KR100808701B1 - 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 장치 및 그 패턴 생성장치 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 노광 장비에서 사용하기 위한 표면에 패턴을 기록하기 위한 방법에 있어서,

- 패턴 발생 장치의 스테이지 위에 한 표면에 제공된 일정 두께를 갖는 대상 목적물을 배치하고,

- 표면에 다수의 측정 포인트를 제공하며, 두 개의 인접한 측정 포인트가 예정된 최대 거리를 초과하지 않고 일정 거리(P)가 떨어져 있고,

- 각 측정 포인트에서 상기 표면의 기울기를 결정하며,

- 상기 기울기의 함수로서 그리고 대상 목적물의 두께(T) 함수로서 각 측정 포인트에 대한 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋(d)을 계산하고, 그리고

- 2-차원 로컬 오프셋(d)을 사용하여 상기 표면 위에 기록될 패턴을 교정함을 포함함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법에 대한 것이다. 본원 발명은 또한 패턴 발생 장치, 대상 목적물 표면 물리적 특성을 측정하기 위한 방법 및 장치에 대한 것이기도 하다.

Description

표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 장치 및 그 패턴 생성 장치{PATTERN GENERATING APPARATUS AND AN APPARATUS FOR MEASURING THE PHYSICAL PROPERTIES OF THE SURFACE}

본 발명은 청구 범위 제 1항에서 청구하는 바의 노광 장비에서 사용하기 위한 수정으로부터 만들어진 유리 플레이트에서 한 표면에 패턴을 기록하기 위한 방법에 대한 것이다.

본 발명은 또한 청구 항 11항에 정의되는 대상 목적물 표면의 형상을 결정하기 위해 상기 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 방법에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 표면의 물리적 특성을 측정하여 청구 항 15항에서 청구되는 바와 같이 대상 목적물 표면의 형상을 결정하기 위해 표면의 물리적 특정을 측정하기 위한 장치에 대한 것이며, 그리고 청구항 제21항에서 청구되는 바와 같이, 노광 장비에서 사용하기 위해 쿼츠로 만든 유리 플레이트의 표면에, 혹은 반도체 재료 상에 직접, 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치에 대한 것이다.

커다란 디스플레이 또는 디스플레이 일부, 칼라 필터 또는 또 다른 유사한 응용이 발생되는 때, 노광 장비가 한 영상을 고 품질의 수정으로부터 만들어진 유리 플레이트로부터 1100mm x 1300mm 또는 그 이상의 크기를 갖는 커다란 기판으로 전달한다. 상기 노광 시스템은 유리 플레이트를 통해 기판으로 빛을 방출시키는 정렬기(aligner), 또는 스텝퍼(stepper)를 포함한다(도 1). 상기 유리 플레이트는 두 잣대(rullers) 또는 한 프레임에 의해 일정 위치에 있도록 되며, 따라서 상기 유리 플레이트의 형상이 변형되고, 정렬기 또는 스텝퍼가 이 같이 계산된 변형을 보정한다. 상기 영상의 패턴을 가지는 유리 플레이트 정면 사이드는 상기 잣대 위에 정렬되며, 기판에서 상기 시스템에 의해 완전히 재생된 영상은 상기 유리 플레이트의 정면 사이드가 완전히 평편한 가에 의해 결정된다.

마스크의 등록, 즉 직교 좌표계에서의 절대 위치는 각기 다른 시스템으로부터의 마스크들, 즉 칼라 필터 그리고 TFT-어레이가 서로 맞도록 하는 데 충분히 바람직한 것이다. 또한 커다란 TFT 기판은 커다란 노광 영역을 커버하기 위해 함께 스티치된 두 개 또는 그 이상의 마스크를 사용할 수 있다.

작은 플레이트를 위한 시스템을 발생시키는 패턴에서, 3 피트 장치가 패턴 발생 및 측정 중에 플레이트를 지지하도록 사용되며, 그리나 10 mm의 두께와 1000 x 1000 mm의 크기를 갖는 유리 플레이트의 무게는 약 40kg이고, 이는 세 개의 핀 위에 올려 놓기에는 적절하지 않을 것이다. 선택적인 해결 방법으로 플레이트 지지를 위해 공기 쿠션을 사용하는 것이 있으나, 이는 상기 패턴의 노광 중 플레이트의 정확한 위치를 결정하는 것과 같은 다른 문제들을 발생시킬 수 있다. 또 다른 선택적 방법으로는 플레이트를 한 패턴 발생 장치의 스테이지(즉 지지 부)상에 직접 위치시키는 때 비록 플레이트가 변형되지 않을 지라도 발생될 결과를 처리하는 것이다.

본 발명의 목적은 패턴을 기록하는 때 발생될 어떠한 물리적 변형과도 관련되지 않는, 대상 목적물의 표면에 한 패턴을 기록하기 위한 장치를 발생시키는 방법 및 패턴을 제공하는 것이다.

