(57)【要約】【課題】元のクロムマスク内で取得される寸法よりも寸法がより大きい高解像度パターンに対して、ＴＩＲホログラフィを利用できる方法及び装置を提示する。【解決手段】大規模パターンを複数パターンセグメントに分解するステップ、個々のパターンセグメントが設けられるマスクを設けるステップ、ホログラムマスクの記録ステップ、スキャン照射ビームによりホログラムマスクのパターンセグメントを別々に再構成する露光システム、及びホログラムマスクに関して基板を横向けに配置する基板位置付けシステムを、ＴＩＲホログラムリソグラフィマシンに設けるステップ、リソグラフィマシン内に基板及びホログラムマスクを設けるステップ、ホログラムマスクに関して横向き位置に基板を配置し、基板上の配置にパターンセグメントを別々にプリントするステップ、及びホログラムマスク内の種々のパターンセグメントにつき以上を繰り返すステップを含む。【選択図】図１
2006163399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性部材層を坦持する基板上に大規模最終パターンをプリントする方法において、
ａ）大規模最終パターンを複数のパターンセグメントに分解するステップであって、複数のパターンセグメントのうちの少なくとも一つが大規模最終パターンの周囲で１回又は複数回繰り返される、ステップと、
ｂ）第１の座標系を有し、分解された大規模最終パターンの複数のパターンセグメント内に在る個々の別個のパターンセグメントの一つが設けられるパターンを、マスクに与えるステップと、
ｃ）マスクパターンのホログラムマスクを記録するステップと、
ｄ）連結部品の第１の面上にホログラムマスクを設け、これによりそこに記録されたマスクパターンが連結部品の第２の面を通過する露光ビームにより再構成される、ステップと、
ｅ）スキャン照射ビームを用いてホログラムマスク内に記録された個別のパターンセグメントを別々に再構成するための光源及びスキャンシステムを含む露光システム、及び第２の座標系を有しホログラムマスクに関して基板を横向けに配置するための基板位置付けシステムを、ＴＩＲホログラムリソグラフィマシンに設けるステップと、
ｆ）リソグラフィマシン内にホログラムマスクと連結部品を設けるステップと。
ｇ）リソグラフィマシン内の基板位置付けシステム上に基板を設けるステップと、
ｈ）ホログラムマスク内に記録された第１のパターンセグメントが、大規模最終パターン内で求められる配置に対応する第１の配置にて基板上にプリントされ得るように、ホログラムマスクに関して第１の横向き位置に基板を配置するステップと、
ｉ）ホログラムマスク内に記録された第１のパターンセグメントを別々に再構成し、基板上の第１の配置にプリントするステップと、
ｊ）第１の若しくは別のパターンセグメントが、大規模最終パターン内で求められる配置に対応する基板上の第２の配置にてホログラムマスクからプリントされ得るように、ホログラムマスクに関して第２の横向き位置に基板を配置するステップと、
ｋ）ホログラムマスクから上記第１の若しくは別のパターンセグメントを別々に再構築し、基板上の第２の配置にプリントするステップと、
ｌ）大規模最終パターンが基板上にプリントされるまで、ホログラムマスク内に記録された種々のパターンセグメントに対して上記ステップｊ）及びｋ）を繰り返し、大規模最終パターンを作り直すために求められる基板上の配置にてパターンセグメントをプリントするステップと
を含む方法。
【請求項２】
ホログラムマスク内に記録されたパターンに関して第１の座標系に対する第２の座標系の角度及び倍率の少なくとも一つと、第２の座標系の直交誤差と計測するステップを更に含み、
基板上へ第１の若しくは別のパターンセグメントをプリントするために、ホログラムマスクに関して第１の若しくは別の横向き位置に基板を配置するステップが、角度、倍率及び直交誤差に対する上記計測値に従って実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
角度、倍率及び直交誤差の少なくとも一つを計測するステップが、
リソグラフィマシン上に含まれる配列システムを利用して、ホログラムマスク内に記録されるパターン内に含まれる少なくとも２つの上方レベル配列マークに対して基板位置付けシステム上に設けられた下方レベル配列マークを連続して配列するステップと、
第２の座標系による個々の配列の後の基板位置付けシステムの位置、及び、第１の座標系におけるマスク内の上方レベル配列マークの変位から、上記値を計算するステップと
を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
基板位置付けシステムが、平坦さが予め評価され平坦データによって表された２枚の実質的に直交するミラーを有する干渉計システムを含み、
ホログラムマスクに関して第１の若しくは別の横向き位置に基板を配置するステップにて、基板にプリントされるパターンセグメント間の高度な合わせの正確性をもたらすための平坦データが考慮されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
感光性部材の第１の層を坦持する基板上に大規模最終パターンをプリントするための装置において、
ａ）第１の座標系を有し、大規模最終パターンを構成する複数のパターンセグメント内に在る個々の別個のパターンセグメントの一つが設けられるパターンを、伴うマスクと、
ｂ）マスクパターンのホログラムマスクを記録する手段と、
ｃ）ホログラムマスクを上面に設けるための第１の面と、ホログラムマスク内に記録されたマスクパターンを再構成するために照射ビームが通過する第２の面を伴う連結部品と、
