JP2005223328A - 空間光変調器を校正するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の電圧値を有する電圧を空間光変調器のピクセルに印加して、該ピクセルを動かし502、動かしたピクセルからの光を反射し504、反射光をアポダイズされた瞳を介して光学系内に通し506、アポダイズされた瞳を通過した後の光から像を捕捉し508、前記像と前記電圧値とを相関させて結果信号を生成し510、前記結果信号を用いて前記ピクセルを較正する512。
【選択図】図5
Description
添付図面を参照して本発明を説明する。図中、同じ参照番号は同一又は機能的に類似した要素を指す。加えて、参照番号の左端の数字はその参照番号が最初に現れた図を識別するものである。
図4には、DMD SLM402の一部における一連のミラー400の透視図を示している。SLM402はシステム100,200,又は300のいずれにおいても使用することができる。DMDをSLM402として使用する場合、DMDは、例えば2048×512のアレイに配置された16×16μm2の傾斜ミラー400を含むことができる。他のサイズのアレイを使用することも可能であり、または本発明の範囲内で考えられることであることが理解されなければならない。さらに、この説明を読む当業者には明らかなように、SLMのアレイも使用しうる。SLMの関心ピクセル400は、回路(図示せず)を介して各マイクロミラー400に印加される電圧に応じて傾斜を変えることのできる各々のマイクロミラー400によって静電気的に駆動される。例えば、回路はトランジスタ(図示せず)を用いて制御される容量性結合(図示せず)を有することができる。この例では、典型的なピクセルはキャパシタ内の平行プレートが制御されるのと似たやり方で制御される。言い換えると、静電気力を用いたミラー400の傾斜を制御するために、容量性結合が使用される。ミラー400は、回路内のプレート(図示せず)及び隣接するミラー400にエネルギーが印加されているか又は印加されていないかに基づいて支持体404の周りを傾斜する(例えば、回転する、動く等)。動きは二進(例えば、ON及びOFF)又は複数の角度にわたってもよい。リソグラフィや同様の環境では、複数の角度の使用はパターン成形される模様のグレイスケールを強めることができる。
図5には、本発明の1つの実施形態による方法500を記述したフローチャートが示されている。方法500は以下で説明するシステムのうちの1つ又は複数により実行することができるが、このセクションではシステム600(図6)及び要素システム600が方法500を実行するシステムの一例として使用される。
図6には、本発明の1つの実施形態によるシステム600が示されている。システム600はシステム100,200,もしくは300のいずれの内部にも、又は現在知られているもしくは将来に開発されるSLMを用いた他のいずれのシステムの内部にも置くことができる。システム600はSLM602、検出器604、投影光学系内のアポダイズされた瞳領域606、及び制御系610を含むことができる。各ピクセル(例えば、ミラー、反射性表面など)(図示せず)から反射した各々の光ビーム612は投影光学系608を通って方向付けられる。アポダイズされた瞳606の使用により変化させられた光ビーム614は検出器604において検出される。
アポダイズされた瞳領域:
U(p)=a(fx)・sinc(L・(fx+2α/λ)
ここで、αは傾斜角度であり、−NA/λ≦fx≦NA/λである。
像輝度:
I(i)(x,α)=|FT(U(p))|2
傾斜角度α=α1の場合の分解:
1.c1・R(a)+c2・S(a)→maxとなるような|a(fx)|≦1を求める。
2.条件R(a)≧1−cのもとでS(a)→maxとなるような|a(fx)|≦1を求める。
3.条件S(a)≧cのもとでR(a)→maxとなるような|a(fx)|≦1を求める。
α(1)=α(0)+(J(α(0)))−1(D−D(α(0)))
この反復は収束まで繰り返すことができる:
α(k+1)=α(k)+(J(α(k)))−1(D−D(α(k)))
ここで、各反復に関して、D(α(k))とJ(α(k))は空中像シミュレーションを用いて再計算しなければならない。これらの反復は完全にシミュレーションを介して行われ、(ハードウェア上での)物理的な反復はまったく不要である。
