JP2008536331A - 複数の露光ビームによるリソグラフィ・ツールのための方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一観点は、複数の露光ビームを同時に用いて、電磁放射に感光する層により少なくとも部分的に被覆された被加工物をパターン形成する方法を含む。例示的な一例では、任意のビームの基準ビームに対する実際の位置が企図された位置と異なっているかどうかが判定される。誤って配置されたビームがフィーチャのエッジにプリントされる場合には、そのビームに対する露光ドーズ量の調節が実施される。本発明の他の観点は、詳細な記述、図面及び特許請求の範囲において示される。

Description

本発明は、被加工物をパターン形成する方法に関するものである。とりわけ、本発明は、複数の露光ビームを用いて被加工物にパターン形成すべき画像の質を高める方法に関するものである。

例えばＴＦＴ−ＬＣＤやプラズマ・ディスプレイなどのディスプレイを製造するために、マスク又はレチクルに周期的なパターンを形成する際に、或いは半導体ウェハに直接パターンを形成する、すなわち直接書き込みの際に、要求される重要な品質的事項は、前記パターン中に暗度の違いや、明暗フィールド、明暗縞又はラインなどの欠陥が存在しないことである。

例えばＣＤ（限界寸法）や位置決め誤差など、前記欠陥を生じさせるずれは通常、数百ナノメートルから数ナノメートル以下までと極めて小さいものである。１５００×１２００ｍｍになることもあるディスプレイのフォト・マスクなどの基板や半導体ウェハ上の比較的大きい領域にわたって広がるそうした大きさのずれを測定することによって検出することは、不可能とは言わないまでも、きわめて困難である可能性がある。残念ながら人の目は系統的な変化にはきわめて敏感であり、したがって、画像中のストライプ（縞）などの小さいずれを感知することができる。人の目は、画像中の周期的な強度変化にもきわめて敏感である。前記周期的な強度変化の見え方には、視距離が影響を及ぼす。一般に１〜２０ｍｍの空間周波数の範囲内では、コントラストの差が約０．５％以上であれば、周期的な強度変化が人の目によって感知可能になる可能性がある。通常の視距離では、約１ｍｍ未満の周期的な強度変化を見分けることはできない。

周期的な欠陥は、ある特定の方向におけるパターン・ピッチとシステム・ピッチとの間のうなり周波数によって生じる可能性がある。パターン・ピッチは、パターン内の同じフィーチャ同士の間の距離として定義できる。パターン・ピッチは、前記パターンのＸ方向とＹ方向とで異なる可能性がある。ラスタ走査システムにおけるシステム・ピッチの１つは、前記露光ビームの走査方向に沿った露光スポットの大きさに関する、隣接する２つの重心間の距離を規定するＹピッチである。走査方向に沿った多数（数百の範囲内）の露光スポットが、被加工物上に走査ラインを形成する。露光スポットは、走査ラインの範囲内に連続的に存在することが好ましいこともあるが、所望のパターン・データに従って前記露光ビームを調節する変調器に接続可能なクロック発振器の周波数によって決まる、任意の所与の時間で切断されることもある。もう１つのシステム・ピッチは、前記露光ビームの隣接する２つの平行な走査ライン間の距離を規定するＸピッチである。Ｘ方向における多数の走査ラインは、ストライプを形成することができる。互いに縫い合わされたストライプが、被加工物上に所望のパターンを形成する。

残念ながら、書き込み速度を高めるために複数の露光ビームを用いてパターン形成されたマスク、レチクル又は半導体ウェハは、ＣＤ（限界寸法）誤差が大きくなる。すなわち、被加工物にプリントされたライン又はフィーチャにおけるライン幅の均一性が低下する、且つ／又はフィーチャのエッジが粗くなるなど、ある種の副作用を示す可能性がある。

複数の露光ビームを用いて被加工物上にパターンを形成する際、ＣＤ誤差及び／又はフィーチャの粗さを増大させることなく、任意の種類のパターンをパターン形成できる方法及び装置が求められている。

したがって本発明の目的は、マルチビーム・パターン形成装置を使用する際に、ＣＤ誤差が増大する上記の問題を克服する、又は少なくとも低減させる被加工物のパターン形成方法を提供することである。

この目的は、とりわけ、電磁放射に感光する層により少なくとも部分的に被覆された被加工物を、複数の露光ビームを同時に用いてパターン形成する方法であって、前記被加工物上の前記パターンにおけるＣＤ誤差を低減させるために、前記複数の露光ビームの少なくとも１つのドーズ量を調節することによって、隣接する露光ビーム間の距離の公称値からのずれを補償する段階を含む方法により得られる、本発明の第１の観点に対するものである。

