 위치가 방사선 스폿에 의해 스캐닝되도록 스캐닝 방향 SD가 선택될 수 있다. 특히, 기판이 방사선 스폿들의 어레이에 대해 방향 SD를 따라 스캐닝되는 경우, 라인들(500)은 방사선 스폿들의 궤적들을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 선택된 스캐닝 방향에 의해, 기판의 전체 영역이 스캐닝될 수 있다. 특히, 상이한 방사선 스폿들의 스캐닝 궤적들은 기판이 방사선 스폿들의 어레이(400)를 가로질러 스캐닝될 때 X 방향으로 갭들이 없는 패턴이 획득되도록 하는 것이다. 숙련된 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 제어 가능한 요소들의 위치를 조정하고 동기화함으로써, 그에 의해 요소들이 "온" 위치 또는 "오프" 위치에 있는지, 그리고 기판의 스캐닝 이동을 제어함으로써, 마스크리스 방식으로 임의의 패턴으로 기판을 조사할 수 있다.

실제로는, 방사선 스폿들의 규칙적인 그리드 패턴이 실현되지 않을 수 있다는 것이 발명자들에 의해 관찰되었다. 오히려, 일반적으로 방사선 스폿들이 원하는 또는 예상되는 규칙적인 그리드 패턴에 대해 변위될 수 있다는 것이 관찰될 수 있다. 도 5 및 도 6은 방사선 스폿들의 불규칙한 패턴의 효과를 개략적으로 도시한다. 특히, 도 5는 스캐닝 방향 SD를 따라 스폿들의 좌측 행의 방사선 스폿들(600)의 대응하는 궤적들(610)과 함께, 규칙적인 패턴으로 방사선 스폿들(600)의 상세한 패턴을 개략적으로 도시한다. 도 6은 도 5에 도시된 바와 동일한 패턴의 방사선 스폿들(600)을 개략적으로 도시한 것이며, 그에 의해 좌측 행의 2개의 방사선 스폿이 원하는 위치에 대해 변위된다. 특히, 방사선 스폿(600.1)의 실제 위치는 원(620.1)으로 나타낸 위치에 있는 반면, 방사선 스폿(600.2)의 실제 위치는 원(620.2)으로 나타낸 위치에 있다. 따라서, 방사선 스폿(600.1)은 어레이의 우측 상부 코너를 향해 변위되는 반면, 방사선 스폿(600.1)은 어레이의 좌측 하부 코너를 향해 벗어난 위치를 갖는다. 이들 벗어난 위치의 결과로서, 방사선 스폿들의 궤적들도 역시 변위되었다. 특히, 방사선 스폿(600.1)의 궤적(610.1)은 방사선 스폿(600.3)의 궤적(610.3)에 더 가깝게 이동한 것으로 보일 수 있는 반면, 방사선 스폿(600.2)의 궤적(610.2)은 방사선 스폿(600.4)의 궤적(610.4)에 더 가깝게 이동한 것으로 보일 수 있다. 그 결과, 방향 SD를 따른 스캐닝 동작 동안, 방사선 스폿(600.1) 및 방사선 스폿(600.3)에 의해 커버되는 영역에서의 오버랩 및 방사선 스폿(600.2) 및 방사선 스폿(600.4)에 의해 커버되는 영역에서의 오버랩이 있을 것이다. 그러한 오버랩은 특정 위치에 적용되는 실제 방사선 선량에 대한 불확실성을 초래하므로 바람직하지 않다. 또한, 방사선 스폿들(600.1 및 600.2)의 궤적들 사이에 갭이 발생하였고, 이로 인해 방향 SD를 따르는 스캐닝 동작 동안 어떠한 방사선 스폿에 의해서도 커버되지 않을 영역이 생긴다는 점이 지적될 수 있다. 그 결과, 기판을 원하는 조사 패턴에 노광시키는 것이 가능하지 않을 수 있다.

도 6에 예시된 바와 같이, 스폿들(600.1 및 600.2)의 방사선 스폿 위치들에서 발생하는 편차들은 표시된 X 방향 및 표시된 Y 방향 둘 다에서 성분을 가지며, Y 방향은 스캐닝 방향에 실질적으로 대응한다.

발생하는 위치 편차는 제어 가능한 요소들의 알려진 어레이들, 예를 들어, 프로그램 가능한 미러 어레이들 등이 구성되는 방식에 기인할 수 있다는 것이 추론되었다.

도 7은 위치가 제어될 수 있는, 제어 가능한 요소들, 특히 미러들(710)의 2차원 어레이(700)의 평면도를 개략적으로 도시하며, 그에 의해 도시된 바와 같은 실시예에서 방사선 빔의 수광된 부분의 편향을 제어하고, 미러들(700)은 X' 방향 및 Y' 방향을 따라 배열된 실질적으로 직사각형 미러들이다. 위에 기술된 바와 같이, 기판을 패터닝하기 위해 사용될 때, 어레이(700)는 전형적으로, 예를 들어 도 4, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, X' 방향을 따라 배열되는 미러들이 기판 상의 X 방향을 따른 스폿들의 어레이를 제공하고, Y' 방향을 따라 배열되는 미러들이 기판 상의 Y 방향을 따른 스폿들의 어레이를 제공하도록 배향된다.

미러들(710)의 위치를 변경하기 위해, 그것들은 전형적으로 틸팅된다. 전형적으로, 미러들, 일반적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축(720)은, 도 7에 예시된 바와 같이, 요소들의 대각선을 따라 배향된다. 그에 따라, 미러(710.1)를 제1 위치, 예를 들어, "온" 위치에 가져오기 위해, 미러(710.1)는 틸팅 축(720)을 중심으로 제1 각도 틸팅된다. 유사하게, 미러(710.1)를 제2 위치, 예를 들어, "오프" 위치로 가져오기 위해, 미러(710.1)는 틸팅 축(720)을 중심으로 제1 각도와는 상이한 제2 각도 틸팅된다. 어레이(700)의 미러들(710)이 "온" 위치에서 틸팅되는 틸팅 각도가 모든 미러들에 대해 동일하지 않을 수 있다는 것이 관찰되었다. 따라서 미러들(710)이 "온" 위치에 포지셔닝될 때 획득된 틸팅 각도들은 상이할 수 있다. 그 결과, 미러들에 의해 편향된 방사선 빔의 부분들은 벗어난 방향들로 편향될 수 있고, 이로 인해, 예를 들어 도 6에 예시된 바와 같이, 기판 상에서 획득된 패턴 또는 방사선 스폿들이 불규칙하게 된다.

스캐닝 방향에 대한 제어 가능한 요소들(710)의 어레이(700)의 배향을 조정함으로써 그러한 불규칙한 패턴의 악영향이 완화될 수 있다는 것이 발명자에 의해 추론되었다. 특히, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 요소들의 틸팅 축이 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이 되는 방식으로 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이를 배열하는 것이 제안된다.

어레이의 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축을, 그것이 기판의 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이 되도록 배향시킴으로써, 제어 가능한 요소들의 틸팅 각도의 변동들은 스캐닝 방향에서의 방사선 스폿들의 패턴의 불규칙성만을 야기할 것이다. 이는 도 8에 예시되어 있다.

도 8은 개별적으로 제어 가능한 요소들의 2차원 어레이를 "온" 위치에 포지셔닝하고, 부여된 방사선 빔을, 예를 들어, 투영 시스템 또는 렌즈를 통해, 기판 상에 투영함으로써 발생되는 방사선 스폿들의 패턴(800)을 예시한다. 도시된 패턴에서, 도트들(800)은 방사선 스폿들의 규칙적인 원하는 패턴을 나타낸다. 방사선 빔의 일부분을 편향시키는 요소의 틸팅 각도의 변동이 스캐닝 방향 SD으로 대응하는 방사선 빔의 변위를 야기하는 방식으로 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축이 배향되어 있다고 추가로 가정된다. 도시된 예에서는, 방사선 스폿들(800.1 및 800.2)을 발생시키는 요소들의 틸팅 각도의 편차가 가정된다. 특히, 방사선 스폿(800.1)의 실제 위치는 원(820.1)으로 표시된 위치에 있는 반면, 방사선 스폿(800.2)의 실제 위치는 원(820.2)으로 표시된 위치에 있다. 알 수 있는 바와 같이, 방사선 스폿들(820.1 및 820.2)의 실제 위치는 여전히 규칙적인 그리드 패턴(800)과 연관된 궤적들(810) 상에 남아 있고, 방사선 스폿들(820.1 및 820.2)은, 스캐닝 방향을 따라, 원하는 위치에 대해, 변위되어 있을 뿐이다. 그 결과, 도 6에 도시된 예와는 대조적으로, 상이한 방사선 스폿들의 궤적들의 위치들이 변경되지 않는다.

그에 따라, 도 6을 참조하여 설명된 악영향들은 도 8의 패턴에 대해 발생하지 않을 것이다.

개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 틸팅 각도를 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이 되도록 배향함으로써, 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소의 틸팅 각도 변동이 스캐닝 방향에서의 대응하는 방사선 스폿의 위치 변동만을 야기하는 효과를 획득한다.

