KR102708305B1 - 광-감지 층을 노광하기 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광-감지 층(9)을 광학 시스템(8)에 노광시키기 위한 방법에 관한 것이고, 적어도 하나의 광선(6, 6')은 적어도 하나의 광원(7)에 의해 각각의 경우에 생성되고, 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 픽셀(23)은 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')로, 각각의 경우에 복수의 마이크로미러(3)를 가진 적어도 하나의 마이크로미러 디바이스(1)에 의해 조명되며, 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 패턴 세기 프로필을 형성하기 위해, 인접한 마이크로미러(3)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 오버레이가 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 각각 조명된 픽셀(23)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 합산으로 발생하는 것을 특징으로 한다.
더구나, 본 발명은 광학 시스템(8)을 사용하여 광-감지 층(9)을 노광시키기 위한 디바이스에 관한 것이고, 상기 디바이스는,
적어도 하나의 광선(6 , 6')을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원(7)과,
복수의 마이크로미러(3)를 가진 적어도 하나의 마이크로미러 디바이스(1) - 각각의 마이크로미러(3)는 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')을 가진 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 픽셀을 조명하는데 사용됨 - 를 가지고,
광학 시스템(8)은, 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 패턴 세기 프로필을 형성하기 위해, 인접한 마이크로미러(3)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 오버레이가 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 각각 조명된 픽셀(23)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 합산으로서 발생하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
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Description
본 발명은 청구항 1에 따른 광-감지 층을 노광하기 위한 방법, 및 청구항 8에 따른 해당 디바이스에 관한 것이다.
디지털 마이크로미러 디바이스 (DMD)는 종래 기술에서 이미 오랫동안 알려져왔다. 이들은 개별적으로 이동/정렬 할 수 있는 복수의 작은 미러로 구성된 광학 요소이다. 각각의 미러는 전기적으로 제어되고 목표된 방식으로 배향될 수 있다. 결과적으로, DMD를 갖는 광학 시스템은 선택적으로 공간적으로 분해된 방식으로 넓은 광선을 편향시키는데 사용될 수 있다. 대부분의 경우, 미러 당 두 개의 완전히 편향된 위치만 관찰된다. 미러는, 그 미러 위로 떨어지는 광선의 일부가 광학 시스템을 더 통과하도록 허용하거나, 광선이 광학 시스템에서 전달되지 않도록 광선의 일부를 반사시킨다. 그리고 나서, 이러한 DMD의 각 미러를 디지털 광 스위치로 해석 할 수 있다.
이러한 유형의 DMD는 이미 종래 기술에서, 주로 프로젝터에서 사용된다. 점점 더, DMD는 3D 프린팅, 3D 측정 및 마스크 없는 리소그래피와 같은 산업 분야에서도 사용된다.
종래 기술에서는, 마스크 없는 노광 유닛 만이 공지되어 있으며, 이는 DMD를 조명하여서, 노광될 표면을 조명하는 단일 광원을 갖는다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점을 극복하고, 특히, 개선된 노광 결과를 달성하는 것이다.
이러한 목적은 대등한 특허 청구항의 주제 및 다음에 개시된 창의적인 아이디어로 성취된다. 본 발명의 바람직한 개선은 종속항들에서 명시된다. 설명서, 청구 범위 및/또는 도면에서 특정된 적어도 2 개의 특징의 모든 조합도 본 발명의 범위 내에 속한다. 값 범위의 경우, 언급된 범위 내에 있는 값은 한계 값으로 공개되어야하며 원하는 조합으로 청구 가능해야 한다.
본 발명은 특히 개선되고, 더 빠르고, 더 고해상도의 노광 공정이 어떻게 수행 될 수 있는지, 동시에 상이한 초점 깊이에서 노광이 어떻게 일어날 수 있는지를 나타낸다.
본 발명의 핵심 아이디어는, 마이크로미러의 각각의 미러 세기 프로필이 오버레이되는 방식으로 광학 시스템의 마이크로미러 디바이스의 마이크로미러를 구성하거나, 각각 인접한 미러 세기 프로필로 오버레이될 수 있도록 구성하는 것이다. 그러므로, 각각의 미러 세기 프로필은 픽셀에 대응되는 영역 및 픽셀을 둘러싸는 영역으로 구성된다. 미러 세기 프로필은 광학 요소에 의해, 그리고 마이크로미러의 기하형상에 의해, 적어도 대부분, 바람직하게는 완전히 형성된다. 마이크로미러는 바람직하게는 직사각형, 좀 더 바람직하게는 정사각형이다. 둥근 마이크로미러나 삼각형 마이크로미러도 생각해볼 수 있다. (DMD) 이미지는 오버레이를 포함하는 픽셀로부터 형성된다.
특히, 노광 패턴은, 패턴 세기 프로필을 가진 적어도 부분적으로 오버레이드된 복수의 미러 세기 프로필로 제조되고 생성된다. 그러므로, 패턴 세기 프로필은 오버레이드된 미러 세기 프로필의 합산이다. 바람직하게는, 노광 패턴은 기판 상의 노광될 층의 섹션을 노광시키는데, 오버레이 때문에, 노광 패턴의 패턴 세기 프로필은 바람직하게는, 오버레이 없는 종래 기술로부터의 노광 패턴보다 더 균일하다.
바람직하게는, 미러 세기 프로필은, 각각의 미러에 의해 편향된 에너지의 50%가 대응되는 픽셀에 부딪히도록 선택되거나 조절되거나 제어된다. 각각의 미러에 의해 편향된 에너지의 추가 50%는 각각의 픽셀을 둘러싸는 픽셀 상으로 분할된다. 본 발명에 따른 좀 더 바람직한 실시예에서, 미러 세기 프로필은, 각각의 미러에 의해 편향된 에너지의 50% 이상, 좀 더 바람직하게는 60% 이상, 좀 더 바람직하게는 70% 이상이 대응되는 픽셀에 부딪히도록 선택되거나 조절되거나 제어된다. 나머지 에너지는 각각의 픽셀을 둘러싸는 픽셀 상으로 분할된다.
본 발명의 상이하고, 덜 바람직한 실시예에서, 미러 세기 프로필은, 각각의 미러에 의해 편향된 에너지의 50% 미만이 대응되는 픽셀에 부딪히도록 선택된다.
특히, 본 발명은 마스크 없는 노광 디바이스 또는 마스크 없는 노광 방법을 기술한다. 노광 유닛은 복수의 실시예에서 기술되는데, 이들은 서로 조합될 수 있다. 특히, 이들은 독립적이지만 서로 조합될 수 있는 최적화 옵션이다.
가장 중요한 실시예는, 개개의 픽셀(광학 시스템에 의해 생성된 픽셀)의 오버랩이 특히 오버레이 및/또는 간섭을 사용하여 발생하는 방식으로, 광학 시스템을 설계하는 것으로 구성된다. 이는, 인접한 마이크로미러의 반사된 레이의 세기 프로필이 오버레이된다는 점에서 특히 효과적이다.
특히, 적어도 2개의 광원을 가진 마스크 없는 노광 디바이스가 개시되는데, 특히 광원의 광선은 오버레이되거나 조합되거나 혼합된다.
본 발명에 따르면, 통합된 측정 기술을 가진 마스크 없는 노광 디바이스도 생각해 볼 수 있을 것이다. 추가적인 실시예는, 다양한 초점 평면이나 공간적으로 상이한 부분 이미지에서 동시에 노광이 가능한 마스크 없는 노광 유닛에 관한 것이다. 추가적이고 대안적인 실시예에서, 더 높은 해상도를 달성하기 위한 이방성 또는 왜곡적인 광학 시스템을 가진 노광 유닛이 개시된다.
추가적이고, 특히 독립적으로 개시된 실행예는 쓰루풋과 해상도를 증가시키기 위한 "디스캐닝(descanning)"의 방법에 관한 것이다. 여기서, 특히 연속적이거나 순차적인 스캐닝 노광 공정은 한 방향 또는 두 방향으로 제2 편향에 의해 오버레이드되고, 모션 블루 및 에지 위치 둘 다 감소시키기 위해, 픽셀 크기보다 더 미세한 위치 정확도로 준-정적으로 노광 필드를 결정한다.
더구나, DMD와 노광될 광-감지 층(노광될 재료) 간의 원래 이미지의 직교적으로 왜곡된 일러스트레이션(특히, 노광될 층의 표면과 평행함)을 광학 시스템이 생성하는 실시예가 개시된다. 위치 정확도나 오버레이는, 특히 이미지의 광학 왜곡에 의해 증가될 수 있다. 특정 경우의 기존 구조물에 대한 위치 정확성을 이해하는 것은 본 발명에 따른 원래의 이미지의 왜곡된 일러스트레이션에 의해 기록될 구조물의 해상도가 증가된다는 것을 의미한다.
본 발명의 이점
마스크가 필요 없어서, 원하는 구조물은 광-감지(포토감지) 층 내로 직접 노광될 수 있다. 복수의 광원의 사용 때문에, 스펙트럼이 더 넓게 선택될 수 있고, 광 출력과, 따라서 달성가능한 쓰루풋이 증가된다. 노광될 층의 표면에 비해 초점 평면을 경사지게 함에 의해, 또는 개개의 파장을 선택함에 의해, 전체 해상도를 가진 다양한 깊이에서 동시에 또는 다양한 평면에서 선택적으로 노광시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 특히 디바이스는,
적어도 하나의 광선을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원과,
복수의 마이크로미러를 가진 적어도 하나의 마이크로미러 디바이스 - 각각의 마이크로미러는 미러 세기 프로필을 가진 노광 패턴의 픽셀을 조명하는데 사용됨 - 와 같은 특징을 가진 광학 시스템을 가지는데,
광학 시스템은, 노광 패턴의 패턴 세기 프로필을 형성하기 위해, 인접한 마이크로미러의 미러 세기 프로필의 오버레이가 노광 패턴의 각각 조명된 픽셀의 미러 세기 프로필의 합산으로서 발생하도록 구성된다.
