JP4686599B2 - 画像強調技法 - Google Patents

Description

本発明の例示の実施例はパターン発生器及びその方法に関する。

最新の紫外リソグラフィは、とりわけ、新しい高度に平行な書き込み概念を捜し求めている。光学的ＭＥＭＳデバイスを備えた空間光変調（ＳＬＭ）はそうした可能性を提供することができる。ＳＬＭチップは、数百万個の個別にアドレス可能な画素を上面に備えたＤＲＡＭのようなＣＭＯＳ回路構成を備えることができる。前記画素は、ミラー要素とアドレス電極との間の静電力の差によって偏向できる。ＳＬＭを使用したパターン発生器の例示の実施例は、本発明と同じ譲受人に譲渡された米国特許第６３７３６１９号の中に説明されている。手短に言えば、本特許はＳＬＭの一連の画像を露光する小型現場用ステッパーを開示する。ワークピースが連続的に移動することが可能なステージの上に配置されることができ、（パルスレーザ、閃光光源、シンクロトロン光源からの閃光などであることが可能な）パルス電磁放射源がワークピースの上にＳＬＭの画像を閃光させ固定させることができる。ＳＬＭは、ワークピースの上に連続的な画像が構成されるように各閃光の前に新しいパターンで書き換えられる。

基板をパターニングする速度を速める１つの方法は、閃光周波数を高くし、その上にワークピースが取り付けられることができるステージの速度を速くすることである。固定されたパルス長と組み合わされたステージの速められた速度は、ワークピースの上の画像を不鮮明にすることがある。これは、より短いパルス長を使用することによって克服できるが、しかし、これは、常に可能であるわけではなく、又は問題になることもあるむしろ望ましくないことである。

従って、当技術分野に必要とされていることは、ステージが固定されたパルス長の間に遠くに移動しすぎる場合の前記の不鮮明化された画像を補正する方法である。

それ故、本発明の目的は、上述の問題を解消又は少なくとも軽減する方法を提供することである。

この目的は、とりわけ、本発明の第１の態様によって、移動するワークピースの上に露光されたスタンプの中の少なくとも１つのエッジ急峻度特徴を向上させるための方法によって達成でき、この方法は、前記スタンプを表現するパターンをワークピースの移動方向に対し本質的に同一方向に移動させる行為と、このパターンの前記移動を露光放射源のパルス長に同期させる行為とを含む。

また、本発明は、スタンプが、少なくとも部分的に放射に感度がある層で覆うことができるワークピースの上に露光できるパターン発生器に関し、このパターン発生器は、その上に前記ワークピースが取り付けられることが可能な第１方向に連続的に移動するステージと、前記スタンプを表すパターンを前記ワークピースの上で前記第１方向に移動させることができる少なくとも１つの機械的構成要素と、パルス長を前記パターンの前記第１方向への移動に同期させることが可能な同期装置と、を備える。

本発明の更なる特徴及びその利点は、以下に与えられる本発明の好適な実施例の詳細な説明から、及び例示のためだけに与えられ従って本発明を限定するものでない添付の図１〜図６から明らかになるであろう。

以降の詳細な説明は図面を参照してなされる。好適な実施例が、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するためでなく、本発明の例を示すために説明される。当業者は、後続の説明に基づいた様々な等価な変形例があることを理解されよう。

更にまた、好適な実施例はアナログＳＬＭを参照して説明される。アナログＳＬＭ以外の他のＳＬＭ、例えばＴｅｘａｓ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）のようなデジタルＳＬＭ、が等しく応用可能である状況がありうることは当業者には明らかであろう。加えて、ＳＬＭは反射型又は透過型の画素を備えることができる。なお更に、好適な実施例はエキシマ・レーザ源を参照して説明される。例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、イオン・レーザ、Ｔｉサファイア・レーザ、自由電子レーザ、又は他のパルス基本周波数レーザ、閃光光源、レーザ・プラズマ源、シンクロトロン光源などのエキシマ・レーザ以外のパルス電磁放射源が使用できることは当業者には明らかであろう。

図１は、従来技術による空間光変調器を使用したパターン発生器を概略的に示す。前記パターン発生器は本発明によって利益を得ることができる。前記パターン発生器は、電磁放射源１１０、第１レンズ１２０、半透明ミラー１３０、第２レンズ１４０、空間光変調器１５０、第３レンズ１６０、干渉計１７０、パターン・ビットマップ発生器１８０、コンピュータ１８５、ワークピース１９０を備える。