또한, 위치 변동들, 예를 들어, 위치(800.1과 820.1) 사이의 차이가 알려져 있다면, 패터닝 또는 노광 프로세스에 대한 방사선 스폿의 변위의 영향들은, 대응하는 제어 가능한 요소의 타이밍 또는 타이밍 시퀀스를 조정함으로써 고려될 수 있다는 점이 지적될 수 있다.

따라서, 본 발명의 제1 양태에 따른 시스템은 다음의 특징들을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치를 포함하고,

상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이다.

도 4 내지 도 8을 참조하여, 위에 기술된 바와 같이, 스캐닝 방향에 대한 틸팅 축의 특정 배향은 기판을 원하는 패턴에 더 정확하게 노광시키는 것을 허용한다.

방사선 빔을 부여하고 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이를 적용하는 것과 관련하여, 그러한 어레이들이 상업적으로 이용 가능하고, 예를 들어, 제어 가능한 요소들의 수백 개의 행 및 열을 포함할 수 있다는 점이 지적될 수 있다. 그러한 어레이가 기판을 노광시키기 위해 적용되어야 하고, 그에 의해 패터닝된 방사선 빔이 마이크로렌즈 어레이를 이용하여 기판 상에 투영되는 경우, 마이크로렌즈 어레이가 어레이의 각각의 제어 가능한 요소에 대해 대응하는 렌즈 또는 렌즈릿을 갖는다고 가정하면, 다수의 이용 가능한 제어 가능한 요소는 마이크로렌즈 어레이가 바람직하지 않게 커지는 결과를 야기할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 제2 양태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템이 제안되고, 이 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위한 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이, 및 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 투영 시스템을 포함한다. 본 발명의 제2 양태에 따르면, 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 일부분만이 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 사용된다. 그러한 부분은 예를 들어, 생성된 방사선 스폿들의 패턴을 가로질러, 스캐닝 방향 SD로, 기판을 스캐닝함으로써, 기판 상에 원하는 패턴을 생성하기 위해, 도 4 및 도 8에 예시된 바와 같이 적용될 수 있다. 따라서, 스텝-앤-스캔 접근법에 의해, 기판 상의 원하는 영역에 원하는 패턴이 제공될 수 있다.

제어 가능한 요소들의 어레이의 일부만이 사용되는 그러한 접근법은 노광 프로세스에 대한 픽셀 레이트가 저감되는 결과를 야기할 필요가 없다는 점이 지적될 수 있다. 제어 가능한 요소들의 어레이의 일부만이 사용될 때, 패턴 레이트, 즉, 제어 가능한 요소들이 제어되는 레이트는 증가될 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 일 실시예에서는, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하는 시스템이 제공되고, 이 시스템은 방사선 스폿들의 적어도 2개의 2차원 패턴을 기판 상에 동시에 투영하도록 구성된다.

그러한 실시예에서는, 시스템, 특히 시스템의 마이크로렌즈 어레이가 방사선 스폿들의 제1의 2차원 패턴 및 방사선 스폿들의 제1의 2차원 패턴을 기판 상에 동시에 투영하도록 구성될 수 있고, 그에 의해 패턴들은 스캐닝 방향으로 이격된다.

그러한 실시예에서는, 기판의 2개의 별개의 부분이 동시에 스캐닝되고 원하는 패턴을 제공받을 수 있다.

그러한 실시예에서는, 스캐닝 방향에 수직인 방향으로 제1의 2차원 패턴의 폭이 스캐닝 방향에 수직인 방향으로 제2의 2차원 패턴의 폭에 실질적으로 대응하도록 선택될 수 있다. 또한, 스캐닝 방향으로 제1의 2차원 패턴의 길이가 스캐닝 방향으로 제2의 2차원 패턴의 길이에 실질적으로 대응할 수 있다.

도 9는 기판 상에 적용될 수 있는 그러한 방사선 패턴을 개략적으로 도시한다.

도 9는 본 발명에 따른 시스템을 이용하여 발생될 수 있는 방사선 도트들의 패턴(900)의 평면도를 개략적으로 도시하는 것이고, 방사선 도트들의 패턴(900)은 방사선 도트들의 제1의 2차원 패턴(900.1) 및 방사선 도트들의 제2의 2차원 패턴(900.2)을 포함한다. 패턴들(900.1 및 900.2)은 예를 들어 Y 방향으로 길이 L을 가질 수 있고 Y 방향으로 길이 G를 갖는 갭에 의해 분리될 수 있다.

패턴들(900.1 및 900.2)은 복수의 행의, 예를 들어, 50개 내지 200개 범위의 행의, 예를 들어, 100개의 행의 방사선 도트들을 포함할 수 있다. 갭 길이 G는 예를 들어 길이 L과 동등할 수 있거나, L보다 클 수 있는데, 예를 들어 L의 배수일 수 있다. 갭 길이 G는 예를 들어 길이 L의 2배일 수 있다.

도 9는 기판이 방사선 도트들의 패턴(900)을 가로질러 변위될 수 있는 스캐닝 방향 SD를 더 개략적으로 도시한다. 패턴(900)을 가로질러 기판을 스캐닝함으로써, 기판의 영역이 원하는 방사선 패턴에 노광될 수 있다. 일 실시예에서, 방사선 패턴(900)은 2개보다 많은 2차원 패턴, 예를 들어 5개 이상의 패턴을 포함할 수 있다. 패턴(900)의 전체 길이 Lt는 범위가 수 cm일 수 있고, 예를 들어 5cm 초과일 수 있다. 패턴(900)의 폭 W도 범위가 수 cm일 수 있고, 예를 들어 10cm 초과일 수 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 기판에 적용되는 방사선의 선량을 제어하는 방법이 제공된다. 기판이 패턴에 노광될 때, 특정 위치들에서 적용되는 실제 방사선의 선량을 정확하게 제어하는 것이 유리할 수 있고, 그에 의해 방사선의 선량은 예를 들어 제로와 최대값 사이에서 실질적으로 연속적으로 변동될 수 있다. 본 발명의 제3 양태에 따른 방법에 따르면, 변조된 방사선 빔 및 변조된 방사선 빔을 부여할 수 있는 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이가 사용된다.

특히, 이 방법은, 도 10의 흐름도에 나타낸, 다음의 단계들을 포함한다.

제1 단계 1010에서, 기판에 적용되는 방사선의 선량을 제어하는 방법은 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 방사선 빔을 변조하는 단계를 포함하고, 프로파일은 방사선 빔의 복수의 상이한 강도 레벨을 포함한다. 본 발명의 의미 내에서, 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 방사선 빔을 변조하는 것은 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일 또는 패턴에 따라 방사선 빔의 강도를 변조하는 것을 지칭한다. 그러한 변조는 실질적으로 연속적인 방식으로 반복될 수 있는데, 즉, 프로파일 또는 패턴이 반복된다.

제2 단계 1020에서, 본 발명에 따른 방법은 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 변조된 방사선 빔을 발생시키기 위해 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이로 상기 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 방법의 제2 단계 1020에서, 변조된 방사선 빔은 패터닝된 변조된 방사선 빔으로 변환된다; 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는, 시간 경과에 따른 미리 결정된 패턴에 따른 변조 동안, 상기 변조된 방사선 빔을 기판 또는 투영 시스템을 향해 선택적으로 편향시키기 위해 사용된다. 본 발명의 제3 양태에 따르면, 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계 1020은, 기판의 해당 부분을 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 기판의 특정 부분 또는 위치에 대한 요구되는 방사선의 선량 및 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 기초하여, 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정하는 단계를 포함한다. 더 상세히 기술되는 바와 같이, 이는 이용 가능한 상이한 강도 레벨들의 임의의 원하는 조합으로 기판 상의 특정 위치를 노광시키는 것을 허용하고, 따라서 상기 위치에 적용되는 방사선 선량의 정확한 제어를 가능하게 한다.

제3 단계 1030에서, 본 발명에 따른 방법은 패터닝된 변조된 방사선 빔을 기판을 향해 투영하는 단계를 포함한다.

제4 단계 1040에서, 본 발명에 따른 방법은 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하는 단계를 포함하고, 그에 의해 기판의 일부분을 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔에 노광시킨다. 기판의 해당 부분은 변조되는, 즉 미리 결정된 프로파일에 따라 변화하는 강도를 갖는, 그리고 또한 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 부여되는 방사선 빔에 노광되기 때문에, 해당 부분에 의해 수광되는 방사선 선량은 상세한 방식으로 제어될 수 있다.

