JP4417325B2 - 光パターニング方法および光パターニングシステム - Google Patents

Description

本発明は、光パターニング方法および光パターニングシステムに関する。

パターニングデバイスは入射する光をパターニングするのに使用される。静的パターニングデバイスはレチクルまたはマスクを含むことができる。動的パターニングデバイスは個別に制御可能なエレメントのアレイを有することができ、このアレイはアナログ信号またはデジタル信号を受信することによりパターンを発生する。動的パターニングデバイスの制御に使用されるアルゴリズムはラスタ化アルゴリズムまたは光学的ラスタ化アルゴリズムと称され、その個別に制御可能なエレメントが適切な状態で所望のパターンを形成する。パターニングデバイスを使用するための例としての環境は、これに制限するものではないが、リソグラフ装置、プロジェクタ、投影表示装置等である。

動的パターン発生器に対するパターン情報は、静的パターニングデバイスのパターンデータ、例えば光学リソグラフィに使用されるマスクから発生される。従ってこのパターンデータは、静的パターニングデバイスを形成する際に考慮しなければならないすべての製造制約を含んでおり、静的パターニングデバイスをオブジェクト上のパターンを露光するために使用する場合にはこの製造制約を考慮しなければならない。実施例では、静的パターニングデバイスのパターンデータのキャプチャが、パターンデータを形成する静的パターニングデバイスの空中イメージングによって実行される。このパターンデータはアルゴリズムによって、動的パターン発生デバイスにより使用されるパターンデータに変換される。別の例では、静的パターニングデバイス上でパターンを形成するために使用されたデータが、動的パターン発生器により形成されたパターンをコントロールするために使用される。

しかし動的パターン発生器は静的パターニングデバイスとは異なる特性を有するから、静的パターニングデバイスと同じ条件によっては制約されない。さらに動的パターニングデバイスの形式が異なれば動作特性も異なり、このことは静的パターニングデバイスからのパターンデータを使用して、動的パターニングデバイスをコントロールする際に考慮されない。これらのことすべては、所望のパターンをオブジェクト上に形成する動的パターニングデバイスの有効性を低減させる。

従って、動的パターニングデバイスにより使用されるパターンデータを発生するためのシステムおよび方法において、パターンデータが、静的パターニングデバイス環境で必要であり、動的パターニングデバイス環境では不必要なパラメータによって制約されないようにすべきであり、使用される動的パターニングデバイスの形式が考慮されるようにすべきである。

この課題は、(a)レチクルパターンに基づくパターンデータセットを受け取り、
(b)パターンデータセットを、放射ビームのパターニングに使用される動的パターン発生器の形式に相応するパラメータによって変形し、
(c)動的パターン発生器により、変形されたパターンデータセットを用いてパターンを形成し、
(d)放射ビームを、前記ステップ(c)からのパターンを有する動的パターン発生器によりパターニングし、
(e)パターン化されたビームをオブジェクトのターゲット部分に投影する、
ことを特徴とする方法により解決される。

本発明の実施例によれば、パターンデータから静的パターニングデバイスの製造制約に関する情報を除去し、放射ビームをパターニングするために使用される実際の空間光変調器に関する特性をパターンデータに追加するシステムおよび方法が得られる。

実施例では、パターンデータはOPCエンハンスドパターンデータであり、このパターンデータは位置振幅および位相透過率の変動を含む。このデータは使用される空間光変調器の変調能力をマッチングする。

本発明の別の実施例によれば、以下のステップを有する方法が開示される。レチクルパターンに基づいてパターンデータセットを発生するステップ。このパターンデータセットを、放射ビームのパターニングに使用される動的パターン発生器の形式に相応するパラメータを用いて変形するステップ。動的パターン発生器により、変形されたパターンデータセットを用いてパターンを形成するステップ。放射ビームを、このパターンを有する動的パターン発生器によりパターニングするステップ。パターニングされたビームをオブジェクトのターゲットポイントに投影するステップ。

本発明の別の実施例では、パターンデータ発生デバイスと、変形デバイスと、動的パターン発生器と、投影システムを有するシステムが開示される。パターンデータ発生デバイスは、レチクルパターンに相応するパターンデータを発生する。変形デバイスは、パターンデータを受け取り、このパターンデータを、放射ビームのパターニングに使用される動的パターン発生器の形式特性を用いて変形する。動的パターン発生器は、変形されたパターンデータを受け取り、この変形されたパターンデータを使用して放射ビームをパターニングする。投影システムはパターン化されたビームをオブジェクト上に投影する。

別の実施例では本発明よりコンピュータプログラム製品が開示される。このコンピュータプログラム製品は、コンピュータで使用可能な媒体を有し、この媒体はこれに記録されたコンピュータプログラムロジックを、少なくとも1つのプロセッサのコントロールのために含む。コンピュータプログラムロジックは、上記実施例のデバイスと同様の動作を実行させるコンピュータプログラムコードデバイスを有する。

サブストレートをパターニングするリソグラフシステムで使用されるパターニングデバイスに関連して説明するが、ここに説明するパターニングデバイスは他にもプロジェクタまたはオブジェクトをパターニングする投影システムまたは表示デバイス（例えば投影テレビシステム等）に適用することができる。従ってリソグラフシステムおよび/またはサブストレートの使用は本明細書では本発明の実施例を説明するための単なる例である。

実施例によれば、方法およびシステムが静的パターニングデバイス上のパターンに関連して得られるパターンデータを変形するために使用される。変形されたパターンデータは、動的パターニングデバイスによって、入射光をパターニングするために使用され、この入射光がオブジェクト上に投影される。

