JP2002520840A - マスクレスフォトリソグラフィシステム - Google Patents

マスクレスフォトリソグラフィシステム

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JP2002520840A JP2000559486A JP2000559486A JP2002520840A JP 2002520840 A JP2002520840 A JP 2002520840A JP 2000559486 A JP2000559486 A JP 2000559486A JP 2000559486 A JP2000559486 A JP 2000559486A JP 2002520840 A JP2002520840 A JP 2002520840A
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 フォトレジストを塗布した対象物に所望のマスクパターンのフォトリソグラフィを行う際に用いるマスクレスフォトリソグラフィシステムが、平行光ビームを投影する光源３２、第１レンズ系３４、パターン・ジェネレータ３８を含む。所定のマスクパターン情報を受信するとパターン・ジェネレータ３８は、フォトレジストを塗布した対象物に結像すべき駐留マスクパターンをそこに生成する。所望のマスクパターンに対応する所定のマスクパターン情報をパターン・ジェネレータ３８に出力するマスクパターン設計システムが設けられる。マスクレスフォトリソグラフィシステムは更に第２レンズ系４０と対象物ステージ４４を含む。対象物ステージ４４はフォトリソグラフィ露光中にその上に対象物を受けるために設けられ、光源３２からの光が第１レンズ系３４を通って第１レンズ系３４からパターン・ジェネレータ３８に向けられ、所望のマスクパターンでパターン・ジェネレータ３８から第２レンズ系４０内に進み、最後にフォトレジストを塗布した対象物に進む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、一般に、半導体製造装置に関し、更に詳しく言えば、半導体集積回
路装置の製造時に使用するフォトリソグラフィシステムに関する。
【０００２】 （背景技術） 従来のフォトリソグラフィシステムにおいて、フォトリソグラフィ装置には、
フォトレジストを塗布した表面又は対象物上にマスクパターンを印刷するための
パターン化されたマスクが必要とされる。対象物は、例えば、半導体基板を含む
ものであってよい。従来のパターン化されたマスク又はフォトマスクは、例えば
、石英ガラスマスクを含むものであってよい。更に、従来のフォトリソグラフィ
システムでは、何らかの形態の機械制御式の精巧なアライメント（位置合わせ）
メカニズムを用いて、フォトレジストを塗布した対象物をマスクに非常に正確に
位置合わせさせなければならない。マスク購入にかかるリードタイム（所要日数
）が通常非常に長いことに加え、従来のパターン化されたマスクのコストも非常
に高価である。短い製品開発サイクルが望まれる場合、マスク購入にかかるリー
ドタイムが長いことはあまり好ましくない。更に、特定のマスク設計にパターン
の設計変更が必要なことが分かれば、僅かな変更であっても、必要な変更を施す
ためにかかるマスク修正コストとそれぞれのリードタイムにより、所望の製品を
製造する場合に深刻な問題が生じることがある。
【０００３】 通常の集積回路設計作業では、特定の集積回路に関連する設計作業が完了する
前に、約７〜８回、時には更に多くの回数で、特定のマスクが修正されるか、又
は修正を受ける。当然のごとく、マスクを作製する総費用は非常に高くなり、購
入できないほどコストが高くなることがある。更に、それにかかる全リードタイ
ムが結果的に非常に長くなる。
【０００４】 更に、集積回路組立およびプリント回路基板製造などの他の用途の従来のフォ
トリソグラフィシステムにおいて、所望のマスクパターンをレジストを塗布した
対象物に写すためには、プリントマスクが必要とされる。プリントマスクは、通
常、例えば、マスクプリント製造業者やマスクショップで作られ、非常に精巧な
電子ビーム直接描画システム又はフォトグラフィシステムを用いて、石英ガラス
板などの透明な基板材料に所望の設計パターンを印刷する。更に、高度に精巧な
コンピュータシステムも必要となることがある。
【０００５】 半導体集積回路装置の製造に関して、例えば、従来のパターン化されたマスク
を使用する１つの欠点は、従来のパターン化されたマスクが半導体集積デバイス
の製造コストを増大させる点である。更に、従来のパターン化されたマスクを用
いることによって、所与のマスク購入サイクルタイムの点から製造サイクルタイ
ムが長くなり望ましくない。マスク購入サイクルタイムには、フォトレジストを
塗布する表面をパターニングする際に使用するためにマスク製造元から所望のマ
