JP4343170B2 - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
本明細書においては、とりわけ集積回路(IC)の製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、たとえばDNAチップ、超小型電気機械システム(MEMS)、超小型光学電気機械システム(MOEMS)、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、ミクロ及びマクロ流体装置等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック(通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール)或いは度量衡学ツール若しくは検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、たとえば多層ICを生成するために複数回に渡って処理することができるため、本明細書に使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。
図1は、本発明の特定の実施例による基板処理装置を略図で示したものである。基板処理装置は、放射(たとえばUV放射)の投影ビームPBを提供するための照明システム(イルミネータ)ILを備えたリソグラフィ投影装置1を備えている。リソグラフィ投影装置1は、さらに、投影ビームにパターンを適用するための個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11(PPM)(たとえばプログラム可能ミラー・アレイ)を備えている。通常、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの位置は、アイテム13(PL)に対して固定することができるが、固定する代わりに、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイをアイテム13(PL)に対して正確に位置決めするための位置決め手段に接続することも可能である。リソグラフィ投影装置1は、さらに、基板2(たとえばレジストで被覆されたフィルム、シート、帯或いはウェブ)をサポートするための基板テーブル15、及び個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11(PPM)によって投影ビームPBに付与されたパターンを基板2の目標部分C(たとえば1つ又は複数のダイが含まれている)に画像化するための投影システム(「レンズ」)13(PL)を備えている。投影システム13は、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11を基板上に画像化することができる。別法としては、投影システム13は、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイのエレメントがシャッタとして作用する二次ソースを画像化することができる。また、投影システムは、たとえば二次ソースを形成し、且つ、基板上にマイクロスポットを画像化するための微小レンズ・アレイ(MLAとして知られている)を備えることができる。
1.ステップ・モード:個々に制御可能な複数のエレメントのアレイによって投影ビームにパターン全体が付与され、目標部分Cに1回で投影される(即ち単一静止露光)。次に、基板2がY方向にシフトされ、異なる目標部分Cが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Cのサイズが制限される。
2.走査モード:個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11(PPM)を速度vで所与の方向(いわゆる「走査方向」、たとえばY方向)に移動させることができるため、投影ビームPBを使用して個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11(PPM)が走査される。同時に、基板2が速度V=Mvで同じ方向若しくは反対方向へ移動する。MはレンズPLの倍率である。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって単一動的露光における目標部分の幅(非走査方向の幅)が制限され、走査運動の長さによって目標部分の高さ(走査方向の高さ)が決まる。
3.パルス・モード:個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11(PPM)が基本的に静止状態に維持され、パルス放射源を使用してパターン全体が基板の目標部分Cに投影される。投影ビームPBを使用して基板2に沿ったラインを走査することができるよう、基本的に一定の速度で基板2が移動する。放射システムのパルスとパルスの間に、必要に応じて個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11(PPM)上のパターンが更新される。パルスは、連続する目標部分Cが基板上の必要な位置で露光されるように計時されている。
4.連続走査モード:パルス・モードと基本的に同じであるが、実質的に一定の放射源が使用され、投影ビームが基板に沿って走査し、基板を露光すると、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ11(PPM)上のパターンが更新される点が異なっている。
5.ピクセル格子画像化モード:アレイ11(PPM)に向かって導かれるスポットの後続の露光によって基板2の上に形成されるパターンが実現される。露光されるスポットは、実質的に同じ形状を有している。スポットは、基板2の上に実質的に格子の形で印刷される。一実施例では、スポットのサイズは、印刷されるピクセル格子のピッチより大きいが、露光スポット格子よりはるかに小さい。印刷されるスポットの強度を変化させることによってパターンが実現される。露光フラッシュと露光フラッシュの間に、スポット全体の強度分布が変更される。
以上、本発明の様々な実施例について説明したが、以上の説明は単なる実施例を示したものにすぎず、本発明を何ら限定するものではないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明の形態及び細部に様々な変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の見解及び範囲は、上で説明した例示的実施例によっては一切限定されず、唯一、特許請求の範囲の各請求項及びそれらの等価物によってのみ定義されるものとする。
