(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリソグラフィのためのフォトマスクを所定の変形形態に従って局所的に変形させる方法であって、
ａ．少なくとも１つのレーザビームパラメータを有する少なくとも１つのレーザパルスを発生させる段階であって、前記少なくとも一つのレーザビームパラメータは、前記少なくとも１つのレーザパルスの偏光を含む段階と、
ｂ．前記レーザパルスの前記少なくとも１つレーザビームパラメータが前記所定の変形形態をもたらすように選択された前記少なくとも１つのレーザパルスを前記フォトマスク上に向ける段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのレーザパルスは、直線偏光されたものであり、
前記所定の変形形態は、前記少なくとも１つのレーザパルスの前記直線偏光に対して実質的に平行である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのレーザパルスは、楕円偏光されたものであり、
所定の楕円変形形態が、前記少なくとも１つの楕円偏光レーザパルスに対して実質的に位置合わせされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのレーザパルスは、円偏光されたものであり、
前記所定の変形形態は、前記フォトマスクの実質的に円形の変形形態である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
波長板が、前記少なくとも１つのレーザパルスの前記偏光を発生させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのレーザビームパラメータは、前記少なくとも１つのレーザパルスの非点収差を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの円柱レンズが、前記少なくとも１つのレーザパルスの前記非点収差を発生させることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのレーザビームパラメータは、前記少なくとも１つのレーザパルスのビーム形状を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの開口が、前記少なくとも１つのレーザパルスのための前記ビーム形状を発生させることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの開口は、調節可能な幅を有するスリット状開口を含み、及び／又は
前記開口は、前記少なくとも１つのレーザパルスのビーム方向の回りに回転可能である、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
プリズムの組合せが、前記少なくとも１つのレーザパルスの前記ビーム形状を発生させることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記プリズムの組合せは、前記少なくとも１つのレーザパルスのビーム方向の回りに回転可能な少なくとも２つのプリズムを含み、
第１のプリズムが、入力ビームに対して調節可能であり、及び／又は第２のプリズムが、出力ビームに対して調節可能である、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
フォトリソグラフィのためのフォトマスクを所定の変形形態に従って局所的に変形させる方法であって、
少なくとも１つの第１のレーザパルス及び少なくとも１つの第２のレーザパルスを前記フォトマスク上に向けて第１及び第２の局所変形を生成し、該第１及び該第２の局所変形の組合せが、前記所定の変形形態を実質的にもたらす段階、
を含み、
前記第１及び第２の局所変形を生成する段階は、前記少なくとも１つの第１のレーザパルス及び／又は前記少なくとも１つの第２のレーザパルスのレーザパルス電力、該第１及び該第２の局所変形のオーバーラップ部分、並びに該第１及び該第２の局所変形のオーバーラップ角度を制御する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記第１及び前記第２の局所変形は、部分的にオーバーラップすることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記レーザパルス、及び／又は前記少なくとも１つの第１のレーザパルス及び前記少なくとも１つの第２のレーザパルスは、超短レーザパルス、特に、ピコ秒及び／又はフェムト秒レーザパルスを含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
レーザパルスエネルギが、０．０５μＪから５μＪであり、レーザパルス長が、０．０５ｐｓから１００ｐｓであり、繰返し数が、１ｋＨｚから１０ＭＨｚであり、レーザパルス密度が、ｍｍ2当たり１０００パルスからｍｍ2当たり１０  ０００  ０００レーザパルスであり、対物系の開口数が、０．１から０．９であり、対物系の倍率が、５×から１００×であることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記所定の変形形態は、前記フォトマスクの密度及び／又は光学透過率分布を局所的に修正し、及び／又は
前記フォトマスクの前記局所的に修正された密度及び／又は前記光学透過率分布は、該フォトマスクの少なくとも１つの小さい容積内で不連続に修正され、
前記少なくとも１つの小さい容積は、ピクセルと呼ばれる、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記所定の変形形態は、光学透過率分布を０％から１０％、好ましくは０％から５％、最も好ましくは０％から３％の間隔内で変化させることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記所定の変形形態は、０．１μｍから１０μｍ、好ましくは０．２μｍから５μｍ、最も好ましくは０．５μｍから２μｍの範囲に直径を有するピクセルによって発生された実質的に円形の変形形態を含むことを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記所定の変形形態は、２から１、好ましくは５から１、最も好ましくは１０から１の範囲に長軸と短軸の拡大比を有するピクセルによって発生されることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記フォトリソグラフィマスクは、基板と吸収構造とを有する透過フォトリソグラフィマスク、又は基板と多層構造と吸収構造とを有する反射フォトリソグラフィマスクを含み、
前記ミラーは、基板及び多層構造を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの第１のレーザパルス及び／又は前記少なくとも１つの第２のレーザパルスの少なくとも１つのレーザビームパラメータが、前記第１及び前記第２の局所変形が前記所定の変形形態を実質的にもたらすように選択されることを特徴とする請求項１４から請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
フォトリソグラフィのためのフォトマスクを所定の変形形態に従って局所的に変形させるための装置であって、
ａ．少なくとも１つのレーザパルスを発生させるための光源と、
ｂ．前記少なくとも１つのレーザパルスの少なくとも１つのレーザビームパラメータを選択するための光学構成要素であって、前記少なくとも一つのレーザビームパラメータは、前記少なくとも１つのレーザパルスの偏光を含む光学構成要素と、
ｃ．前記少なくとも１つのレーザパルスを前記フォトマスク上に向けるための対物系であって、前記レーザビームパラメータが、前記所定の変形形態をもたらすように選択される前記対物系と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２４】
更に請求項１から請求項１３又は請求項１５から請求項２２のいずれか１項に記載の方法を実行するようになっていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
フォトリソグラフィのためのフォトマスクを所定の変形形態に従って局所的に変形させるための装置であって、
ａ．少なくとも１つの第１のレーザパルス及び少なくとも１つの第２のレーザパルスを発生させるための光源と、
ｂ．前記少なくとも１つの第１のレーザパルス及び前記少なくとも１つの第２のレーザパルスを前記フォトマスク上に向けて第１及び第２の局所変形を生成するための対物系であって、該第１及び該第２の局所変形の組合せが、前記所定の変形形態を実質的にもたらし、前記第１及び第２の局所変形を生成することは、前記少なくとも１つの第１のレーザパルス及び／又は前記少なくとも１つの第２のレーザパルスのレーザパルス電力、該第１及び該第２の局所変形のオーバーラップ部分、並びに該第１及び該第２の局所変形のオーバーラップ角度を制御する前記対物系と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２６】
更に請求項１３から請求項２２のいずれか１項に記載の方法を実行するようになっていることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィのための光学要素を局所的に変形させる分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業において絶えず高まる集積密度の結果として、フォトリソグラフィマスクは、益々小さい構造をウェーハ上の感光層、例えば、フォトレジスト上に投影しなければならない。この要求を満たすために、フォトリソグラフィマスクの露光波長は、電磁スペクトルの近紫外領域から中間紫外領域を超えて遠紫外領域に移行している。現在、ウェーハ上のフォトレジストの露光には１９３ｎｍの波長が一般的に使用されている。その結果、高まる分解能によるフォトリソグラフィマスクの製造は、益々複雑になり、従って、益々高価になってきている。将来、フォトリソグラフィマスクは、電磁スペクトルの極紫外（ＥＵＶ）波長範囲（例えば、１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲）の有意に短い波長を使用することになる。
【０００３】