그에 따라, 변조된 방사선 빔을 부여하는 요소들의 적합한 제어에 의해, 변조된 방사선 빔의 어느 부분이 기판 상에 실제로 적용되는지를 제어할 수 있다. 언급된 바와 같이, 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계 동안, 기판의 해당 부분을 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정한다. 그렇게 함으로써, 기판의 해당 부분은 방사선 빔이 변조되는 프로파일에서 이용 가능한 상이한 강도 레벨들 중 선택된 것을 수광할 것이다. 그 결과, 방사선 선량, 즉 해당 부분이 받는 축적된 방사선이 원하는 방사선 선량에 따라 제어될 수 있다. 이는 다음과 같이 예시될 수 있다:

도 11은 방사선 빔에 적용될 수 있는 프로파일 또는 변조 프로파일(1100)을 개략적으로 도시한다. 개략적으로 도시된 프로파일(1100)은, 시간상 기간 T에 걸쳐 적용된, 8개의 상이한 강도 레벨을 포함한다. 도시된 프로파일(1100)에서, 최고 강도 레벨들은 프로파일의 중간 근처에서 발생하고, 최저 강도 레벨들은 프로파일의 에지들에 배열된다. 그러한 강도 프로파일의 적용은 적용된 선량의 더 정확한 제어를 가능하게 한다는 것이 관찰되었다.

방사선 빔이 그러한 프로파일(1100)에 따라 변조되고 기판이 그러한 변조된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝될 때, 기판 상의 특정 위치는, 묘사된 프로파일에 따라, 변화하는 강도를 받는다.

이는 Y 방향 또는 스캐닝 방향을 따라 전파되는 방사선 빔(1200)을 개략적으로 예시하는 도 12에 예시되어 있다. 도 12는 방사선 빔(1200)을 가로질러 기판을 스캐닝하는 동안 시간상 3회의 순간 t1, t2, t3에서의 방사선 빔(1200)의 위치를 개략적으로 예시하고, 방사선 빔(1200)은 스캐닝 방향으로 폭 Wb를 갖는다. 도 12에서, Y1은 방사선 빔(1200) 아래에서 스캐닝되거나 변위되는 기판의 특정 위치 또는 부분을 나타낸다.

t=t1에서, 기판의 해당 위치 또는 부분 Y1은 방사선 빔(1200)의 전방측(1200.1)과 정렬된다.

t=t2에서, 기판의 해당 위치 또는 부분 Y1은 방사선 빔(1200)의 중간과 실질적으로 정렬된다.

t=t3에서, 기판의 해당 위치 또는 부분 Y1은 방사선(1200)의 후방측(1200.2)과 정렬되고, 기판 상의 추가 위치 Y2는 방사선 빔의 전방측과 정렬된다.

방사선 빔(1100)이 도 11에 도시된 변조 패턴에 따라 변조된 경우에, 위치 Y1은 시간 경과에 따른 패턴의 합산 또는 적분에 대응하는 방사선 선량을 받게 될 것이다.

변조된 프로파일(1100)의 그러한 합산 또는 적분은 기판 상의 특정 부분 또는 위치에 적용될 수 있는 최대 방사선 선량에 대응하는 것으로 간주될 수 있다.

특정 위치, 예를 들어 Y2에서 더 낮은 방사선 선량이 요구되는 경우, 본 발명의 제3 양태에 따른 방법 및 시스템은, 기판의 해당 부분을 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에만 노광시키기 위해, 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 변조된 방사선 빔(1100)을 부여하고 제어 가능한 요소들의 어레이의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정함으로써 그러한 더 낮은 방사선 선량을 실현하는 것을 가능하게 한다.

예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같은 위치 Y2가 최대 방사선 선량의 절반만을 필요로 한다고 가정한다. 그렇게 하기 위해, 제어 가능한 요소, 예를 들어 미러의 틸팅 시퀀스는, 위치 Y2가 방사선 빔(1100)을 가로질러 스캐닝될 때, 방사선 빔이 주기 T의 선택된 부분들 동안에만 기판에 충돌하도록 결정될 수 있다. 달리 말하면, 특정 위치를 스캐닝하는 방사선 빔을 부여하는 제어 가능한 요소가 선택적으로 "온" 위치에 또는 "오프" 위치에 가져와질 수 있고, 따라서 해당 특정 위치를 이용 가능한 방사선 또는 방사선 레벨들 중 선택된 것에만 노광시키며, 따라서 상기 위치에 있는 전체 적용된 방사선 선량에 영향을 미친다.

도 13a 및 도 13b는 제어 가능한 요소의 틸팅 시퀀스들, 및 적용된 결과적인 방사선 프로파일의 두 가지 예를 개략적으로 도시한다.

도 13a의 예에서, 방사선 빔을 부여하는 제어 가능한 요소의 틸팅 시퀀스는 강도가 그것의 최고값들에 있을 때에만 "온" 상태에 있다. 기간 T의 나머지 부분들 동안, 요소는 "오프" 상태에 있고, 어떠한 방사선도 기판 상에 투영되지 않는다. 이는 실제 강도 프로파일(1300)이 프로파일(1100)의 방사선 선량의 대략 절반인 방사선 선량이 되는 결과를 야기한다.

도 13의 예에서, 제어 가능한 요소는 기간 T의 부분들 T1 및 T2 동안 "온" 상태에 있고, 기간 T의 나머지 부분들 동안 "오프" 상태에 있다. 이는 실제 강도 프로파일(1310)이 또한 프로파일(1100)의 방사선 선량의 대략 절반인 방사선 선량이 되는 결과를 야기한다.

숙련된 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 상이한 강도 레벨들의 적합한 선택, 및 제어 가능한 요소에 대한 틸팅 시퀀스에 의해, 특정 위치에서 적용된 방사선 선량의 정확한 제어가 획득될 수 있다. 본 발명의 제3 양태에 따른 방법은 소위 그레이스케일링의 예로 간주될 수 있다. 본 발명에 따르면, 그레이스케일링은, 이용 가능한 방사선 강도들을 선택적으로 적용하기 위해, 방사선 빔의 강도를 변조하는 것과, 또한 상기 변조 동안, 제어 가능한 요소를 제어하는 것 둘 다에 의해 획득된다.

기판 상의 각각의 위치가 원하는 방사선을 수광하도록 하기 위해, 인접한 방사선 스폿들 사이의 임의의 크로스토크가 가능한 한 많이 회피되도록 하는 것도 중요하다. 본 발명의 의미 내에서, 방사선 스폿들 사이의 크로스토크는 특정 제어 가능한 요소에 의해 부여되고 특정 방사선 스폿을 향해 마이크로렌즈 어레이의 특정 렌즈릿에 의해 포커싱되지만 인접한 방사선 스폿에서의 방사선 레벨에 부분적으로 영향을 미치는 방사선을 지칭한다.

이해되는 바와 같이, 크로스토크의 발생은 기판 상의 특정 부분 또는 위치에 적용되는 실제 방사선 선량을 제어하는 것을 더 어렵게 한다.

종래의 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이, 예를 들어, 프로그램 가능한 미러 어레이를, 마이크로렌즈 어레이와 조합하여 적용하는 경우, 원치 않는 레벨의 크로스토크가 여전히 발생할 수 있다는 것이 관찰되었다. 그러한 발생하는 크로스토크를 추가로 저감시키기 위해, 본 발명의 제4 양태에 따른 시스템이 적용될 수 있다. 본 발명의 제4 양태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성된 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이를 포함한다.

본 발명에 따른 시스템은 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치를 추가로 포함한다. 그러한 스테이지 장치는 예를 들어 패터닝된 방사선 빔에 대해 기판을 포지셔닝하기 위한 하나 이상의 포지셔닝 디바이스를 포함할 수 있다. 그렇게 하기 위해, 스테이지 장치는 패터닝된 방사선 빔과 기판 사이의 상대 위치를 특징짓는 측정 신호를 제공하는 위치 측정 시스템을 또한 포함할 수 있다. 본 발명의 제4 양태에 따른 시스템은 패터닝된 방사선 빔을 수광하도록 구성된 투영 시스템을 추가로 포함하고, 이 투영 시스템은:

o 제1 마이크로렌즈 어레이

o 제2 마이크로렌즈 어레이,

o 핀홀 어레이를 포함하고;

상기 제1 마이크로렌즈 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 발생된 상기 패터닝된 방사선 빔을 수광하고 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 상에 투영하도록 구성되고, 상기 제2 마이크로렌즈 어레이는 상기 수광된 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되고, 상기 핀홀 어레이는 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 사이의 상기 패터닝된 방사선 빔의 광로에 배열된다. 본 발명에 따르면, 상기 핀홀 어레이는 상기 기판 상에 투영된 인접한 방사선 스폿들 사이의 크로스토크를 제한하도록 구성된다.

상기 제2 마이크로렌즈 어레이 및 상기 핀홀 어레이의 적용으로 인해, 인접한 방사선 스폿들 사이의 크로스토크가 실질적으로 저감될 수 있다.

도 14는 본 발명의 제4 양태에 따른 시스템에서 적용될 수 있는 투영 시스템(1400)의 일부분을 개략적으로 도시한다.