スクを購入する際にかかる時間が含まれる。更に、従来のパターン化されたマス
クでは、例えば、サブミクロンサイズのスリットと加工寸法（feature size)を
含むマスクパターンを通るように光が向けられると、光は望ましくない状態で回
折されることになる。その結果、不所望の回折光の影響を補償するために、複雑
なレンズ系が必要となる。
【０００６】 図１には、従来のフォトリソグラフィシステム１０が図示されている。フォト
リソグラフィシステム１０は、光源１２と、第1のレンズ系１４と、プリントマ
スク１６と、マスクアライメントシステム１８と、第２レンズ系２０と、対象物
２２と、対象物アライメントシステム２４とを含む。対象物２２は、その上に設
けたフォトレジストコーティング２６を含む。フォトリソグラフィ中、光２８は
、光源１２から発出して、第1のレンズ系１４と、プリントマスク１６と、第２
レンズ系２０を通り、対象物２２へと到達する。このようにして、マスク１６の
パターンは、対象物２２のレジストコーティング２６に投影される。
【０００７】 したがって、上述した先行技術の問題を解消するフォトリソグラフィシステム
および方法を提供することが望まれる。
【０００８】 （発明の開示） 本発明の実施形態は、フォトレジストを塗布した表面にパターンを印刷するた
めの従来のパターンマスクを使用する必要がないフォトリソグラフィの新規なフ
ォトリソグラフィシステムおよび方法を含むものである。
【０００９】 本発明の実施形態の一つの特徴は、従来の機械的アライメントよりもアライメ
ント精度が高い電気的アライメントを用いることである。
【００１０】 本発明の実施形態の別の特徴は、従来のフォトリソグラフィマスクに関連する
光回折問題がない改良形のフォトリソグラフィシステムを含むことである。
【００１１】 更に、本発明の実施形態の別の特徴は、ＬＣＤを使用して表示されコンピュー
タが生成したマスクパターンを使用するか、又はマイクロミラーアレイを使用し
て、上述した先行技術の問題が解消されることである。
【００１２】 本発明の一実施形態によれば、マスクレスフォトリソグラフィシステムには、
特有のコンピュータ制御式パターン・ジェネレータが含まれる。２つのタイプの
パターン生成が用いられる。第１のタイプのパターン生成では、液晶ディスプレ
イ又はＬＣＤパネルを使用してパターンが生成される。本願明細書において、第
１のタイプのパターン生成は、ＬＣＤ表示法と呼ばれる。第２のタイプのパター
ン生成では、マイクロミラーアレイ又はディジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を
使用してパターンが生成される。本発明の目的に合わせて、ディジタルミラーデ
バイスは、変形可能ミラーデバイスと呼ばれる。第２のタイプのパターン生成は
、ＤＭＤ表示法と呼ばれる。
【００１３】 本願明細書に上述したように、コンピュータ制御下でパターンを作るための２
つのパターン生成方法のいずれかを用いると、従来のリソグラフィシステムより
も著しく高い性能をもつリソグラフィシステムが得られる。更に、本発明の実施
形態では、従来のリソグラフィマスクが必要ない。更に、対象物と共に用いるた
めの精巧なアライメントシステムは要求されず、結局アライメントシステムは必
要でなくなる。最後に、高精度のマスクステージとアライメントステージの必要
性がなくなる結果、フォトリソグラフィシステムのコストはかなり低減される。
【００１４】 更に、半導体の製造に関して、従来の半導体集積回路のマスク作製コストと、
フォトリソグラフィプロセス用のマスク購入にかかるサイクルタイムがなくなる
。本発明の実施形態によれば、プリントマスクを作製する必要がないことで、マ
スク購入のサイクルタイムがなくなるという利点が生まれる。その結果、フォト
リソグラフィプロセスステップに関して、半導体集積回路製造プロセスが公知の
技術よりも向上する。製造にかかるサイクルタイムが向上（即ち、減少）する。
【００１５】 本発明の上記および他の開示および利点は、以下に示すように、本発明を実行
するための最良な形態の詳細な説明でより明らかになるであろう。しかしながら
、以下の図面は例示的目的で用いられるものであって、本発明の実施形態のすべ
てを表すものではないことを理解されたい。以下の記載において、添付の図面を
参照されたい。
【００１６】 （実施形態の詳細な説明） 図２に示すように、本発明のマスクレスフォトリソグラフィシステム３０は、
光源３２と、第１レンズ系３４と、コンピュータ支援パターン設計システム３６
と、パターン・ジェネレータ３８と、第２レンズ系４０と、対象物４２と、対象
物ステージ４４とを含む。対象物４２には、レジスト層又はコーティング４６が
設けられている。光源３２により、第１レンズ系３４に投影され、パターン・ジ
ェネレータ３８へと進む平行化された光ビーム４８が供給される。パターン・ジ
