JP6218918B2 - 周期的パターンを印刷するための方法およびシステム - Google Patents
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Description
LT≒kp2/λ 数式(1)
同式中、kは定数である。
dmin≒2p2/Δλ 数式(2)
この距離を上回ると、マスクまでの距離が大きくなるにつれて、異なる波長に対応する複数のタルボ像面が連続分布し、これにより定常像が生じる。よって、この領域に、フォトレジストを被膜した基板を配置することにより、特定の波長で、連続したタルボ平面間に形成された横方向強度分布の全範囲に至るまで当該基板が露光される。したがって、基板上に印刷されたパターンは、横方向強度分布のこの全範囲を平均または積分したものとなり、これは、マスクと比較して、基板の縦方向変位に格段に影響を受けにくい。よって、この技術により、標準的なタルボイメージングを用いた場合よりも格段に大きな被写界深度を実現することができ、かつ、従来の投影、近接または密着印刷方式を用いた場合よりも格段に大きな被写界深度を実現することができる。
前記方法は、
a)幾何要素の周期的マスクパターンを有するマスクを設けるステップと、
b)前記感光性層を支持する基板を設けるステップと、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するステップと、
d)前記マスクによって透過された光場が、タルボ距離だけ離隔されたタルボ像面を形成するように、前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形するステップと、
f)前記ビームを用いて前記マスクのN回の部分露光を行うステップと
を有し、
前記ステップf)の部分露光は、第1の部分露光中の離隔距離に対して第iの部分露光中の相対的な離隔距離が、(mi+ni/N)×タルボ距離となるように、各部分露光間の離隔距離を変化させながら行い、ここで、値miは整数であり、値niは、異なる部分露光ごとに0からN−1までの整数値をとり、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって透過されるように、周期を照射波長との関係において選択する
ことを特徴とする方法である。
前記装置は、
a)幾何要素の周期的マスクパターンを有するマスクと、
b)前記感光性層を支持する基板と、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するための手段と、
d)前記マスクによって透過された光場が、タルボ距離だけ離隔されたタルボ像面を形成するように、前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形する手段と、
f)前記ビームを用いて前記マスクのN回の部分露光を行う手段と
を有し、
前記部分露光は、第1の部分露光中の離隔距離に対して第iの部分露光中の相対的な離隔距離が、(mi+ni/N)×タルボ距離となるように、各部分露光間の離隔距離を変化させながら行われ、ここで、値miは整数であり、値niは、異なる部分露光ごとに0からN−1までの整数値をとり、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって透過されるように、周期は照射波長との関係において選択されている
ことを特徴とする装置である。
前記方法は、
a)幾何要素の1次元または2次元の周期的マスクパターンを有するマスクを設けるステップと、
b)前記感光性層を支持する基板を設けるステップと、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するステップと、
d)前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形するステップと、
e)前記層に強度分布を露光するように、第1の部分露光において前記ビームを前記マスクパターンに照射するステップと、
f)第2の部分露光において前記層に露光される前記強度分布を、前記第1の部分露光に対して横方向に、前記マスクパターンの幾何要素と当該マスクパターン中の1点との間の方向および距離に相当する方向および距離に相対移動させて配置するステップと
を有し、
1次元パターンの場合、前記1点は、前記マスクの2つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、2次元パターンの場合、前記1点は、前記マスクの少なくとも3つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、
前記方法はさらに、
e)前記第2の部分露光において前記層に前記強度分布を露光するように、前記ビームを前記マスクパターンに照射するステップと
を有し、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって生成されるように、周期を照射波長との関係において選択する
ことを特徴とする方法である。
前記方法は、
a)幾何要素の1次元または2次元の周期的マスクパターンを有するマスクと、
b)前記感光性層を支持する基板と、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するための手段と、
d)前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形する手段と、
e)前記ビームを用いて、前記マスクの各部分露光にて送られるエネルギー密度を制御して、当該部分露光を行う手段と、
f)各部分露光間において、前記層に露光される前記強度分布を横方向に、前記マスクパターンの幾何要素と当該マスクパターン中の1点との間の方向および距離に相当する方向および距離に移動させて配置する手段と
を有し、
ただし1次元パターンの場合には、前記1点は、前記マスクの2つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、2次元パターンの場合には、前記1点は、前記マスクの少なくとも3つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって生成されるように、周期が照射波長との関係において選択されている