이 같은 목적은 청구 항 제 1항에 청구된 방법, 그리고 청구 항 21항에 청구된 장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 또 다른 목적은 대상 목적물을 측정하는 때 발생될 어떠한 물리적 변형과도 관계를 갖지 않는 대상 목적물 표면을 측정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적은 청구 항 제 11항에서 청구 되는 바의 방법, 그리고 청구 항 15항에서 청구 된 바의 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 장점은 상기 패턴 발생 장치(또는 측정 장치)의 지지 부에서 불균형이 상기 패턴에 있어서 또는 측정에 있어서 어떠한 에러도 발생시키지 않는 다는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 상기 대상 목적물의 배면 표면 및/또는 정면 표면, 즉 유리 플레이트 또는 반도체 재료의 불균형이 상기 패턴 또는 측정에 있어 어떠한 에러도 발생시키지 않는 다는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 상기 대상 목적물 그리고 상기 지지 부 사이 입자 및/또는 공기 형태 오염이 보정될 수 있으며, 따라서 상기 패턴 또는 측정 시 어떠한 에러도 발생시키지 않을 것이다라는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 노광 장비에서의 변형과 관련된 정보가 상기 플레이트를 측정하는 때 알려지면, 본원 발명자에 의해 WO 00/72090 호에서 설명한 바와 같이, 상기 패턴 기록 과정 중 발생된 변형과 함께 상기 노광 장비(exposure equipment)에서 발생될 변형을 교정하는 것도 가능하다는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 노광 시스템을 도시한 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 패턴 발생 장비를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 오프셋을 계산하기 위한 플레이트 굽힘 효과를 설명한 도면.

도 4a 및 4b는 유리 플레이트가 편평한 상부 그리고 형상을 갖는 저부 그리고 편평한 지지 부상에 배치되는 때 기준 표면의 삽입을 갖는 플레이트 굽힘 효과를 설명하는 도면.

도 5a 및 도 4b는 유리 플레이트가 한 형상을 갖는 상부, 그리고 편평한 저부 그리고 편평한 지지 부상에 배치되는 때 기준 표면 삽입을 갖는 플레이트 굽힘 효과를 설명하는 도면.

도 6a 및 도 6b는 유리 플레이트가 편평한 상부, 편평한 저부 그리고 형상을 갖는 지지 부상에 배치되는 때 기준 표면 삽입을 갖는 플레이트 굽힘 효과를 설명하는 도면.

도 7a 및 7b는 유리 플레이트의 측정된 x-y 좌표 그리고 교정 함수를 사용하여 같은 유리 플레이트의 보정된 x-y 좌표를 도시하며, 도 7c는 보정을 없는 측정 그리고 보정이 있는 측정 사이 차를 도시한 도면.

도 8은 입자들이 플레이트의 형상을 왜곡시키는 유리 플레이트의 3-차원 측정을 도시한 도면.

도 9a 및 9b는 도 8에서 설명된 유리 플레이트의 측정된 x-y 좌표를 도시하며, 교정 함수를 사용하는 동일한 유리 플레이트의 x-y 좌표를 도시하는 도면.

도 1은 두 개의 잣대(12)상에 올려 놓여진 유리 플레이트(11)를 사용하는 노광 시시템(10)을 도시한다. 상기 유리 플레이트의 무게는 유리 플레이트(11)가 상기 잣대(12)위에 놓이는 때 굽혀지게 할 것이다. 무게에 의한 유리 플레이트의 변형은 계산하여 교정하기 가 용이하다. 이 같은 유리 플레이트(11)에는 상기 잣대(12)상에서 올려 놓여지는 아래를 향한 표면(13)위에 배열된 패턴이 제공된다. 광원(14)는 광선(15)을 유리 플레이트(11)로 방출시키며 상기 플레이트(11)의 표면(13)위에 배열된 패턴이 기판(16)에 패턴의 복사를 발생시킨다. 상기 기판(16)은 TV 모니터용의 TFT일 수 있다. 대개, 이 같은 패턴은 일대 일의 관계로 상기 기판(16)으로 전달된다.

다른 필요한 광학 장치는 도 1가 완전한 노광 시스템을 설명하기 위한 것이 아니므로 도 1에 도시되지 않는다.