도 14는 패터닝된 방사선 빔의 부분(1420)을 수광하도록 구성된 제1 마이크로렌즈(1410)를 개략적으로 도시하며, 상기 부분은 예를 들어 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소에 의해 생성된다. 도시된 바와 같은 제1 마이크로렌즈(1410)는 수광된 방사선의 부분(1420)을 제2 마이크로 렌즈(1430)를 향해 투영하도록 구성되고, 상기 제2 마이크로렌즈(1430)는 수광된 방사선을 포커싱하도록 구성되고, 그에 의해 방사선 스폿(1440)을 형성한다. 도시된 바와 같은 투영 시스템(1400)의 일부는, 제1 마이크로렌즈(1410)에 의해 방출된 방사선의 공간 필터링을 제공하도록 구성되는, 핀홀 어레이의 일부인 핀홀(1450)을 추가로 포함한다. 도시된 바와 같은 실시예에서, 핀홀(1450)은 제1 마이크로렌즈(1410)의 초점(1460) 근처에 배열된다.

위에 기술된 시스템들은 유리하게는 리소그래피 장치, 특히 마스크리스 리소그래피 장치에 적용될 수 있다.

또한 본 발명의 다양한 양태들이 유리하게 조합될 수 있다는 점이 지적될 수 있다.

일 실시예에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 및/또는 패터닝 디바이스(104)를 제어하기 위한 컨트롤러가 제공된다. 컨트롤러는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들 중 하나 이상에 의해 방출되는 방사선의 전력을 제어할 수 있다. 컨트롤러는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들 중 하나 이상에 의해 방출되는 방사선의 강도를 변조할 수 있다. 컨트롤러는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이의 전부 또는 일부를 가로질러 강도 균일성을 제어/조정할 수 있다. 컨트롤러는 이미징 에러들, 예를 들어 에텐듀(etendue) 및 광학 수차들(예를 들어, 코마, 비점수차(astigmatism) 등)을 보정하기 위해 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 방사선 출력을 조정할 수 있다.

일 실시예에서는, 원하는 피처 내의 기판 상의 레지스트 층의 영역에 투과되는 방사선은, 해당 영역이 노광 동안 선량 임계치 초과의 방사선의 선량을 수광할 만큼 충분히 높은 강도에 있는 반면, 기판 상의 다른 영역들은 제로 또는 상당히 더 낮은 방사선 강도를 제공함으로써 선량 임계치 미만의 방사선 선량을 수광하도록, 패터닝 디바이스(104)를 제어함으로써, 방사선을 패터닝하는 것이 달성될 수 있다.

실제로는, 원하는 피처의 에지들에서의 방사선 선량은, 피처 경계의 한쪽에서 최대 방사선 강도 그리고 다른 쪽에서 최소 방사선 강도를 제공하도록 설정되더라도, 주어진 최대 선량에서 제로 선량으로 갑자기 변하지 않을 수 있다. 대신에, 회절 효과들로 인해, 방사선 선량의 레벨은 전이 구역을 가로질러 떨어질 수 있다. 다음으로 레지스트를 현상한 후에 궁극적으로 형성된 원하는 피처의 경계의 위치는 수광된 선량이 방사선 선량 임계치 미만으로 떨어지는 위치에 의해 결정된다. 전이 구역을 가로질러 방사선 선량이 떨어지는 프로파일, 및 그에 따른 피처 경계의 정밀한 위치는, 최대 또는 최소 강도 레벨들뿐만 아니라 최대 및 최소 강도 레벨들 사이의 강도 레벨들로 피처 경계 상에 또는 그 근처에 있는 기판 상의 지점들에 방사선을 제공함으로써 더 정밀하게 제어될 수 있다. 이는 일반적으로 "그레이스케일링" 또는 "그레이레벨링"이라고 지칭된다.

그레이스케일링은 기판에 제공되는 방사선 강도가 2개의 값(즉, 단지 최대값 및 최소값)으로만 설정될 수 있는 리소그래피 시스템에서 가능한 것보다 피처 경계들의 위치의 더 큰 제어를 제공할 수 있다. 일 실시예에서는, 적어도 3개의 상이한 방사선 강도 값, 예를 들어 적어도 4개의 방사선 강도 값, 적어도 8개의 방사선 강도 값, 적어도 16개의 방사선 강도 값, 적어도 32개의 방사선 강도 값, 적어도 64개의 방사선 강도 값, 적어도 100개의 방사선 강도 값, 적어도 128개의 방사선 강도 값, 또는 적어도 256개의 방사선 강도 값이 투영될 수 있다. 본 발명의 제3 양태에 따른 방법은 그러한 그레이스케일링을 가능하게 하는 방법으로 간주될 수 있다. 본 발명에 따른 그레이스케일링 방법은 패터닝 디바이스의 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 또는 편향 시퀀스를 적용함으로써 특정 위치에서 선택적으로 적용될 수 있는 복수의 상이한 방사선 강도 레벨을 적용한다. 또한, 그레이스케일링은 복수의 프로그램 가능한 요소 및/또는 편향기를 그룹화하고, 주어진 시간에 스위치 온 또는 오프되는 그룹 내의 요소들 및/또는 편향기들의 수를 제어함으로써 달성될 수 있다.

일 예에서, 패터닝 디바이스는 다음을 포함한 일련의 상태들을 가질 수 있다: (a) 제공되는 방사선이 그의 대응하는 픽셀의 강도 분포에 최소 또는 심지어 제로 기여를 하는 흑색 상태; (b) 제공되는 방사선이 최대 기여를 하는 가장 백색 상태; 및 (c) 제공된 방사선이 중간 기여들을 하는 그 사이의 복수의 상태. 이 상태들은 정상 빔 패터닝/프린팅을 위해 사용되는 정상 세트, 및 결함 요소들의 효과들을 보상하기 위해 사용되는 보상 세트로 분할된다. 정상 세트는 흑색 상태 및 중간 상태들의 제1 그룹을 포함한다. 이 제1 그룹은 회색 상태들로서 기술될 것이고, 이들은 최소 흑색 값으로부터 특정 정상 최대값까지 대응하는 픽셀 강도에 대한 점진적으로 증가하는 기여들을 제공하도록 선택 가능하다. 보상 세트는 가장 백색 상태와 함께 중간 상태들의 나머지 제2 그룹을 포함한다. 이 중간 상태들의 제2 그룹은 백색 상태들로서 기술될 것이고, 이들은 가장 백색 상태에 대응하는 실제 최대값까지 점진적으로 증가하는, 정상 최대값보다 더 큰 기여들을 제공하도록 선택 가능하다. 중간 상태들의 제2 그룹은 백색 상태들로서 기술되지만, 이는 단순히 정상 및 보상 노광 단계들 사이의 구별을 용이하게 한다는 점을 알 것이다. 전체 복수의 상태는 대안적으로 그레이스케일 프린팅을 가능하게 하기 위해 선택 가능한, 흑색과 백색 사이의 회색 상태들의 시퀀스로서 기술될 수 있다.

그레이스케일링은 위에 기술된 것에 대한 추가적인 또는 대안적인 목적들을 위해 사용될 수 있다는 점을 알아야 한다. 예를 들어, 노광 이후의 기판의 처리는, 수광된 방사선 선량 레벨에 따라, 기판의 영역들의 2개보다 많은 잠재적 응답이 존재하도록 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 제1 임계치 미만의 방사선 선량을 수광하는 기판의 일부분은 제1 방식으로 응답하고; 제1 임계치 초과이지만 제2 임계치 미만인 방사선 선량을 수광하는 기판의 일부분은 제2 방식으로 응답하고; 제2 임계치 초과의 방사선 선량을 수광하는 기판의 일부분은 제3 방식으로 응답한다. 따라서, 기판을 가로질러 2개보다 많은 원하는 선량 레벨을 갖는 방사선 선량 프로파일을 제공하기 위해 그레이스케일링이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 방사선 선량 프로파일은 적어도 2개의 원하는 선량 레벨, 예를 들어, 적어도 3개의 원하는 방사선 선량 레벨, 적어도 4개의 원하는 방사선 선량 레벨, 적어도 6개의 원하는 방사선 선량 레벨 또는 적어도 8개의 원하는 방사선 선량 레벨을 갖는다.

방사선 선량 프로파일은, 위에 기술된 바와 같이, 각각의 지점에서 수광되는 방사선의 강도를 단순히 제어하는 것 이외의 방법들에 의해 제어될 수 있다는 점도 또한 알아야 한다. 예를 들어, 각각의 지점에 의해 수광되는 방사선 선량은 대안적으로 또는 추가적으로 상기 지점의 노광의 지속기간을 제어함으로써 제어될 수 있다. 추가 예로서, 각각의 지점은 잠재적으로 복수의 연속적인 노광에서 방사선을 수광할 수 있다. 따라서, 각각의 지점에 의해 수광되는 방사선 선량은, 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 복수의 연속적인 노광의 선택된 서브세트를 이용하여 상기 지점을 노광시킴으로써 제어될 수 있다.

또한, 그레이스케일링에 관한 상기 논의는 포토리소그래피에 초점을 맞추었지만, 유사한 개념들이 본 명세서에서 논의된 재료 퇴적에 적용될 수 있다. 예를 들어, 재료 퇴적과 연관된 그레이스케일링을 제공하도록 전력 레벨들 및/또는 흐름 속도들이 제어될 수 있다.