本発明による他の例示的な具体例では、ビームがエッジのフィーチャをパターン形成している場合のみ、前記ドーズ量を変更することができる。

本発明による他の例示的な具体例では、情報の収集が、フィーチャをパターン形成する前に実施できる。

本発明による他の例示的な具体例では、前記情報の収集の少なくとも一部が、パターン形成中に実施される。

本発明による他の例示的な具体例では、前記補償が、前記複数の露光ビームの少なくとも１つのストライプに沿って変化する。

本発明による他の例示的な具体例では、前記隣接するビーム間の距離が、被加工物上で決定される。

本発明による例示的な具体例では、電磁放射に感光する層により少なくとも部分的に被覆された被加工物を、複数の露光ビームを同時に用いてパターン形成する方法が提供される。その方法は、任意のビームが、基準ビームに対する実際の位置が企図された位置と異なっているかどうかを判定する段階と、誤って位置決めされたビームがフィーチャのエッジにプリントされる場合には、前記ビームに対する露光ドーズ量を調節する段階を含むことができる。

本発明による他の例示的な具体例では、前記調節が、前記複数の露光ビームの少なくとも１つのストライプに沿って変化する。

本発明による他の例示的な具体例では、前記実際の位置が被加工物上で測定される。

本発明による他の例示的な具体例では、前記隣接するビーム間の距離が、基準マークに基づく少なくとも１回の測定によって決定される。

本発明による他の例示的な具体例では、前記実際の位置が基準マークに基づいて測定される。

本発明の他の特徴及びその利点は、以下に示す本発明の好ましい実施例についての詳細な記述、及び添付の図１〜図５から明らかになるが、それらは例示のために示したものにすぎず、したがって本発明を限定するものではない。

以下の詳細な記述は図面を参照しながら行う。本発明を説明するために好ましい実施例について記述するが、それらは特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲を限定するものではない。当業者には、以下の記述について様々な同等の変形形態が認識されるであろう。

さらに、レーザ走査式パターン形成装置に関する好ましい実施例について記載する。ＩＲからＥＵＶまでの光線、Ｘ線、或いは電子ビーム、イオン・ビーム又は原子ビームなどの粒子ビームなどの、任意の露光手段が等しく適用できることが、当業者には明らかであろう。

さらに本発明を、例えばディスプレイなどに周期的パターンを形成するためのマスク又はレチクルの製造に関して記載する。本発明の方法及び装置が、マスク、レチクル、ディスプレイ又は他の半導体構成要素における任意のパターン、すなわち大面積パターン並びに小面積パターンの直接書き込みに、同様に適用できることが、当業者には明らかであろう。

図４は、従来技術によるレーザ式パターン形成装置の例示的な実施例を示している。この例示的な実施例では、支持構造体１３が被加工物１０を支持している。前記被加工物１０上に対象画素を形成するための光学系２及び最終レンズ３を備えた書き込みヘッドが、案内レール１６に沿って、本質的にｘ方向（１５）に沿って摺動するキャリッジ１４に配置されている。図１では、キャリッジ１４と共に移動する部分を斜線付きで示してある。案内レール１６は、本質的にｙ方向（９）に沿って移動する。例示的な一実施例では、前記案内レールはステップ移動され、前記キャリッジ１４は連続移動するが、この場合、段階的な移動は低速方向に対応し、連続的な移動は高速移動に対応する。他の例示的な実施例では、前記案内レール１６を連続移動させ、前記キャリッジ１４をステップ移動させてもよい。さらに他の実施例では、前記案内レール１６を連続移動させ、前記キャリッジ１４も連続移動させてもよい。前述の実施例では、被加工物１０をパターン形成する間、それを定位置に保持することができる。支持構造体１３を、振動減衰構造体１８の上に配置することができる。前記振動減衰構造体は、好ましくは高密度材料により製造でき、さらに振動を減衰させるために、エア・クッションによって支持することもできる。

図４では、見やすいように案内レールの遠端の脚部が省略されている。光学系２は走査ラインを生成する。すなわち、案内レールに沿ったそれぞれのｘ位置に対してｙ方向に、通常は数百の画素を書き込むことができる。多数の走査ラインがストライプを形成する。完成したパターンは選択された書き込み方式に応じて、互いに一部がオーバーラップした、又は互いにオーバーラップしていない多数のストライプを含む。一実施例では、前記光学系２は、変調器１３８、コリメータ・レンズ組立体１４４及び偏向器１３９を備えている（図１参照）。変調器１３８を用いて、放射源１７からの照射時間及び／又は電磁放射の強度を変更することができる。前記変調器１３８は、例えば通常の音響光学変調器、又は本質的に同じ機能を有する任意の他の変調器とすることができる。前記走査ラインを生成するために、偏向器を用いて放射ビームを偏向させることができる。偏向器は音響光学偏向器とすることができる。変調器にクロック発振器を接続することが可能であり、クロック発振器は５０ＭＨｚの周波数を用いることができる。走査ラインの長さ、すなわちストライプの幅は２００μｍとすることができる。前記走査ラインは約８００画素を含むことができる。

他の実施例では、前記光学ヘッド２は前記偏向器１３９のみを備えている。前記実施例では、変調器１３８をレーザ源１７から一定の位置に配置することができる。

放射はレーザ源１７によって発生させることができ、レーザ源１７は案内レールに固定して取り付けても、前記案内レールから切り離してもよい。レールに沿って移動する間、横方向の位置、角度及び断面が実質的に変わることなく、放射がキャリッジ１４上のピックアップ光学系２１に当たるように、光学系１９によって放射を本質的に案内レール１６に平行な方向に拡張、視準、均一化及び発射することができる。

