KR20230058447A - 인쇄 회로 기판 생산 및 집적 회로 생산을 위한 포토리소그래픽 직접적 노광 공정들에서의 노광 제어 - Google Patents

인쇄 회로 기판 생산 및 집적 회로 생산을 위한 포토리소그래픽 직접적 노광 공정들에서의 노광 제어 Download PDF

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크리스티안 슈워츠
요나스 버고프
스테판 하이네만
홀거 바그너
스테펜 뤼커
프랑크 주겔
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레이저 이미징 시스템스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 감광성 코팅 내의 2차원 구조물들에 대한 포토리소그래피 직접적 노광 공정들에서의 노광 제어를 위한 디바이스 및 레지스트레이션 데이터를 직접적 노광 데이터로 변환시키기 위한 방법에 관한 것이다. 타겟 마크의 정의된 위치와는 독립적으로 타겟 마크의 레지스트레이션을 허용하는 감광층 내의 2차원 구조물들에 대한 직접적 노광 방법에서의 개선된 노광 제어를 찾기 위한 본 발명의 목적은, 복수의 엔토센트릭 카메라들이 기판(2)의 1차원 이동에 대해 횡으로의 선형 정렬로 레지스트레이션 유닛(1)에서 배열되어 기판(2)의 미리결정된 폭에 걸쳐 갭이 없는 선형 스캐닝 영역(23)을 형성한다는 점에서, 본 발명에 따라 충족된다. 인접한 엔토센트릭 카메라들의 시야각들은 인접한 카메라들(11)의 기판(2)의 중복 이미지 캡처들이 검출될 수 있는 선형 스캐닝 영역(23)을 따른 중첩 영역을 가지며, 컴퓨팅 유닛(5)은 기판 표면(21)의 거리의 삼각측량에 의해 결정되는 타겟 마크의 높이 위치를 추가적으로 사용하여 인접한 엔토센트릭 카메라들의 중복 이미지 캡처들로부터 타겟 마크의 위치를 계산하기 위한 수단을 갖는다.

Description

인쇄 회로 기판 생산 및 집적 회로 생산을 위한 포토리소그래픽 직접적 노광 공정들에서의 노광 제어
본 발명은 감광성 코팅에서의, 바람직하게는 인쇄 회로 기판, 디스플레이 기판, 또는 웨이퍼 상의 2차원 구조물들에 대한 포토리소그래픽 직접적 노광 공정들에서의 노광 제어를 위한 디바이스, 및 레지스트레이션(registration) 데이터를 직접적 노광 데이터로 변환시키기 위한, 특히 요철을 갖는 기판들에 대한 레지스트레이션을 조정하고 "온더플라이(on-the-fly)" 레지스트레이션의 결과로서의 그 변환을 위한 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 "온더플라이" 레지스트레이션은 타겟 마크들의 위치 데이터, 그에 따라 처리될 기판의 위치, 및 그 요철이 기판의 연속적인 이동 중에 연이어서 즉시 검출되고 그 직후의 직접적 노광을 위한 노광 데이터를 조정함으로써 노광 패턴을 기판과 정렬시키기 위해 이용가능한 것을 의미한다. 본 발명의 적용 분야는 특히 인쇄 회로 기판, 디스플레이, 및 칩의 생산에 있어서의 전자 산업 및 반도체 산업에 있다.
주로 가시광선 또는 자외선 스펙트럼 영역의 전자기 복사선에 의해 레이저 빔으로 또는 전자 빔 또는 입자 빔으로 노광 물체 상에 미리결정된 패턴을 쓰기할 수 있는 디스크형 또는 판형 워크피스를 위한 노광 시스템이 종래 기술로부터 알려져 있다. 노광은 마크들(타겟 마크들 또는 타겟들)이 위치해 있는 노광 물체와 노광 디바이스에 저장된 미리결정된 패턴 사이의 올바른 위치 관계를 먼저 생성한 후에 개시된다. 이를 위해, 노광 물체 상에 위치된 타겟 마크들이 하나 이상의 카메라에 의해 검출되고, 노광 영역 앞에서 또는 그 안에서 노광 물체와 노광 패턴이 서로 정렬된다.
높은 공간 정밀도로 수행되어야 하는 노광 공정들과 이러한 노광 공정들에 필요한 판형상 워크피스들을 처리하고 정렬시키기 위한 시간은 인쇄 회로 기판, 디스플레이 기판, 또는 웨이퍼와 같은 판형상 기판들 상에서의 도전성 트레이스들 또는 매우 작은 전자 구조물들의 생산을 위한 스루풋을 증가시키는 데 있어서 제한 요소들이다. 이러한 이유로, 처리 단계들과 노광 단계들을 중첩 방식으로 또는 동시적으로 수행하고 동일한 디바이스에서 전면과 후면이 원하는 방식으로 노광되도록 하여 노광 공정 동안에 유휴 시간을 줄이는 것이 시도되었다. 그러한 해결책들은, 예를 들어, EP 0 951 054 A1, EP 0 722 123 B1, US 6 806 945 B2 및 JP 2010-181519 A에서 개시되어 있다.
직접적 노광 공정에서의 추가적인 과제는 노광 물체 상의 타겟 마크들(타겟들)의 유형, 수량, 및 위치와는 독립적이고 물체 표면에서의 높이 편차와는 독립적으로 레지스트레이션을 가능하게 한다는 점에 있다.
표면 토포그래피를 검출하기 위한 해결책은 공지된 2차원 패턴이 표면에 투영되거나 또는 그렇지 않고 적용되고 표면과 함께 2차원적으로 캡처되고, 표면의 3차원 형상이 표면 내 요철을 통한 패턴의 왜곡에 기초하여 결정되는 WO 2016/115536 A2로부터 공지되어 있다. 그러나, 제한된 해상도로 인해, 이 방법은 잘 구분되지 않는 불규칙성을 검출하는 데에는 적합하지가 않다.
EP 0 954 768 B1은 반도체 웨이퍼에 대한 실제 표면 토포그래피가 노광 설비에서의 노광 이전에 캡처되는 반도체 웨이퍼의 표면에 포커싱하기 위한 디바이스를 설명한다. 이를 위해, 표면이 거리 센서에 의해 높이 정보로서 2차원적으로 검출되고, 이 후 주기적 높이 변동이 결정되고 저장된다. 결정된 주기적 높이 변동에 기초하여, 노광될 웨이퍼 표면의 하위 영역들에 대해 노광 광학계에 대한 최적화된 포커싱 위치가 결정되고, 그에 따라 웨이퍼가 정렬된다. 거리 센서에 의한 높이 정보의 시간 소모적인 획득 및 후속적인 웨이퍼의 정렬은 불리하다.
WO 03/094582 A2는 기판들의 노광에 대한, 특히, 다층 PCB(인쇄 회로 기판)에 대한 레이저 직접적 노광에서의 추가적인 레지스트레이션 제어를 개시하고 있으며, 여기서는 디지털 제어 이미지를 사용하여 기판 상에 임프린팅된 전기 회로 패턴이 이미 존재하는 회로 부분에 정확히 들어맞는 방식으로 디지털 제어 이미지가 전기 회로의 표현의 불균일한 수정에 의해 생성된다. 이를 위해, 선택된 참조 마크들의 레지스트레이션은 존재하는 실제 구조물에 대해 수행된다. 공간 방향에서의 실제 위치와 참조 위치 사이의 불일치에 기초하여, 수정된 스캐닝 래스터로 노광이 수행되도록 노광될 참조 구조물이 수정된다. 노광 헤드에 설치된 카메라는 레지스트레이션을 위해 사용되기 때문에, 기판과 스캐닝 헤드 사이의 상대적 이동에 의해 모든 참조 마크는 불리한 방식으로 접근되어야 한다.
DE 10 2018 132 001 A1으로부터 공지된 것은 인쇄 회로 기판의 직접적 노광에서 사용하기 위해 높은 워크피스 스루풋으로 판형 워크피스들을 처리하기 위한 디바이스이며, 여기서 레지스트레이션 유닛에는, 인쇄 회로 기판 상의 타겟 마크들의 위치들이 미리 공지되어 있을 때 타겟 마크들을 검출하기 위해 인쇄 회로 기판의 이동에 대해 횡측으로 변위가능한 둘 또는 세 개의 영역 카메라들이 장착되어 있다. 처리 시간과 유휴 시간을 감소시킴으로써 인쇄 회로 기판의 처리를 위한 사이클 시간을 최소화하기 위해 카메라들은 동일한 레일 시스템 상에서 두 개의 테이블들을 이동시키면서 인쇄 회로 기판의 레지스트레이션을 위한 처리 경로에 대해 병렬 위치로 교대로 배열된다. 카메라들은 타겟 마크들이 의도적으로 예상되는 PCB 패널의 인쇄 회로 기판 또는 회로의 가장자리 영역을 따라 일정한 간격으로 배열되어 있다. 인쇄 회로 기판 및 웨이퍼에서 점점 더 필요해지고 있는 임의로 배치된 타겟 마크들의 검출은 필요한 카메라 변위로 인해 처리량의 감소를 통해서만 가능하며, 기판 표면의 높이 변동들은 전혀 검출될 수 없다.
EP 2 775 349 A1은 비전 검사 시스템에서 정확한 포커싱 위치를 결정하기 위한 방법을 설명하고 있는데, 여기서는 검사 시스템의 포커싱 위치와 검사될 물체의 위치 사이의 차이가 결정된다. 물체의 이미지는 정확한 포커싱 위치와는 독립적으로 캡처된다. 검사 시스템의 알고리즘은 캡처된 이미지의 특징들에 기초하여 포커싱 위치와 물체의 위치 사이의 차이 크기와 이탈 방향을 계산할 수 있는데, 이는 물체의 위치와 검사 시스템의 포커싱 위치를 상기 차이와 방향에 대응하도록 일치시키는 것에 의해 이루어진다. 상이한 공간적 확장을 가질 수 있고 따라서 관찰된 표면에서 실질적인 높이 차이를 가질 수 있는 다양한 특징적 물체들이 발견되는 현미경분석될 샘플에 대해 설명된 방법에서, 다양한 물체들을 명확하게 검출할 수 있도록 하기 위해 포커싱 위치의 단일 조정이 필요하다. 전체 표면에 대한 높이 프로파일의 검출은 제공되지 않는다.