ことを特徴とする装置である。
で表しており、i番目の1次回折次数の振幅はEi、位相はωi、単位偏光ベクトルは
で表している。
Claims (20)
- 幾何要素の所望の1次元または2次元の周期的パターンを感光性層に印刷する方法であって、
前記方法は、
a)幾何要素の周期的マスクパターンを有するマスクを設けるステップと、
b)前記感光性層を支持する基板を設けるステップと、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するステップと、
d)前記マスクによって透過された光場が、タルボ距離だけ離隔されたタルボ像面を形成するように、前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形するステップと、
f)前記ビームを用いて前記マスクのN回の部分露光を行うステップと
を有し、
前記ステップf)の部分露光は、第1の部分露光中の離隔距離に対して第iの部分露光中の相対的な離隔距離が、(mi+ni/N)×タルボ距離となるように、各部分露光間の離隔距離を変化させながら行い、ここで、m iは整数であり、n iは、異なる部分露光ごとに0からN−1までの整数値をとり、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって透過されるように、周期を照射波長との関係において選択する
ことを特徴とする方法。 - 前記照射ビームの強度は、すべての部分露光において等しく、
前記露光時間は、すべての部分露光において等しい、
請求項1記載の方法。 - 前記部分露光中に離隔距離を変化させる間、前記ビームを前記マスクに連続照射し、
前記離隔距離の各変化にかかる時間は、各部分露光にかかる時間より格段に短い、
請求項1記載の方法。 - 幾何要素の所望の1次元または2次元の周期的パターンを感光性層に印刷する装置であって、
前記装置は、
a)幾何要素の周期的マスクパターンを有するマスクと、
b)前記感光性層を支持する基板と、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するための手段と、
d)前記マスクによって透過された光場が、タルボ距離だけ離隔されたタルボ像面を形成するように、前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形する手段と、
f)前記ビームを用いて前記マスクのN回の部分露光を行い、各部分露光ごとに等しい照射エネルギー密度で前記マスクパターンを露光する手段と
を有し、
前記部分露光は、第1の部分露光中の離隔距離に対して第iの部分露光中の相対的な離隔距離が、(mi+ni/N)×タルボ距離となるように、各部分露光間の離隔距離を変化させながら行われ、ここで、値miは整数であり、値niは、異なる部分露光ごとに0からN−1までの整数値をとり、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって透過されるように、周期は照射波長との関係において選択されている
ことを特徴とする装置。 - 幾何要素の所望の1次元または2次元の周期的パターンを感光性層に印刷する方法であって、
前記方法は、
a)幾何要素の1次元または2次元の周期的マスクパターンを有するマスクを設けるステップと、
b)前記感光性層を支持する基板を設けるステップと、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するステップと、
d)前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形するステップと、
e)前記層に強度分布を露光するように、第1の部分露光において前記ビームを前記マスクパターンに照射するステップと、
f)第2の部分露光において前記層に露光される前記強度分布を、前記第1の部分露光に対して横方向に、前記マスクパターンの幾何要素と当該マスクパターン中の1点との間の方向および距離に相当する方向および距離に相対移動させて配置するステップと
を有し、
1次元パターンの場合、前記1点は、前記マスクの2つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、2次元パターンの場合、前記1点は、前記マスクの少なくとも3つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、
前記方法はさらに、
e)前記第2の部分露光において前記層に前記強度分布を露光するように、前記ビームを前記マスクパターンに照射するステップと
を有し、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって生成されるように、周期を照射波長との関係において選択する
ことを特徴とする方法。 - 前記2次元のパターンは正方形アレイであり、
前記マスクパターンの前記1点は、前記マスクの4つの隣接する幾何要素から等距離にある、
請求項5記載の方法。 - 前記2次元のパターンは6角形アレイであり、
前記マスクパターンの前記1点は、前記マスクの3つの隣接する幾何要素から等距離にあり、
前記方法はさらに、
前記マスクの第2の幾何要素と、前記マスクパターンの第2の点との間の距離および方向に相当する第2の距離および第2の方向で、第3の部分露光において前記層に露光される前記強度分布を、前記第1の部分露光に対して横方向に相対移動させて配置するステップと、
第3の部分露光において前記マスクパターンに前記ビームを照射するステップと
を有し、
前記第2の点は、前記マスクの3つの隣接する第2の幾何要素から等距離にある点であり、かつ、前記3つの隣接する第2の幾何要素は、並進操作だけでは前記3つの隣接する幾何要素に置き換えることができないものである、
請求項5記載の方法。 - 前記2次元のパターンは長方形アレイであり、
前記マスクパターンの前記1点は、前記マスクの4つの隣接する幾何要素から等距離にあり、
前記方法はさらに、