ェネレータ３８には、コンピュータ支援パターン設計システム３６から適切な信
号線３７を介して適切なマスクパターン信号情報が与えられ、所望のマスクパタ
ーンが利用可能で、このマスクパターンはパターン・ジェネレータ３８に所望の
時間格納される。次いで、パターン・ジェネレータ３８に駐留マスクパターンか
ら発出する光は、第２レンズ系４０を通過して対象物４２に進む。このようにし
て、パターン・ジェネレータ３８のパターンは、対象物４２のレジストコーティ
ング４６に投影される。駐留マスクパターンに必要な任意の修正および／又は変
更は、コンピュータ支援パターン設計システム３６を用いて行われてよい。その
結果、本発明のフォトリソグラフィシステム３０では、従来のフォトリソグラフ
ィシステムにおいて必要とされるような、新しいパターン化されたプリントマス
クを製造する必要性がなくなる。
【００１７】 したがって、本発明のフォトリソグラフィシステム３０は、所望のパターンで
対象物のパターニングをする際に必要とされた従来のフォトマスクをなくすとい
う利点をもつ。その結果、フォトレジストを塗布した対象物をパターニングする
必要がある対象物の製造において、かなりのコスト節約が実現できる。
【００１８】 更に、本発明のフォトリソグラフィシステム３０は、初期設計を行った後にマ
スクパターンを変更する必要が出てきた場合の修復時間を低減させるだけでなく
、特定のマスクパターンを得るのにかかるリードタイムを低減させる。言い換え
れば、パターンを作るリードタイムおよび修復時間は、ほとんど無視できる程短
いものであり、即ち、リードタイムおよび修復時間は、特定の集積回路設計作業
の従来のマスク生成と比較して、非常に速くなる。
【００１９】 図３に示すように、コンピュータ支援マスク設計システム３６は、所望のマス
クパターンのマスクパターン情報を作るために使用される。マスクパターン情報
は、例えば、ビットマップ３５などの形態のメモリに格納されてよい。ビットマ
ップ３５は、個々のピクセルデータを含むものであってよく、このデータは、特
定の集積回路設計および／又はマスクパターン設計を開発するために必要とされ
る場合があるように、修正を容易に施すことができる。
【００２０】 コンピュータ支援パターン設計システム３６は、従来のプリントマスクの製造
において使用するマスク作製データ情報を作るために現在使用されているシステ
ムに類似したコンピュータ支援マスクパターン設計システムを含む。マスク作製
データ情報は、特定のマスクを作るために必要なマスクデータを含む。コンピュ
ータ支援パターン設計システム３６を使用すると、特定のマスクパターンにおい
て、任意のビットは容易に変更可能であり、又はその位置を移動させるこができ
る。コンピュータ支援パターン設計システム３６からの適切な命令を用いて、所
与のマスクパターンはほとんど即座に必要に応じて変更することができる。所与
のマスクパターンの複雑性にかかわらず、本発明の実施形態は又、任意およびす
べての必要な設計変更および／又は修正を施して、初期設計から所与のマスクパ
ターンを完成させるために使用されてもよい。一旦完成すると、例えば、本発明
のフォトリソグラフィシステム３０を用いて、従来のフォトリソグラフィシステ
ムにおいて用いるためのものである従来のプリントマスクを作るためにマスクパ
ターン情報が使用されてもよい。
【００２１】 従来のフォトリソグラフィシステムでは、高精度で非常に正確なマスクアライ
メントおよび対象物アライメントシステムが必要とされる。図３を更に参照する
と、本発明のフォトリソグラフィシステム３０は、コンピュータ支援パターン設
計システム３６を用いる適切なコンピュータ支援アライメントにより、正確かつ
高精度のパターンアライメントを電子的に調節可能にすることで、高精度で非常
に正確なマスクアライメントおよび対象物アライメントシステムが共に必要とな
る要求を解消する利点を有する。即ち、例えば、所望のアライメントを得るため
に必要とされるようにビットマップ３５においてマスクパターン像をシフトする
ことにより、特定のマスクパターン情報が容易に修正されて、所定のアライメン
トを得ることができる。
【００２２】 上述したように、本発明の方法およびシステムの実施形態は、コンピュータ支
援パターン設計システム３６とパターン・ジェネレータ３８を使用したプログラ
ム可能なマスクパターン生成を含む。即ち、対象物４２のフォトレジストを塗布
した表面に転写されるマスクパターンは、プログラム可能なマスクパターンであ
る。したがって、プログラム可能なマスクパターンでは、所望の変更を行うこと
が望ましい場合、必要に応じて、対象物４２の任意のパターン部分が操作および
／又は変更可能であり、更に、かなり短いサイクルタイムで、即ち、ほとんど即
座に行うことができる。
【００２３】 本発明の一実施形態では、フォトリソグラフィシステム３０は、パターン・ジ