フォトリソグラフィマスクは、透過均一性、平面性、純性、及び温度安定性に関して極めて高い要求を満たさなければならない。基板面上の多層構造から反射された電磁波の位相面をそれ程外乱しないように、平面性からのこれらの基板の許容偏差は、露光波長の波長の一部分でしかない。フォトリソグラフィマスク基板の平面性の大きい偏差は、フォトレジスト内での波面の建設的又は破壊的な重ね合わせに起因して、フォトレジスト内で光学強度分布の変化をもたらす可能性がある。露光波長の短縮は、この問題をより困難にする。製造業者から供給される基板であっても、ＥＵＶフォトリソグラフィマスクに対する平面性条件を満たさない場合があり、１つの面上に微細パターンを形成するマスクの製造工程は、基板の平面性を悪化させる可能性さえもある。
【０００４】
米国特許出願ＵＳ  ２００７／０２２４５２２２  Ａ１は、生成されたフォトリソグラフィマスクの平面性を改善する方法を記載している。米国特許ＵＳ  ７  ００１  ６９７  Ｂ２は、フォトリソグラフィマスクによってウェーハ上のフォトレジスト内に導入される強度差又は光学透過誤差を排除する別の方法を提供している。
【０００５】
透過フォトリソグラフィマスクでは、マスク区域にわたる光学透過率の均一性は重要なパラメータである。フォトリソグラフィマスクの区域にわたる構造要素の均一性を臨界寸法均一性（ＣＤＵ）と呼ぶ。
【０００６】
更に、フォトリソグラフィマスクは、パターン要素の配置誤差を有する可能性もあり、すなわち、パターン要素のうちの一部は、フォトレジスト上の所定の位置に正確に写像しない。配置誤差を位置合わせ誤差とも呼ぶ。
【０００７】
石英基板上へのフェムト秒レーザパルスの作用は、例えば、Ｓ．Ｏｓｈｅｎｋｏｖ、Ｖ．Ｄｍｉｔｒｉｅｖ、Ｅ．Ｚａｉｔ、及びＧ．Ｂｅｎ−Ｚｖｉ著「溶融シリカ内の超短レーザ放射線誘導ＤＵＶ減衰構造（ＤＵＶ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｉｎ  ｆｕｓｅｄ  ｓｉｌｉｃａ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｕｌｔｒａ−ｓｈｏｒｔ  ｌａｓｅｒ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）」、ＣＬＥＯＥ−ＩＱＥＣ会報、ミュンヘン、２００７年によって研究されている。
【０００８】
位置合わせ及び／又はＣＤ補正結果の改善のためには、フォトリソグラフィマスクの基板内に導入される局所変形を制御するためにレーザパルスの全てのパラメータを制御することが極めて重要である。
【０００９】
一方、ＣＤ及び位置合わせの上首尾の同時補正のためには、レーザパルスが、マスク基板内にいかなる可能な基本的変形も誘導することができることが必要なことは明らかである。この目的のために、広範囲にわたる局所変形スペクトルをもたらす包括的なレーザパルスセットを供給することが必要である。このスペクトルは、一方で、ＣＤ誤差を補正するために光学透過率の所定の減衰で最小の局所変形を与えるレーザパルスを含む。他方では、配置誤差又は位置合わせ誤差を補正するために大きい非対称局所変形を有するレーザパルスが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ  ２００７／０２２４５２２２  Ａ１
【特許文献２】ＵＳ  ７  ００１  ６９７  Ｂ２
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｓ．Ｏｓｈｅｎｋｏｖ、Ｖ．Ｄｍｉｔｒｉｅｖ、Ｅ．Ｚａｉｔ、及びＧ．Ｂｅｎ−Ｚｖｉ著「溶融シリカ内の超短レーザ放射線誘導ＤＵＶ減衰構造（ＤＵＶ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｉｎ  ｆｕｓｅｄ  ｓｉｌｉｃａ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｕｌｔｒａ−ｓｈｏｒｔ  ｌａｓｅｒ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）」、ＣＬＥＯＥ−ＩＱＥＣ会報、ミュンヘン、２００７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の１つの目的は、光学要素を局所的に変形し、上記に解説した問題の少なくとも一部分を回避する方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様により、請求項１に記載の方法を提供する。実施形態において、フォトリソグラフィのための光学要素を所定の変形形態に従って局所的に変形させる方法は、（ａ）少なくとも１つのレーザビームパラメータを有する少なくとも１つのレーザパルスを発生させる段階と、（ｂ）少なくとも１つレーザビームパラメータが所定の変形形態をもたらすように選択された少なくとも１つのレーザパルスを光学要素上に向ける段階とを含む。
【００１４】
光学強度分布を制御することにより、局所変形の効果を所定の変形形態に対応するように調節することができる。所定の変形形態は、光学要素のある一定の欠陥を補正するのに特定のものである。従って、所定の変形形態に従って局所変化を誘導することにより、光学要素のある一定の欠陥を補正することができる。
【００１５】
更に別の態様において、少なくとも１つのレーザビームパラメータは、少なくとも１つのレーザパルスの偏光を含む。
【００１６】
レーザパルスの偏光を制御することにより、レーザパルスからもたらされる変形要素の方向を所定の変形形態に対して調節することができる。
【００１７】
別の態様において、少なくとも１つのレーザパルスは、直線偏光されたものであり、所定の変形形態は、少なくとも１つのレーザパルスの直線偏光に対して実質的に平行である。
【００１８】
直線偏光は、回転させることができ、従って、レーザパルスによって生じる変形要素を所定の変形形態に対して容易に位置合わせすることができる。偏光レーザパルスによって生じる局所変形の異方性の程度は、レーザパルスのエネルギに依存し、一般的にパルスエネルギの増大と共に低下する。従って、偏光制御は、レーザパルスの低い電力範囲において特に有効である。
【００１９】
更に別の態様により、少なくとも１つのレーザパルスは、楕円偏光されたものであり、所定の楕円変形形態は、少なくとも１つの楕円偏光レーザパルスに対して実質的に位置合わせされる。更に別の態様において、少なくとも１つのレーザパルスは、円偏光されたものであり、所定の変形形態は、光学要素の実質的に円形の変形形態である。
【００２０】
円偏光レーザビームは、光学要素にわたる光学透過率の変化を改善するのに特に有利である。生じる透過変化及び生じる変形は、導入されるレーザパルスの密度に比例するが、レーザビームに対する光学要素の向きとは独立したものである。
【００２１】
更に別の態様において、波長板が、少なくとも１つのレーザパルスの偏光を発生させる。更に別の態様において、波長板は、半波長板、特にゼロ次の半波長板を含む。更に別の態様において、波長板は、４分の１波長板、特にゼロ次の４分の１波長板を含む。
【００２２】
更に別の有益な態様により、少なくとも１つのレーザビームパラメータは、少なくとも１つのレーザパルスの非点収差を含む。別の態様において、少なくとも１つの円柱レンズは、少なくとも１つのレーザパルスの非点収差を発生させる。
【００２３】
円柱レンズを使用することにより、焦点又はビームくびれ部が、焦線に変換される。得られる変形要素は、集束系と円柱レンズの焦点幅とを調節することによって調節することができる。
【００２４】
別の態様において、少なくとも１つのレーザビームパラメータは、少なくとも１つのレーザパルスのビーム形状を含む。更に別の態様において、少なくとも１つの開口が、少なくとも１つのレーザパルスのビーム形状を発生させる。更に別の態様により、少なくとも１つの開口は、調節可能な幅を有するスリット状開口を含み、及び／又は少なくとも１つのレーザパルスのビーム方向の回りに回転可能である。
【００２５】
開口は、実質的に所定の変形形態を有するレーザビームを形成するために、レーザビームの一部分を切除する。切除によるビーム形成は、調節可能スリットによって容易に実施することができる。その一方、切除によるビーム形成は、形成されたレーザビーム内にビーム品質を劣化させる可能性がある歪曲を導入する可能性がある。この場合及び本明細書内の更に別の箇所に使用する「実質的に」という用語は、測定誤差の範囲にある測定量の数値を意味する。
【００２６】
別の好ましい態様において、プリズムの組合せが、少なくとも１つのレーザパルスのビーム形状を発生させる。更に別の態様により、プリズムの組合せは、少なくとも１つのレーザパルスのビーム方向の回りに回転可能な少なくとも２つのプリズムを含み、第１のプリズムは、入力ビームに対して調節可能であり、及び／又は第２のプリズムは、出力ビームに対して調節可能である。
【００２７】
プリズムの組合せに基づくビーム形成又はビーム成形の実施は、切除によるビーム形成よりも入り組んでいるが、レーザビームの品質に対する潜在的な悪影響を回避する。
【００２８】
本発明の第２の態様により、請求項１４に記載の方法を提供する。実施形態において、フォトリソグラフィのための光学要素を所定の変形形態に従って局所的に変形させる方法は、少なくとも１つの第１のレーザパルスと少なくとも１つの第２のレーザパルスとを光学要素上に向けて第１の局所変形と第２の局所変形とを生成する段階を含み、第１及び第２の局所変形の組合せは、所定の変形形態を実質的にもたらす。
【００２９】
特定のビーム形状を有するレーザパルスを発生させ、次に、所定の変形形態を再現する変形要素を光学要素内に導入することの代わりに、所定の変形形態を発生させる変形要素を有する２つ又はそれよりも多くのレーザパルスを使用することができる。この手法は、レーザビームの形状及び／又は偏光を詳細に制御する必要がなく、すなわち、付加的な光学構成要素が必要とされないという利点を有する。
【００３０】
本発明の方法は、特定の非対称変形形態を有する得られる変形要素を発生させるために使用することができる。一方、それは、個々の非均衡変形要素から実質的に円形の変形形態を発生させるためにも適用することができる。
【００３１】
更に別の態様において、第１及び第２の局所変形は、部分的にオーバーラップする。
【００３２】
第１及び第２のレーザパルスによって発生する個々の変形要素の少なくとも部分的なオーバーラップにより、所定の変形形態に実質的に対応する組み合わされた又は得られる変形形態を個々の変形要素から発生させることができる。