미국 특허 6,245,585 B1 및 6,449,029 B1은 반도체 웨이퍼의 포토리소그래피에서의 포커싱 위치를 조정하는 방법 및 장치를 설명한다. 노광 전에, 표면의 높이는 노광될 웨이퍼의 각 개별 하위 부분에서 z방향으로 측정된다. 하위 부분들은 래스터 형상으로 배열되고 연속적으로 노광되는 직사각형이다. 5개의 경사 입사 레이저 빔들의 반사가 각 하위 부분의 표면에서 검출되며, 이 레이저 빔들 중 하나는 중심으로 지향되는 반면에, 나머지 4개는 각각 하위 영역의 모서리들 중 하나로 지향된다. 반사의 위치로부터 각 하위 영역의 수직 위치가 참조 높이를 벗어난 오프셋 값들이 결정될 수 있고, 각 하위 영역에 대한 표면 각도가 계산될 수 있다. 그 후 웨이퍼의 정렬이 각 하위 부분의 노광 이전에 저장된 값들에 따라 수행된다. 정렬은 개별적으로 제어가능한 액추에이터들을 통해 수행되며 이에 의해 높이와 각도가 조정된다. 그러나, 전체 하위 영역에 대한 평균화된 수정만이 각 하위 영역에 대해 조정될 수 있다.
사전공개되지 않은 DE 10 2019 128 198.9에서는, 복사선에 의해 권취형 연속 기판 상에 패턴들을 도입시키기 위한 디바이스가 설명되어 있는데, 여기서는 처리 드럼 상에서 팽팽하게 안내되는 연속 기판 상에서 타겟 마크 레지스트레이션 및 패턴 노광이 발생한다. 레지스트레이션 유닛과 처리 유닛이 드럼에서 서로 정반대에 위치할 때, 드럼 곡률로 인한 기판의 높이 변화는, 드럼을 기판의 이동 방향에 대해 세로로 이동시킴으로써 레지스트레이션 유닛의 그리고 처리 빔의 카메라들을 조정하고 포커싱하는 데 활용될 수 있다. 그러나, 디포커싱의 크기의 측정은 기판 표면의 절대적 위치를 결정할 수 있는 추가적인 수단이 필요하다.
US 2004/0223129 A1은 매트릭스로 배열된 복수의 동일한 노광 헤드들을 갖는 노광 디바이스에 대해 평면으로 이동하는 감광성 물질의 2차원 노광을 위한 노광 디바이스를 개시한다. 텔레센트릭(telecentric) 광학계에 의해 노광을 위해 물질 표면 상에 투영되는 2차원 패턴을 형성하기 위해 광원의 광은 각각의 노광 헤드들에서 변조된다. 물질 표면의 다양한 위치들에서의 요철을 보상하기 위해, 각 노광 헤드는 빔 경로에 있는 웨지 프리즘(wedge prism)들의 쌍을 갖고 있으며, 이에 의해, 반사된 레이저 복사선에 기초하여 물질 표면의 변경된 위치로 인한 요철을 거리 센서들이 검출할 때 대물 렌즈와 물질 표면 사이의 광학 길이가 조정된다. 단점은 각 노광 헤드에 대한 개별 추적과 개별 이미지 세그먼트로서의 그의 이미지 필드에 있으며, 이는 인접한 이미지 세그먼트들에서 이미징 스케일의 불규칙한 변화를 야기시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 타겟 마크의 정의된 위치로부터 독립적으로 타겟 마크의 온더플라이 레지스트레이션을 허용하고 고가의 텔레센트릭 대물렌즈의 사용을 회피하는, 인쇄 회로 기판 또는 웨이퍼의 감광층에서의 2차원 구조물들에 대한 직접적 노광 방법에서의 개선된 노광 제어를 위한 새로운 가능성을 발견하는 것이다. 확장된 목적은 기판의 결정된 요철성에 대해서도 노광 패턴의 유연한 조정을 달성하는 것에 있다.
기판 상의 감광성 코팅에서의 2차원 구조물들의 포토리소그래피 직접적 노광에서의 노광 제어를 위한 디바이스에서, 기판 표면 상에 위치된 타겟 마크들의 레지스트레이션을 위한 레지스트레이션 유닛, 레지스트레이션 유닛 아래에서의 기판의 지지 그리고 기판의 1차원 이동의 정의를 위한 이동가능 테이블 시스템, 2차원 구조물들을 도입시키기 위한 처리 빔에 의한 기판의 포토리소그래피 처리를 위한 제어가능 선형 처리 경로를 갖는 처리 유닛, 및 레지스트레이션된 타겟 마크들에 의해 결정된 기판의 위치에 따른 포토리소그래피 처리의 국부적 조정에 의해 처리 경로와 기판 사이의 정렬을 제어하기 위한 컴퓨터 유닛을 포함하고, 상기 언급된 목적은, 복수의 엔토센트릭(entocentric) 카메라들이 기판의 1차원 이동에 대해 횡으로의 선형 정렬로 레지스트레이션 유닛에서 배열되어 기판의 미리결정된 폭에 걸쳐 갭이 없는 선형 스캐닝 영역을 형성하고, 선형 스캐닝 영역의 방향으로 확장된 시야각들을 가지며, 인접한 엔토센트릭 카메라들의 시야각들은 선형 스캐닝 영역을 따라 중첩 영역을 가져서 중첩 영역에서 인접한 카메라들의 기판의 중복 이미지 캡처들을 검출한다는 점에서, 그리고 컴퓨터 유닛이, 기판 표면의 거리의 삼각측량에 의해 결정되는 타겟 마크들의 높이 위치를 추가적으로 사용하여 인접한 엔토센트릭 카메라들의 중첩 영역(13)에서의 중복 이미지 캡처들로부터 타겟 마크들의 위치를 계산하기 위한 수단을 갖는다는 점에서, 본 발명에 따라 충족된다.
레지스트레이션 유닛에는, 이롭게도, 인접한 카메라들의 시야각들이 적어도 시야각의 절반만큼 큰 중첩 영역을 갖는 갭이 없는 연속적인 선형 센서 영역을 생성하기 위해 복수의 엔토센트릭 카메라들이 장착되어 있다. 컴퓨터 유닛은 기판 표면의 임의의 위치들에서의 거리의 삼각측량에 의해 인접한 엔토센트릭 카메라들의 시야각들의 갭이 없는 연속적인 중첩 영역들 내부의 타겟 마크의 위치와는 독립적으로 기판의 폭에 걸쳐 임의의 곳에 위치해 있는 타겟 마크들을 결정하도록 적응된다.
카메라들은 바람직하게는, 라인 형상 스캐닝 영역을, 좁고 갭이 없이, 그리고 큰 스캐닝 길이를 갖는 카메라들을 통해 기판의 전체 폭에 걸쳐 중첩 영역들을 갖도록 형성하기 위해 라인 카메라들이다.
카메라들은 바람직스럽게는, 서로 평행한 광축을 갖고서 기판 표면에 지향되며, 모든 카메라들의 시야각의 중첩 영역들은 동일한 크기를 갖는다.
다른 유리한 구성에서, 2개의 인접한 카메라들은 서로에 대해 경사진 광축을 갖고서 기판 표면에 지향되고, 서로에 대해 경사진 카메라들의 시야각의 중첩 영역은, 2개의 카메라들의 시야각이 기판 표면 상에서 완전히 중첩되도록 하는 방식으로 조정된다.
쌍으로 서로에 대해 경사진 카메라들에 의해 형성되는 중첩 영역은 중첩 영역들이 적어도 기판의 폭에 대응하는 확장부를 가질 때까지 적어도 하나의 추가적인 중첩 영역에서 갭 없이 접해 있다. 기판 표면의 모든 허용가능한 높이 변동(Δz)에 대해 레지스트레이션 유닛의 갭이 없는 스캐닝 영역을 보장하기 위해 서로에 대해 경사진 카메라들의 쌍 사이에 중첩이 제공될 수 있다. 쌍으로 서로에 대해 경사진 카메라들은 바람직하게는 이들이 샤임플러그 조건을 따르도록 하는 방식으로 배열된다.
본 발명의 유리한 구성에서, 컴퓨터 유닛은 추가적으로 기판 표면의 높이 변동(Δz)에 따라 처리 경로를 따른 처리 유닛의 빠른 포커싱 추적을 위한 제어를 가지며, 이는 인접한 엔토센트릭 카메라들의 중첩 영역에서의 중복 이미지 캡처들을 기초로 하는 기판 표면의 타겟 마크들 또는 임의의 이미지화된 구조물들의 삼각측량을 포함한다.
추가적인 바람직한 변형에서, 레지스트레이션 유닛은 타겟 마크들의 검출을 위해 단지 2개의 엔토센트릭 카메라들을 가지며, 카메라들은, 기판이, 유연한 연속 기판으로서, 롤링 테이블 시스템 상에서 높이 변동(Δz) 없이 팽팽하게 안내될 때 카메라의 시야각의 1/100 내지 1/3의 중첩 영역을 갖고서 기판의 이동 방향에 대해 횡으로의 스캐닝 라인 상에 배열되며, 2개의 카메라들의 시야각의 중첩 영역은, 롤링 테이블 시스템 상에서의 시야각의 중첩 영역 내 기판의 두께의 정확한 결정을 목적으로 적용가능하고 롤링 테이블 시스템의 전체 폭에 대해 일정한 것으로 가정될 수 있도록 구성된다.
또한, 레지스트레이션 유닛에는, 바람직스럽게는, 암시야 또는 명시야 조명에 의해 균질하게 조명되는 스캐닝 라인을 실현하기 위해 하우징 내에서 균일하게 분포되도록 배열된 갭이 없는 선형 스캐닝 영역을 조명하기 위한 광원들이 장착되어 있다. 광원들은 연속 조명을 위해 구성되고 밝기, 입사각, 또는 스펙트럼 영역을 포함하는 적어도 하나의 특성을 제어하기 위한 배열을 갖는다.
또한, 광원들은 전자 셔터 원리에 의해 센서 라인들의 적분 시간(integration time)을 제어함으로써 이미지 캡처들을 가능하게 하기 위해 연속 조명에 적응될 수 있다.
