JP2006324446A - パターン描画システムにおけるデータ出力装置、データ出力方法、パターン描画装置およびパターン描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光変調素子の数が増加しても、パターン描画工程におけるスループットの低下を抑えることができるパターン描画システムを提供する。
【解決手段】 パターン描画システムは、それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器５を用いて対象物２にパターンを描画するパターン描画装置４０と、該パターン描画装置に対して、光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力装置３０とを有する。データ出力装置は、描画するパターンを示すデータに基づいて、該複数の光変調素子のうち第１の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含まず、第２の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含むデータを作成するデータ作成手段３２と、該データ作成手段で作成されたデータをパターン描画装置に送信する送信手段３３とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フォトマスクやウエハなどの対象物に回路等のパターンを直接描画するパターン描画システムに関し、さらに詳しくは、パターン描画装置に対するデータ送信に関するものである。

近年、シリコンウエハなどの対象物に、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)やＤＭＤ(Digital Micro-mirror Device)のような光変調器を用いて、フォトマスクを用いずに直接回路パターンを形成するパターン描画装置が注目されている。例えば、特許文献１には、ＤＭＤを用いたパターン描画装置が開示されている。
特開２００４−１２８２７２号公報(段落００１６〜００２２、図１〜図３等)

このような光変調器を用いたパターン描画装置では、パターンの微細化に伴い、ＬＣＤやＤＭＤなどの光変調器の光変調素子のサイズが微細化される一方で、一定の描画面積を確保するために光変調素子の数が増大する傾向にある。このため、描画パターンデータの量が肥大化し、回路パターンのデータを描画パターンとして光変調器に設定する際における上位装置からのデータ転送や転送前後のデータ変換に長時間を要するようになっている。これにより、パターン描画装置のスループットが低下するという問題が生じている。

ここで、図９には、従来のパターン描画装置の概略構成を示している。図９において、１はウエハ２を保持してｘｚ平面内を移動可能なステージである。３は照明光源であり、４は照明光源３の光を均一にして光変調器５に照射する照明光学系である。

光変調器５は、平面内に格子状に配置された微細なミラーである光変調素子が集まって形成されている。それぞれのミラーは、照明光学系４からの光を受けて、ウエハ２の方向に反射するか反射しないかの２つの状態（これら２つの状態を以下、変調度という）を個々に設定できるデジタルマイクロミラーである。

６は光変調器５からウエハ方向に反射された光を、ウエハ２の表面上に結像する投影光学系である。

図１０には、従来のパターン描画装置における描画パターンデータの流れを示している。回路パターンデータ１３１は、上位装置１３０から描画パターンデータとしてパターン描画装置１４０のバッファメモリ１４１に転送され、その後描画パターンに対応した変調度が光変調器５に設定される。ウエハ２へのパターン描画は、ステージ１の移動に合わせて、光変調器５に設定する変調度を逐次変えることによって行われる。この場合、必要とされる描画パターンデータは事前にバッファメモリ１４１に蓄えられる。

図１１は、図４Ａに示す２０×２０個のデジタルマイクロミラーアレイを使用して「Ｉ」字形のパターンを２つ並べて描画する場合に上位装置から転送される描画パターンデータの例を示している。図４Ａに示す場合、２０×２０個の個々のミラーは、行と列でそのアドレスが指定される（図１１の左欄参照）。そして、ミラーごとに「１」（ウエハ方向に光を反射する）か「０」（ウエハ方向に光を反射しない）の２つの変調度が設定される（図１１の右欄参照）。したがって、この場合は、図１１に示すように、必要な描画パターンデータの要素は、デジタルマイクロミラーアレイのミラー個数（４００個）と同じになる。

このように、必要となるミラーの数が増加するのに比例して、描画パターンデータの量も増加する。

本発明は、光変調素子の数が増加しても、スループットの低下を抑えることができるようにしたパターン描画システムおよびこれを構成するデータ出力装置、パターン描画装置、さらにはデータ出力方法およびパターン描画方法を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としての第１のデータ出力装置は、それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、該光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力装置である。そして、該第１のデータ出力装置は、描画するパターンを示すデータに基づいて、該複数の光変調素子のうち第１の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含まず、第２の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含むデータを作成するデータ作成手段と、該データ作成手段で作成されたデータをパターン描画装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第１のパターン描画装置は、それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器を有し、上記第１のデータ出力装置から送信されたデータに基づいて該複数の光変調素子の変調状態を設定し、該光変調器を用いて対象物にパターンを描画することを特徴とする。