【００３３】
別の態様において、第１及び第２の局所変形を生成する段階は、少なくとも１つの第１のレーザパルス及び／又は少なくとも１つの第２のレーザパルスのレーザパルス電力、第１及び第２の局所変形のオーバーラップ部分、及び／又は第１及び第２の局所変形のオーバーラップ角度を制御する段階を含む。
【００３４】
一般的に、レーザパルスのパルス電力は、光学要素内に生じる変形要素のサイズと相関する。オーバーラップ部分を変更することにより、得られる変形形態の形態又は形状を調節することができる。更に、光学要素の所定の方向に対する第２のパルスの角度の選択は、得られる変形形態を所定の変形形態に位置合わせする。更に、第１のレーザパルスに対する第２のレーザパルスの重み又は強度を調節することができる。従って、これらのパラメータは、２つ又はそれよりも多くの個々のレーザパルスによって光学要素内に所定の変形形態を導入するのに使用することができる。
【００３５】
更に別の態様において、レーザパルス、及び／又は少なくとも１つの第１のレーザパルス及び少なくとも１つの第２のレーザパルスは、超短レーザパルス、特にピコ秒及び／又はフェムト秒のレーザパルスを含む。
【００３６】
別の態様により、レーザパルスエネルギは、０．０５μＪから５μＪであり、レーザパルス長は、０．０５ｐｓから１００ｐｓであり、繰返し数は、１ｋＨｚから１０ＭＨｚであり、レーザパルス密度は、１ｍｍ2当たり１０００パルスから１ｍｍ2当たり１０  ０００  ０００レーザパルスであり、対物系の開口数は、０．１から０．９であり、対物系の倍率は、５×から１００×である。
【００３７】
別の態様において、光学要素を局所的に変形させる段階は、光学要素を恒久的に局所的に変形させる段階を含む。
【００３８】
更に別の態様において、所定の変形形態は、光学要素の密度及び／又は光学透過率分布を局所的に修正し、及び／又は光学要素の局所的に修正された密度及び／又は光学透過率分布は、光学要素のピクセルと呼ばれる少なくとも１つの小さい容積域内で不連続に修正される。
【００３９】
光学要素を局所的に変形させることにより、ＣＤＵ欠陥を補正することができる。更に、レーザパルスによって所定の変形形態を再現することにより、配置誤差又は位置合わせ誤差を補正することができる。更に、光学要素内に様々な局所変形を誘導する異なるレーザパルスを印加することにより、光学要素のＣＤＵ誤差と位置合わせ誤差の両方を同時に補正することができる。
【００４０】
別の態様により、所定の変形形態は、光学透過率分布を０％から１０％まで、好ましくは、０％から５％まで、最も好ましくは、０％から３％までの間隔内で変更する。
【００４１】
更に別の態様において、所定の変形形態は、０．１μｍから１０μｍまで、好ましくは、０．２μｍから５μｍまで、最も好ましくは、０．５μｍから２μｍまでの範囲に直径を有するピクセルによって発生する実質的に円形の変形形態を含む。
【００４２】
生じた局所変形は、例えば、光学透過率の１％の減衰をもたらすピクセルで光学要素の１ｍｍ2の正方形に完全に書き込む段階によって定性化することができる。この場合に、得られるこの区域の線形拡大は、低電力レーザパルスを使用する場合には、一般的に０．００１ｎｍの範囲にあり、高電力レーザパルスでは１ｎｍから２ｎｍまでの範囲にある。
【００４３】
更に別の態様において、所定の変形形態は、２から１まで、好ましくは、５から１まで、最も好ましくは、１０から１までの範囲に長軸と短軸の拡大比を有するピクセルによって発生する実質的に楕円形の変形形態を含む。
【００４４】
更に別の態様は、光学要素の少なくとも１つの欠陥を決定する段階を更に含む。
【００４５】
光学要素の誤差の決定には、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び／又は走査プローブ顕微鏡を使用することができる。更に、少なくとも１つの誤差又は欠陥を識別するために光学要素を走査するのに、光源をＣＣＤ（電荷結合デバイス）カメラのようなそれぞれの検出系との組合せに使用することができる。
【００４６】
走査プローブ顕微鏡の例は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）である。誤差の決定に対して使用することができる光学ツールは、例えば、ウェーハレベル臨界寸法（ＷＬＣＤ）ツール、ＡＩＭＳＴＭ、及び／又はＰＲＯＶＥＴＭ系である。この目的で適用することができる更に別のツールは、ＤＵＶ及び／又はＸ線の散乱測定系である。
【００４７】
更に別の態様は、少なくとも１つの欠陥を補正するために光学要素内にもたらされるレーザパルス配置を決定する段階を含む。
【００４８】
更に別の態様により、少なくとも１つの欠陥は、臨界寸法誤差及び／又は位置合わせ誤差を含み、レーザパルス配置は、異なるレーザビームパラメータセットを有するレーザパルスを含む。
【００４９】
光学要素内の誤差、特に光学透過率変化は、一般的に、個々のレーザパルスの配置を光学要素内に誘導することによって補正される空間的な欠陥である。
【００５０】
更に別の態様は、光学要素内にレーザパルス配置を誘導するために少なくとも１つのレーザパルスを光学要素上に向ける段階を含む。
【００５１】
更に別の態様において、光学要素は、フォトリソグラフィマスク、ミラー、及び／又はナノインプリントリソグラフィのためのテンプレートを含む。更に別の態様により、フォトリソグラフィマスクは、基板と吸収構造とを有する透過フォトリソグラフィマスク、又は基板と多層構造と吸収構造とを有する反射フォトリソグラフィマスクを含み、ミラーは、基板と多層構造を含む。
【００５２】
別の態様において、少なくとも１つの第１のレーザパルス及び／又は少なくとも１つの第２のレーザパルスの少なくとも１つのレーザビームパラメータは、第１及び第２の局所変形が所定の変形形態を実質的にもたらすように選択される。
【００５３】
記載した少なくとも１つのレーザパルスの少なくとも１つのレーザビームパラメータを選択する方法と、所定の変形形態をもたらすために２つ又はそれよりも多くのレーザパルスを重ねる方法とは組み合わせることができる。
【００５４】
更に別の態様により、フォトリソグラフィのための光学要素を所定の変形形態に従って局所的に変形させるための装置は、（ａ）少なくとも１つのレーザパルスを発生させるための光源と、（ｂ）少なくとも１つのレーザパルスの少なくとも１つのレーザビームパラメータを選択するための光学構成要素と、（ｃ）レーザビームパラメータが所定の変形形態をもたらすように選択された少なくとも１つのレーザパルスを光学要素上に向けるための対物系とを含む。
【００５５】
別の態様において、装置は、更に、上述の態様のうちの殆どのものによる方法を実行するようになっている。
【００５６】
更に別の態様において、フォトリソグラフィのための光学要素を所定の変形形態に従って局所的に変形させるための装置は、（ａ）少なくとも１つの第１のレーザパルスと少なくとも１つの第２のレーザパルスとを発生させるための光源と、（ｂ）少なくとも１つの第１のレーザパルスと少なくとも１つの第２のレーザパルスとを光学要素上に向けて第１及び第２の局所変形を生成するための対物系とを含み、第１及び第２の局所変形の組合せは、所定の変形形態を実質的にもたらす。
【００５７】
最後に、更に別の態様において、装置は、更に、上述の態様のうちの殆どのものによる方法を実行するようになっている。
【００５８】
本発明をより明快に把握してその実際的な適用を理解するために、下記の図を提供し、かつ以下で参照する。図は、単なる例として提供するものであり、決して本発明の範囲を限定しないことに注意しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】透過フォトリソグラフィマスクの概略断面図である。
【図２】反射フォトリソグラフィマスクの概略断面図である。
【図３】ナノインプリントリソグラフィに使用されるテンプレートの概略断面図である。
【図４】図１及び図２のフォトリソグラフィマスク及び図３のテンプレートの基板の修正のための装置の略ブロック図である。
【図５】ｙ（９０°）方向に直線偏光を有するレーザビームのモードサインの図である。
【図６】ｘ（０°）方向に直線偏光を有するレーザビームのモードサインの図である。
【図７】ｘｙ（４５°）方向に直線偏光を有するレーザビームのモードサインの図である。
【図８】円偏光を有するレーザビームのモードサインの図である。
【図９】円偏光レーザビームを用いてマスク基板内に生じたピクセルを有するマスク基板の切り抜きの上面図である。
【図１０】ＣＤ補正を計算するのに使用される試験マップを示す図である。
【図１１ａ】図１０のＣＤＣ試験マップに対してｘ方向に平行な直線偏光のレーザビームを用いた場合に生じる位置合わせ変化（Ｓ／Ｏが取り除かれた）を示す図である。
【図１１ｂ】図１０のＣＤＣ試験マップに対してｙ方向に平行な直線偏光のレーザビームを用いた場合に生じる位置合わせ変化（Ｓ／Ｏが取り除かれた）を示す図である。
【図１１ｃ】図１０のＣＤＣ試験マップに対して円偏光のレーザビームを用いた場合に生じる位置合わせ変化（Ｓ／Ｏが取り除かれた）を表す図である。
【図１２】円柱レンズを用いた非点収差レーザビームの発生とこの光学要素までのビーム経路とを略例示する図である。
【図１３ａ】円柱レンズの向きが垂直に定められた図１２の非点収差ビームのモードサインを示す図である。
【図１３ｂ】円柱レンズの向きが水平に定められた図１２の非点収差ビームのモードサインを示す図である。
【図１３ｃ】円柱レンズの向きが対角に定められた図１２の非点収差ビームのモードサインを示す図である。
【図１４ａ】図１３ａのモードサインによって発生したピクセルを有する光学要素の切り抜きの上面図である。
【図１４ｂ】図１３ｂのモードサインによって発生したピクセルを有する光学要素の切り抜きの上面図である。
【図１４ｃ】図１３ｃのモードサインによって発生したピクセルを有する光学要素の切り抜きの上面図である。
【図１５】モードサインのマグニチュードをレーザビームのｘ方向の切除の関数として示す図である。
【図１６】スリットを用いて切除されたレーザビームの発生及び光学要素までのビーム経路を示す概略図である。
【図１７ａ】モードサインのマグニチュードをビーム偏光と平行なスリットによって達成される切除レベルの関数として表す図である。
【図１７ｂ】モードサインのマグニチュードをビーム偏光に対して垂直なスリットによって達成される切除レベルの関数として表す図である。
【図１８】モードサインの変動をｘ方向のスリット変位の関数として提供する図である。
