JP2002506231A - ステッチング誤差防止用改良型パターン・ジェネレータ - Google Patents

ステッチング誤差防止用改良型パターン・ジェネレータ

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JP2002506231A JP2000534916A JP2000534916A JP2002506231A JP 2002506231 A JP2002506231 A JP 2002506231A JP 2000534916 A JP2000534916 A JP 2000534916A JP 2000534916 A JP2000534916 A JP 2000534916A JP 2002506231 A JP2002506231 A JP 2002506231A
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サンドストロム、トルブヨルン
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マイクロニック レーザー システムズ アクチボラゲット
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、フォトマスク、半導体ウェハ、電子内部接続装置、プリント回路基板、表示パネル、マイクロオプティカル装置、または、印刷板などの加工品にパターンを生成する装置に関するものであり、よりエッジが見えにくいパターンを作成する。本装置は、光パルスを放射する源と、複数の画素を有する空間光変調装置（ＳＬＭ）と、投射系と、電子データ伝送システムと、前記投射系に対して前記加工品を移動する高精度の機械システムとから成る。さらに、本装置は、加工品、変調装置、ならびに光源を調整する電子制御システムを具備することにより、連続した放射パルスによって作成された部分的画像をつぎ合わせて大型のパターンを作成し、つぎ合わされた隣接する画像が、共通の境界でオーバラップし、オーバラップしている画像が、オーバラップ領域において本質的に同じパターンとより低い輝度を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、半導体装置および表示装置用フォトマスク（ｐｈｏｔｏｍａｓｋ）
などの感光面の極めて高精度なパターン印刷に関するものである。さらに、本発
明は、半導体装置パターン、表示パネル、一体型光学装置、および電子配線構造
体の直接書込み動作に関するものである。さらに、セキュリティ・プリンティン
グ（証券印刷）などの、他の種類の高精度印刷に利用することも可能である。用
語の「印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）」は、広い意味で理解すべきものであり、フォ
トレジストや写真用感光乳剤の露光を意味するだけでなく、光または熱によって
活性化する融蝕または化学処理による、乾式処理紙などの他の感光媒体上での光
作用も意味するものとする。光は、平均的な可視光線に限定されず、赤外線（Ｉ
Ｒ）から超紫外線までの広い範囲の波長を含んでいる。特に重要なのは、３７０
ｎｍ（ＵＶ）から、深紫外線（ＤＵＶ）、真空紫外線（ＶＵＶ）、および超紫外
線（ＥＵＶ）を通過して、数ナノメートルの波長に至る紫外線範囲である。ＥＵ
Ｖは、本願において、１００ｎｍからその放射を光として扱うことが可能な下限
までの範囲として定義される。ＥＵＶの通常の波長は１３ｎｍである。ＩＲは、
７８０ｎｍ〜約２０μｍとして定義される。
【０００２】 別の意味において、本発明は、空間光変調装置と、そのような変調装置を用い
る投射型表示装置および投射型プリンタの技術ならびに方法に関するものである
。特に、本発明は、グレースケール特性、焦点や画像の均一化による画像の安定
性、およびアナログ変調技術を利用したこのような変調装置のためのデータ処理
を改善している。アナログ変調の最も重要な用途は、アドレス・グリッド（ａｄ
ｄｒｅｓｓ ｇｒｉｄ）（例えば、パターンのエッジ位置を特定するような、す
なわち、空間光変調装置の画素によって生成されるグリッドよりもはるかに微細
な増分）を備えたフォトレジストのようなコントラストの強い素材への画像の生
成である。
【０００３】 （背景技術） 最新の技術では、マイクロミラー型のマイクロミラー空間光変調装置（ＳＬＭ
）の投射を用いた高精度パターン・ジェネレータの構成が周知である（ネルソン
１９８８年、クック １９９０年）。パターン・ジェネレータにおけるＳＬＭ
の使用は、走査レーザ・スポットを使用する、より広く知られた方法に比べて多
くの利点がある。ＳＬＭは、大規模並列処理装置であり、１秒当たりに書き込め
る画素数は極めて多い。この光学系は、ＳＬＭの照射が非限界的であるという点
でより簡素化されているのに対し、レーザ・スキャナでは、ビーム路全体を高精
度で構築しなければならない。数種類のスキャナ（特に電気光学および音響光学
スキャナ）と比較して、マイクロミラーＳＬＭが完全に反射装置であることから
、マイクロミラーＳＬＭをより短い波長で使用することができる。
【０００４】 前記２つの引用文献において、空間光変調装置は、各画素ごとにオン／オフ変
調だけを使用している。入力データは、１ビットの深度、例えば、各画素ごとに
０および１の値を有する画素マップに変換される。この変換は、図形処理装置や
、領域充填指令（ａｒｅａ ｆｉｌｌ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）エリア・フ
ィル命令を有するカスタム論理制御回路を使用して、効果的に行なうことが可能
である。
【０００５】 同じ発明者のサンドストローム（サンドストローム他、１９９０）による先の
出願では、パターン素子の境界に中間露光指数を使用して、レーザ・スキャナで
作成された画像の該素子のエッジ位置を微調整できることが記載されている。
【０００６】 時間を変化させながらＳＬＭにより画素をオンにしたり、あるいは、同じ画素
を数回印刷することにより、画素を様々な回数オンにすることによって、好まし
くはビデオ画像の投射表示および印刷用にグレースケール画像を生成することも
技術上周知である。本発明は、特に、超高精度パターンの生成を目的とする、空
間光変調装置を備えた直接グレースケール生成用のシステムである。好適な実施
例の重要な特徴は、画素単位の画像の均一性と、焦点変化時（意図的あるいは偶
発的のいずれかを問わず）のＳＬＭの画素に対するフィーチャー（ｆｅａｔｕｒ
ｅ）の正確な配置に関する独立性である。
【０００７】 特に、ステッチング誤差（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｅｒｒｏｒｓ）に関して、従
来技術にはいくつか問題点がある。ＳＬＭの使用時に、数多くのパターン・フィ
ールドをつぎ合わせて全体的パターンを作成しなければならず、従来から周知の
装置では、使用者が、ステッチング境界をパターンの感度の高い部分に配置する
ことを回避できない。さらに、本発明でも使用する一部コヒーレントな光を用い
た再生は、非線形的プロセスである。したがって、境界線に人為的な手を加えず
にステッチングを施して極めて重要なパターンを作成することは理論的にも不可
能である。
【０００８】 （発明の開示） したがって、本発明は、ステッチング誤差の問題を解決するパターン作成装置
を提供することを目的とする。 この目的は、添付クレームに示された装置によって実現される。