なお、上記第１のデータ出力装置と第１のパターン描画装置とによりパターン描画システムを構成することができる。

さらに、本発明の他の側面としての第１のデータ出力方法は、それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、該光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力方法である。そして、該第１のデータ出力方法は、描画するパターンを示すデータに基づいて、該複数の光変調素子のうち第１の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含まず、第２の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含むデータを作成する第１のステップと、第１のステップで作成されたデータをパターン描画装置に送信する第２のステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第１のパターン描画方法は、上記第１のデータ出力方法における第１および第２のステップを含み、さらにパターン描画装置に送信されたデータに基づいて上記複数の光変調素子の変調状態を設定する第３のステップと、上記光変調器を用いて対象物にパターンを描画する第４のステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第２のデータ出力装置は、それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器および該複数の光変調素子のうち第１のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第１のデータを保持する記憶手段を有し、該光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、該光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力装置である。そして、該第２のデータ出力装置は、描画するパターンを示すデータに基づいて、第１のパターンの描画位置の基準となる光変調素子を指定するアドレスを含む第２のデータ、および第１のパターン以外の第２のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第３のデータを作成するデータ作成手段と、前記第２および第３のデータを前記パターン描画装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第２のパターン描画装置は、それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器と、該複数の光変調素子のうち第１のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第１のデータを保持する記憶手段とを有する。そして、該第２のパターン描画装置は、上記第２のデータ出力装置からの第２および第３のデータに基づいて該複数の光変調素子の変調状態を設定し、該光変調器を用いて対象物にパターンを描画することを特徴とする
なお、上記第２のデータ出力装置と第２のパターン描画装置とによりパターン描画システムを構成することができる。

さらに、本発明の他の側面としての第２のデータ出力方法は、それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器および該複数の光変調素子のうち第１のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第１のデータを保持する記憶手段を有し、該光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、該光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力方法である。そして、該第２のデータ出力方法は、描画するパターンを示すデータに基づいて、第１のパターンの描画位置の基準となる光変調素子を指定するアドレスを含む第２のデータ、および第１のパターン以外の第２のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第３のデータを作成する第１のステップと、第２および第３のデータをパターン描画装置に送信する第２のステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第２のパターン描画方法は、上記第２のデータ出力方法における第１および第２のステップ含み、さらにパターン描画装置に送信されたデータに基づいて該複数の光変調素子の変調状態を設定する第３のステップと、該光変調器を用いて対象物にパターンを描画する第４のステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第３のパターン描画装置は、第１のパターンに対応する第１のデータに基づいて複数の光変調素子の変調状態を制御することにより第１のパターン像を形成する光を射出する第１の光変調器と、第２のパターンに対応する形状の光変調素子から第２のパターン像を形成する光を射出する第２の光変調器と、該第１のパターン像と第２のパターン像とを重畳して対象物に投影する重畳投影手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第３のデータ出力装置は、上記第３のパターン描画装置に対してデータを出力するデータ出力装置である。そして、該第３のデータ出力装置は、描画するパターンを示すデータに基づいて、第１の光変調器における複数の光変調素子を第１のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第１のデータおよび第２の光変調器における光変調素子を第２のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第２のデータを作成するデータ作成手段と、該第１および第２のデータを第３のパターン描画装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする。

なお、上記第３のデータ出力装置と第３のパターン描画装置とによりパターン描画システムを構成することができる。

さらに、本発明の他の側面としての第３のデータ出力方法は、第１のパターンに対応する第１のデータに基づいて複数の光変調素子の変調状態を制御することにより第１のパターン像を形成する光を射出する第１の光変調器、第２のパターンに対応する形状の光変調素子から第２のパターン像を形成する光を射出する第２の光変調器、および第１のパターン像と第２のパターン像とを重畳して対象物に投影する重畳投影手段を有するパターン描画装置に対してデータを出力するデータ出力方法である。そして、該第３のデータ出力方法は、描画するパターンを示すデータに基づいて、第１の光変調器における複数の光変調素子を第１のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第１のデータおよび第２の光変調器における光変調素子を前記第２のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第２のデータを作成するステップと、第１および第２のデータをパターン描画装置に送信するステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての第３のパターン描画方法は、上記第３のデータ出力方法における第１および第２のステップを含み、さらに、パターン描画装置に送信された第１のデータに基づいて第１の光変調器における複数の光変調素子の変調状態を設定する第３のステップと、パターン描画装置に送信された前記第２のデータに基づいて第２の光変調器における光変調素子の変調状態を設定する第４のステップと、第１および第２の光変調器を用いて対象物に第１のパターン像と第２のパターン像を重畳して投影する第５のステップとを有することを特徴とする。

さらに、本発明の他の側面としてのデバイスの製造方法は、上記パターン描画システムを用いて対象物にパターンを描画する工程と、該パターンが描画された対象物を現像する工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、データ出力装置からパターン描画装置に送信するデータ量を削減することができ、パターンが微細化されて光変調素子の数が増加したような場合でも、パターン描画工程でのスループットの低下を抑えることができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図２には、本発明の実施例１におけるパターン描画システムの構成を示している。本実施例のパターン描画システムは、フォトマスクを用いずに直接回路パターンをウエハ上に形成する露光装置としてのパターン描画装置４０と、該パターン描画装置４０に対して描画パターンに関するデータを出力する、パーソナルコンピュータ又は専用コンピュータ等からなるデータ出力装置３０とにより構成されている。なお、本実施例では、ウエハ上に回路パターンを描画する場合について説明するが、本発明のパターン描画システムは、ウエハ以外に、露光原版となるフォトマスク（レクチル）やプリント基板といった様々な対象物にパターンを形成するのに用いることができる。

