JP2002520838A - 非平面基板での結像用反射システム - Google Patents
非平面基板での結像用反射システムInfo
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/703—Non-planar pattern areas or non-planar masks, e.g. curved masks or substrates
Abstract
(57)【要約】
球状半導体基板２０等の非平面基板２０又は非平面デバイスの表面に像を集束させ、隣接する像間の位置ずれや重複問題を実質的になくすシステム３９及び方法。システム３９は、リング１０に配設された複数のミラー１２、１４、１６、ミラーのリングに対して非平面基板２０又は非平面デバイスを配置するために上下運動する支持体２４を含む。非平面基板２０又は非平面デバイスは、各ミラーが基板の表面に集束された像を反射できるように配置される。像はミラーのリングに対して配置されたマスク２６を用いて生成され、非平面基板２０又は非平面デバイスの表面に像を投影するように照明される。方法は、非平面基板２０又はデバイスをミラーのリング内に配置するステップ、それぞれにステッチング相互接続８４ａがある複数のセグメント７６、７８を有するマスク２６を作製するステップ、非平面基板２０又は非平面デバイスの表面に像を反射させるように、ミラーのリングにマスク２６の像を投影するステップとを含む。
Description
【０００１】 （クロスリファレンス） 本願は、１９９８年７月１０日に出願された米国特許出願第６０／０９２，２
９５号の利益を享受するものである。
９５号の利益を享受するものである。
【０００２】 （技術分野） 本発明は、一般に、非平面基板上のフォトイメージングに関し、さらに詳しく
言えば、２次元像を球状半導体基板に反射させる結像系に関する。
言えば、２次元像を球状半導体基板に反射させる結像系に関する。
【０００３】 （背景技術） 従来の半導体回路、又は「チップ」は、２次元又は平面の半導体ウェーハから
形成されている。半導体ウェーハは、最初に、半導体材料の製造施設で製造され
た後、集積回路組立施設に供給される。組立施設では、超大規模集積回路（「Ｖ
ＬＳＩ」）法等の様々な集積回路設計及び組立方法を用いて、半導体ウェーハ面
にいくつかの層が処理される。処理されたチップは、その上に組立られたいくつ
かの層を含むが、この時点でもチップは比較的平坦なままである。
形成されている。半導体ウェーハは、最初に、半導体材料の製造施設で製造され
た後、集積回路組立施設に供給される。組立施設では、超大規模集積回路（「Ｖ
ＬＳＩ」）法等の様々な集積回路設計及び組立方法を用いて、半導体ウェーハ面
にいくつかの層が処理される。処理されたチップは、その上に組立られたいくつ
かの層を含むが、この時点でもチップは比較的平坦なままである。
【０００４】 平坦なチップの最新の集積回路組立施設に関連する問題の１つは、大規模で高
価な設備が必要となることである。例えば、無塵のクリーンルームや温度が調節
された製造・保管領域は、半導体ウェーハ及びチップが傷付いたり反ることがな
いようにする必要がある。また、これらのタイプの組立施設は、比較的非能率的
な処理量及び非能率的なシリコンの使用を免れない。例えば、ウェーハを別々に
分けて処理するバッチ方式の製造を行う施設では、施設の設備すべてを効率的に
利用する大量の在庫を維持しなければならない。
価な設備が必要となることである。例えば、無塵のクリーンルームや温度が調節
された製造・保管領域は、半導体ウェーハ及びチップが傷付いたり反ることがな
いようにする必要がある。また、これらのタイプの組立施設は、比較的非能率的
な処理量及び非能率的なシリコンの使用を免れない。例えば、ウェーハを別々に
分けて処理するバッチ方式の製造を行う施設では、施設の設備すべてを効率的に
利用する大量の在庫を維持しなければならない。
【０００５】 内容の全体が、参照により本願明細書に引用されたものとする「球面半導体集
積回路（SPHERICAL SURFACE SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT）」という発明
の名称の米国特許出願第０８／８５８，００４号には、様々な回路を構成するた
めの３次元の球状基板が開示されている。上記米国特許出願に開示されている多
くのプロセスの内、いくつかのプロセスは、３次元基板に回路設計を結像させる
ことに関する。結像させる回路設計は、本来２次元のものである場合が多い。
積回路（SPHERICAL SURFACE SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT）」という発明
の名称の米国特許出願第０８／８５８，００４号には、様々な回路を構成するた
めの３次元の球状基板が開示されている。上記米国特許出願に開示されている多
くのプロセスの内、いくつかのプロセスは、３次元基板に回路設計を結像させる
ことに関する。結像させる回路設計は、本来２次元のものである場合が多い。
【０００６】 ２次元回路設計を球などの３次元物体に適用することに関する問題は数多くあ
る。特に、平坦なチップ用の超大規模集積回路（「ＶＬＳＩ」）回路設計は、２
次元系のＣＡＤツールを用いて行われる。しかしながら、これらの従来のＶＬＳ
Ｉ回路設計法は、３次元表面には適していない。これは、２次元設計を修正して
３次元の曲面に適合させようとすると、いくつかの問題が生じるためである。１
つの問題は、線や形などの２次元設計要素が、３次元曲面に適合されると変形さ
れることである。このように変形することにより、回路設計の歪みが生じ、ひい
ては集積回路の特性が望ましくないものになる。別の問題は、２次元ＶＬＳＩ回
路設計において、四角及び／又は矩形の設計単位が、２次元表面にすぐに変換す
るための設計をモジュール化するために用いられることである。しかしながら、
これらの従来の単位は、球などの曲面に、特に設計単位の最外縁で適切に適合し
ないことから、半導体の曲面は効率的には使用されなくなる。
る。特に、平坦なチップ用の超大規模集積回路（「ＶＬＳＩ」）回路設計は、２
次元系のＣＡＤツールを用いて行われる。しかしながら、これらの従来のＶＬＳ
Ｉ回路設計法は、３次元表面には適していない。これは、２次元設計を修正して
３次元の曲面に適合させようとすると、いくつかの問題が生じるためである。１
つの問題は、線や形などの２次元設計要素が、３次元曲面に適合されると変形さ
れることである。このように変形することにより、回路設計の歪みが生じ、ひい
ては集積回路の特性が望ましくないものになる。別の問題は、２次元ＶＬＳＩ回
路設計において、四角及び／又は矩形の設計単位が、２次元表面にすぐに変換す
るための設計をモジュール化するために用いられることである。しかしながら、
これらの従来の単位は、球などの曲面に、特に設計単位の最外縁で適切に適合し
ないことから、半導体の曲面は効率的には使用されなくなる。
【０００７】 したがって、隣接する投影像間の接続の位置ずれにより生じる誤差を実質的に
なくす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に２次
元像を投影するシステム及び方法が必要とされる。
なくす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に２次
元像を投影するシステム及び方法が必要とされる。
【０００８】 （発明の開示） したがって、本発明によれば、隣接する像間の相互接続での位置ずれ問題をな
くす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に平坦な
マスク上の像を投影するシステム及び方法が提供される。この目的を達成するた
めに、このシステムは、リングに配設された複数のミラーと、リングにある各ミ
ラーが所定の球表面の部分に集束された像を反射するように、ミラーのリングに
対して球を配置する支持体と、像を集束するための光学要素と、ミラーに像を投