本発明のシステムおよび方法は、パターンデータ発生デバイスと、変形デバイスと、動的パターン発生器と、投影システムを有する。パターンデータ発生デバイスは、静的パターニングデバイス上のパターンに相応するパターンデータを発生する。変形デバイスは、パターンデータを受け取り、このパターンデータを、使用される動的パターン発生器の形式特性を用いて変形する。動的パターン発生器は、変形されたパターンデータを受け取り、この変形されたパターンデータを使用して放射ビームをパターニングする。投影システムはパターン化されたビームをオブジェクト上に投影する。

変形されたパターンデータは静的パターニングデバイスでの制約を考慮することができる。この制約は、動的パターニングデバイスを使用する場合には不要のものであり、このことは動的パターニングデバイスを含むシステムの光学的特性および/または使用される動的パターニングデバイスの形式（例えばDMD、LCD等および/または位相シフト、交番位相シフト、減衰位相シフト等）にも当てはまる。実施例では、静的パターニングデバイスデータの動的パターニングデバイスデータへの変形がリアルタイムで、これらファクタの1つまたは複数を考慮して行われる。

用語
IC製造におけるリソグラフ装置の使用と関連して説明されるが、ここに説明するリソグラフ装置は例えばDNAチップ、マイクロエレクトロメカニカルシステム（MEMS）,マイクロオプティカルエレクトロメカニカルシステム（MOEMS）,集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、マイクロ流体デバイス等に適用することができる。当業者であればこの関連から、「ウェハ」または「ダイ」の用語の使用を、より一般的な用語「サブストレート」または「ターゲット位置」と同義であると見なすことができよう。

ここに参照されるサブストレートは露光の前または後に、例えばトラック（レジストのレイヤーをサブストレートに適用し、露光されたレジストを現像する典型的なツール）または測定学または検査ツールで処理される。

適切であればここに開示された内容は他のサブストレート処理ツールに適用することができる。さらにサブストレートは2回以上処理することができ、これは例えば多層ICを製造するためである。従ってここで使用される用語「サブストレート」はすでに多重処理層を含むサブストレートも意味する。

ここに使用される用語「個別に制御可能なエレメントのアレイ」は、到来する放射ビームにパターン化されたクロスセクションを付与するために使用することのできるいずれかのデバイスであると広く解釈すべきである。これにより所望のパターンをサブストレートのターゲット部分に形成することができる。用語「光バルブ」および「空間的光変調器」（SLM）もこの関連から使用される。このようなパターニングデバイスの例は上記で述べたが、後でも議論する。

プログラマブルミラーアレイはアドレシング可能なマトリクス表面を有することができ、この表面は粘弾性コントロール層（すなわち感知できるほどの連合粘性と弾性を備える表面）と反射性表面を備える。このような装置の基本原理は、反射性表面のアドレシングされたエリアが入射光を回折光として反射し、アドレシングされないエリアは入射光を非回折光として反射することである。アドレシングはバイナリーでまたは多重間欠角により行うことができる。適切な空間フィルタを使用すれば、非回折光を反射ビームからろ波除去することができ、回折光だけがサブストレートに到達する。このようにしてビームは、アドレシング可能なマトリクス表面のアドレシングパターンに応じてパターニングされる。

択一的にフィルタが回折光をろ波除去し、非回折光がサブストレートに到達するようにしてもよい。光学的回折マイクロマシン（MEMS）デバイスのアレイも相応にして使用することができる。各光学的回折MEMSデバイスは複数の反射性リボンを有することができ、この反射性リボンは相互に変形することができ、入射光を回折光として反射する回折格子を形成することができる。これはしばしば格子光バルブと称される。

別の択一的実施例は、小型ミラーのマトリクス構成を使用するプログラマブルミラーアレイを有し、各小型ミラーは適切な位置決め電界の適用または圧電アクチュエータ手段の使用によって軸を中心に個別に傾斜することができる。ここでもミラーはアドレシング可能マトリクスであり、アドレシングされたミラーは入射する放射ビームを異なる方向でアドレシングされないミラーへ反射する。このようにして反射されたビームはアドレシング可能なマトリクスミラーのアドレシングパターンに相応してパターン化される。所要のマトリクスアドレシングは適切な電子手段を使用して実行することができる。1つの実施例では、ミラー群がシングル「ピクセル」としてアドレシングされるよう共に座標配列することができる。この実施例では、照明システムの光学エレメントが光ビームを形成し、各ビームはそれぞれのミラー群に入射する。

上記2つのシチュエーションでは、個別に制御可能なエレメントのアレイが1つまたは複数のプログラマブルミラーアレイを有することができる。

プログラマブルLCDアレイも使用することができる。

フィーチャのプレバイアス、光学的近似補正フィーチャ、位相変動技術および多重露光技術が使用されるなら、個別に制御可能なエレメントのアレイ上に「表示される」パターンは、場合によりサブストレートの層へ、またはサブストレートへ転送されるパターンと実質的に異なっていても良い。同様に、場合によりサブストレートに発生されるパターンは、個別に制御可能なエレメントのアレイ上のその時点のパターンに相応しなくても良い。これはサブストレートの各部分に形成されるパターンが所定の期間にわたって、または所定の露光数にわたって形成されるような構成の場合であり、その間に、個別に制御可能なエレメントのアレイ上のパターンおよび/またはサブストレートの相対位置が変化するからである。

ここで用語「放射」および「ビーム」は、すべての形式の電磁放射を包含するものであり、紫外線（UV）放射（例えば365，248，193，157または126nmの波長）、超紫外線（EUV）放射（例えば5-20nmの波長）、およびイオンビームや電子ビームのような粒子ビームも含む。

リソグラフ環境では、使用される用語「投影システム」は種々の形式の投影システムを包含すると広く解釈すべきであり、屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを、使用される露光放射に適するならば、または液浸または真空の使用のような別の要因に適するならば含むことができる。用語「レンズ」の使用は、一般的用語「投影システム」と同義であると理解すべきである。