前記マスクの第2の幾何要素と、前記マスクパターンの第2の点との間の距離および方向に相当する第2の距離および第2の方向で、第3の部分露光において前記層に露光される前記強度分布を、前記第1の露光に対して横方向に相対移動させて配置するステップと、
第3の部分露光において前記マスクパターンに前記ビームを照射するステップと
を有し、
前記第2の点は、2つの隣接する第1の幾何要素から等距離にある点であり、
前記方法はさらに、
前記マスクの第3の幾何要素と、前記マスクパターンの第3の点との間の距離および方向に相当する第3の距離および第3の方向で、第4の部分露光において前記層に露光される前記強度分布を、前記第1の露光に対して横方向に相対移動させて配置するステップと、
第4の部分露光において前記マスクパターンに前記ビームを照射するステップと
を有し、
前記第3の点は、2つの隣接する第2の幾何要素から等距離にある点であり、
前記2つの隣接する第1の幾何要素間のオフセットの方向は、前記2つの隣接する第2の幾何要素間のオフセットの方向に対して直交している、
請求項5記載の方法。 - 前記マスクおよび前記基板のうちいずれか1つを横方向に移動させることにより、前記強度分布の移動を行う、
請求項5記載の方法。 - 前記マスクに照射される前記ビームの角度を変化させることにより、前記層における前記強度分布の横方向移動を行い、
前記部分露光を連続的に実施する、
請求項5記載の方法。 - 前記第1の部分露光にて使用されるものに対し、異なる入射角で前記マスクに光を照射することにより、前記層における前記強度分布の横方向移動を行い、
前記複数の部分露光を同時に行う、
請求項5記載の方法。 - 前記複数の部分露光を同時に行う、
請求項5記載の方法。 - 幾何要素の所望の1次元または2次元の周期的パターンを感光性層に印刷する装置であって、
前記方法は、
a)幾何要素の1次元または2次元の周期的マスクパターンを有するマスクと、
b)前記感光性層を支持する基板と、
c)前記基板を前記マスクに対して実質的に平行に、かつ、当該マスクから離隔距離をおいて配置するための手段と、
d)前記マスクパターンに照射するためのコリメートされた単色光のビームを成形する手段と、
e)前記ビームを用いて、前記マスクの各部分露光にて送られるエネルギー密度を制御して、当該部分露光を行う手段と、
f)各部分露光間において、前記層に露光される前記強度分布を横方向に、前記マスクパターンの幾何要素と当該マスクパターン中の1点との間の方向および距離に相当する方向および距離に移動させて配置する手段と
を有し、
ただし1次元パターンの場合には、前記1点は、前記マスクの2つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、2次元パターンの場合には、前記1点は、前記マスクの少なくとも3つの隣接する幾何要素から等距離にある1点であり、
実質的に0次および1次の回折次数のみが前記マスクによって生成されるように、周期が照射波長との関係において選択されている
ことを特徴とする装置。 - N=2であり、
前記マスクの前記周期的パターンは、当該マスクのパターンを設けた面の段差部のそれぞれ片側に設けられた直線グレーティングの2つの領域から成り、
前記段差部の高さによって、前記マスクに対して垂直方向に、前記直線グレーティングの2つの領域の間においてタルボ周期の半分のシフトが引き起こされ、
前記第2の部分露光において前記感応性層の各点に露光するための離隔距離を変化させるために、前記マスクの前記グレーティングの線に対して平行方向に前記基板を移動させながら、前記コリメートされた単色光のビームを前記直線グレーティングの2つの領域に照射する、
請求項1記載の方法。 - N=3以上であり、
前記マスクの前記周期的パターンは3つ以上の領域を有し、かつ、当該マスクのパターンを設けた面に、タルボ周期の1/Nの2つ以上の高さ段差部が設けられており、
前記第2の部分露光と以降の部分露光とにおいて前記感応性層の各点に露光するための離隔距離を変化させるために、前記マスクの前記グレーティングの線に対して平行方向に前記基板を移動させながら、前記コリメートされた単色光のビームを前記直線グレーティングの3つ以上の領域に照射する、
請求項1記載の方法。 - 前記周期的マスクパターンは、周期が等しい直線グレーティングの2つの隣接する領域から成り、
一方の前記領域の線は、他方の前記領域の線に対して横方向に、回折格子周期の半分だけシフトしており、
前記第2の部分露光において前記感応性層の各点に露光するための前記強度分布を横方向に移動させるために、前記マスクの前記グレーティングの線に対して平行方向に前記基板を移動させながら、前記コリメートされた単色光のビームを前記直線グレーティングの2つの領域に照射する、
請求項5記載の方法。 - 前記周期的マスクパターンは、周期が等しい直線グレーティングの4つの隣接する領域の列から成り、
第2の領域および第4の領域の線は、第1の領域および第3の領域の線に対して横方向に、回折格子周期の半分だけシフトしており、
前記第2の部分露光において前記感応性層の各点に露光するための前記強度分布を横方向に移動させるために、前記マスクの前記グレーティングの線に対して平行方向に前記基板を移動させながら、前記コリメートされた単色光のビームを前記直線グレーティングの4つの領域に照射する、
請求項5記載の方法。 - 前記第1の部分露光の後のすべての部分露光において、m i =0である、
請求項1記載の方法。 - 前記方法はさらに、
前記ステップf)を複数回繰り返すステップ
を有し、
各繰り返しシーケンスの前記第1の部分露光中の前記離隔距離は、最初のシーケンスの前記第1の部分露光中に使用される離隔距離と同一であるかまたは異なる、
請求項1記載の方法。 - 前記部分露光の少なくとも1つを、複数の細分部分露光のセットに細分化し、
前記セットの露光量の総和が、前記各部分露光の露光量に一致するように、当該セットの複数の細分部分露光を、前記各部分露光の離隔距離と等しい離隔距離で行い、
前記複数の細分部分露光を、他の前記部分露光の合間に時間的に分散させるか、または、他の前記部分露光の各細分部分露光の合間に時間的に分散させる、
請求項1記載の方法。
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