影するように照明されるマスクとを含む。この方法は、ミラーのリング内に基板
を配置するステップと、それぞれがステッチング相互接続を有する複数のセグメ
ントを有するマスクを作製するステップと、投影像を生成するためにマスクを照
明するステップと、投影像を集束させるステップと、ミラーのリングを用いて基
板の表面に像を反射させるステップとを含む。
くす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に平坦な
マスク上の像を投影するシステム及び方法が提供される。この目的を達成するた
めに、このシステムは、リングに配設された複数のミラーと、リングにある各ミ
ラーが所定の球表面の部分に集束された像を反射するように、ミラーのリングに
対して球を配置する支持体と、像を集束するための光学要素と、ミラーに像を投
影するように照明されるマスクとを含む。この方法は、ミラーのリング内に基板
を配置するステップと、それぞれがステッチング相互接続を有する複数のセグメ
ントを有するマスクを作製するステップと、投影像を生成するためにマスクを照
明するステップと、投影像を集束させるステップと、ミラーのリングを用いて基
板の表面に像を反射させるステップとを含む。
【０００９】 本発明の１つの利点は、２次元マスク上の像が３次元表面に投影されて、必要
とされる製造許容範囲内で回路設計を行うことができることである。
とされる製造許容範囲内で回路設計を行うことができることである。
【００１０】 本発明の別の利点は、隣接する結像されたマスクセグメント間の相互接続にス
テッチング技術を用いることにより、製造許容範囲を満たし、位置ずれ問題を解
消することである。
テッチング技術を用いることにより、製造許容範囲を満たし、位置ずれ問題を解
消することである。
【００１１】 （実施形態の詳細な説明） 明確に記載するために、以下の記載を通して一貫して用いる２つの用語を定義
する。「球」という用語は、距離ｒの空間中にある点Ｐのすべての集合であり、
その距離ｒは中心をＯとして半径Ｒと呼ばれる。球には中身の詰まった実体が包
含されるが、球は、球の表面を意味する。即ち、中身の詰まった実体は、適切に
は球内部と呼ばれる。特に、球の中心は、球面上の一点ではなく、球内部の一点
である。球の円の「軸」とは、円の平面に垂直な球の直径である。
する。「球」という用語は、距離ｒの空間中にある点Ｐのすべての集合であり、
その距離ｒは中心をＯとして半径Ｒと呼ばれる。球には中身の詰まった実体が包
含されるが、球は、球の表面を意味する。即ち、中身の詰まった実体は、適切に
は球内部と呼ばれる。特に、球の中心は、球面上の一点ではなく、球内部の一点
である。球の円の「軸」とは、円の平面に垂直な球の直径である。
【００１２】 図１及び図２を参照すると、参照番号１０は、２次元マスクを球状基板２０の
特定部分に投影及び集束させるための光学結像系で用いられる反射碗（反射ボー
ル）を指す。反射碗１０は、概して、第１列１２、第２列１４、第３列１６に配
設された複数のミラーから構成され、複雑なファセットを備えた碗である。球状
基板２０は、一例として示すに過ぎず、本発明は、球状半導体基板を含む広範囲
の３次元構造のデバイスに像を投影するために用いられるものであってよいこと
を理解されたい。
特定部分に投影及び集束させるための光学結像系で用いられる反射碗（反射ボー
ル）を指す。反射碗１０は、概して、第１列１２、第２列１４、第３列１６に配
設された複数のミラーから構成され、複雑なファセットを備えた碗である。球状
基板２０は、一例として示すに過ぎず、本発明は、球状半導体基板を含む広範囲
の３次元構造のデバイスに像を投影するために用いられるものであってよいこと
を理解されたい。
【００１３】 球状基板２０は、碗１０の焦点の中心に配置され、半径Ｒを有する（図９）。
球状基板２０は、支持体２４を用いて碗１０の開口部２２を通して上昇させるこ
とによって、碗１０の内部に配置される。球状基板２０は、真空吸引を用いて支
持体２４に固定されるが、他にも様々な固定方法が考えられる。支持体２４は、
例示的に用いているものであって、球状基板は、米国特許出願第０９／１６２，
６１６号に記載された非接触ノズル等の他の手段や、碗１０を自由に降下させて
結像用に配置させてもよいことを理解されたい。列１２、１４、１６にあるミラ
ーに対して、列１２、１４、１６にあるミラーで反射する像が球状基板２０の様
々な部分に集束されるように、支持体２４は碗１０の所定の位置に球状基板２０
を配置する。
球状基板２０は、支持体２４を用いて碗１０の開口部２２を通して上昇させるこ
とによって、碗１０の内部に配置される。球状基板２０は、真空吸引を用いて支
持体２４に固定されるが、他にも様々な固定方法が考えられる。支持体２４は、
例示的に用いているものであって、球状基板は、米国特許出願第０９／１６２，
６１６号に記載された非接触ノズル等の他の手段や、碗１０を自由に降下させて
結像用に配置させてもよいことを理解されたい。列１２、１４、１６にあるミラ
ーに対して、列１２、１４、１６にあるミラーで反射する像が球状基板２０の様
々な部分に集束されるように、支持体２４は碗１０の所定の位置に球状基板２０
を配置する。
【００１４】 図３、図４及び図５を参照して、碗１０のミラーに照明投影され、球状基板２
０の表面に反射される様々なマスク設計を説明する。例えば、マスク２６は、球
状基板２０の表面に照明反射されて、球状基板２０をさらに処理しやすくする像
を形成する。マスク２６は、セグメント２８及び３０等の複数のサブフィールド
又はセグメントに分けられる。各セグメントの形状は、球状基板２０等の３次元
表面にマスク２６を投影することによって生じる歪みに対処できるように変更さ
れてもよい。例えば、マスク２６ａには、セグメント２８ａ及び３０ａがあり、
球状基板２０の表面の所定領域を覆う。同様に、マスク２７ｂには、球状基板２
０の表面の別の所定領域に投影されるセグメント２８ｂ及び３０ｂがある。
０の表面に反射される様々なマスク設計を説明する。例えば、マスク２６は、球
状基板２０の表面に照明反射されて、球状基板２０をさらに処理しやすくする像
を形成する。マスク２６は、セグメント２８及び３０等の複数のサブフィールド
又はセグメントに分けられる。各セグメントの形状は、球状基板２０等の３次元
表面にマスク２６を投影することによって生じる歪みに対処できるように変更さ
れてもよい。例えば、マスク２６ａには、セグメント２８ａ及び３０ａがあり、
球状基板２０の表面の所定領域を覆う。同様に、マスク２７ｂには、球状基板２
０の表面の別の所定領域に投影されるセグメント２８ｂ及び３０ｂがある。
【００１５】 図６及び図７には、システム３９のマスク２６が照明された場合に、光が通過
できるセグメントと、光の通過を遮断するセグメントがあることが示されている
。したがって、マスク２６は、回折格子として作用し、出射光線は回折される。
例えば、４本の出射光線４０、４２、４４、４６が図示されている。光線４０及
び４６は、０次非回折光と呼ばれるのに対し、光線４２及び４４は、１次回折光
と呼ばれる。０次非回折光は、近軸光線と呼ばれ、「ｚ」光軸４８に対して平行
に進む。実際には無数の光線があるが、４本の光線４０、４２、４４、４６は、
マスク２６から出射するように示されており、そのうち光線４６だけがマスク２
６の下方部分から出射するように示されている。レンズ５０及び５２は、光線４
０、４２、４４等の光線を、以下に詳細に記載するように、球状基板２０に光線
を反射させるミラー又はミラー列１２等の反射表面に平行化して集束させる。碗
１０内での球状基板２０の位置決めは、像平面５４に対して決定される。このた
め、列１２にあるミラー等のミラーにより、１次回折光の反射は、球状基板２０
の表面にある点５６に集光する。同様に、システム３９の光学系で捕らえた高次
の回折光が、碗１０のミラーに平行化され集束されて、球状基板２０に反射され
る。
できるセグメントと、光の通過を遮断するセグメントがあることが示されている
。したがって、マスク２６は、回折格子として作用し、出射光線は回折される。
例えば、４本の出射光線４０、４２、４４、４６が図示されている。光線４０及