본 발명의 추가적인 바람직한 구성에서, 기판의 높이 변동(Δz)에 대한 포커싱 추적은 처리 유닛에 통합된다. 이 포커싱 추적으로, 레지스트레이션 유닛의 인접한 2개의 카메라들에 의해 중복적으로 캡처된 이미지들로부터의 삼각측량에 의해 컴퓨터 유닛에 의해 결정된 높이 변동(Δz)은 레지스트레이션 유닛의 각각의 이미지 지점에 대한 빠른 포커싱 정정에 의해 실시간으로 조정가능하며, 포커싱 추적은 렌즈 위치, 미러 위치, 또는 미러 곡률의 변화에 기초하여 제어가능하다.
포커싱 추적은 이롭게는, 기판의 이동 방향(y)에 대한 적어도 횡방향(x)으로의 미러 곡률의 변화에 기초하여 제어가능하다. 포커싱 추적은 바람직하게는, 기판의 이동 방향(y)으로의 미러 곡률 및 횡방향(x)으로의 미러 곡률의 변화들에 기초하여 개별적으로 제어가능할 수 있다. 바람직스러운 실시예에서, 포커싱 추적은 압전 소자에 의해 미러 곡률의 변화를 통해 제어가능하다.
포커싱 추적은 이롭게는 업스트림 포커싱 광학계 또는 광학적 설계 또는 광학적 제조로부터 초래되는 다른 업스트림 광학 소자들의 이미지 종속적 포커싱 편차를 정정하기 위해 렌즈 위치 또는 미러 위치 또는 미러 곡률의 변화에 기초하여 적용될 수 있다.
전술한 목적은 다음 단계들을 갖는 기판 상의 감광성 코팅에서의 2차원 구조물들의 포토리소그래피 직접적 노광에서의 노광 제어를 위한 방법에서 추가로 충족된다:
기판 상에 위치된 타겟 마크들을 검출하기 위한 레지스트레이션 유닛에서 기판의 이동 방향에 대해 횡으로, 갭이 없는 선형 스캐닝 영역을 형성하기 위해 복수의 엔토센트릭 카메라들을 배열하는 단계 - 엔토센트릭 카메라들은, 인접한 카메라들로부터의 중첩 영역에서 기판의 중복 이미지 캡처들을 획득하기 위해 인접한 엔토센트릭 카메라들에 의해 형성된 중첩 영역을 가지면서 선형 스캐닝 영역을 따라 확장된 시야각들을 가짐 -,
레지스트레이션 유닛 아래에서 정의된 1차원 이동으로 이동가능 테이블 시스템 상에서 기판을 이동시키는 단계,
선형 처리 경로를 따라 제어가능한 처리 빔을 사용한 2차원 구조물들의 포토리소그래피 생산을 위한 처리 유닛을 제공하는 단계,
레지스트레이션 유닛의 선형 스캐닝 영역을 거치는 기판의 1회 통과 동안 기판의 주어진 폭에 걸쳐 임의로 분포된 타겟 마크들의 길이 위치, 폭 위치, 및 높이 위치에 대한 공간적 위치를 검출하는 단계,
기판 표면의 거리의 삼각측량에 의해 인접한 엔토센트릭 카메라들의 중복 이미지 캡처들로부터 결정된 타겟 마크들의 높이 위치를 추가로 사용하여 인접한 엔토센트릭 카메라들의 중첩 영역에서의 중복 이미지 캡처들로부터 기판의 폭에 걸쳐 임의로 분포된 타겟 마크들의 위치를 결정하는 단계,
기판의 이동 방향에 대해 횡으로 배향된 선형 처리 경로를 따라 처리 빔을 제어하기 위한 처리 유닛에 대한 2차원 구조물들을 갖는 기판의 처리의 국부적 조정 및 정렬을 위한 데이터를 계산하는 단계, 및
레지스트레이션된 타겟 마크들에 의해 결정된 기판의 위치에 따른 포토리소그래피 처리의 국부적 조정 및 처리 경로와 기판 사이의 정렬을 제어하는 단계.
바람직한 방법 변형에서, 기판의 폭에 걸쳐 임의로 분포된 타겟 마크들의 공간적 위치의 계산은 기판의 통과 동안 중첩 영역에서 캡처된 중복 이미지들에서의 기판의 추가적으로 검출가능한 구조물들의 삼각측량에 대한 높이 위치에 기초하여 확장되고, 처리 빔의 포커싱의 빠른 포커싱 조정은 렌즈 위치 또는 미러 위치 또는 미러 곡률의 제어에 기초하는 처리 경로를 따른 포커싱 추적에 의해 수행된다.
처리 빔의 포커싱의 빠른 포커싱 조정은 유리하게는 처리 빔에 대한 통상적인 스캐닝 주파수보다 적어도 2배 내지 3배 더 높은 주파수에서 수행된다.
본 발명은 일반적으로 텔레센트릭 대물렌즈가 장착되고 기판들의 정의된 부분들 위에 정확하게 수직으로 배열되는 2차원 센서들(예를 들어, CCD 카메라, CMOS 카메라)을 갖는 하나 이상의 카메라가 레지스트레이션 시스템을 위해 사용된다는 기본적인 고려사항에 기초한 것이다. 따라서, 검출된 위치들은 대물렌즈의 포커싱 위치가 두께 또는 토포그래피의 변화로 인해 기판에 대해 시프트되더라도 텔레센트릭 카메라들의 이용가능한 포커싱 심도 내에서 일정하게 유지된다. 구성과 관련된 이유로, 텔레센트릭 대물렌즈는 비교적 고가이고 부피가 커서 대물렌즈의 기계적 치수는 항상 캡처될 이미지 필드보다 커야 한다. 따라서, 텔레센트릭 대물렌즈는 직선을 따라 위치된 복수의 카메라들에 의한 갭이 없는 이미지 캡처들을 허용하지 않으며, 오히려 이것은 이러한 목적을 위해 복수의 평행 라인들을 따라 오프셋 배열되어야 할 것이다. 또한, 타겟 마크 위치의 고도로 정확한 결정을 위해 그리고 노광 패턴의 정확한 정렬 및 조정을 위해 상당한 중요성을 취득하는, 기판의 높이 편차들의 내재적 결정은 불가능하다.
본 발명은, 선형 스캐닝 영역의 각 기판 위치에 대한 상이한 카메라들의 복수의 카메라 이미지들로부터 높이 차이들의 삼각측량이 가능한 정도로 시야각들이 중첩되어 있는 엔토센트릭 대물렌즈를 갖는 카메라들에 의해, 또는 샤임플러그 조건을 준수하면서 2개의 인접한 카메라들의 시야각의 완전한 중첩을 허용하고 따라서 단지 2개의 카메라 이미지들로부터 선형 스캐닝 영역의 각 기판 위치에 대한 삼각측량을 허용하도록 기판에 대해 경사져서 위치된 다중 카메라들의 정의된 배열에 의해, 기판과 라인 형상 스캐닝 영역 사이의 점진적인 상대적 이동 동안의 전체 기판 폭에 걸친 일종의 라인 형상 이미지 스캐닝(이하 FPSS[Full Panel Scan System])의 조합을 통해 이러한 문제를 해결한다.
사진 분야로부터의 정의들이 본 발명의 의미 내에서 "시야각"을 위해 사용된다. 따라서 시야각은 카메라 포맷(이 경우 레지스트레이션 유닛의 카메라)의 가장자리들에 의해 제한되는 물체 공간의 시야각으로서 이해된다. 따라서, 이 경우 시야각은 (또한 종종 사용되며 카메라 포맷의 실제 사용되는 종횡비와는 독립적으로 최대 시야각을 지정하는 대각선과는 대조적으로) 카메라 포맷의 높이와 폭에 의해 결정된다. 카메라 포맷은 센서 포맷에 의해 미리결정되며, 그런 이유로 물체측 시야(field of view; FOV)가 수평 및 수직 시야각에 의해 대향되는 물체 공간으로서 대물 렌즈 이미징을 통해 정의된다.
이미지 포맷 - 카메라 포맷의 높이(H)와 폭(B) - 과는 별개로 시야각은 실질적으로 대물렌즈의 실제 포커싱 길이(f)에 의해서만 결정된다. 그러나, 포커싱 길이(f)는 대물렌즈가 "무한대"(물체측 텔레센트릭 대물렌즈)로 조정된 경우에만 시야각을 직접 정의하는 데 사용될 수 있다. 유한 물체 거리(짧은 물체 거리)에서 물체를 이미징할 때, 이미지 거리(b)는 포커싱 길이(f)보다 크고, 후자를 대체하여, 카메라 포맷의 폭(B)에 대해 다음과 같은 수평 시야각이 주어진다
Figure pct00001
라인 카메라들을 사용할 때, 방정식 (1)에 따른 수평 시야각은 사실상의 선형 센서 포맷으로 인해 카메라의 결정적인 시야각이며 따라서 그 자체로 선형 물체측 시야를 정의하는 데 사용될 수 있다.
국부적 삼각측량을 통해 엔토센트릭 카메라들로 스캐닝 라인을 따라 결정되는 기판의 높이 편차는 타겟 마크들의 정확한 2차원 레지스트레이션뿐만 아니라, 또한 처리 경로를 따라 선형적으로 이동하는 처리 빔의 포커싱 위치의 지점 정밀 추적을 위해 사용가능하다. 레지스트레이션된 타겟 마크 위치들과의 노광 패턴의 일반적인 정렬을 위한 처리 경로를 따른 처리 빔의 추적은 검출된 높이 변동들에 기초하여 처리 빔의 빠른 포커싱 변화를 위한 메커니즘을 조정하는 것에 의해 추가로 보완될 수 있다. 포커싱 변화는 (다각형 스캐너들에서의 0.5 내지 1kHz의) 처리 빔의 일반적인 스캐닝 주파수의 적어도 2배 내지 10배의 주파수에서 수행되어야 하며, 따라서 간단한 선형 위치 변화 또는 렌즈 또는 미러의 곡률의 반경 변화에 의해 제어가능해야 한다.
