JP2004363598A - マスクレスリソグラフィシステム及びマスクレスリソグラフィにおけるドーズ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マスクレスリソグラフィシステム100は照明システム102と、対象と、空間光変調器(SLM)104と、制御装置116を有しており、照明システム102からの光をパターニングするSLM104に対し、制御装置116は、光パルス期間情報、SLM104に関する物理的レイアウト情報、及び対象のスキャニングスピードのうちの少なくとも1つに基づいて制御信号を送信する。
【選択図】図1
Description
特有のコンフィギュレーション及び配置について論じるが、これは例示的な目的でなされたものに過ぎないと解すべきである。当業者であれば本発明の着想及び範囲から逸脱することなく、他のコンフィギュレーション及び配置を使用できることは明らかであろう。当業者にとって本発明を他の種々の用途に使用できることは自明である。
図1は、本発明の実施形態によるマスクレスリソグラフィシステム100を示す。マスクレスリソグラフィシステム100は照明システム102を含み、この照明システム102はビームスプリッタ106及びSLM光学系108を介して反射性の空間光変調器104(例えばディジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、反射性の液晶ディスプレイ(LCD)など)に光を送出する。SLM104は慣例のリソグラフィシステムにおけるレチクルの代わりに光をパターニングするために使用される。SLM104から反射されたパターニング光はビームスプリッタ106及び投影光学系110を介して、対象(例えば基板、半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイのためのガラス基板など)112に書き込まれる。
図5はSLM104のアレイを受ける支持デバイス502を含むアセンブリ500を示す。種々の実施形態では、以下においてより詳細に説明するように、SLM104のアレイはパルス毎の所望の露光数又はユーザの他の判定基準に基づいて可変数の列、行、列毎のSLM、行毎のSLMなどを有することができる。SLM104を支持デバイス502と接続することができる。支持デバイス502は関連分野においては公知のように熱制御領域504(例えば水又は空気の流路など)、制御ロジック及び関連する回路部品のための領域(例えば図4に示されているような、ASIC、A/D変換器、D/A変換器、データを流すためのファイバ光学系などの素子116及び素子402を参照されたい。)及びSLM104を受けるウィンドウ506(破線の内部に形成されている)を有する。支持デバイス502、SLM104及び周辺の冷却装置又は制御装置をアセンブリと称す。アセンブリ500は先行SLMと追従SLMについての所望のステッチ(例えば対象112におけるフィーチャの隣接する要素の接続)及びオーバーラップを生成するためのステップサイズを考慮することができる。例えば、支持デバイス502は250mm×250mm(12インチ×12インチ)又は300mm×300mm(10インチ×10インチ)でよい。支持デバイス502は温度安定材料から製造されているので熱管理に使用することができる。
図11には、セクション毎に4つのSLM104を有している、アレイの3つのセクション1150に対する露光ダイヤグラムの例が示されている 。これらは5つの光パルスの間に対象112上の露光領域1160の同じ行に書き込む。セクション1150−1及び1150−3はSLMの第1の(例えば先行する)組の一部であり、セクション1150−2は、SLMの第2の(追従する)組であり得る。この露光ダイヤグラムは透視画法による、対象112から示されている。これは矢印の方向に、光パルス毎にアクティブ領域300の2つの幅の相当するステップで動く。パルス1の間にアレイは、オーバーラップされていない対象112を有する。パルス2の間に、第1のセクション1150−1内にSLM104に対するアレイによって形成されたパターンは、第1の露光領域1160−1に書き込まれる。パルス3の間に、同じ又は異なるパターンが露光領域1160−1に、セクション1150−2によって書き込まれ、同じ又は異なるパターンが露光領域1160−2に、セクション1150−1によって書き込まれる。従ってセクション1150−2内の追従組は、セクション1150−1内の先行組より時間的に遅れて同じ露光領域1160−1上に書き込む。この一般的な露光プロセスは、図示されているようにパルス4及び5に対して繰り返される。
この実施例において、各SLM104がアップデートされたパターンデータを受け取るあいだ、光は対象112を横切ってスキャンされる。この結果、スキャニングが行われているときに、複数のSLM104から反射する複数のパルスが生じる。各方向において、SLM104の第1の組(先行組)が第1のパルスを方向付け、SLM104の第2の組(追従組)が第1の組の後に到来し、第2のパルスを方向付ける(追従SLM)。ここからあらゆる時点で単一のパルスが可変パターンプロファイルによってSLM104上に向けられ、可変パターンを対象112へ書き込む。
マスクレスリソグラフィでは、非常に限定された数のレーザパルスがレジストを露光するのに用いられる。これはマスクレスリソグラフィツールにおいて応分のスループットを維持する。例えばレジストを露光するレーザフラッシュの数はウェハ上のそれぞれの側で2〜4に限られている。通常に使用されているエキシマレーザのドーズ反復性は、典型的に1〜3%1σである。また必要な露光ドーズは0. 5%3σ内である必要がある。これを監視しない場合、結果として不適切なドーズ変化が結果として生じてしまう。
f(xth)=th. (1)
によってあらわされる。
delivered_dose(x)=bf(x).(2)
(1)がもはや保たれないのは明らかである。(1)内で定められた条件を再生するために、(1−b)thを(2)に加える。これによって:
dose(x)=bf(x)+(1−b)th=th+b(f(x)−th).(3)
