JP2875125B2 - System for recording data patterns on planar substrates - Google Patents

System for recording data patterns on planar substrates

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JP2875125B2
JP2875125B2 JP34668692A JP34668692A JP2875125B2 JP 2875125 B2 JP2875125 B2 JP 2875125B2 JP 34668692 A JP34668692 A JP 34668692A JP 34668692 A JP34668692 A JP 34668692A JP 2875125 B2 JP2875125 B2 JP 2875125B2
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の背景】この発明は写真手段の発生に関し、かつ
より特定的には半導体産業において使用されるマスクお
よびレチクルの発生に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the generation of photographic means, and more particularly to the generation of masks and reticles used in the semiconductor industry.

【0002】半導体産業における先行技術は写真手段を
発生するために金属層の頂部上に堆積されたフォトレジ
ストの層を露光させるために異なる方法を使用する。露
光の後、フォトレジストは現像されかつ金属層をエッチ
ングするためのマスクとして使用される(典型的には水
晶上に堆積されたクロム)。現像工程が伴われるので、
パターンは露光の際には検査され得ない。現像工程の第
2の不利は複数ステップの工程を使用することによって
引き起こされる欠陥の数の潜在的な増加である。写真製
版のない写真手段を発生するための先行技術の試みは金
属またはポリマ層のアブレーションを含む。これらの試
みは完全には成功せず、なぜならエキシマレーザによっ
てのみ発生された非常に短い波長がクリーンアブレーシ
ョンのために必要とされるからである。エキシマレーザ
は低い繰返し速度を有し、それは高いデータ速度応用に
おけるそれらの使用を妨げた。液晶のような従来の光弁
はエキシマレーザの短い波長を十分に通過しない。
The prior art in the semiconductor industry uses different methods to expose a layer of photoresist deposited on top of a metal layer to generate photographic means. After exposure, the photoresist is developed and used as a mask to etch the metal layer (typically chromium deposited on quartz). Because it involves a development process,
The pattern cannot be inspected during exposure. A second disadvantage of the development process is the potential increase in the number of defects caused by using a multi-step process. Prior art attempts to generate photographic means without photolithography include ablation of metal or polymer layers. These attempts have not been entirely successful because very short wavelengths generated only by excimer lasers are needed for clean ablation. Excimer lasers have low repetition rates, which has hindered their use in high data rate applications. Conventional light valves, such as liquid crystals, do not adequately pass the short wavelengths of excimer lasers.

【0003】[0003]

【発明の概要】この発明に従って、変形可能なミラー空
間光変調器が導波型エキシマレーザとともに使用され、
各レーザパルスで多数のデータビットを記録する。変形
可能なミラー光変調器はテキサス・インスツルメンツ・
インコーポレーテッド(Texas Instrume
nts Inc.)(テキサス)によって製造された装
置であり、かつその動作原理は米国特許第4,441,
791号によって含まれる。その動作の詳細な説明は
L.J.ホーンベック(Hornbeck)による「変
形可能なミラー空間光変調器(Deformable−
Mirror Spatial Light Modu
lators)」(1989年SPIEの議事録第11
50巻)の論文において与えられる。この装置に関する
さらなる詳細な何もここに与えられないであろう。変形
可能なミラーアレイは約100対1の典型的な縮小率で
ポリマ被覆された水晶基板上に像を描かれる。大きな縮
小率に起因して、変形可能なミラー上のエネルギー密度
はポリマにおけるものより何千倍も低く、こうしてポリ
マはミラーに対する損害なしにアブレーションされ(a
blate)得る。アブレーションの副産物としての固
体廃棄物(主として炭素)を避けるために、アブレーシ
ョンは不活性ガス(燃焼を防ぐために)の雰囲気かまた
は酸素雰囲気(固体廃棄物の燃焼を完了させるために)
においてなされる。2レベルのポリマ被覆が移相マスク
を発生するために使用され得る。この発明の目的は、半
導体産業のためのマスクおよびレチクルのような写真手
段を発生するための速いかつ写真製版のない方法を提供
することである。この発明のさらなる目的は写真手段を
それが、書込まれたデータと写真手段の透過とを比較す
ることによって発生されているのと同時に実証すること
である。この発明の別の目的は位相シフトマスクを発生
しかつ実証することである。この発明のさらに別の目的
は写真手段発生およびフォトレジストの上に直接像を描
く(すなわちシリコンウエーハ上への直接書込み)こと
の双方に適する装置を有することである。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a deformable mirror spatial light modulator is used with a guided excimer laser.
A number of data bits are recorded with each laser pulse. Deformable mirror light modulators are available from Texas Instruments
Incorporated (Texas Instrument)
nts Inc. ) (Texas) and its operating principle is U.S. Pat. No. 4,441,441.
No. 791. A detailed description of the operation is given in L. J. “Deformable Mirror Spatial Light Modulator (Deformable-) by Hornbeck
Mirror Spatial Light Modu
lors) "(The minutes of the 1989 SPIE, 11th edition)
50). No further details regarding this device will be given here. The deformable mirror array is imaged on a polymer coated quartz substrate at a typical reduction ratio of about 100: 1. Due to the large reduction ratio, the energy density on the deformable mirror is thousands of times lower than in the polymer, so that the polymer is ablated without damage to the mirror (a
bate). To avoid solid waste (primarily carbon) as a by-product of ablation, ablation is performed in an atmosphere of an inert gas (to prevent combustion) or an oxygen atmosphere (to complete the combustion of solid waste).
Made in Two levels of polymer coating can be used to generate the phase shift mask. It is an object of the present invention to provide a fast and photolithographic free method for generating photographic means such as masks and reticles for the semiconductor industry. It is a further object of the invention to demonstrate the photographic means at the same time that it is being generated by comparing the written data with the transmission of the photographic means. Another object of the present invention is to generate and demonstrate a phase shift mask. It is yet another object of the present invention to have an apparatus suitable for both photographic means generation and direct imaging on photoresist (ie, direct writing on silicon wafers).