パターン描画装置４０は、図９にも示した照明光源３と、照明光源３からの光を所定の照射範囲において均一な光量（強度）を有する光とする照明光学系４と、光変調素子としての微小ミラーを複数配列した光変調器５と、該光変調器５からの反射光によって形成されるパターン像をウエハ２に投影する投影光学系６と、ウエハ２を保持し、ｘｚ平面内で移動可能なステージ１とを有する。

さらに、パターン描画装置４０は、データ出力装置３０から転送入力された符号化データを復号化するデコーダ４１と、該デコーダ４１で復号化されたデータを一時的に記憶保持するバッファメモリ４２とを有する。

光変調器５は、本実施例では、図４Ａに示すように、２０×２０個（計４００個）の微小ミラーを有するデジタルマイクロミラーアレイで構成される。これら２０×２０個の個々のミラーは、行と列でそのアドレスが指定される。そして、ミラーごとに、「１」（ウエハ方向に光を反射する）か「０」（ウエハ方向に光を反射しない）の２つの変調度（変調状態）を設定することができる。

データ出力装置３０は、所定のデータ入力操作やＬＡＮ等のネットワークから取得した描画パターンデータとしての回路パターンデータを記憶保存するパターンデータ記憶部３１と、該パターンデータ記憶部３１から入力された回路パターンデータを後述するように符号化するデータ作成部としてのエンコーダ３２と、該エンコーダ３２で符号化されたデータをパターン描画装置４０に対して転送（送信）する転送部３３とを有する。

以下、エンコーダ３２における処理について、図１Ａの表および図１Ｂのフローチャート（パターン描画装置４０の動作フローも含む）を用いて説明する。なお、図１Ｂに示した動作は、コンピュータプログラムに従って実行される。このことは、以下の実施例２，３でフローチャートに示した動作についても同様である。

図１Ａには、図４Ａに示した描画パターンデータ（回路パターンデータ）をエンコーダ３２により変換した結果のデータを示している。図１Ａにおいて、左側の欄には変調度を、右側の欄にはミラーのアドレスを示している。

エンコーダ３２は、図１Ｂのステップ（図では、Ｓと略す）１００１において、パターンデータ記憶部３１から回路パターンデータを取得する。次に、ステップ１００２において、該回路パターンデータに基づいて、上記４００個のミラーのうち変調度「１」に対応する２８個の個々のミラーのアドレス（以下、個別アドレスという）を指定し、該変調度と個別アドレスからなるデータとして符号化する。

一方、変調度「０」に対しては、上記個別アドレスが指定されたミラー以外の３７２個のミラーのアドレスを包括的に示す、すなわち個別アドレスを含まない包括アドレスを割り当て、該変調度「０」と包括アドレスからなるデータとして符号化する。

そして、ステップ１００３において、符号化されたデータ５０を、転送部３３を介してパターン描画装置４０内のデコーダ４１に転送する。

一方、パターン描画装置４０のデコーダ４１では、図１Ｂのステップ１０１０において、転送されてきた符号化データを図４Ａに示す形態のデータに復号化した後、バッファメモリ４２に送る。

そして、ステップ１０１１において、バッファメモリ４２に格納されたデータに基づいて光変調器５の各ミラーの変調度を設定し、ステップ１０１２において、ウエハ２に対するパターン描画を行う。

以上のデータ転送方法により、データ出力装置３０からパターン描画装置４０に転送されるデータ量は、変調度「１」に対応する２８個と変調度「０」に対応する１個の計２９個になる。つまり、図１１に示したデータに比べて、大幅に（１／１０以下に）データ量を減少させることができる。しかも、本実施例では、変調器５において設定可能な２つの変調度のうち対応するミラー数が少ない方の変調度に対応するミラーについて個別アドレスを指定してデータ転送するようにしたので、転送すべきデータ量をさらに減少させることができる。

なお、本実施例では、変調器５で設定可能な変調度が２つである場合について説明したが、設定可能な変調度が３以上ある場合でも、対応するミラーの数が最も多い変調度以外の変調度に対応する個別アドレスのみを指定することにより、同様の効果が得られる。

また、図４Ａに示すように、変調度が２つで、個別アドレスが、Ａ１から始まり、Ｔ１の次はＡ２に続くというように連続データとして転送する場合には、連長圧縮法により変調度とその変調度が連続する回数との組合せのデータに変換してもよい。また、変調度が３つ以上ある場合は、変調度ごとの出現率により符号化した際のデータ長を変えるハフマン圧縮法により符号化したデータに変換してもよい。いずれの場合でも、データ出力装置からパターン描画装置に対して転送されるデータ量を減少させることができる。

