(57)【要約】【課題】  マスクレスリソグラフィシステムの信頼性の改良を提供することである。【解決手段】  本発明は、パターンを目標物の表面に転写するマスクレスリソグラフィシステムに関するものであり、それは複数のビームレットを生成するための少なくとも１つのビームレット光ユニットと、各々のビームレットの特性を測定するための少なくとも１つの測定ユニットと、パターンデータを前記ビームレット光ユニットに生成し、供給するための少なくとも１つのコントロールユニットと、を具備し、前記コントロールユニットは、前記ビームレット光ユニット、および、前記目標物を互いに対してシフトを誘導する少なくとも１つのアクチュエータで前記特性に対して所定の範囲外で測定された特性値を有する無効ビームレットを特定するための前記測定ユニットに操作上結合している。【選択図】
2009503844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを目標物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：
- 複数のビームレットを生成するための少なくとも１つのビームレット光ユニットと；
- 各々のビームレットの特性を測定するための少なくとも１つの測定ユニットと；
-  前記特性に対する所定の値の範囲外で測定された特性値を有する無効なビームレットを特定するための前記測定ユニットに操作上結合されている、パターンデータを前記ビームレット光ユニットに生成し、供給するための少なくとも１つのコントロールユニットと；
-  前記ビームレット光ユニット、および、前記目標物の互いに対してシフトを誘導するための少なくとも１つのアクチュエータと、を具備し、
前記アクチュエータは、前記コントロールユニットに操作上結合され、前記コントロールユニットは、前記シフトを決定し、前記無効なビームレットの位置に有効なビームレットを配置し、したがって、前記無効なビームレットを有効なビームレットに置き換え、
前記コントロールユニットは、パターンデータがデータ記憶から読み込まれるオーダーを修正するために、および前記ビームレット電子光ユニットの前記無効なビームレットの識別を可能とするために適応されるマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項２】
前記コントロールユニットは、所定の特性値の範囲外にある測定された特性を有する無効なビームレットを特定する情報を記憶するために適応される請求項１のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項３】
前記ビームレット光ユニットは：
- 複数の電子ビームレットを生成するためのビームレット発生器と、
-各々の前記ビームレットの強度を変調させるために前記ビームレットに位置合わせされる少なくとも１つの変調ユニットと、を具備し、
前記コントロールユニットは、パターンデータを前記変調ユニットに生成し、供給するための前記変調ユニットに操作上結合される請求項１のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項４】
前記ビームレット光ユニットは：
- 複数の電子ビームレットを生成するためのビームレット発生器と、
- 前記ビームレットを前記表面上に走査するための少なくとも１つのスキャナと、を具備し、
前記コントロールユニットは、パターンデータを前記スキャナに生成し、供給するための前記スキャナに操作上結合される請求項１のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項５】
前記ビームレット光ユニットは：
- 複数の電子ビームレットを生成するためのビームレット発生器と；
- 前記ビームレットを前記表面上に走査するための少なくとも１つのスキャナと；
-各々の前記ビームレットの強度を変調させるための前記ビームレットによって位置合わせされる少なくとも１つの変調ユニットと、を具備し、
前記コントロールユニットは、パターンデータを前記変調ユニット、および、前記スキャナに生成し、供給するための前記変調ユニット、および、前記スキャナに操作上結合される請求項１のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項６】
前記コントロールユニットは、前記パターン情報を伝え、前記ビームレット光ユニットに前記少なくとも１つの光ビームを投影している少なくとも１つの光ビームを生成するための光送信機を具備する請求項１のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項７】
前記制御ユニットは、
パターンデータを記憶するための少なくとも１つのデータ記憶と、
前記データ記憶から前記パターンデータを読み出すための少なくとも１つの読み出しユニットと、
少なくとも１つの被変調光ビームに前記データ記憶から読み出された前記パターンデータをコンバートするための少なくとも１つのデータコンバータと、
前記少なくとも１つの被変調光ビームを前記ビームレット光ユニットに伝えるための少なくとも１つの光送信機と、を具備し、
リソグラフィシステムは、前記送信機、および、前記電子光ユニットの互いに対して位置をシフトするための第２のアクチュエータを、更に提供される請求項１のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項８】
前記変調ユニットは、
複数のモジュレータを具備し、
各々のモジュレータは、ビームレットを変調させるために提供され、
前記送信機は、前記少なくとも１つの被変調光ビームを各々のモジュレータに結合し、
前記アクチュエータは、前記送信機が前記変調ユニットの他のモジュレータに対して、前記シフトの前より、前記少なくとも１つの被変調光ビームを結合するように、前記送信機、および、前記変調ユニットの互いに対して位置をシフトする請求項７のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項９】
