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KR102672027B1 - 광-민감성 층을 노광하기 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents

광-민감성 층을 노광하기 위한 디바이스 및 방법 Download PDF

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KR102672027B1
KR102672027B1 KR1020197015478A KR20197015478A KR102672027B1 KR 102672027 B1 KR102672027 B1 KR 102672027B1 KR 1020197015478 A KR1020197015478 A KR 1020197015478A KR 20197015478 A KR20197015478 A KR 20197015478A KR 102672027 B1 KR102672027 B1 KR 102672027B1
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micro
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베른하르트 탈너
보리스 포바제이
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에베 그룹 에. 탈너 게엠베하
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Publication date
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Abstract

본 발명은 광학 시스템(8)을 이용해 광-민감성 층(9)을 노광하기 위한 방법과 관련되며, 적어도 하나의 광원(7)에 의해 적어도 하나의 광 빔(6, 6')이 각각 생성되고 노광 패턴 그리드(24, 24', 24'', 24''')의 픽셀(23)이 복수의 마이크로-거울(3)을 갖는 적어도 하나의 마이크로-거울 디바이스(1)에 의해 조명되며, 특히, 노광 패턴 그리드(24, 24', 24'', 24''')의 아핀 왜곡, 특히, 전단변형이 발생한다.

Description

광-민감성 층을 노광하기 위한 디바이스 및 방법
본 발명은 청구항 제1항에 따르는 광-민감성 층을 노광하기 위한 방법과 관련되며, 청구항 제4항에 따르는 대응하는 디바이스와 관련된다.
오랫 동안 당해 분야에 디지털 마이크로-거울 디바이스(DMD: digital micro-mirror device)가 알려져 있다. 이들은 개별적으로 이동/정렬될 수 있는 복수의 소형 거울로 구성된 광학 요소이다. 각각의 거울은 선택적으로 전기적으로 활성화되고 배향될 수 있다. 이는 DMD를 갖는 광학 시스템이 넓은 광 빔을 공간 분해되는 방식으로 선택적으로 편향시키는 데 사용될 수 있음을 의미한다. 대부분의 경우 거울 당 단 2개의 완전 편향된 위치만 고려된다. 거울은 광 빔의 입사 부분이 광학 시스템을 통과하도록 만들거나, 광이 시스템을 더는 통과하지 않도록 광 빔의 입사 부분을 반사시킨다. 그 후 이러한 DMD의 각각의 거울이 디지털 광 스위치로서 해석될 수 있다.
해당 분야에서, 이러한 유형의 DMD가 결국 투영기에 사용된다. 이들은 또한 산업 환경, 가령, 3D 인쇄, 3D 측량 및 마스크리스 리소그래피(maskless lithography)에서 점점 더 많이 사용된다.
해당 분야에서, 모든 알려진 마스크리스 노광 디바이스가 DMD 및 노광될 표면을 조사하는 단일 광원을 가진다.
따라서 종래 기술의 단점을 해결하고 개선된 노광 결과를 획득하는 것이 본 발명의 목적이다.
이 목적은 부차적인 특허 청구항의 주제 및 이하에서 개시된 본 발명의 아이디어에 의해 충족된다. 바람직한 추가 형태가 종속 청구항에 언급되어 있다. 본 발명의 범위가 또한 상세한 설명, 청구항 및/또는 도면에 나타난 적어도 2개의 특징부의 조합 모두를 포함한다. 수치 범위의 경우, 한계 내 모든 값들이 한계 값으로 개시된 것으로 간주되며 무작위 조합으로 청구될 수 있다.
본 발명은, 구체적으로, 개선되고, 더 빠르며, 더 높은 분해능의 노광 동작이 수행될 수 있는 방식에 대한 것이다.
본 발명의 핵심 아이디어는 강도 프로파일(intensity profile)의 패턴으로부터 더 높은 분해능이 획득될 수 있도록 하는 방식으로 광학 요소를 이용해 DMD 이미지의 왜곡을 수행하는 것을 포함한다.
강도 프로파일은 픽셀의 에너지의 50%가 직접 대응하는 이미지 표면에서 발견되고 또 다른 50%가 인접 필드를 가로질러 분포되도록 선택되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르는 더 바람직한 실시예에서, 픽셀의 강도 프로파일이 픽셀의 에너지의 50% 초과가 직접 대응하는 이미지 표면에서 발견될 것이고 나머지 50% 미만이 인접한 필드를 가로질러 분포된다. 본 발명에 따르는 또 다른 덜 바람직한 실시예에서, 픽셀의 에너지의 50% 미만이 직접 대응하는 이미지 표면에서 발견되고 나머지 50% 초과가 인접한 필드를 가로질러 분포되도록 픽셀의 강도 프로파일이 선택된다.