【０００９】 本発明による装置は、 超紫外線（ＥＵＶ）から赤外線（ＩＲ）までの波長範囲にあるエネルギー量を
有する光パルスの源と、 前記放射パルスによって照射される複数の変調素子を有する空間光変調装置と
、 加工品に該変調装置の放射パルス画像を作成する投射系と、 書き込まれたパターンのデジタル表現を受信し、連続する部分的パターンをデ
ジタル・パターン表現から抽出し、前記部分的パターンを変調装置電圧に変換し
、さらに、前記電圧を該変調装置に供給する電子データ伝送システムと、 前記投射系に対して前記加工品を移動する高精度機械システムと、 該加工品の動作と、該変調装置への電圧の供給と、放射パルスを調整し、大型
のパターンを前記連続した放射パルスによって作成された複数の部分的画像から
つぎ合わせて作成する電子制御システムとから成り、 つぎ合わされた少なくとも２つの隣接する画像が共通の境界でオーバラップし
、該オーバラップ画像が、該オーバラップ領域において本質的に同じパターンと
より低い輝度を有することを特徴としている。
【００１０】 その結果、オーバラップによってフィールド間のエッジは滑らかになり、誤差
がより広い領域に拡散される。
【００１１】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明は、ＳＬＭを有する総称的な投射型プリンタを示す図１の全体的配置に
基づき理解できる。反射に基づく空間光変調装置は、偏向型（ネルソン）と位相
型（クック）の２種類に分類される。マイクロミラーを備えた特定の例において
両者の違いは小さいように見えるが、位相型ＳＬＭは、破壊的干渉（ｄｅｓｔｒ
ｕｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）によって反射方向にビームを放射す
るのに対して、偏向型ＳＬＭでは、画素によって、正反射ビーム（ｓｐｅｃｕｌ
ａｒ ｂｅａｍ）が幾何学的に片側に偏向され、図１に示すように、結像レンズ
の開口部を逸脱する。最新の発明により実行される超高精度印刷の場合、クック
によって１９９０年に開示された位相変調システムは、偏向型よりも優れている
。第一に、表面の全部品（ヒンジおよび支柱も含む）が破壊的干渉に関与し、全
体的な吸光が実現可能なことから、良好なコントラストが得られる。第二に、光
を片側に偏向させることによって機能するシステムは、中間偏角地点で光軸に対
して対称性を得ることが困難であり、焦点が変化したときに、フィーチャーが不
安定になる危険が生じる。好適な実施例では、位相型が使用されているが、非対
称の偏向型を囲むように収容あるいは設計すれば、使用することも可能である。
図４にこの状態が概略的に示されている。最初の図４ａでは、非偏向マイクロミ
ラー４０１が照射されており、反射光は、開口４０２の方向に向けられず、した
がって、光は、基板４０３に到達していない。一方、図４ｂでは、ミラーが完全
に偏向され、全反射光が、開口部方向に向けられる。中間の位置では、反射光の
一部だけが、図４ｃに示されている基板に達する。ただし、この場合、光は、レ
ンズ４０４の光軸に対して対称にならず、基板に斜めに入射する。これにより、
レンズと基板領域との間の距離が極めて重要なものとなり、領域の破線位置で示
されるような若干の変更によって、基板上のフィーチャーが大幅にずれることに
なる。この問題を解決する方法は、図４ｄから図４ｆによって示されている。こ
こでは、最初の露光がマイクロミラーの第１偏角で行なわれ、その後、好ましく
は同じ光線量で、第２の露光が第２の偏角に対して行なわれ、第１の角度を補足
する。これにより、第１の露光と第２の露光を組み合わせたものが、レンズの光
軸に対して対称となる。この課題を解決する別の方法として、図４ｇに示すよう
な変形ミラー４０１′を使用して、反射光を開口部全面に均一に分布させる方法
がある。この最後の図では、概ね（後述する）位相型ＳＬＭまたは偏向型ＳＬＭ
の２つの例を示すことができるが、その場合、光はミラーの異なる部分から反射
する。
【００１２】 位相型ＳＬＭは、マイクロマシン加工ミラー、いわゆるマイクロミラー、ある
いは、電気信号を使用して変形が可能な支持体上の連続するミラー面により形成
可能である。クックにより１９９０年に開示された発明では、静電界によって制
御される粘弾性層が使用されているが、特に、数ナノメートルほどの変形で充分
な極めて短い波長に対して、電界または、別の、電気的、電磁的、または熱的に
制御される反射面によって変形される圧電固体ディスクを使用することも同様に
可能である。本願の残りの部分では、静電気により制御可能なマイクロミラー・
マトリクス（１次元または２次元）が想定されているが、前記の通り、変調機構
としてのＬＣＤクリスタル素材または電気光学素材に依存した透過または反射型
ＳＬＭや、圧電または電気歪動作を利用したマイクロマシン型ＳＬＭなど、他の
構成も可能である。
【００１３】 本発明では、位相変調が可変であることにより、投射レンズのひとみに達する
光の量が可変になることを特徴とするマイクロミラーを使用することが好ましい
。図２ａから図２ｈでは、数個の多重素子から成るミラーをいくつか示している
が、各ミラーの多様な部分の傾斜は重要ではない。実際に、ある素子によって光
がレンズ方向に向けられる一方で、別の素子により、光がレンズのひとみの外部
に向けられている。この機能を正しく理解する方法として、ミラーの各極小領域
素子からレンズのひとみの中心に達する複素振幅を調べ、ミラー全体の振幅を積
分する方法がある。ミラーを適正な形状にして、複素振幅の合計がゼロに近くな
るように変形することが可能であり、これによって、レンズのひとみに達する光
は全くなくなる。これがマイクロミラーのオフ状態であり、ミラー面が平坦であ
って複素振幅が位相を含むような緩和された状態がオン状態である。オン状態と
オフ状態の間では、反射方向の光量が、変形に関して連続的ではあるが非線形的
な関数となる。
【００１４】 書き込まれるパターンは、通常、ガラス基板上にクロムで書かれたフォトマス
ク・パターンなどの２値パターンである。この場合、２値とは、中間領域が全く
ないことを意味しており、フォトマスク面のある一定の点は、黒（クロムで覆わ
れている）か白（クロムなし）である。このパターンは、ＳＬＭからの投射画像
によりフォトレジストで露光され、このフォトレジストが現像される。現代のレ
ジストは、コントラストが強く、このことは、露光にわずかな比率の変化が生じ
た場合に、現像剤でレジストを完全に除去したときと、ほとんど除去したときと
では、差が生じることを意味している。したがって、空中の画像が白から黒へ徐
々に推移しても、フォトレジストは、通常、支持体表面に対してほとんど垂直な
エッジを有している。クロム・エッチングを行なった場合、さらに、コントラス
トが強くなり、その結果得られる画像は完全に２値的であり、中間領域が全くな
い黒または白のいずれかに分けられる。
【００１５】 入力データは、デジタル形式で、表面に書き込まれるパターンの幾何学的形状
寸法を表している。入力データは、極小アドレス単位、例えば、１ナノメートル
で与えられることが多いが、ＳＬＭの画素をオンまたはオフのいずれかに設定し
た場合、はるかにきめの粗いパターンができる。ＳＬＭの画素を画像の０．１μ
ｍの画素に投射する場合、１本の線は、整数個の画素分の幅（ｎ＊０．１μｍ。
ただし、ｎは整数とする）しか有することができない。最近まで０．１μｍのア