照明システムはまた種々の形式の光学的コンポーネント、すなわち放射ビームを指向、整形、および制御するための屈折性、反射性、および反射屈折性コンポーネントを包含し、このようなコンポーネントは以下、集合的にまたは単数で「レンズ」と称する。

リソグラフ装置は典型的には2つ（例えばデュアルステージ）またはそれ以上のサブストレートテーブル（および/または2つまたはそれ以上のマスクテーブル）を有する形式とすることができる。このような「マルチプルステージ」マシンでは、付加的テーブルを並列的に使用することができ、また1つまたは複数のテーブルが露光のために使用されている間に、予備ステップを1つまたは複数のテーブルで実行することができる。

リソグラフ装置は、サブストレートが液浸された形式とすることもでき、この液体（例えば水）は相対的に高い屈折率を有し、投影システムの最終エレメントとサブストレートとの間の空間を充填する。浸液はまたリソグラフ装置の別の空間、例えばサブストレートと投影システムの第1エレメントとの間の空間に適用することもできる。液浸技術は当業者には公知であり、投影システムの開口数を増大させる。

さらに装置には液体処理セルを設けることができ、これにより液体とサブストレートの被照射部分との間で相互作用することができる（例えば化学物質を選択的にサブストレートに付着させる、またはサブストレートの表面構造を選択的に変形する）。

パターニングデバイスに対する例としての環境
本発明のパターニングデバイスは上に論議したように種々の環境で使用することができるが、以下の説明ではリソグラフ環境での使用を説明する。これは説明のためだけである。

リソグラフ装置は、所望のパターンをオブジェクトのターゲット部分に適用するマシンである。リソグラフ装置は例えばオブジェクトを、生物工学的環境で、またはIC、フラットパネルディスプレイ、ミクロまたはナノ液晶デバイス、および微細構造を含む他のデバイスの製造でパターニングするために使用することができる。ICベースのリソグラフ環境では、パターニングデバイスがIC（または他のデバイス）の個別層に相応する回路パターンを形成するのに使用され、このパターンはサブストレート（例えばシリコンウェハまたはガラスプレート）上のターゲット部分（例えば1つまたは複数のダイを有する部分）上に画像化することができる。このサブストレートは感光性材料（例えばレジスト）の層を有する。上に論議したようにマスクの代わりに、マスクレスICリソグラフィでは、パターニングデバイスが個別に制御可能なエレメントのアレイを有することができ、これが回路パターンを発生する。

一般的にシングルサブストレートは、連続的に露光される隣接ターゲット部分のネットワークを含む。公知のリソグラフ装置はステッパとスキャナを有する。このステッパでは各ターゲット部分が全体パターンをターゲット部分上に露光することにより照射される。スキャナでは各ターゲット部分が所定方向（走査方向）へのビームによるパターン走査によって照射される。一方、同時にこの方向に対して平行にまたは逆平行にサブストレートが走査される。この概念を以下、詳細に説明する。

図1は、本発明の実施例によるリソグラフ投影装置100を示す。装置100は少なくとも1つの放射システム102，パターンデータを受け取るパターニングデバイス104（例えば静的デバイスまたは個別に制御可能なエレメントのアレイ）、オブジェクトテーブル106（例えばサブストレートテーブル）、および投影システム（レンズ）108を有する。

放射システム102は放射ビーム110を供給するのに使用され、この実施例では放射源112を有する。

個別に制御可能なエレメントのアレイ104（例えばプログラマブルミラーアレイ）がビーム110を、受け取ったパターンデータから形成されたパターンによりパターニングするのに使用される。実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104の位置が投影システム108に対して固定されている。しかし別の実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104は位置決め装置(図示せず)と接続されており、投影システム108を基準にして位置決めされる。図示の実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104の各エレメントは反射タイプである（例えば個別に制御可能なエレメントの反射性アレイを有する）。

オブジェクトテーブル106にはオブジェクトホルダ（特に図示せず）がオブジェクト114（例えばレジストのコーティングされたシリコンウェハ、ガラスサブストレート等）の保持のために設けられている。実施例ではサブストレートテーブル106が位置決め装置と接続されており、サブストレート114は投影システム108を基準にして正確に位置決めされる。

投影システム108（例えば水晶レンズシステムおよび/またはCaF2レンズシステム、またはこのような材料から作製されたレンズエレメントを有する反射屈折システム、またはミラーシステム）は、ビームスプリッタ118から受け取ったパターン化ビームをサブストレート114のターゲット部分120（例えば1つまたは複数のダイ）に投影するために使用される。投影システム108は個別に制御可能なエレメントのアレイ104の画像をサブストレート114に投影することができる。択一的に投影システム108は二次放射源の画像を投影することができ、この二次放射に対して個別に制御可能なエレメントのアレイ104はシャッタとして動作する。投影システム108はまたマイクロレンズアレイ（MLA）を有することができ、これにより二次放射源を形成し、マイクロスポットをサブストレート114に投影する。

光源112（例えばエキシマレーザ等）は放射ビーム112を形成する。ビーム112は照明システム（イルミネータ）124に直接、またはビーム拡張器126のような整形デバイス126を通過した後に供給される。イルミネータ124は調整デバイス128を有することができ、調整デバイスはビーム122の強度分布の外側および/または内側放射度（それぞれσアウタおよびσインナとされる）を設定する。さらにイルミネータ124は別の種々のコンポーネント、例えばインテグレータ130およびコンデンサ132を含むことができる。このようにして個別に制御可能なエレメントのアレイ104に衝突するビーム110は所望の均一性と強度分布をその断面に有する。

