JP4824331B2

JP4824331B2 - 高アスペクト比空間光変調器のための角度を伴うストロボライン

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Publication number: JP4824331B2
Application number: JP2005091068A
Authority: JP
Inventors: デイル・ダブリュー・シュローダー
Original assignee: アバゴ・テクノロジーズ・ファイバー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: EP1585101A2; EP1585101A3; US7019879B2; EP1585101B1; US20050213179A1; JP2005286332A; DE602004025899D1

Description

本発明は、一般にフォトリソグラフィに関し、より具体的には、ダイナミックなフォトリソグラフィシステムに関する。

近年、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用して、フォトレジスト層などの感光面を有する基板上にイメージングされるパターンを画定するダイナミックなフォトリソグラフィシステムが開発されている。ＳＬＭは電気信号に応答して画像のピクセルを画定する、個別に制御可能な光変調素子（たとえば、液晶セルまたはマイクロミラー）を含む電気デバイスである。典型的には、小さな機構サイズ（たとえば、５μｍ以下）でも、数平方センチメートル以下の面積のＳＬＭの中に数千万もの光変調素子がある。たとえば、１６３８４列×６０６行の３μｍの光変調素子のアレイを含むＳＬＭが、このような小さな機構サイズの転写に使用するために提案されている。

一般に小さなサイズのＳＬＭでは、基板の全面積をイメージングするために多数回の露光が必要である。ＳＬＭによって形成された画像は容易に再構成可能であるので、最終的な画像をセクションに分割すること、画像セクションのうち１つを基板面の適切な領域に転写するようにＳＬＭを構成すること、基板とＳＬＭの相対的な位置をシフトして、全画像が基板表面上に転写されるまで、各画像セクションについて処理を繰り返すことは比較的単純なプロセスである。

しかし、光変調素子が多くなると、ＳＬＭに欠陥がないと仮定することは非現実的である。統計的に考えると、ＳＬＭの何千万もの変調素子の中には少なくとも数十の不良品があるであろう。多数回のイメージングプロセスの結果、不良な光変調素子は各々、基板表面にＮ個のピクセル欠陥を生成する。ここでＮは画像が分割されるセクションの数である。不良な光変調素子から生じる、転写された画像の欠陥の数を限定するために、データを、ＳＬＭを介してシフトし、ＳＬＭ内の異なる光変調素子を使用することによって、各画像セクションを基板の同じ部分に多数回転写することができる。これは同時係属の共同譲渡された特許文献１に記載されているとおりである。

米国特許出願第１０／７３７１２６号（代理人文書番号１００３０５７１）

ＳＬＭ内のストロボラインは光変調素子にストロボ信号を供給し、光変調素子間のデータシフトを駆動する。しかし、ＳＬＭはサイズが小さくアスペクト比（長さと幅の比）が大きいので、回路負荷とストロボラインの抵抗により、ストロボ周波数が認められないほど低い値に制限される一方、ＳＬＭ全体に大幅なクロックスキューが導入されてしまう。さらに、ストロボラインがＳＬＭの長さにわたるように構成される場合、ストロボラインの故障ポイントまたはショートはＳＬＭを介したデータシフトを防いでしまい、全ＳＬＭが使用できなくなる場合がある。したがって、ＳＬＭの中でストロボラインの動作周波数を増加させ、クロックスキューを低減し、ストロボ回線の障害から受ける損害を制限するストロボメカニズムが必要とされている。

本発明の実施形態は、たとえば空間光変調器に使用することができる電子回路を提供する。電子回路はアレイに配置された回路素子を含む。回路素子は中に記憶されたデータに応答して変更可能で、回路素子間でデータをシフトするように構成される。ストロボラインは、組の中の回路素子のうち少なくとも２つがアレイ内で互いに対角線上に隣接した位置に配置されるように構成された１組の回路素子に電気結合される。組の外側の回路素子にデータをシフトするために、ストロボラインは光変調素子の組にストロボ信号を供給する。

１実施形態では、ストロボラインは、直角方向に隣接する回路素子と対角線上に隣接する回路素子とに交互に電気結合する。たとえば、ストロボラインは２つの水平に隣接する回路素子と２つの対角線上に隣接する回路素子が交互に配置されたパターンの回路素子に電気結合し、対角線構成だけの場合と比較するとストロボラインの数を低減しながら、ストロボラインを短くするという利点を維持することができる。

本発明の他の実施形態は、光変調素子のアレイを使用して、フォトリソグラフィを行なうプロセスを提供する。アレイは、光変調素子のそれぞれの組に電気結合されたストロボラインを含む。組のうち少なくとも１つは、アレイの中で互いに対角線上に隣接する位置に配置される光変調素子を含む。画像を表わすデータがアレイにロードされる。光変調素子の一部は、光変調素子にロードされたデータに応答して変更され、基板上に画像のインスタンスを転写する。ストロボ信号がストロボラインに供給され、光変調素子間でデータをシフトする。光変調素子のうち別の一部はシフトされたデータに応答して変更され、基板上に画像の別のインスタンスを転写する。