ドレス・グリッドで充分ではあったが、いわゆる光学近似補正（ＯＰＣ）の出現
により、１〜５ナノメートルのグリッドが望まれている。ＯＰＣでは、マスクの
使用時に、マスクのフィーチャーの寸法を僅かに修正して、予想される光画像誤
差を補償する。一例として、４本の平行線による０．８μｍ幅のマスクが最新の
４Ｘリダクション・ステッパ（半導体ウェハ用投射型プリンタ）に印刷される場
合、通常、同じ幅に印刷しようとしても、０．１８７および０．２００、０．２
００、０．１８７μｍ幅の線として印刷される。このことは、画像形成のシミュ
レーションによって予想することができ、マスクのユーザは、ＯＰＣを用いて、
マスクを補償する。したがって、０．８００μｍにする代わりに、マスクの最初
と最後の線を、４＊０．２１３＝０．８５２μｍにしたいと考える。０．１μｍ
のアドレス・グリッドでは、訂正不可能であるが、５ｎｍまたはそれよりも細い
アドレス・グリッドの場合、訂正が可能である。
【００１６】 図５では、ＳＬＭのデータを提供する方法が、フローチャートで示されている
。第１ステップのＳ１では、個別のパターン・フィールドに書き込まれるパター
ンのパターン・データを分割する。このパターン・データは、デジタル形式で受
信されることが好ましい。その後、ステップＳ２において、各フィールドがラス
タライズ化（ｒａｓｔｅｒｉｓｅｄ）されることにより、異なる露光指数が割り
当てられる。次に、ステップＳ３において、これらの値を非線形的応答が得られ
るように修正し、ステップＳ４で、画素単位の変形が行なわれる。最後に、画素
値が駆動信号に変換され、ＳＬＭに送信される。
【００１７】 本発明は、オフ状態とオン状態との間の中間値を使用して、きめの細かいアド
レス・グリッド（例えば、画素寸法の１／１５、１／２５、１／５０）を生成す
ることが好ましい。印刷されたフィーチャーは、オン状態の画素から成るが、エ
ッジに沿って、中間値に設定された画素が形成される。これは、オンおよびオフ
電圧以外の電圧により画素を駆動することにより行なわれる。カスケード式非線
形効果がいくつか存在することから（エッジ位置と境界線上の画素の露光、露光
と変形、変形と電界）、入力データから電界への非線形的な変換が必要である。
さらに、この変換は、実証的に等時間間隔で校正される。
【００１８】 図３は、ピストンのように上下移動することにより、位相差を生成する画素の
配列を示している。この図では、画素をどのように制御して、このインセット（
差込板）で反射率を生成するのか示している。明るい領域は、位相０の画素を有
しているのに対し、暗い領域は、＋９０度と−９０度の位相が交互にくる画素に
よって生成されている。明るい領域と暗い領域の間にある斜めの境界線は、中間
値の位相によって生成されている。これは、エッジが位相型ＳＬＭによって如何
に微細位置付けできるかを示している。ただし、中間値を有する他の種類のＳＬ
Ｍも同様に使用できる。中間値の位相ＳＬＭによる結像特性は複雑であり、図３
でエッジが移動する明確さからはほど遠い。しかしながら、本発明者による膨大
な理論に基づく計算および実験によって、記載された効果が実際にあることが証
明されている。
【００１９】 （位相型ＳＬＭの設計） 従来技術で使用されているようなクローバー型ミラーは、オン状態とオフ状態
の間の中間状態にすることが可能である。しかし、積分複素振幅が偏向関数とし
て作図された場合、完全に０になることは決してなく、０の周りに複数の円を描
くことから、位相角が変化する非ゼロの最低反射率を有することが理解される。
中間状態に設定された数個の画素を有する画像を綿密に分析すると、エッジ画素
の積分位相角がゼロでない場合、最終的な画像のエッジ位置が、焦点に到るまで
安定していないことが明らかである。本発明の好適な実施例では、旋回素子を有
する新型の画素を使用している。各素子が旋回すると、片方の端部が光源方向に
移動し、もう片方の端部が別の方向を向くことから、ゼロに近い平均的位相が維
持される。さらに、このクローバー型設計には、製造中に残留内部応力が発生す
るという問題がある。この応力は、印加された電場を利用しなくても、部分的な
変形を発生させる傾向がある。この内部変形は、製造中の不完全性によることか
ら、すべての画素で全く同様に発生するとは限らない。クローバー型設計では、
この画素ごとの相違によって、反射率の一次的偏差が生じる。旋回素子により形
成された画素セルによっても同様の結果が得られるが、さらに、二次的な効果が
発生する。したがって、投射において均一性が向上する。
【００２０】 （画像の高画質化） 旋回設計には第３の利点がある。クローバー型は、完全な吸光には至らないが
、旋回型セルは、より簡単に、完全な吸光を実現する幾何学的形状寸法が得られ
、あるいは、ゼロを通過して、非ゼロのわずかな反射に戻ることもあり、その場
合は逆相になる。吸光が良好に行なわれることによって、重なり合った露光を印
刷する自由度が大きくなり、低い負の値を設計することにより、吸光に近いさら
に良好な線形性が実現する。暗い領域において約５％の弱い露光で逆相にした印
刷では、１５〜３０％の高いエッジ鮮鋭度が得られ、一定のレンズを使用して、
より小型のフィーチャーを印刷することができる。これは、半導体業界で利用さ
れている、いわゆる、減衰移相マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｉｎｇ ｐｈａｓｅ−
ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｍａｓｋ）によく似ている。エッジ鮮鋭度を高める関連方法
として、フィーチャー内部の画素に低い値を設定し、エッジ付近の画素に高い値
を設定する方法がある。これにより、現在のマスクからのパターン投射や、ネル
ソンおよびクックによる投射機の使用では不可能な新型の画像高画質化が実現す
る。背景に非ゼロの負の振幅を使用しエッジに沿って露光を強くすることは、エ
ッジ画素を中間値にして微細なアドレス・グリッドを生成することと矛盾しない
。これは、それぞれの効果が付加的、あるいは、少なくとも計算可能なことによ
るものである。また、画素が印刷されるフィーチャーよりも実質的に小さい場合
、すべての効果が同時に得られるような画素値の組み合わせがある。これらの画
素を検出するためには、微細なアドレス・グリッドを作成するだけでなく、さら
に、コンピュータｉ９．計算が必要になるが、本発明の一部の利用法においては
、より小さいフィーチャーの印刷ができれば、多大な努力に見合うだけの高い値
が得られる。
【００２１】 粘弾性層上の連続したミラーの場合、ゼロに対する平均的位相の固有平衡が存
在する。シミュレーションにより、フィーチャー・エッジの微細な位置決めに中
間値を当てはめることにより、連続したミラーが形成されることが示されている
。非線形性は、マイクロミラーを使用したときよりも小さい。充分に機能する方
法がないとすると、最小のフィーチャーは、マイクロミラーを使用したときより
も大きくなくてはならず、例えば、分解された１フィーチャー素子当たりのアド
レス指定された画素の数がより多くなくてはならない。その結果、ＳＬＭ装置は
大型となり、一定のパターンに対するデータ量が大きくなる。したがって、第１
および第２実施例において、マイクロミラーを選択している。
【００２２】 本発明では、投射レンズのひとみに対称的な照射が得られることと、画像が回
転に対して応答しないという２つの理由から、回転対称性変形（少なくとも、２