【0004】この発明のこれらのおよび他の目的は図面
に関連して行なわれる以下の説明で明らかになるであろ
う。
[0004] These and other objects of the present invention will become apparent in the following description taken in conjunction with the drawings.

【0005】[0005]

【発明の説明】図1を参照すると、2次元的な変形可能
なミラーの空間光変調器1がエキシマレーザ3によって
発生されかつミラー4によって変調器1上へと向けられ
る光2のパルス化されたビームによって照射される。1
における変形可能なミラーが活性化されないとき、光ビ
ーム2は光ビーム5として吸収器(absorber)
6へと反射される。活性化されたミラーはレンズ8へと
向けられたビーム7を形成する。レンズ8は活性された
ミラーの画像10を被覆された基板9上に形成する。基
板9は精密段11によって一方方向に移動され、かつ精
密段12によって他方向へと移動される。段11の位置
は干渉計13によって測定され、かつ干渉計13によっ
て与えられた情報はエキシマレーザ3からの光パルスと
変調器1内へとロードするデータの双方を同期させるた
めに使用される。精密段11、12および干渉計13の
詳細はここに示されることは必要とされず、なぜならこ
の型のX−Y段は半導体産業において共通の実践だから
である。産業上の実践と精密段の領域におけるこの発明
との間の唯一の差異は、干渉計13は段11の位置を制
御するためには使用されず、それを測定しかつ段11の
一時的な位置に基づいてタイミング情報を発生するため
にのみ使用されるという事実である。このことは段11
の位置を制御しようとすることよりもより容易でかつよ
り正確である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to FIG. 1, a two-dimensional deformable mirror spatial light modulator 1 is pulsed by an excimer laser 3 and emitted by a mirror 4 onto a modulator 1. Irradiated by the beam. 1
When the deformable mirror at is not activated, the light beam 2 becomes the light beam 5 as an absorber
6 is reflected. The activated mirror forms a beam 7 directed to a lens 8. The lens 8 forms an image 10 of the activated mirror on the coated substrate 9. The substrate 9 is moved in one direction by the precision step 11 and in the other direction by the precision step 12. The position of stage 11 is measured by interferometer 13 and the information provided by interferometer 13 is used to synchronize both the light pulses from excimer laser 3 and the data loaded into modulator 1. The details of the precision stages 11, 12 and the interferometer 13 need not be shown here, since this type of XY stage is a common practice in the semiconductor industry. The only difference between industrial practice and the present invention in the area of precision stages is that the interferometer 13 is not used to control the position of stage 11, The fact that it is only used to generate timing information based on position. This means that step 11
Easier and more accurate than trying to control the position of