レーザ源は、連続式又はパルス式のレーザ源とすることができる。レーザの波長は、例えば４１３ｎｍとすることができる。

案内レール１６と被加工物との位置調整は、通常の形で干渉計を用いることによって実施できる（例えば、本発明と同じ出願人に譲渡された米国特許第５６３５９７６号を参照のこと）。要するに、本明細書の各図面には示されていない制御ユニットが、記憶装置からパターン・データを読み込む動作を開始し、命令又は指令信号を、案内レール１６の移動を制御するサーボ・ユニットに送ることができる。クロック発振器は、データ送出装置、変調器１３８及び偏向器１３９の動作を同期させるクロック信号を発生させることができる。制御ユニットは、被加工物１０に対する案内レールの正確な位置決めを行うことができる。変調器１３８及び偏向器は同一のクロック信号によって駆動させることが可能であり、それによって高い精度がもたらされる。移動する装置（ここでは案内レール１６）に取り付けられた干渉計、検出器及びミラーなどの位置監視装置は、被加工物１０及び最終レンズ３に対する案内レール１６の位置を監視することができる。前記位置監視装置は、案内レール１６を移動させることが可能な電気モータと共にサーボ機構を形成する。前記サーボ機構によって、案内レール１６の移動を正確に制御することが可能になる。ある周波数を有するクロック発振器は、ある波長を有する干渉計と共に初期のシステム格子を規定することができる。干渉計のうちの１つの周波数が変化すると、その干渉計を用いてＸ方向又はＹ方向の位置を制御できるようになり、初期のシステム・ピッチを変更することが可能になる。１つの干渉計のみを用いることができ、その場合、２つの方向における位置決めを制御するために、ビーム・スプリッタを用いて前記レーザ・ビームの２つの分岐を生じさせることが可能である。一方の分岐における波長の変更、又はある係数による初期スケールの拡大縮小を用いて（すなわち、Ｘ及びＹ方向について別々にスケールを設定することが可能である）、初期のシステム・ピッチを変更することができる。

被加工物１０は適当な形態で、例えば前記支持構造体１３の少なくとも１つの端部に配置された圧電アクチュエータによって移動させることができる。

図４に示した例示的な実施例では、前記被加工物１０は本質的に、ｘ−ｙ平面に平行に配置されている。このｘ−ｙ平面は、水平面でも鉛直面でもよい。前記ｘ−ｙ平面が鉛直面に平行な場合、前記被加工物は直立の基板であると言える。直立の基板を伴う装置は、水平な基板を有する機械よりも必要なクリーン・ルームの面積、占有面積が本質的に小さいが、どちらの実施例でも、必要なクリーン・ルームの面積は従来使用されている装置よりも小さい。直立の基板１０の場合、水平面に平行な基板に比べて粒子の落下する露光領域を著しく低減させることができるため、前記基板は汚染による影響を受けにくくなる可能性がある。他の実施例では、前記基板を水平面から０〜９０°の任意の角度に傾けてもよい。

直立の基板に伴う他の特徴は、本質的に鉛直面に平行な基板を用いると、水平面と平行な基板を有するときには多かれ少なかれ避けることができない、いわゆるサグを、多少解消することが可能になることである。サグは、自重による被加工物の変形と定義される。サグのパターンは、基板に対する支持構造体のタイプ、支持構造体の数、並びに前記基板自体の大きさ及び形状に依存する。

ステッピング・モータ又はリニア・モータによって案内レールを移動させることができる。案内レールが空気軸受上を摺動するようにしてもよい。案内レール１６の脚部のそれぞれの下に、１つの空気軸受を設けることができる。他の実施例では、前記案内レールの前記脚部を互いに連結し、それによって、前記キャリッジがその上をｘ方向に移動する上側部分と、ｙ方向に沿って空気軸受を備える下側部分とを有するフレーム構造体を形成できる。前記下側部分は前記振動減衰構造体１８より下にある、すなわち、被加工物よりも上に上側部分を、被加工物よりも下に下側部分を有する前記フレーム構造体の中空部分が、前記被加工物の上を移動することになる。

前記案内レール又は前記支持構造体１３に対する微細な位置決めが存在してもよい。前記微細な位置決めは、機械的及び／又は電気的なサーボ機構の形態にすることができる。一実施例では、前記ｙ方向の移動を実施するために、前記案内レール上で動作する２つのリニア・モータが存在してもよい。前記リニア・モータは、案内レールを回転させるように動作させることによって、前記微細な位置決めを実施できる。

支持構造体１３の端部の支持体に、支持構造体１３をｙ方向に移動させる圧電アクチュエータを取り付けることができる。前記アクチュエータは、前記干渉計、検出器及びミラー、並びに案内レール１６の位置に対する支持構造体１３の位置を検知するフィードバック回路を含む、制御システムからのアナログ電圧によって駆動させることができる。各アクチュエータは同時に、ステッピング・モータにおける限られた分解能、及び案内レール１６の非直線的な移動を補正することができる。アクチュエータはそれぞれ、１００μｍの移動範囲を有することができる。