본 발명은, 광선 번들, 특히, 적어도 하나의 바람직하게는 디지털, 마이크로미러 디바이스(DMD)로 구성된 광학 시스템을 통해 시행되는, 레이져로 광-감지 층을 조사(irradiate)하기 위한 방법과 시설을 기술한다. 층의 조사는 층의 물리적 및/또는 화학적 변화를 야기한다.
본 발명에 따른 실시예는 특히,
전체-영역
연속적인 스캐닝
단계적인 마스크 없는 노광 유닛을 생각할 수 있다. "마스크 없는"은 정적인 템플릿(마스크, 레티클)의 이미징이 동적이고 광학적인 패터닝 시스템에 의해 대체된다는 것으로 이해된다.
전체-영역, 마스크 없는 노광 유닛은, 노광될 층과 광학 시스템 사이의 상당한 상대적 이동 없이, 라이트될 전체 영역을 노광할 수 있는 DMD를 가진 시설을 의미하는 것으로 이해된다. 그러므로, 종래 기술에 따르면, 현재의 DMD의 크기가 제한되기 때문에, 오직 매우 작은 기판이 노광될 수 있다.
스캐닝의 마스크 없는 노광 유닛은, 노광 필드가 노광될 영역보다 더 작아서, 전체 노광 필드를 노광시키기 위해, 광학 시스템과 노광될 층 사이의 상대적 이동이 발생하는 디바이스 또는 방법을 의미한다고 이해된다. 특히, 이러한 상대적 이동은 경로를 따라 연속적으로 발생한다. 이러한 경로는 바람직하게는,
구불구불하거나,
줄 맞춰서 다음의 행으로 이동되고, 종료되면 시작을 위해 리셋되거나
나선형이거나
원형이거나
선형이다.
특히, 언급된 경로는 서로 조합될 수 있다. 그러므로, 노광을 위해 우선 나선형 경로를 사용하고, 다음으로, 기판의 중앙으로 이어지는 선형 경로를 사용하는 것이나 초기에 서로 상보적이고 독립적인 복수의 라이팅 경로들을 생각할 수 있다. 이동은 바람직하게는 구불구불하게 된다.
단계적이고, 마스크 없는 노광 유닛은, 노광 필드가 노광될 영역보다 작은 시설을 의미하는 것으로 이해되는데, 광학 시스템과 노광될 층 사이의 상대적 이동은 단계적으로 발생하고, 개개의 단계 사이에서는 노광이 발생하지 않는다. 광학 시스템과 노광될 층이 잘 형성된 위치에 위치될 때, 광학 시스템은 노광될 층만 노광한다. 그러므로, 이러한 실시예는 노광될 층의 복수의 섹션을 노광시키는 것과 관련된다.
DMD 원리
DMD는 넓은 주요, 바람직하게는 평행하고 및/또는 비산란 광선 번들의 복수의 부분의 목표된 편향을 가능하게 한다. 그 결과, 공간적으로 구조화된, 이차적 광학 노광 레이 번들이 마스크의 도움없이 생성될 수 있다. 대부분, 광학계, 특히 프로젝션 광학계는 DMD의 업스트림 및/또는 다운스트림에 설치되는데, 상기 광학계는 DMD 상으로 떨어지는 주요 노광 레이 및/또는 DMD에 의해 반사된 이차 노광 레이를 (특히 스케일) 조작할 수 있으며, 특히 마이크로리소그래피의 경우, DMD 이미지의 크기 감소를 생성할 수 있다. 결과적으로, DMD 이미지는 대응되게 크기 감소될 수 있다.
이에 따라, DMD의 달성가능한 구조적인 해상도는 특히 0.1 μm 내지 50 μm, 바람직하게는 0.3 μm 내지 25 μm, 좀 더 바람직하게는 1 μm 내지 10 μm에 있다.
개개의 노광 필드가 기판 보다 작은 실시예에 있어서 주로, 광학 시스템과 노광될 층 사이의 상대적 이동 이후에, 생성될 구조물의 이음매 없는(seamless) 연속성이 발생하는 것이 중요하다. 이는 단계적인 경우에 두 개의 독립적인 방향으로 발생하고, 연속적인 스캐닝의 경우 대부분 한 방향으로 발생한다.
광학 시스템
본 발명에 따른 실시예는 적어도 하나의 광학 시스템으로 구성되는데, 이는 상이한 유형의 복수의 광학 요소를 포함할 수 있다. 복수의 DMD의 사용이 본 발명에 따른 추가적인 실시예를 구성하더라도, 광학 요소들 중에 적어도 하나는 DMD이다. 특히, 광학 시스템 내에는 정확히 하나의 DMD가 있고, 바람직하게는 적어도 2개의 DMD가 있으며, 좀 더 바람직하게는 적어도 4개의 DMD가 있다. 광학 시스템 자체는 시설 내부의 기판 상에 하나 이상의 병렬적인 형태로 사용될 수 있다. 시설 내부의 복수의 기판의 병렬적인 노광도 본 발명에 따라 생각할 수 있다.
이하의 광학 요소는 광학 시스템에 더욱 포함될 수 있다.
조명 광학계
코히런트 광원, 특히
레이져 광원
레이져 다이오드
고체-상태 레이져
엑시머 레이져
인코히런트 레이져 소스, 특히
가스 방출 램프, 특히
수은 증기 램프
LED
부분적인 코히런트 광원
코히런스-변화 구성요소
편향 광학계
DMD
미러 특히,
콜드 미러
핫 미러
굴절 요소, 특히,
프리즘,
레이 스플리터
프로젝션 광학계
렌즈, 특히,
프레넬 렌즈
굴절성 렌즈
볼록 렌즈
오목 렌즈
양면 오목 렌즈
양면 볼록 렌즈
볼록-오목 렌즈
오목-볼록 렌즈
원통형 렌즈
합성 렌즈
미러, 특히,
원통형 미러
일반적인 레이-수정 광학 구성요소
광원은 연속적으로 또는 펄스형으로 사용될 수 있고, 특히, 추가적으로 내부적으로 또는 외부적으로 변조된다.
광학 시스템과 노광될 층 사이의 최대 가능한 상대 속도는, 특히 DMD의 최대 구동 주파수(다시 말해, DMD의 개개의 미러 요소가 실제로 스위칭될 수 있는 주파수)에 의해 제한된다. 더구나, 스캐닝 시스템에서의 상대 속도는 이동 및/또는 편향 광학계에 의해 결정되는데, 이는, 특히 5 mm/s 내지 500 mm/s, 바람직하게는 10 mm/s 내지 250 mm/s, 좀 더 바람직하게는 15 mm/s 내지 200 mm/s, 가장 바람직하게는 25 mm/s 내지 100 mm/s에 있다.
본 발명에 따른 실시예의 추가적인 중요한 양태는 패턴 크기와 스캐닝 주파수에 의해 정의된 것보다 더 높은 공급 속도를 사용하는 것으로 구성된다. 따라서 더 높은 공급 속도의 선택에 의해, 행은 생략되고, 이는 시간 측면에서 더 늦은, DMD의 노광 행에 의해 보상된다.
스캐닝 방향으로 노광을 워싱 아웃 하는 것을 피하기 위해, 노광이 중단되고, 및/또는 단시간 동안 노광 위치를 일정하게 유지하는 국부적인 "디-스캔(de-scan)" 메카니즘이 사용된다. 이후에, 첫번째 가능성이 처음에 고려된다.
특히 더 높은 공급 속도에 의해 야기되는 선량(dose) 손실을 보상하기 위해 광 출력이 증가될 수 있다. 이것은 광원의 더 크고, 즉각적인 출력을 필요로 하는데, 이는 증가된 비용 또는 물리적/기술적 한계와 종종 충돌한다. 이 문제를 해결하기 위해, 광원의 출력을 복수의 노광 유닛으로 디-스캐닝 및 동적 스플릿 (splitting)하는 것이 보다 경제적인 변형예로서 사용될 수 있다.
디-스캐닝 동안, 기판에 대한 이미지 픽셀의 상대적인 이동은 최소화되고 짧고 빠른 편향(인터 레이싱)에 의해 중단된다. 작은 점프 경로 덕분에, 기계식, 전기식, 자기 또는 음향 광학 편향 또는 변위 장치를 사용하여 생성될 수 있다.
광원의 동적 스플릿 동안, 광원의 출력은 동적으로 (예를 들어, 캐비티-덤핑 된 레이저, 온도-제한 반도체 광원) 및 일시적으로 집중되거나, 회전 다면경(rotating polygonal mirror), 전기-광 스위치(electro-optical switch) 등과 같은, 분배 요소에 의해 소비자들 사이에서 일시적으로 분리된다. 목표는 항상 장기 출력을 일정하게 유지하면서, 듀티 사이클 동안 단기 출력을 증가시키는 것이다.
통합된 측정 광학계
디바이스는 특히 광학 시스템에 통합된 측정 광학계를 갖는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 노광을 위해 DMD가 로딩되는 광경로의 외부에서 노광될 층에 의해 반사된 광을 결합시키기 위해, 레이 스플리터가 사용된다. 측정 광학계는 동시에 수행해야 할 필요가 없는 복수의 중요한 임무를 가지고 있다.
정렬, 노광 필드를 기판 상에 존재하는 구조물에 정렬 시키거나 노광 필드를 재형성하기 위해,
라이트 헤드의 교정 및 검사,
라이트 공정의 현장 확인,
상대 이미지 기판 층의 동적 변경의 경우, 실시간 교정이다.
