JP4394641B2 - マスクレス適用に用いる最大動作パラメータを決定するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本明細書においては、とりわけ集積回路(IC)の製造におけるリソグラフィ装置の使用を参照しているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、ミクロ及びマクロ液体デバイス等の製造などの他の適用例を有していることを理解されたい。
本明細書における「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用は、それぞれより一般的な「基板」又は「目標部分」という用語の同義語と見なすことができる。本明細書において参照している基板は、たとえばトラック(通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール)或いは度量衡学ツール又は検査ツール中で、露光前又は露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、たとえば多層ICを生成するために複数回に渡って処理することができるため、本明細書において使用している基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。
図1は、本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置100を略図で示したものである。装置100は、少なくとも放射システム102、パターン発生器104、投影システム(「レンズ」)108及び対物テーブル106(たとえば基板テーブル)を備えている。最初にリソグラフィ装置100の動作について概説し、次にリソグラフィ装置100の代替実施例について考察する。リソグラフィ装置100の概説及び代替実施例に続いて、リソグラフィ装置100の個々のエレメントの詳細及び代替実施例について説明する。
放射システム102を使用して放射(たとえばUV放射)のビーム110を供給することができる。この特定の実施例では、放射システム102は、さらに、放射源112を備えている。ビーム110は、次に、ビーム・スプリッタ118を使用して導かれた後、パターン発生器104で遮られる。パターン発生器104(たとえばプログラム可能ミラー・アレイ)を使用してビーム110にパターンを適用することができる。パターン発生器104で反射したビーム110は、ビーム110を基板114の目標部分120に集束させる投影システム108を通過する。
放射システム102は、放射源112、条件付け機器126及び照明源(イルミネータ)124を備えることができる。また、イルミネータ124は、通常、インテグレータ130及びコンデンサ132などの他の様々なコンポーネント(構成部分)を備えている。
パターン発生器104は、従来のレチクルの置換と見なすことができるSLMを備えている。パターン発生器104は、SLMの他に、SLMピクセル及びデータ経路を駆動するための駆動エレクトロニクスを備えることができる。入力画像データは、制御モジュール150(追ってさらに詳細に説明する)によって適切なフォーマットに変換され、且つ、データ経路を介してSLMに供給される。駆動エレクトロニクスは、SLMパターンが更新されると、個々のSLMピクセルを逐次アドレス指定する。つまり、通常のマトリックス・アドレス指定を使用して個々の新しいSLM画像フレームをロードすることができる。フレーム速度即ち個々の新しいフレームをSLMにロードするために必要な時間は、装置のスループット(処理量)を左右する要素である。
制御モジュール150はデータ経路を備えており、また、通常、「マスク・ファイル」を記憶するための記憶装置及びラスタライザを備えている。記憶装置には、基板に印刷されるすべての画像が含まれている。ラスタライザは、SLMにロードするための該当する画像部分を、所望の画像を基板に転送するために必要なパターンを表すSLMピクセル値のビット・マップに変換している。また、制御モジュール150は、通常、1つ又は複数のフレーム・バッファ、及び新しいSLMフレームがロードされる毎にSLMをマトリックス・アドレス指定するために必要な他の従来のコンポーネントを備えている。適切な画像ディジタル化及びSLM駆動エレクトロニクスについては、当業者には明らかであろう。たとえば制御モジュール150は、使用される特定のタイプのSLMの個々のSLMピクセルをアドレス指定するための適切なマトリックス・アドレス指定駆動回路を備えた、ビット・マップに基づいたマスク・ライタに極めて類似したものであっても良い。
投影システム108(たとえば水晶及び/又はCaF2レンズ系、又はこのような材料を使用して構築されたレンズ・エレメントを備えたカタディオプトリック系、又はミラー系)を使用して、ビーム・スプリッタ118から受け取るパターン化されたビームを基板114の目標部分120(たとえば1つ又は複数のダイ)に投射することができる。投影システム108は、パターン発生器104の画像を基板114に投影することができる。代替としては、投影システム108は、パターン発生器104のエレメントがシャッタとして作用するよう、二次ソースの画像を投影することも可能である。また、投影システム108は、二次ソースを形成し、且つ、基板114にマイクロスポットを投影するための微小レンズ・アレイ(MLA)を備えることもできる。