구체적으로, 본 발명은 마스크리스 노광 디바이스/마스크리스 노광 방법에 관한 것이다. 노광 디바이스는 서로 조합될 수 있는 임의의 개수의 실시예로 기재된다.
이들 최적화 옵션은 서로 독립적이지만, 서로 조합될 수 있다.
가장 중요한 실시예는 DMD 이미지의 왜곡이 광학 경로를 따라 획득되도록 광학 시스템을 구성하는 것을 포함한다.
광학 시스템이 DMD와 노광될 광-민감성 층(재료) 간 원본 이미지의 직교 방향으로 왜곡된(특히, 노광될 층의 표면에 평행하는) 뷰를 생성하는 실시예가 개시된다. 구체적으로, 이미지의 광학 왜곡 때문에, 위치 정확도/오버레이가 개선될 수 있다. 기존 구조에 대한 위치 정확도는 기입될 구조물의 분해능이 원본 이미지의 본 발명의 왜곡된 뷰 때문에 개선됨을 구체적으로 의미한다고 이해된다.
본 발명의 이점
원하는 구조물이 광-민감성(감광성) 층으로 직접 노광될 수 있도록 마스크의 사용이 생략될 수 있다. 복수의 광원을 사용하기 때문에, 더 넓은 스펙트럼이 선택될 수 있고 광 출력 및 이에 따른 획득 가능한 처리율이 증가될 수 있다.
본 발명에 따라, 디바이스는 구체적으로 다음의 특징을 포함하는 광학 시스템을 포함한다:
적어도 하나의 광 빔을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원,
복수의 마이크로-거울을 갖는 적어도 하나의 마이크로-거울 디바이스 - 각각의 마이크로-거울은 거울 강도 프로파일을 갖는 노광 그리드의 하나의 픽셀을 조명하도록 역할함 - ,
광학 시스템은 DMD 이미지의 왜곡이 광학 경로를 따라 발생하도록 구성된다.
본 발명의 왜곡은 특히 아핀 변환(affine transformation), 더 바람직하게는, 전단변환(shearing)이다.
본 발명은 적어도 하나의 바람직하게는 디지털 마이크로-거울 디바이스(DMD)를 포함하는 광학 시스템을 통과하는 광 빔, 구체적으로, 레이저로, 광-민감형 층을 조사하기 위한 방법 및 장비를 기재한다. 레이저를 조사함으로써 층의 물리적 및/또는 화학적 변화가 야기된다.
본 발명에 따르는 실시예는 구체적으로,
● 전체 표면(full-surface)
● 연속 스캐닝(continuously scanning)
● 단계적(stepped)
마스크리스 노광 디바이스로서 구성될 수 있다. "마스크리스"는 동적 및 광학 방식으로 패턴을 생성하는 시스템에 의해 정적 템플릿(마스크, 레티클)의 이미지를 대체하는 것을 의미한다.
전체-표면 마스크리스 노광 디바이스는 노광될 층과 광학 시스템 간 눈에 띌만한 상대적 변위를 야기하지 않고, 기입될 전체 면적을 노광시킬 수 있는 DMD를 포함하는 장비로 이해된다. 종래 기술에 따르면, 이는 현재의 DMD의 크기가 제한되기 때문에 매우 작은 기판만 노광시키도록 사용될 수 있다.
스캐닝 마스크리스 노광 디바이스는 노광 필드가 노광될 면적보다 작아서, 전체 노광 필드를 노광하도록 광학 시스템과 노광될 층 간 상대적 변위가 야기되도록 하는 디바이스/방법을 의미한다고 이해된다. 이 상대적 변위는 경로를 따라 특히 연속으로 야기된다. 경로는 바람직하게는 다음과 같다:
● 구불구불한 형
● 선형이되, 다음 선으로 이동하고 마지막에 도달하면 시작으로 복귀함
● 나선형
● 원형
● 선형
구체적으로, 상기의 경로는 서로 조합될 수 있다. 따라서 노광을 위해 나선형 경로와 그 후에 이어서, 기판의 중심을 통과하며 복수의 초기 독립적 기입 경로를 서로와 접합하는 선형 경로를 이용하는 것이 실현 가능하다. 바람직하게는 구불구불한 형 경로가 뒤 따른다.