図３Ａには、本発明の実施例２におけるパターン描画システムの構成およびデータの流れを示している。

該パターン描画システムは、フォトマスクを用いずに直接回路パターンをウエハ上に形成する露光装置としてのパターン描画装置４０Ａと、該パターン描画装置４０Ａに対して描画パターンに関するデータを出力するデータ出力装置３０Ａとにより構成されている。

パターン描画装置４０Ａは、図９にも示した照明光源３と、照明光源３からの光を所定の照射範囲において均一な強度を有する光とする照明光学系４と、光変調素子としての微小ミラーを複数配列した光変調器５と、該光変調器５からの反射光によって形成されるパターン像をウエハ２に投影する投影光学系６と、ウエハ２を保持し、ｘｚ平面内で移動可能なステージ１とを有する。

さらに、パターン描画装置４０Ａは、データ出力装置３０Ａから予め受け取った特定パターンに対応する変調度のデータを記憶保持する第１のバッファメモリ（バッファメモリ１）４２１と、データ出力装置３０Ａから転送入力されたデータを一時的に記憶保持する第２のバッファメモリ（バッファメモリ２）４２２とを有する。

光変調器５は、本実施例では、図４Ａに示すように、２０×２０個（計４００個）の微小ミラーを有するデジタルマイクロミラーアレイで構成される。これら２０×２０個の個々のミラーは、行と列でそのアドレスが指定される。そして、ミラーごとに、「１」（ウエハ方向に光を反射する）か「０」（ウエハ方向に光を反射しない）の２つの変調度（変調状態）を設定することができる。

データ出力装置３０Ａは、所定のデータ入力操作やＬＡＮ等のネットワークから取得した描画パターンデータとしての回路パターンデータを記憶保存するパターンデータ記憶部３１と、該パターンデータ記憶部３１から入力された回路パターンデータに基づいて特定パターンを指定するデータおよび該特定パターンの基準位置データ（これについては後述する）を作成し、さらに指定する特定パターン以外の描画パターンデータを作成するデータ作成部３２Ａと、これらのデータをパターン描画装置４０Ａに対して転送（送信）する転送部３３とを有する。

次に、本実施例におけるデータの流れについて、図３Ｂに示す該パターン描画システムの動作フローチャートを用いて説明する。

図４Ａに示すように、「Ｉ」字形パターンが繰り返し使用される場合は、ステップ２００１において、データ出力装置３０Ａから事前に「Ｉ」字形パターンの変調度のデータをパターン描画装置４０Ａに転送する。該変調度データを受け取ったパターン描画装置４０Ａでは、ステップ２０１０において、第１のバッファメモリ４２１内に該「Ｉ」字形パターンの変調度のデータを保持しておく。

そして、パターン描画装置４０Ａによるパターン描画を行う際に、データ出力装置３０Ａのデータ作成部３２Ａは、ステップ２００２において、パターンデータ記憶部３１から回路パターンデータを取得する。

次に、ステップ２００３において、該回路パターンデータに「Ｉ」字形パターンに対応する部分があれば、「Ｉ」字形パターンを指定するデータと、その「Ｉ」字形パターンの描画パターン全体上での位置を示す基準位置アドレス（例えば、図４Ａにおけるアドレス「Ｂ１」と「Ｇ１」）を指定するデータ、すなわち基準位置データを作成する。そして、ステップ２００４において、これらのデータをパターン描画装置４０Ａに転送する。

これらのデータを受け取ったパターン描画装置４０Ａでは、ステップ２０１１において、受け取ったデータを第２のバッファメモリ４２２に格納するとともに、第１のバッファメモリ４２１から「Ｉ」字形パターンの変調度データを第２のバッファメモリ４２２に転送する。

そして、ステップ２０１２において、第２のバッファメモリ４２２内で、データ出力装置３０Ａから転送された基準位置データに基づいて「Ｉ」字形パターンの変調度データと「Ｉ」字形パターン以外の描画パターンの変調度データとを合成する。その後、ステップ２０１３において、該合成後の変調度データに基づいて光変調器５の各光変調素子の変調度を設定し、さらにステップ２０１４において、ウエハ２へのパターン描画を行う。

これにより、データ出力装置３０Ａからパターン描画装置４０Ａへの転送データ量を大幅に削減することができる。

なお、データ出力装置３０Ａからの「Ｉ」字形パターンの基準位置データに、倍率を指定するデータを加えてもよい。この場合、第１のバッファメモリ４２１内の「Ｉ」字形パターンの変調度データを第２のバッファメモリ４２２に転送する際に、「Ｉ」字形パターンを該倍率に応じて拡大又は縮小する。そして、拡大又は縮小された「Ｉ」字形パターンの変調度データと「Ｉ」字形パターン以外の描画パターンの変調度データとを合成して変調器５の各光変調素子に対する変調度の設定を行ってもよい。例えば、「Ｉ」字形パターンを２倍に拡大した場合、図４Ａの変調度データは図４Ｂのようになる。