が得られる。
th+b(f(xth)−th)=th. (4)
これは(1)を暗に示している。従って修正背景ドーズは:
D=(1−b)th. (5)
によって示される。
Claims (39)
- マスクレスリソグラフィシステムであって、
照明システムと;
対象と;
空間光変調器(SLM)と;
制御装置を有しており、
前記空間光変調器は、光が対象によって受光される前に、前記照明システムからの光をパターニングし、
前記SLMは、SLMの先行組とSLMの追従組を含み、
当該先行組及び追従組内のSLMは、前記対象のスキャン方向に基づいて変化し、
前記制御装置は、光パルス期間情報、SLMに関する物理的レイアウト情報、及び対象のスキャニングスピードのうちの少なくとも1つに基づいて制御信号をSLMに送信する、
ことを特徴とするマスクレスリソグラフィシステム。 - 前記対象は半導体ウェハである、請求項1記載のシステム。
- 前記対象はガラス基板である、請求項1記載のシステム。
- 前記ガラス基板は液晶ディスプレイの一部である、請求項1記載のシステム。
- ビームスプリッタを有しており、当該ビームスプリッタは光源からの光をSLMへ向け、SLMからの光を対象に向け、
前記SLMは反射SLMである、請求項1記載のシステム。 - 前記SLMは透過SLMである、請求項1記載のシステム。
- 前記SLMは液晶ディスプレイである、請求項1記載のシステム。
- ビームスプリッタを有しており、当該ビームスプリッタは光源からの光をSLMへ向け、SLMからの光を対象に向け、
前記SLMはディジタルマイクロミラーデバイス(DMD)である、請求項1記載のシステム。 - SLMへの制御信号は、単一スキャンの間の、前記対象の同じ領域の1回より多い少なくとも部分的な露光を考慮する、請求項1記載のシステム。
- 前記SLMは所定の間隔離れて配置されており、
1つより多いSLMは、制御信号に基づいた前記対象の連続運動の間に生じるパルスに対して、前記対象上の露光領域を露光する、請求項1記載のシステム。 - 前記SLMは2次元アレイで構成されている、請求項1記載のシステム。
- 前記複数のSLMのうちの第1のSLMの第1のエッジは、複数のSLMのうちの隣接する第2のSLMの第2のエッジと同じ平面に位置する、請求項1記載のシステム。
- 前記SLMは、隣接するSLMに関してずらされている、請求項1記載のシステム。
- 前記対象上の同じ露光領域に書き込むSLMの組は、SLMの4つの列を含む、請求項1記載のシステム。
- 前記列はアクティブ領域の半分離れて配置されている、請求項14記載のシステム。
- 各SLMは非アクティブ領域を有しており、1つのSLMの非アクティブ領域の頂部は、隣接する1つのSLMの非アクティブ領域の底部とアライメントされている、請求項14記載のシステム。
- 各列は2つのSLMを有している、請求項14記載のシステム。
- 各列は4つのSLMを有している、請求項14記載のシステム。
- 前記対象上の露光領域は、前記照明システムの各パルスの間に、SLMの2つのアクティブ領域にほぼ等しい距離を動く、請求項14記載のシステム。
- 対象上の同じ露光領域に書き込むSLMの組は、SLMの6つの列を含む、請求項1記載のシステム。
- 1つのSLMの非アクティブ領域の頂部は、別の1つのSLMの隣接する非アクティブ領域の底部とアライメントされている、請求項20記載のシステム。
- 各列は4つのSLMを含む、請求項20記載のシステム。
- 前記列はアクティブ領域の半分離れて配置されている、請求項20記載のシステム。
- 前記列は1つのアクティブ領域離れて配置されている、請求項20記載のシステム。
- 対象上の同じ露光領域に書き込むSLMの組は、SLMの2つの列を含む、請求項1記載のシステム。
- 1つのSLMの非アクティブ領域の頂部は、別のSLMの隣接する非アクティブ領域の底部とアライメントされている、請求項25記載のシステム。
- 各列は4つのSLMを含む、請求項25記載のシステム。
- 前記列はアクティブ領域の半分離れて配置されている、請求項25記載のシステム。
- 前記対象上の露光領域は、前記照明システムの各パルスの間に、SLMの1つのアクティブ領域にほぼ等しい距離を動く、請求項25記載のシステム。
- 前記SLMは、2次元アレイで支持デバイスに結合されている、請求項1記載のシステム。
- 前記支持デバイスは、当該支持デバイスを通って延在する冷却路を含む、請求項30記載のシステム。
- 前記支持デバイスは制御回路を含む、請求項30記載のシステム。
- 各SLMは、
アクティブ領域セクションと;
パッケージセクションを有している、請求項1記載のシステム。 - 前記パッケージセクションは、アクティブ領域内のデバイスを制御する制御回路を含む、請求項33記載のシステム。
- 前記制御回路は制御装置から制御信号を受信する、請求項34記載のシステム。
- マスクレスリソグラフィにおけるドーズ制御方法であって、
SLMからのパルス列において各パルスへ供給されたドーズを測定し;
前記測定ステップに基づいてドーズエラーを計算し;
当該ドーズエラーに基づいて修正ブランケットドーズを計算し;
SLMの最後の組を用いて当該修正ブランケットドーズを加える、
ことを特徴とする、マスクレスリソグラフィにおけるドーズ制御方法。 - マスクレスリソグラフィにおけるドーズ制御方法であって、
SLMの先行組からのドーズの強度を測定し;
所定の値から、前記測定された強さを減算してエラー信号を生成し;
当該エラー信号を遅延させ;
遅延された信号を別の所定の値に加えて制御信号を生成し;
当該制御信号を用いて、SLMの追従組からのドーズを制御する、
ことを特徴とする、マスクレスリソグラフィにおけるドーズ制御方法。 - 対象上の同じ露光領域に書き込むSLMの組は、SLMの6つの列を含む、請求項1記載のシステム。
- 対象上の同じ露光領域に書き込むSLMの組は、SLMの8つの列を含む、請求項1記載のシステム。
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