【図１９ａ】水平に向けられたスリットが発生させる切除されたレーザビームによって生じたピクセルを有する光学要素の切り抜きの上面図である。
【図１９ｂ】垂直に向けられたスリットが発生させる切除されたレーザビームによって生じたピクセルを有する光学要素の切り抜きの上面図である。
【図２０】２つのプリズムを含むビーム成形構成の概略図である。
【図２１】ピクセルダビング工程において得られるピクセルの形成と得られるピクセルの所定の変形形態との比較とを略例示する図である。
【図２２】ピクセルダビングを用いない場合の標準処理ウィンドウのパラメータセットを有するレーザビームのモードサインの図である。
【図２３ａ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２３ｂ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２３ｃ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２３ｄ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２３ｅ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２３ｆ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２３ｇ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２３ｈ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動をオーバーラップ角度の関数として示す図である。
【図２４】オーバーラップ値及びオーバーラップ角度という量の定義を略例示する図である。
【図２５】図２３ａ〜図２３ｈのデータを集約する図である。
【図２６】１３５°のオーバーラップ角度によるピクセルダビング工程からもたらされるピクセルを有する光学要素の切り抜きの上面図である。
【図２７ａ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動を１．５μＪのパルスエネルギに対してｘ方向に変化するオーバーラップ値の関数として提供する図である。
【図２７ｂ】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動を１．５μＪのパルスエネルギに対してｙ方向に変化するオーバーラップ値の関数として提供する図である。
【図２８】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動を０．６μｍのオーバーラップ値に対するパルス電力の関数として示す図である。
【図２９】ピクセルダビング工程からもたらされるピクセルに対するモードサインの変動を２．３μＪのパルスエネルギに対してｙ方向に変化するオーバーラップ値の関数として表す図である。
【図３０ａ】パルスエネルギ及びオーバーラップ値の最適化の前の９０°のオーバーラップ角度によるピクセルダビング工程からもたらされるピクセルにおけるモードサインを示す図である。
【図３０ｂ】パルスエネルギ及びオーバーラップ値の最適化の後の９０°のオーバーラップ角度によるピクセルダビング工程からもたらされるピクセルにおけるモードサインを示す図である。
【図３１】誤差補正工程を要約する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
本明細書のこの部は、以下の通りに構成される。この部は、光学要素を局所的に変形させるのに使用される装置の実施形態の紹介で始まり、次に、モードサインという用語を紹介する（「レーザ系及びモードサイン」）。次に、「ビーム偏光及び／又はビーム成形の制御」という名称の第２部では、光学要素内に局所的に生じる変形を制御する方法、すなわち、モードサインが適用される。「ピクセル相互作用」という名称の第３部は、少なくとも２つの密に分離するレーザパルスの導入からもたらされるピクセルのモードサインを制御するためのピクセルダビング工程を解説する。本明細書は要約で終る。
【００６１】
５．１  レーザ系及びモードサイン
ここで以下において、本発明の例示的な実施形態を示す添付図面を参照して本発明をより完全に説明する。しかし、本発明は、異なる形態に実施することができ、本明細書に示す実施形態に限定されると解釈すべきではない。限定ではなく、これらの実施形態は、本発明の開示が完全なものになり、本発明の範囲を当業者に伝達するように提供するものである。
【００６２】
図１は、透過フォトリソグラフィマスク１００の概略断面図を表している。マスク１００は、第１の面又は前面１３０と第２の面又は後面１４０とを有する基板１１０を含む。基板１１０は、ウェーハ上のフォトレジストの照明に使用される波長に対して透過性を有するべきである。露光波長は、電磁スペクトルの深紫外（ＤＵＶ）スペクトル範囲にあるもの、特に１９３ｎｍ前後のものとすることができる。基板材料は、一般的に石英を含む。基板は、一般的な１５２ｍｍ×１５２ｍｍの横方向寸法と、実質的に６．３５ｍｍの厚み又は高さとを有する。フォトリソグラフィマスク１００の基板１１０は、半導体素子を製造する元になる所定の構造要素をフォトレジスト上に形成する通常はクロムから製作されたパターン要素１２０をその面１３０上に有する。フォトリソグラフィマスク１００の基板１１０のパターン要素１２０を担持する部分をマスクの活性区域１５０と呼び、それに対して、パターン要素１２０を持たない境界部分を不活性区域１６０と呼ぶ。露光波長のレーザビームが、基板１１０の第２の面又は後面１４０を通じてマスク１００の基板１１０を照明する。
【００６３】
図２は、電磁スペクトルの極紫外（ＥＵＶ）スペクトル範囲における将来の使用のための特に約１３．５ｎｍの露光波長のための反射フォトリソグラフィマスク２００の概略断面図を示している。図１のフォトリソグラフィマスク１００とは異なり、マスク２００は、多層ミラー構造２０５に基づく反射光学要素である。フォトリソグラフィマスク２００の多層ミラー系２０５は、溶融シリカ基板のような適切な基板２１０の基板面２１５上に堆積される。例えば、ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、又はＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ（登録商標）のような他の透過性の誘電体、ガラス材料、又は半導体材料をＥＵＶフォトリソグラフィマスクのための基板として付加することができる。
【００６４】
多層ミラー系２０５は、図２に提供している例では、好ましくは、交替するモリブデン（Ｍｏ）層２２０とシリコン（Ｓｉ）層２２５とで構成される４０個の対を含む。図２の例では、各Ｍｏ層２２０の厚みは４．１５ｎｍであり、Ｓｉ層２２５の厚みは２．８０ｎｍである。多層構造２０５を保護するために、例えば、深さ７ｎｍの自然酸化物を有するシリコンのキャップ層２３０が、構造の上部に配置される。多層ミラー系２０５内では、Ｍｏ層２２０は散乱層として機能し、それに対してシリコン層２２５は、分離層として機能する。モリブデンの代わりに、大きい原子番号を有する他の元素、特に、例えば、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、レニウム（Ｒｅ）、及び／又はイリジウム（Ｉｒ）のような遷移元素を使用することができる。
【００６５】
フォトリソグラフィマスク２００は、多層系２０５上にシリコンのキャップ層２３０と、バッファ構造２３５と、吸収構造２４０とをパターン要素として有する。バッファ層２３５において可能な材料は、例えば、溶融シリカ（ＳｉＯ2）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ルテニウム（Ｒｕ）、クロム（Ｃｒ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、及び／又は窒化タンタル（ＴａＮ）である。
【００６６】
更に、実質的に全くＥＵＶ光子が反射されないことを確実にするために、吸収構造２４０上に反射防止（ＡＲ）コーティング２４５を付加することができる。ＡＲ層２４５は、例えば、酸窒化タンタル（ＴａＯＮ）を含むことができる。吸収構造上に入射するＥＵＶ光子２５０は実質的に吸収され、それに対して多層ミラー系２０５上に配置されたキャップ層２３０上に当たるＥＵＶ光子２５０の大部分は光子２５５として反射される。
【００６７】
図３は、ナノインプリントリソグラフィにおいてパターン要素をウェーハに転写するのに使用されるテンプレート３１０の構成３００を略示している。テンプレート３１０は、ＵＶ及びＤＵＶのスペクトル範囲で透過性を有する材料を含み、多くの場合に、テンプレート材料として溶融シリカが使用される。テンプレート３１０の表側３３０上のパターン要素３２０は、図１のフォトリソグラフィマスク１００のパターン要素１２０の製作と非常に似た工程で製作される。従って、ナノインプリントリソグラフィに使用されるテンプレート３１０の様々なタイプの誤差を補正するのに、本発明の原理を同じく適用することができる。テンプレート３１０は、テンプレートの裏側３４０を通じて電磁放射線３５０によって照明される。
【００６８】
図４は、図１及び図２のフォトリソグラフィマスク１００及び２００、並びに図３のテンプレート３１０の誤差を補正するために使用することができる装置４００の略ブロック図を示している。装置４００は、３次元で移動可能にすることができるチャック４２０を含む。チャック４２０には、例えば、圧着のような様々な技術を使用することによってフォトリソグラフィマスク４１０を固定することができる。フォトリソグラフィマスク４１０は、その基板後面１４０又は２４０が対物系４４０に向けて向くように上下逆に装着されたフォトリソグラフィマスク１００又は２００とすることができ、又は図３のテンプレート３１０とすることができる。
【００６９】