단계적 마스크리스 노광 디바이스는 노광 필드가 노광될 면적보다 작고, 광학 시스템과 노광될 층 간 상대적 변위가 단계적으로 수행되며, 개별 단계들 사이에서는 어떠한 노광도 이뤄지지 않는 시스템으로 이해된다. 광학 시스템과 노광될 층이 지정된 위치에 놓여야 광학 시스템이 노광될 층을 노광한다. 따라서 이 실시예에 따라 노광이 노광될 층의 복수의 부분 면적을 노광시키는 것을 포함한다.
DMD 원리
DMD는, 특히, 바람직하게는 병렬 및/또는 비-산란 보드 1차 광 빔의 복수의 부분들의 선택적 편향을 가능하게 한다. 이로 인해, 마스크 없이, 공간적으로 노광을 위한 구조화된 2차 광 빔이 생성될 수 있다. 일반적으로, 렌즈, 구체적으로 투사 렌즈가 DMD의 상향 및/또는 하향에 배열되어 DMD에 의해 반사되는 2차 노광 빔을 조작할 수 있고, 마이크로리소그래피에서, 특히, DMD 이미지의 축소를 생성할 수 있다. 따라서 DMD는 적절하게 축소될 수 있다.
특히, DMD의 최종 구조 분해능이 0.1㎛ 내지 50㎛, 바람직하게는 0.3㎛ 내지 25㎛, 더 바람직하게는 1㎛ 내지 10㎛이다.
구체적으로, 개별 노광 필드가 기판보다 작은 실시예에서, 광학 시스템과 노광될 층 간 상대 움직임에 따라, 생성될 구조의 매끄러운 연속이 달성된다. 단계적 절차의 경우, 이는 두 가지 독립적인 방향으로 이뤄지며, 연속 스캐닝의 경우, 보통 하나의 방향으로만 이뤄진다.
광학 시스템
본 발명에 따르는 실시예는, 상이한 유형의 복수의 광학 요소를 포함할 수 있는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함한다. 복수의 DMD의 사용이 본 발명에 따르는 추가 실시예를 구성하더라도, 광학 요소 중 적어도 하나가 DMD이다. 특히, 정확히 하나의 DMD, 바람직하게는 적어도 2개의 DMD, 더 바람직하게는 적어도 4개의 DMD가 광학 시스템에 존재한다. 광학 시스템 자체가 장비 내 기판 상의 하나 이상의 병렬 형태로 사용될 수 있다. 또한 본 발명에 따라 장비 내 복수의 기판의 병렬 노광이 이용 가능하다.
또한 이하의 광학 요소가 광학 시스템 내에 존재할 수 있다:
● 조명 광소자
○ 간섭성 광원, 구체적으로
- 레이저 광원
● 레이저 다이오드
● 솔리드 바디 레이저
● 엑시머 레이저
○ 비간섭성 광원
- 가스 방전 램프, 구체적으로
● 수은등
- LED
○ 부분 간섭성 광원
○ 간섭성-변경 구성요소
● 편향 광소자
○ DMD
○ 거울, 구체적으로
- 콜드 미러(Cold mirror)
- 웜 미러(Warm mirror)
○ 굴절 요소, 구체적으로
- 프리즘
- 빔 스플리터
● 투사 광소자
○ 렌즈, 구체적으로
- 프레넬 렌즈
- 굴절 렌즈
● 볼록 렌즈
● 오목 렌즈
● 양오목 렌즈
● 양볼록 렌즈
● 볼록-오목 렌즈
● 오목-볼록 렌즈
● 원통 렌즈
● 복합 렌즈
○ 거울, 구체적으로
- 원통 거울
○ 일반적인 빔-변경 광학 구성요소
광원은 연속으로 또는 펄스 모드로 사용될 수 있는데, 특히, 내부 또는 외부 변조될 수 있다.
광학 시스템과 노광될 층 간 최대 가능한 상대 속력이, 특히, DMD의 최대 제어 주파수(즉, DMD의 개별 거울 요소가 실제로 스위칭될 수 있는 주파수)에 의해 제한된다. 스캐닝 시스템에서의 상대 속력은 변위 및/또는 편향 광소자에 의해 더 결정되며, 구체적으로, 5mm/s 내지 500mm/s, 바람직하게는, 10mm/s 내지 250mm/s, 더 바람직하게는, 15mm/s 내지 200mm/s, 가장 바람직하게는 25mm/s 내지 100mm/s이다.