び４６は、０次非回折光と呼ばれるのに対し、光線４２及び４４は、１次回折光
と呼ばれる。０次非回折光は、近軸光線と呼ばれ、「ｚ」光軸４８に対して平行
に進む。実際には無数の光線があるが、４本の光線４０、４２、４４、４６は、
マスク２６から出射するように示されており、そのうち光線４６だけがマスク２
６の下方部分から出射するように示されている。レンズ５０及び５２は、光線４
０、４２、４４等の光線を、以下に詳細に記載するように、球状基板２０に光線
を反射させるミラー又はミラー列１２等の反射表面に平行化して集束させる。碗
１０内での球状基板２０の位置決めは、像平面５４に対して決定される。このた
め、列１２にあるミラー等のミラーにより、１次回折光の反射は、球状基板２０
の表面にある点５６に集光する。同様に、システム３９の光学系で捕らえた高次
の回折光が、碗１０のミラーに平行化され集束されて、球状基板２０に反射され
る。
【００１６】 以下にさらに詳細に記載するように、光線４０の反射点５８から点５６までの
距離を、反射点５８から光線４０に沿って進む像平面５４上の集光点６０までの
距離と同じになるように、球状基板２０は、支持体２４（図２）により位置決め
される。同様に、反射点６２及び６４から点５６までの距離は、反射点６２及び
６４から集光点６０までの距離とそれぞれ同じである。
距離を、反射点５８から光線４０に沿って進む像平面５４上の集光点６０までの
距離と同じになるように、球状基板２０は、支持体２４（図２）により位置決め
される。同様に、反射点６２及び６４から点５６までの距離は、反射点６２及び
６４から集光点６０までの距離とそれぞれ同じである。
【００１７】 図８及び図９に示すように、０次非回折光６６、６８、７０は、図３のマスク
２６等のマスクの様々なセグメントを通る光線を表す。光線６６、６８、７０は
、マスクから出射して、点６６ｂ、６８ｂ、７０ｂで列１２にあるミラーにより
球状基板２０にそれぞれ反射される光線を表す。同様に、図示していないが、列
１４及び列１６のミラーにより反射される他の光線は、球状基板２０の表面に反
射される。像平面５４は、マスク２６から生じる０次非回折光の進行方向に対し
て直角の位置にある。０次非回折光６６、６８、７０は、球状基板２０の表面に
列１２にあるミラーにより反射されるため、像平面５４には到達しない。光線６
６、６８、７０は、列１２にあるミラーにより反射され、像平面５４の代わりに
球状基板２０の表面に集束される像平面セグメント７２を示す。上述したように
、任意の反射点から像平面セグメントへの距離は、列１２にあるミラーにより光
線が反射されなければ、反射点から像平面５４へと進む距離と等しい。しかしな
がら、点６８ａ及び７０ａから球状基板２０の表面までには、点６８ａ及び７０
ａから像平面５４までの距離に加えて、距離７４が存在する。この距離７４は、
像平面セグメント７２が集束される球状基板２０の表面が平坦ではなく、湾曲し
た３次元表面であるために生じる。距離７４が十分に大きければ、投影像は、シ
ステム３９で用いる光学系の焦点深度（「ＤＯＦ」）が制限されるため、明確さ
と細部が失われることは免れない。光学系のＤＯＦは、許容範囲内の像質に必要
な細部と視覚的精度を失うことなく、像平面セグメント７２の外縁が球状基板２
０から存在しうる最大の距離を決定する。したがって、像平面セグメント７２の
領域は、光学系のＤＯＦにより制限される。例えば、像平面セグメント７２の領
域が広くなると、球状基板２０に覆われている表面領域が広くなり、距離７４は
大きくなる。しかしながら、距離７４を大きくできる限度は、システム３９のＤ
ＯＦまでである。
２６等のマスクの様々なセグメントを通る光線を表す。光線６６、６８、７０は
、マスクから出射して、点６６ｂ、６８ｂ、７０ｂで列１２にあるミラーにより
球状基板２０にそれぞれ反射される光線を表す。同様に、図示していないが、列
１４及び列１６のミラーにより反射される他の光線は、球状基板２０の表面に反
射される。像平面５４は、マスク２６から生じる０次非回折光の進行方向に対し
て直角の位置にある。０次非回折光６６、６８、７０は、球状基板２０の表面に
列１２にあるミラーにより反射されるため、像平面５４には到達しない。光線６
６、６８、７０は、列１２にあるミラーにより反射され、像平面５４の代わりに
球状基板２０の表面に集束される像平面セグメント７２を示す。上述したように
、任意の反射点から像平面セグメントへの距離は、列１２にあるミラーにより光
線が反射されなければ、反射点から像平面５４へと進む距離と等しい。しかしな
がら、点６８ａ及び７０ａから球状基板２０の表面までには、点６８ａ及び７０
ａから像平面５４までの距離に加えて、距離７４が存在する。この距離７４は、
像平面セグメント７２が集束される球状基板２０の表面が平坦ではなく、湾曲し
た３次元表面であるために生じる。距離７４が十分に大きければ、投影像は、シ
ステム３９で用いる光学系の焦点深度（「ＤＯＦ」）が制限されるため、明確さ
と細部が失われることは免れない。光学系のＤＯＦは、許容範囲内の像質に必要
な細部と視覚的精度を失うことなく、像平面セグメント７２の外縁が球状基板２
０から存在しうる最大の距離を決定する。したがって、像平面セグメント７２の
領域は、光学系のＤＯＦにより制限される。例えば、像平面セグメント７２の領
域が広くなると、球状基板２０に覆われている表面領域が広くなり、距離７４は
大きくなる。しかしながら、距離７４を大きくできる限度は、システム３９のＤ
ＯＦまでである。
【００１８】 マスク２６（図３）等の平坦なマスクが用いられる場合、像平面セグメント７
２等のセグメントは、平坦な像平面セグメントになる。したがって、像平面セグ
メント７２が、球状基板２０の表面に投影されるときに湾曲し、最外縁での距離
７４は、以下の式で求められる。
２等のセグメントは、平坦な像平面セグメントになる。したがって、像平面セグ
メント７２が、球状基板２０の表面に投影されるときに湾曲し、最外縁での距離
７４は、以下の式で求められる。
【００１９】 距離７４＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）・・・・・（１） ここで、Ｒは球状基板２０の半径であり、θは平面セグメント７２に対して垂直
な半径と半径Ｒとの間の角度である。上述したように、像の集束と精度を適切な
ものにするためには、結像光学のＤＯＦを距離７４よりも大きいものにしなけれ
ばならない。隣接する像平面セグメントが球状基板２０の表面に投影されると、
僅かに重複して、セグメントが接触点を介して相互接続する。
な半径と半径Ｒとの間の角度である。上述したように、像の集束と精度を適切な
ものにするためには、結像光学のＤＯＦを距離７４よりも大きいものにしなけれ
ばならない。隣接する像平面セグメントが球状基板２０の表面に投影されると、
僅かに重複して、セグメントが接触点を介して相互接続する。
【００２０】 図１０には、２つの例示的像平面セグメント７６、７８が、マスク２６（図３
）からの隣接する平面セグメントとして示されている。像平面セグメント７６、
７８は共に、最小幅７９をもつ複数の線を有する。同図に示されているように、
像平面セグメント７６の最外部分は、像平面セグメント７８の最外部分に一方向
に距離８０だけ位置ずれしており、さらに距離８２は別方向のずれである。最小
線幅７９と比較して、位置ずれ距離８０又は８２のいずれかが過度に大きければ
、像平面セグメント７６及び７８間を接続することができない場合がある。これ
は、相互接続８４、８６、８８、９０等の相互接続の最小線幅７９では、このよ
うな歪みが補償されないためである。
）からの隣接する平面セグメントとして示されている。像平面セグメント７６、
７８は共に、最小幅７９をもつ複数の線を有する。同図に示されているように、
像平面セグメント７６の最外部分は、像平面セグメント７８の最外部分に一方向
に距離８０だけ位置ずれしており、さらに距離８２は別方向のずれである。最小
線幅７９と比較して、位置ずれ距離８０又は８２のいずれかが過度に大きければ
、像平面セグメント７６及び７８間を接続することができない場合がある。これ