본 발명은 인쇄 회로 기판 또는 웨이퍼 상의 감광층에서의 2차원 구조물들에 대한 직접적 노광 공정들에서의 개선된 노광 제어를 위한 새로운 가능성을 실현하며, 이는 정의된 노광 필드들에 대한 타겟 마크들의 고정된 공간적 사양과는 독립적으로 선형 스캐닝 영역에 의해 타겟 마크들의 "온더플라이" 레지스트레이션을 허용하고 고가의 텔레센트릭 대물렌즈의 사용을 회피하며 또한 기판의 결정된 요철성에 대한 노광 패턴의 유연한 정렬 및 조정을 가능하게 해준다.
본 발명을 실시예 예시들과 도해들을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명할 것이다. 도면들은 다음을 도시한다:
도 1은 물체 이동에 대한 횡방향으로 전체 물체 폭에 걸친 라인 형상 스캐닝 영역을 달성하기 위해 중첩 이미지 영역들을 갖는 엔토센트릭(entocentric) 카메라들의 라인 배열을 포함하는 다중 카메라 구성으로서 형성된, 타겟 마크들을 획득하기 위한 레지스트레이션 유닛의 개략도이다.
도 2는 쌍으로 서로에 대해 경사져 있고, 샤임플러그(Scheimpflug) 조건을 만족시키며, 쌍으로 완전히 중첩되는 이미지 영역을 갖는 엔토센트릭 카메라들로 카메라들의 선형 배열이 형성되는 다중 카메라 구성으로서 형성된 레지스트레이션 유닛의 개략도이다.
도 3은 샤임플러그 조건 하에서의 엔토센트릭 카메라의 정렬의 실현을 위한 개략도이다.
도 4는 레지스트레이션 유닛의 2개의 선택된 연속적 실행 라인 스캔들의 개략 사시도 및 2개의 선택된 라인 스캔들에 따른 물체의 높이 변동의 결과들을 도시하는 도면이다.
도 5는 2개의 인접한 엔토센트릭 카메라들의 중첩 영역에서의 높이 측정에 사용되는 삼각측량 방법을 도시하는 개략도이다.
도 6은 기판 표면의 확대된 높이 변동을 갖는, 물체의 이동 방향에 대해 횡방향인 측면도에서의 본 발명의 개략도이며, 레지스트레이션 유닛은 삼각측량에 의해 수행된 높이 측정을, 도면 평면에 직각으로 스캐닝되는 처리 빔 내부의 포커싱의 포인트 정밀 제어(point-accurate control)로 변환하기 위해 컴퓨터 유닛을 통해 처리 유닛에 개략적으로 연결되어 있다.
도 7은 롤링 테이블 시스템 상에서 팽팽하게 안내되는 연속 기판 상의 기판 이동 방향에 대해 횡으로 있는 처리 유닛 및 레지스트레이션 유닛을 갖는 본 발명의 개략적인 사시도이다.
도 8은 이동가능 대물 렌즈에 의한 실제 포커싱 추적을 위한 포커싱 제어의 실현을 위한 개략도이다.
도 9는 고정 각도 미러와 이동가능 역반사체에 의한 실제 포커싱 추적을 위한 포커싱 제어의 실현을 위한 개략도이다.
도 10은 선형 액추에이터로 미러 곡률을 변경하는 탄성적 벤딩가능 미러 요소의 구현의 사시도이다.
도 11은 도 10의 벤딩가능 미러 요소의 개략도이다.
도 12는 기판의 이동 방향으로 그리고 횡방향으로 개별적으로 미러 제어를 위한 각각의 경우에서의 도 10에 따른 탄성 미러 요소를 통한 포커싱 추적의 실현의 개략도이다.
도 1에 따른 유리한 기본 변형에서, 본 발명에 따른 레지스트레이션 유닛(1)은 복수의 카메라들(11)을 포함하며, 복수의 카메라들(11)은 기판(2)의 평면 내에서 자신들의 광축들(111)이 기판(2)의 지나가도록 안내된 이동 방향에 대해 횡으로 있는 라인(스캐닝 라인(23), 도 1, 도 4, 도 6에서만 도시됨)에 지향되도록 선형 구성을 형성하며, 통과하는 기판 폭은 적어도 부분적으로 서로 중첩하는 카메라들(11)의 시야각(112) 또는 라인 형상 필드에 의해 완전히 커버된다. 이는 대물렌즈(15)가 텔레센트릭(telecentric)이 아닌 엔토센트릭이기 때문에 가능하다. 또한, 라인 카메라들로서의 카메라(11)에는 병렬로 배열된 하나 또는 소수의 센서 라인(114)이 장착되어 있다.
개별 센서 라인(114)(소위 말하는, 라인 카메라, 도 1에서 도시되지 않음)을 갖는 카메라(11)의 배열은 확장가능한데, 즉, 복수의 카메라(11)를 조합하는 것에 의해 모든 필요한 스캐닝 폭이 달성될 수 있다. 타겟 마크(22)의 정확한 위치는 두 카메라들(11)의 시야각(112)의 중첩 영역(13)에서만 결정될 수 있으므로, 중첩되지 않는 영역들은 정확한 측정을 받지 못하며, 중첩 영역(13)이 시야각(112)의 절반으로 제한되는 한 카메라(11)의 시야각(112)의 절반만이 기판(2)의 가장자리 영역들에서 사용될 수 있다. 따라서, 도 1에서는 기판(2)의 가장자리 영역에 있는 카메라(11)에 대해서는 시야각(112)의 절반만이 도시되어 있다.
레지스트레이션 유닛(1)은 타겟 마크(22)(도 2와 도 7에서만 도시됨)에 대해 스캐닝될 기판(2)의 이동 방향에 대해 횡으로 자신의 세장형 하우징(12)을 갖도록 배향되며, 기판(2)은 테이블 시스템(3)(지지면으로서만 도시됨) 상에서 레지스트레이션 유닛(1)을 통하여 그리고 그 아래에서 안내된다. 도 1에서의 측면도로부터 살펴볼 수 있는 바와 같이, 레지스트레이션 유닛(1)은 기판 표면(21)으로부터 짧은 거리에서 집약적 조명(intensive illuminating) 수단을 갖는다. 광원(17)으로서의 조명 수단은 자신의 조명 광이 카메라(11)의 방향으로 직접 광을 발산하지 않고서 기판(2)만을 조명하도록 배열되어 있으며, 조명은 상이한 경사 입사각들 하에서 그리고 가능하게는 상이한 스펙트럼 색상들로 발생할 수 있다(암시야 조명). 대안적으로, 광원(17)의 광은 명시야 조명(미도시됨)으로서 직접적으로 카메라(11)의 기록 빔 경로에 커플링되는 것이 또한 가능하다.
도 1에서 선택된 카메라 구성은 서로 평행하게 정렬된 광축(111)을 갖는 5개의 카메라들(11) 및 각 카메라(11)의 시야각(112)의 절반에 대응하는 카메라(11)의 상대적으로 큰 중첩 영역(13)을 포함한다. 이러한 방식으로, 기판(2)의 전체 폭에 걸쳐 갭이 없는 대략적으로 라인 형상의 스캐닝이 달성되어, 기판(2)이 도 1의 측면도 내 우측에서 도시된 화살표로 표시된 바와 같이 횡으로 이동될 때 기판 폭을 따라 위치된 타겟 마크들(22) 모두를 기계적인 카메라 이동 없이 하나의 스캔으로 검출하는 것이 가능하다. 사실상의 라인 형상 스캐닝이 라인 카메라들의 형태의 카메라(11)가 장착된 레지스트레이션 유닛(1)에 의해 실현된다. 기판(2)의 이동 방향에 대해 횡으로 있는 라인 형상 스캐닝 영역을 생성하기 위해, 엔토센트릭 카메라(11)는 자신들의 시야각들(112)이 중첩되고 스캐닝 라인(23)을 따라 중첩 영역(13)을 형성하도록 스캐닝 라인(23)(도 2에서만 도시됨) 상의 평면(미도시됨)에 놓이는 광축(111)을 갖고 기판 표면(21)에 지향되어야 한다.
500 내지 635mm의 일반적인 기판 폭으로, 포커싱 영역에서 330mm의 스캐닝 길이를 갖는 (라인 카메라들의 형태의) 엔토센트릭 카메라(11)는 현재 요구되는 해상도(기판(2) 상에서 8 내지 12μm/픽셀)를 위해 사용될 수 있어서, 5개의 카메라(11)가 장착된 레지스트레이션 유닛(1)이 기판 폭(기판(2)의 횡 치수)의 방향으로 카메라(11)의 광축(111)의 165mm 거리를 갖고 기판의 전체 폭을 완전히 커버할 수 있으며, 스캐닝 라인(23) 상의 모든 위치가 인접 카메라들(11)의 2개의 상이한 카메라 이미지들에서 동시에 그리고 중복적으로 획득된다. 이 예시에서, 스캐닝 라인(23)으로 지향되는 5개의 카메라들(11)은 660mm의 총 스캐닝 길이를 제공하고, 현시점 최대 기판 폭(635mm)이 25mm만큼 초과되고 중첩 영역(13)의 추가적인 약간의 중첩(14) 및 기판의 가장자리 영역을 넘어서는 신뢰할 수 있는 스캐닝이 이에 따라 가능하기 때문에, 카메라들(11)의 위치 허용오차 또는 마운팅 허용오차 및/또는 기판(2)의 높이 변동(Δz)의 경우에서도 갭 없는 이중 스캐닝을 보장하기 위해 함께 더 가깝게 이동될 수 있다.
도 1에 따른 전술한 카메라(11)의 배열로, 실제로 라인 형상이고 2000보다 큰 길이/폭 종횡비를 갖는 스캐닝 영역이 스캐닝 라인(23)을 따라 스캐닝될 수 있다. 레지스트레이션 유닛(1)은 일반적으로 1000 초과 내지 100,000의 길이/폭 종횡비를 갖는 스캐닝 라인(23)을 가질 수 있다. 기판(2)의 이동 방향(y)에서의 스캐닝 폭은 컴퓨터 유닛(5)에 의해 카메라(11)의 독출 모드 및 속도의 전자 제어(동기화)에 의해 조정될 수 있다.