본 발명의 하나의 실시예의 또 다른 중요한 양태가 사용되는 피드 레이트(feed rate)가 그리드 크기 및 스캐닝 주파수에 의해 정의되는 피드 레이트보다 높아야 한다는 것이다. 각각의 더 높은 피드 레이트를 선택함으로써, 시간의 흐름에 따라 DMD의 차후 노광 라인에 의해 보충되는 라인이 생략된다.
통합형 측정 광소자
바람직하게는, 디바이스가, 구체적으로, 광학 시스템과 통합되는 측정 광소자를 포함한다. 가장 바람직하게는, DMD가 노광을 위해 영향을 받는 동일한 광학 경로로부터 노광 될 층에 의해 반사된 광을 커플링하는 데 빔 스플리터가 사용된다. 측정 광소자가 복수의 중요한, 그러나 모두 동시에 수행될 필요는 없는 작업을 위해 사용된다. 이들은 다음과 같다:
● 노광 필드를 기판 상의 기존 구조물에 따라 정렬하거나 재-성형하기 위한 정렬
● 기입 헤드를 교정(calibration) 및 체크
● 기입 동작의 제자리 제어(in-situ control)
● 상대 이미지 기판 층이 동적으로 변경하는 경우 실시간 보정
정렬은, 기판에 이미 적용된 정렬 마크에 대해 또는 새로 노출될 구조물에 대한 정렬 마크 또는 패스 마크로서 역할 하는 의도적으로 적용되거나 이미 존재하는 구조물에 대해 이뤄진다. 본 발명에 따라, 이는, 넓은 표면을 노광시키는 것을 가능하게 하며, 여기서, 광학 시스템이 새로 노출된 구조물과 새롭게 정렬되거나 및/또는 교정된다.
본 발명에 따르는 하나의 실시예의 또 다른 중요한 양태가 이전 프로세스 및/또는 열적 영향에 의해 야기되는 기판의 가능한 왜곡이, 정렬 마크의 현재 측정된 위치를 설정 위치에 비교함으로써 계산되고, 기입될 이미지는 이 왜곡에 적응된다. 왜곡은 더 높은 차수의 왜곡일 수 있다.
구체적으로, "재봉 아티팩트(sewing artefacts)"(인접한 픽셀들 및/또는 인접한 노광 그리드들 간 전환 시 오차)를 피할 때, 정렬 및/또는 실시간 보정이 중요한 역할을 한다.
노광 동안 노광 필드의 구조물(표면-유형 노이즈를 포함)을 캡처하고 인접한 노광 구조물과의 비교를 획득함으로써, 상관 또는 유사한 절차에 의해 기판의 오프셋이 결정될 수 있다. 오프셋은 오차 신호로서 사용되어 DMD 이미지에 영향을 미치고, 따라서 서브-픽셀 범위까지 도달하는 보상을 촉진시킨다.
캡처/측정 동안 기계적 연결, 특히, 고정(fix)을 구현하는 것이 가능하도록, 캡처/측정은 노광을 위해 사용되는 것과 동일한 광학 경로를 따라 발생하는것이 바람직하다.
광학 요소, 바람직하게는, 반투명 거울 또는 프리즘을 통해 표면으로부터의 광 신호(적어도 하나의 광원의 광 빔)를 커플링하고, 대응하는 검출기에 의해 이를 검출함으로써, 캡처/측정은 개시된다. 그 후 검출기(또는 이에 연결된 평가 시스템)가 노광/기입되는 동안 구조화될 층의 표면을 모니터할 수 있다. 검출기는 바람직하게는, 카메라, 더 바람직하게는 CCD 또는 CMOS 카메라이다. 카메라 이미지가 조사 필드의 하나 이상의 부분, 더 넓은 영역, 또는 하나 이상의 더 작은 부분 영역을 검출할 수 있다.
노광 프로세스는 자신 고유의 광원을 가질 수 있으며 (바람직하게는) 동일하거나 상이한 파장 범위의 조사로 개시될 수 있다. 또 다른 실시예는 본 발명의 실시예의 하면 상의 측정 광소자를 포함하며, 이로써, 기판 홀더 또는 기판의 하면 상에서 정렬 마크가 검출될 수 있다. 기판 홀더의 하면 측정이, 원칙적으로, PCT/EP2016/070289에 개시된 실시예의 것과 유사하다. 하면 상의 정렬 마크를 측정함으로써, 서로 마주보는 양 면 상에 구조물을 생성할 수 있다.