前記コントロールユニットは、前記パターンデータを記憶するための第１のデータ記憶と、前記第１のデータ記憶の前記パターンデータのコピーを記憶するための第２のデータ記憶と、無効なビームレットを特定する前記情報に基づいて、前記第２のデータ記憶の前記パターンデータを修正するための処理手段と、をを具備する請求項１のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１０】
パターンを目標物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：
- 複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第１のビームレット発生器と；
- 複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第２のビームレット発生器と；
- 前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを変調させるために、前記第１のビームレット発生器に位置合わせされる、複数のモジュレータを具備している少なくとも１つの変調ユニットと；
- 前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するための少なくとも１つのビームレットコントローラと；
- パターンデータを前記変調ユニットに生成し、供給するための、および、前記ビームレットコントローラを制御するための少なくとも１つのコントロールユニットと、を具備し、
前記第１および第２のビームレット発生器は、前記第１のビームレット発生器の前記ビームレットと同じ位置上に前記第２のビームレット発生器の前記ビームレットの投影を可能とするように、互いに対して配置されるマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１１】
前記変調ユニットは、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを、また変調させるために前記第２のビームレット発生器に位置合わせされるモジュレータを更に具備する先の請求項のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１２】
前記ビームレットコントローラは、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するために更に適応される請求項１０のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１３】
パターンを目標物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：
- 複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第１のビームレット発生器と；
- 複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第２のビームレット発生器と；
- 前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを変調させるために、前記第１のビームレット発生器に位置合わせされる、複数のモジュレータを具備している少なくとも１つの変調ユニットと；
- 前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するための少なくとも１つのビームレットコントローラと；
- パターンデータを前記変調ユニットに生成し、供給するための、および、前記ビームレットコントローラを制御するための少なくとも１つのコントロールユニットと、を具備し、
前記リソグラフィシステムは、前記第１のビームレット発生器の前記ビームレットと前記表面の同じ位置に前記第２のビームレット発生器の前記ビームレットの投影を可能にするように、前記第１のビームレット発生器、および、前記第２のビームレット発生器を互いに対して移動させるための少なくとも１つのアクチュエータを更に具備するマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１４】
前記変調ユニットは、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを、また、変調させるために、前記第２のビームレット発生器に位置合わせされる、モジュレータを更に具備する先の請求項のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１５】
前記ビームレットコントローラは、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するために更に適応される請求項１３のマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１６】
パターンを目標物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：
- 複数のビームレットを生成するための少なくとも１つのビームレット光ユニットと；
- 各々のビームレットの特性を測定するための少なくとも１つの測定ユニットと；
-前記測定ユニットに操作上結合している、パターンデータを前記ビームレット光ユニットに生成し、供給するための少なくとも１つのコントロールユニットと；
- このことにより、生成された個々のビームレットの有効、および、無効を決定するためにセットアップされているシステムと；
-走査にさらすしている間、前記無効決定されたビームレットを含む、選択ビームレットのスイッチを切るための少なくとも１つのコントロールユニットと；
-前記ビームレット光ユニット、および、前記目標物の互いに対してシフトを誘導するための少なくとも１つのアクチュエータと、を具備し、
前記アクチュエータは、前記コントロールユニットに操作上結合され、シフトを誘導するために適応され、このことにより、先行する走査の間、スイッチを切られた決定されたビームレットの位置上に有効なビームレットを位置決めするマスクレスリソグラフィシステム。
【請求項１７】