装置４００は、パルス又はレーザパルスのビーム又は光ビーム４３５を生成するパルスレーザ光源４３０を含む。レーザ光源４３０は、可変持続時間を有する光パルス又はレーザパルスを発生させる。パルス持続時間は、１０ｆｓまでも短いとすることができるが、１００ｐｓまで連続的に増加することができる。パルスレーザ光源４３０によって発生する光パルスのパルスエネルギは、１パルス当たり０．０１ｍＪから１パルス当たり１０ｍＪまでに至る広大な範囲にわたって調節することができる。更に、レーザパルスの繰返し数は、１Ｈｚから１００ＭＨｚまでの範囲を含む。好ましい実施形態において、光パルスは、８００ｎｍの波長で作動するＴｉ：サファイアレイザによって発生させることができる。しかし、下記で説明する方法は、このレーザ手法に限定されず、原理的にフォトリソグラフィマスク４１０の基板に対するバンドギャップよりも小さい光子エネルギを有し、かつフェムト秒範囲の持続時間を有するパルスを発生させることができる全てのレーザ手法を使用することができる。従って、例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ系又は色素レーザ系を適用することができる。
【００７０】
装置４００は、１つよりも多いパルスレーザ光源４３０を含むことができる（図４には示していない）。
【００７１】
下記の表は、光学要素を局所的に変形させるための一態様に使用される周波数２倍Ｎｄ−ＹＡＧレーザ系のレーザビームパラメータの概要を表している。
【００７２】
（表１）
0005960826.tif 000002
【００７３】
下記の表は、フォトリソグラフィマスク１００及び２００の基板１１０、２１０、並びにテンプレート３１０の密度及び／又は光学透過率分布に異なって影響を及ぼすためのパラメータを示している。表２は、標準処理ウィンドウ（ｓｔｄＰＷ）と呼ぶピクセルを導入するか又は書き込むモードにおける周波数２倍Ｎｄ−ＹＡＧレーザ系のパラメータを提供している。
【００７４】
（表２）
0005960826.tif 000003
【００７５】
表３は、ここでもまた周波数２倍Ｎｄ−ＹＡＧレーザ系を使用する実施形態の低位置合わせ処理ウィンドウ（ＬｏｗＲｅｇＰＷ）と呼ぶモードのパラメータを要約している。レーザ系４３０のこの作動モードは、ｓｔｄＰＷよりも低いエネルギを有する光パルスを使用するが、高いピクセル密度を導入する。
【００７６】
（表３）
0005960826.tif 000004
【００７７】
ステアリングミラー又はステアリング系４９０が、パルスレーザビーム４３５を集束対物系４４０内に誘導する。対物系４４０は、基板後面を通じてパルスレーザビーム４３５をフォトリソグラフィマスク４１０の基板内に集束させる。適用される対物系４４０のＮＡ（開口数）は、焦点の所定のスポットサイズと、基板後面に対するフォトリソグラフィマスク４１０の基板内の焦点の位置とに依存する。表１に示すように、対物系４４０のＮＡは、最大で０．９とすることができ、それによって実質的に１μｍの焦点スポット直径及び実質的に１０20Ｗ／ｃｍ2の最大強度がもたらされる。
【００７８】
装置４００は、試料ホルダ４２０の２軸位置決め台のｘ方向とｙ方向で構成される平面内の並進移動を管理するコントローラ４８０及びコンピュータシステム４６０を更に含む。コントローラ４８０及びコンピュータシステム４６０は、対物系４４０が固定された１軸位置決め台４５０を通じたチャック４２０の平面に対して垂直な（ｚ方向の）対物系４４０の並進移動も制御する。装置４００の他の実施形態において、フォトリソグラフィマスク４１０をターゲット場所に移動するために、チャック４２０に３軸位置決めシステムを装備することができ、対物系４４０を固定することができ、又はチャック４２０を固定することができ、対物系４４０を３次元で移動可能にすることができることに注意しなければならない。パルスレーザビーム４３５のターゲット場所へのフォトリソグラフィマスク４１０のｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向の移動のために手動位置決め台を使用することができ、及び／又は対物系４４０が、３次元移動のための手動位置決め台を有することができることに更に注意しなければならない。
【００７９】
コンピュータシステム４６０は、マイクロプロセッサ、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＧＰＵ（グラフィック処理ユニット）などとすることができる。コンピュータシステム４６０は、コントローラ４８０に配置することができ、又はＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ワークステーション、メインフレームのような別個のユニットとすることができる。コンピュータシステム４６０は、キーボード、タッチパッド、マウス、ビデオ／グラフィックディスプレイ、プリンタのようなＩ／Ｏ（入力／出力）ユニットを更に含むことができる。更に、コンピュータシステム４６０は、揮発性及び／又は不揮発性のメモリを含むことができる。コンピュータシステム４６０は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はこれらのいずれかの組合せで与えることができる。更に、コンピュータシステム４６０は、レーザ光源４３０（図４には示していない）を制御することができる。
【００８０】
更に、装置４００は、チャック４２０に配置された光源からの光をダイクロイックミラー４４５を通じて受光するＣＣＤ（電荷結合デバイス）カメラ４６５を含む観察システムを提供することができる。観察システムは、ターゲット位置に対するフォトリソグラフィマスク４１０のナビゲーションを容易にする。更に、観察システムは、光源４３０のパルスレーザビーム４３５によるフォトリソグラフィマスク４１０の基板後面上での修正区域の形成を観察するために使用することができる。
【００８１】
下記では、様々な誤差又は欠陥を図１の透過フォトリソグラフィマスク１００に基づいて解説する。この解説を図２の反射フォトリソグラフィマスク２００及び図３のテンプレート３１０に適応させることができることは理解すべきであろう。
【００８２】
フォトリソグラフィマスクの区域にわたる光学透過率の変化は、ウェーハ上のフォトレジストに印加される局所光学照射量の対応する変化をもたらす。局所的に印加される照射量の変化は、現像されたフォトレジスト内でパターン要素の構造寸法の変動又は変化をもたらす。フォトリソグラフィマスクの区域にわたる構造要素の均一性を臨界寸法均一性（ＣＤＵ）と呼ぶ。
【００８３】
更に、フォトリソグラフィマスクは、パターン要素の配置誤差を有する可能性もあり、すなわち、パターン要素のうちの一部は、パターンパラメータをフォトレジスト上の所定の位置に正確に写像しない。配置誤差を位置合わせ誤差とも呼ぶ。配置誤差に加えて、フォトリソグラフィマスクの照明に使用されるスキャナによって導入される誤差及び処理誤差を像配置誤差という用語の下に集約する。２つ又はそれよりも多くのマスク層の相対像配置誤差は、オーバーレイ誤差を形成する。
【００８４】
フォトレジスト内での処理誤差の像配置誤差の効果は、通常は像視野の焦点に対するフォトリソグラフィマスクの直線結像変換を実施することによって低減される。
【００８５】
レーザビームはマスク基板内に集束され、レーザパルスがフォトリソグラフィマスク４１０の基板内に「書き込まれる」ので、下記では、特定のレーザパルスを特徴付ける１つのレーザビームパラメータセットを書込モードとも呼ぶ。各レーザビームパラメータセット又は各レーザパルスパラメータセット又は各書込モードは、このパラメータセットに特徴的な又はそれに特定の局所変形をマスク基板内に生じさせる。言い換えれば、レーザパルスに関する各パラメータセット又は各書込モードは、フォトリソグラフィマスク４１０の基板内にそのモードに特定のモードサインを発生させる。
【００８６】
一般的に、ＣＤ変化は、その標準偏差σ、特にその３σ値によって特徴付けられる。フォトリソグラフィマスク１００の活性区域１５０にわたる位置合わせ誤差の分布は、通常は２次元（２Ｄ）の矢印マップによって示され、この場合に、矢印の方向は、パターン要素がその公称位置に対してシフトされる方向を示し、矢印の長さはシフト量を示している。
【００８７】
レーザ系４３０のレーザビーム４３５は、光学要素を局所的に変形させるのに使用される。上述したように、小さい局所変形をピクセルと呼ぶ。局所変形は、基板材料の密度及び／又は光学透過を修正する。ピクセル配置を書き込むことによる小さい局所変形の導入は、上述のマスク欠陥又はマスク誤差を補正するのに使用される。従って、どの書込モード又はどのレーザビームパラメータセットが、どのタイプのピクセルを発生させるかを把握することが不可欠である。フォトリソグラフィマスク１００の活性区域１５０にわたる位置合わせ誤差の分布は２Ｄマップとして説明されるので、位置合わせ誤差を補正することができるためには、それぞれのピクセルタイプの対称性又は不均衡性が詳細に把握されて制御されなければならない。
【００８８】
下記では、光学要素１００、２００、３１０に対するレーザパルスの効果をモードサイン（ＭＳ）と呼ぶパラメータの形式で説明する。この概念では、光学要素１００、２００、３１０の区域は、小さい基本区域、好ましくは、小さい矩形又は正方形に分割される。モードサインは、レーザパルス又はレーザパルスの全和の作用に起因する基本区域の変形を説明する。
【００８９】
図５は、低位置合わせ処理ウィンドウ（ＬｏｗＲｅｇＰＷ）内にパラメータセット又は書込モードを有するレーザビーム４３５に関するモードサイン（ＭＳ）５００を示している。表３は、ＬｏｗＲｅｇＰＷにおけるパラメータセットを提供している。内側の黒線の正方形５２０は、少なくとも１つのレーザパルスの印加の前のマスク基板の基本区域５１０を示している。外側の黒線の正方形５３０は、生じた変形の絶対値を表している。この量は、異なるレーザビームパラメータセット又は書込モードによって生じる変形マグニチュードを比較するために示すものである。灰色線の矩形５４０は、レーザビームによってマスク基板内に生じる変形のタイプを示している。
【００９０】
５．２  ビーム偏光及び／又はビーム成形の制御
光学透過率変化を補正し、更にある程度の位置合わせ誤差を補正するためには、可能な限り小さい変形マグニチュード５３０を有するモードサインを発生させる処理ウィンドウを有するべきである。殆どの場合に、位置合わせ誤差は、ｘ配置偏差及びｙ配置偏差からの最大値によって定性化されるので、ｘ方向及びｙ方向の最小変形を発生させるモードサイン（ＭＳ）が見出される。それによって最大配置偏差を与える方向の変形を他方の方向を犠牲にしたとしても低減することが可能になる。この減少段階は、ｘ方向とｙ方向が実質的に同じ位置合わせ誤差を有する対称な場合に到達するまで行うことができる。
【００９１】
この関連において、光ビーム対称性という用語は、ビーム方向に関する回転対称性を意味する。ビームは、異なるビーム回転の間で区別を付けることが不可能である場合に回転対称である。これは、ビームが円偏光を有するか又は非点収差を伴わないが、球面対称強度分布を有するように偏光解消されることを物理的に意味する。