서로 평행한 광축(111)을 갖고 도 1에 따라 배열된 카메라들(11)은 스캐닝 라인(23)(도 2, 도 4, 도 6에서만 도시됨)을 따라 함께 매우 가깝게 배열되어, 인접한 카메라들(11)은 서로 적어도 시야각(112)의 절반의 중첩 영역(13)을 형성하고, 3개 이상의 카메라들(11)의 경우에서, 기판(2)의 높이 변동(Δz) 및 부정확한 기계적 정렬의 경우에 중첩 영역(13)을 갖는 기판 표면(21)의 갭 없는 커버리지가 또한 보장된다면, 다음으로 가장 가까운 카메라(11)의 시야각(112)과의 추가적으로 약간의 중첩(14)만이 있을 뿐이다.
카메라(11)의 광축(111)이 기판(2)에 수직으로 정렬되어 있기 때문에, 기판(2)의 가장자리 영역에서 항상 중첩 영역(13)이 또한 있도록 하기 위해 시야각(112)의 절반만이 기판(2)의 또는 카메라(11)에 의해 형성된 스캐닝 라인(23)의 가장자리들에서 사용가능하다. 이는 필요한데, 그 이유는, 엔토센트릭 카메라(11)의 경우, 카메라 이미징에서 기판(2) 상에 존재하는 타겟 마크(22)의 측위가 - 광축(111)으로부터 타겟 마크(22)의 거리가 멀수록 - 각각의 카메라(11)의 포커싱 평면(Fn)(도 5에서만 도시됨)으로부터 기판 표면(21)의 거리에 매우 민감한 방식으로 의존하기 때문이다. 따라서, 기판(2)의 표면(21) 상에 임의로 위치하는 타겟 마크(22)의 거리를 결정하기 위해, 삼각측량이 스캐닝 라인(23)을 따라 인접한 카메라들(11)의 2개의 카메라 이미지들로부터 수행되고, 또한 기판(2) 상에서 - 타겟 마크(22)와는 별개로 - 분석가능한 구조물들이 있는 한 스캐닝 라인(23)의 두 개 지점마다 계속될 수 있다.
z 방향에서, 기판 표면(21)의 높이 변동(Δz)의 정확한 결정은 검출가능한 지점(분석가능한 구조물)을 갖는 영역으로 제한되며, 기판(2)의 높이 프로파일은 경우에 따라 보간된 값들에 의해 보완되어야 한다.
기판 표면(21)의 거리의 삼각측량은 타겟 마크(22)의 스캐닝 위치를 결정하는 데 있어서 중요한데, 그 이유는, 이 타겟 마크(22)가 카메라(11)의 시야각(112)의 가장자리에 가까워질수록, 기판(2)의 표면(21)의 임의의 높이 변동(Δz)이 타겟 마크(22)의 x 및 y 좌표를 결정할 때 상당한 측정 오류를 야기시킬 수 있기 때문이다.
레지스트레이션 유닛(1)의 하우징(12)에서 기판(2)으로부터 약간의 거리에 위치되고 다양한 경사 입사각으로 배열되는 광원(17)은 카메라(11)의 광축(111)의 입사 지점들에 의해 정의되는 스캐닝 라인(23)의 선태적 조명을 위해 제공된다.
위에서 이미 언급한 바와 같이, 이미지 캡처 영역(시야각(112))의 절반은 도 1에 따른 카메라 배열에서 외부 카메라(11)에 의해 사용되지 않을 수 있다. 위에서 언급한 단점들은 회피될 수 있고, 최적의 사용이 도 2에서 도시된, 샤임플러그 원리에 기초하는 대안적 시스템 배열에 의해 서로에 대해 경사져 있는 인접한 카메라들(11) 각각의 전체 시야각(112) 내부의 스캐닝 영역으로 이루어질 수 있다. 그러나, 카메라(11)의 배향과 조정 및 대물렌즈(15)에 대한 요구가 증가하고 있다.
도 1에 따른 제1의 갭없는 레지스트레이션 원리는 > 635mm(> 25")의 총 검출 폭을 위해 5개의 카메라들(11)을 사용하지만, 레지스트레이션 유닛(1)의 동일한 검출 폭이 도 2에 따른 배열 원리에서 4개의 카메라(11)만으로 스캐닝될 수 있다.
모든 카메라들(11)에 대한 검출 폭은 처리 유닛(4)(도 6과 도 7에서만 도시됨)의 최대 처리 영역보다 크도록, 즉, 예를 들어, 다각형 스캐너에 의해 스캐닝된 처리 빔(45)(도 6과 도 7에서만 도시됨)에 의해 생성된, 기판(2) 상의 처리 경로(41)의 최대 길이보다 크도록 치수화된다.
카메라(11)의 수량 및 배열에 대한 제2 조건은 요구되는 물체측 광학 해상도인데, 이는 검출될 타겟 마크의 크기에 따라 종종 대략 10μm/픽셀로 고정되며 제안된 예시들에서는 대략 11μm/픽셀로 실현된다. 제3 경계 조건은 1000mm/s 내지 1800mm/s의 기판 속도에서 인쇄 회로 기판의 원하는 스루풋에 적응되는 스캐닝 속도에 관한 것이다.
높은 독출 속도, 긴 라인 길이에 기초한 스캐닝 폭의 최대화, 및 센서 라인(114)의 수용가능한 가격 사이의 절충안으로서, 3000개보다 많은 픽셀들과 11μm x 11μm 가장자리 길이를 갖는 센서 라인(114)을 갖는 라인 카메라가 카메라(11)를 위해 주로 사용된다. 라인 카메라의 해상도에 대한 기판(2)의 필요한 폭의 조정은 카메라(11)의 대물렌즈(15)의 이미징 스케일에 의해 수행된다.
도 1과는 대조적으로, 도 2는 도 1에서와 동일한 스캐닝 영역(635mm)을 위한 타겟 마크(22)의 갭없는 레지스트레이션을 가능하게 하기 위해 스캐닝 라인(23)을 따라 균일한 카메라 평면에서 서로에 대해 경사져 있는 광축(111)을 갖는 4개의 카메라들(11)의 구성을 도시한다. 2개의 카메라들(11)은 카메라들(11)의 쌍을 형성하며, 이들은 샤임플러그 조건에 따라 위치되고 바람직하게는 2개의 카메라들(11)의 시야각(112)의 완전한 중첩에 대응하는 이들의 시야각(112)의 더 큰 중첩 영역(13)을 함께 갖는다.
기판(2)이 2개의 인접한 카메라(11)의 시야각(112)으로부터 이 스캐닝 라인(23)보다 넓지 않은 경우, 스캐닝 라인(23)을 따른 각각의 기판 지점에 대한 삼각측량은 서로에 대해 경사져 있는 2개의 인접한 카메라들(11)만의 2개의 카메라 스캔으로부터 계산될 수 있다. 그렇지 않고, 기판 폭이 더 크면, 각각의 2개의 카메라들(11)의 중첩 영역(13)이 기판(2)의 전체 폭을 커버할 때까지 추가적인 카메라들(11)이 희망하는 스캐닝 라인(23)을 따라 늘어설 수 있다. 이와 관련하여, 중첩 영역들(13)은 적어도 서로 만나야 하지만, 기판(2)의 가능한 높이 변동(Δz)으로 인해 그리고 카메라(11)의 기계적 마운팅 허용오차 및 정렬 허용오차로 인해, 항상 더 작은 중첩(14)을 또한 가져야 하며, 이는 시야각(112)의 완전한 중첩에 의해 형성되는 각 쌍의 카메라들(11)의 중첩 영역들(13)의 추가적인 중첩(14)에 의해 카메라들(11)의 최대 높이 변동(Δz) 및 마운팅 허용오차에 대해 기판(2) 상의 스캐닝 라인(23)의 갭 없는 스캐닝을 항상 보장한다. 도 2에 따른 이 카메라 구성의 이점은, 가장 간단한 경우, 정확히 2개의 카메라(11)가 샤임플러그 조건을 준수하고 카메라(11)의 시야각(112)의 하위 영역들이 활용되지 않은 채로 남아 있으면서 스캐닝 라인(23)의 동일한 영역을 "바라본다"는 점에 있다. 따라서, 스캐닝 라인(23)의 길이가 동일하게 남아 있는 채로, 즉 기판 폭이 동일한 채로, 도 1에 비해 하나 적은 카메라(11)가 사용된다.
동시에, 충분한 수의 타겟 마크(22) 또는 다른 스캐닝가능 구조물들이 중첩 영역(13)에서 존재한다면, 샤임플러그 조건을 준수하면서 배열된 각 쌍의 카메라들(11)로 기판 표면(21)의 높이 편차(Δz)를 결정하기 위해 추가적인 높이 삼각측량이 가능하다.
도 3은 서로에 대해 경사져 있고, 대물렌즈(15)와 센서 칩(113)의 상이한 경사각들(또는 카메라가 대물렌즈(15)와 별개로 고려되는 경우 카메라에 대한 대물렌즈의 경사)이 조정되고 샤임플러그 조건을 만족시킨다는 점에서 물체 평면과 이미지 평면의 이미징이 교정되는 두 개의 카메라들(11) 중 하나를 도시한다.
도 4에서는, 기판의 굴곡의 예시를 사용하여 기판 표면(21)의 요동하는 높이와 관련된 일련의 문제들을 설명하기 위해 센서 라인(114)이 레지스트레이션 유닛(1)의 카메라(11)를 대표하는 것으로서 개략적으로 도시되어 있다. 도 4의 상부 우측 부분은 y 방향으로 이동하고 기판(2)이 배치되어 있는 테이블 시스템(3)을 개략적으로 도시한다. 센서 라인(114)으로 축소되고 스캐닝 라인(23)을 따라 타겟 마크(22)(도 2와 도 7에서만 도시됨)의 레지스트레이션을 수행하는 레지스트레이션 유닛(1)이 기판(2) 위에 위치된다. 타겟 마크(22)에 대해 스캐닝될 기판(2)은, 불안정하거나 또는 기복이 있는(undulating) 방식으로 놓여 있어서 기판 표면(21)의 높이 변동(Δz)을 초래하는 것으로 추정되거나 알려져 있다. y 방향으로의 센서 라인(114)의 상대적 전진 이동 동안, 스캐닝 라인(23)을 따라 (x 방향으로) 상이한 높이들이 기록된다. 엔토센트릭 카메라(11)의 시야각(112)에서의 타겟 마크(22)의 위치에 따라, 이러한 상이한 높이들은 타겟 마크(22)의 x, y 위치들의 덜 정확한 결정을 초래시킨다.