정렬은 기판에 이미 적용된 정렬 마크 또는 의도적으로 또는 이미 존재하는 구조물에 대해 발생하며, 이는 다시 노광되는 구조물에 대한 정렬 마크로서 사용된다. 결과적으로, 본 발명에 따르면, 광학 시스템이 이미 노광된 구조물에 항상 정렬 및/또는 교정 됨으로써 넓은 영역을 노광시키는 것이 가능해진다.
본 발명에 따른 실시예의 또 다른 중요한 측면은, 현재 측정된 정렬 마크의 위치와 원하는 위치와 비교함으로써, 특히 예비 공정 및/또는 열 영향에 의해 야기된 기판의 왜곡이 계산되고, 라이트될 이미지는 이러한 왜곡에 적응된다. 이것들은 고차원적인 왜곡일 수도 있다.
특히, 이음매 결함(인접한 픽셀들 및/또는 인접한 노광 패턴 사이의 전이에서의 결함)의 방지의 경우, 정렬 및/또는 실시간 교정이 중요한 역할을 한다.
노광 동안에, 노광 필드의 구조물(표면-전형적인 노이즈 일 수도 있음)를 캡쳐하고, 인접한 노광 구조물의 캡쳐와 비교함으로써, 기판의 오프셋은 상관 또는 유사한 방법에 의해 결정될 수 있다. 이것은 DMD 이미지에 오류 신호로 적용되므로 하위-픽셀 범위까지 보상이 가능하다.
바람직하게는, 캡쳐/측정은 노광을 위해 사용되는 동일한 광학 경로를 따라 이루어 지므로, 캡쳐/측정 동안에 기계적 연결, 특히 고정이 실현될 수 있다.
캡쳐/측정을 위해, 광 신호(적어도 하나의 광원의 광선)는 바람직하게는 광학 요소, 바람직하게는 반투과성 미러 또는 프리즘에 의해 표면으로부터 결합되고, 대응하는 검출기에 의해 흡수된다. 검출기(또는 그것에 연결된 평가 시스템)는 노광/기록되는 동안 구조화 될 층의 표면을 모니터할 수 있다. 검출기는 바람직하게는 카메라, 보다 바람직하게는 CCD 또는 CMOS 카메라이다. 카메라 이미지는 노광 영역의 하나 이상의 부분, 더 큰 영역 또는 하나 이상의 더 작은 부분을 캡쳐할 수 있다. 노광은 자체 광원을 가질 수 있으며, 동일한 파장 범위(선호됨) 또는 조사의 다른 파장 범위에서 발생한다.
특정의 확장된 실시예에서, 측정 광학계는 또한 본 발명에 따른 실시예의 밑면에 존재하며, 그 보조를 통해 기판 홀더 또는 기판의 하부에 정렬 마크를 검출 할 수 있다. 기판 홀더의 밑면 측정 원리는 공개된 PCT/EP2016/070289에 개시된 실시예와 유사하다. 밑면의 정렬 마크를 측정함으로써, 서로에 대해 정렬된 양쪽면에 구조를 생성할 수 있다.
세기 분포 함수
본 발명에 따른 제1의 특히 바람직한 실시예에서, (DMD에 의해 반사된 2 차 노광 레이에 영향을 미치는, 특히 스케일링하는) 이미징/이차 광학은, 초점면에서의 DMD 미러의 선명한 이미징이 달성되지는 않았지만, 인접한 픽셀을 노광하는 다소 의도적으로 선명하지 않은 이미징이 달성된다. 결과적으로, 상당히 저렴한 방법으로 광학계를 구성 할 수 있고, 그럼에도 불구하고 생성된 구조물의 품질을 향상시킬 수 있다. 레이의 직경에 대한 세기 분포 함수(세기 프로필)는 원하는 수학 함수에 해당할 수 있다. 닫힌 공식은 보다 복잡한 실제 분포에 대한 근사치로 사용된다. 특히 주로 생각 가능한 것은,
가우시안 분포,
로렌치안 분포,
코시 분포,
상이한 분포 함수의 콘볼루션이다.
특히 노광되는 광-감지 층의 재료는 정의된, 바람직하게는 비선형 반응 행동을 가지며, 이는 주로 누적된 광의 증착된 양에 대응하며, 특히 이차적으로 출력 및 이에 따른 노광 행동에 대응한다. 그러므로 국부적인 노광량 그래디언트의 경우, 높은 선량과 낮은 선량 사이에 노광 에지가 형성되며, 이는 정의되거나 정의 가능한 경계 내에서 변동될 수 있다. 제시된 방법은 이 방법을 사용하고, 복수의 노광 필드를 오버랩핑하여(특히 개개의 마이크로미러에 대해) 이 노광 경계의 위치가 픽셀 크기보다 더 정밀하게 제어되도록 한다.
정확한 위치 설정을 위해, 노광력은 미리 계산되어 복수의 노광 요소(특히, 픽셀) 및/또는 상이한 노광 단계로 나뉘어진다. 노광 단계는 특히 시간적으로 및/또는 상이한 길이로 분리되고, 총괄적으로 패턴 레벨(패턴 세기 프로필) 및/또는 기판 레벨 (기판 세기 프로필)에서의 타겟 노광 분포를 초래한다. 여기서, 개별 분포 함수(미러 세기 프로필 및/또는 패턴 세기 프로필) 및/또는 이미지 생성의 동역학의 코히런트 및/또는 논-코히런트 오버랩이 바람직하게 고려된다.
그 결과는 노광 경계의 구조화이고, 이러한 경계는 주로 노광 공정의 합산으로 형성되지만, 이차적으로 동적인 경우에, 시뮬레이트되거나 실험적으로 결정된 재료 응답을 2차원은 물론 3차원 형태로 고려할 수 있다. 다음으로, 오버랩과 간섭이라는 용어를 좀 더 자세히 설명한다.
개별 부분 영역의 다중 노광은 동시에 발생할 수도 있고 지연 될 수 있다. 노광된 물질의 변화가 노광력과 무관하며 영향(누적된 영역 선량)에만 의존하고, 기계적 변화(진동 또는 변위로 인한 가열 또는 오정렬로 인한 것)가 일어나지 않는 한, 노광 필드의 오버랩은 단순한 추가를 통해 하나의 광원에 의해서만 노광되는 필드와 동일한 결과를 얻는다.
비선형성이 발생하는 경우, 이는 대응하는 계산 또는 시험 및 부분 노광의 후속 조절에 의해 보상될 수 있다. 확률론적 변동(stochastic fluctuation)의 경우, 오버랩은 바람직하지 않은 흐림 또는 변동을 야기하며, 이는 이미지 에러(예를 들어, 흐림)로 나타난다.
재생성 가능하거나 사전 계산 가능한 오버랩의 경우, 에지 거칠기, 점프 및 기타 원하지 않는 영향을 최소화 할 수 있으며, 노광 필드의 깨끗한 재봉이 보장 될 수 있다. 단기간에 발생하는 노광 위치의 변동조차도 본 발명에 따른 방법에 의해 보상될 수 있다.
부분 방사선 소스가 그들의 코히런스로 인해 정확히 또는 거의 동일한 시간 및 공간 행동을 갖는다면, 간섭 효과는 복수의 레이 경로를 통한 동시 노광의 경우에 광학에서 발생한다. 여기서, 전자기 부분 파의 필드의 오버레이는 단순히 평균화된 것이 아니라, 감광성 표면 및 THz 범위에 비해 느린 볼륨에서 건설적이고 파괴적인 오버레이를 생성한다. 대개의 경우, 이러한 효과는 동일한 소스의 방출의 오버레이의 경우에서 발생하는데, 코히런스 시간 내에서의 실행 시간이 유사하다 - 따라서 고주파 진동 동작은 상호 의존적이다. 다중 노광의 경우, 연속적인 노광 단계들이 서로 반응하는 광화학적 간섭 효과가 발생할 수도 있다. 이들은 제어 측면에서 고려된다.
고속 노광 실패 방지
제2 의 개선된 실시예에서, 데이터 경로들의 최적화가 수행된다. 마스크 없는 노광 공정 동안의 근본적인 문제점은 매우 비싸고 복잡한 계산(예를 들어, 래스터화)이 수행되고 엄청난 양의 데이터가 여기에 저장되고 전송된다는 것이다. 컴퓨터에 저장된 데이터는 광학 시스템과 노광될 층 또는 기판과의 DMD 사이의 상대 이동과 동기화 된다. 노광될 층 내의/상의 이미지화될 구조적 데이터는 컴퓨터에 저장된다. 구조 데이터는, 원하는 패턴이 노광될 층 상으로 떨어지는 방식으로 노광 레이를 변경하기 위해, DMD의 미러가 위치의 함수로서 스위칭되는 방법을 정의한다. 전체-영역 또는 계단형 실시예의 경우에, 광학 시스템 및 따라서 DMD는 항상 정의된, 특히 고정된 위치에 위치한다. 따라서, 이 경우 위치와 구조 데이터 간의 동적 상관 관계를 생성할 필요가 없다.
그러나, (바람직한) 스캐닝 실시예가 사용된다면, 마이크로 미러를 함수로서 제어하기 위해, 상대적 이동 동안에, DMD가 새로운 데이터를 연속적으로 제공하는 위치의 함수로서 연속 노광이 발생한다. 따라서, 미러 회로를 위한 데이터는 DMD로 충분히 빠르게 전송되어야 한다. 미러 매트릭스의 계산이 비싸기 때문에, 다양한 계산들이 바람직한 실시예에 따라 분할된다. 특히, 시간-임계적 계산과 비시간-임계적 계산 간의 차이가 있다.
본 발명에 따르면, 시간-임계 계산은, 노광될 층과 관련하여, 상대 위치가 변경되기 전에, 데이터가 DMD에 도달할 정도로 충분히 신속하게 수행되어야하는 모든 계산을 의미하는 것으로 이해된다.