ェネレータ３８（図３）として使用するための液晶ディスプレイパネルを含む。
液晶ディスプレイパネルでは、光がディスプレイパネルを通過して、マスクパタ
ーンで露光される対象物４２に進む。即ち、光は、ＬＣＤパネルの第１の側面３
８ａに入り、内部にマスクパターン情報を含むＬＣＤパネルの反対側面３８ｂか
ら発出する。マスクパターン情報は、コンピュータ支援マスクパターン設計シス
テム３６から信号線３７を介してＬＣＤパネルに与えられる。
【００２４】 本発明の第２の実施形態において、本発明のフォトリソグラフィシステム３０
は、マイクロミラー装置を含む。マイクロミラー装置を用いる場合、コンピュー
タ支援マスク設計システム３６から受信した所定のピクセル／ビットマスクパタ
ーンに従って制御されたピクセルパターンに従って、光が反射される。したがっ
て、マイクロミラー装置で反射する光は、所望のマスクパターン情報を含む。
【００２５】 上述したように、第２の実施形態において、パターン・ジェネレータ３８はマ
イクロミラーアレイを含む。このようなマイクロミラーアレイは、例えば、投影
型テレビジョンシステムで用いられ市販されているような任意の適切な光バルブ
を含むものであってよい。光バルブは又、変形可能ミラーデバイス又はディジタ
ルミラーデバイス（ＤＭＤ）と呼ばれる。ＤＭＤの一例が、米国特許５，０７９
，５４４号およびその明細書に参照されている特許に記載されており、光バルブ
は、光ビームをディスプレイスクリーンの方向に偏向させる（ＯＮ）か、又はデ
ィスプレイ光学系から離すように偏向させる（ＯＦＦ）ための極小の可動ミラー
のようなピクセルアレイからなる。又、光バルブ装置のピクセルは、非常に高速
に切り換え可能である。したがって、光バルブを用いると、本発明のフォトリソ
グラフィシステム３０は、比較的高速にマスクパターンの変更を実行することが
できる。光バルブは、コンピュータ支援パターン設計システム３６により与えら
れるマスクパターン情報信号３７に応じて、その上に衝突する光を変調するため
に用いられる。更に、ＤＭＤは光を反射するため、リソグラフィマスク露光中に
所望の対象物にパターン化された光が投影される場合に、強度に認識可能な損失
が生じない。
【００２６】 本発明の一実施形態により、所与のマスクパターン／対象物の位置合わせを行
うことに関して、マスクパターンは１以上の方向にシフトされて、対象物上に所
望のマスクアライメントを達成する。コンピュータ支援パターン設計システム３
６を用いることでアライメントが達成される。アライメントの調節は、光バルブ
に与えられるマスクビットパターン情報に電子的に実行される。その結果、マス
ク又は露光される対象物には、特別な機械的アライメントシステムが必要ない。
したがって、パターンアライメントの調節は、容易に達成可能である。
【００２７】 図４は、反射ピクセル５２のアレイを有する変形可能ミラーデバイス（以下、
「ＤＭＤ」と呼ぶ）の形態の光バルブ５０を示す。各ピクセル５２は、各ピクセ
ルの２つの対角線の角に位置するトーションヒンジ（捻れ丁番）５４の周りを旋
回可能であるように設けられる。動作中、ピクセル５２に適切なＯＮ電圧が印加
されると、ピクセル５２の左上側の角５６がＤＭＤ５０の平面から上方に移動す
るのに対し、右下側の角５８は下方に移動する。同様に、ＯＦＦ電圧が印加され
ると、ピクセル５２は、角５６が下方に移動し、角５８が上方に移動するように
トーションヒンジ５４の周りを旋回する。したがって、ＯＮおよびＯＦＦ位置は
、各ピクセル５２の２つの異なる移動からなる。一般に、ピクセル５２は、平面
の両側に１０°旋回可能である。ＯＮ位置において、入射照明は、第２レンズ系
の開口内に反射される。ＯＦＦ位置において、入射照明は、第２レンズ系の開口
外に反射されるため、露光される対象物に到達しない。ＤＭＤの動作を図５に示
す。ＤＭＤ５０は又、個々のピクセルのヒンジがピクセルの下側に配置されたい
わゆる「隠れヒンジ（隠れ丁番）」を含む。
【００２８】 図５は、ピクセル５２の切り換えから生じる光路を示す。図５において、ピク
セル５２はＯＮ位置にあり、点線６０で示したピクセル５２は、ＯＦＦ位置に旋
回されたときのピクセル５２の平面位置を示す。参照番号６２で略図的に示した
照明系が、各ピクセル５２の表面に入射光ビーム６４を与える。ピクセル５２が
ＯＮ位置にあるとき、入射ビーム６４は、第２レンズ系７０にビーム６６として
反射され、第２レンズ系７０が露光される対象物４２にビーム６６を投影する。
ピクセル５２がＯＦＦ位置に作動され旋回されると、入射ビーム６４は、第２レ
ンズ系７０の受入角度外である「ＯＦＦ」ビーム６８に反射されるため、ピクセ
ル５２のＯＦＦ位置からまったく光が対象物に到達しない。ピクセル５２を「Ｏ
ＦＦ」位置に完全に切り換えるために必要な角度は、以下の式により計算可能で
ある。