테이블 시스템(3)의 순방향 피드의 결과로서, 센서 라인(114)은 먼저 점선 스캐닝 라인(23')을 스캐닝하여 본 도면 아래에 도시된 파선 프로파일 라인을 초래시킨다. 소수의 독출 단계들 이후, 센서 라인(114)은 실선 스캐닝 라인(23)을 검출하고 점선 프로파일 라인과는 상당히 다른 실선 프로파일 라인을 기록한다. 장소들에서 급격하게 상이한 이러한 높이 변동들(Δz)은 처리 유닛(4)(도 6에서만 도시됨)에 의한 처리 동안, 처리 빔(45)의 디포커싱(전파)에 의해 유발되는, 노광된 구조물들의 상당한 편차를 야기시킬 수 있다. 디포커싱은 높이 변동(Δz)의 위치가 정확하게 측정되고 처리 빔(45)의 포커싱이 타겟 마크(22) 및 높이 변동(Δz)의 위치에 적응된 처리 라인(41)을 따라 추적될 때 리포커싱(refocusing)에 의해서만 제거될 수 있다.
도 5는 삼각측량에 의해 기판(2)의 기판 표면(21)의 높이 변동(Δz)을 결정하기 위한 예시를 도시하며, 여기서는 2개의 인접한 카메라들(11)이 평행한 광축(111)과 동일한 평면에 놓여 있는 센서 칩(113)의 2개의 포커싱 평면들(Fn, Fn+1)(여기서 n=0으로 도시됨)을 갖고, 2개의 카메라들(11)의 시야각(112)의 (즉, 라인 스캐닝 영역들의) 중첩 영역(13)이 발생한다. 이는 엔토센트릭 대물렌즈(15)에 의한 이미징 동안 기판 표면(21) 상의 x-y 평면에서의 검출된 타겟 마크 위치가 z 방향의 물체 위치에 민감하게 의존하기 때문에 필요하다. 따라서, 레지스트레이션될 타겟 마크(22)의 검출은 인접한 카메라들(11)의 쌍의 카메라 이미지들과, 높이 변동이 z 방향에 대한 2개의 참조 평면들과 관련이 있는 삼각측량 방법에 따라 타겟 마크 위치 x, z의 계산으로 수행된다. 하부 평면은 기판 표면(21)으로서 지정되고 표면 변화를 식별하기 위한 상부 평면은 기판 표면(21')으로서 지정된다.
마지막으로, 결과적인 x 위치 및 결과적인 높이 z가 기판 표면들(21, 21')의 교정 평면들에 대해 2개의 카메라들(11)에서 검출된 상이한 교정 값들(z1, z0)의 위치들로부터 다음과 같이 결정된다:
Figure pct00002
이는 x 위치의 타겟 마크 위치의 정확한 결정 외에도, 교정 평면들(z1, z0)과 관련하여 z 위치가 또한 결정될 수 있음을 의미한다. 이러한 방식으로 (절대적) 높이 측정이 가능하다.
도 6은 도 1의 우측의 단면도와 유사한 레지스트레이션 유닛(1)의 측면도를 도시하며, 컴퓨터 유닛(5)을 통한 타겟 마크(22)(도 2와 도 7에서만 도시됨)의 결정된 위치 데이터와 처리 유닛(4)과의 연관이 개략적으로 도시되어 있다. 요철을 갖는 기판(2)과 연관된 일련의 문제들이 굴곡 기판 표면(21)에 대한 확대도에서 그리고 개략적으로 도시되어 있다. 테이블 시스템(3)은 정밀 테이블인 것으로 가정한다.
테이블 시스템(3)이 y 방향으로 이동하면, 레지스트레이션 유닛(1)은 연속적인 라인 스캔들에 의해 기판(2) 상의 선형 스캐닝 영역(도면에 직교하는 복수의 라인 카메라들에 의해 형성된 스캐닝 라인(23))에서 기판(2) 상에 임의로 배열된 타겟 마크(22)의 x 위치 및 y 위치를 검출한다. 카메라들(11)에 의해 형성된 시야각(112)의 중첩 영역(13)(도 1과 도 2에서만 볼 수 있음)으로 인해, 2개의 인접한 카메라들(11)에 의한 각각의 기판 지점의 이중 스캐닝의 결과로서, 정확한 타겟 마크 위치가 삼각측량에 의해 결정될 수 있을뿐만 아니라, 기판 표면(21)의 높이 변동(Δz)이 계산될 수 있다는 것이 보장된다. 타겟 마크(22)의 실제 위치에 대한 처리 패턴의 2차원 구조물의 통상적인 정렬에 더하여, 그 후 컴퓨터 유닛(5)에서 처리 경로(41)를 따른 처리 빔(45)의 처리 포커싱(FP)(도 8과 도 9에서만 도시됨)이 이미지화된 구조물들에 의해 검출가능한 스캐닝 라인(23)의 각 지점에서의 실제 기판 높이(z)의 측정값들로부터 기판 표면(21)의 높이 변동(Δz)에 포커싱 추적(43)에 의해 지점별로 추가적으로 적응된다.
도 7에서 도시된 본 발명의 예시적인 실시예에서, 기판(2)은 롤러 테이블 시스템(31)을 통해 롤에서 롤로(미도시됨) 팽팽하게 안내되는 연속 기판이다. 롤러 테이블 시스템(31)은 200 내지 500mm의 드럼 직경을 가질 수 있다.
연속 기판(2)의 팽팽한 안내로 인해, 레지스트레이션 유닛(1)의 카메라(11)의 스캐닝 라인(23)(도 7에서는 보이지 않음)이 롤러 테이블 시스템(31)과 기판(2)의 접촉 라인 앞에 배열될 수 있다.
레지스트레이션 유닛(1)은 2개의 카메라들(11)의 스캐닝 영역들이 기판(2)의 가장자리를 지나 연장되는 스캐닝 라인(23)(보이지 않음)을 형성하는 방식으로 2개의 엔토센트릭 카메라(11)로 형성되어 롤러 테이블 시스템(31) 상의 교정 마크(32)가 또한 검출될 수 있다. 교정 마크(32)의 필요성 및 취급에 관해서는, 사전공개되지 않은 DE 10 2019 128 198.9를 참조하라.
그렇지 않고, 레지스트레이션 유닛(1)은 타겟 마크(22)가 위치하는 기판(2) 상의 위치와는 독립적으로, 도 1과 도 2를 참조하여 편평한 기판(2)에 대해 설명된 것과 동일한 방식으로 롤러 테이블 시스템(31)에 의해 지나가도록 안내된 기판(2) 상에 위치된 모든 타겟 마크(22)를 검출한다.
연속 기판으로서의 기판(2)이 롤러 테이블 시스템(31) 상에서 팽팽하게 펴지고 이에 따라 기판(2)의 굴곡에 의해 야기되는 높이 변동(Δz)을 갖지 않는다는 사실로 인해, 국부적 지점별 높이 측정은 본 발명의 이러한 실시예 형태에서는 생략될 수 있고, 기판 표면(21)의 높이 측정은 2개의 카메라들(11)의 시야각(112)의 작은 중첩 영역(13)으로 제한될 수 있다. 이 경우, 2개의 카메라들(11)의 시야각(112)의 절반보다 훨씬 작을 수 있지만 레지스트레이션 유닛(1)의 검출 영역(즉, 롤러 테이블 시스템(31)의 가장자리 영역을 포함하는 기판 폭)의 적어도 1/50(> 5mm), 바람직하게는 1/40 내지 1/10, 특히 바람직하게는 1/35 내지 1/25(대략 10~15mm)일 수 있는 중첩 영역(13)에서, 삼각측량 계산이 도 5를 참조하는 설명과 유사하게 수행되며, 이로부터 기판(2)의 두께 및 가능하게는 연속 기판의 전체 길이에 걸친 두께 변동이 이 예시에서 결정될 수 있다. 그러나, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 포커싱 추적(43)에 의한 처리 경로(41)를 따른 빠른 포커싱 변화는 일반적으로 요구되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 두께 정보, 즉 기판 표면(21)의 높이로서의 z 측정값은 타겟 마크(22)의 x 방향 및 y 방향 위치를 계산하기 위해 절대적으로 필요하다. 그러나, 초기 일회 결정(및 가능하게는 때때로 반복되는 개별 측정) 이후, 이는 전체 연속 기판의 모든 타겟 마크(22)의 위치들의 계산을 위해 유지될 수 있다.
롤러 테이블 시스템(31)의 상이한 방사상 평면에서 기판 표면(21)과 정렬되는 처리 유닛(4)은 2차원 구조물들을 도입시키기 위한 스캐닝된 처리 빔(45)을 기판 표면(21)의 처리 경로(41) 상에 방출한다. 그러나, 이는 또한 롤러 테이블 시스템(31)에서 레지스트레이션 유닛(1)과 정반대의 공통 평면(예를 들어, 롤러 테이블 시스템(31)의 축방향 평면)에 배열될 수 있다(도시되지 않음).
본 발명에 따르면, 도 4와 도 6을 참조하여 설명되었던, 기판(1) 또는 기판 표면(21)의 요철성으로 발생하는 높이 변동(Δz)에 대해 선형 처리 경로(41)를 따라 처리 빔(45)에 대해 빠른 지점별 포커싱 추적(43)이 필요한데, 이로써 이 선형 처리 경로(41)는 다양한 높이들의 처리 라인으로 변질된다.