ｄ）ホログラムマスク内に記録された個別のパターンセグメントをスキャン照射ビームで別々に再構成し基板上にプリントするための光源とスキャン手段を含む露光手段と、ホログラムマスク内に記録された個別のパターンセグメントが大規模最終パターンのための基板上の要求された配置にプリントされるようにホログラムマスクに関して基板を横方向に配置する第２の座標系を有する基板位置付けシステムとによって、
ホログラムマスクとホログラムマスク上に設けられた連結部品からマスクパターンを再構成するＴＩＲホログラフィリソグラフィマシンと
を含む装置。
【請求項６】
ホログラムマスク内の個別のパターンセグメントをスキャン照射ビームで別々に再構成するためのリソグラフィマシン内の露光手段が更に、近接するパターンセグメントを再構成するホログラムマスクの部分をスキャン照射ビームからシールドするシールド手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
上記のシールド手段が、アパーチャを伴いスキャン手段と連結部品の第２の面との間に入り込む少なくとも一つのスクリーンを含み、
これにより、個別のパターンセグメントを別々に再構成するスキャン照射ビーム内の光が、スクリーンのアパーチャを通過し、スクリーンが無ければ近接するパターンセグメントを再構成してしまうスキャン照射ビーム内の光がスクリーンで遮られることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
上記のシールド手段が、ブレードが設けられておりスキャン手段と連結部品の第２の面との間に入り込む又はスキャン手段の前若しくは内部に入り込む少なくとも一つの配置手段を含み、これによりブレードが配置されて、ブレードが無ければ近接するパターンセグメントを再構成してしまうスキャン照射ビーム内の光を遮ることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全反射（ＴＩＲ）ホログラフィの分野に関し、特にフォトリソグラフィのために利用されるＴＩＲホログラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術は、ＴＩＲホログラフィの重要な利用例が高解像度ミクロ回路パターンをプリントするものであること、特にフラットパネルディスプレイを製造するためのものであることを開示する。そこでの方法によると、ホログラフマスクは、ガラスプリズムに設けられたガラスプレート上のホログラフ記録層に極めて接近してマスクを先ず配置することにより、特徴パターンを坦持する従来のクロムマスクから、記録される。続いてマスクは、対象レーザビームで照射され、同時に、相互コヒーレンスレファレンスビームがホログラフィック層表面から内部的に全反射されるような角度で、相互コヒーレンスレファレンスビームをプリズムに経由させて、ホログラフィック記録層を、照射する。レファレンスビームによりマスクによって伝えられる光の干渉性は、ホログラフ記録層の感光性部材により記録され、これは適切な処理ステップにより固定され、ホログラフマスクを形成する。
ホログラフマスクをガラスプリズムの上に最搭載し、ホログラフマスクを記録するために用いられたレーザビームと同じ波長を有するレーザビームによりプリズムを介してそれを照射することによって、ホログラフマスクから、後でマスクパターンを、再形成若しくは再構築することが可能である。
【０００３】
ＴＩＲホログラフィ方法は、所与の波長を用いて比較的高解像度特性がイメージ化され得る従来のフォトリソグラフ方法と比較して、非常に多数のアパーチャを設ける。更にＴＩＲホログラフィリソグラフィは、特性解像度とパターンサイズとの間にトレードオフがない。
【０００４】
この技術を基にしたリソグラフ露光器具が、開発され販売されてきた。そのようなシステムでは、ホログラフマスクは、２つの間の透明流体の層を伴う４５°、４５°、９０°の底面にマウントされる。プリントされるべき基板は、真空チャックにマウントされ、複数軸位置付けステージによりホログラムに関して正確に位置付けられる。器具は、概略、ホログラムから再構築されるパターン内の特性強度がパターン領域全体で高い一様性を有するように、更にパターンが表面の特段に平坦ではない基板上に明確且つ正確にプリントされ得るように、ホログラム表面全体にてラスタパターンで露光レーザビームがスキャンされるスキャニング露光機構を利用する。このことは重要である、けだし、高解像度イメージは焦点深さが限定されているからである。このために、ホログラフィリソグラフィ器具は、露光ビームがホログラム全体をスキャンする際にホログラムと基板表面との間の局所的分離を連続して計測するフォーカスシステムも統合するのであり、このフォーカスシステムは、ホログラムから投影されたイメージが焦点を合わせて基板表面上に一様にプリントされるように、基板位置付けシステム内のアクチュエータを伴うフィードバックループで、動作する。
【０００５】
リソグラフィ器具は更に、ホログラムマスク内に記録された“より高度なレベル”のパターンを、基板表面上に予めプリントされた“より低いレベル”のパターンに対して正確に配列せしめる配列システムを、概略統合する。これは、異なる電気属性を伴う部材で形成されたミクロ回路の複雑な構造を製造するために、重要である。高度レベル配列マークは、マスク内のマークの対象ビーム露光のみ用いて、クロムマスクからホログラムに記録され得る。リソグラフィマシンは通常、ホログラム内で基板表面上にＣＣＤ検出器上で配列マークを像化する２つ又はそれ以上のマイクロスコープと、ホログラムと基板配列マークの相対的位置を正確に計算するイメージ処理ソフトウエアとが、設けられている。これらの計測に呼応して、基板位置付けシステム内のアクチュエータは、ホログラムに対して、並進方向及び回転方向に、基板を正確に配置し、これにより、高度レベルパターンが低レベルパターン上にプリントされる。
【０００６】