前記支持構造体１３に取り付けられたアクチュエータによって案内レールの非直線的な移動を補償する代わりに、前記ステッピング・モータ又はリニア・モータの限られた分解能を補償することができるように、前記案内レール自体を調節してもよい。同様にアクチュエータを前記案内レールに取り付けることも可能であり、また干渉法によって、案内レールに対する支持構造体の位置を常に監視することができる。

図４に示した実施例では、キャリッジ１４は、案内レール１６に沿って空気軸受２２の上を摺動することができる。それを電気リニア・モータ２３によって駆動することが可能であり、電気ケーブル及び空気供給管を除けば、レール１６とキャリッジ１４との間に物理的な接触は存在しないことになる。キャリッジ１４に作用する力は、非接触型モータ２３及び慣性からの力だけである。

案内レール１６の直線性に関する誤差、又は他の系統的な形状の誤差を補償するために、較正が可能である。機械を組み立てた後、試験プレートの書き込み又は測定を行い、書き込み／測定の誤差を評価しなければならない。誤差は較正用ファイルに格納され、後続の書き込みの間に補償として制御システムに送られる。

前記最終レンズ３のすぐ上に取り付けられた前記光学系２内の前記音響光学偏向器は、走査ラインを生成することができる。画素は３００×３００ｎｍ、各走査ラインの幅は２００μｍとすることができる。レンズは、４ｍｍの焦点距離を有するＮＡ＝０．５のフラット・フィールド補正レンズとすることができる。

ｘ方向の微細な位置決めは、最終レンズ３が正しい位置にあるときの走査開始パルスのタイミングに基づくことができる。ｙ方向については、独国特許出願公開４０２２７３２（Ａ１）に記載された音響光学走査に沿ってデータを移動させるデータ遅延機能によって、前述の機械的なサーボ機構を補うことができる。これは、位置制御のバンド幅を１００Ｈｚ超まで高める、慣性のないフィード・フォワード制御システムと同等である。

前記キャリッジの行程（ストローク）から行程まで間の許容可能な角度のずれは、１０マイクロラジアン未満であり、前記行程に沿って焦点の移動があってはならない。これはいくつかの方法で解決可能である。まず、案内レール１６に対するキャリッジ１４の位置が適切に定められ、外部の空気の圧力及び温度と無関係になるように、キャリッジ１４があらかじめ負荷を与えて剛性を高めた空気軸受上を動くようにする。不完全な案内レールにより、走査ラインに沿って書き込み誤差が生じる可能性もある。しかし、この誤差を較正中に測定して補正曲線として格納し、書き込み中に位置フィードバック・システムへ送り、補償を行うことができる。視準及びビーム形成用の光学系１９によってレーザ・ビームを操作することにより、焦点を一定に保つことができる。

次に図１を参照すると、被加工物をパターン形成するためのマルチビーム光学系１００は、本発明から利益を得ることのできるシステムの一実施例となり得る。マルチビーム光学系は、レーザ源１７、レーザ・ビーム１０１、回折光学素子（ＤＯＥ）１２８、変調器のレンズ組立体１３０、変調器１３８、コリメータ・レンズ組立体１４４、プリズム１２４、音響光学偏向器１３９、最終レンズ３及び被加工物１５０を備えている。

レーザ源１７は、４１３ｎｍの出力波長を有することができるが、他の波長を用いてもよい。レーザ源は、連続的に又はパルスの形でレーザ放射を出力する。

回折光学素子ＤＯＥ１２８は、単一のレーザ・ビームを複数のレーザ・ビーム、例えば３、５又は９個のビームに分割することができるが、１つ又は複数のＤＯＥ１２８を入れることによって、任意の数のレーザ・ビームを生成することが可能になる。

変調器のレンズ組立体１３０は、個々のレーザ・ビームのそれぞれを変調器１３８に集束させることができる。

変調器１３８は、入射する集束した複数のレーザ・ビームを別々に調節することができる。変調器１３８は、音響光学変調器とすることができる。

プリズム１２４は、レーザ・ビームの光学経路の広がりを圧縮するためにのみ、この構成に入れることができる。

コリメータ・レンズ組立体１４４は、変調器から来る個々の分岐したレーザ・ビームそれぞれを視準することができる。コリメータ・レンズ組立体は、レーザ・ビームを被加工物１５０、１０上に正確に分割することを可能にする。

音響光学偏向器１３９は、前記走査ラインを形成するために、露光レーザ・ビームを被加工物１０上へ偏向させることができる。最終レンズは、複数の露光レーザ・ビームを被加工物１５０、１０上に集束させることができる。

最終レンズ３及び変調器１３８は、相互の距離を固定して配置しても移動可能に配置してもよい。少なくとも２つのレンズ備えたコリメータ・レンズ組立体１４４は、電動式レールの上に配置しても、圧電式の移動など他の適切な手段によってその内部位置又は絶対位置を変更してもよい。コリメータ・レンズ組立体の被加工物１５０からの距離を変化させること、及び前記コリメータ・レンズ組立体の焦点距離を変化させることによって、被加工物１０上でのレーザ・ビームの間隔を変更することができる。