光変調素子アレイにわたって全般に対角線上にストロボラインを伸ばすことにより、ストロボラインの長さが低減される。これにより、空間光変調器の動作周波数が約３オーダのマグニチュード（１０００倍）増加し、クロックスキューが低減する。さらに、ストロボラインを全般に対角線上に伸ばすことにより、空間光変調器の全幅のうち一部分だけにストロボラインが伸びることになる。これにより、ストロボラインの故障から生じる損害の範囲がアレイの小さな部分に限定される。さらに、本発明は上記の利点に追加するかまたは上記の利点の代わりに、他の特徴および利点を伴う実施形態を提供する。これらの特徴と利点の多くは、次の図面を参照することにより次の説明から明らかになろう。

開示される発明を、付随する図面を参照することで説明する。図面は本発明のサンプルの実施形態を示し、参照によって本明細書に組み入れられている。

図１は、画像を基板１５０にフォトリソグラフィによって転写するダイナミックフォトリソグラフィシステム１００を示す。フォトリソグラフィシステム１００は、光１０４を出力するように動作可能な光源１０２を含む。当業者であれば理解されるように、光源１０２は、エキシマレーザなどのレーザ、またはレーザ以外の他の光源であってよい。光源１０２はビーム形成光学素子１０６に光学的に結合する。ビーム形成光学素子１０６は、本発明の実施形態による空間光変調器１１０に向けられた光１０８を出力する。空間光変調器１１０は選択的に光１０８を転送するように動作可能な光変調素子（図示せず）を含む。次に、図３に関して光変調素子をより詳細に説明する。１実施形態では、光変調素子は液晶素子である。しかし、他の実施形態では、光変調素子はマイクロミラー、または、反射、透過、または他の方法によって選択的に光を転送することができる別のタイプの光学デバイスであってもよいことを理解されたい。

空間光変調器１１０の出力は、光のない暗い領域と、選択された光変調素子によって転送されパターンを含む画像の少なくとも一部を形成する多数の光ビーム１１２ａから１１２ｎ（集合的に１１２と呼ぶ）から構成される明るい領域とを含む。光ビーム１１２は投射光学素子１１４に向けられ、投射光学素子１１４は光ビーム１１２を基板１５０の上に向けるように光学的に並ぶ。基板１５０の表面上には、フォトレジスト層などの感光層（図示せず）がある。感光層は光ビーム１１２に応答して反応し、基板１５０の表面上にパターンを生成する。１実施形態では、基板１５０が空間光変調器１１０に対して任意の方向に移動できるように、基板１５０が走査ステージ１２０に装着される。走査ステージ１２０は、たとえば高精度走査ステージであってもよい。別の実施形態では、基板１５０は固定しており、光学素子および／または光ビーム１１２が基板１５０に対して移動する。いずれの構成でも、基板１５０および空間光変調器１１０のうち１つは互いに対して移動し、基板１５０上に画像を転写する。

空間光変調器１１０はさらに、光変調素子に一意的に結合するピクセル駆動回路（図示せず）を含む。次に、図３に関してピクセル駆動回路を詳細に説明する。ピクセル駆動回路は、光変調素子の状態を定義するデータを記憶する。たとえば、データ（たとえば論理ＬＯＷと論理ＨＩＧＨのデータ値）を光変調素子と関連づけられたピクセル駆動回路に記憶することによって、反射性の光変調素子を反射状態か非反射状態に選択的に変更し、受光した光１０８を基板１５０上に反射するかまたは反射しないかのいずれかにすることができる。実際、空間光変調器１１０は、基板１５０の感光層上にイメージングされるパターンを形成するダイナミックマスクとして動作する。

図２は、図１のフォトリソグラフィシステム１００を制御するように動作可能なコンピュータシステム２０２の構成２００を示す構成図である。コンピュータシステム２０２はソフトウェア２０６を実行するように動作可能な処理ユニット２０４を含む。処理ユニット２０４は、任意のタイプのマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックデバイス、デジタル信号プロセッサあるいは他の処理デバイスであってもよい。処理ユニット２０４は、メモリユニット２０８と入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット２１０とに結合する。Ｉ／Ｏユニット２１０はワイヤードであってもよいしワイヤレスであってもよい。処理ユニット２０４はさらに、記憶ユニット２１２と、フォトリソグラフィシステム１００のためのタイミング信号２１６を生成するタイミング回路２１４に結合する。オプションとしては、コンピュータシステム２０２に電子ディスプレイ２２０が結合され、図１の基板１５０上にイメージングするために空間光変調器１１０に通信される画像（または画像の一部）を表示するように動作可能である。