器具のモデルによっては、ホログラム内に記録されるパターンは、“段階及び繰り返し”露光シーケンスを用いて基板表面上に多数回プリントされる。例えば、ホログラム内に記録された１２０ｍｍ×１２０ｍｍ寸法のパターンは、４００ｍｍ×５００ｍｍ寸法の基板上に１２回プリントされる可能性がある。このケースでは、基板位置付けシステムは大動程移動も統合する。
【０００７】
ホログラムマスク内に記録され、リソグラフィシステムでそこから再構築されたパターンのサイズ及び解像度は、元のクロムマスク内に設けられ得るパターンのサイズ及び解像度に依存することから、ＴＩＲホログラフィの欠点が発生する。これは、高解像度クロムマスクを製造するのに利用可能な重大な技術は、該約〜６インチ×６インチの最大パターン領域を有するレーザビーム及び電子ビーム書き込みシステムであるから、である。従って、ＴＩＲホログラフィ自身はより高解像度のパターンを記録することができるが、実際問題として、それはクロムマスク内で達成可能な寸法に限定されてしまう。このことは、例えば１７インチ、２１インチ対角ディスプレイへのＴＩＲホログラフィの利用に対し、問題となってしまう。
【０００８】
なお、特許文献１は、ＴＩＲホログラフィシステム装置とその方法、及びＴＩＲホログラフィ装置に用いられる光学器に係る発明を開示する。
【特許文献１】特開２０００−５６１３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、元のクロムマスク内で取得される寸法よりも寸法がより大きい高解像度パターンに対して、ＴＩＲホログラフィを利用できる方法及び装置を提示することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の実施形態では、ＴＩＲホログラフィを利用する、感光性部材層を坦持する基板上に大規模最終パターンをプリントする方法を開示する。該方法は以下のステップを含む。
ａ）大規模最終パターンを複数のパターンセグメントに分解するステップであって、複数のパターンセグメントのうちの少なくとも一つが大規模最終パターンの周囲で１回又は複数回繰り返される、ステップと、
ｂ）分解された大規模最終パターンの複数のパターンセグメント内に在る個々の別個のパターンセグメントの一つが設けられるパターンを、マスクに与えるステップと、
ｃ）マスクパターンのホログラムマスクを記録するステップと、
ｄ）連結部品の第１の面上にホログラムマスクを設け、これによりそこに記録されたパターンが連結部品の第２の面を通過する露光ビームにより再構成される、ステップと、
ｅ）スキャン照射ビームを用いてホログラムマスク内に記録された個別のパターンセグメントを別々に再構成するための露光システム、及びホログラムマスクに関して基板を横向けに配置するための基板位置付けシステムを、ＴＩＲホログラムリソグラフィマシンに設けるステップと、
ｆ）リソグラフィマシン内にホログラムマスクと連結部品を設けるステップと。
ｇ）リソグラフィマシン内の基板位置付けシステム上に基板を設けるステップと、
ｈ）ホログラムマスク内に記録された第１のパターンセグメントが、大規模最終パターン内で求められる配置に対応する第１の配置にて基板上にプリントされ得るように、ホログラムマスクに関して第１の横向き位置に基板を配置するステップと、
ｉ）ホログラムマスク内に記録された第１のパターンセグメントを別々に再構成し、基板上の第１の配置にプリントするステップと、
ｊ）第１の若しくは別のパターンセグメントが、大規模最終パターン内で求められる配置に対応する基板上の第２の配置にてホログラムマスクからプリントされ得るように、ホログラムマスクに関して第２の横向き位置に基板を配置するステップと、
ｋ）ホログラムマスクから上記第１の若しくは別のパターンセグメントを別々に再構築し、基板上の第２の配置にプリントするステップと、
ｌ）大規模最終パターンが基板上にプリントされるまで、ホログラムマスク内に記録された種々のパターンセグメントに対して上記ステップｊ）及びｋ）を繰り返し、大規模最終パターンを作り直すために基板上の求められる配置にてパターンセグメントをプリントするステップと
である。
【００１１】
ホログラムマスク内に記録されるパターンに関して基板の横向きの位置を設定するステップは、基板の面の実質的に直交する２方向のうちの少なくとも一つに基板を配置することにより、達成される。
【００１２】
ホログラムマスクから基板上にプリントされる種々のパターンセグメント間で高度の精度の隣接、即ち合わせを得るために、基板配置は正確に為されるべきであり、更には以下の点を考慮すべきである。第１に、基板が配置される実質的な直交軸の座標軸に対する、ホログラムマスク内に記録されたパターンの座標軸の方向である。第２に、基板が配置される実質的な直交軸の夫々の座標軸に対する、ホログラムマスク内に記録されたパターンの座標軸の倍率である。第３に、基板が配置される実質的な直交方向の軸の間の直交誤差、即ち、２つの実質的な直交方向の間の角度の９０°からの偏差である。
【００１３】
この目的のため、本発明の方法は、基板が配置される直交方向の座標軸に対して、ホログラム内に記録されるパターンの座標軸の方向及び倍率を決定するステップと、基板が配置される実質的な直交方向の座標軸の間の直交誤差を決定するステップを、含むのが好ましい。これらの値の決定は、前述の先行技術を説明した欄におけるタイプの配列システムを利用すれば、達成され得る。特に、以下のようにして決定され得る。マスクパターン内に少なくとも２つの上方レベル配列マークを含んでホログラムマスク内に記録し、ホログラムマスクに近接して且つ平行に設けられた基板位置付けシステム上に下方レベル配列マークを直接的に若しくは間接的に設定し、下方レベル配列マークがホログラムマスク内の上方レベル配列マークの各々と連続して整列するまで、２つの実質的な直交方向のうちの少なくとも一つで下方レベル配列マークを変位し、下方レベル配列マークがホログラムマスク内の上方レベルマークの各々と整列したときに、座標系に従って、下方レベル配列マークの相対的位置から下方レベル配列マークが変位する実質的な直交方向の座標系に対して、ホログラムマスク内に記録されたパターンの座標系の方向及び倍率を計算する。
