(57)【要約】レーザビームのパターン発生器は、基板を支持することができる基板支持体有し、前記基板支持体は、基板支持体を移動することができる支持モータを有する。レーザビームを発生することができるレーザビーム源が設けられる。パターンによるレーザビームの強さを変調することができるビーム変調器も設けられる。基板を横切ってレーザビームを走査するためにスピン周波数で回転することができる複数のミラー面を有する回転スキャナーが設けられる。また、このレーザビームのパターン発生器は、回転スキャナーから生じるレーザビームの走査におけるエラーを補償するために、スピン周波数の高調波を含む回転スキャナーの修正信号によりレーザビームを変える回転スキャナー補償器を有する。レーザビームを変調し、基板を横切ってレーザビームを走査し、基板上にパターンを発生するために、基板支持体、レーザビーム源、ビーム変調器、回転スキャナー、及び回転スキャナー補償器を制御するのに適合されたコントローラが設けられる。
2005535104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームのパターン発生器であって、
支持体のモータを有し、基板を支持することができる基板支持体と、
レーザビームを発生するレーザビーム源と、
パターンによりレーザビームの強さを変調するビーム変調器と、
前記基板を横切って前記レーザビームを走査するために、スピン周波数で回転可能な複数のミラー面を有する回転スキャナーと、
前記回転スキャナーから生じるレーザビームの走査におけるエラーを補償するために、前記スピン周波数の高調波を有する回転スキャナーの修正信号により前記レーザビームをずらす回転スキャナー補償器と、
前記基板を横切って前記レーザビームを変調し、走査して、基板上に前記パターンを発生するために、前記回転支持体、レーザビーム源、ビーム変調器、回転スキャナー及び回転スキャナー補償器を制御するプログラムを有するコントローラと、
を有し、それにより、修正されたレーザビームのパターンが基板上に発生されることを特徴とするレーザビームのパターン発生器。
【請求項２】
前記コントローラは、前記回転スキャナーのミスアライメント；前記ミラー面における欠陥；及び前記回転スキャナーからの振動の１つ以上によって生じるレーザビームの走査におけるエラーを修正する回転スキャナーの修正信号を発生するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項３】
前記回転スキャナー補償器は、ステアリングミラーと前記ステアリングミラーを回転させるモータを有し、前記モータは、前記レーザビームを反射することによって前記レーザビームが偏向されるように、前記ステアリングミラーを回転させる、回転スキャナーの修正信号を受信するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項４】
前記回転スキャナーの修正信号は、式ΣＡnSin(ｎωｔ＋Φn)であり、ただし、ＡnS波係数、ｔは時間、ｎは高調波の次数、ωはスピン周波数、Φn)は移相であることを特徴とする請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項５】
スピン周波数は、約２０〜約８００Ｈzであることを特徴とする請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項６】
前記コントローラは、前記支持体のモータによって前記基板支持体の位置決めにおけるエラーを修正する支持体の修正信号を発生するように適合されている請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項７】
前記コントローラは、支持体のモータによって基板支持体の歳差エラーを修正する歳差修正信号を発生するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項８】
前記コントローラは、回転スキャナーの修正信号を近似するルックアップテーブルを有し、前記ルックアップテーブルは、前記回転スキャナーの各ミラー面に対する値を有していることを特徴とする請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項９】
更に、リアルタイムで前記レーザビームの位置を監視するように適合されたビーム検出器を有し、前記コントローラもリアルタイムで前記レーザビームの位置におけるエラーを修正するリアルタイム修正信号を発生するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項１０】
レーザビームのパターン発生器であって、
支持体のモータを有する、基板を支持することができる基板支持体と、
レーザビームを発生するレーザビーム源と、