レーザ源１１０は、例えば、３０８ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５６ｎｍ又は１２６ｎｍパルスを放出するエキシマ・レーザとすることができる。前記パルスは、均質化レンズ及び整形レンズ１２０、１４０によって均質化され整形される。前記レンズ１２０、１４０は、平面波がＳＬＭ１５０の表面に当てられるように光学系を構成する。レーザの時間的パルス長は０．１μｓかそれより短く、例えば１０ｎｓである。レーザのパルス反復周波数は０．５ｋＨｚ〜５ｋＨｚとすることができ、例えば２ｋＨｚである。

第３レンズ１６０はシステムの縮小倍率を決定する。アナログ式空間光変調器を使用する場合は、空間フィルタ及びフーリエレンズ（図示せず）が第３レンズ１６０と半透明ミラー１３０との間に配置される。

コンピュータ１８５はワークピースの上に結像されるべきパターンを発生させることができる。前記ワークピースは、クロムの層で覆われそして次に感光性材料の層で覆われた透明基板とすることができる。これは、マスク及びレチクルの製造で使用されるワークピースの実施例とすることができる。また、ワークピースは、その上にパターンがマスクなしで直接作り出される半導体ウエーハとすることもできる。このパターンは、リソグラフィ産業で使用されている従来のソフトウェアで生成できる。前記パターンは、パターン・ビットマップ発生器１８０によってビットマップ表現に変換できる。前記ビットマップ表現は、次に今度は、前記ビットマップ発生器１８０によって空間光変調器の駆動信号に変換できる。前記駆動信号は、前記空間光変調器１５０の個別の画素要素を所望の変調状態にセットすることができる。アナログ式空間光変調器の場合は、特定の駆動信号が特定の画素要素の特定の偏向状態に対応する。アナログモードで作動されるマイクロミラーなどのアナログ式画素要素の偏向状態は、完全に偏向された状態と無偏向状態との間の、例えば６４個、１２８個又は２５６個の任意の数の状態にセットできる。

干渉計１７０はワークピースの位置を連続的に検出する。ワークピースはスタンプのストリップをパターニングしているときは一定速度で移動することができる。また、ワークピースは可変速度で移動することもできる。ワークピースが可変速度で移動するときは、ＳＬＭのスタンプがワークピースの上の要求された位置に印刷されるのを確実にするために、ＳＬＭを照射する前の短時間の間の実際の速度を検出することが必要となろう。スタンプはワークピース上へのＳＬＭのパターンの再生であることができる。ＳＬＭのパターンの縮小は、ワークピース上に再生される前に１つ又は複数のレンズを通して行える。共に継ぎ合わされたいくつかのスタンプがストリップを形成することができる。共に継ぎ合わされたストリップが完成した画像を形成することができる。干渉計１７０は、ワークピースの前記位置を検出するために信号１６５を送信し受信することができる。ワークピースが前記干渉計によって所与の位置で検出できるときには、トリガー信号がレーザに送信できる。前記トリガー信号を発生させる１つの方法は、ワークピースの位置の検出された値を記憶されている位置の値と比較することによって可能になる。例えばルック・アップ・テーブルに記憶された位置の値と検出された位置の値との間に一致があった場合に、トリガー信号は発生できる。結果として、前記トリガー信号はレーザをパルス発光させることができる。

１ｋＨｚのパルス周波数及びワークピースの移動方向で５０μｍの縮小されたＳＬＭサイズにおいては、書き込み速度は５０ｍｍ／秒となるであろう。１ｋＨｚのパルス周波数及び１０ｎｓの各パルス発光の時間的パルス長においては、各パルス発光の間に０．９９μｓの時間間隔が存在する。

本発明による１つの例示の実施例において、ＳＬＭ１５０は移動可能な支持体の上に配置できる。前記支持体の移動は、露光源のパルス長に同期できる。前記パルス長の期間中の支持体の移動は、少なくとも部分的にステージの移動の影響を打消すようになされることができる。本発明による１つの例示の実施例では、支持体は圧電性アクチュエータによって移動できる。本発明による他の例示の実施例では、支持体はステッピング・モータにより移動できる。本発明による更に他の例示の実施例では、支持体は振動運動の状態にできる。