도 2는 패턴 발생 장치(20)를 도시하며, 이는 측정 장치로도 사용될 수 있는 것이고, 가령 레이저로부터 레이저 광선의 방향을 정하도록 하는 거울과 같은 패턴을 기록하기 위한 수단(21), 그리고 장치(20)과 유리 플레이트(11)사이 높이(Hz)를 측정하기 위한 수단(22)을 포함하며, 상기 패턴이 기록되어질 표면(13)이 스테이지(stage)라 불리는 지지 부(23)위에 위를 향하여 놓여진다. 상기 패턴 기록 수단(21)은 상기 스테이지의 전체 표면 위에서 병진 이동되며, 그와 같은 이동이 다수의 방법으로 실시 된다. 도 2는 상기 스테이지에 이를 x 방향으로 패턴 기록 수단(21)을 기준으로 이동시키기 위한 수단이 제공되며, 상기 패턴 기록 수단(21)이 비임(25)상에 배치된 슬라이딩 지지 부(24)에 부착되어 상기 패턴 기록 수단을 y 방향으로 이동시키도록 하는 한 방법을 설명한다. 상기 패턴 기록 수단의 병진 운동을 실시하기 위한 다른 가능한 방법으로는 비-이동 패턴 기록 수단으로 x 및 y 방향으로 상기 스테이지를 이동시키기 위한 수단을 제공하는 것이며, 혹은 상기 패턴 기록 수단에 비-이동 스테이지로 x 및 y 방향 모두로 이동시키도록 하기 위한 수단이 제공될 수 있다.

상기 장치(20)에는 또한 에어 쿠션(27)에 의해 유리 플레이트(11)의 표면(13)위 일정한 거리로 배치된 일정 각도 풋 플레이트(foot plate)가 제공된다. 상기 플레이트(26) 그리고 패턴 기록 수단(21)은 가요 성 부착 장치(28)를 통하여 슬라이딩 지지 부(24)에 부착되어, 상기 슬라이딩 지지 부(24)와 패턴 기록 수단/풋 플레이트 사이 거리가 상기 유리 플레이트(11) 표면 거칠기에 따라 변동할 수 있도록 한다. 상기 z 방향 가변 거리, 즉 높이(Hz)는 z 방향으로 상기 표면(13)의 거칠기를 계산하도록 측정될 수 있다. 상기 유리 플레이트(11)의 표면(13)에 평행한 풋 플레이트 크기는 상기 기록 수단(21)으로부터 레이저 비임을 위한 한 오픈닝을 가지며, 각 변의 길이가 5mm로 큰데, 이는 측정 목적이 상대적으로 긴 거리에서 높이의 편차를 탐지하기 위함이기 때문이다.

풋 플레이트아래 공기 쿠션은 상기 풋 플레이트와 유리 플레이트사이 일정 거리로 인해 상기 패턴 발생 장치에 대한 오토 포커스 장치로서 작용할 것이다.

그러나 본 발명은 오토 포커스 장치로서 공기 쿠션을 사용하는 패턴 발생 장치로서 제한 되지 않으며, 상기 시스템을 위한 포커스를 제공하는 다른 종류의 시스템이 사용될 수 있기도 하다. 필수적인 부분은 상기 장치(20)에 상기 장치와 상기 유리 플레이트(11) 표면(13)사이 높이(Hz)를 측정하기 위한 수단이 제공되며, 이에 의해 상기 패턴 기록 수단(21)이 상기 스테이지(23)와 관련하여, 따라서 상기 표면(13)과 관련하여 이동되는 때 높이의 변동을 측정할 수 있도록 한다는 것이다.

본 발명의 필수적인 부분은 높이(Hz)의 차가 계산되는 기준 표면을 결정하는 것이다. 이 같은 차는 도 3에서 도시된 바와 같이 H로 표시된다. 상기 기준 표면은 상기 기준 표면이 변경되지 않은 상태로 있는 한 바람직한 형상을 가질 수 있다. 상기 기준 표면의 형상은 편평한 평면인 것이 바람직하다.

가능하다면, "자유"(비 중력) 형태, 즉 기준 표면으로서 플레이트의 중심 선을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 실시에 있어 달성하기가 다소 곤란하다. 플레이트의 저부 표면은 스텝퍼 또는 정렬기가 기준으로 상부 표면을 사용하기 때문에 기준 표면의 좋은 선택이 되지 않는다.

만면, 상부 표면이 기준 표면으로서 사용된다면, 플레이트의 저부 형상 그리고 지지 부의 형상을 알아야 하는 추가의 필요가 발생된다. 상기 지지 부의 형상이 얻어 질 수 있으나,

실제로 저부 표면을 알 수 있기란 매우 어려운 일이다. 그러나 상기 상부 표면은 상기 저부 표면을 알지 못하여도 측정이 될 수 있다. 쓰리-풋(three-foot)위에 올려 놓여진 커다란 유리 플레이트는 그 플레이트의 무게로 인해 변형될 것이나, 플레이트의 두께, 플레이트의 재료 그리고 쓰리-풋의 구성이 알려진다면 완전한 플레이트에 대한 변형 함수가 계산될 수 있다. 쓰리-풋위에 올려 놓이는 때 비-완전 유리 플레이트에 대한 측정은 상기 변형된 플레이트에 대한 측정을 발생시킬 것이다.

다음에 상기 상부 표면의 형상이 상기 변형된 플레이트에 대한 측정으로부터 완전한 플레이트에 대한 계산된 변형 함수 감산에 의해 계산된다.