パターンによりレーザビームの強さを変調するビーム変調器と、
前記基板を横切って前記レーザビームを走査するために、スピン周波数で回転可能な複数のミラー面を有する回転スキャナーと、
前記回転スキャナーから生じるレーザビームの走査におけるエラーを補償するために、回転スキャナーの修正信号により前記レーザビームをずらす回転スキャナー補償器と、
前記基板を横切って前記レーザビームを変調し、走査して、基板上に前記パターンを発生するために、前記回転支持体、レーザビーム源、ビーム変調器、回転スキャナー及び回転スキャナー補償器を制御するプログラムを有するコントローラとを有し、前記コントローラは、式ΣＡnSin(ｎωｔ＋Φn)（ただし、Ａnは係数、ｔは時間、ｎは高調波の次数、ωはスピン周波数、Φnは移相である）の前記回転スキャナーの修正信号を発生するように適合され、前記回転スキャナーから生じる前記レーザビームの走査におけるエラーを補償し、且つ前記回転スキャナー補償器へ前記信号を送り、それにより修正されたレーザビームのパターンが基板上に発生されることを特徴とするレーザビームのパターン発生器。
【請求項１１】
前記コントローラは、回転スキャナーの修正信号を近似するルックアップテーブルを有し、前記ルックアップテーブルは、前記回転スキャナーの各ミラー面に対する値を有していることを特徴とする請求項１０に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記回転スキャナーの歳差エラーを修正する支持体の修正信号を発生するように適合されていることを特徴とする請求項１０に記載のレーザビームのパターン発生器。
【請求項１３】
基板上にパターンを発生する方法であって、
（ａ）基板支持体上に基板を配置するステップと、
（ｂ）レーザビームを発生するステップと、
（ｃ）パターンにより前記レーザビームの強さを変調するステップと、
（ｄ）前記基板を横切って前記レーザビームを走査するために、スピン周波数でビームスキャナーを回転するステップと、
（ｅ）前記回転スキャナーから生じる前記レーザビームの走査におけるエラーを補償するために、前記スピン周波数の高調波を有する回転スキャナーの修正信号により前記レーザビームをずらすステップと、
を有することを特徴とするパターンを発生する方法。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記回転スキャナーのミスアライメント；前記ミラー面における欠陥；及び前記回転スキャナーからの振動の１つ以上によって生じるレーザビームの走査におけるエラーを修正する回転スキャナーの修正信号を発生するステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の基板上にパターンを発生する方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｅ）は、スレアリングミラーを回転するステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の基板上にパターンを発生する方法。
【請求項１６】
前記回転スキャナーの修正信号は、式ΣＡnSin(ｎωｔ＋Φn)（ただし、Ａnは係数、ｔは時間、ｎは高調波の次数、ωはスピン周波数、Φnは移相である）であることを特徴とする請求項１３に記載のパターンを発生する方法。
【請求項１７】
前記スピン周波数は、約２０Ｈz〜約８００Ｈzであることを特徴とする請求項１３に記載のパターンを発生する方法。
【請求項１８】
前記回転スキャナーは、多くのミラー面を有し、且つ前記方法は、更に、各々のミラー面に対するサンプル値によって高調波を近似する回転スキャナーの修正信号をルックアップすることを特徴とする請求項１３に記載のパターンを発生する方法。
【請求項１９】
更に、回転多角形ミラーの歳差エラーを修正する収差修正信号を発生するステップを有することを特徴とする請求項１３に記載のパターンを発生する方法。
【請求項２０】
更に、リアルタイムで前記レーザビームの位置を監視し、前記レーザビームの位置におけるエラーを修正するリアルタイム修正信号を発生するステップを有することを特徴とする請求項１３に記載のパターンを発生する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にレーザビームのパターンを発生する発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームのパターン発生器は、基板上にパターンを生成するために、レーザビームを変調し、基板上に走査する。レーザビームは、基板上に生成されるべきパターンにしたがって変調される。例えば、一般的なパターン発生器は、基板を支持する基板支持体、及びレーザビーム源、フォーカス素子、変調素子、及び走査素子を有し、基板上にレーザビームのパターンを形成するために、基板を横切ってレーザビームを発生し、変調し、且つ走査する。基板支持体は、ビームを走査する要素と協同して基板支持体を移動する支持体のモータを有する。一般的に、走査要素は、複数のミラー面を有する回転スキャナーである。基板は、例えば、回路イメージをマスクブランクの感光材料に書くために、変調されたレーザビームに露出される半導体を製造するために使用されるマスクブランク（マスクの素材板）である。その後、マスクブランクは、集積回路の製造用のマスクを形成するために現像され、安定化される。