시간-임계적 계산은 특히,
이미지 계산, 특히,
DMD 제어
센서 측정 및 피드백 계산, 특히,
현재 라이트 위치에 대한 스캐닝 및 조절
압축 해제
특히, DMD의 데이터 및/또는 DMD로의 데이터이다.
이러한 계산은 비교적 높은 계산 속도를 요구하여서, 소프트웨어 계산보다 하드웨어 계산이 선호된다. 계산을 위한 가능한 하드웨어 구성요소는,
FPGA(필드-프로그래머블 그리드 어레이)
ASIC(주문자 응용 집적 회로)
GPU(그래픽 프로세싱 유닛)
신호 프로세서(DSP - 디지털 신호 프로세서)이다.
비-시간-임계적 계산은 노광 공정이나 비공정 임계 동안에, 약간의 변화만 있는 것인데, 특히,
픽셀 데이터로 벡터 데이터의 전환(래스터화)
구조적 크기에 대한 조절
큰-영역 왜곡 보상
웨이퍼-특화 또는 다이-특화 데이터(가령, 일련 번호)의 삽입
개개의 라이트 헤드를 위해, 스트립 내로 데이터를 커팅
벡터 데이터의 래스터화이다.
이들 계산은 대개 매우 복잡하고, 연산 단계에서 대량의 데이터 범위(특히 글로벌 조절)를 포함하고, 및/또는 하드웨어에 의해 특히 효과적으로 수행될 수 없다. 이들 계산은,
동일한 컴퓨터의 적어도 하나의 스레드에서, 또는
적어도 하나의 추가 컴퓨터의 적어도 하나의 스레드에서 병렬로 수행되는 것이 합당하다. 이러한 경우, 스레드는 CPU 및/또는 그래픽 카드의 GPU의 자원을 사용할 수 있다.
컴퓨터와 DMD 간의 통신은 임의의 원하는 인터페이스를 통해 발생하는데, 특히,
유선 통신,
USB,
이더넷,
디스플레이포트이다.
제1 개선된 실시예는, 메모리가 시간-임계적 계산을 위해 하드웨어에서 이용 가능하다는 사실에 기초하는데, 이 메모리는 매우 커서 노광될 층의 노광되는 적어도 두 섹션(특히 노광 경로의 부분 섹션, 바람직하게는 스트립, 보다 바람직하게는 평행 스트립)이 저장되고, 거기에 저장될 수 있다. 노광될 섹션이 버퍼/메모리로부터 라이트되는 동안, 노광될 제2 섹션은 컴퓨터로부터 시간-임계적인 임무를 계산하기위한 유닛으로 전송된다. 노광될 섹션의 노광 공정은 먼저 메모리에 완전히 노광되면 시작된다. 제2 스트립은 일반적으로 제1 스트립이 노광 공정을 완료하기 전에 이미 메모리에 완전히 로드된다. 이러한 원리는 다음 스트립에 대해 반복된다. 시간-임계적 계산을 위해 노광 스트립 내부에서 더 이상 데이터를 사용할 수 없고, 노광 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지한다.
라이트 데이터의 실시간 교정
제3 의 개선된 실시예에서, 기계적 결함의 적어도 부분적인 보상은 광학 요소에 의해 발생한다. 본 발명에 따른 설비가 스캐닝 공정에서 노광될 층에 연속적인 구조물을 노광시킨다면, 오버레이보다 기판 홀더의 위치 정확도를 더 잘 설정하거나 제공하는 것이 유리하다. 임의의 위치 에러는 불완전하게 완료된 기계 구성 요소, 재생 및 공차, 불완전한 모터 제어 등에서 기인한다. 기계적 수단을 통해 위치 에러를 줄이는 것은 상대적으로 복잡하다. 따라서, 본 발명에 따른 설계에 따르면, 오버레이로서 보다 큰 위치 에러를 허용하는 것이 가능하다. 이 경우, 측정 기술을 사용하여 위치 에러가 검출되고, 특히 실시간으로 DMD 이미지가 상응하게 오프셋된다. 위치 에러는 본 발명에 따른 방식으로 보상되며, 위치 에러는 노광 공정의 임의의 시점에서 오버레이 사양보다 작다. 오버레이와 교정되지 않은 위치 에러 사이의 비율은 특히 1보다 작고, 바람직하게는 10보다 작고, 보다 바람직하게는 100보다 작다.
본 발명에 따르면, 에러는 상대적 이동의 수직 및 상대적 이동 방향으로 보상될 수 있다.
DMD가 더 넓은 노광 스트립의 노광을 위해 설계되었지만, 상대 이동에 수직인 에러의 경우, 다소 좁은 노광 스트립이 사용된다. 따라서 왼쪽과 오른쪽의 추가적인 노광 영역이 버퍼로 사용된다. 기판 홀더의 위치 편차의 경우, 노광 스트립은 실시간으로 좌측 또는 우측으로 시프트되어, 위치 에러에도 불구하고, 노광될 층의 우측 위치에서 데이터가 노광된다.
상대 이동 방향의 에러는 유사하게 보상된다. 기판 홀더가 너무 느리게 움직이는 경우, 특히 스크롤링 속도 (로우 사이클)가 조정되고, 세기가 노광 제어를 통해 보상된다. 기판 홀더가 너무 빨리 움직이는 경우, 스크롤 속도(로우 사이클)에 의해, 노광 이미지의 위치가 조정될 수도 있지만, 노광이 최대 세기로 발생하지 않으면, 노광 시간을 조정함에 의한 선량의 교정만 가능하다.
본 발명은 저렴한 수단의 사용하면서도, 높은 위치 정확성을 달성 가능하게 한다.
스트립 중첩(스티칭(stitching))
제4 의 개선된 실시예에서, 노광될 층은 계산된 노광 섹션(특히 스트립)이 오버레이되는 방식으로 노광된다. 바람직하게는, 스트립 에지의 영역이 2회 노광된다. 과대 노광이나 과소 노광을 방지하기 위해, 세기는 광학 시스템, 특히 DMD의 위치의 함수로서 변화될 수 있도록 변경되거나 형성된다. 바람직하게는, 세기 프로필이 추가되어 일정하거나 적어도 균일한 세기 프로필을 제공한다. 스트립의 오버레이를 이음매로 간주할 수 있는데, 이 방법은 이상적으로는 전체-영역 노광과의 차이를 말할 수 없는 방식으로 노광되어야한다. 보다 정확한 설명은 도 6a-6c의 설명에 있다. 본 발명에 따른 스트립 오버레이는 노광 스트립의 에지에서 세기의 강하가 이용되지만, 오히려 노광 스트립의 에지 영역은 연속적으로 떨어지게하는 동적 조명 제어가 타겟된 방식으로 사용된다는 점에서 생성될 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 특히 타겟된 세기 제어에 의해 이음매를 제어하는 것을 가능하게한다.
디스캐닝
제5 의 개선된 실시예에서, 제1 단계에서 광학 시스템 또는 DMD와 기판이 동일한 방향으로, 특히 동기적으로, 보다 바람직하게는 동시에 이동하고, 선택적으로, 광원이 이 공정 단계에서 스위치가 켜지는 방식으로 노광 공정이 일어난다. 다음의 제2 공정 단계에서, 광학 시스템(또는 DMD)은 기판 홀더의 이동 방향과 반대 방향으로, 바람직하게는 상당히 고속으로 변위된다. 특히, 이 공정 단계에서 어떠한 노광도 일어나지 않는다. 광학 시스템의 부분 복귀 이동에 뒤따르는 동시 이동은 전체 행을 따라, 특히 각각의 추가 DMD 행에 대해 수행된다. 준-정적 노광은 광학 시스템과 기판의 동기식, 특히 동일선상의 상대 이동에 의해 생성된다. 결과적으로, 스캐닝 동안의 상대 이동에 의한 노광의 워싱 아웃이 감소되고, 바람직하게는 완전히 억제되고, 우수한 이미징이 달성될 수 있다.
또 다른 개선된 실시예에서, 제1 단계에서, 광학 시스템과 노광될 층 사이의 상대 이동이 제1 방향으로 발생하는 방식으로, 노광 공정이 일어난다. 특히 동시에 실행되는 제2 공정 단계에서, 광학 시스템(또는 DMD)은 특히 제1 방향에 수직으로 배열된 제1 방향으로부터 벗어난 제2 방향으로 변위된다. 바람직하게는, 이러한 변위는 개별 픽셀의 이미징 폭보다 작은 단계에서 발생하며, 그 결과 이미징 점의 상당히 미세한 위치 결정 패턴이 생성된다. 광학 시스템의 측 방향 이동에 뒤따르는 동시 이동은 마찬가지로 위치 정확성 또는 오버레이의 증가를 허용한다. 광학 시스템과 기판의 동기식, 특히 비동일선상의 상대 이동으로 인해, 스캐닝 동안의 상대 이동에 의한 노광의 워싱 아웃은 감소되고, 바람직하게는 완전히 억제되며, 우수한 이미징이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서, 이미지 생성에 사용되는 모든 요소, 특히 광학 요소는 피에조 요소를 사용하여 조정된다. 특히 전기/음향/기계 광학 요소를 사용할 수 있다. 이미지는 컨트롤을 통해 x 및/또는 y 및/또는 z방향으로 변위된다. 특히 이미지의 병진 이동 및/또는 회전 이동을 수행할 수 있는 복수의 요소도 사용될 수 있다. 이미지는 스캔 속도에 해당하는 속도로 추적될 수 있다.
상이한 초점 평면 상의 상이한 구조물의 동시 노광
제6 의 개선되고 바람직한 실시예에서, 초점 평면은 노광될 층에 대하여 경사진다. 노광 동안에, 초점 평면의 위치 및 초점 심도는 이미징된 구조물의 품질에 대해 기본적으로 중요하다. 초점 평면은 다양한 방법으로 경사질 수 있다.