유리 플레이트의 상부 표면은 저부 표면과 비교하여 높이 변동이 훨씬 덜하게 되며, 따라서 가장 바람직한 타협점은 상기 플레이트 상부 표면이 기준 표면 이도록 하는 것이다. 그러나 도 1에서 도시된 바와 같이 상기 노광 시스템에서 다음의 단계 중 유리 플레이트 변형에 따른 가장 바람직한 선택인 것인가는 분명하지 않다. 만약 유리 플레이트 상부 표면(13)이 상기 잣대(12)위에 올려 놓인 위치에 인접하여 변동을 나타낸다면, 상기 표면(13)에서의 패턴은 잣대(12) 가까이에서 왜곡하여 질 것이다.

그러나 비록 상부 표면이 바람직하기는 하여도 어떠한 표면도 기준 표면으로서 사용될 수 있는 것이다.

도 3은 일정 두께를 갖는 유리 플레이트(11)에 대한 플레이트 굽힘 효과를 설명한다. 한 기준 표면(30)이 결정되며, 이 같은 실시 예에서, 상기 기준 표면은 편평하고, 유리 플레이트는 여러 측정 포인트(31)들로 나뉘어 지며 상기 높이(Hz)는 각 측정 포인트에서 도 2에서 도시된 수단(22)에 의해 측정된다. 상기 기준 평면(30) 그리고 유리 평면의 변형된 표면(13)사이 높이(H)가 상기 장치(20)에 의해 유리 플레이트(11)의 표면(13)에 대하여 측정된 높이(Hz)로부터 측정 포인트에서 상기 기준 표면(30)의 높이를 감산함으로써 용이하게 계산될 수 있다.

다음에 로컬 오프셋 d(x 및 y의 함수로서)가 각 측정 포인트에 대하여 계산되며 세 개의 변수에 따라 결정된다: 유리 플레이트의 두께(T), 인접한 측정 포인트(P)들 사이 거리 그리고 기준 표면(30)과 유리 플레이트(11) 표면(13)사이 측정된 높이(H). 상기 로컬 오프셋은 한 패턴이 도 4-6과 관련하여 설명되는 바와 같은, 기준 표면과 관련하여 기록되어야 하는 위치로부터의 위치 편차로서 이해된다. 상기 플레이트의 표면에서 피치 P는 상기 기준 표면에서의 공칭 피치와는 다른 것이다.

인접한 측정 포인트들 사이 거리는 예정된 거리를 초과 하지 않아야 하며, 상기 예정된 거리는 상기 측정으로부터 바람직한 양호한 결과를 얻기 위해 필요한 정확도에 따라 정해진다.

인접한 측정 포인트들 사이 최대 거리의 예는 유리 플레이트(11)의 두께가 약 10 mm이고 그 재료가 수정이라면 50mm이다. 인접한 측정 포인트들 사이 거리는 또한 동일한 측정 정확도를 얻기 위해 유리 플레이트의 두께에 따라 변한다. 상기 유리 플레이트 두께 변동은 약 10-15 um일 수 있으나, 그보다 클 수도 있다. 상기 측정 포인트는 상기 표면(13)에서 임의로 분산될 수 있으나, 각 포인트 사이 예정 된 거리, 즉 x 및 y 방향으로 꼭 같아야 할 필요는 없는 피치를 갖는 그리드 구조로 배열되는 것이 바람직하다.

상기 로컬 오프셋은 각 측정 포인트에서 x 및 y 방향 기울기의 함수이며 매우 간단한 식을 사용하여 계산될 수 있다.

각도는 두 인접한 측정 포인트(31a) 사이 거리(P)가 알려져 있다면 상기 측정된 높이(H)로부터 계산될 수 있다.

작은 각의 경우 α:

또한 로컬 오프셋 d는α 가 다음 식을 사용하여 작은 각이라면 계산될 수 있다:

상기 로컬 오프셋 d를 계산하기 위한 식은 상기 오프셋 d를 결정하기 위한 한 계산의 비-제한적 예에 불과한 것이다. 각 측정 포인트에서의 기울기는 상기 시스템에 의해 직접 측정될 수 있으며 로컬 오프셋은 상기 기울기 그리고 플레이트의 두께에 비례한다.

상기에서 앞서 논의된 바와 같이, 도 3은 일 차원에서 굽힘 효과를 설명하며, 그러나 상기 로컬 오프셋 d는 각 측정 포인트에서의 이차원 도함수 (dx 및 dy)이다.

비-제한적 예로서 두 인접한 포인트(31)사이 거리는 40mm이라 하고, 상기 유리 플레이트 두께는 10mm, 그리고 상기 측정된 높이(H)는 1um이라 하면, 일 차원 로컬 오프셋 d는 125nm이다.

도 4a 및 4b는 플레이트 굽힘 효과를 설명하며, 유리 플레이트(41)가 편평한 상부 표면(43) 그리고 형상을 갖는 저부 표면(42)을 가지며, 편평한 지지 부(45)에 의해 지지 되는 때 본 실시 예에서 편평한 기준 표면(44)이 발생된다.