図５には、本発明の実施例３であるパターン描画装置の概略構成を示している。なお、実施例１，２と共通する構成要素には実施例１，２と同符号を付して説明に代える。

図５において、１〜６は実施例１，２と同様である。但し、３は第１の照明光源、４は第１の照明光学系、５は第１の光変調器である。

１３は第２の照明光源であり、１４は第２の照明光源１３からの光を所定の照射範囲において均一光量の光として第２の光変調器１５に照射する第２の照明光学系である。

１７は偏向ミラーであり、第２の光変調器１５で反射された光をωｙ（ｙ軸回りの回転）方向とωｚ（ｚ軸回りの回転）方向に偏向させる。

１８，１９は第１および第２のハーフミラーである。第２のハーフミラー１９は第２の光変調器１５からの反射光の一部を反射して検出光学系２０を介して２次元光ビーム位置検出素子２１に導く。第１のハーフミラー１８は、第１の光変調器５からの反射光と第２の光変調器１５からの反射光とを重ね合わせて投影光学系６に導く。

２２はシャッタであり、第２の光変調器１５からの反射光の第１のハーフミラー１８への光路を開閉する。２３は第２の光変調器１５からの反射光（パターン像）を拡大又は縮小する変倍光学系である。

ここで、第２の光変調器１５は、図７に示すように、描画パターンで繰り返し使用される可能性のある特定の描画パターンに対応した形状を有するミラー（１５５や１５６等）を光変調素子として複数配置して構成されている。各ミラーは、図７中の破線で区切られた単位で個別でその向き（変調度）を制御することができる。また、図７中において、ミラー（以下、ドットミラーという）１５１〜１５４は、ドット（又は円形状）を有し、偏向ミラー１７によって第２の光変調器１５からの反射光を偏向させた場合の像面（ウエハ２）上でのパターンのずれ量を確認するために使用される。

以上のように構成されたパターン描画装置４０Ｂの動作について説明する。まず、シャッタ２２を閉じ状態にして、第２の光変調器１５からの反射光がウエハ２に到達しないようにする。次に、第１の光変調器５において変調度が設定されるパターン（以下、描画ベースパターンという）に重畳させる図７中に示した特定パターン（以下、重畳パターンという）が、描画ベースパターン上において所定位置に配置されるように偏向ミラー１７の角度を調整する。

そして、ドットミラー１５１〜１５４を第２の照明光学系１４からの光を偏向ミラー１７に反射する向き（変調度「１」）に設定し、第１のハーフミラー１９で反射された光によって形成されるドット像の位置を２次元光ビーム位置検出素子２１により検出する。重畳パターンに対応するミラーとドットミラー１５１〜１５４との相対位置は設計上分かっているので、これに変倍光学系２３の拡大率若しくは縮小率を考慮すると、重畳パターンの描画位置を知ることができる。

ここで、２次元光ビーム位置検出素子２１により検出されたドット像の位置と、重畳パターンの描画位置に応じた目標ドット像位置との間にずれがあれば、偏向ミラー１７のωｙ、ωｚ方向の角度を変化させることによって、両位置が一致するように調整する。以下、これを重畳位置調整処理という。

次に、ミラー１５１〜１５４を第２の照明光学系１４からの光を偏向ミラー１７に反射しない向き（変調度「０」）に設定し、その後、シャッタ２２を開放状態にする。

これ以降、ウエハ２の位置に応じて、第１の光変調器５における各光変調素子の変調度と第２の光変調器１５における重畳パターンのミラーの変調度を制御して（重畳させる場合は変調度「１」に、重畳させない場合は変調度「０」に設定する）、ウエハ２上に描画ベースパターンと重畳パターンとを重ね合わせてできた描画パターンを描画する。

なお、２次元光ビーム位置検出素子２１は、第２の光変調器１５の光変調素子（ミラー）と同じ配列を有する２次元撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等）を使用してもよい。撮像素子を使用する場合、第２の光変調器１５の光変調素子数と同じ画素数を有していればよい。また、検出光学系２０によって撮像素子上に縮小投影することもできるので、第２の光変調器１５の各光変調素子よりサイズの小さな画素を有するものであってもよい。

また、第２の照明光源１３と第２の照明光学系１４とをそれぞれ、第１の照明光源３と第１の照明光学系４と兼用するようにしてもよい。これにより、装置全体のサイズを小さくすることができる。

本実施例のパターン描画装置４０Ｂを使用したパターンの重ね合わせの例について説明する。ここでは、９０度をなす２本のラインとこれらの端部同士を斜めに結ぶラインからなる目標パターンを３本描画する場合の例を示す。

図８Ａは、従来のように１つの光変調器のみで描画する場合の変調度の設定状態を示す。この場合、目標パターンの全体に相当する部分が変調度「１」に設定されるが、斜めのラインに相当する部分が微少ミラーの形状によってギザギザになる。