통상적인 자동포커싱 시스템은 x 방향으로 스캐닝되고 포토리소그래피 직접적 노광 공정의 경우 레이저 빔인 처리 빔(45)의 z 방향으로의 빠른 포커싱 변화에 적합하지 않는다. 처리 경로(41)를 통한 국부적 포커싱 변화의 본 발명에 따른 빠른 구현을 위한 기초는 라인 형상 스캐닝 영역(스캐닝 라인(23))을 따른 각자의 시야각(112)의 갭이 없는 중첩 영역(13)을 갖는 엔토센트릭 카메라(11)에 의한 중복적 이중 이미지 캡처에 의한 타겟 마크(22)의 레지스트레이션과 동시에 기판(2)의 높이 변동(Δz)을 검출하는 것이다. 삼각측량 계산에 의해 스캐닝 라인(23)의 각 이미지 지점에 대해 수행되고 처리 유닛(4)에 시간적으로 그리고 공간적으로 선행하는 이 높이 측정의 결과로서, 처리 빔(45)의 처리 경로(41)를 따른 처리 포커싱(FP)의 지점별 변화는 레지스트레이션 유닛(1)의 스캐닝 라인(23)을 따라 검출되고 컴퓨터 유닛(5)에서 계산되는 높이 변동(Δz)에 의존하여 컴퓨터 유닛(5)에 의해 계산될 수 있다. 이것은 또한 검출된 타겟 마크(22)에 의해 획득되는 기판(2)의 위치에 대한 처리 경로(41)에서 분석된 2차원 구조 패턴의 데이터의 통상적인 적응에 관한 것이다.
처리 경로(41)를 따른 빠른 포커싱 변화를 위해 통상적인 포커싱 광학계(44)를 보완하기 위한 추가적인 수단이 필요하다. 이들 수단은 기판(2)의 이동 방향(y)에 대한 횡방향(x)으로의 처리 빔(45)의 스캐닝 주파수를 적어도 두 배로 하는 퀄리티를 가져야 한다. 포커싱 변화의 주파수는 바람직하게는 다각형 스캐너를 사용할 때 0.5 내지 1kHz 범위인 처리 빔(45)의 스캐닝 주파수의 2배 내지 3배, 특히 바람직하게는 5배 내지 20배이다.
도 8은 이동가능 렌즈(431)에 의해 포커싱 추적(43)을 실현하기 위한 첫번째 가능성을 보여준다.
도 9에 따른 포커싱 추적(43)의 추가적인 구성 변형은 고정 각도 미러(432) 및 이동가능 역반사체(433)를 제공한다. 이미 포커싱된 번들로 배열된 각도 미러(432)는 포커싱된 번들을 역반사체(433)로 커플링해제시키고, 그런 다음 반사 후 이를 다시 커플링시키고, 역반사체(433)는 포커싱(FP)을 z 방향으로 변위시키기 위해 각도 미러(432)를 향하거나 또는 각도 미러(432)에서 멀어지도록 이동한다.
포커싱 추적(43)의 추가적인 미러 기반 구현이 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명된다. 도 10과 도 11은 탄성적 벤딩가능 미러(434)로서 하기에서 지정된 가변 곡률을 갖는 미러를 갖는 미러 조립체를 도시한다. 도 11은 벤딩가능 미러(434)가 가장자리 영역에서 베이스 본체의 미러 홀더(436)에 이동가능 관절식 방식으로 부착되고 중앙 영역에서 미러 홀더(436)와 동일한 베이스 바디에서 지지되는 압전 스택(435)의 형태의 선형 액추에이터와 접촉하는 기계적 등가물로서의 동작 원리를 도시한다.
도 10은 사실상의 모노리식 컴포넌트 파트로서의 미러 조립체의 물리적 구현을 도시하며, 여기서 미러 홀더(436)는, 직각 평행육면체로서, 탄성적 벤딩가능 미러(434)를 2개의 평행한 선형 만곡 베어링들 상에 탄성적으로 장착되는 모노리식 테이퍼형 볼록 금속판으로서 운반한다. 따라서, 벤딩가능 미러(434)은 한 공간 방향으로만 자신의 곡률을 가질 수 있는 볼록 또는 오목 원통형 미러이다.
도 12에서의 배열에 따르면, 예를 들어 x 방향과 y 방향으로 십자형으로 배향된 2개의 탄성적 벤딩가능 미러들(434)은 처리 빔(45)(도 7과 도 8에서만 도시됨)을 위한 다중 부재 포커싱 광학계(44)의 폴딩된 빔 경로에 배열된다. 이 경우, 빠른 포커싱 추적(43)이 일반적인 포커싱 광학계(44)에 통합된다. 중간 포커싱 평면(441)이 처리를 위해 제공되고 타겟 마크(22)의 위치에 국부적으로 적응되고 이미지 평면(442)에서 기판(2) 상의 높이 제어 처리 라인(41)을 따라 처리 빔(45)을 안내하기 위해 유리하게 활용되는 다각형 스캐너(미도시됨)에 전송되는 2차원 구조물(미도시됨)의 지점별 생산을 미리결정한다. 2개의 1차원 동작 포커싱 추적(43)을 갖는 빠른 포커싱 제어의 이 실시예의 이점은 x 방향(처리 빔(45)의 스캐닝 방향) 및 y 방향(기판의 이동 방향)으로 상이한 포커싱이 사용될 수 있다는 점에 있다. 따라서, (필요한 경우) 처리 빔(45)의 스캐닝 방향 및 교차 스캐닝 방향으로 비점 수차(astigmatic) 또는 다른 비구면 광학계로 상이한 포커싱 변화들이 운영될 수 있다.
타겟 마크 레지스트레이션을 위해 엔토센트릭 카메라(11)를 사용함으로써, 본 발명은 높이 변화 또는 곡률을 갖는 기판(2) 상에서 갭이 없는 대략 1차원 스캐닝 라인(23)을 실현하여 타겟 마크(22)의 검출뿐만 아니라 기판(2)의 높이 및 높이 변동(Δz)의 측정을 허용하도록 하는 것을 가능하게 한다. 레지스트레이션 유닛(1)의 스캐닝 라인(23)을 따라 상이하게 위치해 있는 2개의 카메라들(11)을 사용하는 이중 스캔에 기초하여, 시야각(112)이 중첩되는 엔토센트릭 라인 카메라들에 의한 중첩 영역(13)에서 삼각측량 측정과 삼각측량 계산이 수행될 수 있다. 지점별 측정에 의해, 기판 표면(21)의 높이 변동(Δz)이 처리 유닛(4)에서의 빠른 포커싱 제어에 의해 고려될 수 있고, 이는 마찬가지로 라인 형상 처리 경로(41)로 동작되며, 포커싱 추적(43)에 의해 또는 처리 경로(41)를 따라 지점별로 처리 빔(45)을 제어하는 동안 정정되어 높이 조정된 처리 라인을 형성할 수 있다.
또한, 처리 경로(41)를 따른 동적 포커싱 조정은 또한 처리 경로(41)를 따라 스캐닝되는 처리 빔(45)의 (광학적 설계 또는 광학적 제조로부터 초래되는) 공지된 이미징 종속 포커싱 편차를 동시에 정정하는 것을 가능하게 한다.
1 레지스트레이션 유닛
11 카메라
111 광축
112 시야각
113 센서 칩
114 센서 라인
12 (레지스트레이션 유닛의) 하우징
13 (시야각의) 중첩 영역
14 (시야각의) 약간의 중첩
15 (카메라(11)의) 대물렌즈
151 대물렌즈 어댑터
16 (레지스트레이션 유닛(1)의) 이미지 평면
161 카메라 어댑터
162 (센서 칩(113)의) 표면 법선
17 (선형 스캐닝 영역을 조명하기 위한) 광원들
2 기판
21, 21' 기판 표면
22 타겟 마크
23, 23 스캐닝 라인
3 테이블 시스템
31 (연속 기판용) 롤러 케이블 시스템
32 교정 마크
4 처리 유닛
41 처리 경로
43 포커싱 추적
431 이동가능 렌즈
432 (고정) 각도 미러
433 (이동가능) 역반사체
434 (탄성적) 벤딩가능 미러
435 압전 스택(선형 액추에이터)
436 미러 홀더
437 만곡 베어링
44 포커싱 광학계
441 중간 이미지
442 이미지 평면
5 컴퓨터 유닛
Fn, Fn+1 포커싱 평면
FP (추적된) 포커싱
x (기판(2)의 폭을 따른) 횡방향
y (기판(2)의 길이를 따른) 이동 방향
z (기판(2)의 높이를 따른) 포커싱 방향
Δz (기판 표면(21)의) 높이 변동

Claims (20)

  1. 기판 상의 감광성 코팅에서의 2차원 구조물들의 포토리소그래피 직접적 노광에서의 노광 제어를 위한 디바이스에 있어서,
    기판 표면 상에 위치된 타겟 마크들의 레지스트레이션(registration)을 위한 레지스트레이션 유닛,
    상기 레지스트레이션 유닛 아래에서의 상기 기판의 지지 그리고 상기 기판의 1차원 이동의 정의를 위한 이동가능 테이블 시스템,
    2차원 구조물들을 도입시키기 위한 처리 빔에 의한 상기 기판의 포토리소그래피 처리를 위한 제어가능 선형 처리 경로를 갖는 처리 유닛, 및
    레지스트레이션된 타겟 마크들에 의해 결정된 상기 기판의 위치에 따른 상기 포토리소그래피 처리의 국부적 조정에 의해 상기 처리 경로와 상기 기판 사이의 정렬을 제어하기 위한 컴퓨터 유닛
    을 포함하고,
    복수의 엔토센트릭(entocentric) 카메라들(11)이 상기 기판(2)의 1차원 이동에 대해 횡으로의 선형 정렬로 상기 레지스트레이션 유닛(1)에서 배열되어 상기 기판(2)의 미리결정된 폭에 걸쳐 갭이 없는(gapless) 선형 스캐닝 영역(23)을 형성하고, 상기 선형 스캐닝 영역(23)의 방향으로 확장된 시야각들을 가지며,
    인접한 엔토센트릭 카메라들(11)의 시야각들(112)은 상기 선형 스캐닝 영역(23)을 따라 중첩 영역(13)을 가져서 상기 중첩 영역(13)에서 상기 인접한 카메라들(11)의 상기 기판(2)의 중복(redundant) 이미지 캡처들을 검출하며,
    상기 컴퓨터 유닛(5)이, 상기 기판 표면(21)의 거리의 삼각측량에 의해 결정되는 타겟 마크들(22)의 높이 위치를 추가적으로 사용하여 상기 인접한 엔토센트릭 카메라들(11)의 상기 중첩 영역(13)에서의 상기 중복 이미지 캡처들로부터 상기 타겟 마크들(22)의 위치를 계산하기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레지스트레이션 유닛(1)에는, 인접한 카메라들(11)의 시야각들(112)이 적어도 상기 시야각(112)의 절반만큼 큰 중첩 영역(13)을 갖는 갭이 없는 연속적인 선형 센서 영역을 생성하기 위해 복수의 엔토센트릭 카메라들(11)이 장착되어 있으며,