상기 유리 플레이트(41)가 상기 편평한 지지 부(45)상에 배열되는 때, 상기 상부 표면(43) 형상이 변경되며 상기 저부 표면(42)은 편평한 지지 부(45)와 같이 편평하여 질 것이다. 결과적으로 상기 상부 표면에 점(46)으로 도시된 패턴이 교정 기준 표면을 얻을 수 있도록 팽창되어야 한다.

도 5a 및 5b는 플레이트 굽힘 효과를 설명하며, 유리 플레이트(51)는 형상을 갖는 상부 표면(53) 그리고 편평한 저부 표면(52)을 가지며, 편평한 지지 부(45)에 의해 지지 되는 때 본 실시 예에서 편평한 기준 표면(44)이 발생된다.

상기 유리 플레이트(51)가 상기 편평한 지지 부(45)에 의해 지지되는 때, 상부 표면(43)의 형상은 변경되지 않으며 상기 저부 표면(42)이 편평한 지지 부(45)와 같아 질 것이다. 상기 상부 표면에 점(55)으로 도시된 패턴은 교정 기준 표면을 얻도록 확장되어야 하는 데, 이는 상기 상부 표면이 잣대(12) 가까이에서 도 1에 도시된 노광 장비에 위치하게 되는 때 편평하게 될 것이기 때문이다. 상기 잣대(12)사이에 바로 위치한 유리 플레이트 부분은 변형될 것이다.

또한 상기 잣대는 잣대(12)의 형상이 상기 기준 표면 형상에 따르지 않는다 면 유리 플레이트상의 패턴을 변형시킬 것이다.

도 6a 및 6b는 플레이트 굽힘 효과를 설명하며, 유리 플레이트(61)는 편평한 상부 표면(43) 그리고 편평한 저부 표면(52)을 가지며, 형상을 가진 지지 부(62)에 의해 지지 되는 때 본 실시 예에서 편평한 기준 표면(44)이 발생된다.

상기 유리 플레이트(61)가 형상을 갖는 지지 부(62)상에서 지지되는 때, 상기 상부 표면(43)의 형상이 변경되며 상기 저부 표면(42)이 상기 형상을 갖는 지지 부(62)를 뒤이어 형상을 갖도록 된다. 상기 상부 표면에서의 점(64)으로 도시된 패턴은 교정 기준 표면을 얻기 위해 확장되어야 하는데, 이는 상기 상부 표면이 도 1에서 도시된 바와 같은 노광 장비에 위치하는 때 편평하여 질 것이기 때문이다.

도 4a-4b, 5a-5b 및 6a-6b는 극단적인 상태를 설명하는 것이며, 실제에서는 유리 플레이트 위에 한 패턴을 기록하는 과정 중에 모든 세 개의 변동이 존재한다.

그러나 도 8,9a 및 9b에서 알 수 있는 바와 같이, 저부 표면, 지지 표면 그리고 혼성 작용으로부터의 모든 에러가 제거되거나 적어도 줄어들 것이기 때문에 전체 에러는 훨씬 작다.

도 7a는 기준 유리 플레이트의 측정된 x-y 좌표 그리고 본 발명에 따른 계산된 교정 함수를 사용하여 동일한 기준 유리 플레이트의 보정된 x-y 좌표를 도시한다. 도 7b는 상기 기준 유리 플레이트 표면에 도시된 마크에 대한 x 및 y좌표로서 동시에 얻어진 측정된 높이 H(z 교정 데이터)를 도시한다. 도 7c는 보정이 없는 측정과 보정이 있는 측정 사이 차를 도시한다.

유리 플레이트 크기는 본 실시 예에서 800x800 mm이며, 도 7a에서 점선(70) 각각 사이 거리, 그리고 두 챠트의 편차 크기는 점선(70) 각각 사이에서 500nm이다. 그레이 선(71)은 상기 기준 유리 플레이트에서 x 및 y 좌표 측정 편차에 해당한다. 블랙 라인(black line)(72)은 도 7b에서 도시된 측정된 높이(H)를 기초로 한 Z 교정을 사용하여 동일한 기준 유리 플레이트의 보정된 x 및 y 좌표에 해당된다. 결정된 기준 표면과 비교하여 최소 높이는 - 20.705 um 그리고 최대 높이는 +16.664 um이며, 상기 높이(H)는 함수(73)으로 도시된다. x와 y방향 사이 거리는 도 7a에서와 동일하며, 즉 50mm이고, z 방향 라인들 사이의 거리는 2um이다.

도 7c는 도 7a에서의 두 함수 사이 편차를 명확하게 설명한다. 도 7b에서의 측정된 높이(H)를 도 7c에서의 편차와 비교하는 때 상기 높이의 도함수와 로컬 오프셋 사이 관계를 용이하게 파악 할 수 있다. 위치(74)에서처럼 상기 높이의 도함수가 제로인 때, 로컬 오프셋 d는 제로이다. 상기 높이의 도함수가 크면 상기 로컬 오프셋 d는 크다.