【0006】写真手段は2つの異なる方法において基板
9から発生され得る。第1のものは水晶/クロム/フォ
トレジスト構造を使用し、フォトレジストを露光させか
つそれをマスクとして使用してクロムをエッチングする
従来の方法である。フォトレジスト被覆されたシリコン
ウエーハ上に書込を行なうためにこの発明を利用すると
きに同じ方法が使用される。第2の方法は、たとえば約
1ミクロンの厚みのポリイミドを使用して薄いポリマ層
で水晶基板を被覆することからなる。この層はエキシマ
レーザによってアブレーションされ得、かついかなるさ
らなる処理も必要とせずに写真手段を形成する。アブレ
ーションの副産物として固体廃棄物の形成を妨げるため
に、プロセスガス15がノズル14によってアブレーシ
ョン領域を介して供給される。プロセスガスは不活性ガ
スかまたは酸化ガスであり得る。例としてエキシマレー
ザ3は308nmで動作するXeCl導波レーザであ
る。そのレーザはポトマック・フォトニクス・インコー
ポレーテッド(Potomac Photonics
Inc.)(ランハム((Lanham)、MD)によ
って作られ、かつ1,000Hzの繰返し速度でパルス
ごとに100マイクロジュールまで発生する。17ミク
ロンピッチ上で1,000×1,000のエレメントを
有する(これらの数字はテキサス・インスツルメンツ・
インコーポレーテッドによって作られた変調器に典型的
なものである)変形可能なミラー変調器1と85Xの縮
小レンズとを使用することによって、露光された画像1
0における各々の画素は0.2×0.2ミクロンであ
る。画像の大きさは200×200ミクロンである。画
像10のエネルギー密度は0.1mJ/0.02×0.
02cm=0.255J/cmと等しく、それはア
ブレーションのためには十分である。変調器上のエネル
ギー密度は(85)=7225よりも少ないファクタ
であって、それは十分に低いので変調器に損害を与えな
い。写真手段がg−ラインおよびi−ラインのステッパ
のような他の波長のために使用されるとき、特定波長で
のポリイミドの光学密度はUV吸収染料の付加によって
増加され得る。
[0006] The photographic means can be generated from the substrate 9 in two different ways. The first is a conventional method using a quartz / chrome / photoresist structure, exposing the photoresist and etching chromium using it as a mask. The same method is used when utilizing the present invention to write on a photoresist coated silicon wafer. A second method consists of coating the quartz substrate with a thin polymer layer using, for example, about 1 micron thick polyimide. This layer can be ablated by an excimer laser and forms a photographic means without the need for any further processing. A process gas 15 is supplied by a nozzle 14 through the ablation zone to prevent the formation of solid waste as a by-product of the ablation. The process gas can be an inert gas or an oxidizing gas. By way of example, excimer laser 3 is a XeCl waveguide laser operating at 308 nm. The laser is powered by Potomac Photonics, Inc.
Inc. (Made by Lanham, MD) and generates up to 100 microjoules per pulse at a repetition rate of 1,000 Hz. It has 1,000 x 1,000 elements on a 17 micron pitch. The numbers in Texas Instruments
By using a deformable mirror modulator 1 (typical of a modulator made by Incorporated) and an 85 × reduction lens, an exposed image 1 is obtained.
Each pixel at 0 is 0.2 × 0.2 microns. The size of the image is 200 × 200 microns. The energy density of the image 10 is 0.1 mJ / 0.02 × 0.
Equivalent to 02 cm 2 = 0.255 J / cm 2 , which is sufficient for ablation. The energy density on the modulator is a factor less than (85) 2 = 7225, which is low enough not to damage the modulator. When photographic means are used for other wavelengths, such as g-line and i-line steppers, the optical density of the polyimide at a particular wavelength can be increased by the addition of a UV absorbing dye.

【0007】完成された写真手段がエキシマレーザステ
ッパにおいて使用されるとき、さらなるアブレーション
が排除される。というのはステッパにおける典型的な縮
小率が5Xであり、従って写真手段上のエネルギー密度
がウエーハ上のエネルギー密度の25倍低いファクタと
なるからである。
[0007] When the completed photographic means is used in an excimer laser stepper, further ablation is eliminated. This is because the typical reduction ratio in a stepper is 5X, and therefore the energy density on the photographic means is a factor 25 times lower than the energy density on the wafer.