구체적으로 광원의 출력이 0.01 와트 내지 1000 와트, 바람직하게는 0.1 와트 내지 500 와트, 더 바람직하게는 1 와트 내지 100 와트, 더 바람직하게는, 5 와트 내지 100 와트, 가장 바람직하게는 9 내지 13 와트이다.
강도는 w/m2로 지시된다. 광학 렌즈에 의해 광선을 단위 영역으로 묶음으로써, 강도가 쉽게 계산된다. 광원의 강도는 매우 정밀하게 제어될 수 있음이 바람직하다. 광원의 출력, 노광 지속시간, 또는 광학 시스템 내 광학 요소를 변경함으로써 강도는 변경된다. 따라서 본 발명에 의해 지정 시간 주기 내에 DMD를 상이한 강도의 광 빔으로 조사하는 것이 가능하다. 따라서 적절한 거울 제어를 이용함으로써, 노광될 층의 개별 포인트가 정의된 강도로 조사될 수 있다. 노광될 층 주위의 포인트가 이와 상이한 강도로 조사될 수 있다.
오버레이 오차 및/또는 모션 블러를 개선하기 위한 이방성 및/또는 왜곡된 이미징 광소자
본 발명의 실시예에서, 광학 매핑 때문에, 노광 그리드의 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인이 상이하게 매핑되어, 노광 그리드의 최종 분해능이 수직 및 수평 방향에서 상이하다. 편차에 의해 노광의 계산/제어가 보상된다.
추가 실시예에서, 이미지/노광 패턴 그리드 라인의 축이, 수직이 아닌 비스듬하게 뻗어 있도록 배열된다. 이러한 아핀 왜곡된 투사(구체적으로, 전단변형(shearing))를 사용함으로써, 노광 에지의 고도로 정밀한 성형을 위해 그리드 해상도(픽셀 이하 정확도) 미만의 조명 포인트의 정밀한 배치와 함께, 조사된 위치및 선형 안내의 단일 계산이 가능해진다.
또 다른 실시예에서, 수직 및/또는 수평 방향을 따르는 노광 그리드의 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인이 등간격으로 실행되지 않는다.
DMD의 업스트림 및/또는 다운스트림의 광학 요소에 의해 DMD의 동형의 등방성 이미지로부터 상이한 노광 그리드가 생성될 수 있거나 및/또는 이방성 및/또는 이형으로 구성된 DMD의 직접적인 결과이다.
본 발명의 투사, 특히, 전단변형(shearing)이 생성될 수 있는 방식에 대한 일부 옵션이 이하에서 더 제공된다.
본 발명의 가능한 첫번째 실시예에서, 이미징 광소자로서 원통 축을 갖는 적어도 하나의 원통형 렌즈가 사용된다. 구체적으로 정확히 2개의 원통 렌즈가 사용된다. 원통 렌즈의 원통 축은 노광될 표면과 평행하게 뻗어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르는 전단변형을 이루기 위해, 2개의 원통 축 간 각도가 70° 미만이고, 더 바람직하게는 50° 미만이며, 가장 바람직하게는 20° 미만이도록 설정된다. 그러나 가장 선호되는 각도는 생성될 전단각으로부터 야기된다.
또 다른 본 발명의 실시예에 따라, 광학 시스템은 하나의, 이른바 복합 렌즈를 포함한다. 복합 렌즈는 광학 속성이 2개의 렌즈를 결합함으로써 획득될 광학 속성과 동일하도록 연마된 표면을 갖는 렌즈라고 이해된다.
앞서 기재된 실시예는 기판의 규칙적 조사와 불규칙적 조사 모두의 경우에서 획득될 수 있다. 노광 반복율이 규칙적이지만 움직이는 속력과 정확히 매칭되는 정수는 아닌 특수한 경우에서, 노광 구조는 현재 기입 위치와 정확히 맞춰서 계속 활성화될 것이다. 따라서 픽셀 이하 위치설정에 대한 비-정수 오프셋이 이동 방향에서 발생하며, 이는 개선된 위치설정 정확도와 또한 에지 거칠기(edge roughness)를 야기한다.