実施例では光源112はリソグラフ投影装置100のハウジング内に配置されている（光源112が水銀ランプの場合はケース）。別の実施例では光源112はリソグラフ投影装置100を基準にして遠隔に配置されている。後者の実施例では、放射ビーム122は装置100（例えば適切に指向されたミラー（図示せず）によって）に指向される。この後者のシナリオは、光源112がエキシマレーザである場合である。これら2つのシナリオは本発明の枠内で考慮されるのが有利である。

ビームスプリッタ118により指向された後、ビーム110は個別に制御可能なエレメントのアレイ104と相互作用する。図示の実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104により反射された後、ビーム110は投影システム108を通過し、この投影システムはビーム110をサブストレート114のターゲット部分120にフォーカシングする。

位置決め装置116とオプションとしての干渉分析測定デバイス134（ベースプレート136上にあり、干渉分析ビーム138をビームスプリッタ140を介して受け取る）によって、サブストレートテーブル106は正確に移動され、これによりビーム110の経路中に種々のターゲット部分120が位置決めされる。

実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104に対する位置決め装置（図示せず）を使用して、個別に制御可能なエレメントのアレイ104の位置をビーム110の経路を基準にして、例えば走査中に正確に補正することができる。

実施例では、サブストレートテーブル106の運動がロングストロークモジュール（粗位置決め）とショートストロークモジュール（微位置決め）によって実現される。これらは図1には明示されていない。同様のシステムを、個別に制御可能なエレメントのアレイ104を位置決めするのに使用することもできる。ビーム110は択一的にまたは付加的に移動可能であり、一方、サブストレートテーブル106および/または個別に制御可能なエレメントのアレイ104は固定位置を有し、所要の相対運動を提供することができる。

別の実施例では、サブストレートテーブル106が固定されており、サブストレート114はサブストレートテーブル106の上を運動可能である。このように構成される場合、サブストレートテーブル106には平坦な最上表面上に多数の開口部が設けられる。ガスが開口部を通ってガスクッションを提供するために供給される。このガスクッションはサブストレート114を支持する。これはエアベアリング構成と称される。サブストレート114はサブストレートテーブル106上を、1つまたは複数のアクチュエータ（図示せず）によって移動される。このアクチュエータはサブストレート114を、ビーム110の経路を基準にして正確に位置決めする。別の実施例では、サブストレート114はサブストレートテーブル106上を、開口部を通るガスの通流を選択的に始動および停止することにより移動される。

本発明のリソグラフ装置をここでは、サブストレート上のレジストを露光するためのものとして説明したが、本発明はこの使用に制限されるものではなく、本発明の装置100はパターン化されたビーム110をレジストのないリソグラフィに投影するために使用することもでき、また他の適用に使用することもできる。

図示の装置100は4つのモードのうちの少なくとも1つで使用することができる。

1. ステップモード：個別に制御可能なエレメントのアレイ104上のパターン全体が単一露光中（例えばシングルフラッシュ）にターゲット部分120に投影される。次にサブストレートテーブル106はｘ方向および/またはｙ方向で異なる位置へ移動され、パターン化されたビーム110により異なるターゲット部分120が照射される。

2. スキャンモード：実質的にステップモードと同じであるが、所定のターゲット部分120はシングルフラッシュで露光されない。その代わりに個別に制御可能なエレメントのアレイ104が所定の方向（例えば「走査方向」、ｙ方向）に速度ｖで移動する。これによりパターン化されたビーム110は個別に制御可能なエレメントのアレイ104の上を走査する。同時にサブストレートテーブル106は同じ方向または反対の方向に速度Ｖ＝Ｍｖで移動される。ここでＭは投影システム108の倍率である。このようにして比較的に大きなターゲット部分120を露光することができ、解像度の点で妥協する必要もない。

3. パルスモード：個別に制御可能なエレメントのアレイ104は実質的に定置され、パターン全体がサブストレート114のターゲット部分120にパルス放射システム102によって投影される。サブストレートテーブル106は実質的に一定の速度で移動され、パターン化されたビーム110はラインをサブストレート106にわたって走査する。個別に制御可能なエレメントのアレイ104上のパターンは必要に応じて放射システム102のパルス間で更新される。そしてパルスは、ターゲット部分120がサブストレート114上の所要の箇所で連続して露光されるように時間決めされる。その結果、パターン化されたビーム110はサブストレート114を端から端まで走査することができ、サブストレート114のストリップごとにパターン全体を露光する。

4. 連続スキャンモード：実質的にパルスモードと同じであるが、一定の放射システム102が使用され、個別に制御可能なエレメントのアレイ104上のパターンは、パターン化されたビーム110がサブストレート114全体を走査し、これを露光するときに更新される。

上記の使用モードの組み合わせおよび/または変形も使用することができる。

プログラマブルエレメントのアレイ内の例としてのエレメント
図2は、本発明の実施例による個別に制御可能なエレメントのアレイ204の平面図である。例えば個別に制御可能なエレメントのアレイ204はアレイ104の箇所で使用することができる。個別に制御可能なエレメントのアレイ204内の各エレメント242はアクティブエリア244と非アクティブエリア246を含む。アクティブエリア244は上に述べたように、ミラー、液晶ディスプレイエレメント、グレーティング光バルブ等の形態とすることができ、到来する光をパターニングするために使用される。一方、非アクティブエリア246は回路と機械的デバイスおよび構造を含む。非アクティブエリア246内のデバイスと構造は、アクティブエリア244を制御および/または移動（例えば傾斜、往復運動等）させ、アクティブエリア244をONとOFFに切り替えるのに使用される。いくつかの実施例では、アクティブエリア244を種々の間欠状態に移動させる。

パターンデータ発生システムの例
図3は、本発明の実施例による、パターン形成システム360と結合されたパターンデータ発生システム350を示す図である。種々の実施例でパターン形成システム360は、上に述べたシステム100の一部とすることができ、またはこのシステムを含むことができる。パターン形成システム360は動的パターン発生器または動的パターニングデバイス304を有し、この用語はこの明細書通して区別なく使用される。実施例では、パターンデータ発生システム350が静的パターニングデバイス、データデバイス352およびパターンデータ変形デバイス354を有する。実施例ではパターンデータメモリ356とコントローラ358をパターンデータ発生システム350に含むことができ、別の実施例ではこれらはパターン形成システム360に含まれる。