図8から10の記載全体を通して、投影光学系によって十分に分解された又は分解されていないピクセルの像(例えば、光の強さ)は、像のうちのどれくらいの部分が検出器面におけるピクセルの幾何学的像(幾何学的サイズ)の中に入るかによって決定される。十分に分解されたとは、ピクセルからの像が実質的に完全に幾何学的像の内部に入るため、隣接ピクセルからの像が実質的にまったく重ならない(干渉しない)ことを意味している。また、ピクセルからの像の十分な変調は、ピクセルが別の角度にあるときに検出器面に形成される像に比べて、ピクセルが既定角度にあるときに検出器面に形成される像が明確に区別されるという結果をもたらす。検出器面における像の輝度に分散があることが望ましい。各図には1つのピクセルしか示されていないが、このことはSLM602のすべてのピクセルについて当てはまることが理解されなければならない。
マスクレスリソグラフィシステムの例では、個々のピクセルを分解し、それらを個別に及び同時に較正することで、リソグラフの模様の印刷における精度の向上が見込まれる。これは個々のピクセルの各々が十分に分解されるようにすることにより為される。このことは、ピクセルからの反射光の大部分がサブストレート上のピクセルの像のエリア内に集中することを意味する。各ピクセル像の輝度を正確に集中させることで、隣接ピクセルの輝度との重なり(例えば、ピクセル間の干渉)が減少し、このことが隣接する模様又は模様の縁部のスミアリングを減少させる。したがって、これは従来の較正スキームを克服することができる。従来の較正機構では、ピクセルのグループが分解されるが、個々のピクセルは分解されず、グループ内の1つ又は2つのピクセルが誤って較正される余地を残していた。1つ又は2つのピクセルしか誤って較正されないとしても、模様の縁部が著しく粗くなることがあり、それにより模様が所望の操作に対する許容範囲を超えてしまうことが起こりうる。
上では本発明のさまざまな実施形態を説明したが、これらの実施形態は例示のためだけに提示されたものであり、限定のためではないことが理解されなければならない。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく形状及び細部にさまざまな変更を行うことができることは当業者には明らかである。したがって、本発明の幅及び範囲は上記のいずれの例示的実施形態によっても限定されるべきでなく、以下の請求項及びそれと同等のものに従ってのみ定義されるべきものである。
200 従来のシステム
300 従来のシステム
400 ミラー
402 DMD SLM
404 支持体
408 反射性ピクセル表面
500 本発明による方法
600 本発明によるシステム
602 SLM
604 検出器
606 アポダイズされた瞳
608 較正投影光学系
610 制御系
612 光ビーム
614 光ビーム
616 電圧値
618 像データ
620 制御信号
720 像データ記憶部
722 電圧値記憶部
724 相関装置
726 結果信号記憶部
728 制御装置
730 結果信号
732 索引付き結果信号
801 SLMピクセル
802 投影光学系の瞳面における輝度のグラフ
804 検出器面における輝度のグラフ
806 ピクセル801の既定位置の輝度
808 所望の角度まで傾斜又は動かされたときのピクセル801の輝度
812 ピクセル801の既定位置の輝度
814 所望の角度で傾斜しているときのピクセル801の輝度
816 垂直線
901 ピクセル
902 投影光学系の瞳面における輝度のグラフ
904 検出器面における輝度のグラフ
906 既定位置にあるときのピクセル901からの像の輝度
908 所望の角度まで傾斜又は動かされたときのピクセル901の像の輝度
910 投影光学系によって捕捉された瞳の一部
912 既定位置にあるときのピクセル901の像の輝度
914 所望の角度で傾斜しているときのピクセル901の像の輝度
916 垂直線
1001 ピクセル
1002 ピクセル1001の直下にある面にピクセル1001によって形成された像の輝度のグラフ
1004 検出器面におけるピクセル1001からの像の輝度変化のグラフ
1006 既定位置にあるときのピクセル1001からの像の輝度
1008 所望の角度まで傾斜又は動かされたときのピクセル1001の像の輝度
1010 投影光学系によって捕捉された瞳の一部
1012 ピクセル1001の既定位置に対する像の輝度
1014 所望の角度で傾斜したピクセル1001の像の輝度
1016 垂直線
1022 既定ピクセル位置線
1024 傾斜ピクセル位置線
1100 光ビーム
1101 ピクセル
1104 光ビーム1100が図示された方向でピクセル1101に入射する場合の検出器面におけるピクセル1101からの像の輝度値の変化のグラフ
1112 既定位置にあるときのピクセル1101の像の輝度
1114 所望の角度で傾斜しているときに形成される像の輝度
1116 垂直線
1120 瞳面におけるピクセル1101から像の輝度のグラフ
1200 光ビーム
1201 ピクセル