対物テーブル106は、基板114(たとえばレジスト被覆シリコン・ウェハ、投影システム・ディスプレイ又は映写テレビジョン・ディスプレイ機器)を保持するための基板ホルダ(図に特に示されていない)を備えることができる。また、対物テーブル106は、基板114を投影システム108に対して正確に位置決めするための位置決め機器116に接続することができる。
図に示す装置100は、4つの好ましいモードで使用することができる。
1.ステップ・モード:パターン発生器104上のパターン全体が目標部分120に1回で投影される(即ち単一「フラッシュ」)。次に、対物テーブル106がx及び/又はy方向を異なる位置へ移動し、異なる目標部分120がパターン化されたビーム110によって照射される。
2.走査モード:所与の目標部分120が単一「フラッシュ」で露光されない点を除き、基本的にステップ・モードと同じである。走査モードでは、パターン発生器104を速度vで所与の方向(いわゆる「走査方向」、たとえばy方向)に移動させることができるため、パターン化されたビーム110を使用して個々に制御可能な複数のエレメント104のアレイが走査される。同時に、対物テーブル106が速度V=Mvで同じ方向又は反対方向へ移動する。Mは投影システム108の倍率である。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きい目標部分120を露光することができる。
3.パルス・モード:パターン発生器104が基本的に静止状態に維持され、パルス放射システム102を使用してパターン全体が基板114の目標部分120に投影される。パターン化されたビーム110を使用して基板114の両端間のラインを走査することができるよう、基本的に一定の速度で対物テーブル106が移動する。必要に応じて、放射システム102のパルスとパルスの間に、パターン発生器104上のパターンが更新される。パルスは、連続する目標部分120が基板114上の必要な位置で露光されるように計時されている。したがって、パターン化されたビーム110は、基板114の両端間を走査することができ、それにより細長い基板114の完全なパターンが露光される。このプロセスは、基板114全体がライン毎に露光されるまで繰り返される。
4.連続走査モード:パルス・モードと基本的に同じであるが、実質的に一定の放射システム102が使用され、パターン化されたビーム110が基板114の両端間を走査し、基板114を露光すると、パターン発生器104上のパターンが更新される点が異なっている。
図4は、本発明の一実施例による、リソグラフィ・システムを使用するための例示的方法を流れ図400で示したものである。流れ図400は、ステップ410で開始され、マスクレス・リソグラフィ・システムの少なくとも1つの動作パラメータの最大値が決定される。この最大値は、たとえば制御モジュール150を使用して決定することができる。
本発明の実施例によれば、走査速度を実時間で変化させる必要なく、セクションの空間密度がデータ経路の容量を超過しているマスクの処理オーバラン(誤差)が防止される。
以上、本発明の様々な実施例について説明したが、以上の説明は単なる実施例を示したものにすぎず、本発明を何ら制限するものではないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明の形態及び細部に様々な変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の見解及び範囲は、上で説明した例示的実施例によっては一切制限されず、唯一、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物によってのみ定義されるものとする。
102 放射システム
104 パターン発生器
106 対物テーブル(ステージ)
108 投影システム(レンズ)
110、122 ビーム(放射ビーム)
112 放射源
114 基板(目標)
116 位置決め機器
118、140 ビーム・スプリッタ
120 基板の目標部分
124 照明源(イルミネータ)
126 条件付け機器
128 ビームの強度分布の外部及び/又は内部ラジアル・エクステントを設定するための調整機器
130 インテグレータ
132 コンデンサ
134 干渉測定機器
136 ベース・プレート
138 干渉ビーム
140 ビーム・スプリッタ
150 制御モジュール
210 変換器
220 圧縮器
310 アナライザ
400 リソグラフィ・システムを使用するための例示的方法の流れ図
Claims (13)
- リソグラフィ・システムであって、
放射のビームを供給する照明源と、
前記放射のビームをパターン化する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、
露光操作の間、ステージによって支持されている基板の目標部分にパターン化されたビームを投射する投影システムと、
前記照明源、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ及び前記ステージのうちの少なくとも1つに結合された、前記照明源、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ及び前記ステージのうちの少なくとも1つの個々の最大動作パラメータを決定する制御モジュールとを備え、
前記制御モジュールが、
画像データ・セットをパターン・データ・セットに変換する変換器と、