タイミング信号２１６は、露光サイクルの間、ステージ１２０、空間光変調器１１０、レーザ１０２の動作を制御する。タイミング信号２１６の例には、画像の一部を表すデータ２２２を空間光変調器１１０にシーケンシャルにクロックするデータクロック信号、空間光変調器１１０内のストロボラインに沿って提供され空間光変調器１１０の光変調素子の間でデータをシフトするストロボ信号、レーザ１０２のフラッシュを開始する露光信号、空間光変調器１１０とレーザ１０２とステージ１２０を駆動するその他のクロック信号が含まれる。プロセッサ２０４はタイミング回路２１４とＩ／Ｏユニット２１０と通信し、データ２２２とタイミング信号２１６を、空間光変調器１１０と、レーザ１０２とステージ１２０などのフォトリソグラフィシステム１００の他の構成要素に通信する。たとえば、露光サイクル中に、データ２２２はストロボ信号によって空間光変調器１１０内の光変調素子間でシフトし、データ２２２は、データクロック信号、および、ＳＬＭ１１０とステージ１２０とレーザ１０２を駆動する他のクロック信号に応答して、コンピュータシステム２０２から空間光変調器１１０に送信され、ＳＬＭ１１０内の光変調素子の状態をデータ２２２の関数として変え、画像を転写するためにステージ１２０をＳＬＭ１１０と並べ、露光信号のタイミングを制御してレーザ１０２のフラッシュを開始する。

光変調素子の故障によって生じる転写された画像の欠点を低減するために、各露光サイクル中にＳＬＭ１１０に通信されるデータ２２２は、画像の一部しか含まず、基板上で画像の光学的なオーバーサンプリングができるようになっている。光学的なオーバーサンプリング技術の例は同時係属中の、共同譲渡された米国特許出願第１０／７３７１２６号（代理人文書番号第１００３０５７１号）、および、米国特許出願第１０／７３６０９０号（代理人文書番号１００４００７０号）に説明する。これらの出願は参照により本明細書に組み込まれている。

１実施形態では、画像はセクションに分割され、各セクションは単一の露光サイクルの間にＳＬＭ１１０によって転写される。さらに、各セクションは、ＳＬＭ１１０に送信されたデータ２２２が画像サブセクションのうち少なくとも１つを表すようにサブセクションに分割される。特定の画像セクションの残りの画像サブセクションを表すデータはＳＬＭ１１０内でシフトされるので、残りの画像サブセクションはＳＬＭ１１０の異なる光変調素子によってイメージングできる。

たとえば、１つの実装においては、各画像セクションを６つの画像サブセクションに分割する場合、データ２２２は５つの画像サブセクションを表わす、すでに基板に転写されたデータ、および１つの新しい画像サブセクションを表わすデータを含む。しかし、何千万もの光変調素子がある可能性があるので、各露光サイクル中にすべての画像サブセクションを表わすデータ２２２をＳＬＭ１１０に書き込むためには、Ｉ／Ｏユニット８１０とＳＬＭ１１０の間で多量のデータ２２２を通信しなければならない。このような大きなＩ／Ｏ帯域幅は電力消費を増加させ、フォトリソグラフィシステム１００の処理速度を制限する。したがって、他の実装では、各露光サイクル中にＳＬＭ１１０に通信されるデータ２２２は、以前に転写された画像サブセクションを表すデータではなく、新しい画像サブセクション（複数可）を表すデータだけを含み、帯域幅を低減し、電力消費を低減し、処理速度を増加させる。以前に基板に転写された画像サブセクションを表わすデータはＳＬＭ１１０の内に記憶され、ＳＬＭ１１０の内部で移動する。

図３は、フォトリソグラフィプロセスの間内部でデータを動かす機能を有する、例としての空間光変調器１１０の一部を示す概略図である。ＳＬＭは、今後は光変調素子３１０ａと３１０ｂ（集合的に３１０）と呼ばれる回路素子のアレイ３００を含む。各光変調素子は、光変調素子３１０が定義するピクセルの状態を制御する機能を少なくとも部分的に果たす関連づけられたピクセルコントローラ３０４と通信するメモリ素子３０２を含む。図３では、各メモリ素子３０２は、入力ライン３０６と順方向アクセス制御素子３０８を含むスタティックなメモリ素子である。示された例において、順方向アクセス制御素子３０８は、順方向シフト動作の間に順方向アクセス制御素子３０８の状態をコントロールするように動作可能な順方向アクセスストロボライン３１１を有するトランジスタである。図３では、順方向シフト動作は光変調素子３１０ａから光変調素子３１０ｂへデータをシフトアップする。各メモリ素子３０２はさらに、逆シフト動作の間、逆アクセス制御素子３１２の状態を制御するように動作可能な逆アクセスストロボライン３１４を有する逆アクセス制御素子３１２を含む。図３では、逆シフト動作は光変調素子３１０ｂから光変調素子３１０ａへデータをシフトダウンする。

アレイ３００の構成に依存して、光変調素子３１０ａと３１０ｂは、同じ行の異なる列に配置されるか、あるいは同じ列の異なる行に配置される。したがって、メモリ素子３０２は、アレイ３００の隣接する行または列の間でデータを二方向にシフトするように構成される。さらに、他の実施形態では、メモリ素子３０２は追加または別法として、アレイ３００の隣接していない行、または、列、光変調素子３１０の間でデータをシフトするように構成できることも理解されたい。