【０００３】
優れた正確さで基板上に高解像度のレーザビームのパターンを発生するために、マスクを使用することが望ましい。しかし、実際にはレーザビームの発生したパターンの解像度は、レーザビームのパターン発生器において生じる基板の位置決め欠陥によりしばしば劣化される。例えば、支持体のモータは、基板支持体を正確にまたは再現して移動することができないので、その結果生じる基板の位置はその所望の位置ではない。従来のレーザビームのパターン発生器システムにおいて、誤ったステージ及び基板の位置は、例えば干渉法のような方法によって決められる。その後、レーザビームの位置は、例えばミラーのステアリングシステムを特許文献１に記載されるように変えることによって基板の正しい位置を補償するために、レーザビームを適当な量ずらすことによって調整される。このような修正装置は、レーザビームのパターン発生の解像度及び精度を向上するけれども、解像度は、依然として所望するほど細かくないし、精度も必要とされる程よくはない。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第4,796,038号（レーザパターン発生装置）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、より高い解像度及びより正確なレーザビームの走査パターンを発生するレーザビームのパターン発生器及び方法を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、支持体のモータを有し、基板を支持することができる基板支持体と；レーザビームを発生するレーザビーム源と；パターンによるレーザビームの強さを変調するビーム変調器と；基板を横切ってレーザビームを走査するために、スピン周波数で回転することができる複数のミラー面を有する回転スキャナーと；回転スキャナーから生じるレーザビームの走査におけるエラーを補償するために、スピン周波数の高調波を有する回転スキャナーの修正信号によりレーザビームを変える回転スキャナー補償器と；基板上にパターンを発生するために、レーザビームを変調し、基板を横切ってレーザビームを走査するように、基板支持体、レーザビーム源、ビーム変調器、回転スキャナー及び回転スキャナー補償器を制御するプログラムコードを有するコントローラと；を有し、それにより、修正されたレーザビームのパターンが基板上に発生されるレーザビームのパターン発生器である。
【０００７】
本発明は、支持体のモータを有し、基板を支持することができる基板支持体と；レーザビームを発生するレーザビーム源と；パターンによるレーザビームの強さを変調するビーム変調器と；基板を横切ってレーザビームを走査するために、スピン周波数で回転することができる複数のミラー面を有する回転スキャナーと；回転スキャナーから生じるレーザビームの走査におけるエラーを補償するために、回転スキャナーの修正信号によりレーザビームを偏向する回転スキャナー補償器と；基板上にパターンを発生するために、レーザビームを変調し、基板を横切ってレーザビームを走査するように、基板支持体、レーザビーム源、ビーム変調器、回転スキャナー及び回転スキャナー補償器を制御するプログラムコードを有するコントローラと；を有し、前記コントローラは、回転スキャナーから生じるレーザビームの走査におけるエラーを補償し、回転スキャナー補償器へ信号を通すために、式ΣＡnSin(ｎωt＋Φn）（ただし、Ａnは係数、ｔは時間、ｎは高調波の次数、ωはスピン周波数、Φnは移相）の回転スキャナーの修正信号を発生するように適合され、それにより、修正されたレーザビームのパターンが基板上に発生されるレーザビームのパターン発生器である。
【０００８】