【００１４】
本発明の第２の実施形態では、ＴＩＲホログラフィを利用する、感光性部材の第１の層を坦持する基板上に大規模最終パターンをプリントするための装置を開示する。該装置は以下の要素を含む。
ａ）大規模最終パターンを構成する複数のパターンセグメント内の個々の別個のパターンセグメントの一つを含むマスクと、
ｂ）マスクパターンのホログラムマスクを記録する手段と、
ｃ）ホログラムマスクを上面に設けるための第１の面と、ホログラムマスク内に記録されたパターンを再構成するために露光ビームが通過する第２の面を伴う連結部品と、
ｄ）種々のパターンセグメントを、大規模最終パターンを作り直すのに要求される基板上の夫々の配置にてホログラムマスクからプリントできるように、ホログラムマスクに対して基板を横向きに位置付けする手段と、種々のパターンセグメントを露光ビームによりホログラムマスクから別々に再構成し基板上にプリントする露光手段とを有する、ＴＩＲホログラフィリソグラフィシステムと
である。
【００１５】
連結部品は、露光ビームがホログラムの表面から内部に全反射されホログラム内に記録されたパターンマスクを再構成するように、露光ビームが第２の基板を介してホログラムマスクを照射できるようなプリズム若しくは同様に反射部品であるのが、好ましい。露光ビームがホログラムの表面から内部に全反射されホログラム内に記録されたパターンマスクを再構成するように、同様に露光ビームが第２の基板を介してある角度でホログラムマスクを照射できるような透明プレート若しくはプレートのスタックの表面若しくは複数表面で格子若しくは格子の組み合わせなどの回折構造となってもよい。
【００１６】
ホログラムマスクから特定のパターンセグメントを別々に再構成する露光手段は、所望のパターンセグメントのみが確実に再構成されるために、他のパターンセグメントを再構成するホログラムマスクの部分をシールドする手段を含んでもよい。そのシールドする手段は、一つ又は複数の不透明スクリーンなどの、露光ビーム内の光をブロックし、反射し、若しくは吸収する手段を含んでもよく、仮に無ければ隣接のパターンセグメントを再構成するホログラムマスクの部分を照射してしまうことになる露光ビームの光をブロックし、反射し若しくは吸収するように、再構成される特定パターンセグメントに従って露光ビーム内でブロックし、反射し若しくは吸収する手段を設定し、若しくは配置する手段を含んでもよい。
【００１７】
先行技術が開示し推奨したように、ホログラムマスク内の特定のパターンセグメントを再構成する露光手段が、ホログラムマスク全体を露光ビームでスキャンするシステムを含む場合、露光ビームからホログラムマスクの隣接部位をシールドする手段は、スキャンシステムの前、後若しくは内部に、露光ビーム内の光をブロックし、反射し若しくは吸収する一つの手段若しくは複数の手段、又はそれら３種の組み合わせを入れ込むことによって、達成され得る。
【００１８】
ホログラムマスクに対して基板の横向きの位置付けを設定する手段は、基板面の２つの実質的な直交方向の少なくとも片方で基板を変位する一つの移動ステージ若しくは複数の移動ステージを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明を利用することにより、元のクロムマスク内で取得される寸法よりも寸法がより大きい高解像度パターンに対して、ＴＩＲホログラフィを利用できる方法及び装置を提示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好適な実施形態は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【００２１】
液晶フラットパネルディスプレイのための回路パターンは通常、矩形マトリクス即ち“能動領域”、繰り返し画像エレメント即ち“ピクセル”からなり、個別のピクセルを電気的にアドレスするため４つの側部でコネクタ構造により囲まれた薄膜トランジスタを含む。このことにより、ディスプレイパターンは、全体のパターン領域に渡って繰り返されるより小さいピクセルセグメント及びコネクタ構造に、分解され得る。例えば、図１を参照すると、４つのコネクタ構造２、３、４、５により側部で取り囲まれた１７インチディスプレイパターンがピクセルセグメントの３×４のアレイに分解され、ここでは個々のピクセルセグメント６は８６ｍｍ×８６ｍｍの寸法を有する。上下のコネクタ構造２、４は、上下のコネクタセグメント７、９の４×１のアレイに分解され、ここでは個々の上下のセグメント７、９は８６ｍｍ×１０ｍｍの寸法を有する。更に、左右のコネクタ構造３、５は、左右のコネクタセグメント８、１０の３×１のアレイに分解され、ここでは個々の左右のセグメント８、１０は１０ｍｍ×８６ｍｍの寸法を有する。
【００２２】
図２を参照して、ピクセルセグメント６、上セグメント７、下セグメント９、左セグメント８及び右セグメント１０のためのパターンを設置することにより、１７インチ対角ディスプレイに対する完全なパターンが、６インチ×６インチ寸法のマスク即ち１２６ｍｍ×１２６ｍｍに過ぎない全体パターン領域の最大限範囲の中に定義することができる。
【００２３】