図８Ｂは、本実施例のパターン描画装置４０Ｂにおいて、第１の光変調器５での変調度の設定状態を示す。第１の光変調器５では、目標パターンのうち９０度をなす２本のラインに相当する部分のみが変調度「１」に設定される。そして、第２の光変調器１５において、斜めのラインに対応するミラーの変調度を「１」に設定することによって、図８Ｃに示すように、図８Ａに示したギザギザの形状部分がなくなり、目標パターンと略同一のスムーズな斜めのラインを有するパターンを実現することができる。

なお、本実施例では、第１の光変調器５を、矩形の微小ミラーを複数配列して構成した場合について説明したが、この第１の光変調器５も第２の光変調器１５と同様に、図７に示すような複数の特定形状のミラーを配置して構成してもよい。すなわち、第１の光変調器５と第２の光変調器１５の双方からの特定形状のパターン像をウエハ２上に重畳投影するようにしてもよい。

図６Ａには、本実施例のパターン描画装置４０Ｂと該パターン描画装置４０Ｂに対して描画パターンデータを転送するデータ出力装置３０Ｂからなるパターン描画システムの構成とデータの流れを示している。また、図６Ｂには、本パターン描画システムの動作フローチャートを示している。

データ出力装置３０Ｂは、所定のデータ入力操作やＬＡＮ等のネットワークから取得した描画パターンデータとしての回路パターンデータを記憶保存するパターンデータ記憶部３１と、データ作成部３２Ｂとを有する。

データ作成部３２Ｂは、図６Ｂに示すステップ３００１において、パターンデータ記憶部３１から回路パターンデータを取得し、ステップ３００２において、該取得した回路パターンデータに基づいて重畳パターン（つまりは第２の変調器１５のミラー）を指定するデータと該重畳パターンの描画ベースパターンに対する位置を示すデータとを作成する。さらに、データ作成部３２Ｂは、ステップ３００３において、重畳パターン以外の描画パターンデータ（描画ベースパターンのデータ）を作成する。転送部３３は、ステップ３００４において、これらのデータをパターン描画装置４０Ｂに対して転送（送信）する。

パターン描画装置４０Ｂにおいて、ステップ３０１０では、データ出力装置３０Ｂから転送されたデータのうち、特定パターンを指定するデータは第２の光変調器（光変調器２）１５に入力される。第２の光変調器１５では、ステップ３０１１において、該指定データに基づいて前述した重畳位置調整処理を行い、その後、ステップ３０１２において、該指定データに応じたミラーの変調度を「１」に、他のミラーの変調度を「０」に設定する。

また、ステップ３０１０において、データ出力装置３０Ｂから転送されたデータのうち、描画ベースパターンのデータは、バッファメモリ４２に入力される。そして、ステップ３０１３において、第１の光変調器５では、該描画ベースパターンに応じて各光変調素子の変調度が設定される。そして、ステップ３０１４において、ウエハ２へのパターン描画を行う。

これにより、データ出力装置３０Ｂからパターン描画装置４０Ｂへの転送データ量を大幅に低減することができる。

以上説明したように、上記各実施例によれば、データ出力装置からのパターン描画装置への転送データ量を大幅に削減することができるので、パターン描画工程のスループットを向上させることができる。

図１２および図１３を用いて、上述した各実施例のパターン描画システムを利用したデバイスの製造方法について説明する。図１２は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。

ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（描画パターンデータ作成）では、設計した回路パターンをウエハ２上に描画するために光変調器の変調度データとしての描画パターンデータを作成する。

ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハ２を製造する。

ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、パターン描画システムを用いてウエハ２上にパターンを描画し、リソグラフィ技術によってウエハ２上に実際の回路を形成する。

ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハ２を用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。

ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図１３には、ステップ４のウェハプロセスでの詳細なフローチャートを示している。ステップ１１（酸化）では、ウエハ２の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハ２の表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ２上に電極を蒸着などによって形成する。

ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハ２にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハ２に感光剤を塗布する。

ステップ１６（露光）では、パターン描画システムによって回路パターン（描画パターン）をウエハ２に露光（描画）する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハ２を現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。

これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ２上に多重に回路パターンが形成される。

このようにパターン描画システムを使用するデバイスの製造方法並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形や変更が可能である。

本発明の実施例１であるパターン描画システムにおける転送データ例を示す図。 実施例１のパターン描画システムにおける動作を示すフローチャート。 実施例１のパターン描画システムの構成を示すブロック図。 本発明の実施例２であるパターン描画システムの構成を示すブロック図。 実施例２のパターン描画システムにおける動作を示すフローチャート。 デジタルマイクロミラーアレイの変調度の設定例を示す図。 デジタルマイクロミラーアレイの変調度の設定例を示す図。 本発明の実施例３であるパターン描画システムのうちパターン描画装置の構成を示す図。 実施例３のパターン描画システムの構成を示すブロック図。 実施例３のパターン描画システムにおける動作を示すフローチャート。 実施例３における特定形状を有するデジタルマイクロミラーアレイの例を示す図。 従来のパターン描画装置におけるデジタルマイクロミラーアレイの変調度の設定例を示す図。 実施例３における描画ベースパターンに対応したデジタルマイクロミラーアレイの変調度の設定例を示す図。 実施例３における描画ベースパターンと特定形状パターンとを重畳させた状態を示す図。 従来のパターン描画装置の構成を示す図。 従来のパターン描画システムの構成を示すブロック図。 従来のパターン描画システムにおける転送データ例を示す図。 実施例のパターン描画システムを用いたデバイス製造を説明するためのフローチャート。 図１２に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャート。