前記コントロールユニットは、所定の範囲外の測定された特性を有する前記無効な決定されたビームレットを特定する情報を記憶するためのメモリを具備する先行する請求項に係るリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標物（ｔａｒｇｅｔ）の表面上へパターンを転写するマスクレス（ｍａｓｋｌｅｓｓ）リソグラフィシステム、および、マスクレスリソグラフィシステムを使用して目標物の表面上へパターンを転写する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今まで、殆どの市販のリソグラフィシステムは、パターンを目標物の表面に転写するために、マスクまたはレチクルを使用する。しかしながら、各々の新しいデザインのために、このようなレチクルは、作成されなければならなかった。特に、これまで分解能の要求を増大することで、現在１００ｎｍのオーダーであり、これは、よりさらに多くのチャレンジとなっている。さらにまた、それは、チップ工程のフレキシビリティを低下する。それゆえに、マスクレスリソグラフィシステムは、開発されている。
【０００３】
これらのリソグラフィシステムの特定のクラスは、マルチビームレット（ｍｕｌｔｉ−ｂｅａｍｌｅｔ）システムである。目標物の表面上へパターンを転写するための複数のビームレットを使用するこのようなマスクレスリソグラフィシステムにおいて、ビームレット発生器は、複数のビームレット（例えば電子ビームレット、イオンビームレット、Ｘ線ビームレット等）を生成する。これらのビームレットは、通常、表面または目標物上に焦点を合わせられ、そして、その表面上を、共に、または個々にスキャンされる。これらのシステムにおいて、各々のビームレットの設計されたスポットサイズは通常５０ｎｍより小さく、および、１０．０００ビームレットのオーダーで使われることになっている。
【０００４】
しかしながら、１つ以上のビームレットが失敗する場合は、統計学的に、このような多数のビームレットを伴っていることで可能性があるように、全体のウェハがすぐに使用不可能になり、それがウェハの費用、および、製造時間に多大な影響をもたらす。これは、事実、スループットに関してはいわゆる広範囲のマルチビームレットリソグラフィシステムの利点のかなりの部分を取り消すこととなりうる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、上で記載されているリソグラフィシステムを改良することであり、特に、言及された不利な部分の影響の少なくとも一部を軽減することである。
【０００６】
本発明の目的は、更にこれらのシステムのビームレット不良の影響を低減させることである。
【０００７】
更なる目的は、信頼性が高いリソグラフィシステムを提供することであり、または、上で記載したリソグラフィシステムの信頼性を改良することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、修正ビームレット不良のさまざまな可能性を有する汎用的なシステムを提供することである。更なる目的は、これらの可能性を結合することができるこのようなシステムを設計することである。
【０００９】
本発明は、それゆえに、パターンを目標物の表面に転写するマスクレスリソグラフィシステムを提供することであり、それは：
−  複数のビームレットを生成するための少なくとも１つのビームレット光ユニット（ｏｐｔｉｃａｌ  ｕｎｉｔ）と；
−  各々のビームレットの特性を測定するための少なくとも１つの測定ユニットと；
−前記特性に対する所定の値の範囲外で測定された特性値を有する無効なビームレットを特定するための前記測定ユニットに操作上（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｌｙ）結合されている、パターンデータを前記ビームレット光ユニットに生成し、供給するための少なくとも１つのコントロールユニットと；
−前記ビームレット光ユニット、および、前記目標物の互いに対してシフトを誘導するための少なくとも１つのアクチュエータと、を具備し、
前記アクチュエータは、前記コントロールユニットに操作上結合し、前記コントロールユニットは、前記シフトを決定し、前記無効なビームレットの位置に有効なビームレットを配置し、したがって、前記無効なビームレットを有効なビームレットに置き換えることをする。
【００１０】
ビームレット、および、目標物の互いに対してシフトが生じるこのようなアクチュエータを使用することで、失敗、すなわち無効なビームレットを補うことは、可能になった。前述の問題のこの解は、装置の複雑さの増加に至ることを要しない。さらに、本発明の装置で、無効ビームレットを修正し、および、なお商業的に許容できる処理速度を達成することは、可能である。これは、例えば、以下のようにされることができる。特定の実施形態において、シフトした後に、本発明のリソグラフィシステムは、もう一度表面上にビームレットを走査する。もし例えば、ビームレットの単にいくらかの不良のために、書かれなかったパターンのそれらの部分を書くことが可能になるよりむしろ、単に、失敗または無効なビームレットの位置をとるそれらのビームレットが点火される。本発明のリソグラフィシステムは、したがって、規定値（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に係るビームレットによって書かれる規定値外にあるビームレットのスキャンラインを許容する。実施例において、システム、または、特に、コントロールユニットは、露光（ｅｘｐｏｓｕｒｅ）スキャンの間、無効ビームレット、または無効であるビームレットを含んでいる特定の選択されたビームレットの切り替えをすることができる。
【００１１】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記コントロールユニットは、所定の特性の範囲外にある測定された特性を有する無効ビームレットをを特定する情報を記憶するために適応される。
【００１２】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記ビームレット光ユニットは：
−  複数の電子ビームレットを生成するためのビームレット発生器と、