は、相互接続８４、８６、８８、９０等の相互接続の最小線幅７９では、このよ
うな歪みが補償されないためである。
【００２１】 位置合わせ（アライメント）問題を解消するために、像平面セグメントの最外
縁で終端する各相互接続に、縫い合わせ（ステッチング）相互接続が用いられる
。例えば、ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ、９０ａにより、相互
接続８４、８６、８８、９０よりもそれぞれ広い接触部が得られるため、予想さ
れる位置合わせ誤差が補償される。予想される位置合わせ誤差の配分は、経験的
に決定可能であり、システム部品の組立精度と、システム部品がシステム内に位
置合わせされる精度に関係する。ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ
、９０ａは、これらの予想される位置合わせ誤差が存在する場合、像平面セグメ
ント間を接続できる大きさになるように設けられる。例えば、隣接する像平面セ
グメント７６及び７８間に位置ずれがある場合でも、ステッチング相互接続８４
ａ及び８６ａ間が重複９２のため、コネクタ８４及びコネクタ８６間を接続する
ことができる。
縁で終端する各相互接続に、縫い合わせ（ステッチング）相互接続が用いられる
。例えば、ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ、９０ａにより、相互
接続８４、８６、８８、９０よりもそれぞれ広い接触部が得られるため、予想さ
れる位置合わせ誤差が補償される。予想される位置合わせ誤差の配分は、経験的
に決定可能であり、システム部品の組立精度と、システム部品がシステム内に位
置合わせされる精度に関係する。ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ
、９０ａは、これらの予想される位置合わせ誤差が存在する場合、像平面セグメ
ント間を接続できる大きさになるように設けられる。例えば、隣接する像平面セ
グメント７６及び７８間に位置ずれがある場合でも、ステッチング相互接続８４
ａ及び８６ａ間が重複９２のため、コネクタ８４及びコネクタ８６間を接続する
ことができる。
【００２２】 上述した記載において、いくつかの修正、変更及び置換が意図され、場合によ
っては、他の特徴を対応させて使用せずとも本発明の特徴がいくつか用いられる
ことを理解されたい。例えば、セグメントの大きさや他の設計パラメータに応じ
て、ミラーの列数を増減してもよい。したがって、添付の請求の範囲は、広義か
つ本発明の範囲と一致させて解釈されるべきである。
っては、他の特徴を対応させて使用せずとも本発明の特徴がいくつか用いられる
ことを理解されたい。例えば、セグメントの大きさや他の設計パラメータに応じ
て、ミラーの列数を増減してもよい。したがって、添付の請求の範囲は、広義か
つ本発明の範囲と一致させて解釈されるべきである。
【図１】 球状半導体基板又は球状デバイスに回路設計を投影するための本発明のシステ
ムで使用される反射碗の斜視図である。
ムで使用される反射碗の斜視図である。
【図２】 反射システムの中心に球状基板を配置した図１の線２−２に沿って切り取った
反射システムの断面図である。
反射システムの断面図である。
【図３】 セグメント形状が実質的に均一な特定の焦点深度の２次元マスクを示す図であ
る。
る。
【図４】 セグメント形状の形と領域が異なる図３のマスクに類似した２次元マスクを示
す図である。
す図である。
【図５】 セグメント形状の形と領域が異なる図３のマスクに類似した２次元マスクを示
す図である。
す図である。
【図６】 マスクから出て、図１のシステムを用いて球状の半導体基板に集束され反射さ
れる複数の光線を示す図である。
れる複数の光線を示す図である。
【図７】 球状基板への０次光及び１次光の反射を示す図である。
【図８】 球状基板の表面に反射される複数の０次光を示す図である。
【図９】 球状基板表面に投影される像平面のセグメントを示す図である。
【図１０】 像平面セグメントでの位置合わせ誤差をなおすために用いられるステッチング
を示す図である。
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８月８日（２０００．８．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 非平面基板での結像用反射システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 （クロスリファレンス） 本願は、１９９８年７月１０日に出願された米国特許出願第６０／０９２，２
９５号の利益を享受するものである。
９５号の利益を享受するものである。
【０００２】 （技術分野） 本発明は、一般に、非平面基板上のフォトイメージングに関し、さらに詳しく
言えば、２次元像を球状半導体基板に反射させる結像系に関する。
言えば、２次元像を球状半導体基板に反射させる結像系に関する。
【０００３】 （背景技術） 従来の半導体回路、又は「チップ」は、２次元又は平面の半導体ウェーハから
形成されている。半導体ウェーハは、最初に、半導体材料の製造施設で製造され
た後、集積回路組立施設に供給される。組立施設では、超大規模集積回路（「Ｖ
ＬＳＩ」）法等の様々な集積回路設計及び組立方法を用いて、半導体ウェーハ面
にいくつかの層が処理される。処理されたチップは、その上に組立られたいくつ
かの層を含むが、この時点でもチップは比較的平坦なままである。
形成されている。半導体ウェーハは、最初に、半導体材料の製造施設で製造され
た後、集積回路組立施設に供給される。組立施設では、超大規模集積回路（「Ｖ
ＬＳＩ」）法等の様々な集積回路設計及び組立方法を用いて、半導体ウェーハ面
にいくつかの層が処理される。処理されたチップは、その上に組立られたいくつ
かの層を含むが、この時点でもチップは比較的平坦なままである。
【０００４】 平坦なチップの最新の集積回路組立施設に関連する問題の１つは、大規模で高
価な設備が必要となることである。例えば、無塵のクリーンルームや温度が調節
された製造・保管領域は、半導体ウェーハ及びチップが傷付いたり反ることがな
いようにする必要がある。また、これらのタイプの組立施設は、比較的非能率的
な処理量及び非能率的なシリコンの使用を免れない。例えば、ウェーハを別々に
分けて処理するバッチ方式の製造を行う施設では、施設の設備すべてを効率的に
利用する大量の在庫を維持しなければならない。
価な設備が必要となることである。例えば、無塵のクリーンルームや温度が調節
された製造・保管領域は、半導体ウェーハ及びチップが傷付いたり反ることがな
いようにする必要がある。また、これらのタイプの組立施設は、比較的非能率的
な処理量及び非能率的なシリコンの使用を免れない。例えば、ウェーハを別々に
分けて処理するバッチ方式の製造を行う施設では、施設の設備すべてを効率的に
利用する大量の在庫を維持しなければならない。
【０００５】 内容の全体が、参照により本願明細書に引用されたものとする「球面半導体集
積回路（SPHERICAL SURFACE SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT）」という発明
の名称の米国特許第５，９５５，７７６号には、様々な回路を構成するための３
次元の球状基板が開示されている。上記米国特許出願に開示されている多くのプ
ロセスの内、いくつかのプロセスは、３次元基板に回路設計を結像させることに
関する。結像させる回路設計は、本来２次元のものである場合が多い。
積回路（SPHERICAL SURFACE SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT）」という発明
の名称の米国特許第５，９５５，７７６号には、様々な回路を構成するための３
次元の球状基板が開示されている。上記米国特許出願に開示されている多くのプ
ロセスの内、いくつかのプロセスは、３次元基板に回路設計を結像させることに