符号の説明

１ ステージ
２ ウエハ
３，１３ 照明光源
４，１４ 照明光学系
５，１５ 光変調器
６，２０ 投影光学系
１７ 偏向ミラー
１８，１９ ハーフミラー
２１ 光ビーム位置検出素子
２２ シャッタ
２３ 変倍光学系
３０，３０Ａ，３０Ｂ データ出力装置
３１ パターンデータ記憶部
３２ エンコーダ
３２Ａ，３２Ｂ データ作成部
４０，４０Ａ，４０Ｂ パターン描画装置
４１ デコーダ
４２，４２１，４２２ バッファメモリ

Claims (27)

1. それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、前記光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力装置であって、
   描画するパターンを示すデータに基づいて、前記複数の光変調素子のうち第１の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含まず、第２の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含むデータを作成するデータ作成手段と、
   該データ作成手段で作成されたデータを前記パターン描画装置に送信する送信手段とを有することを特徴とするデータ出力装置。
2. 前記データ作成手段で作成されるデータは、前記第１の変調状態に対応する光変調素子が前記第２の変調状態に対応する光変調素子以外の光変調素子であることを示すデータを含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ出力装置。
3. 前記第２の変調状態に対応する光変調素子の数が、前記第１の変調状態に対応する光変調素子の数よりも少ないことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ出力装置。
4. 前記第２の変調状態は光源からの光を前記対象物に到達するように反射する状態であり、前記第１の変調状態は前記光が前記対象物に到達するように反射しない状態であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のデータ出力装置。
5. それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器を有し、
   請求項１から４のいずれか１つに記載のデータ出力装置から送信されたデータに基づいて前記複数の光変調素子の変調状態を設定し、前記光変調器を用いて対象物にパターンを描画することを特徴とするパターン描画装置。
6. 請求項１から４のいずれか１つに記載のデータ出力装置と、
   それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器を有し、前記データ出力装置から送信されたデータに基づいて前記複数の光変調素子の変調状態を設定し、該光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置とを有することを特徴とするパターン描画システム。
7. それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、前記光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力方法であって、
   描画するパターンを示すデータに基づいて、前記複数の光変調素子のうち第１の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含まず、第２の変調状態に対応する個々の光変調素子を指定するアドレスを含むデータを作成する第１のステップと、
   前記第１のステップで作成されたデータを前記パターン描画装置に送信する第２のステップとを有することを特徴とするデータ出力方法。
8. 前記第１のステップで作成されるデータは、前記第１の変調状態に対応する光変調素子が前記第２の変調状態に対応する光変調素子以外の光変調素子であることを示すデータを含むことを特徴とする請求項７に記載のデータ出力方法。
9. 前記第２の変調状態に対応する光変調素子の数が、前記第１の変調状態に対応する光変調素子の数よりも少ないことを特徴とする請求項７又は８に記載のデータ出力方法。
10. 前記第２の変調状態は光源からの光を前記対象物に到達するように反射する状態であり、前記第１の変調状態は前記光が前記対象物に到達するように反射しない状態であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１つに記載のデータ出力方法。
11. 請求項７から９に記載のデータ出力方法における前記第１および第２のステップを含み、さらに
    前記パターン描画装置に送信されたデータに基づいて前記複数の光変調素子の変調状態を設定する第３のステップと、
    前記光変調器を用いて前記対象物に前記パターンを描画する第４のステップとを有することを特徴とするパターン描画方法。
12. それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器および該複数の光変調素子のうち第１のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第１のデータを保持する記憶手段を有し、前記光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、前記光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力装置であって、
    描画するパターンを示すデータに基づいて、前記第１のパターンの描画位置の基準となる光変調素子を指定するアドレスを含む第２のデータ、および前記第１のパターン以外の第２のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第３のデータを作成するデータ作成手段と、
    前記第２および第３のデータを前記パターン描画装置に送信する送信手段とを有することを特徴とするデータ出力装置。
13. 前記第２のデータは、前記第１のパターンの描画倍率を指定するデータを含むことを特徴とする請求項１２に記載のデータ出力装置。
14. それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器と、
    該複数の光変調素子のうち第１のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第１のデータを保持する記憶手段とを有し、