順方向および逆方向のアクセス制御素子３０８および３１２のコモンノード３１６は、それぞれ、メモリセル３１７に結合する。１実施形態では、メモリセル３１７は、画像の１つのピクセルを表わすデータを記憶するために使用される双安定回路またはスタティックラッチである。メモリセル３１７は、リップルクロックを使用してメモリセル３１７間でデータを伝播するラッチ（つまりスイッチと逆並列（back to back）インバータ）として実装して示す。次に、図４から図７を参照して、リップルクロックをより詳細に説明する。

各メモリセル３１７は順方向インバータ３１８とフィードバックインバータ３２０を含む。フィードバックインバータ３２０は、現在の状態（すなわちＬＯＷ状態またはＨＩＧＨ状態）を安定位置に強化するために使用する「弱い」フィードバック素子である。したがって、コモンノード３１６が低電圧レベル（つまりＬＯＷ状態）である場合、順方向インバータ３１８は、出力ノード３２２に結合された出力上のＬＯＷ状態をＨＩＧＨ状態に反転する。出力ノード３２２上のＨＩＧＨ状態は、フィードバックインバータ３２０への入力であり、インバータ３２０はノード３１６に低電圧レベルを出力する。弱いフィードバックインバータ３２０から出力される低電圧レベルは、ノード３１６上のＬＯＷ状態を強化するが、制御はしない。同様に、弱いフィードバックインバータ３２０から出力される高電圧レベルは、ノード３１６の上のＨＩＧＨ状態を強化するが、制御はしない。

出力ノード３２２はピクセルコントローラ３０４に結合し、また、光変調素子３１０の出力ノードである。１実施形態では、ピクセルコントローラ３０４は、液晶（ＬＣ）光変調素子のピクセル電極である。出力ノード３２２の上の電圧レベルは、ＬＣ光変調素子のピクセル電極に印加され、ピクセル電極に印加された電圧レベルがＬＣ光変調素子の共通電極に印加された電圧と異なる時には、ＬＣ光変調素子の状態を変更する。他の実施形態では、ピクセルコントローラ３０４は、マイクロミラーの状態または位置を制御するエレクトロメカニカルデバイスである。

多数の光変調素子３１０は相互に電気接続する。１実施形態では、図３に示すように、光変調素子３１０はシフトレジスタ構成で接続される。シフトレジスタ構成では、第１の光変調素子（たとえば光変調素子３１０ａ）の出力ノード３２２は、第２の光変調素子（たとえば光変調素子３１０ｂ）の入力ライン３０６に接続される。第２の光変調素子３１０ｂの出力ノード３２２は、第３の光変調素子（図示せず）の入力ラインに接続される。第（Ｎ−１）のピクセル（図示せず）の出力ノードが、第Ｎのピクセル（図示せず）の入力ライン３０６に接続され、順方向接続ネットワークを形成するまで、以下同様に接続される。順方向接続ネットワークに入力データをロードするために、入力データは第１の光変調素子３１０ａの入力ライン３０６に提供され、また、ストロボ信号が光変調素子３１０ａの順方向アクセスストロボライン３１１上で受信されると、データは第１の光変調素子３１０ａから第２の光変調素子３１０ｂへシフトされる。以下同様である。データがアレイ３００の最後の光変調素子３１０へ入力される逆接続ネットワークに関しても、同様なデータロード／シフト構成を実装できることを理解されたい。

図４Ａは、光変調素子３１０の、例としての高レベルシフトレジスタ構成４００を示す構成図である。光変調素子３１０は、入力ライン３０６のデータを、順方向でメモリ素子３０２（図３に示す）を介して伝播させるために結合された、順方向アクセスストロボライン３１１を有する。光変調素子３１０は、素子Ｎ、Ｎ−１、Ｎ−２からＮ−３などとして見ることができる。ここで、第Ｎの光変調素子３１０は最後の光変調素子であり、第（Ｎ−３）の光変調素子３１０は第１の光変調素子である。シフトレジスタ構成４００は、光変調素子３１０のアレイの隣接しているおよび／または隣接していない行および／または列の間でデータを伝播することができる。

図４Ｂは、図４Ａに示すシフトレジスタ構成４００内の光変調素子間でデータをシフトするタイミング図４０５である。図４Ｂに示すように、リップルクロックまたは他の方法によって生成される、非オーバーラップストロボ信号のシーケンスを使用し、光変調素子を介してデータをシフトする。図示するように、ストロボ信号４０２は、時間ｔ₁とｔ₂の間で順方向アクセスストロボライン３１１を介して第Ｎの光変調素子の順方向アクセス制御素子３０８に供給され、データを第Ｎの光変調素子から取りだす。第（Ｎ−１）、第（Ｎ−２）、第（Ｎ−３）の光変調素子のメモリ素子に対する他のストロボ信号４０２は各々、シーケンシャルにパルスされ、データは時間ｔ₃とｔ₄の間で第（Ｎ−１）の光変調素子から第Ｎの光変調素子へ、時間ｔ₅とｔ₆の間で第（Ｎ−２）の光変調素子から第（Ｎ−１）の光変調素子へ、時間ｔ₇とｔ₈の間で第（Ｎ−３）の光変調素子から第（Ｎ−２）の光変調素子に連続的に移動し、データが光変調素子を介してシフトされる間に確実に保持されるようにする。同様のシフト機構を使用し、逆シーケンスでデータをシフトして、双方向のデータ移動を可能にできることも理解されたい。