【００９２】
ビーム対称性と変形対称性は関連している。回転対称ビームを用いて非対称変形を作成することはできない。更に、得られる場所変形が、単位行列に比例する歪みテンソルによって特徴付けられる場合には、この変形は、回転対称であるという。
【００９３】
物理的考察に基づくと、完全対称なピクセルは、対称な変形のみを誘導することができるのみであることは明らかである。しかし、完全に調節された光学系及びＴＥＭ00モードで作動するレーザビームを使用する場合でさえも、得られる生じた変形にはかなり際立った異方性又は不均衡が観察される。この状況を図５に示している。図５から分るように、書込ビーム強度分布は回転対称であるが、主にｙ（又は９０°）方向に拡大を誘導する。
【００９４】
局所変形又はピクセルの軽微な非対称性が変形の強度の異方性をもたらすと仮定することは物理的に適切ではない。図５のモードサインの非対称性又は不均衡は、この不均衡を誘導するピクセルが対称ではないことを明らかにしている。従って、レーザビームも対称ではないと結論付けることができる。
【００９５】
図５のモードサインの非対称性に対する唯一適切な理由は、レーザビームが明瞭な偏光を有することである。図４のレーザ系４３０は、標準構成において垂直偏光を有する。
【００９６】
ピクセルの書込のために使用されるレーザビーム４３５の偏光は、半波長板を導入することによって調節することができる。半波長板は、図の破線の光学構成要素４７０の例である。ゼロ次の半波長板は、レーザビーム４３５に対する軽微な影響及び極めて小さい吸収率のみを有するので、これを使用することが好ましい。図６は、ビーム偏光が９０°だけ回転された場合に、すなわち、レーザビーム４３５が、Ｘ（０°）方向の偏光を有する場合の図５のモードサイン（灰色線の矩形）を示している。図５の基本区域５１０の変形も９０°だけ回転され、それに対して偏光の変化は、変形の絶対マグニチュード５３０を修正しない。
【００９７】
図７は、レーザビーム４３５が、図５及び図６の偏光に対して４５°だけ回転された場合にもたらされるモードサインを示している。図７からは、ここでもまた、変形マグニチュード５３０に対する効果がなく、得られるＭＳは、レーザビーム４３５又は書込ビーム偏光の向きに従うことが明らかに分る。
【００９８】
図５から図７は、モードサインを制御し、すなわち、得られる変形の向きを制御するために半波長板を使用することができることを明らかにしている。しかし、２つの直交方向における変形の高い比は、レーザ４３５のパルス電力を高めると劣化することに注意しなければならない。言い換えれば、単一のレーザパルス毎に強い変形を得る必要がある場合には、パルス電力の増大は、ＭＳのあまり目立たない非対称性又は不均衡をもたらすことになる。従って、半波長板を使用することによってビーム偏光の向きを制御するのはそれ程有効ではなくなる。
【００９９】
図５から図７からは、円偏光又は楕円偏光を有するレーザビーム４３５が、ほぼ対称なモードサインを有するピクセルをマスク基板内にもたらされるはずであると結論付けることができる。図８は、円偏光を有する図５のレーザビーム４３５のモードサインを示している。予想通り、円偏光ビームのモードサインは、図５から図７のものよりも対称である。更に、楕円偏光レーザビーム４３５を使用する場合には、時により一層対称なモードサインを得ることができる。更に、はここでもまた、変形マグニチュードは、図８の例の場合は４分の１波長板である光学要素４７０によって変更されない。上述の理由と同じ理由から、ゼロ次の４分の１波長板が好ましい。
【０１００】
図９は、図８に示すモードサインを有する円偏光レーザビーム４３５によって発生したピクセル９１０を有するマスク基板９００の切り抜きである。ピクセル９１０が円形形態を有することは明らかに分る。図９は、ピクセル９１０の周囲の回折円盤９２０を示している。ピクセルの直径は実質的に４００ｎｍである。１つの列内の異なるピクセル９１０の間の距離は約７μｍである。更に、様々な列の間の距離も約７μｍである。ピクセル９１０は、表３に示す標準処理ウィンドウのレーザビームパラメータを用いて書き込まれる。図９に提供しているデータは、ＡＩＭＳＴＭ系を使用することによって得られたものである。
【０１０１】
レーザビーム４３５の偏光変化の効果を指定するために、臨界寸法補正（ＣＤＣ）のためにレーザパルスの導入によって生じる位置合わせ変化を計算する。図１０は、一般的なＣＤ補正作業を示している。フォトリソグラフィマスク９００の基板内に書き込まれるピクセル９１０の密度は、マスク９００を照明するために使用される光学強度の光学透過率変化のパーセント、又はより正確にはマスク基板９００内に導入されるか又は書き込まれるピクセル９１０によってもたらされる照明の減衰のパーセントで表している。位置合わせ誤差の補正のために書き込まれるピクセルによって可能になる最大の減衰は３％である。図１０のマップの補正に必要とされる照明波長における光学強度の平均減衰は１．３９％である。図１０から分るように、ＣＤ補正にはマスクの活性区域だけしか使用されない。
【０１０２】
図１１ａ〜図１１ｃは、レーザビーム４３５が、ｘ方向と平行な直線偏光を有するレーザパルスを含む場合（図１１ａ）、ｙ方向と平行な直線偏光を有するレーザパルスを含む場合（図１１ｂ）、並びにレーザパルスが円偏光されたものである場合（図１１ｃ）に生じる位置合わせ変化を表している。図１１ａ〜図１１ｃでは、リソグラフィ系のスキャナ又はステッパによって実施される直線結像変換が取り除かれている。直線結像変換は、一般的に、配置誤差の一部分を補正するのに使用される。下記では直線結像変換をスケール及び直交性（Ｓ／Ｏ）補正とも呼ぶ。
【０１０３】
図１１ａ〜図１１ｃは、書込ビーム又はレーザビーム４３５のｘ偏光がｘ方向に強い変形を誘導し、ｙ方向の偏光がｙ方向に強い変形を誘導することを明らかにしている。円偏光は、ほぼ対称な変形をもたらす。下記の表は、図１１の得られる配置変化（３σ値）を要約している。
【０１０４】
（表４）
0005960826.tif 000005
【０１０５】
表４は、書込ビーム又はレーザビーム４３５の円偏光が、直線偏光（図５〜図７）と比較して対称なモードサイン（図８）に起因して、かなり小さい配置変化（〜４５％）をもたらすことを示している。
【０１０６】
非点収差レーザビームは、焦点くびれ部の区域内に光学強度の非常に異方性の高い分布をもたらす。レーザビームの異方性強度分布は、得られる局所変形又は得られるピクセルの対称性又は不均衡に影響を及ぼすことができ、従って、光学要素の変形の異方性をもたらすことができると仮定する。レーザビーム４３５のビーム経路に円柱レンズを導入することにより、レーザビーム４３５の非点収差の簡単な制御を実施することができる。この実施形態において、図４のレーザ系４００における破線の光学構成要素４７０は円柱レンズである。
【０１０７】
図１２の構成１２００は、図４のレーザビーム４３５のビーム経路を略示している。回転対称レーザビーム１２１０は、非点収差を導入する円柱レンズ１２２０を通過する。非点収差ビーム１２３０は、図４のステアリングミラー４９０と等しいステアリング系１２４０を通過する。対物系１２５０は、レーザビーム１２３０を光学要素１２６０内に集束し、レーザビーム１２３０のレーザパルスは、光学要素１２６０内に局所変形又はピクセル１２７０を発生させる。レーザ系４００の焦点距離は約１０ｍｍである。対物系１２５０のＮＡは、図１２に示す例では約０．４である。焦点くびれ部におけるスポットに対して１：２というアスペクト比を与えるためには、約２０ｍｍの焦点距離を有する円柱レンズが必要である。下記の図で説明する実験データでは、１：４というスポットアスペクト比をもたらす約１０ｍｍの焦点距離を有する円柱レンズを用いた。
【０１０８】
図１３ａ〜図１３ｃは、円柱レンズ１２２０の様々な向きにおいて得られるモードサインを表している。図５〜図８と同様に、内側の黒線の正方形は、光学要素１００、２００、３１０の非外乱基本区域を表している。外側の黒線の正方形は、ピクセル１２７０の導入によって生じた光学要素１００、２００、３１０の材料の拡大のマグニチュード又は絶対値を表している。非点収差ビームによる材料の拡大／収縮のマグニチュードは、偏光が制御されたビームにおけるものよりもかなり大きい。この効果は、光学要素１００、２００、３１０の透過率にそれ程影響を及ぼすことなく、光学要素１００、２００、３１０の活性区域内の配置誤差又は位置合わせ誤差の補正に対して非常に有利である。ピクセル効率は、ｓｔｄＰＷ（表４を参照されたい）と比較して５倍高く、ＬｏｗＲｅｇＰＷ（表３を参照されたい）におけるものよりも１５０倍高い。このピクセル効率は、ピクセル毎に光学要素１００、２００、３１０の１平方ｍｍの面積の０．００１８ｎｍの拡大に達する。
【０１０９】
図１３ａは、円柱軸が水平の向きと平行な円柱レンズ１２３０の向きが、好ましくは、ｙ方向に延びる非対称モードサインをもたらすことを示している。それに対して円柱レンズ１２３０の向きが垂直に定められた図１３ｂは、基本区域の主にｘ方向の拡大をもたらす。図１３ｃに示す円柱レンズ１２３０の対角の向きは、レーザパルスによって基本区域の実質的に対角の変形をもたらす。
【０１１０】
図１４ａ〜図１４ｃは、ピクセル１４１０を示す上面図に光学要素１００、２００、３１０の切り抜きを提供している。ピクセル１４１０は、ロッド形の形態を有する。ピクセル１４１０の向きは、円柱レンズ１２２０の向きに従う。垂直の向きの円柱レンズでは、光学要素を好ましくは、垂直方向に拡大するピクセルプロフィールが得られる。
【０１１１】
モードサインを制御する別の方法は、ビーム形成又はビーム成形である。非対称形状のレーザビーム４３５を形成する最も簡単な手法は、このレーザビームをブレード又はスリットを用いて切除することである。下記では、ブレード又はスリットによって遮蔽される光学強度の相対量をレーザビーム４３５の切除レベルの尺度として採用する。ブレード又はスリットの向きがｙ方向と平行に定められる場合には、レーザビーム４３５はｘ方向に切除される。ｘ方向の切除は、局所変形要素又はピクセルのより大きいｙ方向の拡大をもたらす。
【０１１２】