【００２９】 ピボット角（旋回角）＝（θ２−θ１）÷２ ここで、θ２は、入射ビーム６４と反射ビーム６６間に形成される角度であり、
θ２は、入射ビーム６４と反射ビーム６８間にそれぞれ形成される角度である。
【００３０】 本発明のマスクレスリソグラフィシステム３０の所与の分解能は、第１および
第２の光学レンズ系３４および４０のそれぞれに使用される特定の光学系に依存
するものである。更に、例えば、液晶ディスプレイのピクセル数又はマイクロミ
ラーアレイの数に相当する所与のパターン・ジェネレータ３８又は光バルブの多
数のピクセルは、本発明のマスクレスリソグラフィシステム３０の分解能にも影
響を及ぼす。固定領域に関しては、ピクセル数の増大および／又は倍率の増大が
進むにつれ、リソグラフィシステム３０の分解能が高くなる。
【００３１】 本願明細書に記載されているように、本発明のリソグラフィシステム３０は、
コンピュータ制御式パターン・ジェネレータ３８を含む。開示された実施形態に
よれば、２つのタイプのパターン生成が用いられる。第１のタイプのパターン生
成において、パターンは、液晶ディスプレイ又はＬＣＤパネルを用いて生成され
る。第１のタイプのパターン生成は、本願明細書において、ＬＣＤディスプレイ
法と呼ばれる。第２のタイプのパターン生成において、パターンは、マイクロミ
ラーアレイ、光バルブ、又は変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いて生成さ
れる。第２のタイプのパターン生成は、本願明細書において、ＤＭＤディスプレ
イ法と呼ばれる。上述したように、コンピュータ制御下でマスクを作るための２
つのパターン生成方法のいずれかを用いることで、リソグラフィシステム３０は
、従来のリソグラフィシステムよりも著しく性能を高めることができる。
【００３２】 本発明の実施形態を用いると、従来のフォトリソグラフィマスクが不要となる
。したがって、本発明のリソグラフィシステム３０の利点は、従来のフォトリソ
グラフィシステムで用いられている従来のマスクの取扱い、洗浄、保管に関連す
るさまざまな事柄および手順がなくなることである。最後に、高精度のマスクス
テージおよびアライメントシステムの必要性がなくなる結果、フォトリソグラフ
ィシステムのコストは大幅に低減される。
【００３３】 半導体デバイスと集積回路の製造および本発明の実施形態を用いると、従来の
半導体集積回路マスク作製コストおよびフォトリソグラフィプロセス用のマスク
購入にかかるサイクルタイムがなくなる。本発明の実施形態によれば、プリント
マスクを作る必要がないため、マスク購入にかかるサイクルタイムがまったくな
くなる。その結果、半導体集積回路製造プロセスは、フォトリソグラフィプロセ
スステップに関して、公知の技術よりも更に向上される。即ち、製造サイクルタ
イムが向上（即ち、減少）される。本発明のマスクレスフォトリソグラフィ方法
および装置は、球状の半導体基板をパターニングする際の使用に応用可能である
。本発明のマスクレスフォトリソグラフィ方法および装置は、平面半導体ウェー
ハをパターニングする場合の使用に更に応用可能である。
【００３４】 本発明の別の特徴は、電気的アライメントが用いられることである。電気的ア
ライメントにより、従来の機械的アライメントよりもアライメント精度を高める
ことができる。本発明の実施形態の利点は、ＬＣＤディスプレイ上に表示される
コンピュータ生成パターンを用いるか、又はマイクロミラーアレイを用いること
により、本願明細書に上述したような先行技術の問題を解消することである。 球状基板の製造に関して、本発明のフォトリソグラフィシステムは、このよう
な球状基板をパターニングするために非常に有益である。球状の半導体集積回路
装置を製造するための方法および装置が、１９９７年５月１６日に出願された「
球状半導体集積回路（Spherical Shaped Semiconductor Integrated Circuit）
」という発明の名称の米国特許出願第０８／８５８，００４に記載されている。
この出願は、本願明細書と同一の譲受人に譲渡され、更にこの内容全体を参照に
より本願明細書に引用したものとする。米国特許出願第０８／８５８，００４に
開示されているような球状の半導体集積回路装置の製造には、連続的な常圧半導
体ＩＣ製造プロセスが含まれる。球状基板のパターン時には、例えば、４５個の
ミラーを用いたリソグラフィ露光システムが用いられることがあり、同数のマイ
クロミラーアレイ又はＤＭＤを使用することもある。各マイクロミラーアレイ又
はＤＭＤは、例えば、アレイ又はデバイスにつき１００万個のピクセルを含むも
のであってよい。デバイスにつき１００万個のミラーピクセルがあると、約５０
対１の比率で０．２ミクロンの分解能が達成されることがある。したがって、本
発明のリソグラフィシステム３０により、従来のプリントマスクおよび従来のフ
ォトリソグラフィシステムを用いずに、所与のマスクパターンを低コストかつ好