関する。結像させる回路設計は、本来２次元のものである場合が多い。
【０００６】 ２次元回路設計を球などの３次元物体に適用することに関する問題は数多くあ
る。特に、平坦なチップ用の超大規模集積回路（「ＶＬＳＩ」）回路設計は、２
次元系のＣＡＤツールを用いて行われる。しかしながら、これらの従来のＶＬＳ
Ｉ回路設計法は、３次元表面には適していない。これは、２次元設計を修正して
３次元の曲面に適合させようとすると、いくつかの問題が生じるためである。１
つの問題は、線や形などの２次元設計要素が、３次元曲面に適合されると変形さ
れることである。このように変形することにより、回路設計の歪みが生じ、ひい
ては集積回路の特性が望ましくないものになる。別の問題は、２次元ＶＬＳＩ回
路設計において、四角及び／又は矩形の設計単位が、２次元表面にすぐに変換す
るための設計をモジュール化するために用いられることである。しかしながら、
これらの従来の単位は、球などの曲面に、特に設計単位の最外縁で適切に適合し
ないことから、半導体の曲面は効率的には使用されなくなる。
る。特に、平坦なチップ用の超大規模集積回路（「ＶＬＳＩ」）回路設計は、２
次元系のＣＡＤツールを用いて行われる。しかしながら、これらの従来のＶＬＳ
Ｉ回路設計法は、３次元表面には適していない。これは、２次元設計を修正して
３次元の曲面に適合させようとすると、いくつかの問題が生じるためである。１
つの問題は、線や形などの２次元設計要素が、３次元曲面に適合されると変形さ
れることである。このように変形することにより、回路設計の歪みが生じ、ひい
ては集積回路の特性が望ましくないものになる。別の問題は、２次元ＶＬＳＩ回
路設計において、四角及び／又は矩形の設計単位が、２次元表面にすぐに変換す
るための設計をモジュール化するために用いられることである。しかしながら、
これらの従来の単位は、球などの曲面に、特に設計単位の最外縁で適切に適合し
ないことから、半導体の曲面は効率的には使用されなくなる。
【０００７】 したがって、隣接する投影像間の接続の位置ずれにより生じる誤差を実質的に
なくす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に２次
元像を投影するシステム及び方法が必要とされる。
なくす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に２次
元像を投影するシステム及び方法が必要とされる。
【０００８】 （発明の開示） したがって、本発明によれば、隣接する像間の相互接続での位置ずれ問題をな
くす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に平坦な
マスク上の像を投影するシステム及び方法が提供される。この目的を達成するた
めに、このシステムは、リングに配設された複数のミラーと、リングにある各ミ
ラーが所定の球表面の部分に集束された像を反射するように、ミラーのリングに
対して球を配置する支持体と、像を集束するための光学要素と、ミラーに像を投
影するように照明されるマスクとを含む。この方法は、ミラーのリング内に基板
を配置するステップと、それぞれがステッチング相互接続を有する複数のセグメ
ントを有するマスクを作製するステップと、投影像を生成するためにマスクを照
明するステップと、投影像を集束させるステップと、ミラーのリングを用いて基
板の表面に像を反射させるステップとを含む。
くす複数のミラーを備えた反射システムを用いて、球などの３次元物体に平坦な
マスク上の像を投影するシステム及び方法が提供される。この目的を達成するた
めに、このシステムは、リングに配設された複数のミラーと、リングにある各ミ
ラーが所定の球表面の部分に集束された像を反射するように、ミラーのリングに
対して球を配置する支持体と、像を集束するための光学要素と、ミラーに像を投
影するように照明されるマスクとを含む。この方法は、ミラーのリング内に基板
を配置するステップと、それぞれがステッチング相互接続を有する複数のセグメ
ントを有するマスクを作製するステップと、投影像を生成するためにマスクを照
明するステップと、投影像を集束させるステップと、ミラーのリングを用いて基
板の表面に像を反射させるステップとを含む。
【０００９】 本発明の１つの利点は、２次元マスク上の像が３次元表面に投影されて、必要
とされる製造許容範囲内で回路設計を行うことができることである。
とされる製造許容範囲内で回路設計を行うことができることである。
【００１０】 本発明の別の利点は、隣接する結像されたマスクセグメント間の相互接続にス
テッチング技術を用いることにより、製造許容範囲を満たし、位置ずれ問題を解
消することである。
テッチング技術を用いることにより、製造許容範囲を満たし、位置ずれ問題を解
消することである。
【００１１】 （実施形態の詳細な説明） 明確に記載するために、以下の記載を通して一貫して用いる２つの用語を定義
する。「球」という用語は、距離ｒの空間中にある点Ｐのすべての集合であり、
その距離ｒは中心をＯとして半径Ｒと呼ばれる。球には中身の詰まった実体が包
含されるが、球は、球の表面を意味する。即ち、中身の詰まった実体は、適切に
は球内部と呼ばれる。特に、球の中心は、球面上の一点ではなく、球内部の一点
である。球の円の「軸」とは、円の平面に垂直な球の直径である。
する。「球」という用語は、距離ｒの空間中にある点Ｐのすべての集合であり、
その距離ｒは中心をＯとして半径Ｒと呼ばれる。球には中身の詰まった実体が包
含されるが、球は、球の表面を意味する。即ち、中身の詰まった実体は、適切に
は球内部と呼ばれる。特に、球の中心は、球面上の一点ではなく、球内部の一点
である。球の円の「軸」とは、円の平面に垂直な球の直径である。
【００１２】 図１及び図２を参照すると、参照番号１０は、２次元マスクを球状基板２０の
特定部分に投影及び集束させるための光学結像系で用いられる反射碗（反射ボー
ル）を指す。反射碗１０は、概して、第１列１２、第２列１４、第３列１６に配
設された複数のミラーから構成され、複雑なファセットを備えた碗である。球状
基板２０は、一例として示すに過ぎず、本発明は、球状半導体基板を含む広範囲
の３次元構造のデバイスに像を投影するために用いられるものであってよいこと
を理解されたい。
特定部分に投影及び集束させるための光学結像系で用いられる反射碗（反射ボー
ル）を指す。反射碗１０は、概して、第１列１２、第２列１４、第３列１６に配
設された複数のミラーから構成され、複雑なファセットを備えた碗である。球状
基板２０は、一例として示すに過ぎず、本発明は、球状半導体基板を含む広範囲
の３次元構造のデバイスに像を投影するために用いられるものであってよいこと
を理解されたい。
【００１３】 球状基板２０は、碗１０の焦点の中心に配置され、半径Ｒを有する（図９）。
球状基板２０は、支持体２４を用いて碗１０の開口部２２を通して上昇させるこ
とによって、碗１０の内部に配置される。球状基板２０は、真空吸引を用いて支
持体２４に固定されるが、他にも様々な固定方法が考えられる。支持体２４は、
例示的に用いているものであって、球状基板は、米国特許出願第０９／１６２，
６１６号に記載された非接触ノズル等の他の手段や、碗１０を自由に降下させて
結像用に配置させてもよいことを理解されたい。列１２、１４、１６にあるミラ
ーに対して、列１２、１４、１６にあるミラーで反射する像が球状基板２０の様
々な部分に集束されるように、支持体２４は碗１０の所定の位置に球状基板２０
を配置する。
球状基板２０は、支持体２４を用いて碗１０の開口部２２を通して上昇させるこ
とによって、碗１０の内部に配置される。球状基板２０は、真空吸引を用いて支
持体２４に固定されるが、他にも様々な固定方法が考えられる。支持体２４は、
例示的に用いているものであって、球状基板は、米国特許出願第０９／１６２，
６１６号に記載された非接触ノズル等の他の手段や、碗１０を自由に降下させて
結像用に配置させてもよいことを理解されたい。列１２、１４、１６にあるミラ
ーに対して、列１２、１４、１６にあるミラーで反射する像が球状基板２０の様