상기에서 기재된 지오메트리 및/또는 시간-관련 변위의 조합이 모든 방향으로 픽셀 이하 분해능을 생성하고 개별 노광 구성요소의 고장과 관련된 오류에 덜 취약하게 된다. 올바르게 측량된 노광 분포를 특징화하기 위해, 매핑 오차에 의해 야기되는 왜곡 및/또는 인공적으로 야기된 왜곡의 지식을 가질 필요가 있다. 선형 왜곡되거나 뒤틀린 이미지가 광원의 더 용이한 제어와 함께 계산되기 용이한 이점을 가진다.
앞서 언급된 모든 본 발명의 실시예 및 프로세스가 서로 무작위로 조합될 수 있지만, 개별적으로 기재되었다. 지금까지 프로세스 특징부가 기재되었으나 이들은 또한 디바이스 특징부로서 개시된 것으로 간주될 것이며, 이의 반대도 가능하다.
본 발명의 추가 이점, 특징부 및 상세사항이 이하에서 기재되는 바람직한 실시예에서 개시된다.
도 1은 본 발명에 따르는 디바이스의 제1 실시예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따르는 디바이스의 제2 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따르는 디바이스의 제3 실시예를 도시한다.
도 4a는 마이크로-거울이 제1 위치에 있는 부분 섹션이 확대된 DMD(마이크로-거울 디바이스)의 비 실측 비율의 개략도이다.
도 4b는 마이크로-거울이 제2 위치에 있는 부분 섹션이 확대된 DMD(마이크로-거울 디바이스)의 비 실측 비율의 개략도이다.
도 5a는 본 발명에 따르는 노광 패턴의 제1 실시예의 비 실측 비율의 확대 개략도이다.
도 5b는 본 발명에 따르는 노광 패턴의 제1 실시예의 비 실측 비율의 확대 개략도이다.
도 6은 광학 요소에 의해 왜곡된 노광 패턴의 개략도이다.
도면에서, 동일한 구성요소 또는 동일한 기능을 갖는 구성요소가 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1은 적어도 하나의 광원(7) 및 적어도 하나의 DMD(1)(마이크로-거울 디바이스)를 갖는 광학 시스템(8) 및 기판 홀더(11)로 구성된 제1 실시예를 도시한다. 기판 홀더(11)는 좌표계 K3에 대해 이동될 수 있다.
고정 수단(13)을 이용해, 기판(10)은 기판 홀더(11)에 고정되며, 기판(10)은 디바이스에 의해 노광되는 노광 가능 물질의 광-민감성 층(9)을 가진다.
고정된(즉, 기판(10)/광-민감성 층(9)에 고정된) 샘플 좌표계 K2의 원점이 층(9)의 표면(9o)의 중심에 위치하는 것이 바람직하다.
광원(7)에 의해 발산되어 복수의 광학 요소(도시되지 않음)를 통과하여 DMD(1)으로 가는 광 빔(6)(1차 빔)이 DMD(1)에 의해 구조화된 광 빔(6')(2차 빔)으로 변경된다. 상기 빔은 층(9)으로 가는 길에 복수의 광학 요소(14''만 도시되어 있음)를 통과할 수 있다.
반투명 거울(14'')을 이용해 검출기(19), 특히, 카메라, 더 바람직하게는, CCD 또는 CMOS 카메라가 노광될 층(9)의 표면(9o)을 직접 검출 및/또는 측정할 수 있다. 바람직하게는, 측정 결과가 사용되어 디바이스를 직접 제어, 처리 및/또는 교정할 수 있다. 이하의 기재 및 또 다른 도면에서, 이들 측정 수단의 도시는 명료성을 위해 생략되었다. 그러나 본 발명에 따르는 측정 수단은 본 발명의 실시예 중 어느 것에서도 사용될 수 있다.
도 2는 제2 실시예를 도시하며, 여기서, 광학 시스템(8)에 2개의 광원(7, 7')이 제공된다. 광 빔(6)은 두 광원(7, 7') 모두에 의해 발산된다. 광 빔(6) 중 하나가 빔 스플리터(14')로 향하도록 거울(14)에 의해 편향되고, 빔 스플리터에 의해, 제2 광원(7')의 광 빔(6)과 통합된다.
통합된 광 빔(6)은 DMD(1)로 안내되고 이로 인해 구조화된 광 빔(6')으로 변환되며, 상기 구조화된 광 빔은 층(9)으로 가는 길에 복수의 광학 요소(도시되지 않음)를 통과할 수 있다.