−  各々の前記ビームレットの強度を変調させるために前記ビームレットに位置合わせされる、少なくとも１つの変調ユニット（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  ｕｎｉｔ）と、を具備し、
前記コントロールユニットは、パターンデータを前記変調ユニットに生成し、供給するための前記変調ユニットに操作上結合されている。
【００１３】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記ビームレット光ユニットは：
−  複数の電子ビームレットを生成するためのビームレット発生器と、
−前記表面上に前記ビームレットをスキャンさせる少なくとも１つのスキャナと、を具備し、
前記コントロールユニットは、パターンデータを前記スキャナに生成し、供給するために前記スキャナに操作上結合される。このような実施形態では、それは、例えばｗの第１の書込スキャンで基板の表面上へをパターンを書き込み、続いてシフトを実行し、ビームレットの不良のためにまだ書かれなかったパターンの部分を書き込むために付加的なスキャンをすることが可能である。このようなシステム及び方法において、好ましくは、無効ビームレットは、完全にスイッチを切られる。
【００１４】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記ビームレット光ユニットは：
−  複数の電子ビームレットを生成するためのビームレット発生器と；
−  前記ビームレット前記表面上を走査するための少なくとも１つのスキャナと、
−各々の前記ビームレットの強度を変調させるために前記ビームレットに位置合わせされる少なくとも１つの変調ユニットと、を具備し、
前記コントロールユニットは、パターンデータを前記変調ユニット、および、前記スキャナに生成し、供給するために前記変調ユニット、および、前記スキャナに操作上結合されている。
【００１５】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記コントロールユニットは、前記パターン情報を伝える少なくとも１つの光ビームを生成し、前記ビームレット光ユニットに前記少なくとも１つの光ビームを投影しているするための光送信機（ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）を具備する。
【００１６】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記ビームレット光ユニットは、規則正しく離間されたビームレットを生成するために適応され、前記アクチュエータは、２つのビームレットの相互の距離の整数倍であるシフトを誘導するのに適応される。
【００１７】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記コントロールユニットは、無効ビームレットを特定する前記情報から前記シフトを算出し、無効ビームレットを置き換える有効なビームレットに無効ビームレットのパターンデータを提供する新しいパターンデータを算出するための計算機を具備する。
【００１８】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記アクチュエータは、前記ビームレット光ユニット、および、前記目標物の位置を互いに対してシフトする。
【００１９】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記アクチュエータは、前記ターゲット表面に対して前記ビームレット光ユニットの位置をシフトする。
【００２０】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記コントロールユニットは、パターンデータを記憶するための少なくとも１つのデータ記憶と、データ記憶からパターンデータを読み出すための少なくとも１つの読み出しユニットと、少なくとも１つの被変調光ビームにデータ記憶から読み出されたパターンデータをコンバートするための少なくとも１つのデータコンバータと、前記少なくとも１つの被変調光ビームを前記ビームレット光ユニットユニットに伝えるための少なくとも１つの光送信機と、を具備し、そこにおいて、リソグラフィシステムは、前記送信機、および、前記電子光ユニットの位置を互いに対してシフトするための第２のアクチュエータによって、更に提供される。
【００２１】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記変調ユニットは、複数のモジュレータを具備し、各々のモジュレータは、ビームレットを変調するように提供され、前記送信機は、前記少なくとも１つの被変調光ビームを各々のモジュレータに結合され、前記アクチュエータは、前記送信機がシフトの前より変調ユニットの別のモジュレータに対して、前記少なくとも１つの被変調光ビームを結合させるように、前記送信機、および、前記変調ユニットの位置を互いに対してシフトする。
【００２２】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記リソグラフィシステムは、前記ビームレット電子光ユニットの前記無効ビームレットの識別を可能にする情報を記憶するための第１のメモリを更に備える。
【００２３】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記コントロールユニットは、パターンデータがデータ記憶から読み込まれるオーダーを修正するために適応される。
【００２４】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記コントロールユニットは、前記パターンデータを記憶するための第１のデータ記憶と、前記第１のデータ記憶の前記パターンデータのコピーを記憶するための第２のデータ記憶とを具備し、前記第２のデータ記憶の前記パターンデータを修正するための処理手段は、無効ビームレットを特定する前記情報に基づくものである。
【００２５】
