JP2012238900A - リソグラフィシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 パターンをターゲットの表面に転写するマスクレスリソグラフィシステムであって、複数の小ビームを発生するための少なくとも1つのビーム発生装置と、小ビームの大きさを変調するための複数のモジュレータを備えた変調手段と、モジュレータの各々を制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットは、それぞれの小ビームの大きさを制御するために、パターンデータを発生し、前記モジュレータにパターンデータを伝送し、この制御ユニットがパターンデータを記憶するための少なくとも1つのデータ記憶装置と、データ記憶装置からパターンデータを読み取るための少なくとも1つの読み取りユニットと、データ記憶装置から読み取られたパターンデータを少なくとも1つの被変調光ビームに変換するための少なくとも1つのデータ変換装置と、少なくとも1つの被変調光ビームを前記変調手段に伝送するための少なくとも1つの光伝送装置とを備えている。
【選択図】 図13
Description
ここで、比例定数B0は、銅製相互接続部の抵抗に関係する。典型的なマルチチップモジュール(MCM)技術に対して、B0は約1015ビット/秒である。オンチップ線に対して、この値は約1016ビット/秒である。これらの値は特定の製造技術にはほとんど関係がない。
複数の小ビーム(beamlet)を発生するための少なくとも1つのビーム発生装置と、
小ビームの大きさを変調するための複数のモジュレータを備えた変調手段と、
モジュレータの各々を制御する制御ユニットと、
を具備し、制御ユニットは、
それぞれの小ビームの大きさを制御するために、パターンデータを発生するとともに、前記モジュレータにパターンデータを伝送し、この制御ユニットは、
パターンデータを記憶するための少なくとも1つのデータ記憶装置と、
データ記憶装置からパターンデータを読み取るための少なくとも1つの読み取りユニットと、
データ記憶装置から読み取られたパターンデータを少なくとも1つの被変調光ビームに変換するための少なくとも1つのデータ変換装置と、
前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記変調手段に伝送するための少なくとも1つの光伝送装置とを備えている。
データ記憶装置からパターンデータを検索することと、
前記パターンデータを前記1つの被変調光ビームに変換することと、
前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記変調手段に光学的に結合することと、
を具備している。
前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記モジュレータ上に方向付けることと、
前記被変調光ビームの各々を1つの光感応素子に結合することと、
を備えている。
(自由空間光学的相互連結)
パターン情報を保有する光ビームが、照射小ビームが進行するのと同じ媒体を介して対応光感応素子上に投影されるときに、いくつかの複雑な問題が生じる。パターン情報を保有する光ビームを、光感応素子が配備された平面と直交する光感応素子上に投影させることができないことがしばしばである。これは例えば被照射小ビームが前記平面と垂直に既に投影されている場合に発生する。小ビームと、パターン情報を保有する光ビーム間の干渉がパターンに影響を与え、不正確なデータが制御ユニットからターゲット露光面に向けて転送される結果になる。この問題を回避するために、パターン情報を保有する光ビームを光感応素子、例えばフォトダイオードの感光面にある角度で到達させる。しかし、この入射角αが大きくなると、フォトダイオードの感光面上のパターン情報を保有する光ビームのスポットサイズも大きくなる。各フォトダイオードに個々にアドレスするために、パターン情報を保有する光ビームのスポットサイズはフォトダイオードの感光面の面積よりも小さくなければならない。従って、入射角αはできるだけ小さくなければならない。しかし、これは図2Aに示すような障害物のために常に可能ではない。
光ファイバアレイ2を出るパターン情報を保有する光ビームを変調手段内に埋設された光感応素子11に向けて伝送する第2の可能性は、平坦な光導波管の使用である。平坦な光導波管は基板内に埋設されるか、またはその上に載置された光ファイバとして考えることができる。再度、変調手段3のアレイを考えてみる。平坦な光導波管がこのアレイ内に埋設されると、図7に概略的に示したようなシステムが構成される。光ファイバアレイ2から出、各パターン情報を保有する光ビーム8、図7に示すように対応する光導波管16に直接か、またはレンズ17のアレイを介して結合される。従って、各レンズは、夫々の対応するパターン情報を保有する光ビーム8を平坦な光導波管16の入り口ポイントに結合する。光導波管16は、パターン情報を保有する光ビーム8を、変調アレイ3を介して正しい光感応素子11に向けて伝送する。光感応素子11が、パターン情報を保有する光ビーム8を一連の信号に変換し、モジュレータ18を作動または不作動にする。結果として到来小ビームはパターン情報に基づいて制御されることになる。この実施形態の一連の信号は変調手段3内に埋設された電線19を介してモジュレータ18に伝送される。
制御ユニットから光感応素子11に向けて転送するデータの第3の可能性は、全軌道に対して光ファイバを使用することである。このアプローチの主たる問題は個々のファイバ4を、一体化される変調手段の構造に連結することである。再度、変調手段3を使用することを想像する。個々のファイバ4をこのアレイ3に結合することは、例えばこのアレイが走査の目的で移動されたときに、問題が発生する。ストレスや摩擦のようなメカニズムはアタッチメントの領域に導入される。結局は、結合が解除される。これは光ファイバ4のグループを組み合わせてファイバリボン20を形成することによって回避することができる。次に、このリボン20は図9に示すように変調アレイ3の側部に接続される。2つのリボン20のみを示している。別の数のリボン20も使用可能である。ファイバリボン内にある光ファイバの2つの代表的軌道を破線で概略的に示す。正方形で図に表わした光感応素子11は、変調アレイ3でファイバリボン20の接点に近接配置されるが、入射小ビームにより近接して配置することもできる。光信号は電気信号に変換されるのが好ましい。これらの信号はチップ電線19を介して、対応する伝送される被照射小ビームに近接配置された円で表わされたモジュレータ18に向けて伝送される。図では変調アレイ3上に存在するモジュレータの数のみを示している。
次の2つのセクションは本発明によって実施されたマスクレスリソグラフィシステムの2例を示す。
本例に使用されるマスクレス電子ビームリソグラフィシステムにおいて、システムはアパーチャプレートを備えており、このプレートは静電偏向装置21を有しアパーチャ23を通過して入射する電子小ビーム22を偏向させる。このプレートは小ビームブランカーアレイ24と呼ばれる。電子小ビーム22がこの小ビームブランカーアレイ24を通過すると、第2アパーチャアレイ(ビーム停止アレイ)25に到達し、ここで小ビームが偏向されたときに、この軌道が終了する。