培（ｔｗｏ−ｆｏｌｄ）の対称性であり、好適な実施例では、４培（ｆｏｕｒ−
ｆｏｌｄ）の対称性）が施された画素が使用されている。後者の理由は、半導体
ウェハにランダムな論理パターンを印刷するのに重要である。ｘ軸−ｙ軸に対し
て非対称性が存在すれば、ｘ軸に沿って配置された各トランジスタは、ｙ軸に沿
って配置されたものと異なった遅延を伴う。そのような回路は誤作動することが
あり、または、より遅いクロック速度でしか使用できなくなる。ｘ軸およびｙ軸
間の焦点および対称性による画像の不変性に関するこの２つの要件により、光学
系で対称性を生成および維持することが極めて重要になる。対称性は、もともと
備えていてもよく、あるいは、相補的非対称性を有する複数の露光を使用するな
ど、非対称性を意図的に均衡化することによって生成し得る。ただし、複数の露
光は、スループットの低下につながることから、初めから対称的なレイアウトを
有していることが極めて好ましい。
【００２３】 （好適な実施例） 第１の好適な実施例は、２０４８×５１２マイクロミラーから成るＳＬＭを使
用したフォトマスクの深紫外線パターン・ジェネレータである。光源は、２４８
ナノメートルのパルス出力と、約１０ｎｓのパルス長と、５００Ｈｚの反復度を
有するＫｒＦエキシマ・レーザである。ＳＬＭは、９０％を上回る光を反射する
アルミニウム面を有している。ＳＬＭは、ビーム・スクランブリング・イルミネ
ータ（ｂｅａｍ−ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒ）を通じてレ
ーザにより照射され、反射光は、投射レンズ方向に向けられるとともに、さらに
、感光面に向けられる。イルミネータからの入射ビームとレンズへの出射ビーム
は、半透明のビーム・スプリッタ・ミラー（ｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ ｍｉｒ
ｒｏｒ）によって分離される。好ましくは、このミラーは偏光選択型であり、イ
ルミネータは偏光を使用し、その偏光方向は、ＳＬＭの正面にある１／４波長板
によって切り換えられる。高い開口数（ＮＡ）でｘ軸およびｙ軸に対して対称性
を有するためには、画像は、対称的に偏光されなければならず、ビーム・スプリ
ッタと投射レンズの間にある第２の１／４波長板によって、円形に偏光された画
像が生成される。レーザ・パルスのエネルギーによって可能な場合のさらに簡単
な構成は、非偏光ビーム・スプリッタを使用することである。ビーム・スプリッ
タの第２の通過後も、１／４波長板は、なお利点を有しているが、それは、該プ
レートによって、ビーム・スプリット・コーティング（ｂｅａｍ−ｓｐｌｉｔｔ
ｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇ）の設計が影響を受けにくくなるためである。全体の最
も簡単な構成は、ＳＬＭにおける斜めの入射を利用して、イルミネータからのビ
ームと投射レンズに達するビームが、図１に示されるように、幾何学的に離れる
ようにしたものである。
【００２４】 マイクロミラーの画素は２０×２０μｍであり、投射レンズは２００Ｘの縮小
変倍率を有することにより、ＳＬＭの画素を画像の０．１μｍに対応させる。レ
ンズは、０．８の開口数（ＮＡ）を有するモノクロームのＤＵＶレンズであり、
ポイント・スプレッド関数が、０．１７μｍＦＷＨＭ（半値全幅）となる。良質
で書き込み可能な最小ラインは、０．２５μｍである。
【００２５】 加工品、例えば、フォトマスクが、レンズ下の干渉計制御ステージと、フラッ
シュを生成するレーザへの干渉計論理信号によって移動される。フラッシュが１
０ｎｓに過ぎないことから、ステージの移動は、露光の間は行なわれず、ＳＬＭ
の画像は、２０４．８×５１．２μｍの大きさに印刷される。２ミリ秒後に、ス
テージは、５１．２μｍだけ移動し、新たなフラッシュが放射され、ＳＬＭの新
規画像が、エッジから最初の画像のエッジまで印刷される。露光と露光の間に、
データ入力システムは、新規画像をＳＬＭにロードして、より大きいパターンが
、つぎ合わされたフラッシュによって形成されるようにする。１列が完全に書き
込まれると、ステージは、垂直方向に進み、新規の行が開始する。任意の寸法の
パターンも書き込めるが、第１の好適な実施例では、通常、１２５×１２５ｍｍ
のパターンを書き込んでいる。この寸法のパターンを書き込むには、５０分に加
え、連続した列の間の移動時間がかかることになる。
【００２６】 各画素は、２５レベル（＋ゼロ）に制御できることから、０．１μｍの画素を
補間して、それぞれ４ナノメートルを成す２５増分する。データ変換は、パター
ンを幾何学的に指定し、オン、オフ、または中間の反射に設定された画素を使用
して、データをマップに変換する。データ経路は、１秒当たり２０４８＊５１２
＊５００語のデータ、実際には、１秒当たり５２４メガバイトの画素データをＳ
ＬＭに供給しなければならない。好適な実施例では、書き込み可能領域は、最大
２３０×２３０ｍｍであり、１列に最大２３０／０．０５１２＝４５００フラッ
シュまで可能であり、この列は、４５０／５００＝９秒で書き込まれる。１列に
必要な画素データ量は、９×５２４＝４８００Ｍｂである。転送されバッファに
収められるデータの量を少なくするために、圧縮形式が用いられる。この形式は
、１９９０年のサンドストローム他による発明とよく似ているが、一定の長さと
値を有するセグメントの代わりに、画素マップが圧縮される点が異なっている。
実現性のある代替例として、画素マップを直接生成し、圧縮および解凍用の市販
のハードウェア処理装置を使用して、転送ならびにバッファに収められるデータ
量を減少させる方法がある。
【００２７】 しかし、マスク全体のデータ量は、たとえ圧縮しても、ディスク上に予め分割
されたデータを記憶しておくには、かなり膨大な量となっており、画素データを
使用時に生成しなければならない。１アレイの処理装置は、圧縮形式への変換と
並行して画像をラスタライズ化するとともに、この圧縮データを、ＳＬＭに画素
データを供給する拡張回路（ｅｘｐａｎｄｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）に転送する。
好適な実施例において、前記処理装置は、画像の異なる部分もラスタライズし、
その結果をバッファリングした後に、拡張回路の入力バッファに送信する。
【００２８】 （第２の好適な実施例） 第２の好適な実施例において、レーザは、１９３ｎｍの波長と５００Ｈｚパル
スの周波数を有するＡｒＦエキシマ・レーザである。ＳＬＭは、２０＊２０μｍ
の３０７２×１０２４画素を有しており、レンズは、０．０６μｍの投射画素が
得られる３３３Ｘの縮小変倍率を有している。また、６０個の中間値があり、ア
ドレス・グリッドは、１ナノメートルである。ポイント・スプレッド関数は、０
．１３μｍであり、最小ラインは０．２μｍである。データ・フローは、１５７
２メガバイト／秒であり、２３０ｍｍ長さの１列のデータは、１１．８Ｇｂであ
る。
【００２９】 第３の好適な実施例は、画素マトリクスが４５度回転し、画素グリッドが８４
μｍであることにより、投射された画素がｘ軸およびｙ軸に沿って０．０６μｍ
の間隔が開けられる点を除いては、第２の好適な実施例と同じである。レーザは
、ＡｒＦエキシマ・レーザであり、レンズは、２４０の縮小変倍率である。マト
リクスが回転されていることから、マトリクスの画素密度は、減少し、データ量
は、第２の好適な実施例の半分となるが、アドレス・レゾリューション（ａｄｄ