낮은 H 값으로부터 높은 H 값으로의 이동은 도 3에서 도시된 바와 같이 "네가티브" 굽힘을 가지며, 그 반대로 적용된다. 상기 계산된 로컬 오프셋, 즉 그레이(grey)와 블랙 라인 사이 차는 x 와 y 방향 높이 H 도함수 변화가 가장 높은 때 가장 크다.

도 8은 16pm 과 6um 각각의 높이를 갖는 플레이트와 지지 부 사이에 위치한 두 파티클 (particles)을 갖는 유리 플레이트의 3-차원 측정(80)을 도시한다.

상기 측정은 그리드 구조를 사용하여 수행되었으며 측정 포인트들 사이 거리는 50mm로 세트 되었고, 상기 플레이트 두께는 10mm이었다. z 방향 크기는 분할마 다 2um로 세트 되었다. 커다란 파티클이 있으므로 해서 도 9a에서 도시된 상기 x 및 y 측정이 500 nm 이상의 편차를 갖게 한다.

도 9a는 도 8에서 도시된 유리 플레이트의 측정된 x-y 좌표를 도시하며, 도 9b는 도 8에서의 측정된 편차 높이로부터 계산된 교정 함수를 사용하여 동일한 유리 플레이트의 보정된 x-y 좌표를 도시한다. 상기 원리 효과는 도 9b에서 설명된 바와 같이 유리 플레이트에서 발생된 최종 영상에서 크기 줄어든다.

유리 플레이트가 본원 발명의 설명 예로서 사용되었으나, 청구 항의 보호 범위는 유리 플레이트로 제한 되지 않는다.

또한, 패턴 발생 장치는 물론 어떠한 반복 가능 에러, 즉 기판의 생산 중 기판에 발생되는 TFT-배열 생산을 위한 기판에 존재하는 에러에 대한 교정 함수를 포함할 수 있다.

상기 방법은 생산을 수행하고, 각 측정 포인트에 대한 로컬 오프셋을 계산하기 위한 컴퓨터 프로그램 내로 실시될 수 있다.

본 발명의 배경에서 설명된 바와 같이, 박막 트랜지스터(TFT) 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)와 같은 평판 디스플레이 생산 중 사용된 마스크들 사이 차를 줄이기 위해 마스크들의 레지스트레이션(registration)이 충분히 양호하여야 함이 중요하다. 상기에서 설명된 바와 같이 상기 패턴을 만들기 위한 교정 방법을 사용하여, 각각이 서로의 상부 위에 한 패턴을 가지는 여러 마스크 층들을 위치시킴으로써 회로 패턴을 만드는 것이 가능하다. 제조 중 몇 개의 층들은 다른 층들보다 정렬에 더욱 민감하며 상기 패턴 발생 방법의 사용은 생산 처리의 합격률을 증가 시킬 것이다.

Claims (40)

1. 노광 장비에서 사용하기 위한 표면에 패턴을 기록하기 위한 방법에 있어서,

   - 패턴 발생 장치의 스테이지 위에 한개의 표면을 가진 일정 두께의 대상 목적물을 배치하고,

   - 상기 표면에 다수의 측정 포인트들을 제공하며, 이때, 두 개의 인접한 측정 포인트가 예정된 최대 거리를 초과하지 않고 일정 거리(P) 떨어져 있고,

   - 각 측정 포인트에서 상기 표면의 기울기를 결정하며,

   - 상기 기울기의 함수로서 그리고 대상 목적물의 두께(T)의 함수로서 각 측정 포인트에 대한 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋(d)을 계산하고, 그리고

   - 2-차원 로컬 오프셋(d)을 사용하여 상기 표면 위에 기록될 패턴을 교정함을 포함함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 패턴을 교정하기 위한 단계가

   - 각 측정 포인트에 대한 계산된 2-차원 로컬 오프셋(d)을 사용하여 상기 표면에 대한 한개의 교정 함수를 결정하고, 그리고

   - 패턴 발생 장치로 상기 교정 함수를 사용하여 상기 표면 위에 패턴을 기록함을 포함함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 기울기를 결정하기 위한 단계가 각 측정 포인트에서 상기 표면의 높이 변동을 측정함을 포함함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 표면의 높이 변동을 측정하기 위한 단계가

   - 한개의 기준 표면을 결정하며,

   - 상기 기준 표면과 각 측정 포인트에서의 대상 목적물의 표면 간의 높이(H)를 측정함을 포함하고,

   이에 의해 상기 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋이 상기 측정된 높이(H), 한개 이상의 인접 측정 포인트 각각으로부터의 거리(P), 그리고 상기 대상 목적물의 두께(T)의 함수로 계산됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 로컬 오프셋(d)이 하기 식에 의해 계산됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.