々な部分に集束されるように、支持体２４は碗１０の所定の位置に球状基板２０
を配置する。
【００１４】 図３、図４及び図５を参照して、碗１０のミラーに照明投影され、球状基板２
０の表面に反射される様々なマスク設計を説明する。例えば、マスク２６は、球
状基板２０の表面に照明反射されて、球状基板２０をさらに処理しやすくする像
を形成する。マスク２６は、セグメント２８及び３０等の複数のサブフィールド
又はセグメントに分けられる。各セグメントの形状は、球状基板２０等の３次元
表面にマスク２６を投影することによって生じる歪みに対処できるように変更さ
れてもよい。例えば、マスク２６ａには、セグメント２８ａ及び３０ａがあり、
球状基板２０の表面の所定領域を覆う。同様に、マスク２７ｂには、球状基板２
０の表面の別の所定領域に投影されるセグメント２８ｂ及び３０ｂがある。
０の表面に反射される様々なマスク設計を説明する。例えば、マスク２６は、球
状基板２０の表面に照明反射されて、球状基板２０をさらに処理しやすくする像
を形成する。マスク２６は、セグメント２８及び３０等の複数のサブフィールド
又はセグメントに分けられる。各セグメントの形状は、球状基板２０等の３次元
表面にマスク２６を投影することによって生じる歪みに対処できるように変更さ
れてもよい。例えば、マスク２６ａには、セグメント２８ａ及び３０ａがあり、
球状基板２０の表面の所定領域を覆う。同様に、マスク２７ｂには、球状基板２
０の表面の別の所定領域に投影されるセグメント２８ｂ及び３０ｂがある。
【００１５】 図６及び図７には、システム３９のマスク２６が照明された場合に、光が通過
できるセグメントと、光の通過を遮断するセグメントがあることが示されている
。したがって、マスク２６は、回折格子として作用し、出射光線は回折される。
例えば、４本の出射光線４０、４２、４４、４６が図示されている。光線４０及
び４６は、０次非回折光と呼ばれるのに対し、光線４２及び４４は、１次回折光
と呼ばれる。０次非回折光は、近軸光線と呼ばれ、「ｚ」光軸４８に対して平行
に進む。実際には無数の光線があるが、４本の光線４０、４２、４４、４６は、
マスク２６から出射するように示されており、そのうち光線４６だけがマスク２
６の下方部分から出射するように示されている。レンズ５０及び５２は、光線４
０、４２、４４等の光線を、以下に詳細に記載するように、球状基板２０に光線
を反射させるミラー又はミラー列１２等の反射表面に平行化して集束させる。碗
１０内での球状基板２０の位置決めは、像平面５４に対して決定される。このた
め、列１２にあるミラー等のミラーにより、１次回折光の反射は、球状基板２０
の表面にある点５６に集光する。同様に、システム３９の光学系で捕らえた高次
の回折光が、碗１０のミラーに平行化され集束されて、球状基板２０に反射され
る。
できるセグメントと、光の通過を遮断するセグメントがあることが示されている
。したがって、マスク２６は、回折格子として作用し、出射光線は回折される。
例えば、４本の出射光線４０、４２、４４、４６が図示されている。光線４０及
び４６は、０次非回折光と呼ばれるのに対し、光線４２及び４４は、１次回折光
と呼ばれる。０次非回折光は、近軸光線と呼ばれ、「ｚ」光軸４８に対して平行
に進む。実際には無数の光線があるが、４本の光線４０、４２、４４、４６は、
マスク２６から出射するように示されており、そのうち光線４６だけがマスク２
６の下方部分から出射するように示されている。レンズ５０及び５２は、光線４
０、４２、４４等の光線を、以下に詳細に記載するように、球状基板２０に光線
を反射させるミラー又はミラー列１２等の反射表面に平行化して集束させる。碗
１０内での球状基板２０の位置決めは、像平面５４に対して決定される。このた
め、列１２にあるミラー等のミラーにより、１次回折光の反射は、球状基板２０
の表面にある点５６に集光する。同様に、システム３９の光学系で捕らえた高次
の回折光が、碗１０のミラーに平行化され集束されて、球状基板２０に反射され
る。
【００１６】 以下にさらに詳細に記載するように、光線４０の反射点５８から点５６までの
距離を、反射点５８から光線４０に沿って進む像平面５４上の集光点６０までの
距離と同じになるように、球状基板２０は、支持体２４（図２）により位置決め
される。同様に、反射点６２及び６４から点５６までの距離は、反射点６２及び
６４から集光点６０までの距離とそれぞれ同じである。
距離を、反射点５８から光線４０に沿って進む像平面５４上の集光点６０までの
距離と同じになるように、球状基板２０は、支持体２４（図２）により位置決め
される。同様に、反射点６２及び６４から点５６までの距離は、反射点６２及び
６４から集光点６０までの距離とそれぞれ同じである。
【００１７】 図８及び図９に示すように、０次非回折光６６、６８、７０は、図３のマスク
２６等のマスクの様々なセグメントを通る光線を表す。光線６６、６８、７０は
、マスクから出射して、点６６ｂ、６８ｂ、７０ｂで列１２にあるミラーにより
球状基板２０にそれぞれ反射される光線を表す。同様に、図示していないが、列
１４及び列１６のミラーにより反射される他の光線は、球状基板２０の表面に反
射される。像平面５４は、マスク２６から生じる０次非回折光の進行方向に対し
て直角の位置にある。０次非回折光６６、６８、７０は、球状基板２０の表面に
列１２にあるミラーにより反射されるため、像平面５４には到達しない。光線６
６、６８、７０は、列１２にあるミラーにより反射され、像平面５４の代わりに
球状基板２０の表面に集束される像平面セグメント７２を示す。上述したように
、任意の反射点から像平面セグメントへの距離は、列１２にあるミラーにより光
線が反射されなければ、反射点から像平面５４へと進む距離と等しい。しかしな
がら、点６８ａ及び７０ａから球状基板２０の表面までには、点６８ａ及び７０
ａから像平面５４までの距離に加えて、距離７４が存在する。この距離７４は、
像平面セグメント７２が集束される球状基板２０の表面が平坦ではなく、湾曲し
た３次元表面であるために生じる。距離７４が十分に大きければ、投影像は、シ
ステム３９で用いる光学系の焦点深度（「ＤＯＦ」）が制限されるため、明確さ
と細部が失われることは免れない。光学系のＤＯＦは、許容範囲内の像質に必要
な細部と視覚的精度を失うことなく、像平面セグメント７２の外縁が球状基板２
０から存在しうる最大の距離を決定する。したがって、像平面セグメント７２の
領域は、光学系のＤＯＦにより制限される。例えば、像平面セグメント７２の領
域が広くなると、球状基板２０に覆われている表面領域が広くなり、距離７４は
大きくなる。しかしながら、距離７４を大きくできる限度は、システム３９のＤ
ＯＦまでである。
２６等のマスクの様々なセグメントを通る光線を表す。光線６６、６８、７０は
、マスクから出射して、点６６ｂ、６８ｂ、７０ｂで列１２にあるミラーにより
球状基板２０にそれぞれ反射される光線を表す。同様に、図示していないが、列
１４及び列１６のミラーにより反射される他の光線は、球状基板２０の表面に反
射される。像平面５４は、マスク２６から生じる０次非回折光の進行方向に対し
て直角の位置にある。０次非回折光６６、６８、７０は、球状基板２０の表面に
列１２にあるミラーにより反射されるため、像平面５４には到達しない。光線６
６、６８、７０は、列１２にあるミラーにより反射され、像平面５４の代わりに
球状基板２０の表面に集束される像平面セグメント７２を示す。上述したように
、任意の反射点から像平面セグメントへの距離は、列１２にあるミラーにより光
線が反射されなければ、反射点から像平面５４へと進む距離と等しい。しかしな
がら、点６８ａ及び７０ａから球状基板２０の表面までには、点６８ａ及び７０
ａから像平面５４までの距離に加えて、距離７４が存在する。この距離７４は、
像平面セグメント７２が集束される球状基板２０の表面が平坦ではなく、湾曲し
た３次元表面であるために生じる。距離７４が十分に大きければ、投影像は、シ
ステム３９で用いる光学系の焦点深度（「ＤＯＦ」）が制限されるため、明確さ
と細部が失われることは免れない。光学系のＤＯＦは、許容範囲内の像質に必要