ｒｅｓｓ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）は同じである。
【００３０】 （レーザのフラッシュ対フラッシュ変化量） エキシマ・レーザには２つの不利な特性、つまり、フラッシュ対フラッシュの
５％のエネルギー変化量と、フラッシュ対フラッシュの１００ｎｓの時間的変動
がある。好適な実施例では、いずれも同じ方法によって補償されている。最初の
露光は、９０％の倍率での全体のパターンにより形成されている。各フラッシュ
についての実際のフラッシュのエネルギーと時間の状態が記録される。第２の露
光は、公称１０％の露光によって形成され、アナログ変調により、第１露光の実
際の値しだいでは、第２の露光を５〜１５％にする。同様に、第２の露光におい
て意図的に時間を相殺することにより、第１の露光の時間的変動を補正できる。
第２の露光は、第１の露光で生じた誤差を完全に補償できるが、それ自体が同じ
種類の新たな誤差を発生する。露光全体の平均がわずか１０％であることから、
両者の誤差は、１０だけ事実上減少する。実際に、レーザは、１００ｎｓよりも
はるかに大きい時間的な不確定性を有している。この不確定性は、光のパルスが
、トリガ・パルスからの遅延にしたがって発生し、この遅延が、時折、数マイク
ロ秒分、変化することによるものである。短時間の間に、遅延はより安定するこ
とから、継続的に遅延を測定し、適当にフィルタリングした最終遅延値を使用し
て、次のパルス遅延を予測するとともに、トリガ・パルスの位置付けを行なう。
【００３１】 同様に、ステージ誤差が記録され、ステージが第２の露光における補償動作に
より駆動された場合、ステージの不完全性を補正することも可能である。測定可
能な配置誤差があれば、原則として、部分的または完全に上記のように補正する
ことができる。第２の露光中に計算された個所にステージを移動させる高速サー
ボを備えていることが必要である。従来技術では、ＳＬＭ自体をストロークが小
さく応答時間の短いステージに搭載し、画像の精密な位置付けに使用する方法が
周知である。別の同様に有効な方式は、ＳＬＭと画像面との間の光学系において
圧電制御を備えたミラーを使用する方法があり、両者のいずれを選択するかは、
実際の状況を考慮して行なう。さらに、また、露光フィールドのデータに相殺位
置を付け加えて、画像を横に移動させることも可能である。
【００３２】 第２の露光は、レーザおよびＳＬＭ間の減衰フィルタを使用して実行し、公称
露光の０〜１５％以内で、ＳＬＭのダイナミック・レンジを完全に使用できるよ
うにすることが好ましい。２５個の中間レベルにより、１５％＊１／２５＝０．
６％の段階で露光を調整することができる。
【００３３】 応答は、製造上の不完全性によって画素ごとに若干異なり、また、経時変化が
原因となってこのような違いが生じることもある。その結果、画像が不均質にな
るという不都合が生じる。画像に求められている条件が極めて高い場合、ルック
アップ・メモリーに記憶されている画素の逆応答性による増大によって、全画素
を補正する必要がある。また、各画素ごとに、２、３、またはそれ以上の項を有
する多項式を使用することがさらに好ましい。これは、ＳＬＭを駆動する論理回
路に基づくハードウェアで実行可能である。
【００３４】 さらに複雑で好適な実施例では、補正をいくつか組み合わせることにより、第
２の補正露光を行なう。フラッシュ毎の変化量、フラッシュの時間的変動、さら
に、周知の画素間の応答の違いなどもその対象となる。補正が小さい限り、即ち
、各補正ごとに数パーセントである限り、ほぼ線形的に追加されていくことから
、補正がそのまま加えられ、ＳＬＭに適用される。その合計は、該当する画素に
おいて、所望の照射線量の値により乗算される。
【００３５】 （代替光源） エキシマ・レーザは、レーザの波長と種類に依存した５００〜１０００Ｈｚの
限定的なパルス繰返し周波数（ｐｒｆ）を有している。そのため、ｘ軸およびｙ
軸の両方において、エッジをステッチングした大型のフィールドを与える。他の
２つの好適な実施例では、ＳＬＭがｐｒｆがはるかに高いパルス・レーザ、例え
ば、Ｑスイッチ・アップコンバート固体レーザや、ＳＬＭの表面上で走査された
連続レーザ源から照射されることにより、ＳＬＭのある部分が新規データで書き
換えられる一方で、別の部分が印刷される。どちらの場合も、レーザのコヒーレ
ンス特性がエキシマ・レーザとは異なっており、例えば、異なる光路長を有する
複数の平行な光路などの、より大規模なビーム・スクランブリングおよびコヒー
レンス制御が必要である。本発明の一部の実施例では、フラッシュ・ランプから
の光の出力が充分であり、光源として使用可能である。その利点として、低コス
トであり、コヒーレンス特性が優れていることである。
【００３６】 走査により照射を行なう好適な実施例では、２つの問題点が解決される。一つ
は、時間およびエネルギーにおけるパルス毎の変化量の問題であり、これは、好
ましくは音響光学または電気光学などの電気光学スキャナーの使用による完全な
制御のもとで走査が行なわれることによるものであり、多くの連続したレーザを
使用した方が、パルス・レーザを使用したときよりも電力の変動が少ないためで
ある。さらに、連続型レーザを使用すると、異なる波長の選択が可能であり、連
続型レーザは、パルス・レーザに比べて目に対する危険性が少ない。しかし、最
も重要な点は、走査が非限界的であり、１００ｋＨｚ以上の反復度で実行可能な
ことから、わずか数行のマトリクスで、はるかに高いデータ速度に達することが
可能な点である。照射ビームの走査は、極めて均一な照射を生成する方法でもあ
り、他のやり方では困難である。
【００３７】 一部の実施例では、光源としてのフラッシュ・ランプを使用することができ、
便利な方法である。
【００３８】 （ＥＵＶ） ＥＵＶの光源は、粒子加速装置、磁気プラズマ・ピンチ・マシンからの放射、
または、高電力レーザ・パルスによる物質の小滴を極端な温度に加熱することに
よるものである。いずれの場合も、放射はパルス振動している。ＥＵＶ放射は、
真空のみで伝搬し、反射光学器械でしか焦点を合わせることができない。ＳＬＭ
を使用する代表的なパターン・ジェネレータは、光パワーのさほど高くない要件
である、小さい露光フィールドを有している。したがって、光学系の設計は、Ｅ
ＵＶステッパに比べて緩やかであることから、より多くのミラーを使用でき、ス
テッパよりも高い開口数（ＮＡ）を実現できる。開口数（ＮＡ）が高いレンズは
、リング形露光フィールドを有することが予想され、ＳＬＭの形状をそのような
フィールドに合わせることが充分に可能である。１３ｎｍの波長と０．２５の開
口数（ＮＡ）では、わずか２５ｎｍ幅のラインを露光することが可能であり、さ
らに、下記の通り、画像の高画質化を利用すれば、２０ｎｍを下回ることも可能
である。このような解像度と、同時に、ＳＬＭの同様の特徴によって可能な書込
み速度を実現できる周知の書込み技術も他にはない。
【００３９】 （エッジ・オーバラップ） 各フラッシュごとに、２次元フィールドが印刷されるとともに、各フィールド
のエッジとエッジをつぎ合わせることから、ステッチングは極めて重要である。
わずか数ナノメートルの１フィールドを置き換えることにより、エッジに沿って
目に見えるパターン誤差が発生し、マスクによって生成される電子回路の機能に
悪影響を及ぼす可能性がある。このような不必要なステッチングの影響を減少さ