   
6. 제 3항에 있어서, 상기 측정 포인트들이 x 방향으로 제 1 예정 피치 그리고 y 방향으로 제 2 예정 피치를 갖는 그리드(grid)로 배열됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
7. 제 4항에 있어서, 상기 기준 표면과 대상 목적물 표면 간의 높이(H)가 상기 스테이지의 불균형, 상기 대상 목적물의 표면의 불균형, 또는, 상기 스테이지와 상기 대상 목적물 사이에 배열되는 불필요한 물체로부터 발생되는 것을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 불필요한 물체가 트랩된 공기 또는 파티클임을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 대상 목적물의 상부 표면이 상기 패턴을 지니도록 선택됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
10. 제 1항에 있어서, 패턴 교정을 위한 교정 함수가 차후 처리 단계들 중 노광 장비로부터 예측된 변형을 보상함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 패턴 발생 방법.
11. 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 방법에 있어서,

    - 한개의 표면을 가진 두께(T)의 대상 목적물을 측정 장치의 스테이지에 배열하고,

    - 상기 대상 목적물의 표면에 다수의 측정 포인트를 제공하며, 이때, 두 인접한 측정 포인트가 예정된 최대 거리를 초과하지 않는 거리로 떨어져 있으며,

    - 각 측정 포인트에서 상기 표면의 기울기를 결정하고,

    - 상기 기울기와, 상기 대상 목적물의 두께(T)의 함수로, 각 측정 포인트에 대한 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋(d)을 계산하고, 그리고

    - 각 측정 포인트에 대한 상기 계산된 2-차원 로컬 오프셋을 사용하여 상기 표면에 대한 교정 함수를 결정함을 포함함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 방법.
12. 제 11항에 있어서, 상기 기울기를 결정하기 위한 단계가 각 측정 포인트에서 상기 표면의 높이 변동을 측정함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 표면의 높이 변동을 측정하는 단계가 ;

    - 한개의 기준 표면을 결정하고,

    - 각 측정 포인트에서 상기 기준 표면과 대상 목적물 표면 간의 높이(H)를 측정하며, 이에 의해 x-y 평면 내 상기 2-차원 로컬 오프셋(d)이 측정된 높이(H), 하나 이상의 인접 측정 포인트 각각으로부터의 거리(P), 그리고 상기 대상 목적물의 두께(T)의 함수로서 계산될 수 있음을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 방법.
14. 제 11항에 있어서, 상기 대상 목적물이 한개의 기준 대상 목적물이고, 그리고 상기 대상 목적물의 표면에는 각 측정 포인트의 마크들이 제공됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 방법.
15. - 한개의 표면을 가진 두께(T)의 대상 목적물을 지지하는 스테이지로서, 상기 표면에는 다수의 측정 포인트들이 제공되고, 두 인접한 측정 포인트가 예정된 최대 거리를 초과하지 않는 거리만큼 떨어져 있는 스테이지,

    - 각 측정 포인트에서 상기 표면의 기울기를 결정하기 위한 수단,

    - 상기 기울기와, 상기 대상 목적물의 두께의 함수로, 각 측정 포인트에 대한 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋을 계산하기 위한 수단, 그리고

    - 각 측정 포인트에 대한 상기 계산된 2-차원 로컬 오프셋(d)를 사용하여 상기 표면에 대한 교정 함수를 결정하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 측정 장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 기울기를 결정하기 위한 수단이 각 측정 포인트에서 상기 표면의 높이 변동을 측정하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 측정 장치.
17. 제 16항에 있어서, 상기 표면의 높이 변동을 측정하기 위한 수단이

    - 한개의 기준 표면을 결정하기 위한 수단,

    - 상기 기준 표면 그리고 각 측정 포인트에서의 대상 목적물의 표면 간의 높이(H)를 측정하기 위한 수단

    을 포함하며, 그에 의해 상기 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋(d)이, 측정된 높이(H), 한개 이상의 인접 측정 포인트로부터의 거리(P), 그리고 상기 대상 목적물의 두께(T)의 함수로서 계산될 수 있음을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 측정 장치.
18. 제 15항에 있어서, 상기 대상 목적물이 한개의 기준 대상 목적물이며, 상기 대상 목적물의 표면에 각 측정 포인트의 마크들이 제공됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 측정 장치.
19. 제 15항에 있어서, 상기 대상 목적물에서의 측정 포인트들이 x 방향으로 제 1 예정 피치 그리고 y 방향으로 제 2 예정 피치를 가지는 그리드 패턴으로 배열됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 측정 장치.
20. 제 15항에 있어서, 상기 대상 목적물 상에서 측정 포인트들이 임의로 배열됨을 특징으로 하는 표면의 물리적 특성을 측정하기 위한 측정 장치.
21. - 한개의 표면을 가진 두께(T)의 대상 목적물을 지지하는 스테이지로서, 상기 표면에는 다수의 측정 포인트들이 제공되고, 두 인접한 측정 포인트가 예정된 최대 거리를 초과하지 않는 거리만큼 떨어져 있는 스테이지,