図１５は、ブレードによってｙ方向に切除されたレーザビーム４３５におけるモードサインのｘ方向及びｙ方向の拡大を示している。ｘ軸は、レーザビーム４３５の区域のうちでブレードによって切除された部分を表している。左のｙ軸は、モードサインの拡大をナノメートルに示している。右のｙ軸は、光学要素１００、２００、３１０の１ｍｍ2の面積に対してピクセル毎にそれぞれの方向に生じる変形を示している。従って、右のｙ軸の単位はｍｍ-1である。右のｙ軸は、書込工程のピクセル効率を示している。図１５には、モードサインのｘ方向及びｙ方向の拡大を提供しているが、対角方向の拡大は提供していない。更に、図１５は、（ｘexp＋ｙexp）／ピクセル数という式に従って計算された有効ピクセル拡大も提供している。
【０１１３】
図１５は、モードサインの最大の非対称性又は不均衡が、ほぼ５０％の切除レベルの位置、すなわち、光学強度のうちの５０％がブレードで遮蔽された場合に発生することを示している。最大拡大又は最大モードサインは、光学要素１００、２００、３１０の１ｍｍ2の面積当たり約０．７ｎｍである。
【０１１４】
ビーム指向安定性に影響され難いビーム成形系を得るために、かつ一般的な対称性の要件から、ビーム成形においてブレードの代わりにスリットを使用することが好ましい。図１６は、光学構成要素４７０がスリット１６２０であるレーザビーム４３５のビーム経路１６００を示している。スリット１６２０は可変スリット幅を有し、レーザビーム１６１０の方向の回りに回転させることができる（図１６には示していない）。スリット１６２０は、レーザビーム４３５の対称切除を提供することができる。スリット１６２０を通過した後に、レーザビーム１６３０は、ステアリング系１６４０及び対物系１６５０を通じて光学要素１００、２００、３１０にもたらされ、局所変形又はピクセル１６７０を誘導する。
【０１１５】
図１７ａは、モードサインを切除レベルの関数として要約している。この図及びそれに続く図では、切除レベルは、レーザビーム４３５の直径に対するスリット幅の比である。図１７ａでは、スリット１６２０の向きはｙ方向に定められる。従って、このスリットは、レーザビーム１６３０をｘ方向に切除する。図１７ａに提供している例のレーザビーム４３５は直線偏光されたものであり、偏光の方向は、スリット方向と平行である。図１７ｂでは、スリット１６２０は９０°だけ回転されており、従って、ｙ方向に切除を具現化し、スリット１６２０及びレーザビーム４３５の偏光も９０°の角度を有する。
【０１１６】
図１７ａ及び図１７ｂから分るように、モードサインの挙動は、切除されたレーザビーム１６３０の偏光に依存する。しかし、モードサイン挙動の主要部分は、スリット１６２０の向きに依存する。スリット幅がビームサイズの近くになると、すなわち、図１７ａ〜図１７ｂでｘ値＞０．７においては、スリット幅の関数としての有意なＭＳ変化は存在しない。図１７ａ及び図１７ｂは、レーザビーム１６３０によって光学要素１００、２００、３１０内に生じる局所変形の形態に影響を及ぼすには、レーザビーム４３５の直径の半分程度のスリット幅又はこの直径よりも若干小さいスリット幅が最適であることを明瞭に示している。図１６、図１７ａ、図１７ｂから、スリット幅をビームサイズ４３５の直径の半分として選択する場合には、モードサインが、レーザビーム４３５の直径から事実上独立したものになると仮定することができる。
【０１１７】
図１８は、モードサイン挙動をスリット変位の関数として示している。図１８のレーザビーム１６３０は、ｘ方向に切除されており、すなわち、スリット１６２０は、ｙ方向に向けられている。スリット幅は、レーザビーム４３５の直径の５０％に等しい。直線偏光レーザビーム１６３０の偏光方向は、スリット１６２０と平行である。
【０１１８】
図１８から分るように、モードサインは、スリット変位への有意な依存性を示さない。図１８のモードサイン変化は、測定再現性の範囲にある。これは、図１６の切除法が、ビーム指向安定性及びビーム変位に影響されないことを意味する。レーザ光源からの１メートルの距離の位置における一般的なビーム指向安定性においては、レーザビームのパルス毎及び長期の変化は約数ミクロンである。
【０１１９】
図１９ａは、切除されたレーザビーム１６３０を用いて書き込まれた規則的なピクセル配置を有する光学要素１００、２００、３１０の切り抜きの上面図を示している。スリット１６２０は水平に向けられるので、レーザビーム１６３０は、ｙ方向に切除される。図１９ｂは、スリット１６２０の向きが垂直に定められ、その結果ｘ方向に切除されたレーザビーム１６３０がもたらされることを除き、図１９ａに等しい。ピクセル１９１０の形態は、切除されたレーザビーム１６２０と同様であり、スリット１６２０の向きに従う。
【０１２０】
ビームの一部分を切除することによるレーザビーム４３５の形成又は成形は好ましい方法ではない。レーザビーム１６３０は、切除後に望ましくない空間スペクトルを有する。更に、時に伝播及び自己集束が安定しない。レーザビーム４３５のより制御性の高い拡大を与える他のビーム成形法がある。図２０は、一例として、２つのプリズム２０２０及び２０４０を含む制御可能なビーム成形構成２０００を提供している。第１のプリズム２０２０の入射角α0を選択することにより、ビーム直径Ｄinを有する入射ビーム２０１０を作図面内で調節可能に拡大することができる。出力ビーム２０５０の直径Ｄoutの拡大は、第２のプリズム２０４０の射出角α1によって調節される。従って、入射角α0と射出角α1との同時制御により、出力ビームを入力ビームの方向と平行に保ちながら、ビーム拡大を作図面内で調節することができる。
【０１２１】
図２０の方法の実施は、嵩高なプリズム２０２０及び２０４０、レーザビーム４３５内に導入される付加的な自由度、及び／又はレーザビーム４３５の変位に起因して、レーザビーム切除よりも技術的に入り組んでいる。その一方、この実施は、光学要素１００、２００、３１０内へのより安定したピクセル書込を可能にする。
【０１２２】
５．３  ピクセル相互作用
上述したように、光学要素１００、２００、３１０にわたってＣＤ変化を補正するのには、一般的に円形形態を有するピクセルが好ましい。一方、配置誤差の補正には、多くの場合に、非対称ピクセルが有利である。従って、非対称局所変形を発生させるためには、光学要素１００、２００、３１０内に強度に非対称なピクセルを誘導するか又は書き込む必要がある。その一方、パルス毎に異なるビーム特性を有するレーザビーム４３５を供給するのは複雑な作業である。従って、本出願は、調節可能な対称性を有するピクセルの発生を可能にする別の手法を説明する。
【０１２３】
この目的のために、光学要素１００、２００、３１０内にオーバーラップするピクセルが書き込まれる。図２１の概略図２１００は、所定の変形形態２１４０をもたらすピクセル書込を略示している。第１の段階では、光学要素１００、２００、３１０内に第１のピクセル２１１０が書き込まれる。図２１には光学要素１００、２００、３１０を示していない。第２の段階では、光学要素１００、２００、３１０内に第２のピクセル２１２０が書き込まれる。図２１に提供している例では、ピクセル２１１０と２１２０とは部分的にオーバーラップする。別の手法では、ピクセル２１１０と２１２０とは互いに近いが、オーバーラップしない。
【０１２４】
図２１では、２つのピクセル２１１０及び２１２０は、得られるピクセル２１３０を形成する。２つのレーザパルスは、得られるピクセル２１３０が、所定の変形形態２１４０を発生させるように選択される。この変形形態２１４０を図２１の下側の部分に略示している。この２つのオーバーラップする個々のピクセルを書き込む方法を下記ではピクセルダビングと呼ぶ。第１のレーザパルス及び第２のレーザによって変形されるピクセル２１１０及び２１２０の区域内の光学要素１００、２００、３１０の材料はもはや等方性を持たないので、ピクセルダビング手順は、ピクセル発生工程を非対称にする。
【０１２５】
図２１の例では、得られるピクセル２１３０を形成する２つのレーザパルスは、同一の直径を有する円形のピクセル２１１０と２１２０を発生させる。説明する方法は、対称な個々のピクセル２１１０、２１２０の付加を必要としない。更に、同じパラメータセットを有する第１のピクセル２１１０と第２のピクセル２１２０との書込においてレーザパルスを使用する必要もない。例えば、第１の段階で、第１のピクセル２１１０の配置を光学要素１００、２００、３１０内に書き込むことができる。次に、第２のピクセル２１２０の配置の書込の前に、レーザビームパラメータを再調節することができる。
【０１２６】
下記の例では、得られるピクセル２１３０は、ピクセルダビング法によって得られる。得られるピクセル２１３０は、２つよりも多い個々のピクセル２１１０、２１２０（図２１には示していない）を使用することによって書き込むことができることを理解しなければならない。更に、下記では、明瞭な非対称形態又は非対称形状を有する局所変形を光学要素１００、２００、３１０内に誘導するためにピクセルダビング法を使用する。ピクセルダビング法は、不均衡個々のピクセル２１１０、２１２０から得られる実質的に円形のピクセル２１３０（同じく図２１には示していない）を書き込むために使用することができることも理解しなければならない。
【０１２７】
図２２は、標準処理ウィンドウ（ｓｔｄＰＷ）内にパラメータを有するレーザパルスにおけるモードサインを提供している。表２は、標準処理ウィンドウのパラメータを要約している。図２２のモードサインに対しては、ピクセルダビングは使用されない。従来の図と同様に、内側の黒線の正方形のモードサインは、非歪曲光学要素１００、２００、３１０の基本区域である。外側の黒線の正方形は、ピクセル２１１０、２１２０の書込によって生じた区域変化のマグニチュードを表している。灰色線の矩形は、レーザパルスによって生じた変化の方向を示している。
【０１２８】
ピクセルダビングの効果を図２３に示している。オーバーラップ値ＯＶは、０．５μｍであるように選択される。図２３ａから図２３ｈの測定シーケンスは、オーバーラップ角度αの変化の効果を示している。図２４は、オーバーラップ値ＯＶ及びオーバーラップ角度αの定義を示している。
【０１２９】
図２３の結果は、オーバーラップするピクセル２１１０と２１２０の角度αにより、得られるピクセル２１３０のモードサイン形状を容易に制御することができることを明瞭に示している。
【０１３０】
図２３のデータをオーバーラップ角度αの関数として図２５に集計している。左のｙ軸は、ここでもまた、１ｍｍ2の面積を有する正方形においてピクセル毎に生じる変形を示している。
【０１３１】
図２６は、図２３及び図２５で記載したピクセルダビング工程において、１３５°のオーバーラップ角度αで発生した得られるピクセル２１３０を有する光学要素１００、２００、３１０の切り抜きである。
【０１３２】