図３ａ及び図３ｂは、４５°、４５°、９０°ガラスプリズム２２と接する、図２のクロムマスク１２から記録されるホログラムマスク２０の側面図及び平面図を夫々示す。ホログラムマスク２０は、ホログラムがフォトポリマ層２６内にその下方面上で記録される、ガラス基板２４からなる。図２のクロムマスク１２内のピクセルセグメント６、左右のコネクタセグメント８、１０及び上下のコネクタセグメント７、９を夫々記録するポリマ層６’、７’、８’、９’、１０の部分が、示される。ホログラム基板２４の上方面とプリズム２２との間のインタフェース部分には、プリズム２２の斜辺面を通過する露光ビーム３０が所望の角度でホログラムマスク２０を照射できるように、透明流体２８層がある。露光ビーム３０は、プリズム２２の斜面を介してラスタパターンでスキャンし、要求される入射角でホログラムマスク２０を照射してそこに記録されるパターンを再構築する。露光ビームは、レーザ源、ビーム伸張器及び２軸電動走査システムを含む露光システム３１により生成される。この露光システム３１は当業者には公知であるため、ここでは詳述しない。
【００２４】
ホログラムマスク２０の下には、真空チャック３６上でフォトレジスタ４３に覆われたディスプレイ基板３２がある。チャック３６は、ディスプレイ基板３２の縁と実質的に平行に１対の電動移動ステージ４０、４２を正確に配置せしめるエンコーダを組み込む、１対の電動移動ステージ４０、４２を組み込んでいる位置付けシステム３８に装備されるが、この位置付けシステム３８の移動範囲により、完全な１７インチディスプレイパターンが基板３２上でプリントできることになる。基板３２は、ホログラムマスク２０に関して横向きに配置されて、基板３２上に所望に位置に左パターンセグメント８がプリントされるように、電動移動ステージ４０、４２により配置される。種々のパターンセグメントを正確に合わせて基板上にプリントするのに電動移動ステージ４０、４２がなすべき配置は、以下のように経験的に決定される。先ず基板上にディスプレイパターンの一つ又は複数のテストプリントを行い、近接するパターンセグメント間の結果としての合わせ誤差を評価し、更に移動ステージ４０、４２の配置を調整しこれらの誤差を補正して基板上に最終的な１７インチディスプレイパターンをプリントする。
【００２５】
基板位置付けシステム３８には、ホログラムマスク２０に対して基板３２をより正確に横向けに位置付けする高解像度アクチュエータが付加的に装備されていてもよい。基板位置付けシステム３８内に追加の動軸が設けられてもよく（図示せず）、これにより基板３２はホログラムマスク２０に関して実質的に直交して配置され、このことにより基板３２はホログラムマスク２０に近接し且つ平行に位置付けられることが可能であり二者間の分離はフォーカス操作のためのスキャン露光の間に正確に調整され得る。更に、ホログラムマスク２０と基板３２との間の分離を計測するフォーカス計測システムであって、露光ビーム３０がホログラムマスク２０をスキャンする際に基板３２を局所的に露光しているフォーカス計測システムも、図示していないがあってもよい。前述したように、そのようなフォーカス計測システムの構成及び操作は先行技術に十分説明されており、本明細書では繰り返さない。
【００２６】
露光ビーム３０のラスターモーションにより定義されるスキャンエリアの範囲が、一様な露光を確保しつつ（図に示すように）所望の左パターンセグメント８を再構築するホログラムマスクの部分に限定されるように、露光システム３１内の電動スキャンステージのパラメータが選択される。
【００２７】
図４ａ及び図４ｂは夫々、本発明の別の実施形態の側面図及び平面図であり、プリズム２２の斜面の前の露光ビーム３０の経路内にて、矩形アパーチャ５２を伴う不透明スクリーン５０の形状のブロック手段が含まれている。スクリーン５０の平面は、アパーチャ５２の縁からのビーム散乱を最小限にするために、露光ビーム３０の経路に実質的に直交している。このアパーチャ５２により、ホログラムマスク２０内に記録される種々のパターンセグメント６、７、８、９の分離が最小限になり、これによりセグメントの寸法が一般の利用に対して最大限となる。このことは、基板３２上への完全な最終パターンをプリントするのに掛かる時間を最小化するという利点がある。ポリマ層２６の面の中に投影されるアパーチャ５２の寸法は、特定のパターンセグメント８’を記録するホログラムマスクの領域の寸法より僅かに大きく、これによりアパーチャ５２の縁からの露光ビーム３０の散乱及び回折は、パターンセグメントを、若しくは他のどのパターンセグメントも、再構築するホログラムマスク８’の部分も照射しない。図２の元のクロムマスク１２内のパターンセグメント間の分離は、同じ基準を参照して選択される。必要とされる正確な寸法は当業者により容易に計算され得る。
【００２８】
露光ビーム３０が基板３２上にパターンセグメントをプリントするのに掛かる時間を最小化するために、露光システム内の２軸電動スキャンステージの配置を定義するパラメータが選択され、これにより露光ビーム３０がラスタスキャンされる領域がスクリーン内のアパーチャの配置及び寸法に呼応し、パターンセグメント８を再構築する光場の統合エネルギ密度が一様となる。本発明のこの実施形態により、スクリーン５０内のアパーチャ５２は等価なスクリーン内の等価なアパーチャと、少なくともスクリーン５０内のアパーチャ５２と交換される必要があり、露光のスキャン領域を定義するパラメータが、ホログラムマスク２０内に記録される他のパターンセグメント６、７、８、９が再構築される前に修正される必要がある、というのは明白である。
【００２９】