な細部と視覚的精度を失うことなく、像平面セグメント７２の外縁が球状基板２
０から存在しうる最大の距離を決定する。したがって、像平面セグメント７２の
領域は、光学系のＤＯＦにより制限される。例えば、像平面セグメント７２の領
域が広くなると、球状基板２０に覆われている表面領域が広くなり、距離７４は
大きくなる。しかしながら、距離７４を大きくできる限度は、システム３９のＤ
ＯＦまでである。
【００１８】 マスク２６（図３）等の平坦なマスクが用いられる場合、像平面セグメント７
２等のセグメントは、平坦な像平面セグメントになる。したがって、像平面セグ
メント７２が、球状基板２０の表面に投影されるときに湾曲し、最外縁での距離
７４は、以下の式で求められる。
２等のセグメントは、平坦な像平面セグメントになる。したがって、像平面セグ
メント７２が、球状基板２０の表面に投影されるときに湾曲し、最外縁での距離
７４は、以下の式で求められる。
【００１９】 距離７４＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）・・・・・（１） ここで、Ｒは球状基板２０の半径であり、θは平面セグメント７２に対して垂直
な半径と半径Ｒとの間の角度である。上述したように、像の集束と精度を適切な
ものにするためには、結像光学のＤＯＦを距離７４よりも大きいものにしなけれ
ばならない。隣接する像平面セグメントが球状基板２０の表面に投影されると、
僅かに重複して、セグメントが接触点を介して相互接続する。
な半径と半径Ｒとの間の角度である。上述したように、像の集束と精度を適切な
ものにするためには、結像光学のＤＯＦを距離７４よりも大きいものにしなけれ
ばならない。隣接する像平面セグメントが球状基板２０の表面に投影されると、
僅かに重複して、セグメントが接触点を介して相互接続する。
【００２０】 図１０には、２つの例示的像平面セグメント７６、７８が、マスク２６（図３
）からの隣接する平面セグメントとして示されている。像平面セグメント７６、
７８は共に、最小幅７９をもつ複数の線を有する。同図に示されているように、
像平面セグメント７６の最外部分は、像平面セグメント７８の最外部分に一方向
に距離８０だけ位置ずれしており、さらに距離８２は別方向のずれである。最小
線幅７９と比較して、位置ずれ距離８０又は８２のいずれかが過度に大きければ
、像平面セグメント７６及び７８間を接続することができない場合がある。これ
は、相互接続８４、８６、８８、９０等の相互接続の最小線幅７９では、このよ
うな歪みが補償されないためである。
）からの隣接する平面セグメントとして示されている。像平面セグメント７６、
７８は共に、最小幅７９をもつ複数の線を有する。同図に示されているように、
像平面セグメント７６の最外部分は、像平面セグメント７８の最外部分に一方向
に距離８０だけ位置ずれしており、さらに距離８２は別方向のずれである。最小
線幅７９と比較して、位置ずれ距離８０又は８２のいずれかが過度に大きければ
、像平面セグメント７６及び７８間を接続することができない場合がある。これ
は、相互接続８４、８６、８８、９０等の相互接続の最小線幅７９では、このよ
うな歪みが補償されないためである。
【００２１】 位置合わせ（アライメント）問題を解消するために、像平面セグメントの最外
縁で終端する各相互接続に、縫い合わせ（ステッチング）相互接続が用いられる
。例えば、ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ、９０ａにより、相互
接続８４、８６、８８、９０よりもそれぞれ広い接触部が得られるため、予想さ
れる位置合わせ誤差が補償される。予想される位置合わせ誤差の配分は、経験的
に決定可能であり、システム部品の組立精度と、システム部品がシステム内に位
置合わせされる精度に関係する。ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ
、９０ａは、これらの予想される位置合わせ誤差が存在する場合、像平面セグメ
ント間を接続できる大きさになるように設けられる。例えば、隣接する像平面セ
グメント７６及び７８間に位置ずれがある場合でも、ステッチング相互接続８４
ａ及び８６ａ間が重複９２のため、コネクタ８４及びコネクタ８６間を接続する
ことができる。
縁で終端する各相互接続に、縫い合わせ（ステッチング）相互接続が用いられる
。例えば、ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ、９０ａにより、相互
接続８４、８６、８８、９０よりもそれぞれ広い接触部が得られるため、予想さ
れる位置合わせ誤差が補償される。予想される位置合わせ誤差の配分は、経験的
に決定可能であり、システム部品の組立精度と、システム部品がシステム内に位
置合わせされる精度に関係する。ステッチング相互接続８４ａ、８６ａ、８８ａ
、９０ａは、これらの予想される位置合わせ誤差が存在する場合、像平面セグメ
ント間を接続できる大きさになるように設けられる。例えば、隣接する像平面セ
グメント７６及び７８間に位置ずれがある場合でも、ステッチング相互接続８４
ａ及び８６ａ間が重複９２のため、コネクタ８４及びコネクタ８６間を接続する
ことができる。
【００２２】 上述した記載において、いくつかの修正、変更及び置換が意図され、場合によ
っては、他の特徴を対応させて使用せずとも本発明の特徴がいくつか用いられる
ことを理解されたい。例えば、セグメントの大きさや他の設計パラメータに応じ
て、ミラーの列数を増減してもよい。したがって、添付の請求の範囲は、広義か
つ本発明の範囲と一致させて解釈されるべきである。
っては、他の特徴を対応させて使用せずとも本発明の特徴がいくつか用いられる
ことを理解されたい。例えば、セグメントの大きさや他の設計パラメータに応じ
て、ミラーの列数を増減してもよい。したがって、添付の請求の範囲は、広義か
つ本発明の範囲と一致させて解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 球状半導体基板又は球状デバイスに回路設計を投影するための本発明のシステ
ムで使用される反射碗の斜視図である。
ムで使用される反射碗の斜視図である。
【図２】 反射システムの中心に球状基板を配置した図１の線２−２に沿って切り取った
反射システムの断面図である。
反射システムの断面図である。
【図３】 セグメント形状が実質的に均一な特定の焦点深度の２次元マスクを示す図であ
る。
る。
【図４】 セグメント形状の形と領域が異なる図３のマスクに類似した２次元マスクを示
す図である。
す図である。
【図５】 セグメント形状の形と領域が異なる図３のマスクに類似した２次元マスクを示
す図である。
す図である。
【図６】 マスクから出て、図１のシステムを用いて球状の半導体基板に集束され反射さ
れる複数の光線を示す図である。
れる複数の光線を示す図である。
【図７】 球状基板への０次光及び１次光の反射を示す図である。
【図８】 球状基板の表面に反射される複数の０次光を示す図である。
【図９】 球状基板表面に投影される像平面のセグメントを示す図である。
【図１０】 像平面セグメントでの位置合わせ誤差をなおすために用いられるステッチング
を示す図である。
を示す図である。
Claims (17)
- 【請求項１】 非平面基板の表面に像を投影するためのシステムであって、 リングに配設され、前記非平面基板の表面上に像を反射させるための複数のミ
ラーと、 前記非平面基板の表面上に像を集束させるための集束手段と、 それぞれのミラーから前記非平面基板の表面上に集束された像を反射させるよ
うに、前記ミラーのリングに対して前記非平面基板の位置を決めるための、前記
ミラーのリングの中心に対して往復運動する支持体と、 前記非平面基板の表面に前記像が投影されるように、前記ミラーのリングに対
して配置された前記像を有するマスク とを備えることを特徴とするシステム。 - 【請求項２】 前記集束手段が、前記マスクと前記非平面基板間に配置され
、投影された前記像を平行化して集束させるための複数のレンズを備えることを