    상기 컴퓨터 유닛(5)은 상기 기판 표면(21)의 임의의 위치들에서의 거리의 삼각측량에 의해 인접한 엔토센트릭 카메라들(11)의 시야각들(112)의 갭이 없는 연속적인 중첩 영역들(13) 내부의 타겟 마크(22)의 위치와는 독립적으로 상기 기판(2)의 폭에 걸쳐 임의의 곳에 위치해 있는 타겟 마크들(22)을 결정하도록 적응된 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 카메라들(11)은, 상기 라인 형상 스캐닝 영역(23)을, 좁고 갭이 없이, 그리고 큰 스캐닝 길이를 갖는 카메라들(11)을 통해 상기 기판(2)의 전체 폭에 걸쳐 중첩 영역들(13)을 갖도록 형성하기 위해 라인 카메라들(11)인 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라들(11)은 서로 평행한 광축(111)을 갖고서 상기 기판 표면(21)에 지향되고,
    상기 카메라들(11) 모두의 시야각(112)의 중첩 영역(13)은 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 인접한 카메라들(11)은 서로에 대해 경사진 광축(111)을 갖고서 상기 기판 표면(21)에 지향되고,
    서로에 대해 경사진 상기 카메라들(11)의 시야각(112)의 중첩 영역(13)은 상기 2개의 카메라들(11)의 시야각(112)이 상기 기판 표면(21) 상에서 완전히 중첩되도록 하는 방식으로 조정되는 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    쌍으로 서로에 대해 경사진 카메라들(11)에 의해 형성되는 상기 중첩 영역(13)은 상기 중첩 영역들(13)이 적어도 상기 기판(2)의 폭에 대응하는 확장부를 가질 때까지 적어도 하나의 추가적인 중첩 영역(13)에서 갭 없이 접해 있으며,
    상기 기판 표면(21)의 모든 허용가능한 높이 변동(Δz)에 대해 상기 레지스트레이션 유닛(1)의 갭이 없는 스캐닝 영역(23)을 보장하기 위해 서로에 대해 경사진 카메라들(11)의 쌍 사이에 중첩(14)이 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    쌍으로 서로에 대해 경사진 상기 카메라들(11)은 자신들이 샤임플러그(Scheimpflug) 조건을 따르도록 하는 방식으로 배열된 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 유닛(5)은 추가적으로 상기 기판 표면(21)의 높이 변동(Δz)에 따라 상기 처리 경로(41)를 따른 상기 처리 유닛(4)의 빠른 포커싱 추적(43)을 위한 제어를 가지며, 상기 제어는 인접한 엔토센트릭 카메라들(11)의 상기 중첩 영역(13)에서의 중복 이미지 캡처들을 기초로 하는 상기 기판 표면(21)의 타겟 마크들(22) 또는 임의의 이미지화된 구조물들의 삼각측량을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레지스트레이션 유닛(1)은 타겟 마크들(22)의 검출을 위해 단지 2개의 엔토센트릭 카메라들(11)을 가지며, 상기 카메라들은, 상기 기판(2)이 유연한 연속 기판으로서, 롤링 테이블 시스템(31) 상에서 높이 변동(Δz) 없이 팽팽하게 안내될 때 상기 카메라(11)의 시야각(112)의 1/100 내지 1/3의 중첩 영역(13)을 갖고서 상기 기판(2)의 이동 방향에 대해 횡으로의 스캐닝 라인(23) 상에 배열되며,
    상기 2개의 카메라들(11)의 시야각(112)의 중첩 영역(13)은, 상기 롤링 테이블 시스템(31) 상에서의 시야각(112)의 중첩 영역(13) 내 상기 기판(2)의 두께의 정확한 결정을 목적으로 적용가능하고 상기 롤링 테이블 시스템(31)의 전체 폭에 대해 일정한 것으로 가정될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레지스트레이션 유닛(1)에는, 암시야 또는 명시야 조명에 의해 균질하게 조명되는 스캐닝 라인(23)을 실현하기 위해 하우징(12) 내에서 균일하게 분포되도록 배열된 갭이 없는 선형 스캐닝 영역을 조명하기 위한 광원들(17)이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광원들(17)은 연속 조명을 위해 구성되고 밝기, 입사각, 또는 스펙트럼 영역을 포함하는 적어도 하나의 특성을 제어하기 위한 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 광원들(17)은 전자 셔터 원리에 의해 상기 센서 라인들(114)의 적분 시간(integration time)을 제어함으로써 이미지 캡처들을 가능하게 하기 위해 연속 조명에 적응되는 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(2)의 높이 변동(Δz)에 대한 포커싱 추적(43)은 상기 처리 유닛(4)에 통합되고,
    이 포커싱 추적(43)으로, 상기 레지스트레이션 유닛(1)의 2개의 인접한 카메라들(11)에 의해 중복적으로 캡처된 이미지들로부터의 삼각측량에 의해 상기 컴퓨터 유닛(5)에 의해 결정된 높이 변동(Δz)은 상기 레지스트레이션 유닛(1)의 각각의 이미지 지점에 대한 빠른 포커싱 정정에 의해 실시간으로 조정가능하며, 상기 포커싱 추적(43)은 렌즈 위치, 미러 위치, 또는 미러 곡률의 변화에 기초하여 제어가능한 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 포커싱 추적(43)은 상기 기판(2)의 이동 방향(y)에 대한 적어도 횡방향(x)으로의 미러 곡률의 변화에 기초하여 제어가능한 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 포커싱 추적(43)은 상기 기판(2)의 이동 방향(y)으로의 미러 곡률 및 횡방향(x)으로의 미러 곡률의 변화들에 기초하여 개별적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포커싱 추적(43)은 압전 소자(435)에 의해 상기 미러 곡률의 변화를 통해 제어가능한 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포커싱 추적은 업스트림 포커싱 광학계(44) 또는 광학적 설계 또는 광학적 제조로부터 초래되는 다른 업스트림 광학 소자들의 이미지 종속적 포커싱 편차를 또한 정정하기 위해 렌즈 위치 또는 미러 위치 또는 미러 곡률의 변화에 기초하여 적용가능한 것을 특징으로 하는 노광 제어를 위한 디바이스.
  18. 기판 상의 감광성 코팅에서의 2차원 구조물들의 포토리소그래피 직접적 노광에서의 노광 제어를 위한 방법에 있어서,
    기판(2) 상에 위치된 타겟 마크들(22)을 검출하기 위한 레지스트레이션 유닛(1)에서 상기 기판(2)의 이동 방향에 대해 횡으로, 갭이 없는 선형 스캐닝 영역(23)을 형성하기 위해 복수의 엔토센트릭 카메라들(11)을 배열하는 단계 - 상기 엔토센트릭 카메라들(11)은, 인접한 카메라들(11)로부터의 중첩 영역(13)에서 상기 기판(2)의 중복 이미지 캡처들을 획득하기 위해 인접한 엔토센트릭 카메라들(11)에 의해 형성된 중첩 영역(13)을 가지면서 상기 선형 스캐닝 영역(23)을 따라 확장된 시야각들(112)을 가짐 -,
    상기 레지스트레이션 유닛(1) 아래에서 정의된 1차원 이동으로 이동가능 테이블 시스템(3) 상에서 상기 기판(2)을 이동시키는 단계,
    선형 처리 경로(41)를 따라 제어가능한 처리 빔(45)을 사용한 2차원 구조물들의 포토리소그래피 생산을 위한 처리 유닛(4)을 제공하는 단계,
    상기 레지스트레이션 유닛(1)의 상기 선형 스캐닝 영역(23)을 거치는 상기 기판(2)의 1회 통과 동안 상기 기판(2)의 주어진 폭에 걸쳐 임의로 분포된 타겟 마크들(22)의 길이 위치, 폭 위치, 및 높이 위치에 대한 공간적 위치를 검출하는 단계,
    상기 기판 표면(21)의 거리의 삼각측량에 의해 인접한 엔토센트릭 카메라들(11)의 중복 이미지 캡처들로부터 결정된 상기 타겟 마크들(22)의 높이 위치를 추가로 사용하여 상기 인접한 엔토센트릭 카메라들(11)의 중첩 영역(13)에서의 상기 중복 이미지 캡처들로부터 상기 기판(2)의 폭에 걸쳐 임의로 분포된 상기 타겟 마크들(22)의 위치를 결정하는 단계,
    상기 기판(2)의 이동 방향에 대해 횡으로 배향된 상기 선형 처리 경로(41)를 따라 상기 처리 빔(45)을 제어하기 위한 상기 처리 유닛(4)에 대한 2차원 구조물들을 갖는 상기 기판(2)의 처리의 국부적 조정 및 정렬을 위한 데이터를 계산하는 단계, 및
    레지스트레이션된 타겟 마크들(22)에 의해 결정된 상기 기판(2)의 위치에 따른 포토리소그래피 처리의 국부적 조정 및 처리 경로(41)와 기판(2) 사이의 정렬을 제어하는 단계
    를 포함하는 노광 제어를 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기판(2)의 폭에 걸쳐 임의로 분포된 타겟 마크들(22)의 공간적 위치의 계산은 상기 기판(2)의 통과 동안 상기 중첩 영역(13)에서 캡처된 중복 이미지들에서의 상기 기판(2)의 추가적으로 검출가능한 구조물들의 삼각측량에 대한 높이 위치에 기초하여 확장되고,
    상기 처리 빔(45)의 포커싱(FP)의 빠른 포커싱 조정은 렌즈 위치 또는 미러 위치 또는 미러 곡률의 제어에 기초하는 처리 경로(41)를 따른 포커싱 추적(43)에 의해 수행되는 것인 노광 제어를 위한 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 처리 빔(45)의 포커싱(FP)의 빠른 포커싱 조정은 상기 처리 빔(45)에 대한 통상적인 스캐닝 주파수보다 적어도 2배 내지 3배 더 높은 주파수에서 수행되는 것인 노광 제어를 위한 방법.
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