図２は、２１０と印されたステージの速度と、ワークピースの上に露光されるべきパターンを移動させることのできる２２０と印された機械的構成要素の速度とを時間の関数として示す。ここで、機械的構成要素は前後に振動する状態であることが可能である。本例示の実施例のステージは一定速度で移動しているので、レーザが閃光を発しステージが移動している間にスタンプを不鮮明にする影響を打消すために、露光放射源からの閃光は振動運動に同期できる。レーザは、支持体の移動方向がステージの移動方向と同じ場合には閃光を同期させることができる。本例示の実施例では、振動運動の最大振幅は、ステージの一定速度に等しい絶対値である。不鮮明化の影響を打消すために、レーザ閃光の同期は、振動する曲線２２０の最大点２２０ａ、２２０ｂで行える。振動運動の任意の振幅が使用できることは当業者には明らかである。あまりに低い振幅を使用した場合は他の方法によって更なる補正が行える。振動運動の大きすぎる振幅を使用した場合は、露光放射の閃光を、図２に示された例示の実施例と同等以下の効果を伴う最大点以外の他の点に同期させることができる。

本発明による他の例示の実施例において、前記パターンは、半透明ミラーを動かすことによってステージに対して同じ方向に移動することができる。前記ミラーは、圧電アクチュエーションにより、ステッピング・モータにより、又は前記半透明ミラーを振動動作の状態にすることによって動かされることができる。半透明ミラーは支持体構造の上に配置できる。前記支持体構造は半透明ミラーと共に特定の自己共振を有する。ある振幅を備えたある周波数を前記支持体構造と半透明ミラーとに加えることにより、前記ミラーはその共振周波数で振動していることができる。同期は、移動するＳＬＭに関連して説明したと類似の方法で行える。

本発明による更に他の例示の実施例において、ワークピースの上に露光されるべきパターンを移動させるために１つ又は複数のレンズ１４０、１６０が動かされることができる。前記レンズは、上述の他の実施例に関連して説明されたと同様の方法で、圧電アクチュエーションにより、ステッピング・モータにより、又は自己共振によって動かされることができる。

本発明によるなおも他の例示の実施例において、スタンプは、連続移動するステージの上面に振動運動を加えることによってある点に固定できる。前記振動はレーザのパルス長に同期できる。ステージの振動は、その振幅がステージの連続的な速度に関連して正しく選択されるならばステージの移動をある時間間隔で固定させることができる。

本発明による更に他の例示の実施例において、前記パターンは電子光学的偏向又は音響光学的偏向によって移動できる。電子光学的偏向器又は音響光学的偏向器が、空間光変調器とワークピースとの間に配置できる。パターンは、ステージの移動方向と同じ方向に移動できる。

本発明は上に詳述された好適な実施例を参照して開示されたが、これらの実施例は限定する意味にではなく例示の意味に意図されていることを理解されよう。変更及び組合せが当業者には容易に思いつかれるであろうと考えられるが、この変更及び組合せは、本発明の精神及び以降の特許請求の範囲の範囲内にある。

本発明の方法を含むことができる空間光変調器を使用した従来技術のパターン発生器の概略的な概観を示す図である。 ステージと振動する画像の運動を時間の関数として示す図である。

Claims (7)

1. 移動するワークピースの上に露光されるスタンプ内の少なくとも１つのエッジ急峻度特徴を向上させる方法であって、
   前記スタンプを表現するパターンを前記ワークピースの移動方向に対して本質的に同一方向に移動させる行為であって、前記パターンはミラー構成要素、電子光学的偏向器又は音響光学的偏向器を動かすことによって移動される行為と、
   前記パターンの前記移動を露光放射源のパルス長に同期させる行為と、
   を含む方法。
2. 前記露光放射源はパルス放射源である請求項１に記載の方法。
3. 前記パターンは空間光変調器（ＳＬＭ）によって移動される請求項１に記載の方法。
4. スタンプが、放射に感度のある層で少なくとも部分的に覆われたワークピースの上に露光されるパターン発生器であって、
   第１方向に連続的に移動しその上に前記ワークピースが取り付けられるステージと、
   前記スタンプを表現するパターンを前記ワークピースの上で前記第１方向に移動させることが可能な少なくとも１つのミラー構成要素、電子光学的偏向器又は音響光学的偏向器と、
   パルス長を前記パターンの前記第１方向の前記移動に同期させる同期装置と、
   を備えたパターン発生器。
5. 前記パターン発生器は、ＤＷ（直接書き込み装置）と、マスク書き込み装置と、ステッパーとスキャナとの群の１つである請求項４に記載のパターン発生器。
6. 露光放射源がパルス放射源である請求項４又は５のいずれか一項に記載のパターン発生器。
7. 前記パターンは空間光変調器（ＳＬＭ）によって移動される請求項４から６までのいずれか一項に記載のパターン発生器。

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