本発明のマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記コントロールユニットは、パターンを書き込むときに無効ビームレットのスイッチを切るための前記ビームレット光ユニットに制御信号を提供するように適応される。
【００２６】
別の態様においては、本発明は、パターンを目標物の表面に転写するマスクレスリソグラフィシステムに関し、それは：
−  複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第１のビームレット発生器と；
−  複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第２のビームレット発生器と；
−  前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを変調させるために前記第１のビームレット発生器に位置合わせされる複数のモジュレータを具備している少なくとも１つの変調ユニットと；
−  前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するための少なくとも１つのビームレットコントローラと；
−  パターンデータを前記変調ユニットに生成し、供給するための、および、前記ビームレットコントローラを制御するための少なくとも１つのコントロールユニットと、を具備し、
前記第１および第２のビームレット発生器は、前記第１のビームレット発生器の前記ビームレットと同じ位置に前記第２のビームレット発生器の前記ビームレットの投影を可能とするように、互いに対して配置される。
【００２７】
このマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記変調ユニットは、また、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを変調させるための前記第２のビームレット発生器に位置合わせされるモジュレータを更に具備する。
【００２８】
更なるリソグラフィシステムの実施形態において、ビームレットコントローラは、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するために、更に適応される。
【００２９】
本発明は、更に、パターンを目標物の表面に転写するマスクレスリソグラフィシステムに関し、それは：
−  複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第１のビームレット発生器と；
−  複数のビームレットを生成するための少なくとも１つの第２のビームレット発生器と；
−前記第１のビームレット発生器に位置合わせされ、前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを変調させるための、複数のモジュレータを具備している少なくとも１つの変調ユニットと；
−  前記第１のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するための少なくとも１つのビームレットコントローラと；
−  パターンデータを前記変調ユニットに生成し、供給するための、および、前記ビームレットコントローラを制御するための少なくとも１つのコントロールユニットと、を具備し、
前記リソグラフィシステムは、前記第１のビームレット発生器の前記ビームレットと同じ前記表面上の位置に前記第２のビームレット発生器の前記ビームレットを投影することを可能とするように、前記第１のビームレット発生器、および、前記第２のビームレット発生器を互いに対して移動させるための少なくとも１つのアクチュエータを更に備える。
【００３０】
このマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記変調ユニットは、また、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを変調させるための前記第２のビームレット発生器に位置合わせされるモジュレータを更に具備する。
【００３１】
このマスクレスリソグラフィシステムの実施形態において、前記ビームレットコントローラは、前記第２のビームレット発生器の各々のビームレットを走査することを制御するために、更に適応される。
【００３２】
本発明は、更に、先行する主張のいずれかのマスクレスリソグラフィシステムを使用して目標物の表面上へパターンを転写するための方法に関し、そこにおいて、前記複数のビームレットは、前記目標物の前記表面のエリア上を走査し、前記アクチュエータは、前記シフトを誘導し、そして、前記複数のビームレットは、前記エリア上を再び走査する。
【００３３】
本発明は、更に、マスクレスマルチビームレットリソグラフィシステムを使用して目標物の表面上へパターンを転写するための方法に関し、
−複数のビームレットを生成する工程と；
−  各々のビームレットの特性を測定する工程と；
−  前記表面上の所定の特性の範囲内にある測定されたビームレット特性を有する有効なビームレットを走査し、所定の特性の範囲外にある測定されたビームレット特性を有する無効ビームレットを前記表面に到達することから防止し、したがって、記録してないパターン要素を残すことによって前記パターンを前記表面に転写する工程と；
−各々の無効ビームレットを有効な交換ビームレットに置き換えるために、前記表面、および、少なくとも前記リソグラフィシステムの部分を互いに対してシフトする工程と；
−  前記表面上の有効な交換ビームレットを走査することによって前記記録してないパターンを前記表面に転写する工程と、を具備する。
【００３４】
実施形態において、この方法は：
−  パターンデータをコントローラに提供する工程と；
−  前記無効ビームレットを特定するための情報を記憶する工程と；
−  前記コントローラによって制御されるモジュレータによって前記パターンデータに依存の各々のビームレットを別に変調させる工程と；
−  それに垂直な場合において、前記走査方向より別の方向の前記目標物を相対的に前進させる一方走査方向のスキャナによって前記複数のビームレットに前記表面を走査させる工程と；
−  実行された前記シフトを有した後に付加的なスキャンを前記表面に実行する工程と、を更に具備する。
【００３５】