【0008】導波エキシマレーザのビーム断面が均一で
なくかつ少なくとも1方向においてガウスとなる傾向が
あるため、何らかの形のビームプロファイル修正が均一
な露光を達成するために必要とされる。さて図2を参照
すると、オーバラップ方法が示され、ここでは各々の点
が4回露光される。これによって、図3に概略的に示さ
れる露光状態から明らかなようにガウス分布および台形
分布したビームを用いて非常に均一な露光ができる。複
数の露光の別の利点は、エキシマレーザのアブレーショ
ンが非線形工程であり、かつ光の第1のパルスがその後
のパルスよりも少ない材料を除去する傾向にあるという
事実から起こる。図3において示される露光方法を実現
するために、データは基板9の進行方向に対向する方向
で変調器1においてシフトされなければならない。デー
タシフトは以下のように基板9の動きへ同期される。さ
て図1および図2をともに参照し、先に数字で表わされ
た例である200×200ミクロンの領域を形成するた
めに85Xの比率で縮小して像を描かれた1,000×
1,000の画素変調器の使用することによって、新し
い露光パルスが基板9の進行の100ミクロンごとに発
生されなければならない。露光のシーケンスは図2に示
される。干渉計13は100ミクロンごとにパルスを発
生する。このパルスはレーザ3を引き起こし光の非常に
短い(典型的には100ns未満の)パルスを放出し、
かつ変調器へのデータのローディング工程を開始させ
る。レーザ3が一秒につき約1,000パルスで動作す
るので、変調器へのデータ速度は約1Gビット/秒であ
る。効果的な書込速度は250Mビット/秒であり、そ
れは各々のビットが4回露光されるからである。レーザ
のより大きな変調器およびより速い繰返し速度のため
に、1Gビット/秒を超える効果的な書込速度が可能で
ある。基板9に対する進行の速度は1msにつき100
ミクロンかまたは100mm/秒である。各々の走査の
終わりに(典型的には200mmまたは2秒)、ポジシ
ョナー12は直交方向に100ミクロン移動する。各々
の露光パルスの後、データは図2に示されるように変調
器においてシフトされる。図2における文字A、B、C
などは変調器内へとロードされたデータパターンを記号
で示す。
[0008] Because the beam cross section of a guided excimer laser is not uniform and tends to be Gaussian in at least one direction, some form of beam profile modification is required to achieve uniform exposure. Referring now to FIG. 2, the overlap method is shown, where each point is exposed four times. This makes it possible to perform a very uniform exposure using a beam having a Gaussian distribution and a trapezoidal distribution, as is apparent from the exposure state schematically shown in FIG. Another advantage of multiple exposures stems from the fact that excimer laser ablation is a non-linear process, and that the first pulse of light tends to remove less material than subsequent pulses. In order to realize the exposure method shown in FIG. 3, data has to be shifted in the modulator 1 in a direction opposite to the direction of travel of the substrate 9. The data shift is synchronized with the movement of the substrate 9 as follows. Referring now to both FIG. 1 and FIG. 2, a 1,000 × scaled image is drawn at an 85 × ratio to form a 200 × 200 micron area, which is the numerical example above.
By using 1,000 pixel modulators, a new exposure pulse must be generated every 100 microns of substrate 9 advance. The sequence of the exposure is shown in FIG. The interferometer 13 generates a pulse every 100 microns. This pulse causes the laser 3 to emit a very short (typically less than 100 ns) pulse of light,
In addition, a process of loading data into the modulator is started. Since the laser 3 operates at about 1,000 pulses per second, the data rate to the modulator is about 1 Gbit / sec. The effective writing speed is 250 Mbits / sec since each bit is exposed four times. Due to the larger modulator and faster repetition rate of the laser, effective writing speeds in excess of 1 Gbit / s are possible. The speed of advance with respect to the substrate 9 is 100 per ms.
Microns or 100 mm / sec. At the end of each scan (typically 200 mm or 2 seconds), the positioner 12 moves 100 microns in the orthogonal direction. After each exposure pulse, the data is shifted in the modulator as shown in FIG. Characters A, B, C in FIG.
Etc. symbolize the data pattern loaded into the modulator.

【0009】写真手段の構造は図4に示される。典型的
に3mmないし6mmの厚みを有する水晶基板9は約1
ミクロンのポリイミド16で被覆される。ポリイミドは
有機染料を含み、g−ラインまたはi−ラインのような
特定の波長でその光学的密度を増加し得る。より高いア
ブレーションのしきい値を有するポリマからなるオーバ
コート19はエキシマレーザステッパにおいて使用され
るとき損害しきい値を増加させるために与えられ得る。
オーバコート19の厚みは1ミクロンの分数、典型的に
は0.1ミクロンないし0.2ミクロンである。アブレ
ーション工程は水晶基板が露光されるときに自己限定的
である。
The structure of the photographic means is shown in FIG. Typically, a quartz substrate 9 having a thickness of 3 mm to 6 mm is about 1 mm.
Coated with micron polyimide 16. Polyimides include organic dyes and may increase their optical density at certain wavelengths, such as g-line or i-line. An overcoat 19 of a polymer having a higher ablation threshold can be provided to increase the damage threshold when used in an excimer laser stepper.
The thickness of the overcoat 19 is a fraction of 1 micron, typically between 0.1 and 0.2 microns. The ablation process is self-limiting when the quartz substrate is exposed.