被加工物１０上の個々のレーザ・ビームの間隔を変更する他の方法として、変調器における個々のレーザ・ビームの間隔が変更されるように、変調器のレンズ組立体１３０を調節してもよい。

被加工物上の個々のレーザ・ビームの間隔を変更するさらに他の方法として、ＤＯＥ１２８を機械的に引き伸ばし、それによって回折格子のピッチを変更することが可能であり、それによって、被加工物上におけるビームの間隔に所望の変化が生じるようになる。

図２は、ＡＯＤ１３９及び最終レンズ３を備えた光学系２の例示的な実施例の拡大図を示している。個々の露光レーザ・ビーム間の初期間隔を、１０１ａ、１０１ｂ及び１０１ｃで示している。ここでは、３つの露光レーザ・ビームが用いられ、図２ではａ又はｂで示した隣接する２つの露光レーザ・ビームの間隔は、９．７５μｍとすることができ、図２ではｃで示した隣接していない２つの露光レーザ・ビーム、すなわち最も左側の露光レーザ・ビーム１０１ａと、最も右側の露光ビーム１０１ｃとの間隔は、１９．５μｍとすることができる。ビームの間隔は本質的に、前記ＡＯＤ１３９によって露光ビームを走査する方向に対して垂直にすることができる、すなわち、前記間隔がＸ方向に延び、前記露光レーザ・ビームの走査がＹ方向に延びている場合、それは走査ラインがＹ方向に、ストライプがＸ方向に延びることを意味する。複数の露光ビームによる書き込み方式では、個々の露光レーザ・ビーム間の初期間隔を、Ｘ方向のシステム・ピッチのちょうど整数倍にする、又は整数倍に近くすることができる。

個々のレーザ・ビーム間のＸ方向の間隔が、前記Ｘ方向のシステム・ピッチの大きさの整数倍ではない場合、パターン中にエッジ粗さ及びパターンに依存するＣＤ（限界寸法）のばらつきが現れる可能性がある。

図３ａは、３本の露光ビーム３１０、３２０、３３０の場合に生じ得る、隣接する露光ビーム間の個々の距離が異なった状態を示している。複数の露光ビームは、被加工物上に複数の走査ラインを同時に形成できる。

複数の露光ビームの第１の走査を、任意の距離のところに複数の露光ビームの第２の走査から分離することができる。

ここでは、図３ａに３６０で示した露光ビーム３１０と露光ビーム３２０との間の距離は、図３ａに３８０で示した露光ビーム３２０と露光ビーム３３０との間の距離より大きくなっている。この場合、距離３６０を隣接する露光ビーム間の公称距離とすることができ、したがって、距離３８０は隣接する露光ビーム間の公称距離より小さい可能性がある。

被加工物に当たることができる露光ビーム３１０、３２０、３３０は、走査ライン３１０Ａ、３２０Ａ、３３０Ａ、３１０Ｂ、３２０Ｂ、３３０Ｂ、３１０Ｃ、３２０Ｃ、３３０Ｃを生成する。隣接する各露光ビームの間隔／距離３６０、３８０が等しい場合には、走査ライン３１０Ａ、３２０Ａ、３３０Ａ、３１０Ｂ、３２０Ｂ、３３０Ｂ、３１０Ｃ、３２０Ｃ、３３０Ｃのすべてを、被加工物上に互いに等距離で書き込むことができる。しかし、図３ａに示したような露光ビームを用いると、複数の露光ビームの第１の走査と後続の任意の走査との間で選択された距離にかかわらず、各走査ラインが隣接する走査ラインに対して等間隔に現れることはない。図３ｂに例示したパターンは、露光ビーム相互の間隔、並びに複数の露光ビームの２つの連続する走査の間隔、例えば走査ライン３１０Ａと走査ライン３１０Ｂとの間の距離に応じて変わる可能性があるが、図３ａに示した露光ビーム、及び２つの連続するマルチビームによる露光間のある特定の距離に対しては、図３ｂが妥当である。

図３ｂに示した走査ラインを形成する円は、それぞれの露光ビームの個々の露光スポットと解釈することができる。走査ラインに沿った２つの隣接する円の間の距離は、前記方向における解像度の尺度となり得る。２つの隣接する円間の距離が短くなるほど、解像度が高くなる。図３ｂに示した距離は一例にすぎず、走査ラインに沿った２つの隣接する円間の距離は、任意の値に設定されるように選択可能である。

図３ａの矢印３５０は、被加工物上に複数の走査ライン３１０Ａ、３２０Ａ、３３０Ａ、３１０Ｂ、３２０Ｂ、３３０Ｂ、３１０Ｃ、３２０Ｃ、３３０Ｃを生成する、複数の露光ビーム３１０、３２０、３３０の走査方向を示している。矢印３７０によって、光学ヘッドを被加工物に対して移動させる方向を示すことができる。