제6 실시예의 제1 전개예에서, 초점 평면은 DMD 전체를 기계적으로 경사지게 함으로써 변경된다. 이러한 실시예가 가장 바람직하지 않다.
제6 실시예의 제2의 보다 바람직한 전개예에서, 초점 평면은 DMD의 업스트림 및/또는 다운스트림에 연결된 광학 요소에 대한 타겟된 변화의 수단에 의해 영향을 받는다. 초점 평면의 기울기는 광학 요소에 의해 영향을 받는다. 바람직하게는, 초점 평면은 일단 정적으로 설정되고, 노광될 층에서 상이한 깊이를 노광하기 위해 DMD의 상이한 영역이 사용된다.
본 발명에 따른 제6 실시예의 제3 전개예에서, 넓은 파장 스펙트럼을 갖는 상이한 파장 및/또는 광원의 복수의 광원이, 노광될 층 내의(또는 노광될 층을 통해) 복수의 특히 연속적인 초점 평면을 생성하기 위해 사용된다.
이러한 실시예에서, 노광되는 층은, 바람직하게는 전체 파장 범위에 걸쳐 대응하는 방사선에 민감한 재료, 특히 폴리머로 형성된다.
그레이스케일 리소그래피를 위한 동적 노광 제어
제7 의 개선된 실시예에서, 세기는 다음의 방법 중 하나에 의해 각 위치에서 타겟된 방식으로 제어된다. 결과적으로, 과다 노광 및/또는 과소 노광이 보상될 수 있다. 더구나, 낮은 품질의 구조물이 개선되거나 노광 그래디언트가 생성될 수 있다. 각 위치에서, 세기의 타겟 제어 수단에 의해,
3D 구조
그레이 스케일 리소그래피 및/또는
광학 근접 교정이, 특히 생성된다.
DMD의 사용에서 근본적으로 중요한 측면은, 노광될 층 상으로 충돌하는 광자의 세기가 공간적으로 올바른 방식으로 분포된다는 것이다. 광원이 이상적인 스포트라이트를 구성하지 않으므로, 광원도 균일한 세기 분포를 갖지 않는다. 결과적으로, DMD 상으로 충돌하는 광선도 불균일하다. 이 광선은 바람직하게는 DMD 상으로 충돌하기 전에 광학 시스템 내의 광학 요소에 의해 균일화된다.
본 발명에 따르면, 광원의 균일성이 수정될뿐만 아니라, DMD(특히 그것의 마이크로미러)가 노광될 층 상에 정확한 세기 분포를 갖는 반사된 광선에 대해 조정된다. 복잡한 공간 세기 분포를 정확하게 제어하기 위해, 복수의 유리한 방법이 있다.
광원의 출력은 특히 0.01 와트에서 1000 와트, 바람직하게는 0.1 와트와 500 와트 사이, 보다 바람직하게는 1 와트와 250 와트 사이, 가장 바람직하게는 5 와트와 100 와트 사이, 가장 바람직하게는 9와 13 와트 사이에 놓인다.
강도는 W/m2 단위로 명시된다. 단위 면적에 광학 요소를 사용하여 방사선을 묶음으로써, 세기를 쉽게 계산할 수 있다. 광원의 세기는 바람직하게는 매우 정밀하게 조절될 수 있다. 세기는 노광의 지속 시간 및/또는 광학 시스템의 광학 요소에 의해, 광원의 출력을 변화시킴으로써 변경된다. 결과적으로, 본 발명에 따르면, 잘 형성된 시간 내에 상이한 세기의 광선을 DMD 상에 조사하는 것이 가능해진다. 따라서, 대응하는 미러 제어에 의해, 노광될 층의 개개의 지점이 정의된 세기로 조사될 수 있다. 노광될 층의 주변 지점은 그로부터 나온 상이한 세기를 사용하여 조명될 수 있다.
본 발명에 따르면, 노광될 층이 노광될 가능성이 있으며, 이는 타겟된, 점 (punctiform)(특히 개별 픽셀과 관련하여) 방식으로 해결된다. 광학 시스템과 노광 될 층 사이의 상대 이동에 의해, 각각의 위치는 많은 시간으로 이동될 수 있고, 그 결과 노광될 각 픽셀이 여러 번 노광될 수 있다. 측정 시스템에 의한 측정 및 표면 품질의 타겟된 분석에 의해, 다중 노광은 픽셀 레벨 이하로 최적으로 균일한 노광이 달성될 수 있는 방식으로 제어될 수 있다.
따라서, 한 편으로는, 균일한 픽셀 노광이 요구되는 한, 주요 광선으로부터의 세기 불균일이 보상될 수 있고, 다른 한 편으로, 위치 기반 방식으로 상이한 노과 선량이 노광될 층에 도입될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 언급된 실시예에 의해, 노광 섹션(특히 스트립)을 오버랩하여 노광될 수 있다. 개별 픽셀은 오버랩을 통해 여러 번 노광된다. 픽셀 당 노광의 개수로 시작하여, 각 개별 노광 공정에 대해, 픽셀이 노광되는 원하는 세기 부분을 계산할 수 있다.
세기 그래디언트를 갖는 구조물이 이미징되어야 한다면, 본 발명에 따라, 얼마나 자주 픽셀이 세기로 노광되어야 하는지 결정되어야 하는데, 각각의 픽셀은 n-번 반복의 경우, 노광 공정의 마지막에서 결정된 절대적 세기로 로딩되었다.
오버레이 에러 및/또는 모션 흐림을 개선하기 위한, 이방성 및/또는 왜곡된 이미징 광학계
본 발명에 따른 또 다른 제8 실시 예에서, 노광 패턴의 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인은 광학 이미징에 의해 상이하게(즉, 특히 2 차적으로는 아님) 이미징되어, 상이한 노광 패턴 레졸루션이 수직 및 수평 방향으로 설정된다. 노광의 계산/제어는 편차에 의해 보상된다.
또 다른 실시 예에서, 이미징 또는 노광 패턴 그리드 라인의 축은 직각으로 배치되는 것이 아니라 오히려 비스듬한 방식으로 배치된다. 그러한, 특히 아핀식으로(affinely) 왜곡된 투사(특히 전단)의 사용은, 조사 위치의 간단한 계산 및 노광 에진의 매우 정확한 형성을 위해, 래스터 레졸루션(서브 픽셀 정밀도) 이하의 조명 점의 정확한 배치하에서의 선형 안내를 가능하게한다.
본 발명에 따른 추가적인 실시예에서, 수직 및/또는 수평 방향에 따라 노광 패턴의 수평 및/또는 수직 노광 패턴 그리드 라인은 등거리로 실현되지 않는다.
상이한 노광 패턴은 DMD의 업스트림 및/또는 다운스트림에 연결된 광학 요소에 의해 DMD의 균일한 등방성 이미지로부터 생성 될 수 있고, 및/또는 이방적이고 및/또는 비균일하게 구성된 DMD의 직접적인 결과이다.
또한, 본 발명에 따른 대응하는 프로젝션, 특히 노광 패턴의 전단을 생성하기 위해, 몇 가지 가능한 것이 도시되어있다.
본 발명에 따른 제1 가능한 실시예에서, 원통형 축을 갖는 적어도 하나의 원통형 렌즈가 노광 패턴의 변경에 영향을 주기 위해 이미징 광학계로서 사용된다. 정확히 2개의 원통형 렌즈가 특히 사용된다. 원통형 렌즈의 원통형 축은 바람직하게는 노광될 표면에 평행하게 놓인다. 본 발명에 따른 전단을 달성하기 위해, 90°보다 작은, 바람직하게는 70°보다 작은 각도, 보다 바람직하게는 50°보다 작은 각도, 가장 바람직하게는 20°보다 작은 각도가 두 개의 원통형 축 사이에 설정된다. 그러나 가장 바람직한 각도는 모두 생성될 전단 각도로부터 기인한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 광학 시스템은 오직 단일의 소위 합성 렌즈로 이루어진다. 합성 렌즈는, 광학 특성이 2개의 렌즈를 결합함으로써 얻어지는 광학 특성과 동일한 방식으로 연마된 표면을 갖는 렌즈를 의미하는 것으로 이해된다.
따라서, 상술한 실시예는 기판의 규칙적이지만, 불규칙한 조사 모두에 의해 달성될 수 있다. 일정하지만 정확하게 이동 속도와 완전히 일치하지 않는 노광의 반복률의 특정 경우에, 노광 구조물은 현재 라이트 위치에 대해 정확히 활성화된다. 따라서, 서브 픽셀 배치에 대한 비정수 오프셋은 이동 방향을 초래하고, 이로 인해 배치 정확도 및 에지 거칠기가 개선된다.
상술한 기하학적 및/또는 시간적 변위의 조합은, 모든 방향에서 서브 픽셀 레졸루션을 생성하고, 개별 노광 구성 요소의 고장과 비교하여 에러에 대한 취약성을 감소시킨다. 정확한 노광 선량 분포를 특성화하기 위해, 이미징 에러로 인한 왜곡 및/또는 인위적으로 필요한 지식이 필요하다. 선형으로 왜곡되거나 회전된 이미지는 계산이 간단하고 광원 제어가 간단하다는 장점이 있다.
모션 흐림의 감소
본 발명에 따른 제9 실시 예에서, 광학 시스템과 노광될 층 사이의 상대 속도 및/또는 이동은, 복수의 픽셀이 픽셀 크기 내에 오버레이되는 방식으로 변경된다. 오버레이는 이동된 물체의 장기 노광으로 해석될 수 있다. 결과적으로, 상대적인 이동 방향으로 생성된 픽셀의 워싱 아웃이 있다. 픽셀들 중 하나가 라이트되거나 라이트되지 않을 때의 결정 때문에, 픽셀 크기는 상대적인 이동 방향으로 타겟된 방식으로 설정될 수 있다. 명확화를 위해,도 8a-b 또는 대응하는 도면의 설명을 참조한다.