기판 상에 패턴을 형성하기 위해, 노광 프로세스 동안 각각의 스테이지에서 패터닝 디바이스를 필요한 상태로 설정하는 것이 필요하다. 따라서, 필요한 상태들을 나타내는 제어 신호들이 패터닝 디바이스에 송신되어야 한다. 바람직하게는, 리소그래피 장치는 제어 신호들을 발생시키는 컨트롤러를 포함한다. 기판 상에 형성될 패턴은 벡터 정의 포맷, 예를 들어 GDSII로 리소그래피 장치에 제공될 수 있다. 설계 정보를 제어 신호들로 변환하기 위해, 컨트롤러는 패턴을 나타내는 데이터 스트림에 대해 처리 단계를 수행하도록 각각 구성된 하나 이상의 데이터 조작 디바이스를 포함한다. 데이터 조작 디바이스들은 집합적으로 "데이터 경로(datapath)"라고 지칭될 수 있다.

데이터 경로의 데이터 조작 디바이스들은 다음의 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다: 벡터 기반 설계 정보를 비트맵 패턴 데이터로(그리고 다음으로 요구되는 방사선 선량 맵(즉 기판을 가로질러 요구되는 방사선 선량 프로파일)으로) 또는 요구되는 방사선 선량 맵으로 변환하는 기능; 요구되는 방사선 선량 맵을 각각의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소에 대한 요구되는 방사선 강도 값들로 변환하는 기능; 및 각각의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소에 대한 요구되는 방사선 강도 값들을 대응하는 제어 신호들로 변환하는 기능.

일 실시예에서, 제어 신호들은 유선 또는 무선 통신에 의해 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)에 공급될 수 있다. 또한, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)로부터의 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터의 신호들이 컨트롤러에 전달될 수 있다. 제어 신호들과 유사한 방식으로, 유선 또는 무선 수단에 의해 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 편향기 및/ 또는 센서)에 전력이 공급될 수 있다. 예를 들어, 유선 실시예에서는, 신호들을 운반하는 것들과 동일하든 상이하든 간에, 하나 이상의 라인에 의해 전력이 공급될 수 있다. 전력을 송신하기 위해 슬라이딩 접촉 배열이 제공될 수 있다. 무선 실시예에서는, RF 커플링에 의해 전력이 전달될 수 있다.

이전의 논의는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 편향기 및/또는 센서)에 공급되는 제어 신호들에 초점을 맞추었지만, 이들은 추가로 또는 대안적으로, 적절한 구성을 통해, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)로부터 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터 컨트롤러로의 신호들의 송신을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 통신은 단방향(예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로 또는 이들로부터만) 또는 양방향(즉, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스(예를 들어, 센서)로부터 및 이들로)일 수 있다.

일 실시예에서, 패턴을 제공하기 위한 제어 신호들은 기판 상의 패턴의 적절한 공급 및/또는 실현에 영향을 미칠 수 있는 인자들을 고려하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102), 렌즈들 등 중 하나 이상의 가열을 고려하여 제어 신호들에 정정이 적용될 수 있다. 그러한 가열은 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102), 렌즈들 등의 변경된 포인팅 방향, 방사선의 균일성의 변화 등을 야기할 수 있다. 일 실시예에서, 패턴을 형성하기 위해 제공되었을 제어 신호들을 변경하기 위해 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102) 및/또는 예를 들어 센서로부터의 다른 요소와 연관된 측정된 온도 및/또는 팽창/수축이 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 노광 동안, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)의 온도가 변동될 수 있고, 그 변동이 단일의 일정한 온도에서 제공될 투영 패턴의 변화를 야기한다. 따라서, 제어 신호들은 그러한 변동을 고려하여 변경될 수 있다. 유사하게, 일 실시예에서, 정렬 센서 및/또는 레벨 센서(150)로부터의 결과들이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)에 의해 제공되는 패턴을 변경하기 위해 사용될 수 있다. 그 패턴은, 예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들(102)과 기판(114) 사이의 광학계(존재할 경우), 기판(114)의 포지셔닝의 불규칙성, 기판(114)의 불균일성 등으로 인해 발생할 수 있는 왜곡을 정정하도록 변경될 수 있다.

일 실시예에서, 제어 신호들의 변경은 측정된 파라미터(예를 들어, 측정된 온도, 레벨 센서에 의해 측정된 거리 등)로 인해 발생하는 원하는 패턴에 대한 물리적/광학적 결과들의 이론에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호들의 변경은 측정된 파라미터로 인해 발생하는 원하는 패턴에 대한 물리적/광학적 결과들의 실험적 또는 경험적 모델에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호들의 변경은 피드포워드 및/또는 피드백 방식으로 적용될 수 있다.

일 실시예에서, 리소그래피 장치는 하나 이상의 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)에 의해 기판을 향해 투과되는 또는 투과될 방사선의 특성을 측정하기 위한 센서(118)를 포함할 수 있다. 그러한 센서는 스폿 센서 또는 투과 이미지 센서(transmission image sensor)일 수 있다. 센서는, 예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)로부터의 방사선의 강도, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)로부터의 방사선의 균일성, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)로부터의 방사선의 스폿의 단면 크기 또는 면적, 및/또는 개별적으로 어드레싱 가능한 요소(102)로부터의 방사선의 스폿의 위치(X-Y 평면에서의)를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

비록 이 본문에서는 특정 디바이스 또는 구조물(예를 들어, 집적 회로 또는 평판 디스플레이)의 제조에 있어서의 리소그래피 장치의 사용에 대해 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에서 기술된 리소그래피 장치 및 리소그래피 방법은 다른 응용들을 가질 수도 있다는 점을 이해해야 한다. 응용들은 집적 회로들, 통합 광학 시스템들의 제조, 자구 메모리들, 평판 디스플레이들, LCD들, OLED 디스플레이들, 박막 자기 헤드들, 마이크로 전기 기계 디바이스들(MEMS), 마이크로 광 전기 기계 시스템들(MOEMS), DNA 칩들, 패키징(예를 들어, 플립 칩, 재분배 등), 플렉서블 디스플레이들 또는 전자 기기들(종이와 같이 말 수 있고, 구부릴 수 있고, 변형이 없는 상태로 유지되고, 순응적이고, 튼튼하고, 얇고, 그리고/또는 가벼운 디스플레이들 또는 전자 기기들, 예를 들어, 플렉서블 플라스틱 디스플레이들) 등에 대한 유도 및 검출 패턴들을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 예를 들어 평판 디스플레이에서, 본 장치 및 방법은 다양한 층들, 예를 들어 박막 트랜지스터 층 및/또는 컬러 필터 층의 생성을 돕기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 유리 캐리어 상의 포일 및/또는 롤-투-롤(roll-to-roll) 기법들을 이용하여, 예를 들어, 플라스틱 또는 금속 포일과 같은 플렉서블 기판들 상의 것들을 포함하여, 다양한 전자 및 다른 디바이스들 또는 패턴들의 제조에 본 명세서에서의 동일한 장치의 변형이 사용될 수 있다.

숙련된 기술자는, 그러한 대안적인 응용들의 맥락에서, 본 명세서에서 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 임의의 사용은 각각 "기판" 또는 "타깃 부분"이라는 더 일반적인 용어들과 동의어로 간주될 수 있다는 점을 알 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전에 또는 후에, 예를 들어, 트랙(예를 들어, 전형적으로 레지스트의 층을 기판에 적용하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴) 또는 계측 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용 가능한 경우, 본 명세서의 개시내용은 그러한 그리고 다른 기판 처리 툴들에 적용될 수 있다. 또한, 기판은 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위해 2회 이상 처리될 수 있으며, 따라서 본 명세서에서 사용되는 기판이라는 용어는 다수의 처리된 층을 이미 포함하는 기판을 지칭할 수도 있다.