하나의, 특히 자율적인, 본 발명의 양태는, 무엇보다도, 2개의 광원(7)이 복사 강도, 파장, 간섭 길이 및 가능하다면 추가 속성 또는 파라미터가 서로 상이해, 복수의 서로 다른 광학 파라미터를 갖는 레이저 빔(6)이 생성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 2개보다 많은 광원, 특히, 5개보다 많은 광원, 바람직하게는 10개보다 많은 광원, 더 바람직하게는 20개보다 많은 광원(7, 7')이 사용될 수 있다. 바람직하게는 각각의 광원이 LED 필드 또는 레이저 다이오드(LD) 필드일 수 있다.
도 3은 적어도 하나의 광원(7) 및 2개의 DMD(1)를 갖는 광학 시스템(8)을 포함하는 제3 실시예를 도시한다.
광 빔(6)은 광원(7)에 의해 발산되고 빔 스플리터(14')에 의해 분할된다. 제1 분할된 빔(6.1)이 제1 DMD(1)에 의해 변조되어, 제1 변조된 빔(6.1')을 도출할 수 있다. 층(9)은 이러한 제1 변조된 빔(6.1')에 노광된다. 제2 분할된 빔(6.2)은 거울(14)에 의해 제2 DMD(1) 쪽으로 편향되고 그 후 제2 변조된 빔(6.2')으로서 층(9)으로 지향된다. 바람직하게는, 제2 변조된 빔(6.2')은, 제1 변조된 빔(6.1')이 지향되는 위치와 상이한 층(9) 내 위치로 지향된다. 모든 빔들은 복수의 광학 요소(도시되지 않음)를 통과할 수 있다.
하나의, 특히 자율적인, 본 발명의 양태는 적어도 2개의 DMD(1)가 사용되며, 이로써, 층(9)의 2개의 위치가 동시에 노광될 수 있고, 여기서, 바람직하게는, 하나의, 구체적으로는, 통합된 빔이 DMD에 따라 작용하도록 사용된다. 이는, 구체적으로 노광되는 섹션, 특히 노광되는 띠의 확장을 야기하고 따라서 처리량의 증가를 이끈다.
도 4a는 거울 표면(2)을 갖는 DMD(1)를 도시한다. 거울 표면(2)의 일부분의 확대도가 복수의 거울(3) 중 몇 개(16)의 거울(3)을 보여준다. 거울은 시작 위치라고 불리는 젖혀지지 않은 정렬로 배열된다. DMD(1)는 좌표계(K1)에 할당된다. K1의 Z-축(즉, K1z)이 거울 표면(2)에 수직으로 뻗어 있고, x-좌표 및 y-좌표가 거울 표면(2)의 거울 표면 에지(2kx 및 2ky)에 평행하게 뻗어 있고 거울 평면을 형성한다.
도 4b는 동일한 DMD(1)를 도시하고, 여기서 거울(3) 중 하나가 x-축을 중심으로 젖혀지거나 회전되는 위치로 배열된다. 젖혀진 거울(3)에 충돌하는 빔(6)의 부분이 젖혀지지 않은 거울(3)에 의해 반사되는 빔(6)의 부분의 반사 방향과 동일하지 않은 방향으로 반사된다.
도 5a는 상호 직교하는 방향(K2x, K2y) 모두가 노광 패턴 그리드 라인(27)으로부터 등간격인 본 발명의 덜 선호되는 제1 노광 패턴(24)을 도시한다. 따라서 노광 패턴(24)은 등방성이고 두 방향(K2x 및 K2y) 모두에서 동형이다.
도 5b는 각각의 방향에서, 노광 패턴 그리드 라인(27) 간 각자의 등간격 방향-관련 거리를 갖는 본 발명에 따르는 더 선호되는 제2 노광 패턴(24')을 도시한다. 따라서 노광 패턴(24')은 등방성이지만, 각각의 방향(K2x 및 K2y)에서 동형이다.
개별 그리드 표면 내에서가 아니라, 노광 패턴 그리드 라인 교차부(25) 및/또는 노광 패턴 부분 표면(26)에서 노광이 발생하는 것이 또한 가능하다.
상이한 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')이, 구체적으로, DMD(1)(도시되지 않음)의 업스트림 및/또는 다운스트림에서 배열되는 광학 요소(도시되지 않음)에 의해 생성/변조될 수 있다. DMD(1)(도시되지 않음)는 등방성이고 동형인 것이 바람직할 것이며, 광학 요소(도시되지 않음), 구체적으로, 다운스트림 요소만 DMD의 이방성 및/또는 동형 이미지를 야기하도록 구성된다.