    請求項１２又は１３に記載のデータ出力装置からの前記第２および第３のデータに基づいて前記複数の光変調素子の変調状態を設定し、前記光変調器を用いて対象物にパターンを描画することを特徴とするパターン描画装置
15. 請求項１２又は１３に記載のデータ出力装置と、
    該データ出力装置からの前記第２および第３のデータに基づいて前記複数の光変調素子の変調状態を設定し、前記光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置とを有することを特徴とするパターン描画システム。
16. それぞれ変調状態を選択的に設定可能な複数の光変調素子を含む光変調器および該複数の光変調素子のうち第１のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第１のデータを保持する記憶手段を有し、前記光変調器を用いて対象物にパターンを描画するパターン描画装置に対して、前記光変調素子の変調状態を設定するためのデータを出力するデータ出力方法であって、
    描画するパターンを示すデータに基づいて、前記第１のパターンの描画位置の基準となる光変調素子を指定するアドレスを含む第２のデータ、および前記第１のパターン以外の第２のパターンに対応する光変調素子の変調状態を示す第３のデータを作成する第１のステップと、
    前記第２および第３のデータを前記パターン描画装置に送信する第２のステップとを有することを特徴とするデータ出力方法。
17. 前記第２のデータは、前記第１のパターンの描画倍率を指定するデータを含むことを特徴とする請求項１６に記載のデータ出力方法。
18. 請求項１６又は１７に記載のデータ出力方法における前記第１および第２のステップを含み、さらに
    前記パターン描画装置に送信されたデータに基づいて前記複数の光変調素子の変調状態を設定する第３のステップと、
    前記光変調器を用いて前記対象物に前記パターンを描画する第４のステップとを有することを特徴とするパターン描画方法。
19. 第１のパターンに対応する第１のデータに基づいて複数の光変調素子の変調状態を制御することにより第１のパターン像を形成する光を射出する第１の光変調器と、
    第２のパターンに対応する形状の光変調素子から第２のパターン像を形成する光を射出する第２の光変調器と、
    前記第１のパターン像と前記第２のパターン像とを重畳して対象物に投影する重畳投影手段とを有することを特徴とするパターン描画装置。
20. 前記第２の光変調器は、互いに形状が異なる複数の第２のパターンに対応する形状を有する複数の光変調素子を有することを特徴とする請求項１９に記載のパターン描画装置。
21. 前記第２の光変調器は、前記第１のパターン像に対する前記第２のパターン像の位置ずれを検出するための検出パターンに対応した形状の光変調素子を有することを特徴とする請求項１９又は２０に記載のパターン描画装置。
22. 前記第２の光変調器と前記重畳投影手段との間に変倍光学系を有することを特徴とする請求項１９から２１のいずれか１つに記載のパターン描画装置。
23. 請求項１９から２２のいずれか１つに記載のパターン描画装置に対してデータを出力するデータ出力装置であって、
    描画するパターンを示すデータに基づいて、前記第１の光変調器における前記複数の光変調素子を前記第１のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第１のデータおよび前記第２の光変調器における前記光変調素子を前記第２のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第２のデータを作成するデータ作成手段と、
    前記第１および第２のデータを前記パターン描画装置に送信する送信手段とを有することを特徴とするデータ出力装置。
24. 請求項１９から２２のいずれか１つに記載のパターン描画装置と、
    描画するパターンを示すデータに基づいて、前記第１の光変調器における前記複数の光変調素子を前記第１のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第１のデータおよび前記第２の光変調器における前記光変調素子を前記第２のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第２のデータを作成するデータ作成手段、および前記第１および第２のデータを前記パターン描画装置に送信する送信手段を有するデータ出力装置とを有することを特徴とするパターン描画システム。
25. 第１のパターンに対応する第１のデータに基づいて複数の光変調素子の変調状態を制御することにより第１のパターン像を形成する光を射出する第１の光変調器、第２のパターンに対応する形状の光変調素子から第２のパターン像を形成する光を射出する第２の光変調器、および前記第１のパターン像と前記第２のパターン像とを重畳して対象物に投影する重畳投影手段を有するパターン描画装置に対してデータを出力するデータ出力方法であって、
    描画するパターンを示すデータに基づいて、前記第１の光変調器における前記複数の光変調素子を前記第１のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第１のデータおよび前記第２の光変調器における前記光変調素子を前記第２のパターン像を形成する光を射出する変調状態に設定するための第２のデータを作成するステップと、
    前記第１および第２のデータを前記パターン描画装置に送信するステップとを有することを特徴とするデータ出力方法。
26. 請求項２５に記載のデータ出力方法を含み、さらに
    前記パターン描画装置に送信された前記第１のデータに基づいて前記第１の光変調器における前記複数の光変調素子の変調状態を設定する第３のステップと、
    前記パターン描画装置に送信された前記第２のデータに基づいて前記第２の光変調器における前記光変調素子の変調状態を設定する第４のステップと、
    前記第１および第２の光変調器を用いて前記対象物に前記第１のパターン像と前記第２のパターン像を重畳して投影する第４のステップとを有することを特徴とするパターン描画方法。
27. 請求項６，１５又は２４に記載のパターン描画システムを用いて対象物にパターンを描画する工程と、
    該パターンが描画された前記対象物を現像する工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法。