다시 말해, 순차적으로 차례로 조명된 2 개의 노광 패턴은 마이크로미러 디바이스와 광-감지 층 사이의 상대 변위로, 1 픽셀 폭보다 작게, 바람직하게는 픽셀 폭의 절반보다 작게, 보다 바람직하게는 픽셀 폭의 4분의 1보다 더 작게 변위/이동된다.
상기 광학계의 크기 축소 또는 확대가 스캐닝 방향과 직교하는 방향보다 스캐닝 방향으로 상당히 작게 선택되면, 유한 노광 시간으로 인해 발생하는 모션 흐림의 효과는 부분적으로 보상될 수 있다. 이것은 등방성 이미징을 달성하는 것을 가능하게한다. 이동 방향에서의 압축은 모션 흐림 자체를 감소시키지 않고, 이동 방향의 노광 스폿의 전체 범위만을 감소시킨다.
언급된 본 발명에 따른 모든 실시예 및 공정은 원하는대로 서로 조합될 수 있지만, 개별적으로 설명된다. 방법 특징이 기술되는 한, 이들은 또한 디바이스 특징으로서 개시되는 것으로 고려되어야하며, 그 반대도 마찬가지이다.
본 발명의 추가적인 이점, 특징 및 세부사항은 바람직하고 예시적인 실시예의 다음 기술로부터 기인함은 물론 도면을 기초한다. 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 디바이스의 제1 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 디바이스의 제2 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 디바이스의 제3 실시예를 나타낸다.
도 4a는 제1 포지션에서 마이크로미러의 확대된 부분 섹션을 가진 DMD(마이크로미러 디바이스)의 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 4b는 제2 포지션에서 마이크로미러의 확대된 부분 섹션을 가진 DMD(마이크로미러 디바이스)의 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 5a는 노광될 층의 제1 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 5b는, 제1 노광된 섹션에 대해 약간 오프셋된, 노광될 층의 제2 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6a는 제1 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6b는 제2 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6c는 오버레이드된 제1 및 제2 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6a는 제1 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 7a는 본 발명에 따른 디바이스의 추가 실시예의, 실제가 아닌 개략도를 나타낸다.
도 7b는 본 발명에 따른 디바이스의 추가 실시예의, 실제가 아닌 개략도를 나타낸다.
도 7c는 본 발명에 따른 디바이스의 추가 실시예의, 실제가 아닌 개략도를 나타낸다.
도 8a는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예에 따른, 노광될 층의 추가 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 8b는 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예에 따른, 노광될 층의 추가 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 9a는 본 발명에 따른 노광 패턴의 제1 실시예의, 실제 스케일이 아닌, 개략적인 확대도를 나타낸다.
도 9b는 본 발명에 따른 노광 패턴의 제1 실시예의, 실제 스케일이 아닌, 개략적인 확대도를 나타낸다.
도 10은 3개의 상이한 세기 강도를 가진, 2개의 인접한 픽셀의 세기 분포의 개략도를 나타낸다.
도 11은 복수의 노광된 픽셀로 노광 패턴의 개략도를 나타낸다.
도 12는 광학 요소에 의해 왜곡된 노광 패턴의 개략도를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 디바이스의 제1 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 디바이스의 제2 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 디바이스의 제3 실시예를 나타낸다.
도 4a는 제1 포지션에서 마이크로미러의 확대된 부분 섹션을 가진 DMD(마이크로미러 디바이스)의 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 4b는 제2 포지션에서 마이크로미러의 확대된 부분 섹션을 가진 DMD(마이크로미러 디바이스)의 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 5a는 노광될 층의 제1 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 5b는, 제1 노광된 섹션에 대해 약간 오프셋된, 노광될 층의 제2 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6a는 제1 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6b는 제2 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6c는 오버레이드된 제1 및 제2 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 6a는 제1 노광된 섹션을 가진 기판 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌 개략도를 나타낸다.
도 7a는 본 발명에 따른 디바이스의 추가 실시예의, 실제가 아닌 개략도를 나타낸다.
도 7b는 본 발명에 따른 디바이스의 추가 실시예의, 실제가 아닌 개략도를 나타낸다.
도 7c는 본 발명에 따른 디바이스의 추가 실시예의, 실제가 아닌 개략도를 나타낸다.
도 8a는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예에 따른, 노광될 층의 추가 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 8b는 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예에 따른, 노광될 층의 추가 노광된 섹션 상으로의 평면도의, 실제 스케일이 아닌, 개략도를 나타낸다.
도 9a는 본 발명에 따른 노광 패턴의 제1 실시예의, 실제 스케일이 아닌, 개략적인 확대도를 나타낸다.
도 9b는 본 발명에 따른 노광 패턴의 제1 실시예의, 실제 스케일이 아닌, 개략적인 확대도를 나타낸다.
도 10은 3개의 상이한 세기 강도를 가진, 2개의 인접한 픽셀의 세기 분포의 개략도를 나타낸다.
도 11은 복수의 노광된 픽셀로 노광 패턴의 개략도를 나타낸다.
도 12는 광학 요소에 의해 왜곡된 노광 패턴의 개략도를 나타낸다.
도면에서, 동일한 구성요소 또는 동일한 기능을 가진 구성요소는 동일한 참조 번호로 라벨링된다.
도 1은, 적어도 하나의 광원(7)을 가진 광학 시스템(8), 적어도 하나의 DMD(1)(마이크로미러 디바이스), 기판 홀더(11)로 구성된 제1 실시예를 나타낸다. 기판 홀더(11)는 좌표계(K3)에 대하여 이동될 수 있다.
기판(10)은 고정 수단(13)을 사용하여 기판 홀더(11) 상에 고정되고, 기판 상에, 노광될 수 있는 재료로 제조된 광-감지 층(9)이 위치되고, 상기 광-감지 층은 디바이스에 의해 노광된다.
샘플-고정된 좌표계(K2)의 좌표 원점(즉, 노광될 기판(10)이나 층(9)에 고정된)은 층(9)의 표면(9o)의 중심에 위치되는 것이 바람직하다.
광원(7)에 의해 발산된 광선(6)(주 광선)은 DMD(1)으로 가는 도중에 (표시되지 않은) 복수의 광학 요소를 통과할 수 있고, DMD(1)에 의해, 구조화된 광선(6')(이차 광선)으로 전환된다. 이는 층(9)으로 가는 도중에 (표시되지 않은) 복수의 광학 요소를 통과할 수 있다.
특히, 카메라, 좀 더 바람직하게는 CCD 또는 CMOS 카메라와 같은 검출기(19)는 반투명 미러(14")에 의해 노광될 층(9)의 표면(9o)을 캡쳐 및/또는 측정할 수 있다. 측정된 결과는 방법의 직접적인 제어 및/또는 디바이스의 교정에 사용되는 것이 바람직하다. 명료함을 위해, 이러한 측정 수단의 설명은 도면의 추가 설명 및 도면에서 생략된다. 그러나, 본 발명에 따른 측정 수단은 본 발명에 따른 각각 언급된 실시예에서 사용될 수 있다.
도 2는 제2 실시예를 나타내는데, 광학 시스템(8)은 여기서, 2개의 광원(7, 7')을 구비한다. 광선(6)은 2개의 광원(7, 7')에 의해 발산된다. 광선(6) 중 하나는 미러(14)에 의해 레이 스플리터(14')로 편향되고, 동일한 것에 의해, 제2 광원(7')의 광선(6)과 조합된다.
조합된 광선(6)은 DMD(1) 상으로 안내되고, 동일한 것에 의해 구조화된 광선(6')으로 전환되는데, 이는 결국, 층(9)으로 가는 도중의 (표시되지 않은) 복수의 광학 요소를 통과할 수 있다.
본 발명의 특히 독립적인 하나의 양태는, 2개의 광원(7)이 방사선 세기, 파장, 코히런스 길이, 및 적절하다면, 추가 특성 또는 파라미터에 있어서 상이 할 수 있으므로, 레이저 광선(6)은 다수의 상이한 광학 파라미터를 사용하여 생성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 특히 2보다 많은, 바람직하게는 5보다 많은, 좀 더 바람직하게는 10보다 많은, 가장 바람직하게는 20보다 많은 광원(7, 7')이 사용될 수 있다. 바람직하게, 각각의 광원은 LED 장 또는 LD(레이져 다이오드) 장일 수 있다.
도 3은 적어도 하나의 광원(7) 및 2개의 DMD(1)를 가진 광학 시스템(8)으로 구성된 제3 실시예를 나타낸다.
광선(6)은 광원(7)에 의해 발산되고, 레이 스플리터(14')에 의해 스플릿된다. 제1 스플릿 광선(6.1)은 제1 DMD(1)에 의해 수정되어서, 제1 수정된 레이(6.1')을 형성한다. 층(9)은 제1 수정된 레이(6.1')를 사용하여 노광된다. 제2 스플릿 광선(6.2)은 미러(14)에 의해 제2 DMD(1) 상으로 편향되고, 층(9) 상으로 제2 수정된 레이(6.2')로 전진된다. 바람직하게는, 노광될 층(9)의 상이한 위치는 제1 수정된 광선(6.1') 보다는 제2 수정된 레이(6.2')으로 노광된다. 언급된 모든 광선은 (표시되지 않은) 복수의 광학 요소를 통과할 수 있다.
본 발명의 특히 독립적인 하나의 양태는, 적어도 2개의 DMD(1)가 사용되는 것으로 구성되고, 층(9)은 동시에 2개의 상이한 위치에서 노광될 수 있으며, 바람직하게는, 단일의 특히 조합된 광선이 DMD를 로딩하기 위해 사용된다. 이는 특히, 노광 섹션, 특히, 노광 스트립의 전파로 이어져서, 쓰루풋의 증가로 이어진다.