【0010】ステッパにおいて使用されるときに解像度
を増加するために、「レベンソン型移相マスク(Lev
enson type phase shift−ma
sk)」として知られるマスクの型もまたこの発明を使
用して製造され得る。このマスクにおいて、交互の明ら
かな特徴はそれらに与えられた180°の光学的移相を
有する。例として、i−ラインステッパに適しかつこの
発明と一致する移相マスクが図5において示される。水
晶基板9はポジ形フォトレジスト20の層で被覆され
る。層20の厚みはi−ライン波長でちょうど180°
の移相を与えると計算される。層20の頂部上で、約1
ミクロンのポリイミド16の層が堆積される。ポリイミ
ドのポジ形フォトレジストの異なるアブレーション比率
を使用しかつ複数の露光を使用することによって、パタ
ーンは交互の特徴が水晶にまで切断されることである一
方で、他の特徴は頂部層においてのみ切断されることで
あるような方法において切断され得る。完成されたマス
クは図5において断面で示される。完成の後、マスク全
体が水銀アークランプから強いi−ライン照射に露光さ
れる。このことはポジ形レジストがi−ラインに対して
透光性を有するようになることを引き起こす。例とし
て、アークランプへの5分間の投光露光は移相層がi−
ライン波長に99%の透光性を有するようになることを
引き起こすであろう。不透明層16はi−ラインによっ
て影響されない。
In order to increase the resolution when used in a stepper, a "Levenson-type phase shift mask (Lev.
enson type phase shift-ma
A mask type known as “sk)” can also be manufactured using the present invention. In this mask, the alternating apparent features have a 180 ° optical phase shift imparted to them. By way of example, a phase shift mask suitable for an i-line stepper and consistent with the present invention is shown in FIG. The quartz substrate 9 is covered with a layer of positive photoresist 20. The thickness of layer 20 is exactly 180 ° at the i-line wavelength
Is calculated. On top of layer 20, about 1
A layer of micron polyimide 16 is deposited. By using different ablation ratios of the polyimide positive photoresist and using multiple exposures, the pattern is that the alternating features are cut down to the quartz while the other features are cut only in the top layer Can be cut in such a way as to be done. The completed mask is shown in cross section in FIG. After completion, the entire mask is exposed to intense i-line irradiation from a mercury arc lamp. This causes the positive resist to become transparent to the i-line. As an example, a 5-minute flood exposure to an arc lamp will result in the phase shift layer being i-
It will cause it to have 99% transparency at the line wavelength. Opaque layer 16 is not affected by the i-line.

【0011】この発明で可能な付加的な特徴は発生され
ている写真手段の実証である。この工程は図4において
概略的に示される。レンズ17は電荷結合デバイス(C
CD)アレイ18上に、現在像が描かれた領域の完成さ
れた部分を描く。図2の例を使用して、完成された部分
は第4の露光を受ける部分である。この部分は露光され
た領域の4分の1を形成する。現在の露光の250×2
50画素の完成された部分を画像で描くために250×
250エレメントCCDアレイを使用することによっ
て、高い解像度がデータの実証および欠陥の検出のため
に得られる。この動作は光学データ記憶装置において広
く使用されかつ「書込後読出」として知られる。データ
の取扱いのさらなる詳細は与えられない。CCDのアナ
ログ出力は比較器21によってプリ−セット基準22と
比較されかつ2進データへと変えられる。このデータは
変調器へとロードされたデータと比較され書込パターン
のために欠陥マップを発生する。
An additional feature possible with the present invention is the demonstration of the photographic means being generated. This step is schematically illustrated in FIG. Lens 17 is a charge coupled device (C
CD) Draw a completed portion of the currently imaged area on the array 18. Using the example of FIG. 2, the completed portion is the portion that will receive the fourth exposure. This part forms one quarter of the exposed area. 250x2 of current exposure
250x to draw the completed part of 50 pixels in the image
By using a 250 element CCD array, high resolution is obtained for data validation and defect detection. This operation is widely used in optical data storage devices and is known as "read after write". No further details on data handling are given. The analog output of the CCD is compared by a comparator 21 to a preset reference 22 and converted to binary data. This data is compared to the data loaded into the modulator to generate a defect map for the write pattern.

【0012】しきい値22をこの写真手段で使用される
べきフォトレジストの(たとえばこの写真手段によって
ステッパにおいて露光されるときシリコンウエハ上で使
用されるフォトレジスト)のしきい値を表わすレベルに
設定することによって、マスクの性能は迅速に評価され
得る。このことは移相マスクに対して特に重要であり、
それはそれらの性能が予想しにくいものであるからであ
る。もし図4におけるレンズ17がステッパにおいて使
用されるレンズと類似の性能を有すると、比較器21か
ら出力されるデータはステッパにおけるこのマスクの性
能の信頼できる表示を与えるであろう。マスク性能の実
証のために、量子化によって引き起こされるエラーを最
小限にするためにCCD18の解像度は変調器よりも高
くなければならない。たとえば、1,000×1,00
0のエレメントのCCDが250×250ビットの結像
の先の例において使用され得る。
The threshold 22 is set to a level representing the threshold of the photoresist to be used in the photographic means (eg, the photoresist used on a silicon wafer when exposed in a stepper by the photographic means). By doing so, the performance of the mask can be quickly evaluated. This is especially important for phase shift masks.
This is because their performance is hard to predict. If the lens 17 in FIG. 4 has similar performance to the lens used in a stepper, the data output from the comparator 21 will provide a reliable indication of the performance of this mask on the stepper. For demonstration of mask performance, the resolution of the CCD 18 must be higher than the modulator to minimize errors caused by quantization. For example, 1,000 × 1,000
A zero element CCD can be used in the previous example of 250 × 250 bit imaging.