せる効果的な方法として、数本の経路に同じパターンを印刷し、このような経路
間にあるステッチング境界を置き換える方法があげられる。パターンが４回印刷
された場合、ステッチング誤差が４箇所で発生することが予想されるが、その規
模にして僅か四分の一にすぎない。本発明の好適な実施例では、フィールド間の
オーバラップ・バンドとともに、中間露光を発生する機能が使用される。ラスタ
ライス゛化している間、上記の値がコンピュータで計算されるが、圧縮データを
解凍している間でもこの計算は実行できる。エッジ・オーバラップにより、ステ
ッチング誤差が減少し、マルチパス印刷に比べてスループットの不利益がはるか
に減少する。
【００４０】 本発明によれば、つぎ合された少なくとも２つの隣接画像が共通の境界でオー
バラップすることにより、オーバラップしている画像がオーバラップ領域におい
て本質的に同じパターンとより低い輝度を有し、目に見えないエッジが生成され
る。このオーバラップ領域における露光は一定であってもよく、あるいは、ある
画像から隣の画像にかけて徐々に変化してもよい。オーバラップ領域の露光もま
た、調整可能であってもよい。
【００４１】 オーバラップ領域の低めの輝度は、例えば、光路に配置された、透過マスクま
たは反射率が領域にかけて変化するミラーによって提供されてもよい。さらに、
このマスクは、開領域を有し、かつエッジに沿って段階的に透過性を有すること
により、加工品に非鮮明な画像が作成されるように配置されてもよい。マスクは
、光源と空間光変調装置の間、または、空間光変調装置と加工品の間に配置され
ることが好ましい。さらに、このマスクは、透過性か反射性の第２の空間光変調
装置であってもよく、アナログ空間光変調装置であることが好ましい。主空間光
変調装置は、また、好ましくは、加工品上のパターンのオーバラップすると思わ
れる領域に静的光効率を低くして備え、該領域に弱い露光が生成されてもよい。
このことは、光効率を低くしたオーバラップ領域において、空間光変調装置での
追加的コーティングによって実現されてもよく、あるいは、空間光変調装置がア
ナログ変調装置のとき、変調装置のアナログ機能によって実現されてもよい。さ
らに、弱い露光は、アナログ空間光変調装置に供給されるデータによって制御さ
れることが好ましく、前記減じた露光データは、入力表現から、空間光変調装置
に適した画素データへの変換中に、あるいはカスタム論理またはグラフィック処
理装置を用いた別のステップで、パターン・データに追加されることが最も好ま
しい。
【００４２】 図７ａでは、従来の書込み、すなわち、オーバラップのない例を示している。
異なるシェーディングは、別々に書き込まれたパターン・フィールドを示してい
る。また、図７ｂでは、パターンの配置が異なるフィールド間でどのように変化
しているかを概略的に誇張して示している。特に、１本の線が、複数のパターン
・フィールドにわたって延びており、フィールド間にエッジ誤差が発生している
様子が示されている。図７ｃでは、同じパターンが示されているが、本発明によ
るフィールド間のオーバラップが施されている。このオーバラップは、図７ｄの
輝度曲線で示されているように段階的である。これにより、エッジ誤差は、連続
的な段階に分割され、誤差は滑らかになり、目に見えにくくなる。さらに改善さ
れた方法では、このステップが固定した位置に配置されるのではなく、パターン
によって配置の仕方が決まる。詳しく述べると、各ステップは、フィーチャー・
エッジおよび小型の極めて重要なフィーチャーから離れた位置に配置される。図
７ｅおよび図７ｆでは、フィールド間に線形のオーバラップ変化が使用され、誤
差が、オーバラップ領域にわたって線形的に分配されている。
【００４３】 （修正照射） 第１の好適な実施例において、ＳＬＭの照射は、エキシマ・レーザや、フライ
アイ・レンズなどの光スクランブラーによって行なわれ、イルミネータのひとみ
面の円形自発光面からの照射とよく似た照射が生成される。ある特定の投射系に
よる印刷時に解像度を高める場合、修正照射法を利用することができる。最も簡
単な例では、イルミネータのひとみ面に、例えば、四重極形または環状の透過領
域を有するひとみフィルタを導入する方法がある。さらに複雑な例では、同じフ
ィールドを数回印刷する。露光と露光の間で数個のパラメータ、例えば、画像面
の焦点、照射パターン、ＳＬＭに印加されるデータ、投射レンズのひとみ面のひ
とみフィルタなどを変化させることが可能である。特に、照射の同期した変化や
ひとみフィルタによって、解像度を高めることができ、このことは、ひとみが扇
形透過領域を有しているとともに、非回折光が該扇形の先端付近の吸収絞りをさ
えぎるように照射が一直線に並んでいる場合に、特に顕著である。
【００４４】 （応答の線形化） データからエッジ配置までの伝達関数の線形化を図るうえで、本明細書で行な
う基本的に次の３つの方法がある。 −データ変換装置において非線形性を考慮し、データ変換装置に８ビット（例）
の画素値を生成し、同じ解像度を有するＤＡＣを使用してＳＬＭを駆動する。 −より少ない値（例えば、５ビット、すなわち、最高３２個の値）でデジタル値
を生成し、ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）で８ビット値に変換した後に、こ
の８ビット値をＤＡＣに供給する。 −５ビット値と半導体スイッチを使用して、１台または数台の高解像度ＤＡＣに
より生成されたＤＣ電圧を選択する。
【００４５】 いずれの場合も、実証的校正関数がデータ変換装置のＬＵＴで使用されるか、
または、ＤＣ電圧で使用される場合に、プレート上の応答が線形化されるような
実証的校正関数を測定することが可能である。
【００４６】 どの線形化方式を用いるかは、データ速度、精度要件、および、時代とともに
変化しうる利用可能な回路技術次第である。現時点では、データ変換装置は行き
詰まった状態にあることから、データ変換装置による線形化は、好適な解決法と
はいえず、８ビット画素値を生成することも好ましくない。また、高速ＤＡＣは
、高価であり消費電力が高い。最も適正な解決法は、ＤＣ電圧を生成し、スイッ
チを使用することである。それで、８ビットよりもさらに高い解像度の使用が可
能である。
【００４７】 （好適なパターン・ジェネレータの説明） 図６を参照すると、パターン・ジェネレータは、単数および複数の値を持つ画
素アドレス指定方式によるＳＬＭ６０１と、光源６０２と、照射ビーム・スクラ
ンブル装置６０３と、結像光学系６０４と、干渉計位置制御系６０６を備えた微
細位置付け基板ステージ６０５と、ＳＬＭ用ハードウェアおよびソフトウェア・
データ処理システム６０７とから構成されている。また、さらに、適正な機能を
提供し操作を簡易化するために、前記パターン・ジェネレータは、温度制御を備
えた周囲環境チャンバ、基板荷重システム、最適なパターン配置精度を実現する
ためのステージ移動および露光レーザ・トリガーのタイミングをとるためのソフ
トウェア、およびソフトウェア・ユーザ・インタフェースも具備している。
【００４８】 パターン・ジェネレータの照射は、ＫｒＦエキシマ・レーザによって行なわれ
、エキシマ・レーザの自然線幅に相当する帯域を有し、２４８ナノメートルの波
長でＵＶ領域において１０〜２０ナノ秒の長さのフラッシュ光を放出する。基板
上のパターンの歪みを防止するために、エキシマ・レーザからの光を、ＳＬＭ面
に均一に分配し、光のコヒーレンス長は、基板上にレーザ・スペックルを発生さ