適に仕上げることができる。言い換えれば、本発明のマスクレスフォトリソグラ
フィシステムにより、最終設計が達成されるまで、従来のプリントマスクを用い
て生じる本願明細書に記載したような問題をもたらさずに、半導体製造業者が必
要に応じて設計を変更することができる。このようにして、従来のプリントマス
クの欠点は回避される。本発明のマスクレスフォトリソグラフィシステムは更に
、完全に自動化された半導体集積回路製造処理状態を支持するものである。
【００３５】 本発明を好適な実施形態又はその例を参照して詳しく示し記載してきたが、特
許請求の範囲に示されているように、本発明の趣旨および範囲から逸脱すること
なく、形態および詳細のさまざまな変更を行ってもよいことは当業者により理解
されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フォトレジストを塗布した対象物を露光する際に使用するためのプリントマス
クを有する従来のフォトリソグラフィシステムを示す図である。
【図２】 本発明によるパターン・ジェネレータとマスクパターン設計システムを含むマ
スクレスフォトリソグラフィシステムを示す図である。
【図３】 図２のパターン・ジェネレータとマスクパターン設計システムを更に詳細に示
す図である。
【図４】 個々のピクセルのヒンジの方位を示す変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）型の
光バルブ又はマイクロミラーアレイの表面の略図的平面図である。
【図５】 本発明のマスクレスフォトリソグラフィシステムで用いるための光バルブのマ
イクロミラーピクセルのＯＮおよびＯＦＦ入射光ビームの分離角を示す図である
。
【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７月３１日（２０００．７．３１）
【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】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】 本発明の別の特徴は、電気的アライメントが用いられることである。電気的ア
ライメントにより、従来の機械的アライメントよりもアライメント精度を高める
ことができる。本発明の実施形態の利点は、ＬＣＤディスプレイ上に表示される
コンピュータ生成パターンを用いるか、又はマイクロミラーアレイを用いること
により、本願明細書に上述したような先行技術の問題を解消することである。 球状基板の製造に関して、本発明のフォトリソグラフィシステムは、このよう
な球状基板をパターニングするために非常に有益である。球状の半導体集積回路
装置を製造するための方法および装置が、１９９９年８月２１日に発行され、「
球状半導体集積回路（Spherical Shaped Semiconductor Integrated Circuit）
」という発明の名称であり、本願明細書と同一の譲受人に譲渡された同時係属米
国特許５，９５５，７７６号に開示されており、更にこの内容全体を参照により
本願明細書に引用したものとする。米国特許第５，９５５，７７６号に開示され
ているような球状の半導体集積回路装置の製造には、連続的な常圧半導体ＩＣ製
造プロセスが含まれる。球状基板のパターン時には、例えば、４５個のミラーを
用いたリソグラフィ露光システムが用いられることがあり、同数のマイクロミラ
ーアレイ又はＤＭＤを使用することもある。各マイクロミラーアレイ又はＤＭＤ
は、例えば、アレイ又はデバイスにつき１００万個のピクセルを含むものであっ
てよい。デバイスにつき１００万個のミラーピクセルがあると、約５０対１の比
率で０．２ミクロンの分解能が達成されることがある。したがって、本発明のリ
ソグラフィシステム３０により、従来のプリントマスクおよび従来のフォトリソ
グラフィシステムを用いずに、所与のマスクパターンを低コストかつ好適に仕上
げることができる。言い換えれば、本発明のマスクレスフォトリソグラフィシス
テムにより、最終設計が達成されるまで、従来のプリントマスクを用いて生じる
本願明細書に記載したような問題をもたらさずに、半導体製造業者が必要に応じ
て設計を変更することができる。このようにして、従来のプリントマスクの欠点
は回避される。本発明のマスクレスフォトリソグラフィシステムは更に、完全に
自動化された半導体集積回路製造処理状態を支持するものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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)，ＪＰ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フォトレジストを塗布した対象物上にマスクレスフォトリソ