【0013】この発明のこれらのおよび他の目的は添付
の図面と関連して以下の説明において明らかになるであ
ろう。
[0013] These and other objects of the present invention will become apparent in the following description in conjunction with the accompanying drawings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】好ましい実施例の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred embodiment.

【図2】露光の均一性を増加させるために使用される書
込画像をオーバラップする方法を示す図である。
FIG. 2 illustrates a method of overlapping written images used to increase exposure uniformity.

【図3】オーバラップされた露光方法によって達成され
た露光の均一性の増加を示すグラフの図である。
FIG. 3 is a graph illustrating the increase in exposure uniformity achieved by the overlapped exposure method.

【図4】検査原理をも示す写真手段の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the photographic means also showing the inspection principle.

【図5】移相マスクを作るときの写真手段の断面図を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional view of a photographic means when making a phase shift mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ミラー空間光変調器 4 ミラー 5 光ビーム 8 レンズ 9 基板 10 画像 13 干渉計 14 ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mirror spatial light modulator 4 Mirror 5 Light beam 8 Lens 9 Substrate 10 Image 13 Interferometer 14 Nozzle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アモス・ミシェルソン カナダ、ブイ・6・エヌ 2・ジェイ・ 3 バンクーバー・ビー・シー、ダブリ ュ・サーティフォース・アベニュ、2697 (56)参考文献 特開 平6−95257(JP,A) 特表 平5−502141(JP,A) 特表 平6−510632(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 1/00 - 1/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Amos Michelson Canada, Buoy 6, N2, J3, Vancouver BC, Double Thirty Force Avenue, 2697 (56) References JP Hei 6-95257 (JP, A) Special table Hei 5-502141 (JP, A) Special table Hei 6-510632 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G03F 1 / 00-1/16