図５は、図４Ａに示された構成と同様なシフトレジスタ構成に光変調素子３１０が配置された、図３の空間光変調器１１０の例としての構成を示す構成図である。この図で示される光変調素子３１０のアレイ３００は、行５５０と列５６０に配置される。行５５０より列５６０の方が多いので、空間光変調器１１０のアスペクト比が大きくなる。図５に示す例では、光変調素子３１０はアレイ３００の行５５０の間でデータをシフトするように構成される。しかし、他の実施形態では、光変調素子は、アレイ３００の列５６０の間でデータをシフトするように構成できることを理解されたい。

１実施形態では、個別の光変調素子３１０の順方向アクセスストロボライン３１１（図３に示す）に接続されたストロボライン５２０ａ、５２０ｂから５２０Ｎは、行５５０の長さにわたって伸び、行５５０の間でデータをシフトする。したがって、ストロボ信号が各ストロボラインに送信されると、データは行５５０の間でシフトする。たとえば、最初の時（たとえばｔ_l）に、データがアレイ３００の中にシフトアップされると仮定すると、第１のストロボ信号は光変調素子３１０の行５５０ａのストロボライン５２０ａに送信され、光変調素子３１０の行５５０ａの中のデータをアレイ３００の外にシフトする。これに続いて（たとえば時間ｔ₂）、第２のストロボ信号はアレイ３００の行５５０ｂのストロボライン５２０ｂに送信され、データを行５５０ｂの中の光変調素子３１０から、行５５０ａの中の光変調素子３１０へシフトする。このプロセスは、ストロボ信号が光変調素子３１０の行５５０Ｎのストロボライン５２０Ｎに送信され、光変調素子３１０の行５５０Ｎ内でデータをシフトアップするまで継続する。

他の実施形態では、データ２２２はバス５１０と、バッファ５００ａと５００ｂ（集合的に５００と呼ぶ）を介して光変調素子３１０へ入力される。各バッファ５００は、バッファ５００と関連する光変調素子３１０へデータ２２２を記憶しロードする双方向先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファである。１実施形態では、各バッファ５００は、アレイ３００の単一の列５６０にデータ２２２をロードする。別の好ましい実施形態では、各バッファ５００は、アレイ３００の多数の列５６０にデータ２２２をロードする。たとえば、行５５０Ｎの中の光変調素子３１０のデータをシフトアップした後、新しいデータ２２２は、バッファ５００ａから光変調素子３１０の行５５０Ｎにロードされる。行５５０ａの光変調素子３１０から出力されたデータ２２２はさらにバッファ５００ｂに入力され、バッファ５００ｂは、データを行５５０Ｎから行５５０ａにシフトするために必要な時間に相当する時間だけデータを遅延させる。ついで、行５５０ａからシフトアウトされたデータは、遅延された元の入力データと比較され、データシフトの間に、エラーが生じたかどうかを判定し、不良な光変調素子がある場合はそれを識別することができる。

しかし、ＳＬＭ１１０はサイズが小さくアスペクト比が大きいので、回路負荷とストロボライン抵抗は動作周波数を制限し、一方、ＳＬＭ１１０全体すなわちストロボライン５２０ａから５２０Ｎに沿って大幅なクロックスキューを導入する。さらに、行５５０の長さに伸びるストロボラインの故障ポイントやショートにより、ＳＬＭ１１０を介したデータシフトが阻止され、全ＳＬＭ１１０が使用不可になる場合もある。

そこで、本発明の実施形態に従って改善されたストロボライン構成を図６に示す。図６で示すストロボライン構成は、図５で示すＳＬＭ１１０構成と共に使用することができる。図６では、ストロボライン６００ａから６００Ｎ（今後は集合的に６００と呼ぶ）は、全般に光変調素子３１０のアレイ３００全体で対角線上に伸び、ストロボライン６００の長さが短くなる。本明細書では、「対角線」という用語は、少なくとも２つの非直交の光変調素子３１０を通過することを意味する。また、「非直交」という用語は、アレイ３００の異なる行で異なる列の中に位置することを意味する。対角線上に伸びるストロボライン６００は、ストロボ信号の動作周波数を増加させ、クロックスキューを低減し、ストロボライン障害から生じる損害の範囲をアレイ３００の一部に限定する。各ストロボライン６００は、アレイ３００内で互いに対して非直交の位置にある少なくとも２つの光変調素子３１０に電気結合する。光変調素子３１０のうち各ストロボライン６００に結合した光変調素子は、１組の光変調素子３１０を構成する。図全体でストロボライン６００ａから６００Ｎは、導電体で光変調素子３１０に結合されているように示されているが、別法としては、ストロボライン６００ａから６００Ｎは、バッファなどの回路を介在させて光変調素子３１０に結合してもよいことを理解されたい。これは、同時係属中の共同譲渡された、米国特許出願番号第１０／８１００６７号（代理人書類番号第１００３０９２９号）に記載される通りである。