図３ａに示した露光ビームを用いると、複数の露光ビームの第１の走査と第２の走査との間に特定の距離を用いることによって、結果として得られる書き込みの状態が図３ｂに示したようにできる。図３ｂから、プリントされたパターンには、ＣＤの均一性及び粗さに伴ういくつかの問題が存在する可能性があることを容易に理解できる。３１０Ａ、３２０Ａ、３３０Ａは、第１の走査における走査ラインを示している。３１０Ｂ、３２０Ｂ、３３０Ｂは、第２の走査における走査ラインを示している。３１０Ｃ、３２０Ｃ、３３０Ｃは、第３の走査における走査ラインを示している。一部の走査ライン、例えば走査ライン３１０Ｂ及び３３０Ａ、３１０Ｃ及び３３０Ｂは、この例示的な実施例では３２０Ａ及び３１０Ｂ、３２０Ｂ及び３１０Ｃで表される公称オーバーラップよりも、相互のオーバーラップが大きくなっている。一部の走査ラインは相互のオーバーラップがより小さく、この例示的な実施例では３３０Ａ及び３２０Ｂ、３３０Ｂ及び３２０Ｃは全くオーバーラップしていない。隣接する露光ビーム間の距離に誤差がある可能性がある。すなわち、一部の露光ビームが企図された位置で被加工物に当たらない理由は、露光ビームの企図された位置と露光ビームの実際の位置との間に差異があることにある。したがって、その結果得られる走査ラインは企図された位置に書き込まれないことになる。１つ又は複数の露光ビームの企図された位置からの差異が大きくなるほど、その影響は顕著になる。被加工物上での走査ラインのオーバーラップが均等でないと、例えばＣＤの均一性が不適切になるなど、その結果得られる書き込みの品質に影響を及ぼす可能性がある。

図３ｃには、図３ａに示した露光ビーム、及び図３ｂに示した書き込み状態を用いることにより、ライン３９２、３９４によって規定される２つの画素ラインの書き込みについて、異なる３つの可能性が示してある。公称幅の場合、すなわち図３ｃの上側の図では、走査ライン３１０Ｂ及び３２０Ａによって２つの画素ラインを書き込むことができる。走査ライン３１０Ｂ及び３２０Ａは互いに最適にオーバーラップすることが可能であり、したがって、これら２つの走査ライン３１０Ｂ及び３２０Ａは、その公称幅でラインを書き込むことができる。

公称幅より小さい場合、すなわち図３ｃの中央の図では、走査ライン３１０Ｂ及び走査ライン３３０Ａによって２つの画素ラインが書き込まれる。この場合、走査ライン３１０Ｂ及び３３０Ａが互いに近すぎる、すなわち相互の公称距離よりも小さいため、相互のオーバーラップが大きすぎる可能性がある。公称幅よりも小さい場合には、２つの画素ラインが狭くなりすぎる。

公称幅より大きい場合、すなわち図３ｃの下側の図では、走査ライン３３０Ａ及びビーム／画素３２０Ｂによって２つの画素ラインが書き込まれる。この場合、オーバーラップは全く存在せず、したがって、２つの画素ラインはその公称幅に比べて広くなりすぎる。広くなりすぎる理由は、走査ライン３３０Ａに最も近い走査ラインが、走査ライン３３０Ａからの公称距離よりも遠くにある走査ライン３２０Ｂであることにある。

図３ｄは、２つの画素ラインの書き込みが公称値よりも小さいケースをどのように解決するかについて、本発明による例示的な一実施例を示している。画素３３０Ａのドーズ量を高めることによって、前記２つの画素ラインをその公称幅で書き込むことが可能になる。

図３ｂには、どの画素がどの領域を露光するかについての情報が存在する。そうした情報及びパターン・データが与えられれば、実際にそうしたフィーチャを露光する前に、どの画素が前記パターン・データ中の任意の特定のフィーチャを露光するのかを予測することが可能である。ビーム間の間隔及び書き込みの原理が分かれば、図３ｂに示したパターンを容易にシミュレートすることができる。

ｘ番のフィーチャを有するあるパターンを露光することについて想像されたい。ある書き込み原理、例えば特定の走査ラインのあるオーバーラップ、及び複数のビームを露光するある順序を選択した場合、ある書き込み状態で終わり、それが図３ｂに示したものになる可能性もある。任意の特定のフィーチャを露光する前に、図３ｃに例示したような公称状態からの相違に気付くであろうし、また図３ｄ及び３ｅに例示したように、それを補正できる可能性もある。あるパターンを露光する前に、書き込みのシミュレーション／計算を行うことが可能である。そうしたシミュレーション／計算の結果を、どの画素がどの領域を露光するかに関するテーブルにすることができる。書き込み方式が異なれば、異なる書き込み状態で終わり、したがって異なるテーブルになる。そうしたテーブルを、パターン形成されるパターンと照合することができる。そうすることによって、露光ビーム間の距離の違いが図３ｃに例示したような状態で終わるということは、どの（１つ又は複数の）画素を補償しなければならないのかを明らかにすることができる。