このようなシフトは、無効に遂行されたパターンデータの検出だけの場合には好ましくは実行され、すなわち無効に、システムに含まれるビームレットの有効性を検出するためのセンサに遂行される。有効なビームレットは、その後、前記付加的なスキャンの間、それの位置上の前記無効検出ビームレットに対してパターンデータを走査するために、使われる。
【００３６】
この方法の実施形態において、前記シフトの大きさは、有効なビームレットが各々の無効ビームレットの位置をとるようにされる。
【００３７】
この方法の実施形態において、前記シフトは、２つのビームレットの相互の距離の整数倍である。
【００３８】
この方法の実施形態において、パターンを転写するために生成されたビームレットの数は、リソグラフィシステム内で生成されることができるビームレットの数より少ない。したがって、配置されるシステムのビームレット位置の付加的な数は、１％未満である。例えば、本発明によるシステムにおいて、１３０００のビームレットの操作上のベースを有し、２００の付加的なビームレットは、生成されることができる。これらのビームレットは、ビームレットの前記操作上の基数（base number）を具備しているいわゆる走査スリットの横方向の側で、均等に分配される。このように制限されたインクルージョンは、目立って、前記付加的なスキャン設定の方へうまくシフトする機会を増大させ、すなわち、先行する走査の前か後に無効として決定されたビームレットの全ての上への有効なビームレットである。
【００３９】
前述の第２のビームレット発生器を有する実施形態において、それは、配置され、または、そのように配置されることを許容する。パターンの部分を書くこと、一方では書かれなかったことが可能である。そして、生産不良またはメンテナンスによる生産の遅れをもたらす。本発明の本実施例の更なる利点は、それがメンテナンスの間の時間間隔を拡大することができるということである。第２のビームレット発生器は、、また、他の修正がなされることを可能とし、および、他のエラーの修正を可能にする。
【００４０】
更に本発明の、または前述したリソグラフィシステムを更に改良するために、リソグラフィシステム及び方法の上記の特徴は、組み合わせられることができる。
【００４１】
本発明に係るマスクレスリソグラフィシステムの次の実施形態は、更に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１において、全体的な側面図は、現在の本発明で用いられることができるリソグラフィシステムを示す。
【００４３】
リソグラフィシステム１は、ストリップ線によって示された電子光ユニット１８を具備し、それは、ビーム４を生成するソース３を有するビームレット発生器２、レンズ５によって表されたビーム４を平行にするための平行光学システム、および、ビームを複数のビームレット７に分割するためのビームスプリッタ６を有する。
【００４４】
結果として生じる複数の実質的に平行のビームレット７は、変調ユニット８に向けら、それは、デフレクタ９のアレイ、および、各々の偏向する（deflected）ビームレットを止めるためのビームレットストップアレイ１０を具備する。
【００４５】
変調ユニット８の静電デフレクタを使用して、ビームレット７は、システムの光軸０から離れて偏り、および、ビームレット７’は、偏向されない変調器アレイ（modulator arrays）を通過する。
【００４６】
ストップアレイ１０を通過するビームレット７’は、第１の書込方向（走査方向）にデフレクタアレイ１１で偏向され、各々のビームレットの断面は、投影レンズ（projection lenses）１２を使用して減少される。書いている間、目標物表面１３は、他のシステムに対して第２の書込方向に動く。
【００４７】
リソグラフィシステムは、またさらに、データ記憶６１を具備しているコントロールユニット６０と、読出しユニット６２と、データコンバータ６３とを備えている。コントロールユニット６０は、他のシステムから離れて位置づけられることができ、例えばクリーンルーム内部の外側である。光ファイバ６４を使用して、パターンデータを保持している被変調光ビームは、電子光ユニット１８内に、ファイバの端部（概略的に、プレート１５に記載される）を投影するプロジェクタ６５に、ここでは変調アレイ９に、伝えられる。本実施例において、パターンデータを電子光ユニット１８に伝えるために使用される自由空間カップリングは、説明される本発明からみて、特定の利点を提供した。
【００４８】
各々の光ファイバ端部から被変調光ビーム８は、変調器アレイ９上のモジュレータの光感知部材に投影される。特に、ファイバの端部は、変調器アレイ９に投影される。各々の光ビーム１４は、１つ以上のモジュレータを制御するためのパターンデータの部分を保持する。
【００４９】
図１のこのようなリソグラフィシステムの各種実施形態は、ＷＯ―Ａ2―2004／038509において更に開示される。そして、それは完全に記載されるように、参照によって組み込まれたものとする。その出願において、パターン情報を１つ以上の光ビームを使用して電子光ユニット１８に供給するさまざまな方法は、記載されていた。
【００５０】
リソグラフィシステムは、加えて、アクチュエータ１６を具備する。そして、それは、目標物表面１３、および、リソグラフィシステムの電子光ユニット１８を互いに対して移動させることができる。特に、ビームレットが規則正しく離間されるときに、このアクチュエータ１６は、２つのビームレットの相互の距離を、相互に整数倍移動させるかまたはシフトするように適応される。実施例において、アクチュエータは、ステージ２４であり、それは、リソグラフィシステムの電子光ユニット１８に対して、目標物１３を移動させるために使用される。そのためには、ステージ２４は、コントロールユニット６０に操作上結合される。
【００５１】
目標物表面１３に影響を与えるビームレットの１つが、特定の範囲外であるとすると、例えば、その強度、位置、サイズまたは均質性（時間内におよび／または空間的に考慮されるこれらのパラメータの全て）が特定範囲の外であるため、パターンの部分は、不正確である。
【００５２】