１実施形態では、ストロボラインは、直交して隣接する光変調素子３１０と対角線上に隣接する光変調素子３１０に交互に結合され、単に対角線上に並ぶストロボラインと比較した場合、ストロボライン６００の数を低減する。たとえば、図６に示すように、ストロボライン６００は、２つの水平つまりｘ方向に隣接する光変調素子３１０と、２つの対角線上に隣接する光変調素子３１０に交互に結合する。別法としては、水平に隣接する光変調素子３１０および／または対角線上に隣接する光変調素子３１０の数は、２より多くてもよい。データがアレイ３００の列の間でシフトされる別の例では、ストロボライン６００は、２つまたは２つ以上の垂直すなわちｙ方向に隣接する光変調素子３１０と、２つまたは２つ以上の対角線上に隣接する光変調素子３１０に交互に結合する。別の実施形態では、ストロボライン６００は、単に対角線上に隣接する光変調素子３１０に結合する。このような接続により、ストロボラインの長さが最小限になる。対角線上に位置した光変調素子に接続する多数のストロボライン６００の構成が可能であること、また、本発明はストロボライン６００の任意の特定の構成に限定されるものではないことを理解されたい。

図６に示す例においては、ストロボライン６００ａは、互いに水平すなわちｘ方向に隣接する光変調素子３１０ａと３１０ｂにストロボ信号を供給し、光変調素子３１０ａと３１０ｂからデータをシフトアウトする。さらに、ストロボライン６００ｂは、水平の隣接と対角線上の隣接が交互になった光変調素子３１０ｃから３１０ｆにストロボ信号を供給する。光変調素子３１０ｃと３１０ｄは水平に隣接し、また、光変調素子３１０ａと３１０ｂに対して垂直すなわちｙ方向に隣接する。したがって、ストロボライン６００ｂが伝達するストロボ信号により、データは光変調素子３１０ｃと３１０ｄからシフトアウトし、それぞれ、光変調素子３１０ａと３１０ｂに入る。光変調素子３１０ｅは、光変調素子３１０ｄに対して対角線上に隣接し、光変調素子３１０ｆに対して水平に隣接する。ストロボライン６００ｂが伝達するストロボ信号により、データは光変調素子３１０ｅと３１０ｆからシフトアウトされる。

各ストロボライン６００は、リップルクロックを使用して光変調素子間のデータシフトのタイミングを制御する、デジタル遅延ラインを実装するシフトレジスタ６５０を使用して、シーケンシャルにアクセスされる。たとえば、ストロボ信号４０２がタイミング回路（２１４、図２に示す）から送信される場合、ストロボ信号４０２はシフトレジスタ６５０へ入力され、シフトレジスタ６５０を介してクロックされ、各ストロボライン６００にストロボ信号４０２をシーケンシャルに提供する。シーケンシャルな提供は、データを光変調素子３１０ａと３１０ｂからシフトアウトするストロボライン６００ａから開始し、データをストロボライン６００Ｎに接続された光変調素子３１０にシフトして入れるストロボライン６００Ｎで終了する。１実施形態では、ストロボライン６００は、アレイ３００の全面積にわたって一貫したパターンを有する

図７に示すように、他の実施形態では、ストロボライン６００はアレイ３００の第１の部分７００全体では第１のパターンで配置され、アレイ３００の第２の部分７１０全体では第２のパターンで配置される。たとえば、図７では、ストロボライン６００は、互いにミラーとなっている２つのパターンに配列され、アレイ３００の部分７００と７１０の各々のミラーとなっているストロボライン６００ａと６００ｂはそれぞれ同時にアクセスすることができ、空間光変調器１１０のストロボライン６００の動作周波数を増加することができる。

図８はデータシフトを使用する、例としての基板露光タイミングシーケンスを示す図である。図８は、露光と露光の間でＬＣ材が定着する、一連の液晶（ＬＣ）定着間隔８０２ａから８０２ｅ（集合的に８０２と呼ぶ）を示す。各ＬＣ定着間隔８０２の終了時に、レーザがフラッシュする（８１０によって表す）。連続的なＬＣ定着間隔８０２と８０２の間には、遷移時間間隔ｔｔ₁からｔｔ₅がある。遷移時間間隔ｔｔ₁からｔｔ₅の各々の間に、データは次の露光に備えてＳＬＭ内のメモリ素子間で移動する。タイミング回路２１４（図２に示す）を使用して、ストロボ信号をストロボライン６００（図６に示す）に供給し、データの伝播を駆動することができる。