평판 디스플레이 기판은 직사각형 형상일 수 있다. 이러한 유형의 기판을 노광시키도록 설계된 리소그래피 장치는 직사각형 기판의 전체 폭을 커버하는, 또는 폭의 일부(예를 들어, 폭의 절반)를 커버하는 노광 영역을 제공할 수 있다. 기판은 노광 영역 아래에서 스캐닝될 수 있는 한편, 패터닝 디바이스는 패터닝된 빔을 동기적으로 제공한다. 이러한 방식으로, 원하는 패턴의 전부 또는 일부가 기판에 전사된다. 노광 영역이 기판의 전체 폭을 커버한다면, 노광은 단일 스캔으로 완료될 수 있다. 노광 영역이, 예를 들어, 기판의 폭의 절반을 커버한다면, 기판은 제1 스캔 후에 횡방향으로 이동될 수 있고, 기판의 나머지를 노광시키기 위해 추가의 스캔이 전형적으로 수행된다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는 예컨대 기판(의 일부)에 패턴을 생성하기 위해 방사선 빔의 단면을 변조하기 위해 사용될 수 있는 임의의 디바이스를 지칭하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다. 예를 들어 패턴이 위상 시프팅 피처들 또는 소위 보조 피처들(assist features)을 포함하는 경우, 방사선 빔에 부여되는 패턴은 기판의 타깃 부분 내의 원하는 패턴에 정확히 대응하지 않을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 유사하게, 기판 상에 궁극적으로 생성된 패턴은 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이에 의해 임의의 한 순간에 형성된 패턴에 대응하지 않을 수 있다. 이는 기판의 각각의 부분 상에 형성된 궁극적인 패턴이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이에 의해 제공되는 패턴 및/또는 기판의 상대 위치가 변화하는 주어진 시간 기간 또는 주어진 노광 횟수에 걸쳐 구축되는 배열에서의 경우일 수 있다. 일반적으로, 기판의 타깃 부분 상에 생성된 패턴은 타깃 부분에 생성되고 있는 디바이스, 예를 들어, 집적 회로 또는 평판 디스플레이 내의 특정 기능 층(예를 들어, 평판 디스플레이 내의 컬러 필터 층 또는 평판 디스플레이 내의 박막 트랜지스터 층)에 대응할 것이다. 그러한 패터닝 디바이스들의 예들은, 예를 들어, 레티클들, 프로그램 가능한 미러 어레이들, 레이저 다이오드 어레이들, 발광 다이오드 어레이들, 격자 광 밸브들, 및 LCD 어레이들을 포함한다. 전자 디바이스들(예를 들어, 컴퓨터)의 도움으로 패턴이 프로그램 가능한 패터닝 디바이스들, 예를 들어, 방사선 빔의 인접한 부분들에 대해 방사선 빔의 일부분의 위상을 변조함으로써 방사선 빔에 패턴을 부여하는 복수의 프로그램 가능한 요소들을 갖는 전자적으로 프로그램 가능한 패터닝 디바이스들을 포함하여, 방사선 빔의 일부분의 강도를 각각 변조할 수 있는 복수의 프로그램 가능한 요소들을 포함하는 패터닝 디바이스들(예를 들어, 레티클을 제외하고 이전 문장에서 언급된 모든 디바이스들)은, 본 명세서에서 집합적으로 "콘트라스트 디바이스들"이라고 지칭된다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스는 적어도 10개의 프로그램 가능한 요소, 예를 들어, 적어도 100개, 적어도 1000개, 적어도 10000개, 적어도 100000개, 적어도 1000000개, 또는 적어도 10000000개의 프로그램 가능한 요소를 포함한다. 이들 디바이스들 중 몇몇의 실시예들이 이하에서 좀 더 상세히 논의된다:

- 프로그램 가능한 미러 어레이. 프로그램 가능한 미러 어레이는 점탄성 제어 층 및 반사 표면을 갖는 행렬-어드레싱 가능한 표면을 포함할 수 있다. 그러한 장치의 기본 원리는, 예를 들어, 반사 표면의 어드레싱된 영역들은 입사 방사선을 회절된 방사선으로서 반사하는 반면, 어드레싱되지 않은 영역들은 입사 방사선을 회절되지 않은 방사선으로서 반사한다는 것이다. 적절한 공간 필터를 이용하여, 회절되지 않은 방사선은 반사된 빔으로부터 필터링되어, 회절된 방사선만이 기판에 도달하게 될 수 있다. 이러한 방식으로, 빔은 행렬-어드레싱 가능한 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 대안으로서, 필터는 회절된 방사선을 필터링하여, 회절되지 않은 방사선이 기판에 도달하게 될 수 있다. 회절 광학 MEMS 디바이스들의 어레이가 대응하는 방식으로 사용될 수도 있다. 회절 광학 MEMS 디바이스는 입사 방사선을 회절된 방사선으로서 반사하는 격자를 형성하기 위해 서로에 대해 변형될 수 있는 복수의 반사 리본을 포함할 수 있다. 프로그램 가능한 미러 어레이의 추가 실시예는 작은 미러들의 행렬 배열을 이용하고, 그 각각의 미러는 적합한 국소적인 전계를 적용함으로써, 또는 압전 작동 수단을 이용함으로써 축을 중심으로 개별적으로 틸팅될 수 있다. 틸트의 정도는 각각의 미러의 상태를 정의한다. 미러들은, 요소가 결함이 없을 때, 컨트롤러로부터의 적절한 제어 신호들에 의해 제어 가능하다. 각각의 무결함 요소는, 투영된 방사선 패턴에서 그의 대응하는 픽셀의 강도를 조정하기 위해, 일련의 상태들 중 임의의 상태를 채택하도록 제어 가능하다. 다시 한번, 미러들은 행렬-어드레싱 가능하여, 어드레싱된 미러들이 입사되는 방사선 빔을 상이한 방향으로 어드레싱되지 않은 미러들로 반사하고; 이러한 방식으로, 반사된 빔은 행렬-어드레싱 가능한 미러들의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝될 수 있다. 요구되는 행렬 어드레싱은 적합한 전자 수단을 이용하여 수행될 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 미러 어레이에 대한 더 많은 정보는, 예를 들어, 미국 특허 제5,296,891호 및 제5,523,193호, 그리고 PCT 특허 출원 공개 제WO 98/38597호 및 제WO 98/33096호로부터 얻을 수 있고, 해당 특허들은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

- 프로그램 가능한 LCD 어레이. 그러한 구성의 예가 미국 특허 제5,229,872호에서 제공되고, 해당 출원은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

리소그래피 장치는 하나 이상의 패터닝 디바이스, 예를 들어 하나 이상의 콘트라스트 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그것은 서로 독립적으로 각각 제어되는, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 복수의 어레이를 가질 수 있다. 그러한 배열에서, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이들의 일부 또는 전부는 공통 조명 시스템(또는 조명 시스템의 일부), 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이들에 대한 공통 지지 구조물 및/또는 공통 투영 시스템(또는 투영 시스템의 일부) 중 적어도 하나를 가질 수 있다.

피처들의 사전 바이어싱, 광학 근접 보정 피처들, 위상 변동 기법들 및/또는 다수의 노광 기법들이 이용되는 경우, 예를 들어, 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 상에 "디스플레이되는" 패턴은 기판의 층에 또는 기판 상에 궁극적으로 전사되는 패턴과 실질적으로 상이할 수 있다. 유사하게, 기판 상에 궁극적으로 생성된 패턴은 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 상에 임의의 한 순간에 형성된 패턴에 대응하지 않을 수 있다. 이는 기판의 각각의 부분 상에 형성된 궁극적인 패턴이 개별적으로 어드레싱 가능한 요소들의 어레이 상의 패턴 및/또는 기판의 상대 위치가 변화하는 주어진 시간 기간 또는 주어진 노광 횟수에 걸쳐 구축되는 배열에서의 경우일 수 있다.

투영 시스템 및/또는 조명 시스템은, 방사선의 빔을 유도, 형상화, 또는 제어하기 위해, 다양한 유형의 광학 컴포넌트들, 예를 들어, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 유형의 광학 컴포넌트들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

리소그래피 장치는 기판을 보유 지지하지 않는 다른 테이블(예를 들어, 세정, 및/또는 측정을 위한 테이블 등)과 조합하여 2개(예를 들어, 듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2개 이상의 패터닝 디바이스 테이블) 또는 하나 이상의 기판 테이블을 갖는 유형일 수 있다. 그러한 "다중 스테이지" 머신들에서는, 추가적인 테이블(들)이 병렬로 사용될 수 있거나, 하나 이상의 다른 테이블이 노광을 위해 사용되고 있는 동안 하나 이상의 테이블 상에서 준비 단계들이 수행될 수 있다.

리소그래피 장치는 또한 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해 비교적 높은 굴절률을 갖는 "액침 액체", 예를 들어, 물에 의해 기판의 적어도 일부가 덮일 수 있는 유형일 수 있다. 액침 액체는, 예를 들어, 패터닝 디바이스와 투영 시스템 사이의 리소그래피 장치 내의 다른 공간들에 적용될 수도 있다. 투영 시스템의 NA를 증가시키기 위해 액침 기법들이 사용된다. 본 명세서에서 사용되는 "액침(immersion)"이라는 용어는 구조물, 예를 들어 기판이 액체에 잠겨야 하는 것을 의미하는 것이 아니라, 단지 노광 동안 투영 시스템과 기판 사이에 액체가 위치한다는 것을 의미한다.

또한, 장치는 (예를 들어, 화학 물질들을 기판에 선택적으로 부착하거나 기판의 표면 구조를 선택적으로 개질시키기 위해) 유체와 기판의 조사된 부분들 사이의 상호 작용들을 허용하기 위한 유체 처리 셀을 구비할 수 있다.