    グラフィを行うための方法であって、 第１レンズ系を介して、パターン・ジェネレータに平行化された光ビームを投
    影するステップと、 マスクパターン情報を前記パターン・ジェネレータが入力するステップと、 前記マスクパターン情報に従って、所望のマスクパターンを生成するステップ
    と、 前記所望のマスクパターンに従って、前記平行化された光ビームをマスクする
    ステップとを備え、 フォトリソグラフィ露光中、対象物ステージがマスクされた光ビームをその上
    に受けることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記パターン・ジェネレータが、光透過性の液晶ディスプレ
    イパネルを含み、前記平行化された光ビームは、その第１の側面に入り、反対の
    側面から発出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記パターン・ジェネレータが、マイクロミラーのアレイを
    含む反射性マイクロミラーアレイを含み、前記平行化された光ビームは、前記所
    望のマスクパターンに応じて、第１の角度で入射し、前記第１の角度とは異なる
    第２の角度から発出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記アレイの各マイクロミラーが、前記マスクパターン情報
    のピクセルに対応することを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記マスクパターン情報が、マスクパターンアライメント情
    報を含み、前記パターン・ジェネレータは、前記フォトレジストを塗布した対象
    物の上に、前記所望のマスクパターンの所定の位置合わせをするために、前記マ
    スクパターンアライメント情報に応答することを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 前記所望のマスクパターンの生成に影響を与えるように、前
    記フォトレジストを塗布した対象物のアライメントを決定するステップを更に有
    することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記フォトレジストを塗布した対象物が、フォトレジストを
    塗布した半導体ウェーハを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記フォトレジストを塗布した対象物が、フォトレジストを
    塗布した球状半導体基板を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 フォトレジストを塗布した対象物上に所望のマスクパターン
    のフォトリソグラフィを行う際に使用するマスクレスフォトリソグラフィシステ
    ムであって、 平行化された光ビームを投影する光源と、 第１レンズ系と、 マスクパターン情報を受けると前記フォトレジストを塗布した対象物上に結像
    される駐留マスクパターンを生成するように動作し、前記マスクパターン情報に
    従って前記所望のマスクパターンを生成しするパターン・ジェネレータと、 前記所望のマスクパターンに対応した前記マスクパターン情報を前記パターン
    ・ジェネレータに出力するマスクパターン設計システムと、 第２レンズ系と、 フォトリソグラフィ露光中に上部に前記対象物を受けるための対象物ステージ
    とを備え、 前記光源からの光が、前記第１レンズ系を介して、前記第１レンズ系から前記
    パターン・ジェネレータに向けられ、前記所望のマスクパターンをもって前記パ
    ターン・ジェネレータから発出して前記第２レンズ系に向かい、最後に前記フォ
    トレジストを塗布した対象物に進むことを特徴とするシステム。
  10. 【請求項１０】 前記パターン・ジェネレータが、光透過性の液晶ディスプ
    レイパネルを含み、光がその第１の側面に入り、反対側の側面から出ることを特
    徴とする請求項９に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記パターン・ジェネレータが、マイクロミラーのアレイ
    を含む反射性マイクロミラーアレイを含み、光が前記所望のマスクパターンに応
    じて、第１の角度で入射し、前記第１の角度とは異なる第２の角度から発出する
    ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記アレイの各マイクロミラーが、マスクパターン情報の
    ピクセルに対応することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記マスクパターン情報が、マスクパターンアライメント