特徴とする請求項１記載のシステム。 - 【請求項３】 前記マスクから出射し、中心に位置する０次非回折光に沿っ
て測定された前記ミラーのリング上の反射点から前記非平面基板の表面までの距
離が、光線の非反射経路に沿って測定された前記反射点から集束平面までの距離
と等しいことを特徴とする請求項１記載のシステム。 - 【請求項４】 前記非平面基板が球状半導体基板であることを特徴とする請
求項１記載のシステム。 - 【請求項５】 第２のリングに配設され、前記非平面基板の表面上に第２の
像を反射させるための第２の複数のミラーをさらに備え、第１のミラーのリング
と第２のミラーのリングが同心であることを特徴とする請求項３記載のシステム
。 - 【請求項６】 マスクから出射する第２の中心の０次非回折光に沿って測定
された前記第２のミラーのリング上の第２の反射点から前記非平面基板の表面ま
での距離が、第２の光線の非反射経路に沿って測定された前記第２の反射点から
前記集束平面までの距離と同じであることを特徴とする請求項５記載のシステム
。 - 【請求項７】 前記複数の像セグメントのそれぞれが、重複領域を有する複
数の相互接続を備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。 - 【請求項８】 各像セグメントの領域がシステムの焦点深度と関連して設定
されることを特徴とする請求項７記載のシステム。 - 【請求項９】 各像セグメントの形状が前記非平面基板上の結像セグメント
の場所に基づいて変更されることを特徴とする請求項７記載のシステム。 - 【請求項１０】 各像セグメントの形状が、前記非平面基板に投影される場
合、六角形であることを特徴とする請求項７記載のシステム。 - 【請求項１１】 非平面基板上でのフォトリソグラフィ処理のミラーサブシ
ステムであって、 前記非平面基板と同軸状に配設された複数の異なるミラー要素を備え、複数の
異なるマスク要素が、前記複数のミラー要素で同時に反射されることにより、前
記複数の異なるマスク要素を前記非平面基板の異なる部分に投影するようにされ
ることを特徴とするミラーサブシステム。 - 【請求項１２】 前記マスク要素と前記ミラー要素との間に設けられること
で、前記マスク要素を通過する光を前記ミラー要素に向けるようにする集束系を
さらに備えることを特徴とする請求項１１記載のサブシステム。 - 【請求項１３】 前記異なるミラー要素の１つは平坦ではないことにより、
前記マスク要素を前記非平面基板の部分の１つに集束させることを特徴とする請
求項１１記載のサブシステム。 - 【請求項１４】 非平面基板又は非平面デバイスの表面上に像を投影するた
めの方法であって、 複数のミラーのリング内に前記非平面基板又は前記非平面デバイスを配置する
ステップと、 それぞれにステッチング相互接続を備え、前記非平面基板又は非平面デバイス
に前記像を投影するための複数のセグメントを有するマスクを作製するステップ
と、 前記像が、前記非平面基板又は前記非平面デバイスの表面へと反射されるよう
に、前記複数のミラーのリングに前記マスク上の前記像を投影及び集束させるス
テップ とを備えることを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 前記非平面基板が、球状の半導体基板であり、前記投影像
が集積回路を形成するための基板処理に用いられることを特徴とする請求項１４
記載の方法。 - 【請求項１６】 ２つの像平面セグメントを非平面基板に同時に投影するた
めに２つのセグメントを備えたマスクを作製する方法であって、 第１及び第２の像平面セグメントの重複領域を規定するステップと、 前記第１及び第２の像平面セグメント間の接続が位置合わせ誤差の影響を受け
ないようにして、前記重複領域の接続を設計するステップ とを備えることを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 前記重複領域における前記第１及び第２の像平面セグメン
トの接続が、ステッチング接続であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US9229598P | 1998-07-10 | 1998-07-10 | |
| US60/092,295 | 1998-07-10 | ||
| PCT/US1999/015507 WO2000003296A1 (en) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | A reflection system for imaging on a nonplanar substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002520838A true JP2002520838A (ja) | 2002-07-09 |
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ID=22232561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000559475A Pending JP2002520838A (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | 非平面基板での結像用反射システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6061118A (ja) |
| EP (1) | EP1095310A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002520838A (ja) |
| WO (1) | WO2000003296A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006513569A (ja) * | 2003-01-09 | 2006-04-20 | 株式会社山武 | 曲面を有する半導体デバイスに露光する装置および方法 |
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| US6509955B2 (en) | 2000-05-25 | 2003-01-21 | Ball Semiconductor, Inc. | Lens system for maskless photolithography |
| US6537738B1 (en) | 2000-08-08 | 2003-03-25 | Ball Semiconductor, Inc. | System and method for making smooth diagonal components with a digital photolithography system |
| US6493867B1 (en) | 2000-08-08 | 2002-12-10 | Ball Semiconductor, Inc. | Digital photolithography system for making smooth diagonal components |
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-
1999
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- 1999-07-09 JP JP2000559475A patent/JP2002520838A/ja active Pending
- 1999-07-09 EP EP99933811A patent/EP1095310A4/en not_active Withdrawn
- 1999-07-09 WO PCT/US1999/015507 patent/WO2000003296A1/en not_active Application Discontinuation
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