図５は本発明の好適な実施形態を示し、そこではホログラム内のパターンセグメントの離散の再構築を可能にするシールド手段が、直交配置された対のブレード６０、６２の２つの置換可能セットの形態であり、ブレードの各々はプリズム２２の斜面の前に配置される独立の２軸電動移動ステージ６４、６６に装備される。ブレード６０、６２により定義されるアパーチャの面はプリズム２２の直交面に実質的に平行に配置され、これによりブレード６０、６２の縁からの散乱及び回折は最小化される。この機構により、ブレード６０、６２で定義されるアパーチャの寸法及び配置はホログラムマスク２０内に記録されるどのパターンセグメントに対しても自動的に迅速に変更される。露光ビームがブレード６０、６２により定義される矩形アパーチャを横切ってスキャンする際の、露光ビームとビームのラスタスキャン６８との断面６７は、図に示される。この原理に基づけば、プリズム２２の斜面の前の他のブレード構成も可能であるのは明白である。各々のブレードがスキャンビームで照射されるスキャン領域の４縁の一つの限界線を定義するように配置され、４つのブレードの重ね合わせがプリズム２２の斜面に実質的に平行であることが好ましい矩形アパーチャを定義するような、各々が短軸電動ステージに搭載された４つの分離のリニアブレードも、可能である。この構成によれば、一つ、二つ若しくは三つのみのブレードを用いた配置により、例えばパターンセグメントがホログラムマスク２０内に記録されたパターンの縁にある場合に、必要とされるパターンセグメントの離散の露光を十分に確保できる。
【００３０】
図６ａ及び図６ｂは夫々、シールド手段の別の実施形態の正面図及び側面図を示し、ここではシールド手段が代わりに、電動移動ステージ７８、８０、８２により各々が配置され得る４つのより小さいブレード７０、７２、７４、７６のシステムを含む。ブレード７０、７２の２つは夫々、露光ビーム３０のためのスキャンシステム８４上で独立の電動ステージ７８、８０に設けられ、他の２つ７４、７６はスキャンシステム８４の前の単一の電動移動ステージ８２に設けられる。露光ビーム３０は、電動移動ステージ８５をレール８６上に段階状に配置し一つおきに電動移動ステージ８７をステージ８５上で一定速度でスキャンすることにより、ラスタパターンでスキャンされる。ビームは移動ステージ８５、８７上に設けられる２つのミラー８８、８９により連続的に反射され、第２のミラー８９から反射されたビームはプリズム２２の斜面を照射する。
【００３１】
スキャン露光が始まる前に、スキャンシステム８４上の２つのブレード７０、７２は、電動ステージ７８、８０によりホログラムマスク２０の曝された領域の左及び右の限界線を画定するように位置付けされ、スキャンシステム８４の前のブレード７４は、電動ステージ８２によりホログラムマスク２０の曝された領域の上の限界線を画定するように位置付けされ、露光の端に対してはスキャンシステム８４の前のブレード７６は電動ステージ８２によりホログラムマスク２０の曝された領域の下の限界線を画定するように位置付けされる。
【００３２】
図４及び図５に示す実施形態と比べると、本実施形態のブレード７０、７２、７４、７６の正確な配置は、ブレード７０、７２、７４、７６から散乱され回折された光が、要求されるパターンセグメント若しくは他のどのセグメントも再構築するホログラムマスク２０の部分を、確実に照射することのないように選択される。
【００３３】
図７ａ及び図７ｂは夫々、本発明の好適な実施形態の側面図及び平面図を示し、該実施形態は（Ｚｙｇｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  やＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄなどの企業が製造するような）公知のタイプの３軸干渉計システム９０も含み、該３軸干渉計システムによりホログラムマスク２１に対してチャック３６上に基板を非常に正確に配置でき、隣接するプリントパターンセグメントの間の合わせの正確性を高められる。システムは、出力ビーム９３が第１のビーム分割検出モジュール９４を通過するヘリウムレーザ９２を含む。該第１の分割検出モジュール９４ではビームは一部反射され一部伝達される。伝達されたビームは、再びビームが一部反射され一部伝達される第２のビーム分割検出モジュール９６に入射する。第２のビーム分割検出モジュール９６により伝達されたビームはミラー９８で反射され、ビームが全反射するビーム反射検出モジュール１００に入射すする。ビーム分割検出モジュール９４、９６で反射されたビーム１０２、１０４は、基板位置付けシステム３８上のチャック３６に沿って設けられるミラー１０６に入射し、ビーム反射検出モジュール１００により反射されたビームは、ミラー１０６に実質的に直交し且つ基板位置付けシステム３８上のチャック３６に沿って設けられる別のミラー１０８に入射する。
【００３４】
ミラー１０６、１０８の上の面は、ミラー１０６、１０８がホログラムマスク２０の下に配置され得るように、ホログラムマスク２１の面の下方に位置する。金属被膜の前に、ミラー１０６、１０８のための基板の表面は研磨され非常によい面平坦さを出した。ミラー１０６、１０８から反射されたビームは、夫々のビーム分割検出モジュール及びビーム反射検出モジュール９４、９６、１００に戻り、そこでビームは干渉ビームと一つになり、結果として生じる信号は電子的に処理され基板３２の並進変位及び角変位を決定する。基板位置付けシステム３８内で圧電性変換器などの高精度アクチュエータを組み合わせれば、干渉計９０によりホログラムマスク２０に対するチャック３６上の基板の高精度配置を実現できる。
【００３５】
しかしながらこの能力は、パターンセグメント間の合わせの高い正確性を得るには不十分である。けだし、合わせの誤差は、ホログラムマスク２１により再構築されるパターンセグメントの正確な寸法に関するチャック３６の正確な変位などの他の要素にも依存するからである。しかしながら、合わせの高い正確性は、上記概略示した手順と能力を組み合わせることによって獲得され得る。該手順では、テストプレートがプリントされ隣接パターンセグメント間の合わせ誤差が評価され、更に最終のパターンに種々のパターンセグメントをプリントする際に基板位置付けシステム３８の配置を調節することにより補正する。
【００３６】
しかし、このことは、時間が掛かるものであり不便な方法である。より望ましい方法は、前述の合わせ誤差を生じる基礎的なパラメータの値を前もって正確に判定し、これら値に従って位置付けシステム３８を用いてチャック３６上に基板を配置することである。関連するパラメータは以下の通りである。