本例のマスクレスリソグラフィシステムは、空間光モジュレータ(SLM)40を備えている。SLMを使用するマスクレスリソグラフィシステムは一般的な方法として国際公開第0118606号に開示されている。SMLは一連のミラーを備えており、これらのミラーは、結局ビームが抹消されるか、伝送される方法で入射光ビームを反射する。この種のSLMの例は変形可能ミラー装置(DMD)である。DMDは第1例に示した静電偏向装置アレイと同じ方法で制御される。変調信号が背後からまたは側方からシステム内に結合する。
Claims (43)
- パターンをターゲットの表面に転写するマスクレスリソグラフィシステムであって、
複数の小ビームを発生するための少なくとも1つのビーム発生装置と、
小ビームの大きさを変調するための複数のモジュレータを備えた変調手段と、
前記モジュレータの各々を制御する制御ユニットと、
を具備し、
前記制御ユニットは、それぞれの小ビームの大きさを制御するために、パターンデータを発生し、このパターンデータを前記変調手段に伝送するものであり、前記制御ユニットは、
前記パターンデータを記憶するための少なくとも1つのデータ記憶装置と、
このデータ記憶装置から前記パターンデータを読み取るための少なくとも1つの読み取りユニットと、
前記データ記憶装置から読み取られた前記パターンデータを少なくとも1つの被変調光ビームに変換するための少なくとも1つのデータ変換装置と、
前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記変調手段に伝送するための少なくとも1つの光伝送装置とを備えている、マスクレスリソグラフィシステム。 - 前記変調手段の各モジュレータは、前記制御ユニットから伝送される前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記モジュレータを作動させる信号に変換するための光感応素子を備えている、請求項1に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、前記制御ユニットからの少なくとも1つの被変調光ビームを前記変調手段に伝送するための変調手段端および制御ユニット端を有する少なくとも1つの光ファイバを備えている、請求項1または2に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記変調手段に投影するための少なくとも1つの投影装置をさらに具備している、請求項1、2または3に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記少なくとも1つの光ファイバは、これの変調手段端で1つ以上の光ファイバアレイに結合されている、請求項3に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記1つ以上の光ファイバアレイからの実質的な各光ファイバは、前記感光変換素子の1つに結合されている、請求項5に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記少なくとも1つの光ファイバは、これの変調手段端で1つ以上の光導波管に結合され、この光導波管は、前記光感応素子に結合されている、請求項3に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、これの制御ユニット端で少なくとも1つのマルチプレクサを備え、またこれの変調手段端で少なくとも1つのデマルチプレクサを備えている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記複数の小ビームが進行する方向と平行な光路を有しており、また、前記光伝送装置は、前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記光路に結合するための少なくとも1つの光カプラをさらに備えている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記データ変換装置および前記光伝送装置は、200nmと1700nmの間の少なくとも1つの波長を有している少なくとも1つの被変調光ビームを発生するように設定されている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光感応素子は、所定波長範囲で透過である選択フィルタと、所定偏光方向を有する光を伝送するための選択フィルタと、前記光感応素子の感度を所定方向から前記プリズムに入射する光に制限するプリズムと、前記光感応素子の感度を所定方向から回折格子に入射する光に制限する前記回折格子とのグループから選択されるフィルタを備えている、請求項3ないし10のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光感応素子は、少なくとも1つのフォトダイオードを備えている、請求項3ないし13のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記フォトダイオードは、MSM−フォトダイオード、PIN−フォトダイオードまたはアバランシェフォトダイオードを含んでいる、請求項12に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記モジュレータは、静電偏向装置を備えている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記データ変換装置は、レーザダイオードを備えている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、変調手段端と制御ユニット端を有し、前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記制御ユニットから前記変調手段に伝送するための少なくとも1つの光ファイバと、前記1つの光ファイバまたは複数の光ファイバの前記変調手段端を前記変調手段上に投影するための少なくとも1つの投影装置とを備えている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記ビーム発生装置は、イオンビーム発生手段を備えている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記ビーム発生装置は、X線ビーム発生手段を備えている、請求項1ないし16のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記ビーム発生装置は、電子ビーム発生手段を備えている、請求項1ないし16のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記変調手段の各モジュレータは、前記制御ユニットから発せられる前記少なくとも1つの被変調光ビームを、前記モジュレータを作動させるための信号に変換する光