前記パターン・データ・セットを圧縮し、且つ、メタ情報として前記パターン・データに結合される前記1つ又は複数の個々の最大動作パラメータを、前記パターン・データ・セットの圧縮を解除するために必要な時間に基づいて計算する圧縮器とを備えたリソグラフィ・システム。 - リソグラフィ・システムであって、
放射のビームを供給する照明源と、
前記放射のビームをパターン化する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、
露光操作の間、ステージによって支持されている基板の目標部分にパターン化されたビームを投射する投影システムと、
前記照明源、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ及び前記ステージのうちの少なくとも1つに結合された、前記照明源、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ及び前記ステージのうちの少なくとも1つの個々の最大動作パラメータを決定する制御モジュールとを備え、
前記制御モジュールが、画像データ・セットのフィーチャ密度を解析し、且つ、前記1つ又は複数の最大動作パラメータを、解析した前記フィーチャ密度に基づいて計算するアナライザを備えたリソグラフィ・システム。 - 前記個々の最大動作パラメータが、前記照明源の周波数、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの走査速度及び前記ステージのステージ速度を含む、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの前記最大動作パラメータが、データ転送速度、圧縮解除容量及びレンダリング容量のうちの少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記1つ又は複数の個々の最大動作パラメータが、前記露光操作に先立って計算される、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記1つ又は複数の最大動作パラメータを使用して、前記露光操作に先立って試験走査操作が実行される、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記試験走査操作に基づいて前記1つ又は複数の最大動作パラメータが調整される、請求項6に記載のシステム。
- 前記基板が、フラット・パネル・ディスプレイ基板及び半導体ウェハのうちのいずれかである、請求項1または2に記載のシステム。
- リソグラフィ・システムを使用するための方法であって、
(a)露光操作に先立ってマスクレス・リソグラフィ・システムの少なくとも1つの動作パラメータの最大値を決定する段階と、
(b)前記マスクレス・リソグラフィ・システムの前記個々の少なくとも1つの動作パラメータを設定するために、段階(a)で決定された前記少なくとも1つの動作パラメータの前記最大値を使用する段階と、
(c)前記マスクレス・リソグラフィ・システムの個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用して放射のビームをパターン化する段階と、
(d)前記露光操作の間、ステージによって支持されている基板の目標部分に、前記パターン化された放射のビームを投射する段階とを含み、
段階(a)が、
パターン・データ・セットを圧縮する段階と、
前記パターン・データ・セットの圧縮を解除するために必要な時間に基づいて前記1つ又は複数の最大値を計算する段階とを含む、方法。 - リソグラフィ・システムを使用するための方法であって、
(a)露光操作に先立ってマスクレス・リソグラフィ・システムの少なくとも1つの動作パラメータの最大値を決定する段階と、
(b)前記マスクレス・リソグラフィ・システムの前記個々の少なくとも1つの動作パラメータを設定するために、段階(a)で決定された前記少なくとも1つの動作パラメータの前記最大値を使用する段階と、
(c)前記マスクレス・リソグラフィ・システムの個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用して放射のビームをパターン化する段階と、
(d)前記露光操作の間、ステージによって支持されている基板の目標部分に、前記パターン化された放射のビームを投射する段階とを含み、
段階(a)が、
画像データ・セットのフィーチャ密度を解析する段階と、
解析した前記フィーチャ密度に基づいて前記1つ又は複数の最大値を計算する段階とを含む、方法。 - 放射ビームの周波数、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの走査速度及び前記ステージのステージ速度のうちの少なくとも1つを前記少なくとも1つの動作パラメータとして使用する段階をさらに含む、請求項9または10に記載の方法。
- データ転送速度、圧縮解除容量及びレンダリング容量のうちの少なくとも1つを前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの前記動作パラメータとして使用する段階をさらに含む、請求項9または10に記載の方法。
- 段階(a)が、
試験露光を実行するために前記1つ又は複数の最大値を使用する段階と、
前記試験露光に基づいて前記1つ又は複数の最大値を調整する段階とをさらに含む、請求項9または10に記載の方法。
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