1、7、8、70、71、1a、6a、7a、8a、1b、6b、7b、8b 処理ステージ
2 基板
3 基板サプライ
4 基板搬送システム
5 巻取りスプール
9 条件付けステージ(条件付けユニット)
10、IL 照明システム(イルミネータ)
11、PPM 個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ(プログラム可能パターン化デバイス、プログラム可能マスク)
12 ビーム・スプリッタ
13 投影システム(レンズ)(PL)
14 パターン化されたビーム
15 基板テーブル(基板サポート、固定案内ベッド、サポート・テーブル)
16 フレーム
17 センサ・システム
18 アライメント・センサ(顕微鏡カメラ、固定検出器)
19 レベル・センサ
20 アライメント・マーク
21 スペーサ(分離層)
22 アライメント・マークの列
30 サプライ・リール
31、50 ロール(基板ロール)
40 受動サポート・ローラ
41 駆動ローラ
42 コンベヤ・ベルト
43 ローラ
151 サポート部材
152 ベース
180 可動検出器
185 コントローラ
186、188 制御信号
187 検出システムからの信号
200 基板の目標表面
200 水(流体)
201 リソグラフィ装置によってパターン化される領域
201 空気シール
220 アライメント・マークの中央の列
300 空気軸受
301 液浸流体
302 流体サポート
303 追加空気軸受
AM ビームの角強度分布を調整するための調整手段
BD ビーム引渡しシステム
C 基板の目標部分
CO コンデンサ
IN インテグレータ
MLA 微小レンズ・アレイ
PB 投影ビーム
SO 放射源
Claims (35)
- リソグラフィ装置であって、
放射の投影ビームを供給するための照明システムと、
パターン化されたビームを形成するべく前記投影ビームの断面にパターンを付与するように機能する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、
前記パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するようになされた微小レンズ・アレイを含む投影システムと、
を備えたリソグラフィ装置と、
少なくとも1つの完全な長さの基板を送り出すようになされた基板サプライと、
前記投影システムが前記パターン化されたビームを個々の完全な長さの基板に沿った一連の目標部分に投射することができるよう、前記基板サプライから送り出される個々の完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送するようになされた基板搬送システムと、
コントローラと、を備え、
前記リソグラフィ装置が、個々の完全な長さの基板上のアライメント・マークを検出するようになされた検出システムをさらに備え、
前記コントローラが、前記アライメント・マークの検出に応答して前記検出システムから検出信号を受け取り、且つ、前記検出信号に応じて前記基板搬送システムを制御するようになされ、
さらに、前記微小レンズ・アレイが、基板の表面に直角の方向であるZ方向に移動されることによって焦点を調整可能とされている、基板処理装置。 - 前記基板搬送システムが、前記基板サプライから連続的に送り出される個々の完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送するようになされた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板サプライが基板のロールを備え、前記基板サプライが、前記ロールから個々の完全な長さの基板を送り出すようになされた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板のロールが、隣接する基板の層と層の間に配置された分離材料の層を備えた、請求項3に記載の基板処理装置。
- 送り出された基板が前記投影システムの先へ搬送される前に、送り出された基板から前記分離材料の層を分離するための分離システムをさらに備えた、請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記基板サプライがリールを備え、前記少なくとも1つの完全な長さの基板が前記リールに巻かれ、前記基板サプライが前記リールから個々の完全な長さを送り出すようになされた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板がガラス基板である、請求項6に記載の基板処理装置。
- 個々の完全な長さの基板の長さ対幅の比率が少なくとも1である、請求項1に記載の基板処理装置。
- 個々の完全な長さの基板が実質的に一様な幅及び前記幅の少なくとも5倍の長さを有する、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板サプライが、複数の個々の完全な長さの基板を送り出すようになされた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板搬送システムが、前記複数の個々の完全な長さの基板を前記基板サプライから前記投影システムの先へ1つのシリーズで搬送するようになされた、請求項10に記載の基板処理装置。
- 前記シリーズが連続したシリーズである、請求項11に記載の基板処理装置。
- 前記検出システムが、個々の完全な長さの基板に沿って展開している少なくとも2つの列のアライメント・マークを検出するようになされた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記コントローラが、前記アライメント・マークの検出に応答して前記検出システムから検出信号を受け取り、且つ、前記検出信号に応じて、前記制御可能な複数のエレメントのアレイに提供する制御信号を決定するようになされた、請求項13に記載の基板処理装置。