せないのに充分に短くする。ビーム・スクランブラーを使用して、この２つの目
的を達成する。ビーム・スクランブラーは、エキシマ・レーザからのビームを異
なる光路長を持つ数本のビーム路に分割した後に、空間コヒーレンス長を短くす
るために各ビーム路をまとめて一つにする。さらに、ビーム・スクランブラーは
、１組のフライアイ・レンズを有するレンズ系から成るビーム・ホモジナイザー
を有し、このビーム・ホモジナイザーは、エキシマ・レーザからのレーザ・ビー
ムの各ポイントからの光を、ＳＬＭ面全体に均一に分配し、「最上層」に光の分
布を行なう。
【００４９】 ＳＬＭからの光は、中継され基板ステージ上の基板に結像される。これは、ク
ックにより記載されているシュリーレン光学系を用いて行なわれる。焦点幅ｆ1 のレンズｌ1が、ＳＬＭから距離ｆ1の位置に配置される。焦点長さｆ2のもう一 つのレンズｌ2は、ＳＬＭから距離２×ｆ1＋ｆ2の位置に配置される。次に、基 板が、ＳＬＭから距離２×ｆ1＋２×ｆ2の位置に配置される。ＳＬＭから距離２
×ｆ1の位置には、寸法によって系の開口数（ＮＡ）、したがって、基板上に書 き込める最小パターン・フィーチャーの寸法が決まる開口６０８がある。また、
光学系や基板の平面度の不完全性を補正するために、レンズｌ2をｚ方向に動的 に位置付けする焦点システムもあり、５０マイクロメートルの位置スパンにより
、最適な焦点特性が得られる。さらに、このレンズ系は、照射光の波長が２４８
ナノメートルになるように波長補正されており、照射光の帯域幅許容誤差が少な
くとも±１ナノメートルである。レンズｌ1の真上に位置付けられたビーム・ス プリッター６０９により、照射光が結像光学系に反射する。縮小率２５０および
開口数（ＮＡ）０．６２の場合、寸法を０．２マイクロメートルまで縮小したパ
ターン・フィーチャーを露光して高品質なパターンを得ることができる。各ＳＬ
Ｍ画素から３２グレー・レベルで、最小グリッド寸法が２ナノメートルになる。
【００５０】 パターン・ジェネレータは、干渉計位置制御システムを備えた微細位置付け基
板ステージを有しており、最小熱膨張用にＺｅｒｏｄｕｒで作製された可動エア
ベアリングｘｙテーブル６０５から成る。干渉計位置フィードバック測定系６０
６を備えたサーボ系は、各方向のステージ位置付けを制御する。１方向のｙ軸に
おいて、サーボ系は、ステージを固定位置に維持し、もう片方の方向ｘ軸におい
て、ステージは、連続的な速度で移動する。干渉計位置測定系は、ｘ軸方向に使
用されることにより、露光レーザ・フラッシュをトリガーし、基板上のＳＬＭの
各画像間の位置を均一にする。ＳＬＭ画像の１行全体が基板上で露光されると、
ステージは、ｘ軸方向の元の位置に戻り、ｙ軸方向にＳＬＭ画像の１増分だけ移
動して、基板上のもう１行のＳＬＭ画像を露光する。この手順は、基板全体が露
光されるまで繰返し行なわれる。
【００５１】 ＳＬＭ画像は、ｘ軸およびｙ軸の両方向に多数の画素とオーバラップしており
、露光データ・パターンは、オーバラップしている画素で局部的に修正され、こ
のようなオーバラップ領域となる多くの増大した露光を補償している。
【００５２】 エキシマ・レーザからのパルス毎の強度の変化量は、パターンの２パス露光の
使用により補償され、ここでは、第１パスが正しい強度である公称９０％の強度
によって実行される。第１パスでは、各レーザ・フラッシュの実際の強度が測定
ならびに記憶される。第２パスでは、第１パスからの測定済み強度の値に基づい
て、各ＳＬＭ画像露光用の正しい強度が用いられる。このように、エキシマ・レ
ーザからのパルス毎の強度の変化量による影響を１桁ほど抑制することができる
。
【００５３】 ＳＬＭの機能性については、本明細書の別の箇所でさらに詳しく述べる。ＳＬ
Ｍは、画素寸法が１６マイクロメートルの画素を２０４８×２５６個有しており
、１ミリ秒以内に全画素を処理することが可能である。ＳＬＭは、精巧なステー
ジに堅固に取付けられている。この精巧なステージは、フラッシュ露光とフラッ
シュ露光の間において１００ナノメートルよりも高い精度で、ｘ軸およびｙ軸の
方向に、１００ミクロン移動可能である。ＳＬＭの微細な位置付けを用いて、基
板位置付けステージの位置の不正確さを補正し、パターン・ステッチング誤差を
さらに少なくする。ｘ−ｙ方向の位置付けに加え、基板ステージの座標系で指定
されたもの以外の角度で基板上のパターンを露光するために、ＳＬＭステージを
回転させることも可能である。このような回転を行なう目的は、補足的フィーチ
ャーを追加する場合、既存のパターンを有する基板に対して、基板の整合可能性
を組み込むのを可能にすることである。オフライン光学チャネルおよびＣＣＤカ
メラを使用して、搭載後に、ステージ上の基板の正確な位置を測定し、基板上に
ある多数の整合マークの系での座標を決定することができる。露光中は、整合マ
ークの測定位置に基づいて、ｘ軸およびｙ軸の方向に、ステージ位置が修正され
る。回転座標系に追従するステージ・サーボ系を使用するとともに、前記の通り
ＳＬＭの精巧なステージを回転させて、回転的な整合が行なえる。
【００５４】 パターン・ラスタライザー６１０において、任意の形式を有する任意のデータ
・パターンが、１画素につき３２（５ビット）グレー・レベルの圧縮ラスタライ
ズ済み画素マップに変換される。画素電極に印加される電圧に応答して、露光さ
れた画素のグレースケールの段階が線形的ではないことから、３２のグレー・レ
ベルがそれぞれ連続したレベルの照射線量の均一な増加分に対応するように、入
力データが画素リニアライザー６１１で線形化される。この動作は、８ビットの
デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）６１２を使用して行なわれ、予め実証的に
校正された線形化関数にしたがって、画素マップからの各グレー・レベルによっ
て、ＤＡＣからの電圧を選択する。ＤＡＣからのアナログ・レベルの選択におい
て、各値がＳＬＭ画素に対応し、そのような各値が、対応する画素の変則性を補
正するルックアップ・テーブルを使用して、追加的な補正が行なわれる。ルック
アップ・テーブルの校正値は、実証的校正手順によって作成され、この手順では
、一連のテスト・パターンがＳＬＭに送信され、得られた露光パターンを測定し
、測定されたパターンが個々の画素補正に使用される。以上は、画素マップの各
グレー・レベルによってアナログ電圧が選択され、対応する全ＳＬＭ画素に対し
て画素の変形を施すことにより、正しい照射線量を供給することを意味している
。
【００５５】 （引用文献） ネルソン １９８８年： 米国特許第５、１４８、１５７号 クック １９９０年： 欧州特許第０ ６１０ １８３号 サンドストロン他 １９９０年： 欧州特許第０ ４６７ ０７６号
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術によるプリンタを示す図である。ＳＬＭは、レンズのひとみからの光
を偏向させるマイクロミラーから成る。
【図２】 ａ〜ｈは、４つの上部画素をオフ状態に、残りの５つの画素をオン状態にした
画素設計をいくつか示した図である。
【図３】 ピストンのように上下移動することにより、位相差を生成する画素の配列を示
す図である。これにより、位相型ＳＬＭによってエッジ位置をどのように微調整
できるか示されている。
【図４】 ａ〜ｇは、偏向ミラーの付いたＳＬＭと変形ミラーの付いたＳＬＭとの概略的
な比較を示す図である。
【図５】 データを翻訳しＳＬＭに供給する方法を示すフローチャートである。