ｉ）マシンの座標系の角度Φ。ホログラムマスク２１内に記録されるパターンの座標系に対して、干渉計システム（特に、２つの干渉計が反射するミラーの軸）により定義される。
ｉｉ）マシンの座標系Ｍｘ、Ｍｙのｘ及びｙ軸の倍率若しくはスケーリングファクタ。ホログラムマスクの座標系の夫々の軸に対して、ホログラムマスク内に記録されるマスクパターンの軸により定義される。
ｉｉｉ）マシン座標系の直交誤差ω、即ち、２つのミラー１０６、１０８の間の角度の９０°からの偏差。
これらの種々のパラメータは図８に示され、そこではｘ及びｙ軸はマシン座標系１３６のそれであり、ｘ’及びｙ’軸はホログラムマスク座標系１３８のそれである。同様に前もってテストパターンをプリントし、結果として生じる合わせ誤差を分析することにより、それらは経験的に評価される。しかしながら、この方法は複雑であり時間が掛かる。
【００３７】
Φ、Ｍｘ、Ｍｙ及びωパラメータを評価する好適な方法は、ＴＩＲホログラムに基づくリソグラフィ器具に関して概略存在する配列システムを利用することである。再び図７ａ及び図７ｂを参照して、各々が４つの２軸移動ステージ１１８、１２０、１２２、１２４のうちの一つに設けられる、配列システムの４つの配列マイクロスコープ１１０、１１２、１１４、１１６は、ホログラムマスク２１内に記録されるパターンの４つのコーナーにて上方レベルマーク１２６、１２８、１３０、１３２を臨むように位置付けされる。このホログラムマスク２１は、図９に示されるクロムマスク１２と同じ構成のパターンセグメント６、７、８、９、１０を含む図９に示すクロムマスク１２から記録されたが、パターンの４つのコーナーに含まれた追加の４つの上方レベル配列マーク１４０、１４２、１４４、１４６を有し、パターンのどの縁にもある２つの配列マークが、図９の底部に定義されるマスク座標系のｘ’軸若しくはｙ’軸のいずれかと平行となるように構成される。上方レベルマークは、クロムマスク１２内のマーク１４０、１４２、１４４、１４６の対象ビーム照射を利用して、ホログラムマスク２１の中に記録される。本発明の別の実施形態では、上方レベル配列マーク（及び基板上の下方レベル配列）は回路パターンの範囲内で特徴となり得る。
【００３８】
他の技術も利用され得る。図７ｂを再び参照して、（基板上の金属薄層に中にプリントされエッチングされる）下方レベル配列マーク１４８が上方面の中央に位置する基板３３
は、真空チャック３６上に配置される。基板位置付けシステム３８を利用して、基板３３が長手方向に配置され、これにより基板３３上の下方レベル配列マーク１４８がホログラムマスク２１内の上方レベル配列マーク１２８の下になる。この特定のマーク１２８を臨む配列マイクロスコープ１１０、及び基板位置付けシステム３８内の高解像度アクチュエータを利用して、基板３３上の下方レベル配列マーク１４８は続いて、ホログラムマスク２１内の上方レベル配列マーク１２８と正確に整列する。干渉計システム９０の３つの計測チャネルによって基板の位置が格納される。この手順は、ホログラムマスク２１内の他の３つの上方レベル配列マーク１２６、１３０、１３２に対して繰り返され、３つの干渉計の読み取り値の４セットの全体を生成し、該４セット全体は、図７ｂの底部で定義されるｘ及びｙ軸を有する干渉計システム９０の座標系における、ホログラムマスク２１内の４つの上方レベル配列マーク１２６、１２８、１３０、１３２の相対的位置を定義する。
【００３９】
クロムマスク１３内の上方レベル配列マークの設計位置に関するこのデータを処理すると、Φ、Ｍｘ、Ｎｙ及びωパラメータの各々が計算される（特に、Φ値は、マスク座標系に関して同じｙ’座標を有する２つの上方レベルマーク、例えばマーク１４０、１４２のマシン座標系に関するｙ方向のオフセットを決定し、ｘ’方向の２つのマーク１４０、１４２の分離によりそのオフセット値を割ることにより、算出され得る。Ｍｘ値は、マーク１４０、１４２などのマスク内で同じｙ’座標を有する２つの上方レベルマークの、マシン座標系で与えられるｘ方向での分離を、マスク座標系における分離で割ることにより、算出され得る。Ｍｙに呼応するものである。更にω値は、マーク１４０、１４６、１４４などの、隣接する線が直角を成すマスク内の３つの上方レベルマークのマシン座標系における位置から直接に計算され得る。実際に、干渉計読み取り値の３セットであれば、種々のパラメータを計算するのに十分であるが、当業者にはよく知られたように、第４のセットがあれば、適切な処理アルゴリズムを用いれば計測誤差を減少できる。
【００４０】
この方法論、及び、２つのパターンセグメントを合わせる際に、基板が、ホログラムマスク座標系に関する座標Ｄｘ及びＤｙに正確に進められることが要求されるケースに対して、決定されるΦ、Ｍｘ、Ｍｙ及びωの値を利用すると、基板が干渉計座標系に関して進められる必要がある座標Ｓｘ及びＳｙは、次のようになる。
【００４１】
【数１】
2006163399.tif 000003
【数２】
2006163399.tif 000004
【００４２】
プリントされる全てのパターンセグメントのためのこれらの等式を用いることで、全てのパターンセグメントの間で高度な合わせの正確性を伴って、完全な１７インチディスプレイパターンをプリントすることができる。
【００４３】