感応素子を備え、また、前記変調手段は、ビーム発生サイドおよびターゲットサイドを有している、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記モジュレータは、各々少なくとも1つの静電偏向装置と、この少なくとも1つの静電偏向装置と前記ターゲットサイドとの間のアパーチャとを備え、このモジュレータの前記静電偏向装置は、静電偏向装置アレイを規定し、前記モジュレータの前記アパーチャは、アパーチャアレイを規定している、請求項20に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記各静電偏向装置は、光感応素子に作動結合されている、請求項21に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、前記少なくとも1つの被変調光ビームを複数の被変調光ビームに分割するための少なくとも1つのビームスプリッタを備えている、請求項20ないし22のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、前記複数の被変調光ビームを前記光感応素子上に投影するための投影装置を備えている、請求項20ないし23のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記投影装置は、前記静電偏向装置アレイと直交する平面に対して0と88度の間の角度で投影するように設定されている、請求項24に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記投影装置は、前記複数の被変調光ビームを前記静電偏向装置アパーチャアレイ上に投影するための少なくとも1つのレンズを備えている、請求項24または25に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記投影装置は、前記複数の被変調光ビームを縮小するための縮小光学系を備えた第1縮小化装置と、被縮小複数の被変調光ビームを前記静電偏向装置アパーチャアレイ上に投影するための投影光学系とを有している、請求項26に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記縮小光学系は、マイクロレンズアレイを備えており、このマイクロレンズアレイの各マクロレンズは、前記複数の被変調光ビームの1つと整列するとともに前記被変調光ビームの前記1つのサイズを縮小するように設定されている、請求項27に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記投影光学系は、前記投影光学系の前記レンズの方向に前記縮小光学系から伝送される前記複数の被変調、被縮小ビームを偏向するためのミラーをさらに備えている、請求項27ないし28のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光感応素子によって覆われていない前記変調手段上のエリアに、反射層が設けられている、請求項20ないし29のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 拡散層が、入射する前記複数の被変調光ビームと対面する前記被変調手段の表面上に設けられている、請求項20ないし30のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、前記静電偏向装置アパーチャアレイ平面に対してこれの対応する光感応素子と実質的に平行に前記複数の被変調光ビームの各々と結合するための光導波管をさらに備えている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、複数のマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレイをさらに有しており、各マイクロレンズは、前記複数の被変調光ビームの1つと整列し、これの被変調光ビームを対応する光導波管に結合させる、請求項32に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記光伝送装置は、複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバ内の前記少なくとも1つの被変調光ビームを結合するための手段を備えた前記データ変換装置とを備えており、前記複数の光ファイバが少なくとも1つのファイバリボンを形成するようにグループにされ、前記少なくとも1つのファイバリボンが前記静電偏向アレイの両サイドの一方に添着され、また前記光感応素子が電気的相互接続部を介してこれの対応する静電偏向装置を電気的に作動するように設定されている、前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記ビーム発生手段は、光ビーム発生手段を備えており、好ましくは電磁ビームが300nm未満の波長を有している、請求項1ないし16のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記変調手段は、少なくとも1つの空間光モジュレータを備えている、請求項38に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記空間光モジュレータは、マイクロミラーのアレイを備えた変形可能ミラーデバイスを有している、請求項36に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 各マイクロミラーは、被変調光ビームを受けるために前記光伝送装置に動作連結された光感応素子を備えている、請求項37に記載のマスクレスリソグラフィシステム。
- 前記全ての請求項のいずれか1項に記載のマスクレスリソグラフィシステムを使用して基板上に所定パターンを転送するためのプロセス。
- 複数の小ビームを発生するための少なくとも1つのビーム発生装置と実質的に各小ビームを個々に制御可能に変調するための変調手段を備えたリソグラフィシステムを使用してターゲットの表面上にパターンを転送する方法であって、
データ記憶装置からパターンデータを検索することと、
前記パターンデータを少なくとも1つの被変調光ビームに変換することと、
前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記被変調手段に光学的に結合することと、
を具備している、ターゲットの表面上にパターンを転送する方法。 - 前記変調手段はモジュレータのアレイを備えており、各々光感応素子を有している方法であって、
前記少なくとも1つの被変調光ビームを前記モジュレータ上に方向付けることと、
前記被変調光ビームの各々を1つの光感応素子に結合することと、
を具備している、請求項40に記載の方法。 - 明細書中および/または図中に開示した特性的特徴を1つ以上備えた装置。
- 明細書中および/または図中に開示した特性的特徴を1つ以上備えた方法。
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