일 실시예에서, 기판은, 옵션으로 그의 둘레의 일부를 따라 노치 및/또는 편평한 에지를 갖는, 실질적으로 원형의 형상을 갖는다. 일 실시예에서, 기판은 다각형 형상, 예를 들어 직사각형 형상을 갖는다. 기판이 실질적으로 원형의 형상을 갖는 실시예들은 기판이 적어도 25mm, 예를 들어 적어도 50mm, 적어도 75mm, 적어도 100mm, 적어도 125mm, 적어도 150mm, 적어도 175mm, 적어도 200mm, 적어도 250mm, 또는 적어도 300mm의 직경을 갖는 실시예들을 포함한다. 일 실시예에서, 기판은 최대 500mm, 최대 400mm, 최대 350mm, 최대 300mm, 최대 250mm, 최대 200mm, 최대 150mm, 최대 100mm, 또는 최대 75mm의 직경을 갖는다. 기판이 다각형, 예를 들어 직사각형인 실시예들은, 기판의 적어도 하나의 측면, 예를 들어 적어도 2개의 측면 또는 적어도 3개의 측면이 적어도 5cm, 예를 들어 적어도 25cm, 적어도 50cm, 적어도 100cm, 적어도 150cm, 적어도 200cm, 또는 적어도 250cm의 길이를 갖는 실시예들을 포함한다. 일 실시예에서, 기판의 적어도 하나의 측면은 최대 1000cm, 예를 들어 최대 750cm, 최대 500cm, 최대 350cm, 최대 250cm, 최대 150cm, 또는 최대 75cm의 길이를 갖는다. 일 실시예에서, 기판은 약 250-350cm의 길이 및 약 250-300cm의 폭을 갖는 직사각형 기판이다. 기판의 두께는 변동될 수 있고, 어느 정도까지는, 예를 들어, 기판 재료 및/또는 기판 치수들에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 두께는 적어도 50㎛, 예를 들어 적어도 100㎛, 적어도 200㎛, 적어도 300㎛, 적어도 400㎛, 적어도 500㎛, 또는 적어도 600㎛이다. 일 실시예에서, 기판의 두께는 최대 5000㎛, 예를 들어 최대 3500㎛, 최대 2500㎛, 최대 1750㎛, 최대 1250㎛, 최대 1000㎛, 최대 800㎛, 최대 600pm, 최대 500㎛, 최대 400m, 또는 최대 300㎛이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전에 또는 후에, 예를 들어, 트랙(예를 들어, 전형적으로 레지스트의 층을 기판에 적용하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴)에서 처리될 수 있다. 기판의 속성들은 노광 전에 또는 후에, 예를 들어 계측 툴 및/또는 검사 툴에서 측정될 수 있다.

일 실시예에서, 레지스트 층이 기판 상에 제공된다. 일 실시예에서, 기판은 웨이퍼, 예를 들어 반도체 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 웨이퍼 재료는 Si, SiGe, SiGeC, SiC, Ge, GaAs, InP, 및 InAs로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 III/V 화합물 반도체 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 기판은 세라믹 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 유리 기판이다. 유리 기판은, 예를 들어, 평판 디스플레이들 및 액정 디스플레이 패널들의 제조에 유용할 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 플라스틱 기판이다. 일 실시예에서, 기판은 투명하다(육안에 대해). 일 실시예에서, 기판은 착색된다. 일 실시예에서, 기판은 색이 없다. 일 실시예에서, 기판은 임시 유리 캐리어 상에 플라스틱 포일을 포함한다. 이는 유리 디스플레이와 유사한 방식으로 처리되는 유리 기판 상의, 예를 들어, 폴리이미드의 코팅된 층을 포함할 수 있지만, 여기서 유리는, 예를 들어, UV 레이저 단계를 사용한 처리 후에, 바람직하게는 증가된 강건성 및 취급 용이성을 위해 나머지 포일을 보호 플라스틱 포일로 라미네이트한 후에 제거된다.

일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 기판(114) 위에 있는 것으로서 기술 및/또는 묘사되지만, 그것은 대신에 또는 추가적으로 기판(114) 아래에 위치할 수도 있다. 또한, 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 나란히 있을 수 있는데, 예를 들어, 패터닝 디바이스(104) 및 기판(114)은 수직으로 연장되고 패턴은 수평으로 투영된다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(104)는 기판(114)의 적어도 2개의 대향 측면을 노광시키도록 제공된다. 예를 들어, 적어도 기판(114)의 각각의 대향 측면 상에, 해당 측면들을 노광시키기 위해, 적어도 2개의 패터닝 디바이스(104)가 있을 수 있다. 일 실시예에서, 기판(114)의 하나의 측면을 투영하기 위한 단일 패터닝 디바이스(104) 및 단일 패터닝 디바이스(104)로부터의 패턴을 기판(114)의 다른 측면 상에 투영하기 위한 적절한 광학계들(예를 들어, 빔 유도 미러들)이 있을 수 있다.

실시예들은 다음의 조항들을 이용하여 추가로 기술될 수 있다:

1. 패터닝된 방사선 빔에 의해 기판을 노광시키는 방법으로서,

- 방사선 빔을 제공하는 단계;

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 상기 방사선 빔을 부여하는 단계;

- 상기 방사선 빔으로부터, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키는 단계;

- 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판을 향해 투영하는 단계;

- 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하는 단계를 포함하고, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이다.

2. 조항 1에 따른 방법으로서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소의 틸팅 각도 변동은 상기 제어 가능한 요소에 의해 부여되고 상기 기판을 향해 투영되는 상기 패터닝된 방사선 빔의 일부분의 스캐닝 방향에서의 위치 변동만을 야기한다.

3. 조항 2에 따른 방법으로서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들은 "온" 위치에 포지셔닝됨으로써, 상기 요소에 의해 부여되는 상기 방사선 빔의 일부분이 상기 기판을 향해 투영되게 하고, "오프" 위치에 포지셔닝됨으로써, 상기 요소에 의해 부여되는 상기 방사선 빔의 일부분이 상기 기판으로부터 멀어지게 투영되게 한다.

4. 조항 3에 따른 방법으로서, "온" 위치에 있는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소의 틸팅 각도 변동은 상기 부분의 위치 변동을 야기한다.

5. 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템으로서, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치를 포함하고,

- 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직이다.

6. 조항 5에 따른 시스템으로서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소의 틸팅 각도 변동은 상기 제어 가능한 요소에 의해 부여되고 상기 기판을 향해 투영되는 상기 패터닝된 방사선 빔의 일부분의 스캐닝 방향에서의 위치 변동만을 야기한다.

7. 조항 5 또는 조항 6에 따른 시스템으로서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는 2D 틸팅 미러 어레이와 같은 프로그램 가능한 미러 어레이를 포함한다.

8. 조항 5 내지 조항 7 중 어느 하나에 따른 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.

9. 조항 8에 따른 리소그래피 장치로서, 상기 방사선 빔을 제공하도록 구성된 방사선 소스를 추가로 포함하는, 리소그래피 장치.

10. 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템으로서, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치,

- 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 투영 시스템을 포함하고, 상기 마이크로렌즈 어레이는:

방사선 스폿들의 제1의 2차원 패턴 및 방사선 스폿들의 제2의 2차원 패턴을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되고,

상기 스캐닝 방향에 수직인 방향으로 상기 제1의 2차원 패턴의 폭은 상기 스캐닝 방향에 수직인 방향으로 상기 제2의 2차원 패턴의 폭에 실질적으로 대응하고,

상기 스캐닝 방향으로 상기 제1의 2차원 패턴의 길이는 상기 스캐닝 방향으로 상기 제2의 2차원 패턴의 길이에 실질적으로 대응하고, 상기 제1의 2차원 패턴 및 상기 제2의 2차원 패턴은 상기 스캐닝 방향으로 서로 이격되어 있다.

11. 조항 10에 따른 시스템으로서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들은 "온" 위치에 포지셔닝됨으로써, 상기 요소에 의해 부여되는 상기 방사선 빔의 일부분이 상기 기판을 향해 투영되게 하고, "오프" 위치에 포지셔닝됨으로써, 상기 요소에 의해 부여되는 상기 방사선 빔의 일부분이 상기 기판으로부터 멀어지게 투영되게 한다.

12. 조항 11에 따른 시스템으로서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는 상기 방사선 스폿들의 제1의 2차원 패턴을 발생시키도록 구성된 제1 부분, 및 상기 방사선 스폿들의 제2의 2차원 패턴을 발생시키도록 구성된 제2 부분을 포함한다.

13. 조항 10 내지 조항 12 중 어느 하나에 따른 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.

14. 기판에 적용되는 방사선의 선량을 제어하는 방법으로서, 이 방법은:

- 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 방사선 빔을 변조하는 단계 - 상기 프로파일은 상기 방사선 빔의 복수의 상이한 강도 레벨을 포함함 -;

- 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 변조된 방사선 빔을 발생시키기 위해 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이로 상기 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계;

- 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔을 기판을 향해 투영하는 단계;

- 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하고, 그에 의해 상기 기판의 일부분을 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔에 노광시키는 단계를 포함하고;

상기 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계는:

상기 기판의 상기 부분을 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 상기 기판의 상기 부분에 대한 요구되는 방사선의 선량에 기초하여 그리고 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 기초하여, 상기 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정하는 단계를 포함한다.

15. 조항 14에 따른 방법으로서, 상기 부분이 노광되는 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것의 합은 상기 요구되는 방사선의 선량에 실질적으로 대응한다.