ビームレットの不良に対して、またはスペック内で操作しないビームレットに対して補うために、システムのフレキシビリティを更に改良するように組み合わせられる２つの主なるアプローチがあることが判明した。両方のアプローチは、しかしながら、システムの複雑さの増加に至る。信頼性を増加させるために必要とされる追加の機能が、また、他のプロセス態様を改良するために使われることがありえることが判明した。さらにまた、アプローチを組み合わせることは、システムの複雑さのより少ない増加で、より良好な信頼性をもたらすことができる。
【００５３】
第１のアプローチは、２倍以上の基板の同じ表面を走査することである。
【００５４】
別のアプローチは、重複したビームレットをリソグラフィシステムに加えることによって、ビームレットの数を増加させることである。
【００５５】
図２は、ウェハ上のそれらの中立位置のビームレットの相互の位置を示す。そして、ビームレットの分配を示す。ここで、オープン円は、スペック内のビームレットであることを示し、閉じられたか満たされた円は、ビームレットがスペックの外にあることを示す。ビームレットを繋げているラインｓは、表面の全体のエリアがビームレットでおおわれていることができることを保証するために、走査方向Ｓ1に関して小さい角度である。走査方向Ｓ1は、基板表面に対して電子光学システムの移動である。更に図２に示されるが、個々のビームレットの走査方向Ｓ2である。図２において、規定値外にある３つのビームレット２０がある。
【００５６】
図３は、パターンがフィールド２２に書き込まれるウェハ２１を示す。電子光ユニット、および、ウェーハ表面は、互いに対して走査され、いくつかの位置１０’、１０’’、１０’’’は、ウェハ２１にわたって走査することを表すために示される。実施において、ウェハ２１は移動する。そして、フィールド２２の次の行が走査されることが可能である。他のリソグラフィシステムに対してウェハ２１の移動量は、フィールド２２の幅である。
【００５７】
図３において、図２に示すようなスペック外にある３つのビームレット２０を有するリソグラフィシステムを使用してウェハに書き込む影響が示される。パターンのこれらの３本の線となって起こる形態が、参照番号２３によって示され、正しく全てのフィールド２２に書き込まれるというわけではない。したがって、スペック外の３つのビームレットだけで、全体のウェハは、すでに役立たなくなることができる。
【００５８】
この問題を解決する第１の方法は、付加的な走査をすること、すなわち、リソグラフィシステムが単一走査システムである場合に、図４に示されているように、第２の走査を可能とすることである。この付加的な走査において、図３の第１の走査の失敗しているビームレットによってカバーされるエリアが現在実際に作業中であるかまたは規定値内であるビームレットによってカバーされることができるというような方法で、電子光ユニット１８、および、基板表面の位置は、互いに対して距離Δでシフトされる。シフトは、参照番号２４によって示され、図２のＳ2によって示される方向である。このシフトは、ウェハ２１の、または、例えばビームレットストップアレイ１０の、またはウェハに対する電子光ユニット１８全体のシフトをもたらす。この付加的な走査の間、スペック外のビームレット２０のために書き込まれなかったライン２３は、現在、スペック内の他のビームレットを使用して書き込まれる。その場合には、シフト２４は、規定値外のあらゆるビームレット２０の位置が規定値内のビームレットによって、現在、とられるように、決定されなければならない。
【００５９】
付加的な走査を実行する１つの方法は、出発点に第１の列を通じて戻るより、フィールド２２の第１の列を第１に走査をすることにある。アクチュエータ１６は、逆方向に走査が開始される前にビームレットの相互距離の整数倍に対応して、ウェハ、および、他のリソグラフィシステムを互いに対してシフトさせる。列の逆の走査の間、欠損したラインまたはドットは、書き込まれる。ウェハステッパーまたはステージは、フィールド２２の次の列を書き込むためにウェハ、および、リソグラフィシステムの電子光ユニットを互いに対して動かす。完全なウェハが完成されるまで、この手順は繰り返される。列の第１の走査がされる一方、欠損したライン、および、点のためのパターンデータは準備されることができる。代わりの本発明によれば、付加的な走査が実行される前に、全体のウェハは走査されることができる。
【００６０】
図５は、付加的な走査の有効性を分析するためにモンテカルロシミュレーションからの結果のグラフを示す。グラフは、付加的な走査が規定値外にあったすべてのビームレットに対するすべての不完全なビームレットを補うのに十分であるというわけではなかったときの（結果としてスイッチを切られた）、ｘ軸にはパターンに書き込むために使用されるリソグラフィシステムのビームレットの総数を、ｙ軸にはリソグラフィシステムに存在した失敗しているビームレットの平均数を示す。
【００６１】
図５は、したがって、システムにおいて示される全てのビームレットの、付加的な走査の前の失敗し得るビームレットのいくつが欠損するビームレットのために補うことができないかを示す。例えば１３．０００のビームレットを使用するときに、本発明の一態様による第２の走査または付加的な走査を適用するときに約２５０のビームレットの不良が少なくとも１つの書き込めないスキャンラインをもたらすことが分かる。
【００６２】
図６は、５０、１００、および、２００の追加のビームレットをビームレット発生器の（例えば）１３．０００のビームレットに加えるときに、ダブル走査実行の成功の確率の解析を示す。この解析において、ｘ軸は、３２５時間後に単一のビームレットの不良確率（％）を示す。異なるシンボルは、それぞれ、５０、１００、および、２００の付加的なビームレットを表す。
【００６３】
図7Ａ、および、7Ｂは、本発明の更なる態様を示す。図7Ａにおいて、電子ビームレット特性は、検出器を使用して測定される。電子ビームレットは、検出器を通じて走査されて、全てのビームレットの電子ビームレットデータは収集される。測定は、計算機（ここではコントローラに含まれる）によって前記データから各々のビームレットのスポットサイズおよび、位置のようなさまざまな特性に対する値を導き出すことによって完了される。次に、前記特性に対する所定の値の範囲外の測定された特性のセットのいずれかを有するビームレットは、無効として、決定される。これらのビームレットの位置は、図１のコントロールユニット６０に記憶される。書き込む間、これらのビームレットは、スイッチを切られるかまたは永久に消される（blanked）。