図３ｂから明らかなように、露光ビーム間の距離の誤差は規則正しいパターンとして現れる可能性がある。しかし図３ｃに示すように、そうした誤差のための補償又は補正は、誤差のある露光ビームが、プリントされるフィーチャのエッジに現れる場合にのみ妥当なものとなり得る。図３ｃでは、３３０Ａは企図された位置から外れて書き込まれた走査ラインである。企図された位置から外れた位置を有する走査ラインがフィーチャのエッジに現れたときには、最終的なパターンのＣＤ品質を向上させるために、いくつかの補正を行うことができる。

先に説明したように、隣接する異なる露光ビーム間の距離が異なる可能性があるため、走査ラインが企図されていない位置に現れることがある。ビームの少なくとも１つを基準ビームとみなし、正確な企図された位置に配置することができ、また、それは常に可能である。最初のビームを基準ビームとして選択してもよい。基準ビームとして任意のビームを選択することができるが、正しく位置決めされたビームを選択することによって、１つ又は複数の他のビームも、企図された位置に正しく位置決めされるように配置できる可能性が高められる。企図された位置を、個々の露光ビーム間のあらかじめ定められた距離に関連付けることができる。露光ビームを互いに等距離になるように定めてもよいが、隣接する異なるビームが互いに等距離にないように企図される場合もあり得る。

図５は、隣接する露光ビームＡ、Ｂをｙ方向に走査する際、前記ビーム間のｘ方向距離を測定する例示的な実施例を示している。この測定は、ミアンダ形状のパターン５１０に対して実施される。ミアンダ形状のパターン５１０は、ガラスの背板上に、それぞれ＋４５度及び−４５度のクロム線５１２及び５１４を有している。他の角度を用いることも可能であり、選択される角度は露光ビームの数に依存することがある。２つの露光ビームＡ、Ｂがミアンダ・パターン５１０の上をｙ方向に走査すると、前記露光ビームＡ、Ｂは、反射検出器によって検出可能な２組の反射信号５２０、５３０を発生させることができる。簡単な三角法から、２つのビームＡ、Ｂの間の物理的なｘ方向距離は、２つの反射信号５２０、５３０の間隔に等しいことが分かる。ミアンダ形状のパターン５１０に生じる可能性のある回転に対処するために、露光ビームＡ、Ｂの間隔を、ミアンダ形状のパターン５１０を２回１８０度回転させた測定値の平均値として得ることが必要になる場合がある。間隔の測定値が有効であるためには、それを、測定窓内に見られる２つの露光ビームＡ、Ｂに対する４つの反射ピークの合計（Ｎ本のビームについて２×Ｎの反射）としなければならない。

本発明による他の実施例では、企図された位置にない走査ラインの補正を、前記走査ラインがフィーチャのエッジに書き込まれているかどうかにかかわらず調節することができる。前の走査ラインが書き込まれるべきか（露光ビーム・オン）、又は書き込まれるべきでないか（露光ビーム・オフ）の情報を得ることが可能な１つ又は複数のテーブルを作製することができる。図３ｃの中央の図では、前の走査ライン３１０Ｂが書き込まれるべきであり、そうした場合には、２つの画素ラインの公称幅を得るために、走査ライン３３０Ａに対する強度を高めることができる。前の走査ラインが書き込まれたときには、常に走査ライン３３０Ａに対する強度を高めることができる。例えばあるフィーチャ内では、前の走査ラインが書き込まれているため、走査ライン３３０Ａ、Ｂ、Ｃなどの強度を高めることができる。

図３ｃの下側の図では、走査ライン３３０Ａの前に、前の走査ラインが書き込まれるべきではない。そうした場合には、走査ライン３３０Ａがフィーチャのエッジに書き込まれるかどうかにかかわらず、走査ライン３３０Ａに対する強度を低下させるべきである。

前の走査ラインが書き込まれるべき場合に、少なくとも１つの走査ラインをどう処理するかについての第１の情報テーブル、及び前の走査ラインが書き込まれるべきではない場合に、少なくとも１つの走査ラインをどう処理するかについての第２の情報テーブルを持つことができる。

前述の実施例では、走査ラインが図３ｂの矢印３７０によって示される方向に書き込まれる。前記走査ラインを書き込む前記方向を逆転させる場合、特定の走査ラインに対する強度を増減させるための他の条件が存在し得ることが、当業者には容易に理解される。そうした条件が、前記前の走査ラインが書き込まれたかどうかである可能性もある。前の走査ラインとは、任意の所与の走査ラインに最も近い走査ラインのことであり、例えば、特定のパターンを生成するために選択された書き込み原理を用いることによって、図３ｂの３１０Ｂに対する前のラインは３２０Ａになる。