本発明は、基板を支持することができる基板支持体上に基板を配置するステップと；レーザビームを発生するステップと；パターンによるレーザビームの強さを変調するステップと；基板を横切ってレーザビームを走査するために、スピン周波数でビームスキャナーを回転するステップと；回転スキャナーから生じるレーザビームの走査におけるエラーを補償するために、スピン周波数の高調波を有する回転スキャナーの修正信号により、レーザビームを変えるステップと；とを有し、それにより、基板上にパターンを発生する方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明によるレーザビームのパターン発生器が基板上にターンを発生するために用いられる。図１に概略示されるように、パターン発生器１００の模範的な形態は、一般に、基板１０４、例えば集積回路の製造に使用するの適した基板上に電子回路または電子デバイスを示すパターンを発生するのに適している。例えば、パターン発生器１００は、マスクブランクのような基板１０４上にパターンを発生するのに適したマスク製造装置である。基板１０４は、パターン発生器１００において、マスクブランクの感光材料にパターンを発生するために、変調されたレーザビーム１２８に露光される。その後、マスクブランクは、パターンを固定するために現像され、安定化されて、集積回路の製造に使用される。ここに設けられたパターン発生器１００の図示の形態は、本発明の範囲を限定するために用いられるべきでなく、本発明は、当業者に明らかである等価的または代替バージョンを含む。
【００１０】
一般に、パターン発生器１００は、基板を支持することができる基板支持体１０８を有する。この基板支持体１０８は、基板１０４を位置決めするために基板支持体１０８を移動する支持体のモータ１１２を有する。例えば、支持体のモータ１１２は、基板面に平行なｘ−ｙ面に沿ってｘ及びｙ方向に基板支持体１０８を移すことができる電気モータを有し、基板支持体１０８を回転し、基板支持体１０８をその面に直交する軸に沿って垂直に上下方向に移動し、または基板支持体１０８を傾けることができる。基板支持体１０８及び基板１０４自体の位置を正確に決めることができる支持体の位置センサー１１６が設けられる。例えば、支持体の位置センサー１１６は、基板支持体または基板の位置を光の干渉により測定するために、基板支持体１０８または基板１０４から光ビーム（図示せず）を反射する。真空の力で基板を固定して保持するために、真空ポンプ１２０及び基板１０４の下方に延びるチャネルである真空ポート１２２が更に設けられる。
【００１１】
ビーム経路１３２に沿って進むレーザビームを基板１０４に発生するために、レーザビーム源１２４が設けられる。レーザビーム源１２４は、例えば、周波数スペクトルの紫外線、可視光線、または赤外線部分を発生する実質的にコヒーレント光源である。模範的な形態では、レーザビーム１２４は、コリメートされたマルチ波長レーザビーム、例えばSanta Clara, CaliforniaのCoherent社から商業的に利用可能な、波長が３５１ｎｍ、３６４ｎｍ及び３８０ｎｍで第１次スペクトルラインを有し、アルゴンイオンレーザから放出する連続波紫外線レーザビームを発生する。マルチレーザビーム源は、単一のレーザビーム源に代えて使用することもできる。また、多くの光学ビーム素子１３６がレーザビーム１２８を光学的に変調するためにビーム経路１３２に設けられることもできる。例えば、光学素子１３６は、レーザビーム１２８を適当な形状に積極的に形成することができる光学リレー１４０を有することができる。
【００１２】
レーザビームのパターン発生器１００は、図２に示されるように、走査ライン３２０に沿って基板１０４を横切ってレーザビームを走査するために、スピン周波数で回転することができる複数のミラー面３１０を有する回転スキャナー２３６を有する。スピン周波数は約２０Ｈz〜約８００Ｈz、例えば３２８Ｈzである。一つの形態では、回転スキャナー２３６は、多角形のそれぞれの側面にある少なくとも約２０個のミラー面３１０、例えば約２４個のミラー面を有する多角形状である。各々のミラー面３１０は、一般に基板１０４の面を横切る一つの走査線３２０に沿ってレーザビーム１２８を走査する。例えば、回転スキャナー２３６が２４個のミラー面３１０を有し、且つスピン周波数が３２８Ｈzの場合、回転スキャナー２３６は、１秒当たり３２８×２４、すなわち７８７２回基板を横切ってレーザビーム１２８を走査する。
【００１３】
回転スキャナーは、スピン周波数でのスキャナーの回転運動により基板１０４を横切ってレーザビーム１２８の走査中に周期的なエラーを生じ、そしてこの周期的なエラーは、スピン周波数の整数倍の周波数を有することがわかった。これらのエラーは、一般に走査線３２０に実質的に直交しているストライプ軸１２７に沿っている。これらのエラーは、図３(Ａ)に示される曲線３３０としてプロットされることができる。一つの実施例において、回転スキャナー２３６は、回転スキャナー２３６を回転させるモータの回転軸に取り付けられる。この構造、すなわち軸上の回転スキャナー２３６の取り付けのミスアライメント(不整合)における欠陥は、回転スキャナーのウォブル及びストライプ軸に沿ったレーザビーム１２８の対応するウォブリングを生じる。例えば、このウォブルはスピン周波数の第１高調波にかなり相当する。
【００１４】