- 前記コントローラが、前記検出信号に応じて前記基板搬送システムを制御し、送り出された完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送する速度を調整するようになされた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記完全な長さの基板が前記投影システムを通過して移動している間、前記パターン化されたビームが個々の完全な長さの基板に投射されるよう、前記リソグラフィ装置及び前記基板搬送システムを制御するようになされた制御システムをさらに備えた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記完全な長さの基板が前記投影システムからの前記パターン化されたビームに露光されている間、個々の完全な長さの基板の少なくとも一部をサポートするようになされた基板サポートをさらに備えた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記基板搬送システムが、個々の完全な長さの基板の表面と係合するようになされた少なくとも1つのローラ、及び前記ローラを回転させるようになされた駆動システムを備えた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記完全な長さの基板が前記投影システムの先へ搬送された後、個々の完全な長さの基板を巻き取るようになされたリールをさらに備えた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記リソグラフィ装置と直列に配置された、個々の完全な長さの基板に追加処理を施すための少なくとも1つの追加基板処理ステージをさらに備え、前記搬送システムが、個々の完全な長さの基板を前記基板サプライから前記少なくとも1つの追加ステージを通って前記投影システムの先へ搬送するようになされた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記少なくとも1つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の前段で個々の完全な長さの基板を条件付けるようになされた基板条件付けステージを備えた、請求項20に記載の基板処理装置。
- 前記少なくとも1つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の前段で個々の完全な長さの基板にアライメント・マークのパターンを適用するようになされたマーキング・ステージを備えた、請求項20に記載の基板処理装置。
- 前記少なくとも1つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の前段で個々の完全な長さの基板にレジスト材料を塗布するようになされた塗布ステージを備えた、請求項20に記載の基板処理装置。
- 前記少なくとも1つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の後段で露光済みレジスト材料を現像するようになされた現像ステージを備えた、請求項20に記載の基板処理装置。
- 前記少なくとも1つの追加基板処理ステージが、現像済みのレジスト材料中のパターンに応じて個々の完全な長さの基板を修正するようになされた修正ステージを備えた、請求項24に記載の基板処理装置。
- 前記少なくとも1つの追加基板処理ステージが、前記修正ステージによる処理の後、個々の完全な長さの基板からレジスト材料を除去するようになされた除去ステージを備えた、請求項25に記載の基板処理装置。
- 複数の追加基板処理ステージをさらに備え、一連の追加ステージ及び前記リソグラフィ装置が、前記基板サプライから少なくとも1つの裸の完全な長さの基板を受け取り、且つ、複数のデバイス層が形成された個々の完全な長さの基板を送り出すようになされた、請求項20に記載の基板処理装置。
- 前記リソグラフィ装置が個々に制御可能な複数のエレメントの複数のアレイを備え、前記照明システムが個々のアレイにそれぞれ投影ビームを供給するようになされ、前記リソグラフィ装置が、それぞれ複数のエレメントの個々のアレイからのパターン化されたビームを基板の目標部分に投射するようになされた複数の投影システムを備えた、請求項1に記載の基板処理装置。
- 個々の投影システムがそれぞれ微小レンズ・アレイを備えた、請求項28に記載の基板処理装置。
- 前記複数の投影システムが、個々の完全な長さの基板の幅の実質的な部分を露光するようになされた、請求項28に記載の基板処理装置。
- 基板サプライを提供するステップと、
前記基板サプライから少なくとも1つの完全な長さの基板を送り出すステップと、
照明システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
前記投影ビームの断面にパターンを付与し、パターン化されたビームを形成するために個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用するステップと、
前記パターン化されたビームを投射するために、微小レンズ・アレイを含む投影システムを使用するステップと、
基板搬送システムを用いて、前記基板サプライから送り出される個々の完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送するステップと、
前記パターン化されたビームを個々の完全な長さの基板に沿った一連の目標部分に投射するステップと、
個々の完全な長さの基板上のアライメント・マークを検出し、その検出結果に応じて前記基板搬送システムを制御するステップと、を含んでおり、
前記微小レンズ・アレイが、基板の表面に直角の方向であるZ方向に移動されることによって焦点を調整可能とされている、デバイス製造方法。 - 基板サプライを提供する前記ステップが、個々の完全な長さの基板をロールで提供するステップを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記基板がガラスである、請求項32に記載の方法。
- 前記パターン化されたビームへの露光後、個々の完全な長さの基板をロールに巻き取るステップをさらに含む、請求項31に記載の方法。
- 個々の完全な長さの基板を少なくとも1つの追加処理ステージで処理するステップと、
前記基板サプライから送り出される個々の完全な長さの基板を前記少なくとも1つの追加処理ステージを通って前記投影システムの先へ搬送するステップとをさらに含む、請求項31に記載の方法。
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