実施例では、静的パターニングデータデバイス352はソフトウエア、ファームウエア、ハードウエアまたはそれらの組み合わせを有する。これらは、システム(図示せず)を検出またはセンシングすることにより静的パターニングデバイス上にパターンを形成するために使用される製造データを取り入れ、または静的パターニングデバイス上に形成されたパターンの画像をキャプチャし、それらのパターン画像データ362を計算する。このことはアルゴリズムの実行により行うことができる。静的パターニングデバイスに関連するパターンデータを最初に発生するために別の演算を実行することもできる。

実施例では、パターンデータ変形デバイス354がソフトウエア、ハードウエア、またはそれらの組み合わせを有する。これらはアルゴリズムを実行するために使用することができる。これらのファクタは、制限するものではないが次のとおりである：
(1)静的パターニングデバイスの仮想的または虚構的パターン；
(2)製造公差および/または露光公差による静的パターニングデバイス上での制約；
(3)パターンデータ362を受け取った動的パターン発生器304の特性および/または形式による制約；
(4)連続的にリアルタイムでまたは周期的に測定された動的パターン発生器304の実際の性能特性；
(5)使用される光の波長；
(6)パターン化された光をオブジェクト上に投影するのに使用される投影システムの光学的特性、例えば投影システムの開口数；
および/または
(7)照明モード（例えば非コヒーレント、コヒーレント、部分的コヒーレント、光の空間的分布等）。パターンデータ変形デバイス354は、仮想的または虚構な静的パターニングデバイスに関連する静的パターニングデバイスデータと共にこれらの入力を取り入れ、変形されたパターンデータ364を発生する。変形されたパターンデータ364は格納され、それから動的パターニングデバイス304のコントロールに使用される。例えば変形されたパターンデータ364は、動的パターニングデバイス304において個別に制御可能なエレメントまたはピクセルの状態を制御する。

実施例では、「リアルタイム」での実行が所望されるなら、露光はパルスで実行される。各パルス間で、次の仮想静的パターニングデバイスに対するパターンデータ362がパターンデータ変形デバイス354により、上記の付加的ファクタの1つまたは複数と共に受信される。次にパターンデータ変形デバイス354は変形されたパターンデータ364を発生する。

パターンデータ変形デバイス354がより高速に計算を実行すれば、より正確な変形パターンデータ364が得られる。なぜなら各パルス間でより多くの計算を実行することができるからである。

実施例では、静的パターニングデータデバイス352とパターンデータ変形デバイス354は物理的に相互に近接して配置されており、別の実施例ではこれらは相互に離れて配置されている。両方の実施例で、1つまたは複数の静的パターニングデバイスに関連するパターンデータは静的パターニングデータデバイス352に格納される。この静的パターニングデータデバイスは、当業者が適宜、メモリまたは記憶デバイスとして構成することができる。例えばオブジェクト上に多層を有するパターンを形成する場合、各層が典型的には1つまたは複数の静的パターニングデバイスを形成する。各静的パターニングデバイスに関連するパターンデータ362は静的パターニングデータデバイス352からパターンデータ変形デバイス354に伝送される。パターンデータ変形デバイス354は、パタ―ンデバイスデータ362を変形するのに使用され、パターンデータメモリ356に格納される変形パターンデータ364を形成する。

実施例では上に述べたように、パターンデータ変形デバイス354がパターンデータ362を処理し、静的パターニングデバイス上の制約に関連するデータを除去する。例えばこのデータは製造制約であり、これは静的パターニングデバイス上に形成されるパターンに作用する。またはこのデータは露光動作パラメータによるこのパターンでの制約である。これらの制約に関連するデータは除去される。なぜならこれらの制約は、パターンデータが動的パターニングデバイス環境で使用される場合には重要でないか、不要だからである。

実施例では上に述べたように、パターン変形デバイス354がパターンデータ362を処理し、パターン形成システム360および/または動的パターニングデバイス304における実際の光学的パラメータを考慮する。例えばパターン形成システム360にある光学的エレメントの実際の能力は、変形ぱたんデータ364を形成するためパターンデータ362を変形する際に考慮することができる。このことは、動的パターニングデバイス304を去るパターン化された光の測定によって、および/または画像面でのパターン化された光の測定によって実行することができる。

別の実施例では、使用される動的パターニングデバイス304の実際の形式に関連する特性、および/またはリアルタイムで測定された動的パターニングデバイス304の性能に関連する特性を、変形データ364の形成のためにパターンデータ362を変形する際に考慮することができる。測定された動的パターニングデバイス304の性能の例は、これに制限するものではないが、個別に制御可能なエレメントの実際の傾斜角であり、これをパターンデータ364で考慮する。測定された性能の別の例は、動的パターン発生器304でのピストンミラーの使用に関連することができる。ピストンミラーは典型的には、反射性ではなく位相を変化することができ、このことは、変形パターンデータ364を発生する際にパターン変形デバイス354により考慮することができる。

実施例では、パターン変形は上に述べたようにリアルタイムで実行することができる。すなわち連続的にまたは各露光操作の間で実行することができる。これにより各露光されたパターンまたはパターン層はオブジェクト上に正確に形成される。例えば、オブジェクトをパターニングするのに使用される第1の静的パターニングデバイスまたは仮想静的パターニングデバイスからのパターンデータは、静的パターニングデータデバイス352からパターンデータ変形デバイス354に伝送され、処理される。変形されたパターンデータ364はパターンデータメモリ356に格納される。変形されたパターンデータ364は動的パターニングデバイス304によりアクセスされ、そこからパターンが形成される。このパターンは動的パターン発生器304との相互作用で、放射ビームをパターニングするのに使用される。パターン化されたビームは次にオブジェクト（図示せず）に投影される。このプロセスは、オブジェクトをパターニングするのに使用される後続の各静的パターニングデバイスに関連するデータごとに反復される。