도 4a는 미러 표면(2)을 가진 DMD(1)를 나타낸다. 미러 표면(2)의 부분의 확대도는 복수의 미러(3)의 복수의(16개의) 미러(3)를 나타낸다. 미러는 경사지지 않은 정렬로 배열되는데, 이는 초기 위치로 지정된다. 좌표계(K1)는 DMD(1)로 지정된다. K1의 Z 축(즉, K1z)은 미러 표면(2)에 수직이고, x 및 y 좌표는 미러 표면(2)의 미러 표면 에지(2kx 및 2ky)에 평행하게 놓이고, 미러 평면을 형성한다.
도 4b는 동일한 DMD(1)를 나타내는데, 미러(3) 중 하나는 x축 대해 경사지거나 회전되어 배열된다. 그러므로, 경사진 미러(3) 상에 부딪힌 광선(6)의 부분은, 경사지지 않은 미러(3)에 의해 반사된 광선(6)의 부분의 반사 방향과 일치하지 않은 방향으로 반사된다.
도 5a는, 중앙의, 특히 스트립-형상의 라이트 영역(4) 및 각각의 경우에 에지에서 라이트 영역(4)에 인접한 2개의, 특히 평행한 버퍼 영역(5)을 가진 미러 표면(2)의 개략도를 나타낸다.
미러(3) 대신에, 미러 표면(2)에 의해 반사된 노광 패턴(24)의 픽셀(23)이 도시되는데, 이는 노광될 층(9) 상의 위치(K2y=12)에서 구조물(12)을 형성하는 것에 대응된다(아마도, DMD(1)와 노광될 층(9) 간의 광학 요소에 의해 수정됨).
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 라이트 영역(4)에 배열된 미러(3)만 노광을 위해 사용되어서, 라이트 버퍼는 버퍼 영역(5)에 의해 형성되는데, 이는 이하에서 설명된다. 중앙 라인(D)은 샘플 좌표계의 K2x 축의 고정된 중앙점(0)을 지난다.
도 5b는 동일한 DMD(1)를 나타내지만, 0.5 a.u.만큼 K2y 방향으로 상대 운동한 이후이다. 그러므로, DMD(1)는 위치 K2y = 12.5 a.u.에 위치된다. 이와 동시에, K2x 방향으로 대략 2 a.u.만큼 상대 운동이 발생했다는 것을 볼 수 있다. 이러한 상대 운동은 바람직하지 않으며, 이는, 가령, 마운팅에서 오류로부터 기인한다. 좌표계(K2y)와 관련하여 동일
구조물(12)이 DMD 좌표계(K1)와 관련하여 좌측으로 어떻게 변위되었는지를 명확하게 볼 수 있어서, 좌표계(K2y)와 관련하여 정확하게 그 구조체 (12)를 노광시킨다. 그러므로, 라이트 버퍼가 사용된다.
따라서, DMD의 목표 프로그래밍은 기계적 결함을 수정할 수 있도록 한다. 따라서, 기판 홀더(9)는 기판(10) 및 따라서 층(9)을 완전히 직선으로 방향(K2y)으로 이동시키지 않고, 방향(K2y)으로의 이동 중에, K2x를 향한 약간의 이동이 있다.
본 발명(본 발명의 독립된 양상)에 따르면, 기판 홀더(9)의 메카니즘은 결함 교정을 위해 사용되지 않는 것이 바람직하고, 라이트 영역(4) 및 버퍼 영역(5)은 노광될 구조물(12)(여기에서 음의 K1x 방향으로) 변위되는 방식으로, 전자적으로 프로그램/제어된다. 따라서, DMD (1)의 전자 장치 및/또는 메카니즘은 라이트 에러, 여기서는 기판 홀더 (11)의 기계적 결함을 보상한다.
도 6a는 제1 스트립(15)을 따라 노광된 층(9)의 평면도를 나타낸다. 스트립(15)은, K2y 방향으로 노광된 층(9)에 대한 DMD(1)의 이동 이후에, DMD(1)의 라이트 영역(4)에 의해 노광된 층(9)의 영역에 해당한다.
스트립(15)의 세기 베리에이션 영역(16l, 16r) 간의 영역에서, 조명된 픽셀(23)은 가능한 균일한 세기로 조명된다.
대조적으로, 세기 베리에이션 영역(16l, 16r)의 조명된 픽셀(23)은 DMD(1)의 에지 방향으로의 라이트 영역(4)으로부터의 반사된 광선(6')의 세기가, 바람직하게는, 라이트 영역(4)으로부터의 거리에 비례하여, 특히 연속적으로 떨어지는 방식으로 제어된다. 위치에 따라 세기 곡선을 리드(read)할 수 있는 해당 패턴 세기 프로필이 표시된다(세기/위치). 따라서, 층(9)이 노광되는 세기는 스트립(15)의 영역에서 최대값을 가지며, 일반적으로, 측 방향으로, 바람직하게는 점차적으로 및/또는 선형으로, 제로까지 떨어지게된다.
도 6b는 특히 제1 스트립(15)의 노광에 직접 인접한 제2 스트립 (15')과 관련된 도 7a의 유사한 설명을 도시한다. 이는, 도 6a의 우측 세기 베리에이션 영역(16r)이 도 7b의 좌측 세기 베리에이션 영역 (16l')과 겹치도록, 바람직하게는 합치되도록, 제1 스트립(15)과 비교하여 오른쪽으로 멀리 이동된다. 픽셀(23)은 좌측 세기 베리에이션 영역(16l')에서와 같이, 우측 세기 베리에이션 영역(16r)에서 정확하게 분포되어 연결되고, 대응되는 픽셀(23)의 세기는 각각의 경우에 합쳐저 스트립(15) 내의 세기에 대응하는 픽셀 세기를 제공한다.
도 6c는 제1 스트립(15)의 세기 베리에이션 영역(16r)이 제2 스트립(15')의 세기 베리에이션 영역 (16l')과 합치되어서, 일정한 세기 프로필이 얻어지는 평면도를 도시한다. 따라서, 노광은 제1 스트립(15)의 세기가 제2 스트립(15')의 세기와 합산됨에 따라 균일하게 발생한다.
도 7a는 DMD(1), 주 광선(6) 및 이차 광선(6')의 광학 경로 및 노광될 층(9)을 가진 본 발명에 따른 실시예의 확대된 섹션을 나타낸다. 본원에서 주 광선(6) 및 이차 광선만 광학 경로(6, 6')에 의해 심볼화되고, 바람직하게는, 너무 커서 전체적인 DMD(1)이 조명된다. 이차 광선(6')은 노광될 층(9)에 수직이다. 특히, 초점 평면(17)은 바람직하게는, 표면(9o)에 평행하게 놓인다. 피사계 심도 범위(18)는, 픽셀(23)의 선명한 이미징이 발생할 수 있는 깊이를 나타낸다.
도 7b는, 도 7a에 따른 실시예와 비교하여 변경된 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 확대된 섹션을 나타낸다. 이차 광선(6')은 노광될 층(9) 상에 각도(α)로 반사된다. 그러므로, 초점 평면(17)은 각도(α)애소 노광될 층(9)을 교차한다. 좌측에서, 초점 평면은 노광될 층(9)의 외부에 놓이고, 우측에서는, 노광될 층(9)의 내부에 놓인다. 그러므로, 피사계 심도 범위(18)는 우측에서 층(9) 내로 더 깊이 침투하고, 따라서, K2z 방향으로 초점 평면(17)을 이동하지 않고, DMD(1)를 이동함에 의해, 오목한 곳 내의 3차원 구조물의 선명한 구조물을 생성하기 위해, 사용될 수 있다.
더 깊이 놓인 구조물을 더 선명하게 이미징할 수 있기 위해, K2z 방향으로 DMD(1)를 이동시키는 것은, 특히, DMD(1)를 경사지가 함에 의해 회피될 수 있다. 그러므로, DMD(1) 상의 노광 영역의 동적인 이동은, 대응되는 깊이에서, 타겟팅된, 선명한 노광을 가능하게 한다. 복수의 노광과 비교하여, 중요한 이점은 모든 공간 방향에서 기계적 결함 없이, 매우 정확하게 구조물을 생성할 가능성이 있다는 것이다.
도 7c는 도 7a 및/또는 도 7b에 따른 실시예와 비교하여 변경된 본 발명에 따른 좀 더 바람직한 실시예의 확대된 섹션을 나타낸다. DMD(1)와 노광될 층(9) 사이에 위치된 광학 요소(미도시)에 의해, 초점 평면(17)이 기판 표면(9o)에 대해 각도(α) 만큼 경사지는 방식으로, 이차 광선(6')이 편향된다.
도 8a는 노광될 층(9)의 부분 섹션 상으로의 평면도를 나타낸다. DMD(1)(미도시)와 노광될 층(9) 사이에 상대 운동이 발생했다는 점과 길이(1)를 따라 전체적으로 이동하는 동안에, 폭(b)의 영역 내의 층(9)의 노광이 픽셀(23)을 조명함에 의해 발생했다는 점에서, 픽셀(23)(노광 패턴(24)의 가장 작은 단위)은 DMD(1)에 의해 깊이(1)를 따라 조명되었다. 노광된 영역은 픽셀(23)에 해당하는데, 노광의 세기는 조명 세기에 의해 제어된다. 오버랩의 경우, 세기들은 오버랩된 영역에서 합산된다.
노광은 K2y 위치(0)에서 K2y 위치(3)까지 발생했다. 상대 운동하는 동안, 복수의 노광이 대략 -2에서 5까지의 범위 내에서 발생한다는 점에서, 상대적 이동 방향으로의 워싱 아웃(washing out)이 생성된다. 픽셀(23)의 세기 프로필은 오버레이드되고, 경로(1)를 따라 강한 세기 증가를 생성한다.