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 うすいコーティングを有する平面基板上
にデータパターンを記録するためのシステムであって、 パルス化されたモードにおいて動作するレーザと、 前記レーザによって照射される変形可能なミラーアレイ
光変調器および前記データパターンを前記変調器にロー
ドするための手段と、 前記変調器の縮小された画像を前記基板上に形成する縮
小レンズとを含み、前記縮小レンズは前記データパター
ンによって活性化された前記変形可能なミラーによって
反射された光のみが前記縮小レンズに到達することを可
能にする態様で前記変調器に対して位置決めされ、かつ
前記変調器に入射する光は前記変調器を損傷することな
く、かつ前記平面基板に入射する光はその上のコーティ
ングを撮像するのに十分なパワー濃度を有するよう十
分、前記基板上の前記変調器の像を縮小し、 前記基板と前記縮小レンズとの間に相対運動を発生する
ための手段と、 前記変調器における前記データパターンおよび前記パル
ス化されたレーザの光パルスを前記相対運動に同期させ
るための手段とを含み、それは複数個の前記縮小された
画像を組合せることによって、前記縮小された画像より
も大きな前記基板の一部分上に前記データパターンを記
録するためのものであり、 前記平面基板に到達する前記レーザ光は前記平面基板上
のうすいコーティングをアブレーションできる、システ
ム。
1. A system for recording a data pattern on a planar substrate having a thin coating, comprising: a laser operating in a pulsed mode; and a deformable mirror array light modulator illuminated by the laser. And means for loading the data pattern onto the modulator; and a reduction lens for forming a reduced image of the modulator on the substrate, wherein the reduction lens is activated by the data pattern. Positioned relative to the modulator in a manner that allows only light reflected by the deformable mirror to reach the reduction lens, and light incident on the modulator without damaging the modulator And that the light incident on the planar substrate has sufficient power density to image the coating thereon. Means for reducing the image of the modulator on the substrate, and generating relative motion between the substrate and the reduction lens; and the data pattern and the pulsed laser light at the modulator. Means for synchronizing a pulse with the relative motion, which records the data pattern on a portion of the substrate that is larger than the reduced image by combining a plurality of the reduced images. A system wherein the laser light reaching the planar substrate is capable of ablating a thin coating on the planar substrate.
【請求項2】 前記パルス化されたレーザがエキシマ導
波レーザである、請求項1に記載の平面基板上にデータ
パターンを記録するためのシステム。
2. The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 1, wherein said pulsed laser is an excimer waveguide laser.
【請求項3】 前記平面基板が半導体を製造するために
使用されるレチクルである、請求項1に記載の平面基板
上にデータパターンを記録するためのシステム。
3. The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 1, wherein the planar substrate is a reticle used for manufacturing a semiconductor.
【請求項4】 前記平面基板が半導体の製造において使
用されたシリコンウエーハである、請求項1に記載の平
面基板上にデータパターンを記録するためのシステム。
4. The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 1, wherein the planar substrate is a silicon wafer used in semiconductor manufacturing.
【請求項5】 前記記録が基板上に堆積された紫外線吸
収染料の薄層のアブレーションによって行なわれ、かつ
記録の後前記基板のさらなる処理は何も必要とされな
い、請求項1に記載の平面基板上にデータパターンを記
録するためのシステム。
5. The planar substrate of claim 1, wherein the recording is performed by ablation of a thin layer of an ultraviolet absorbing dye deposited on the substrate, and no further processing of the substrate is required after recording. A system for recording data patterns on top.
【請求項6】 前記記録が前記基板上に堆積された紫外
線吸収染料の薄層のアブレーションによって行なわれ、
かつ前記記録されたデータが前記データの記録の後すぐ
に基板を介して通過された光の量を測定することによっ
て実証される、請求項1に記載の平面基板上にデータパ
ターンを記録するためのシステム。
6. The recording is performed by ablation of a thin layer of an ultraviolet absorbing dye deposited on the substrate,
And for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 1, wherein the recorded data is verified by measuring the amount of light passed through the substrate immediately after the recording of the data. System.
【請求項7】 前記記録が前記基板上に堆積された紫外
線吸収染料の薄層のアブレーションによって行なわれ、
かつ前記アブレーションが空気以外の気体の雰囲気にお
いて行なわれる、請求項1に記載の平面基板上にデータ
パターンを記録するためのシステム。
7. The recording is performed by ablation of a thin layer of an ultraviolet absorbing dye deposited on the substrate,
The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 1, wherein the ablation is performed in an atmosphere of a gas other than air.
【請求項8】 前記基板が少なくとも2つの薄層の材料
で被覆され、前記層のうちの一方が基板を介して透過さ
れる光の位相をシフトするために使用され、一方で別の
層が前記レーザによって記録されることが可能である不
透明なマスクを形成し、かつ基板および前記層の組合せ
が移相マスクを形成する、請求項1に記載の平面基板上
にデータパターンを記録するためのシステム。
8. The substrate is coated with at least two thin layers of material, one of said layers being used to shift the phase of light transmitted through the substrate, while another is 2. The method for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 1, wherein the mask forms an opaque mask that can be recorded by the laser and the combination of the substrate and the layer forms a phase shift mask. system.
【請求項9】 前記基板が少なくとも2つの薄層の材料
で被覆され、前記層の一方が基板を介して透過される光
の位相をシフトするために使用され、一方で別の層が前
記レーザによってアブレーションされることが可能であ
る不透明なマスクを形成し、かつ前記層の組合せが前記
データの記録の後基板を介して透過される光の量を測定
することによって実証され得る移相マスクを形成する、
請求項1に記載の平面基板上にデータパターンを記録す
るためのシステム。
9. The substrate is coated with at least two thin layers of material, one of the layers being used to shift the phase of light transmitted through the substrate, while another layer is the laser. A phase shift mask that forms an opaque mask that can be ablated by and that the combination of layers can be demonstrated by measuring the amount of light transmitted through the substrate after the recording of the data Form,
A system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 1.