도 6은 특히 광학 시스템(8)의 광학 요소에 의해 왜곡된 노광 패턴(24'')의 비 실측 비율의 개략도이다.
광학 요소는 DMD(1)의 거울(2)에 의해 반사되는 부분 빔이 노광될 층(9)을 향해 직교 반사되도록 하지만, K2x-K2y 평면 내에서, 바람직하게는, 여기서만, 왜곡이 발생한다. 본 발명에 따르는 이 방법으로 인해, 오버레이의 증가를 야기하는 노광 패턴(24'')이 광학적으로 생성될 수 있다. 이 실시예에서, 바람직하게는 DMD(1)가 기울어지게 위치는 것이 아니라, DMD(1)의 원본 이미지가 아핀 왜곡을 겪어서, 노광 패턴(24'')의 기울어진 위치를 획득할 수 있다.
1 DMD
2 거울 표면
2kx, 2ky 거울 표면 에지
3,3' 거울
4 기입 영역
5 버퍼 영역
6 광 빔 (beam)
6' 변조/구조화된 빔
6.1' 제1 변조된 빔
6.2' 제2 변조된 빔
7,7' 광원
8 광학 시스템
9 층
10 기판
11 기판 홀더
12, 12', 12'' 구조물
13 고정 수단
14 거울
14' 빔 스플리터
14'' 반투명 거울
15, 15', 15'' 스트립
16l,16r,16l',16r',16r'' 강도 변화 영역
17 초점 평면
18 초점 심도
19 검출기
20 포인트 패턴
22, 22', 22'' 거울 강도 프로파일
23, 23' 픽셀
24, 24', 24'', 24''' 노광 패턴 그리드
25 노광 패턴 그리드 라인 교차부
26 노광 패턴 부분 표면
27 노광 패턴 그리드 라인
28 패턴
1,1' 길이
b 폭
D 이동 방향
v 수직 포인트 패턴 거리
h 수평 포인트 패턴 거리
r 노광 포인트 반경
p 거울 중심 거리

Claims (6)

  1. 광학 경로를 갖는 광학 시스템(8)을 이용해 광-민감성 층(9)을 노광하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 광 빔(6, 6')이 적어도 하나의 광원(7)에 의해 각각 생성되고, 노광 패턴 그리드(24, 24', 24'', 24''')의 픽셀(23)이 복수의 마이크로-거울(3)을 갖는 적어도 하나의 마이크로-거울 디바이스(1)에 의해 조명되며,
    노광 패턴 그리드(24, 24', 24'', 24''')의 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인이 전단변형(shear)되며, 마이크로-거울 디바이스(1)를 떠나는 DMD-픽처의 전단변형이 광학 경로를 따라 일어나고,
    각 픽셀(23)의 에너지의 50%가 픽셀(23)과 직접적으로 대응하는 이미지를 갖는 감광성 층의 필드에서 발견되고, 각 픽셀(23)의 에너지의 나머지 양은 픽셀(23)과 직접적으로 대응하는 이미지를 갖는 필드에 인접한 필드에 걸쳐 분포되는 것인, 노광하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인은 서로 평행하게 뻗어 있거나 정렬되도록 배열되는
    노광하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인이 비스듬하게 배열되는,
    노광하기 위한 방법.
  4. 광학 시스템(8)을 이용해 광-민감성 층(9)을 노광하기 위한 디바이스로서,
    적어도 하나의 광 빔(6, 6')을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원(7),
    복수의 마이크로-거울(3)을 갖는 적어도 하나의 마이크로-거울 디바이스(1)를 포함하며, 각각의 마이크로-거울(3)이 노광 패턴 그리드(24, 24', 24'', 24''')의 하나의 픽셀(23)을 조명하도록 역할하고,
    노광 패턴 그리드(24, 24', 24'', 24''')의 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인이 전단변형되고, 마이크로-거울 디바이스(1)를 떠나는 DMD-픽처의 전단변형이 광학 경로를 따라 일어나며,
    각 픽셀(23)의 에너지의 50%가 픽셀(23)과 직접적으로 대응하는 이미지를 갖는 감광성 층의 필드에서 발견되고, 각 픽셀(23)의 에너지의 나머지 양은 픽셀(23)과 직접적으로 대응하는 이미지를 갖는 필드에 인접한 필드에 걸쳐 분포되는 것인, 노광하기 위한 디바이스.
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