特に、２つの干渉計ミラー１０６、１０８の平坦さがそれ程良くない場合に対して、リソグラフィシステムの合わせの正確性を更に増強するために、基板３３の配置を記述する上記の表現式は、ミラー１０６、１０８の平坦さの可能な誤差を補償する特別項を含んで、修正され得る。これらの誤差は、ミラーの製造の際の正確性に依存して、１ミクロン若しくはそれ以上までの大きさとなり得る。テストパターンをプリントして合わせ、結果としての誤差を評価し分析することによって、あらゆる位置Ｄｘ、Ｄｙに対して要求される値が経験的に決定され得るし、独立の高い信頼性の計測システムを利用してミラーの平坦さを特徴付け、基板位置付けシステムの変位を制御するソフトウエアの中に計測データを導入することによって、あらゆる位置Ｄｘ、Ｄｙに対して要求される値が決定されてもよい。そのような補償がなく平坦さのないミラー１０６、１０８は進展の間に基板上にプリントされるパターンが回転してしまうことになるので、干渉計システムに従って基板のｙ方向に要求されるステップ（進展）距離Ｓｙは、２ビーム分割検出モジュール９４，９６に対しては、異なるものとなる必要がある。即ち、Ｓｙの表現式は、２つのモジュール９４、９６のための独立の式により置き換えられるべきである。
【００４４】
【数３】
2006163399.tif 000005
【数４】
2006163399.tif 000006
【数５】
2006163399.tif 000007
【００４５】
上式にて、Ｓ１ｙ及びＳ２ｙは、個々の分割検出モジュール９４、９６に従って基板に関して求められる位置であり、関数ｆｘ（）、ｆ１ｙ（）及びｆ２ｙ（）は、夫々ミラー１０６、１０８の長手に沿った非平坦さを表し、ｔはミラー１０において２つの干渉計ビーム１０２、１０４の間の分離の半分である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】基板上にプリントされる大規模最終パターンの例を示し、これは複数のパターンセグメントに分解される。
【図２】クロムマスク内に配置された大規模最終パターンの異なるパターンセグメントを示す。
【図３ａ】ホログラムマスクからの特定パターンセグメントを基板上の特定位置にプリントするために、基板がホログラムマスクに関して横方向に配置されるリソグラフィシステムの側面図を示す。
【図３ｂ】ホログラムマスクからの特定パターンセグメントを基板上の特定位置にプリントするために、基板がホログラムマスクに関して横方向に配置されるリソグラフィシステムの平面図を示す。
【図４ａ】パターンセグメントを基板上に個別にプリントするための、ホログラムマスクの部位をシールドするためのオペークスクリーンを付加的に統合する、近接するパターンセグメントを再構築する、リソグラフィシステムの側面図を示す。
【図４ｂ】パターンセグメントを基板上に個別にプリントするための、ホログラムマスクの部位をシールドするためのオペークスクリーンを付加的に統合する、近接するパターンセグメントを再構築する、リソグラフィシステムの平面図を示す。
【図５】ホログラムマスクの部位をシールドするための、近接するパターンセグメントを再構築する、手段の好適な実施形態を示す。
【図６ａ】ホログラムマスクの部位をシールドするための、近接するパターンセグメントを再構築する、別途の手段の正面図を示す。手段の一部はスキャニングシステム内部に統合されている。
【図６ｂ】ホログラムマスクの部位をシールドするための、近接するパターンセグメントを再構築する、別途の手段の側面図を示す。手段の一部はスキャニングシステム内部に統合されている。
【図７ａ】干渉計システム及び配列マイクロスコープが付加的にリソグラフィマシン上に統合されている本発明の好適な実施形態の側面図を示す。
【図７ｂ】干渉計システム及び配列マイクロスコープが付加的にリソグラフィマシン上に統合されている本発明の好適な実施形態の平面図を示す。
【図８】ホログラムマスク及び干渉計システムの座標系に関連するΦ、Ｍｘ、Ｍｙ及びωパラメータを示す。
【図９】Φ、Ｍｘ、Ｍｙ及びωパラメータを決定できるように、配列マークが付加されたクロムマスクのための別の設計を示す。
【符号の説明】
【００４７】
２、３、４、５・・・コネクタ構造、６・・・ピクセルセグメント、７・・・上セグメント、８・・・左コネクタ（パターン）セグメント、９・・・下セグメント、１０・・・右コネクタセグメント、１２，１３・・・クロムマスク、２０、２１・・・ホログラムマスク、２２・・・ガラスプリズム、２４・・・ガラス（ホログラム）基板、２６・・・フォトポリマ層、２８・・・透明流体、３０・・・露光ビーム、３１・・・露光システム、３２・・・ディスプレイ基板、３３・・・基板、３６・・・真空チャック、３８・・・基板位置付けシステム、４０、４２・・・電動移動ステージ、４３・・・フォトレジスタ、５０・・・不透明スクリーン、５２・・・矩形アパーチャ、６０、６２・・・ブレード、６４、６６・・・２軸電動移動ステージ、６７・・・断面、６８・・・ラスタスキャン、７０、７２、７４、７６・・・ブレード、７８、８０、８２・・・電動移動ステージ、８４・・・スキャンシステム、８６・・・レール、８５、８７・・・電動移動ステージ、８８、８９・・・ミラー、９０・・・３軸干渉計システム、９２・・・ヘリウムレーザ、９３・・・出力ビーム、９４・・・第１のビーム分割検出モジュール、９６・・・第２のビーム分割検出モジュール、９８・・・ミラー、１００・・・ビーム反射検出モジュール、１０２、１０４・・・干渉計ビーム、１０６、１０８・・・ミラー、１１０、１１２、１１４、１１６・・・配列マイクロスコープ、１１８、１２０、１２２、１２４・・・２軸移動ステージ、１２６、１２８、１３０、１３２・・・上方レベル配列マーク、１３６・・・マシン座標系、１３８・・・ホログラムマスク座標系、１４０、１４２、１４４、１４６・・・上方レベル配列マーク、１４８・・・下方レベル配列マーク。
【図１】
2006163399.tif 000008
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
2006163399.tif 000015
【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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