    情報を含み、前記パターン・ジェネレータは、前記フォトレジストを塗布した対
    象物の上に、前記所望のマスクパターンの所定の位置合わせをするために、前記
    マスクパターンアライメント情報に応答することを特徴とする請求項９に記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記対象物ステージが、対象物アライメントステージを含
    むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記フォトレジストを塗布した対象物が、フォトレジスト
    を塗布した半導体ウェーハを含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 フォトレジストを塗布した対象物上に所望のマスクパター
    ンを生成させるためのマスクレスフォトリソグラフィ方法であって、 前記所望のマスクパターンに対応するマスクパターン情報を出力するマスクパ
    ターン設計システムを用意するステップと、 前記マスクパターン設計システムにより与えられた前記マスクパターン情報に
    従って、前記所望のマスクパターンを生成するパターン・ジェネレータを用意す
    るステップ とからなり、前記マスクパターン情報を受けると、前記パターン・ジェネレー
    タが、前記フォトレジストを塗布した対象物上に結像されるべき駐留マスクパタ
    ーンをそこに生成することを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】 平行化された光ビームを投影する光源を用意するステップ
    と、 前記光源と前記パターン・ジェネレータ間に配置された第１のレンズアセンブ
    リと、前記パターン・ジェネレータと前記フォトレジストを塗布した対象物間に
    配置された第２のレンズアセンブリとを有するレンズ系を用意するステップ とを更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 フォトリソグラフィ露光中、前記フォトレジストを塗布し
    た対象物を搭載するアライメントステージを有する対象物ステージを用意するス
    テップを更に備え、 前記マスクパターンを前記フォトレジストを塗布した対象物に位置合わせし、
    前記平行化された光ビームを前記第１のレンズアセンブリを介して、前記第１の
    レンズアセンブリから前記パターン・ジェネレータに向け、前記所望のマスクパ
    ターンをもって前記パターン・ジェネレータから発出して、前記第２のレンズア
    センブリ内に向かい、最後に前記フォトレジストを塗布した対象物に進むことを
    特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記パターン・ジェネレータが、前記所望のマスクパター
    ンを表示し、フォトリソグラフィ露光プロセスにおいて、前記所望のマスクパタ
    ーンに応じて光を発出する光透過性の液晶ディスプレイパネルを含むことを特徴
    とする請求項１６に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記パターン・ジェネレータが、マイクミラーのアレイを
    含む反射性マイクロミラーアレイを含み、フォトリソグラフィ露光プロセス中、
    前記所望のマスクパターンに従って、第１の角度で光を受け、前記第１の角度と
    は異なる第２の角度で光を発出することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記アレイの各マイクロミラーが、前記マスクパターン情
    報のピクセルに対応することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記マスクパターン情報が、マスクパターンアライメント
    情報を含み、前記パターン・ジェネレータが前記マスクパターンアライメント情
    報に応答して、前記フォトレジストを塗布した対象物上に前記所望のマスクパタ
    ーンの所定の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記フォトレジストを塗布した対象物が、フォトレジスト
    を塗布した半導体ウェーハを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記フォトレジストを塗布した対象物が、フォトレジスト
    を塗布した球状半導体基板を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
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