上述したように、光学要素１００、２００、３１０内へのピクセル書込には、一般的に少なくとも２つの異なる目的がある。ピクセル書込の第１の目的は、光学要素１００、２００、３１０上の吸収要素のいかなる配置劣化も導入することなく、すなわち、位置合わせ誤差を導入することなく、光学要素１００、２００、３１０にわたるＣＤ変化を補正することである。それぞれのモードサインに使用される処理ウィンドウ（ＰＷ）のタイプに対しては、「ビーム偏光及び／又はビーム成形」という節の最初の部分で記載した。
【０１３３】
第２の目的は、臨界寸法（ＣＤ）を劣化させることなく位置合わせ誤差を補正することである。この第２の目的は、光学透過率の極めて小さい減衰しか伴わずに、光学要素１００、２００、３１０内に極めて大きい変形を局所的に誘導することを必要とする。モードサインでは、これは、この誘導が極めて大きいＭＳマグニチュードを与えなければならないことを意味する。ピクセルダビング手法は、一般的に、少なくとも３つの更に別のパラメータ、すなわち、得られるピクセル２１３０によって生じる局所変形における３つの付加的な自由度を与えるので有利である。得られるピクセル２１３０を所定の局所変形形態２１４０に適応させるためのパラメータは、パルス電力、オーバーラップ値ＯＶ、及び／又はオーバーラップ角度αである。図２３及び図２５は、ＭＳ形状を制御するためにオーバーラップ角度αを有効に使用することができることを明らかにしている。次の段階において、モードサインの最大ＭＳマグニチュード及び最大非対称性をもたらすパルス電力とオーバーラップ値の間の関係が定められることになる。
【０１３４】
図２７ａは、モードサインをｘ方向のオーバーラップ値ＯＶの関数として示しており、図２７ｂは、モードサインをｙ方向のオーバーラップ値ＯＶの関数として例示している。最初のレーザパルスのエネルギは１．５μＪである。
【０１３５】
図２７ａ及び図２７ｂからは、モードサインが、０．３μｍ前後及び０．６μｍ前後の２つの重なり距離の位置に最大非対称性を有することが明瞭に分る。これらのオーバーラップ値ＯＶは、パルス毎のビーム指向安定性へのピクセルダビング工程の低い依存性しか伴わない得られる強度に非対称なピクセル２１３０の書込に対して使用することができる。
【０１３６】
図２８は、モードサインの変動をレーザパルスのエネルギの関数として表している。図２８の例では、得られるピクセル２１３０を発生させる第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとは同じエネルギを有する。パルス長は８ｐｓであり、焦点幅は０．８μｓに等しい。オーバーラップ角度αは９０°であり、すなわち、第２のピクセル２１２０は、ｙ方向に向けられる。オーバーラップ値ＯＶは０．６μｍであり、測定中に変更されない。
【０１３７】
図２８は、パルス電力の増大に関連付けられたｘ方向の拡大の明確な傾向を示している。従って、モードサインの測定は、高いパルスエネルギにおいて繰り返される。これらの測定を図２９に示している。図２９の実験では、パルス電力は、亀裂の発生の兆候が観察される電力の半分のパルス電力に制限される。図２９のパルスエネルギは２．３μＪに等しい。パルス長は、ここでもまた、８ｐｓであり、焦点幅は０．８μｍである。図２９は、モードサインをオーバーラップ値ＯＶの関数として提供している。図２７と同様に、モードサインは２つの最大値を示すが、図２７とは異なるオーバーラップ値の位置に示している。高いパルスエネルギでは、４μｍのオーバーラップ値は、減衰値に対して有意に大きい拡大をもたらす。
【０１３８】
図３０ａは、調節可能パラメータの最適化の前のピクセルダビング工程のモードサインを提供している。図３０ｂは、オーバーラップ値及びレーザエネルギというパラメータが最適化された後のピクセルダビング工程のモードサインを示している。図３０ａと図３０ｂの両方において、オーバーラップ角度αは固定され、９０°に等しい、すなわち、ピクセルダビングはｙ方向におけるものである。
【０１３９】
図３０ａ〜図３０ｂは、パルスエネルギ及びオーバーラップ値ＯＶというレーザビームパラメータを最適化することにより、ＭＳマグニチュード及びＭＳ非対称性をほぼ３倍だけ高めることができることを明らかにしている。
【０１４０】
図２２〜図３０は、オーバーラップするピクセルの書込により、局所非対称変形を容易にもたらすことができることを示している。更に、レーザビーム４３５の経路内で、制御可能な光学パルススプリッタを使用することによって（図４には示していない）、ピクセルダビング手順を提供することができる。上記に解説した手法では、ピクセルダビングは、高速ピクセル位置決めし制御の使用によって具現化したものであり、本方法は、いかなる特殊な光学構成も必要としない。従って、記載した手法は、非常に柔軟で簡単なＭＳ制御手法を提供する。その一方、ピクセル間の相互作用非線形性に起因して、提供した方法は、パルス電力及び指定安定性に影響され易い可能性がある。
【０１４１】
図３１は、本出願において記載した様々な態様を用いた誤差補正工程の例示的な流れ図３１００を提供している。流れ図３１００は３１１０で始まり、段階３１２０で光学要素１００、２００、３１０において識別された誤差の補正に必要とされる望ましい書込モードセットを選択することによって継続される。
【０１４２】
段階３１３０では、望ましい書込モードを得るようにレーザビームを修正する１つ又は複数の光学構成要素がレーザビームの経路に導入される。別の手法では、望ましいモードが得られるようにレーザビームの書込手順が実施される。
【０１４３】
次に、段階３１４０において、各書込モードの結果を検証するために、書込モードの各々のモードサインが測定される。
【０１４４】
段階３１５０では、書込ジョブが計算される。この計算は、書込モードサインの現在の状態を用いて行われる。識別された光学要素１００、２００、３１０の誤差を補正するための異なる書込モードを含むことができるピクセル又はピクセル配置が決定される。
【０１４５】
最後に、段階３１６０において、書込ジョブ中にそれぞれの書込モードを動的に修正するために異なる書込モードとピクセル書込制御とを用いて、又は異なる書込セッションの合間に様々な書込モード中で切り換えを行うことにより、書込ジョブが実際に実行される。本方法は、段階３１７０で終了する。
【０１４６】
５．４  要約
本出願は、光学要素内へのピクセルの書込によって生じる局所変形を異なる手段によって制御することができることを明らかにする。第１の態様において、様々な書込モードのモードサインを制御する簡単で有効な方法は、書込ビームの特性の制御に基づいている。モードサインを制御するための別の手法は、例えば、ピクセルの書込シーケンス、ピクセルのダビング又はグループ分け、書き込まれるピクセルの異方性の制御、及び他のもののような異なるピクセルの書込のための条件を変更することである。
【０１４７】
異なる手法からもたらされる効率は、目的の用途に依存する。一部の用途では、唯一の重要なパラメータは、モードサインのマグニチュードであり、実際にはこのマグニチュードは、生じる局所透過率減衰に対する生じる局所変形の比である。光学要素内でピクセル毎又は書込層毎に得られる最大変形は、光学要素の誤差補正工程の生産率を特徴付ける重要なパラメータである。位置合わせ補正工程の正確な制御では、モードサインの強い非対称性を有利とすることができる。本出願において提供する様々な制御手法は、異なる目的に対して最適な結果をもたらすことができる。
【０１４８】
（表５）
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【符号の説明】
【０１４９】
１００  透過フォトリソグラフィマスク
１１０  基板
１２０  パターン要素
１５０  活性区域
１６０  不活性区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２】
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【図１３ａ】
0005960826.tif 000021
【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４ａ】
0005960826.tif 000024
【図１４ｂ】
0005960826.tif 000025
【図１４ｃ】
0005960826.tif 000026
【図１５】
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【図１６】
0005960826.tif 000028
【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
0005960826.tif 000030
【図１８】
0005960826.tif 000031
【図１９ａ】
0005960826.tif 000032
【図１９ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0005960826.tif 000036
【図２３ａ】
0005960826.tif 000037
【図２３ｂ】
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【図２３ｃ】
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【図２３ｄ】
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【図２３ｅ】
0005960826.tif 000041
【図２３ｆ】
0005960826.tif 000042
【図２３ｇ】
0005960826.tif 000043
【図２３ｈ】
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【図２４】
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【図２５】
0005960826.tif 000046
【図２６】
0005960826.tif 000047
【図２７ａ】
0005960826.tif 000048
【図２７ｂ】
0005960826.tif 000049
【図２８】
0005960826.tif 000050
【図２９】
0005960826.tif 000051
【図３０ａ】
0005960826.tif 000052
【図３０ｂ】
0005960826.tif 000053
【図３１】
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