別の実施例では、オブジェクトをパターニングするのに使用される静的パターニングデバイスのセット全体に関連するデータがすべて変形され、露光操作前に格納される。

この後者の実施例では、実際の光学的エレメントおよび/または動的パターン発生器特性がパターンデータ362の変形に使用される場合、これらはデータ362を変形するのに一度だけ使用され、それから露光操作が開始される。反対に前者の実施例では、実際の光学的エレメントおよび/または動的パターン発生器特性を、各露光間で各静的パターニングデバイスに対してデータを変形するのに使用することができる。

従って、パターンデータ変形デバイス354を使用することによって、静的パターニングデバイスに関連する不要な制約をパターンデータ362から除去することができ、使用される動的パターン発生器304の実際の形式の特性を変形されたパターンデータ364で考慮することができる。このことにより、オブジェクトをパターニングする際の精度と有効性が、従来のシステムと比較して向上する。

実施例では、パターンデータ362の変形が、光学的近似補正（OPC）フィーチャ、パターン、またはエンハンスメントのために使用される。OPCフィーチャの2進性質は、静的パターニングデバイスの製造制約により大部分が規定される。OPCフィーチャは、現像された画像に現れることを意図するものではないが、現像された画像中のパターンフィーチャをシャープにするために使用される。これにより現像されるときにパターンフィーチャが所望のパターンにより近づく。ＯＰＣフィーチャはまた種々異なるピッチのフィーチャのプロセス窓を相互に接近させるために使用することができる。これにより、プリントされる複数の異なるピッチのフィーチャが一度の露光で処理される。OPCフィーチャの既知の形式は、散乱バー、セリフ、ハンマーヘッド等を含む。OPCが現像されたパターンに現れるのを防止するために、これらは下位の解像度で形成される。例えばOPCフィーチャは、散乱バーの場合、露光放射の波長よりも小さい幅を有するように形成される。これにより投影された画像中のコントラストがレジスト閾値よりも小さくなる。これらのフィーチャの使用は例えば２００４年８月１７日出願のUS10/919532に記載されている。

上に述べたように、OPCフィーチャが使用されるのは、静的パターニングデバイス上のパターンが画像面に投影される所望のパターンと同じ形状を有する必要がないからである。例えば孤立したラインをプリントし、このラインの光学的画像を得たい場合には、主ラインと複数の補助ライン（例えばOPC）を有する静的パターニングデバイスが形成される。補助ラインは主ラインの右と左に非常に細く配置される。画像化されると、これはシングルラインとしてプリントされる。直角以外のコーナーが所望される場合にも、OPCがこのために使用される。

実施例では、パターンデータ変形デバイス354を使用することにより、ラスタ化のために計算されたOPCエンハンスド連続パターンが、位置振幅と位相透過性の変動を有することができる。このことはパターン形成システム360で使用される動的パターン発生器304の変調能力をマッチングする。例えば振幅透過変動（グレートーンパターン）だけを有する連続パターンは、グレートーンピクセルを備える動的パターン発生器にマッチする。

同様に、位相透過変動（位相パターン）だけを有する連続パターンは、ピストンミラーピクセルを備える動的パターン発生器にマッチする。グレートーンパターンはまた、低解像度の傾斜ミラーピクセルを備える動的パターン発生器の能力に良好にマッチする。実施例では、動的パターン発生器のこの形式に対して、位置位相透過率の少なくとも2つの値（0とπ）が「ネガティブブラック」のために含まれている。

実施例では、位相振幅透過関数の等級が、傾斜ミラーピクセルを備える動的パターン発生器の能力にマッチするために発生される。次に連続OPCパターンがこの等級に対して発生される。

実施例では、透過性を動的パターン発生器の変調能力に応じて各点で制約する必要がある。

実施例で制約に課せられる別の要求は、透過性を既知の限界内で変化させることは実際的ではなく、透過性は連続的に変化すべきであることである。

実施例では、所定の多角形からなるパターン内で透過性の変動だけを許容し、多角形内部の透過性を一定とする。各多角形は一定の透過性を有するが、他の多角形に対する相対的透過性は変化する。仮想の静的パターニングデバイスが透過性を連続的に変化すれば、この仮想の静的パターニングデバイスに関連するパターンデータは無限量の情報を含むことになる。実施例では、各多角形の透過性が指定され、各多角形のバックグランド、周囲および各多角形間の透過性が指定される。このことは仮想の静的パターニングデバイスを特徴付ける情報量を低減する。

同様に、一般的グレートーンOPCパターンは無限量の情報を含む。従って合理的なデータスループットを維持するために、OPCパターン内の透過率変動を制限する。このことはグレートーンおよび/または位相変化散乱バーを一般的連続グレートーン/位相変動の代わりに使用して行われる。

コンピュータシステムの例
図4は、例としてのコンピュータシステム400を示す。本発明、または本発明の一部はコンピュータにより読み出し可能なコードとして実現することができる。上に述べた1つまたは複数のエレメント、例えば350，358，304はシステム400内に実現することができる。本発明の種々の実施例をこのコンピュータシステム400の例に関連して説明する。本明細書を読めば、当業者であれば本発明を、他のコンピュータシステムおよび/またはコンピュータアーキテクチャを使用して実現することもできよう。