16. 조항 14 또는 조항 15에 따른 방법으로서, 상기 미리 결정된 프로파일의 상기 복수의 상이한 강도 레벨은 상기 미리 결정된 프로파일의 중심에서 또는 그 근처에서 비교적 높은 강도 레벨들을 갖도록 배열된다.

17. 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템으로서, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 방사선 빔을 변조하도록 구성된 방사선 빔 변조기 - 상기 프로파일은 상기 방사선 빔의 복수의 상이한 강도 레벨을 포함함 - 를 포함하고;

상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 변조된 방사선 빔을 발생시키기 위해 상기 변조된 방사선 빔을 부여하도록 구성되고,

상기 시스템은:

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하고, 그에 의해 상기 기판의 일부분을 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔에 노광시키도록 구성된 스테이지 장치,

- 제어 유닛을 추가로 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 기판의 상기 부분을 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 상기 기판의 상기 부분에 대한 요구되는 방사선의 선량에 기초하여 그리고 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 기초하여, 상기 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정하도록 구성된다.

18. 조항 17에 따른 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.

19. 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템으로서, 이 시스템은:

- 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;

- 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치,

- 상기 패터닝된 방사선 빔을 수광하도록 구성된 투영 시스템을 포함하고, 상기 투영 시스템은:

o 제1 마이크로렌즈 어레이

o 제2 마이크로렌즈 어레이,

o 핀홀 어레이를 포함하고;

상기 제1 마이크로렌즈 어레이는 상기 패터닝된 방사선 빔을 수광하고 상기 패터닝된 방사선 빔을 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 상에 투영하도록 구성되고, 상기 제2 마이크로렌즈 어레이는 상기 수광된 패터닝된 방사선 빔을 상기 기판 상에 투영하도록 구성되고, 상기 핀홀 어레이는 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 사이의 상기 패터닝된 방사선 빔의 광로에 배열되고, 상기 핀홀 어레이는 상기 기판 상에 투영된 인접한 방사선 스폿들 사이의 크로스토크를 제한하도록 구성된다.

본 명세서의 설명에서, "렌즈"라는 용어는 일반적으로 언급되는 렌즈와 동일한 기능을 제공하는 임의의 굴절, 반사, 및/또는 회절 광학 요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 이미징 렌즈는 광출력을 갖는 종래의 굴절 렌즈의 형태로, 광출력을 갖는 슈바르츠쉴트 반사 시스템의 형태로, 및/또는 광출력을 갖는 존 플레이트의 형태로 구현될 수 있다. 더욱이, 결과적인 효과가 수렴된 빔을 생성하는 것이면 이미징 렌즈는 비-이미징 광학계를 포함할 수 있다.

특정 실시예들이 위에 기술되었지만, 본 발명은 기술된 바와 다르게 실시될 수도 있다는 점을 알 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 위에 개시된 바와 같은 방법을 기술하는 머신 판독가능 명령어들의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 그러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다.

더욱이, 특정 실시예들 및 예들이 기술되었지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 실시예들을 넘어 본 발명의 다른 대안 실시예들 및/또는 용도들 및 그의 명백한 수정들 및 균등물들로 확장된다는 것을 이 분야의 기술자들은 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 다수의 변형이 상세히 도시되고 기술되었지만, 본 개시내용에 기초하여 본 기술분야의 숙련된 기술자들에게는 본 발명의 범위 내에 있는 다른 수정들이 쉽게 명백할 것이다. 예를 들어, 실시예들의 특정 특징들 및 양태들의 다양한 조합 또는 부분 조합들이 이루어질 수 있으며, 여전히 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 생각된다. 따라서, 개시된 실시예들의 다양한 특징들 및 양태들은 개시된 발명의 다양한 모드들을 형성하기 위해 서로 조합되거나 대체될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 일 실시예에서, 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 공개 번호 제2011-0188016호 및 PCT 특허 출원 공개 제WO 2010/032224호에 개시된 하나 이상의 특징 또는 양태 - 미국 특허 출원 공개 제2011-0188016호 및 PCT 특허 출원 공개 제WO 2010/032224호의 전체 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함됨 - 는 본 명세서에 개시된 하나 이상의 특징 또는 양태와 조합되거나 대체될 수 있다.

Claims (13)

1. 패터닝된 방사선 빔에 의해 기판을 노광시키는 방법으로서,
   - 방사선 빔을 제공하는 단계;
   - 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이에 의해 상기 방사선 빔을 부여하는 단계;
   - 상기 방사선 빔으로부터, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키는 단계;
   - 상기 패터닝된 방사선 빔을 기판을 향해 투영하는 단계;
   - 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하는 단계를 포함하고, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직인, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소의 틸팅 각도 변동은 상기 제어 가능한 요소에 의해 부여되고 상기 기판을 향해 투영되는 상기 패터닝된 방사선 빔의 일부분의 스캐닝 방향에서의 위치 변동만을 야기하는, 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들은 "온" 위치에 포지셔닝됨으로써, 상기 요소에 의해 부여되는 상기 방사선 빔의 일부분이 상기 기판을 향해 투영되게 하고, "오프" 위치에 포지셔닝됨으로써, 상기 요소에 의해 부여되는 상기 방사선 빔의 일부분이 상기 기판으로부터 멀어지게 투영되게 하는, 방법.
4. 제3항에 있어서, "온" 위치에 있는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소의 틸팅 각도 변동은 상기 부분의 위치 변동을 야기하는, 방법.
5. 제1항에 있어서, 기판에 적용되는 방사선의 선량을 제어하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 방법은:
   - 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 상기 방사선 빔을 변조하는 단계 - 상기 프로파일은 상기 방사선 빔의 복수의 상이한 강도 레벨을 포함함 -;
   - 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 상기 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔을 발생시키기 위해 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이로 상기 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계;
   - 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔을 상기 기판을 향해 투영하는 단계;
   - 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 상기 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하고, 그에 의해 상기 기판의 일부분을 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔에 노광시키는 단계를 포함하고;
   상기 변조된 방사선 빔을 부여하는 단계는:
   상기 기판의 상기 부분을 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 상기 기판의 상기 부분에 대한 요구되는 방사선의 선량에 기초하여 그리고 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 기초하여, 상기 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 부분이 노광되는 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것의 합은 상기 요구되는 방사선의 선량에 실질적으로 대응하는, 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 미리 결정된 프로파일의 상기 복수의 상이한 강도 레벨은 상기 미리 결정된 프로파일의 중심에서 또는 그 근처에서 비교적 높은 강도 레벨들을 갖도록 배열되는, 방법.
8. 패터닝된 방사선 빔을 기판 상에 투영하기 위한 시스템으로서, 이 시스템은:
   - 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;
   - 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 방사선 빔을 가로질러 스캐닝 방향으로 기판을 스캐닝하도록 구성된 스테이지 장치를 포함하고,
   - 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 틸팅 축은 상기 스캐닝 방향에 실질적으로 수직인, 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이의 제어 가능한 요소의 틸팅 각도 변동은 상기 제어 가능한 요소에 의해 부여되고 상기 기판을 향해 투영되는 상기 패터닝된 방사선 빔의 일부분의 스캐닝 방향에서의 위치 변동만을 야기하는, 시스템.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는 2D 틸팅 미러 어레이와 같은 프로그램 가능한 미러 어레이를 포함하는, 시스템.
11. 제8항에 있어서,
    - 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이 - 상기 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 상기 패터닝된 방사선 빔을 발생시키기 위해 방사선 빔을 부여하도록 구성됨 -;
    - 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 따라 상기 방사선 빔을 변조하도록 구성된 상기 방사선 빔 변조기 - 상기 프로파일은 상기 방사선 빔의 복수의 상이한 강도 레벨을 포함함 - 를 추가로 포함하고;
    상기 개별적으로 제어 가능한 요소들의 어레이는 상기 개별적으로 제어 가능한 요소들을 틸팅 축을 중심으로 상이한 위치들 사이에서 틸팅시킴으로써 패터닝된 변조된 방사선 빔을 발생시키기 위해 상기 변조된 방사선 빔을 부여하도록 구성되고,
    상기 시스템은:
    - 기판을 보유 지지하도록 구성되고, 상기 기판을 상기 패터닝된 방사선 빔에 노광시키기 위해 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔을 가로질러 상기 스캐닝 방향으로 상기 기판을 스캐닝하고, 그에 의해 상기 기판의 일부분을 상기 패터닝된 변조된 방사선 빔에 노광시키도록 구성된 상기 스테이지 장치,
    제어 유닛을 추가로 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 기판의 상기 부분을 상기 복수의 상이한 강도 레벨 중 선택된 것에 노광시키기 위해, 상기 기판의 상기 부분에 대한 요구되는 방사선의 선량에 기초하여 그리고 시간 경과에 따른 미리 결정된 프로파일에 기초하여, 상기 제어 가능한 요소들의 어레이 중의 요소의 틸팅 시퀀스를 결정하도록 구성되는, 시스템.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 방사선 빔을 제공하도록 구성된 방사선 소스를 추가로 포함하는, 리소그래피 장치.

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