共通電極信号８１２の電気状態は、連続する時間間隔ｔｔ₁からｔｔ₅のそれぞれの間で交互に変わる。共通電極信号８１２の遷移８０８ａから８０８ｅは、８１０で示されたレーザフラッシュの後、時間間隔ｔｔ₁からｔｔ₅の間に発生する。図８では、２つの例としてのピクセル電極信号８０４と８０６を示す。ここで、ピクセル電極信号８０４はＯＮ液晶素子を示し、ピクセル電極信号８０６はＯＦＦ液晶素子を示す。各レーザフラッシュ８１０では、ピクセル電極上のピクセル電極信号８０４は共通の電極と同じ電位を有する。また、ピクセル電極上のピクセル電極信号８０６は共通電極とは反対の電位を有する。遷移時間間隔ｔｔ₁からｔｔ₅の間、データがメモリアレイを介してシフトすると、データ反転が行われ、液晶素子のＤＣバランスを維持する。１実施形態では、約６０マイクロ秒の遷移時間間隔ｔｔ₁からｔｔ₅の間、光変調素子のメモリ素子間でデータがシフトされる。これにより、液晶材に関する１ミリ秒のデューティサイクルの９４０マイクロ秒が、ピクセル電極と共通電極の間に印加された電場に応答できるようになる。液晶材が遷移した後、各ＬＣ定着間隔８０２の終了時に、レーザ８１０の２０ナノ秒（２０ｎｓ）のフラッシュが発生する。液晶材の遷移レート、および、空間光変調器に対する基板の移動速度に基づいて他のタイミングを確立し、ＬＣ定着間隔８０２とデータシフトレートを増加または減少できることを理解されたい。

図９は、空間光変調器内の光変調素子にストロボ信号を提供し、光変調素子間でデータをシフトする例としてのプロセス９００を示すフローチャートである。このプロセスはブロック９１０から開始する。ブロック９２０では、光変調素子のアレイの第１行の第１の部分にある光変調素子に第１のストロボ信号を供給し、ブロック９３０で、第１行の第１の部分にある光変調素子からのデータのシフトアウトをトリガする。ブロック９４０では、第１行の第１の部分に隣接する第１行の第２の部分と、第１行の第１の部分に隣接する第２行の第１の部分にある光変調素子に、第２のストロボ信号を供給する。ブロック９５０では、第２のストロボ信号は、第２行の第１の部分にある光変調素子をトリガし、データを、第２行の第１の部分の光変調素子から第１行の第１の部分の光変調素子にシフトする。ブロック９６０では、第２のストロボ信号は、第１行の第２の部分にある光変調素子をトリガし、第１行の第２の部分の光変調素子からデータをシフトアウトする。このプロセスはブロック９７０で終了する。

図１０は、空間光変調器内のデータをシフトし、フォトリソグラフィによって画像を基板にダイナミックに転写する例としてのプロセス１０００を示すフローチャートである。フォトリソグラフィプロセスはブロック１０１０で開始する。ブロック１０２０では、光変調素子の各組に電気結合したストロボラインを含む光変調素子のアレイを提供する。組のうち少なくとも１つは、アレイ内で互いに対角線上に隣接する位置に配置される光変調素子を含む。たとえば、各組は、アレイにおいて対角線上に互いに隣接する位置に配置された少なくとも２つの光変調素子をそれぞれ含んでいてもよい。別の例では、光変調素子の各組はそれぞれ、対角線上に隣接する光変調素子と直交して隣接する光変調素子の両方を含み、アレイの行および／または列の間でデータを双方向的にシフトすることもできる。

ブロック１０３０では、画像を表わすデータは、空間光変調器内の光変調素子にロードされる。ブロック１０４０では、光変調素子は中へロードされたデータに応答して変更される。変更された光変調素子は照射され、基板上に照明パターンを向ける。ブロック１０５０では、ストロボ信号をストロボラインに供給し、光変調素子間でデータをシフトする。ブロック１０６０では、光変調素子は、中に入ったデータに応答して再び変更される。このプロセスはブロック１０７０で終了する。

本出願に記述される本発明の革新的な概念は、幅広い用途にわたって修正し変えることができる。従って、特許請求の主題の範囲は、付随する請求項によって定義されるものであり、上述した特定の例としての教示のうち任意の教示に限定すべきではない。

本発明の実施形態によって、空間光変調器を使用して画像を基板にフォトリソグラフィによって転写するフォトリソグラフィシステムを示す。図１のフォトグラフィシステムを制御するように動作可能なコンピュータシステムを示す構成図である。本発明の実施形態によって空間光変調器を介してデータをシフトするための例としての空間光変調器の概略図である。図３の光変調器の中の光変調素子の、例としての相互接続を示す構成図である。光変調素子間でデータをシフトするタイミング図である。空間光変調器の例としての構成を表す構成図である。本発明の実施形態による、空間光変調器のストロボライン構成を表す図である。本発明の別の実施形態による、空間光変調器のストロボライン構成を表す図である。例としての基板露光タイミングシーケンスを示す図である。ストロボ信号を空間光変調器内の光変調素子に供給し、データを光変調素子間でシフトする例としてのプロセスを示すフローチャートである。空間光変調器内でデータをシフトし、画像を基板にフォトリソグラフィでダイナミックに転写する例としてのプロセスを示すフローチャートである。