【請求項10】 うすいコーティングを有する平面基板
上にデータパターンを記録するためのシステムであっ
て、 パルス化されたモードにおいて動作するレーザと、 前記レーザによって照射される変形可能なミラーアレイ
光変調器および前記データパターンを前記変調器にロー
ドするための手段と、 前記変調器の縮小された画像を前記基板上に形成する縮
小レンズとを含み、前記縮小レンズは前記データパター
ンによって活性化された前記変形可能なミラーによって
反射された光のみが前記縮小レンズに到達することを可
能にする態様で前記変調器に対して位置決めされ、かつ
前記変調器に入射する光は前記変調器を損傷することな
く、かつ前記平面基板に入射する光はその上のコーティ
ングを撮像するのに十分なパワー濃度を有するよう十
分、前記基板上の前記変調器の像を縮小し、 前記基板と前記縮小レンズとの間に相対運動を発生する
ための手段と、 前記基板上の各スポットに、そのスポットに対応するデ
ータを多数回露光するために、前記レーザからのパルス
および相対運動に同期して、データパターンを前記変調
器にロードしかつシフトする手段とを含む、システム。
10. A system for recording a data pattern on a planar substrate having a thin coating, comprising: a laser operating in a pulsed mode; and a deformable mirror array light modulator illuminated by said laser. And means for loading the data pattern onto the modulator; and a reduction lens for forming a reduced image of the modulator on the substrate, wherein the reduction lens is activated by the data pattern. Positioned relative to the modulator in a manner that allows only light reflected by the deformable mirror to reach the reduction lens, and light incident on the modulator without damaging the modulator And that the light incident on the planar substrate has sufficient power density to image the coating thereon. Minute, means for reducing the image of the modulator on the substrate, and generating relative movement between the substrate and the reduction lens; and for each spot on the substrate, data corresponding to the spot. Means for loading and shifting a data pattern to the modulator in synchronism with pulses and relative motion from the laser for multiple exposures.
【請求項11】 前記パルス化されたレーザがエキシマ
導波レーザである、請求項10に記載の平面基板上にデ
ータパターンを記録するためのシステム。
11. The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 10, wherein said pulsed laser is an excimer waveguide laser.
【請求項12】 前記平面基板が半導体を製造するため
に使用されるレチクルである、請求項10に記載の平面
基板上にデータパターンを記録するためのシステム。
12. The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 10, wherein the planar substrate is a reticle used for manufacturing a semiconductor.
【請求項13】 前記平面基板が半導体の製造において
使用されたシリコンウエーハである、請求項10に記載
の平面基板上にデータパターンを記録するためのシステ
ム。
13. The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 10, wherein the planar substrate is a silicon wafer used in semiconductor manufacturing.
【請求項14】 前記記録が基板上に堆積された紫外線
吸収染料の薄層のアブレーションによって行なわれ、か
つ記録の後前記基板のさらなる処理は何も必要とされな
い、請求項10に記載の平面基板上にデータパターンを
記録するためのシステム。
14. The planar substrate of claim 10, wherein the recording is performed by ablation of a thin layer of an ultraviolet absorbing dye deposited on the substrate, and no further processing of the substrate is required after recording. A system for recording data patterns on top.
【請求項15】 前記記録が前記基板上に堆積された紫
外線吸収染料の薄層のアブレーションによって行なわ
れ、かつ前記記録されたデータが前記データの記録の後
すぐに基板を介して通過された光の量を測定することに
よって実証される、請求項10に記載の平面基板上にデ
ータパターンを記録するためのシステム。
15. The method according to claim 15, wherein the recording is performed by ablation of a thin layer of an ultraviolet absorbing dye deposited on the substrate, and wherein the recorded data is passed through the substrate immediately after the recording of the data. The system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 10, which is demonstrated by measuring the amount of
【請求項16】 前記記録が前記基板上に堆積された紫
外線吸収染料の薄層のアブレーションによって行なわ
れ、かつ前記アブレーションが空気以外の気体の雰囲気
において行なわれる、請求項10に記載の平面基板上に
データパターンを記録するためのシステム。
16. The method of claim 10, wherein the recording is performed by ablation of a thin layer of an ultraviolet absorbing dye deposited on the substrate, and wherein the ablation is performed in an atmosphere of a gas other than air. A system for recording data patterns on a computer.
【請求項17】 前記基板が少なくとも2つの薄層の材
料で被覆され、前記層のうちの一方が基板を介して透過
される光の位相をシフトするために使用され、一方で別
の層が前記レーザによって記録されることが可能である
不透明なマスクを形成し、かつ基板および前記層の組合
せが移相マスクを形成する、請求項10に記載の平面基
板上にデータパターンを記録するためのシステム。
17. The substrate is coated with at least two thin layers of material, one of said layers being used to shift the phase of light transmitted through the substrate, while another is The method for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 10, wherein the opaque mask capable of being recorded by the laser is formed, and a combination of the substrate and the layer forms a phase shift mask. system.
【請求項18】 前記基板が少なくとも2つの薄層の材
料で被覆され、前記層の一方が基板を介して透過される
光の位相をシフトするために使用され、一方で別の層が
前記レーザによってアブレーションされることが可能で
ある不透明なマスクを形成し、かつ前記層の組合せが前
記データの記録の後基板を介して透過される光の量を測
定することによって実証され得る移相マスクを形成す
る、請求項10に記載の平面基板上にデータパターンを
記録するためのシステム。
18. The method according to claim 18, wherein the substrate is coated with at least two thin layers of material, one of the layers being used to shift the phase of light transmitted through the substrate, while another layer is provided with the laser. A phase shift mask that forms an opaque mask that can be ablated by and that the combination of layers can be demonstrated by measuring the amount of light transmitted through the substrate after the recording of the data A system for recording a data pattern on a planar substrate according to claim 10, wherein the system forms.
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