【００６４】
１つ以上の走査を使用してウェハ上へパターンに書き込んだ後に、コントロールユニットは、電子光ユニットに対してウェハのシフトを算出し、それは、スペック外のそれがスペック内のビームレットに置き換えられたために、スイッチを切られた各々のビームレットを保証するために必要である。またはビームレットがスイッチを切られたので書き込まれなかったパターンのそれらの部分が現在書き込まれるために必要である。次に、付加的な走査は、実行される。
【００６５】
自由空間カップリングまたはパターンデータ伝達の投影を有する図１のリソグラフィシステムは、付加的な機会を提供する。図１のストリップ線によって示された電子光学系または部分１８だけが、ウェハ１３に対してシフトされ、光の光学ビームまたはビーム１４は、ウェハ１３に対して同じ位置のままであるが、電子光ユニット１８に対してもシフトされる。リソグラフィシステムのいくつかのデザインにおいて、電子光ユニット１８は、各々のビームレットのための１つ以上の静電デフレクタを有する。各々のデフレクタは、光感知部材を有し、光送信機は、各々の光感知部材にデディケートされる（dedicated）光ビームを伝える。このようなリソグラフィシステムの他のデザインにおいて、１つの光ビームは、全てのデフレクタのためのパターンデータを具備する。例えば、このような光ビームは、複数の周波数多重化された（frequency-multiplexed）光ビームを保持することができる。
【００６６】
パターンデータが１つ以上の光ビームを使用して電子光ユニット１８に投影されるリソグラフィシステムのこれらの実施例において、コントロールユニット６０は、単に、スペック外であったビームレットによって書き込まれるべきだったパターンの部分に再伝送される。電子光ユニット１８のシフトは、スペック外にあったビームレットの場所にスペック内のビームレットを配置する。その場合、コントロールユニット６０は、パターンデータを再ロードする必要はない。そして、それは時間を節約する。
【００６７】
本発明の別の実施形態において、ステージ２４が、ウェハ１３をシフトするために使われる。利点は、ステージ２４がシステムにすでに存在するということであり、したがって、システムは、付加的なアクチュエータをウェハ１３、および、電子光ユニット１８を互いに対して別の場所に移すことのために必要としない。コントロールユニット６０は、現在ウェハ１３の所望の位置を算出し、ウエハステージ２４に命令を送る。しかしながら、この場合、本発明によれば、正確なパターンデータが正しいビームレットに達することを保証するいくつかのオプションがあり、または、よりよい言葉で言えば：パターンの正しい部分は、ウェハ１３の正しい部分に作成される。
【００６８】
１つのオプションは、コントロールユニット６０が、電子光ユニット１８の部分に、送信される必要があるパターンデータの部分を再計算することである。コントロールユニット６０は、現在、正しい光学ビームを選び、選択された光ビームを使用して新しいデータを伝える。
【００６９】
別のオプションは、コントロールユニット６０が、ビームレットが現在スイッチを切られたスッペク外のビームレットを置き換えられるところを算出することである。コントロールユニット６０は、続いて、プロジェクションシステムがこれらのビームレットがスペックのビームレットから当初伝えられたパターンデータを受けることを確認するためにどのようにシフトされなければならないかについて算出する。コントロールユニット６０は、現在、パターンデータの部分だけを送信することが可能である。
【００７０】
図８は、たとえば、失敗しているビームレットが、１３０００のビームレットを備えるリソグラフィシステムの隣接したビームレットであるという確率を示しているグラフを表す。注意することは、本発明に係る付加的な走査が失敗しているビームレットのために補うように使用されるときに、あるいは、付加的なビームレットの組がシステムに加えられるときに、これは隣接したビームレットが失敗するとき、隣接したビームレットの相互距離だけの距離にわたってシフトが実行されるときには完全に補わない。システムは、したがって、隣接したビームレットの相互距離の整数倍シフトするフレキシビリティを有するべきである。この目的で、リソグラフィシステムは、好ましくは、隣接した失敗しているビームレットを見つけて、隣接する失敗しているビームレットの最大数を決定して、および、整数を決定するための手段を算出するためのコンピューティング手段を有する。例えば、もし３つの隣接する隣接したビームレットが失敗するならば、シフトは少なくとも、隣接したビームレットの相互距離の４倍であるべきである。
【００７１】
前記説明は、好ましい実施態様の動作を示すように含まれものであり、本発明の範囲を制限するものではないと理解されるべきである。上記説明から、多くの変更は、本発明の趣旨および範囲によっていまだ包含されることは、当業者にとって明瞭である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のリソグラフィシステムの概略側断面図を示す図である。
【図２】電気光学スリットの部分の図を示す図である。
【図３】第１の走査の間のウェハを示す図である。
【図４】第２の、重複した走査の間のウェハを示す図である。
【図５】ビームレット不良の影響の解析をもたらしているグラフを示す図である。
【図６】ビームレット信頼性の影響の解析からもたらしているグラフを示す図である。
【図７Ａ】書く前のビームレット特性を測定する工程を示す図である。
【図７Ｂ】ウェハにパターンを書くプロセスを示す図である。
【図８】隣接したビームレットが失敗しているビームレットである確率を示しているグラフを示す図である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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