1204 光ビーム1200が図示された方向でピクセル1201に入射するときの検出器面におけるピクセル1201の像の輝度の変化のグラフ
1212 ピクセル1201の既定位置に対する像の輝度
1214 所望の角度で傾斜したピクセル1201の像の輝度
1216 垂直線
1220 瞳面におけるピクセル1201からの像の輝度のグラフ
1222 既定ピクセル位置線
1224 傾斜ピクセル位置線
Claims (21)
- 所定の電圧値を有する電圧を空間光変調器(SLM)のピクセルに印加して、該ピクセルを動かし、
動かしたピクセルからの光を反射し、
反射光をアポダイズされた瞳を介して光学系内に通し、
アポダイズされた瞳を通過した後の光から像を捕捉し、
前記像と前記電圧値とを相関させて結果信号を生成し、
前記結果信号を用いて前記ピクセルを較正することを特徴とする方法。 - さらに、アポダイズされた瞳を用いて前記ピクセルの各々を個別に分解する、請求項1に記載の方法。
- さらに、電荷結合装置(CCD)アレイを用いて前記測定ステップを実行する、請求項1に記載の方法。
- 前記ピクセルの各々の像を前記CCDアレイ内の1つのセルを用いて捕捉する、請求項3に記載の方法。
- 前記ピクセルの各々の像を前記CCDアレイ内の1つより多くのセルを用いて捕捉する、請求項3に記載の方法。
- さらに、複数の所望の角度を通して前記ピクセルを傾斜させ、
前記所望の角度の各々に関して前記捕捉ステップを実行する、請求項1に記載の方法。 - さらに、一連の角度を通して前記ピクセルを傾斜させ、
前記一連の角度の各角度において前記捕捉ステップを実行し、
補間を使用して、前記ピクセルを前記一連の角度の範囲外の角度まで動かす電圧値を決定する、請求項1に記載の方法。 - さらに、前記ピクセルの傾斜に対する分解された像の感度を強めるアポダイゼーションパターンを用いて、アポダイズされた瞳を形成するとともに、各ピクセルの像が実質的に十分に分解されるようにする、請求項1に記載の方法。
- ピクセル回折パターンの0次ローブ部分を遮断する環状パターン及び半円状パターンのうちの一方を用いて、アポダイズされた瞳を形成する、請求項1に記載の方法。
- さらに、透過率と位相のうちの少なくとも一方に変化が存在するように半平面パターン、剪断格子パターン、及びアルゴリズムから導出されるアポダイゼーションパターンのうちの1つを用いて、アポダイズされた瞳を形成する、請求項1に記載の方法。
- さらに、光学系としてリソグラフィツールの投影光学装置を使用する、請求項1に記載の方法。
- 所定の電圧値を有する電圧を空間光変調器(SLM)内のピクセルに印加して該ピクセルを動かすための手段と、
光学系内の瞳にアポダイゼーションを施すための手段と、
前記SLMで反射され、前記アポダイゼーション手段を通過した光から像を捕捉するための手段と、
前記像と前記電圧値とを相関させて結果信号を生成するための手段と、
前記結果信号を用いて前記ピクセルを較正するための手段とを有する、ことを特徴とするシステム。 - 前記捕捉手段は電荷結合装置(CCD)アレイを有している、請求項12に記載のシステム。
- 前記ピクセルの各々の像が前記CCDアレイ内の1つのセルを用いて測定される、請求項13に記載のシステム。
- 前記ピクセルの各々の像が前記CCDアレイ内の1つより多くのセルを用いて測定される、請求項13に記載のシステム。
- 前記アポダイゼーション手段は、前記ピクセルの傾斜に対する分解された像の感度を強めるアポダイゼーションパターンを有しており、同時に、各ピクセルの像は実質的に十分に分解される、請求項12に記載のシステム。
- 前記アポダイゼーション手段は、ピクセル回折パターンの0次ローブ部分を遮断する環状パターン及び半円状パターンのうちの一方を有している、請求項12に記載のシステム。
- 前記アポダイゼーション手段は、透過率と位相のうちの少なくとも一方に変化が存在するように半平面パターン、剪断格子パターン、及びアルゴリズムから導出されるアポダイゼーションパターンのうちの1つを有している、請求項12に記載のシステム。
- 前記電圧印加手段は複数の所望の角度を通して前記ピクセルの各々を動かし、
前記相関手段は前記所望の角度の各々に対して結果信号を決定する、請求項12に記載のシステム。 - 前記電圧印加手段は一連の角度を通して前記ピクセルの各々を動かし、
前記捕捉手段は前記一連の角度の各角度において像を捕捉し、
前記相関手段は補間を用いて前記一連の角度の範囲外の角度に対する結果信号を決定する、請求項12に記載のシステム。 - 前記光学系はリソグラフィツールの投影光学装置を有している、請求項12に記載のシステム。
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