【図６】 本発明によるパターン・ジェネレータの好適な実施例を示す図である。
【図７】 ａ〜ｆは、本発明によるエッジ誤差の補正例を示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月１８日（２０００．４．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2H041 AA13 AB14 AC06 AC08 AZ05 2H095 BA01 BA05 BB01 BB12 BB32 2H097 AA20 BA10 BB01 EA01 GB04 JA02 LA01 LA09 LA10 LA17 5F046 AA11 BA06 CA04 CB02 CB11 CC01 CC04 DA12

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フォトマスク、半導体ウェハ、電子内部接続装置、プリント
    回路基板、表示パネル、マイクロオプティカル装置、または、印刷板などの加工
    品にパターンを作成する装置であって、よりエッジが見えにくいパターンを作成
    し、該装置は、 超紫外線（ＥＵＶ）から赤外線（ＩＲ）までの波長範囲にあるエネルギー量を
    有する電磁波を放射する源と、 前記放射によって照射される複数の変調素子を有する空間光変調装置と、 加工品に該変調装置の画像を作成する投射系と、 書き込まれたパターンのデジタル表現を受信し、連続する部分的パターンをデ
    ジタル・パターン表現から抽出し、前記部分的パターンを変調装置信号に変換し
    、さらに、前記信号を該変調装置に供給する電子データ伝送システムと、 前記投射系に対して前記加工品を移動する高精度機械システムと、 該加工品の動作と、該変調装置への信号の供給と、放射を調整し、前記連続し
    た部分的パターンにより作成された部分的画像をつぎ合わせて大型のパターンに
    する電子制御システムとから成り、 つぎ合わされた少なくとも２つの隣接画像が共通の境界でオーバラップし、オ
    ーバラップしている画像が、該オーバラップ領域において本質的に同じパターン
    とより低い輝度を有することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記オーバラップ領域の露光が、一定の段階を有することを
    特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記オーバラップ領域の露光が、ある画像から隣の画像まで
    徐々に変化していくことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記オーバラップ領域の露光が、調整可能であることを特徴
    とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記オーバラップ領域の境界が調整可能であることを特徴と
    する請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記オーバラップ領域の境界が、エッジと極めて重要なフィ
    ーチャーを避けて配置されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 データ処理および伝送システムが、前記入力パターン表現を
    露光フィールドに分割し（１フィールドは１光パルスに対応する）、互いに隣接
    するフィールドは、共通の境界でオーバラップしていることを特徴とする請求項
    １〜６のいずれかに記載の装置。
  8. 【請求項８】 光路に、例えば、透過マスクまたは領域にかけて反射率が変
    化するミラーなどのマスクを配置して、前記オーバラップ領域に低めに設定した
    露光を発生させることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記マスクが、開領域を有し、エッジに沿って徐々に透過性
    を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記マスクが、中心に透明な領域と、該透明な領域の周囲
    にある鋭いエッジを有し、該マスクが、加工品に不鮮明な画像が作成されるよう
    に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記マスクが、前記光源と前記空間光変調装置の間に配置
    されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記マスクが、前記空間光変調装置と前記加工品の間に配
    置されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記マスクが、第２の空間光変調装置であることを特徴と
    する請求項８に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記マスクが、アナログ空間光変調装置であることを特徴
    とする請求項９に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記低めに設定された露光が、該パターンを作成する同じ
    前記空間光変調装置によって作成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
    かに記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記空間光変調装置が、前記加工品上の前記パターンにお
    いてオーバラップすると思われる領域の静的光効率を低くすることにより、該領
    域に低い露光が生成されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記光効率を低くする前記オーバラップ領域の前記空間光
    変調装置に追加的コーティングを施すことを特徴する請求項１５に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記空間光変調装置がアナログ変調装置であり、前記低露
    光が、前記変調装置のアナログ機能によって生成されることを特徴とする請求項
    １５に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記低露光が、前記アナログ空間光変調装置に供給される
    前記データにより制御されることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記低露光が、前記アナログ空間光変調装置に供給される
    前記データにより制御され、前記入力表現から前記空間光変調装置に適した画素
    データへの変換中に、前記低露光データが、前記パターン・データに追加される
    ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記低露光が、前記アナログ空間光変調装置に供給される
    前記データによって制御され、前記低露光データが、特殊ハードウェア装置によ
    って、前記パターン・データに追加されることを特徴とする請求項１８に記載の
    装置。
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