コンピュータシステム400は1つまたは複数のプロセッサ404を有する。プロセッサ404は専用デジタル信号プロセッサまたは汎用デジタル信号プロセッサとすることができる。プロセッサ404は通信インフラストラクチャ406（例えばバスまたはネットワーク）と接続されている。種々のソフトウエア実現がこのコンピュータシステムと関連して説明される。本明細書を読めば、当業者であれば本発明を、他のコンピュータシステムおよび/またはコンピュータアーキテクチャを使用して実現することもできよう。

コンピュータシステム400はまた、有利にはRAMであるメインメモリ408とセカンダリーメモリ410を有する。セカンダリーメモリ410は例えばハードディスクドライブ412および/またはリムーバル記憶ドライブ414，例えばフロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光学ディスクドライブ等を有する。リムーバル記憶ドライブ414はリムーバル記憶ユニット418に公知のように読み書きすることができる。リムーバル記憶ユニット418はフロッピーディスク、磁気テープ、光学ディスク等であり、リム―バル記憶ドライブ414により読み書きされる。リムーバル記憶ユニット418は、コンピュータソフトウエアおよび/またはデータを格納したコンピュータ使用可能媒体を含む。

択一的実施形態では、セカンダリーメモリ410は、コンピュータシステム400にロードすべきコンピュータプログラムまたは命令に対する他の類似手段を有することができる。このような手段は例えばリムーバル記憶ユニット422およびインタフェース420である。このような手段の例は、プログラムカートリッジおよびカートリッジインタフェース（ビデオゲームデバイスで使用される）、リムーバルメモリチップ（EPROMまたはPROM）および関連のソケット、他のリムーバル記憶ユニット422とインタフェース420であり、ソフトウエアおよびデータをリムーバル記憶ユニット422からコンピュータシステム400に伝送することができる。

コンピュータシステム400はまた通信インタフェース424を有する。コンピュータインタフェース424により、ソフトウエアおよびデータをコンピュータシステム400と外部デバイスとの間で伝送することができる。通信インタフェース424の例は、モデム、ネットワークインタフェース（たとえばイーサネットカード）、通信ポート、PCMCIAスロットおよびカード等である。通信インタフェース424を介して伝送されるソフトウエアおよびデータは、電子的、電磁的、光学的信号428の形態、または通信インタフェース424により受信することのできる他の信号の形態である。これらの信号428は通信インタフェース424に、通信経路426を介して供給される。通信経路426は信号428を搬送する。これはワイヤまたはケーブル、光ファイバ、電話線、携帯電話リンク、無線リンクおよび他の通信チャネルにより実現される。

本明細書で用語「コンピュータプログラム媒体」と「コンピュータ使用可能媒体」は、一般的にリムーバル記憶ドライブ414，ハードディスクドライブ412に取り付けられたハードディスク、および信号428のような媒体を意味する。コンピュータプログラム媒体とコンピュータ使用可能媒体はまた、メインメモリ408、および半導体メモリ(例えばDRAM等)とすることのできるセカンダリーメモリ410のようなメモリを意味することもできる。

コンピュータプログラム（コンピュータコントロールロジックとも称する）はメインメモリ408および/又はセカンダリーメモリ410に格納される。コンピュータプログラムはまた通信インタフェース424を介して受信することもできる。このようなコンピュータプログラムが実行されると、コンピュータシステム400は本発明をここに説明したように実現することができる。とりわけコンピュータプログラムが実行されると、プロセッサ404はパターンデータ変形デバイス354、コントローラ358等での本発明のプロセスを上に述べたように実現することができる。相応にしてこのようなコンピュータプログラムはコンピュータシステム400の制御システムを代理する。本発明がソフトウエアにより実現される場合、ソフトウエアはコンピュータプログラム製品に格納され、リムーバル記憶ドライブ414，ハードディスクドライブ412または通信インタフェース424によってコンピュータシステム400にロードされる。

本発明はまた、コンピュータ使用可能媒体に格納されたソフトウエアを有するコンピュータプログラム製品に関する。このようなソフトウエアが1つ又は複数のデータ処理デバイスで実行されると、データ処理デバイスはここに説明するように動作する。本発明の実施例は、現在又は将来のコンピュータ使用可能または読み出し可能媒体を使用する。コンピュータ使用可能媒体の例は、これに制限されるものではないが、一次記憶デバイス（例えばRAM）、二次記憶デバイス（例えばハードディスク、フロッピーディスク、CDROM、ZIPディスク、テープ、磁気記憶デバイス、光学的記憶デバイス、MEMS、ナノテクノロジー記憶デバイス等）、および通信媒体（例えば有線または無線通信ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、イントラネット等）である。ここに記載する実施例はソフトウエア、ハードウエア、ファームウエア、またはそれらの組み合わせにより実現することができる。

オペレーション例
図5は、本発明の実施例による方法500のフォローチャートを示す図である。ステップ502で、レチクルパターンに基づいてパターンデータセットを発生する。ステップ504で、このパターンデータセットを、放射ビームのパターニングに使用される動的パターン発生器の形式に相応するパラメータを用いて変形する。ステップ506で、動的パターン発生器により、変形されたパターンデータセットを用いてパターンを形成する。ステップ508で、変形されたパターンデータセットに基づくパターンを備える動的パターン発生器によって、放射ビームをパターニングする。ステップ510で、パターニングされたビームをオブジェクトのターゲットポイントに投影する。

実施例でステップ502から510は、レチクルパターンセットの各レチクルパターンごとに実行される。

実施例で、ステップ502から510は、レチクルパターンの光学的近似補正パターンごとに実行される。

実施例でステップ502は、光学的ラスタ化アルゴリズムを用いてパターンデータを発生することを含む。

実施例でステップ504は、光学的パラメータ（例えば放射ビームの波長、パターン化されたビームの投影に使用されるシステムの開口数、放射ビームの発生に使用されるデバイスの照明モード（例えばコヒーレント、非コヒーレント、部分的コヒーレント等）等）を考慮し、パターンデータをさらに変形することを含む。