도 8b는 도 8a에 대한 대안적인 실시예를 나타내는데, 도 8a와의 차이점은, 더 작은 길이(1')가 생성되었다는 점인데, DMD(1)의 대응되는 미러(3)(둘 다 미도시)가 우선 K2y 위치(1)에서부터 노광을 시작하고, K2y 위치(2)에서부터 이미 노광이 종료되었다. 그러므로, K2y 방향으로 레졸루션의 증가는 미러(3)의 타겟된 제어, 특히, 더 늦은 스위칭 온이나 더 이른 스위칭 오프에 의해 가능하다. 실제의 경우에, 픽셀(23)의 노광은 그러므로, 33.33%만큼 지연되어 시작되고, 33.33% 더 빠르게 종료된다. 픽셀(23)을 정사각형으로 노광시킬 수 없는 것과 같이, 각각의 레이는 계단형에서 벗어난 세기 프로필을 가진다. 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')은 보조 라인으로 도시되는데, 이들은 노광될 층(9) 위에 놓인 이미지일 수 있다. 바람직하게는, 패턴은 픽셀(23)의 치수에 대응된다.
도 9a는 본 발명에 따라 덜 바람직하고, 2개의 상호 직교 방향(K2x, K2y)으로, 노광 패턴 그리드 라인(27)의 등거리 간격을 가진 제1 노광 패턴(24)을 나타낸다. 그러므로, 노광 패턴(24)은 두 방향(K2x 및 K2y)에서 등방성이고 균일하다.
도 9b는 본 발명에 따른 좀 더 바람직한 제2 노광 패턴(24')을 나타내는데, 이는, 특히, 노광 패턴 그리드 라인(27) 사이에서 방향에 대해 등거리인 각각의 방향에 대해 별도의 간격을 가진다. 그러므로, 노광 패턴(24')은 이방성이나, 각각의 방향(K2x 및 K2y)에서 균일하다.
노광은 노광 패턴 그리드 라인 교차점(25) 및/또는 부분 노광 패턴 영역(26)에서 발생하고, 개개의 패턴 영역 내부에서 발생하지 않는다는 것도 상정할 수 있다.
다양한 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')은, DMD(1)(미도시)의 업스트림 및/또는 다운스트림에 장착된 광학 요소(미도시)에 의해, 생성/수정될 수 있다. DMD(1)(미도시)는 바람직하게 등방성이고 균일한데, 특히, 광학 요소(미도시)는 DMD의 이방성 및/또는 균일한 이미징에 영향을 주기 위해, 다운스트림으로 구성된다.
도 10은 2개의 미러(3)의 개략적인 단면도 및 3개의 상이한 파라미터 세트 및/또는 구조적 변경에 의해 미러(3)을 지나는 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')(특히 가우시안 프로필) 및 이들 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')에 의해 생성된 픽셀(23, 23', 23'')을 나타낸다. 절반 최대 (FWHM), FWHM, FWHM', FWHM''에서 특히, 최대 폭인 분포 함수가 특징인 증가하는 파라미터를 가진 세기 분포는 더욱 강하게 오버랩되어서, 상호 인접한 픽셀(23, 23', 23'')은 좀 더 강하게 워싱 아웃되는 것을 볼 수 있다. 그 결과는, 가장 강하게 오버레이드된 픽셀(23'')의 경우에, 매우 균일한 노광 패턴이다. 도 11은 5x5 노광 패턴(24) 상의 복수의 픽셀(23)의, 실제 스케일이 아닌, 개략적인 평면도를 나타낸다. 패턴(28)은 대응되는 미러(3)의 타겟팅된 연결에 의해 조명되는 것을 볼 수 있다. 미러(3)의 미러 세기 프로필은 매우 선명하여서, 세기 최대치는 명확하게 보여질 수 있고, 세기의 하강은 매우 극명하여, 미러(3)(미도시) 당 세기 분포는 지정된 부분 노광 패턴 영역(26)에 매우 강하게 제한된다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 도 10에 따라 픽셀(23'')이 실현된 경우와 같이, 미러 세기 프로필은 부분 노광 패턴 영역(26)을 넘어 부분적으로 오버레이드된다.
도 12는 특히, 광학 시스템(8)의 광학 요소에 의해, 왜곡된 노광 패턴(24'')의, 실제 스케일이 아닌, 개략적인 평면도를 나타낸다. DMD(1)의 미러(3)에 의해 반사된 부분적인 레이는, 광학 요소에 의해 노광될 층(9) 상으로 직교적으로 반사되지만, 왜곡은, K2x-K2y 평면 내에서, 바람직하게는 배타적으로 발생한다. 노광 패턴(24'')은 본 발명에 따른 이러한 방법에 의해 생성될 수 있고, 이는 본 발명에 따라 오버레이의 증가로 이어진다. 이러한 실시예에서, 노광 패턴(24'')의 경사에 영향을 주기 위하여, DMD(1)의 원래의 이미지가 아핀식으로(affinely) 왜곡되기 보다는, DMD(1)가 경사지지 않는 것이 바람직하다.
1 DMD
2 미러 표면
2kx, 2ky 미러 표면 에지
3, 3' 미러
4 라이트 영역
5 버퍼 영역
6 광선
6' 수정된/구조화된 광선
6.1' 제1 수정된 레이
6.2' 제2 수정된 레이
7, 7' 광원들
8 광학 시스템
9 층
10 기판
11 기판 홀더
12, 12', 12" 구조물
13 고정 수단
14 미러
14' 레이 스플리터
14" 반투명 미러
15, 15', 15" 스트립
16l, 16r, l6l', 16r', l6r" 세기 베리에이션 영역
17 초점 평면
18 피사계 심도
19 검출기
20 점 패턴
22, 22', 22" 미러 세기 프로필들
23, 23' 픽셀들
24, 24', 24", 24'" 노광 패턴
25 노광 패턴 그리드 라인 교차점
26 부분 노광 패턴 영역
27 노광 패턴 그리드 라인
28 패턴
l, l' 길이
b 폭
D 이동 방향
V 수직 점 패턴 간격
h 수평 점 패턴 간격
r 노광 점 반경
p 미러 중심 거리
2 미러 표면
2kx, 2ky 미러 표면 에지
3, 3' 미러
4 라이트 영역
5 버퍼 영역
6 광선
6' 수정된/구조화된 광선
6.1' 제1 수정된 레이
6.2' 제2 수정된 레이
7, 7' 광원들
8 광학 시스템
9 층
10 기판
11 기판 홀더
12, 12', 12" 구조물
13 고정 수단
14 미러
14' 레이 스플리터
14" 반투명 미러
15, 15', 15" 스트립
16l, 16r, l6l', 16r', l6r" 세기 베리에이션 영역
17 초점 평면
18 피사계 심도
19 검출기
20 점 패턴
22, 22', 22" 미러 세기 프로필들
23, 23' 픽셀들
24, 24', 24", 24'" 노광 패턴
25 노광 패턴 그리드 라인 교차점
26 부분 노광 패턴 영역
27 노광 패턴 그리드 라인
28 패턴
l, l' 길이
b 폭
D 이동 방향
V 수직 점 패턴 간격
h 수평 점 패턴 간격
r 노광 점 반경
p 미러 중심 거리
Claims (8)
- 광학 시스템(8)을 이용해 광-감지 층(9)을 노광시키기 위한 방법에 있어서, 적어도 하나의 광선(6, 6')이 적어도 하나의 광원(7)에 의해 각각의 경우에 생성되고, 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 픽셀(23)은 각각의 경우의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')을 가진 복수의 마이크로미러(3)를 포함하는 적어도 하나의 마이크로미러 디바이스(1)에 의해 그리고 연속으로 그리고 순차적으로 스캐닝하는 무마스크(maskless) 노광 유닛에 의해 조명되며,
노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 패턴 세기 프로필을 형성하기 위해, 인접한 마이크로미러(3)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 오버레이가 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 각각 조명된 픽셀(23)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 합산으로 발생하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 1 항에 있어서, 광학 시스템(8)은 상기 연속으로 그리고 순차적으로 스캐닝하는 무마스크 노광 유닛의 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 이동되는, 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 미러 세기 프로필은 픽셀(23)을 생성하되, 상기 픽셀은 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 개개의 패턴보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 두 개의 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')이 조명되고, 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 패턴 세기 프로필은 합산으로 오버레이되어서 광-감지 층(9)의 노광 세기 프로필을 형성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 오버레이는 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''') 내의 마이크로미러(3)의 선명하지 않은 이미징에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 4 항에 있어서, 순차적으로 조명된 두 개의 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')이 하나의 픽셀 폭 미만만큼의 마이크로미러 디바이스(1)와 광-감지 층(9) 간 상대적 이동으로 이동되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수평 및 수직 중 적어도 하나의 방향으로 이어지는 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 노광 패턴 그리드 라인은, 비스듬하게 또는 아핀식으로(affinely) 왜곡되어 이어지도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 광학 시스템(8)을 사용하여 광-감지 층(9)을 노광시키기 위한 디바이스에 있어서, 상기 디바이스는,
적어도 하나의 광선(6 , 6')을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원(7)과,
연속적으로 그리고 순차적으로 스캐닝하는 무마스크 노광 유닛과,
복수의 마이크로미러(3)를 가진 적어도 하나의 마이크로미러 디바이스(1) - 각각의 마이크로미러(3)는 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')을 가진 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 픽셀을 조명하는데 사용됨 - 를 가지고,
광학 시스템(8)은, 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 패턴 세기 프로필을 형성하기 위해, 인접한 마이크로미러(3)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 오버레이가 노광 패턴(24, 24', 24'', 24''')의 각각 조명된 픽셀(23)의 미러 세기 프로필(22, 22', 22'')의 합산으로서 발생하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
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