    - 각 측정 포인트에서 상기 표면의 기울기를 결정하기 위한 수단,

    - 상기 기울기와, 상기 대상 목적물의 두께(T)의 함수로, 각 측정 포인트에 대한 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋(d)을 계산하기 위한 수단, 그리고

    - 상기 2-차원 로컬 오프셋(d)를 사용하여 상기 표면에 기록되어질 패턴을 교정하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
22. 제 21항에 있어서, 상기 패턴을 교정하기 위한 수단이,

    - 각 측정 포인트에 대해 상기 계산된 2-차원 로컬 오프셋(d)을 사용하여 상기 표면에 대한 한 교정 함수를 결정하기 위한 수단, 그리고

    - 상기 패턴 생성 장치와 함께, 상기 교정 함수를 사용하여 상기 표면에 패턴을 기록하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
23. 제 21항에 있어서, 상기 기울기를 결정하기 위한 수단이 각 측정 포인트에서 상기 표면의 높이 변동을 측정하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
24. 제 23항에 있어서, 상기 표면의 높이 변동을 측정하기 위한 수단이;

    - 한개의 기준 표면을 결정하기 위한 수단, 그리고

    - 상기 기준 표면과 각 측정 포인트에서의 대상 목적물 표면 간의 높이(H)를 측정하기 위한 수단

    을 포함하며, 이에 의해 상기 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋(d)이 상기 측정된 높이(H), 한개 이상의 인접한 측정 포인트로부터의 거리(P), 그리고 대상 목적물의 두께(T)의 함수로 계산될 수 있음을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
25. 제 24항에 있어서, 상기 로컬 오프셋(d)이 다음의 식을 사용하여 계산될 수 있음을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.

    
26. 제 21항에 있어서, 상기 대상 목적물의 측정 포인트들이 x 방향으로 제 1 예정 피치, 그리고 y 방향으로 제 2 예정 피치를 갖는 그리드 패턴으로 배열됨을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
27. 제 21항에 있어서, 상기 대상 목적물의 측정 포인트들이 임의로 배열됨을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
28. 제 24항에 있어서, 상기 기준 표면과 대상 목적물 표면 간의 높이(H)가 상기 스테이지 불균형으로부터 발생되거나, 대상 목적물의 한개 또는 두개의 표면의 불균형, 또는, 상기 스테이지와 대상 목적물 사이에 배열된 바람직하지 않은 물체들로부터 발생됨을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
29. 제 28항에 있어서, 상기 바람직하지 않은 물체가 트랩된 공기 또는 파티클들임을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
30. 제 21항에 있어서, 상기 대상 목적물의 상부 표면이 패턴을 가짐을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
31. 제 21항에 있어서, 차후 처리 단계들 중 노광 장비로부터 예측된 변형을 또한 보정하기 위한 교정 함수를 계산하기 위한 수단이 상기 패턴 생성 장치에 제공됨을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
32. 제 21항에 있어서, 상기 대상 목적물이 노광 장비에서 사용되기 위한 것임을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
33. 제 32항에 있어서, 상기 대상 목적물이 유리 플레이트이고, 상기 유리 플레이트에 패턴을 생성하여, 노광 장비를 사용하여 반도체 재료에 패턴을 기록할 때 사용될 수 있도록 함을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
34. 제 21항에 있어서, 상기 대상 목적물이 반도체 재료이고, 상기 반도체 재료의 표면에 패턴이 직접 생성됨을 특징으로 하는 대상 목적물 표면에 패턴을 기록하기 위한 패턴 생성 장치.
35. - 일정 두께(T)를 갖는 대상 목적물의 표면에 제공되는 각 측정 포인트에서의 표면 기울기를 결정하고,

    - 상기 기울기의 함수로서 그리고 대상 목적물의 두께(T)의 함수로서 각 측정 포인트에 대한 x-y 평면 내 2-차원 로컬 오프셋(d)를 계산하며, 그리고

    - 각 측정 포인트에 대한 상기 계산된 2-차원 로컬 오프셋(d)를 사용하여, 상기 표면에 대한 교정 함수를 결정하거나, 상기 표면에 기록되어질 패턴을 교정하는 단계를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 기록 매체.
36. 삭제
37. 평판 디스플레이 생산을 위해 제 1항 내지 14항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 발생된 패널을 갖는 하나 이상의 마스크.
38. 제 37항에 있어서, 상기 평판 디스플레이가 박막 트랜지스터(TFT) 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD) 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 중 어느 하나임을 특징으로 하는 하나 이상의 마스크.
39. 제 37항에 있어서, 상기 패턴을 가진 여러 개의 마스크가 평판 디스플레이의 각기 다른 시스템 생산을 제공하도록 만들어짐을 특징으로 하는 하나 이상의 마스크.
40. 제 38항에 있어서, 상기 패턴을 가진 여러 개의 마스크가 평판 디스플레이의 각기 다른 시스템 생산을 제공하도록 만들어짐을 특징으로 하는 하나 이상의 마스크.

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