実施例でステップ502，504および506は、各パルスの持続時間中または放射ビームの各パルス間で、レチクルパターンセットの各レチクルパターンごとにリアルタイムで実行される。

OPCを使用するパターニングの例
図6は、主パターン602と、静的パターニングデバイス606に現れるOPCエンハンスメント604とを含むパターン600を示す図である。製造制約により、主パターン602（例えばライン）とOPCエンハンスメント604（例えば散乱バー）の光学的特性の変化は制限されている。例えばパターン600はバイナリー、または位相シフトと振幅減衰の所定の固定値を備えるエリアによるバイナリーパターンの組み合わせでなければならない。

図7は、主パターン702と、本発明による1つまたは複数の実施例により現れるOPCエンハンスメント704とを含むパターン700を示す図である。製造制約がないので、主パターン702とOPCエンハンスメント704の両者は、その光学的特性、例えば振幅減衰および位相を広く変動することができ、より正確にパターニングされる。この変動の範囲は、使用される特定の動的パターン発生器の変調能力により規定される。例えば傾斜ミラーSLMの変調能力により、振幅透過率は［min_amp,1］の範囲で変化することができる。ここでmin_ampは負とすることもできる。この実施例で、主パターン702は負の暗さを有することができ、OPCエンハンスメント704はグレートーンとすることができる。このことは図6に示された静的パターニングデバイスからのパターンデータを用いたのでは不可能である。

図1は、本発明の実施例によるリソグラフ装置を示す図である。 図2は、本発明の実施例によるパターニングデバイスを示す図である。 図3は、本発明の実施例による、パターン形成システムと結合されたパターンデータ発生システムを示す図である。 図4は、本発明の実施例によるコンピュータシステムを示す図である。 図5は、本発明の実施例による方法のフォローチャートを示す図である。 図6は、主パターンと、静的パターニングデバイスに現れるOPCエンハンスメントを示す図である。 図7は、主パターンと、本発明の実施例による動的パターニングデバイスに現れるOPCエンハンスメントを示す図である。

Claims (12)

1. (a)レチクルパターンの光学的近似補正パターンであって振幅透過率がバイナリーで規定された光学的近似補正パターンに基づくパターンデータセットを受け取り、
   (b)振幅透過率がバイナリーで規定された光学的近似補正パターンを、放射ビームのパターニングに使用される個別に制御可能なエレメントのアレイの変調能力により規定される範囲で振幅透過率が変動する光学的近似補正パターンへ変換するように、パターンデータセットを変形し、
   (c)個別に制御可能なエレメントのアレイにより、変形されたパターンデータセットを用いてパターンを形成し、
   (d)放射ビームを、前記ステップ(c)からのパターンを有する個別に制御可能なエレメントのアレイによりパターニングし、
   (e)パターン化されたビームをオブジェクトのターゲット部分に投影し、
   ステップ(a)は、受け取ったパターンデータセットを発生するために、光学的ラスタ化アルゴリズムを使用し、
   ステップ(b)は、光学的パラメータを考慮し、レチクルパターンセットの各レチクルパターンごとにリアルタイムでパターンデータセットを変形することを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、ステップ(a)〜(e)を、レチクルパターンセットの各レチクルパターンごとに実行する方法。
3. 請求項１記載の方法において、ステップ(a)〜(c)を、放射ビームの各パルス持続時間中に、レチクルパターンセットの各レチクルパターンごとにリアルタイムで実行する方法。
4. 請求項１記載の方法において、ステップ(a)〜(c)を、放射ビームの各パルス間の時間中に、レチクルパターンセットの各レチクルパターンごとにリアルタイムで実行する方法。
5. 請求項１記載の方法において、オブジェクトとしてサブストレートを使用する方法。
6. 請求項１記載の方法において、オブジェクトとして投影システムディスプレイデバイスを使用する方法。
7. 請求項１記載の方法において、オブジェクトとして投影テレビジョンディスプレイデバイスを使用する方法。
8. パターンデータ発生デバイスと、変形デバイスと、個別に制御可能なエレメントのアレイと、投影システムを有するシステムであって、
   前記パターンデータ発生デバイスは、レチクルパターンの光学的近似補正パターンであって振幅透過率がバイナリーで規定された光学的近似補正パターンに基づくパターンデータを発生し、
   前記変形デバイスは、前記パターンデータを受け取り、振幅透過率がバイナリーで規定された光学的近似補正パターンを、放射ビームのパターニングに使用される前記個別に制御可能なエレメントのアレイの変調能力により規定される範囲で振幅透過率が変動する光学的近似補正パターンへ変換するように、前記パターンデータを変形し、
   前記個別に制御可能なエレメントのアレイは、変形されたパターンデータを受け取り、当該変形されたパターンデータを用いて放射ビームをパターニングし、
   前記投影システムは、パターン化されたビームをオブジェクトに投影し、
   前記パターンデータ発生デバイスは、前記パターンデータを発生するために、光学的ラスタ化アルゴリズムを使用し、
   前記変形デバイスは、光学的パラメータを考慮し、レチクルパターンセットの各レチクルパターンごとにリアルタイムで前記パターンデータを変形することを特徴とするシステム。
9. 請求項８記載のシステムにおいて、オブジェクトはサブストレートである。
10. 請求項８記載のシステムにおいて、オブジェクトは投影システムディスプレイデバイスである。
11. 請求項８記載のシステムにおいて、オブジェクトは投影テレビジョンシステムディスプレイデバイスである。
12. 請求項８記載のシステムにおいて、変形デバイスはリアルタイムで動作し、変形されたパターンデータを個別に制御可能なエレメントのアレイに伝送し、それから個別に制御可能なエレメントのアレイはビームをパターニングするシステム。

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