符号の説明

１００ダイナミックフォトリソグラフィシステム
１０２光源
１０４光
１０６ビーム形成光学素子
１０８光
１１０空間光変調器
１１２光ビーム
１１４投射光学素子
１２０走査ステージ
１５０基板
２０２コンピュータシステム
２０４処理ユニット
２０６ソフトウェア
２０８メモリユニット
２１０入出力ユニット
２１２記憶ユニット
２１４タイミング回路
２１６タイミング信号
２２０電子ディスプレイ
２２２データ
３００回路素子のアレイ
３０２メモリ素子
３０４ピクセルコントローラ
３０６入力ライン
３０８順方向アクセス素子
３１０光変調素子
３１１順方向アクセスストロボライン
３１２逆アクセス制御素子
３１４逆アクセスストロボライン
３１６コモンノード
３１７メモリセル
３１８順方向インバータ
３２０フィードバックインバータ
３２２出力ノード
４００シフトレジスタ構成
４０２ストロボ信号
５００バッファ
５２０バス
５２０ストロボライン
５５０行
５６０列
６００ストロボライン
７００第１の部分
７１０第２の部分
８０２液晶定着間隔
８０４ピクセル電極信号
８０６ピクセル電極信号
８１０レーザのフラッシュ
８１２共通電極信号

Claims

アレイ配列された回路素子を有し、前記回路素子は、その中に記憶されたデータに応答して変更可能であり、その間でデータをシフトするように構成されている電子回路であって、
組を構成する前記回路素子の各々に電気結合され、前記回路素子にストロボ信号を供給し、前記組の中の各前記回路素子に、前記組の外側の各回路素子にデータをシフトさせるストロボラインであって、前記組が、前記アレイの中で互いに対角線上に隣接する位置に配置される少なくとも２つの前記回路素子を備えるストロボラインを備えることを特徴とする電子回路。
前記組はさらに、前記アレイの中で直角に隣接する位置に配置された前記各回路素子と、前記アレイの中で対角線上に隣接する位置に配置された前記各回路素子とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
前記ストロボラインは、前記回路素子のうち第１の各回路素子と第２の各回路素子とに電気結合し、前記回路素子のうち第１の回路素子と前記第２の回路素子は水平に隣接し、前記ストロボラインはさらに、前記回路素子のうち第２の回路素子の対角線上に隣接する第３の各回路素子に電気結合されることを特徴とする請求項２に記載の電子回路。
前記回路素子は行と列とに構成され、前記回路素子は前記回路素子のうち直角の位置に配置された各回路素子の間でデータを双方向的にシフトするように構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
前記回路素子は光変調素子であり、前記光変調素子は、
データを記憶し前記データを間でシフトするように構成されたメモリ素子と、
前記各メモリ素子に記憶されたデータに応答して、前記光変調素子の各々の状態を変えるように構成されるピクセルコントローラと、を具備することを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
前記各メモリ素子はさらに、前記各ピクセルコントローラに電気結合され、さらに、前記メモリ素子のうち別のメモリ素子の入力ノードに電気結合される出力ノードを含むことを特徴とする請求項５に記載の電子回路。
前記電子回路はさらに、別のストロボラインを備え、
前記ストロボラインは、前記回路素子の第１の部分をカバーする第１のパターンと、前記回路素子の第２の部分をカバーする第２のパターンに構成され、前記第２のパターンは前記第１のパターンをミラーリングすることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
前記電子回路はさらに、
別のストロボラインと、
前記ストロボラインに電気接続され、前記ストロボラインにストロボ信号をシーケンシャルに供給するシフトレジスタと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
フォトリソグラフィを行う方法であって、
光変調素子のアレイを提供するステップであって、前記アレイは前記光変調素子のそれぞれの組に電気結合されたストロボラインを備え、前記組のうち少なくとも１つは、前記アレイの中で互いに対角線上に隣接する位置に配置された各光変調素子を備えるステップと、
画像を表すデータを前記アレイにロードするステップと、
前記画像のインスタンスを基板に転写するために、前記データに応答して前記各光変調素子を変更するステップと、
前記光変調素子の間でデータをシフトするために、前記ストロボラインにストロボ信号を供給するステップと、
前記画像の別のインスタンスを前記基板に転写するために、前記中にシフトされたデータに応答して前記各光変調素子を変えるステップと、
を含む方法。
前記組のうち少なくとも１つは、さらに前記アレイ内で直角に隣接する位置に配置された前記各光変調素子と、前記アレイ内で対角線上に隣接する位置に配置された前記各光変調素子とを備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
前記光変調素子は前記アレイ内で行と列とに配置され、前記供給するステップは、さらに、
第１の行の中の前記光変調素子のうち第１の光変調素子に第１のストロボ信号を供給するステップと、
前記第１のストロボ信号に応答して、前記第１の行の中の前記光変調素子のうち第１の光変調素子からデータをシフトアウトするステップと、
前記第１の行の光変調素子のうちの第２の光変調素子と、前記第１の行の光変調素子のうちの第１の光変調素子に隣接する第２の行の光変調素子のうちの第１の光変調素子と、に第２のストロボ信号を供給するステップと、
前記第２のストロボ信号に応答して、前記第２の行の光変調素子のうちの第１の光変調素子から、前記第１の行の光変調素子のうちの第１の光変調素子にデータをシフトするステップと、
前記第２のストロボ信号に応答して、前記第１の行の光変調素子のうちの第２の光変調素子からデータをシフトアウトするステップと、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。