特定の走査ラインに対する強度の補償は、実行時、パターンを書き込む間に前記テーブル中の情報を用いることによって実施できる。

本発明による他の例示的な実施例では、ストライプに沿った隣接する露光ビームの間隔のばらつきに対して補償を行うことができる。例えば、ストライプの最初には露光ビームの間隔の第１のパターンが、ストライプの最後には露光ビームの間隔の第２のパターンが存在する場合がある。その理由は不完全な光学要素にある可能性がある。間隔は、複数の露光ビームの走査方向に垂直な方向だけではなく、前記複数の露光ビームの走査方向にも変化する可能性がある。間隔のパターンをストライプの様々な位置で検出し、テーブルに格納することができる。隣接する露光ビームの間隔のばらつきの補償は、前記ストライプに沿って行われる。ある露光ビームの強度に適当な変化を与えることによって、前記被加工物上に書き込まれるフィーチャの寸法を、前記補償が行われなかった場合よりもその公称幅に近づくように書き込むことができる。例示的な一実施例では、露光ドーズ量Ｄ＝ｆ（ｂｅａｍ＃、ＳｔｒｉｐＸｐｏｓ）であり、ｂｅａｍ＃は当該の特定の露光ビーム、ＳｔｒｉｐＸｐｏｓはストライプの位置、すなわち走査の最初の部分、ストライプの中央部、ストライプの最後、又はストライプに沿った他の任意の位置である。

これまで詳述してきた好ましい実施形態及び実施例を参照して本発明を開示するが、これらの実施例は限定的なものではなく例示的なものであることを理解されたい。当業者には変更形態及び組み合わせが容易に思い浮かぶであろうが、そうした変更形態及び組み合わせは、本発明の趣旨及び以下の特許請求の範囲の範囲内であると考えられる。例えば、米国特許第５６３５９７６号に開示されるように、案内レールが定位置にある状態で、支持構造体がある方向に、光学系が垂直方向に移動することができる。

マルチビーム光学系の概観図。 ３つの露光ビームと共に、偏向器及び最終レンズを示す図。 個々のビーム間で異なる間隔を有する複数のビームを示す図。 図３ａに示したビームを用いることによる書き込み状態を示す図。 図３ａに示したビームを用いて２つの画素ラインを書き込む場合の様々な可能性を示す図。 本発明に従って、補正寸法を用いてラインをプリントする例示的な一実施例を示す図。 本発明に従って、補正寸法を用いてラインをプリントする例示的な他の実施例を示す図。 従来技術によるレーザのパターン形成装置の実施例を示す図。 露光ビーム間の分離距離を決定するときに用いられる、ミアンダ・パターンの例示的な実施例を示す図。

Claims (12)

1. 電磁放射に感光する層により少なくとも部分的に被覆された被加工物を、複数の露光ビームを同時に用いてパターン形成する方法において、
   前記被加工物の前記パターンにおけるＣＤ誤差を低減させるために、前記複数の露光ビームの少なくとも１つのドーズ量を調節することによって、隣接する露光ビーム間の距離の公称値からのずれを補償する段階を含む、被加工物をパターン形成する方法。
2. 電磁放射に感光する層により少なくとも部分的に被覆された被加工物を、複数の露光ビームを同時に用いてパターン形成する方法において、
   前記被加工物にパターン形成されるパターン中のどのフィーチャをどのビームが露光するかについての情報を収集する段階と、
   隣接する露光ビーム間の距離を決定する段階と、
   前記複数の露光ビームの少なくとも１つのドーズ量を調節することによって、隣接する露光ビーム間の距離の公称値からのずれを補償する段階と
   を含む、被加工物をパターン形成する方法。
3. 前記ビームがエッジのフィーチャをパターン形成している場合のみ、前記ドーズ量を変更する、請求項２に記載された被加工物をパターン形成する方法。
4. 前記情報の収集を、前記フィーチャをパターン形成する前に実施する、請求項２に記載された被加工物をパターン形成する方法。
5. 前記情報の収集の少なくとも一部を、前記パターン形成中に実施する請求項２に記載された被加工物をパターン形成する方法。
6. 前記補償が、前記複数の露光ビームの少なくとも１つのストライプに沿って変化する、請求項１又は請求項２に記載された被加工物をパターン形成する方法。
7. 前記隣接するビーム間の距離を、被加工物上で決定する、請求項２に記載された被加工物をパターン形成する方法。
8. 電磁放射に感光する層により少なくとも部分的に被覆された被加工物を、複数の露光ビームを同時に用いてパターン形成する方法において、
   任意の前記ビームの基準ビームに対する実際の位置が、企図された位置と異なっているかどうかを判定する段階と、
   誤って位置決めされたビームがフィーチャのエッジにプリントされる場合、前記ビームに対する露光ドーズ量を調節する段階と
   を含む、被加工物をパターン形成する方法。
9. 前記調節が、前記複数の露光ビームの少なくとも１つのストライプに沿って変化する、請求項８に記載された被加工物をパターン形成する方法。
10. 前記実際の位置を、前記被加工物上で測定する、請求項８に記載された被加工物をパターン形成する方法。
11. 前記隣接するビーム間の距離を、基準マークに基づく少なくとも１回の測定によって決定する、請求項２に記載された被加工物をパターン形成する方法。
12. 前記実際の位置を、基準マークに基づいて測定する、請求項８に記載された被加工物をパターン形成する方法。
    

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