回転スキャナー２３６における欠陥は、レーザビームの走査パターンの解像度及び精度の損失を生じることがわかった。例えば、回転スキャナー２３６のミスアライメントは、基板１０４を横切って走査されるレーザビームの経路にウォブルを生じる。更に、回転スキャナー２３６は、複数のミラー面３１０の整列における小さな欠陥、例えばミラー面３１０の製造すなわちミラー面の組立てから発生する欠陥またはミラー面３１０の欠陥を有することが判った。ミラー面３１０におけるこれらの欠陥は、その意図した経路から離れて僅かにずれたレーザビーム１２８を生じさせる。ミラー面３１０は、スピン周波数で回転するので、レーザビーム１２８は、スピン周波数に相当する周波数で望ましくなくずらされる。
【００１５】
更に、レーザビームのパターン発生器１００における変化が基板上のビームの意図された経路からレーザビーム１２８を変位し、それによって基板１０４上のパターンの発生にエラーを生じさせる。例えば、回転スキャナー２３６は、スピン周波数の高調波と言われる、スピン周波数の整数倍の周波数でレーザビームのパターン発生器１００の振動を生じさせることがわかった。例えば、回転スキャナー２３６は、１つ以上の光学素子１３６、レーザビーム源１２４、または基板支持体１０８において共振する振動を生じさせる。一般に、１つ以上の上述したミラーは、例えば図３(Ａ)に示されるように、原型は複雑である走査エラーを形成するように合成する。しかし、この合成エラーは、大部分スピン周波数の高調波の合成から成り、一般に実質的に周期的である。
【００１６】
一つの形態において、走査エラーを決定するためにナイフエッジ(knife edge)法が用いられる。この方法において、レーザビーム１２８は、スリットまたは反射ラインの軸方向にスリットまたは反射ラインを有するレチクルを横切って走査される。レーザビーム検出器(図示せず)がスリットまたは反射ラインから出るレーザビーム１２８の強さを検出し、その走査ライン３２０に沿ってレーザビーム１２８の位置的なエラーを決定する。例えば、もし、レーザビーム１２８の検出された位置がレーザビームの全強さの２分の１の強さを有するならば、レーザビーム１２８は、スリットの半分外側にあると決定される。
【００１７】
図１に戻って、レーザビームのパターン発生器１００は、更に、回転スキャナー２３６から生じるレーザビーム１２８の走査においてエラーを補償するためにスピン周波数の高調波を有する回転スキャナーの修正信号により、レーザビーム１２８を検出するために回転スキャナー補償器３９０を有する。例えば、もし、回転スキャナーが基板１０４上で走査線３２０に沿って前方へレーザビーム１２８を走査し、突然多角走査エラーによって、レーザビーム１２８がストライプ軸１２７に沿って左へ誤ってずらされるならば、回転スキャナー補償器３９０は、誤った検出を補償するためにレーザビームを右へずらす。
【００１８】
一つの形態において、回転スキャナー補償器３９０は、ステアリングミラー４１０とモータ４２０を有し、ステアリングミラー４１０を制御して回転する。ステアリングモータ４２０は、レーザビーム１２８がレーザビーム１２８を反射することによって偏向されるようにステアリングミラー４１０を回転する信号を受信するために適合される。ステアリングモータ４２０は、電気信号を受信し、電気信号によってステアリングミラー４１０を動かす電気モータを有する。
【００１９】
光学ビーム補償器１３６は、更に、レーザビーム１２８を複数の小さなレーザビーム(ビームレット)１５２に分割するビームスプリッター１４８を有する。一つの形態において、このピームスプリッター１４８は、例えば米国特許第5,386,211号(レファレンスによってここに取り込まれる)に記載されているようにそれぞれがほぼ同じ放射性強度を有する多くの分離した小さなビームを有するように、レーザビーム1２８を分割する多くの平行板を有する。他の形態において、ビームスプリッター１４８は、例えば、FeldmanほかによるOptical Letter, vol. 14, pp.479-481(レファレンスによってここに取り込まれる)に記載されているように、レーザビーム１２８を異なるオーダを有する複数のビームレット１５２に分割するように構成されている固定の解析格子を有する。適切な解析光学ビームスプリッター１４８は、Rochester Photonics Corp., Rochestre, New Yorkによって製造されている。このビームスプリッター１４８は、一般にレーザビーム１２８を、例えば約２０のビームレット〜約２０００のビームレットへ、一つの形態では、約３２のビームレットに分割する。従って、レーザビーム１２８は、単一ビームまたは多くのビームレット１５２であることができる。
【００２０】
パターン発生器１００は、更に、パターンによるレーザビーム１２８の強さを変調するレーザビーム変調器１３６を有する。一つの形態では、このビーム変調器１６０は、レーザビーム１２８の構造的なまたは破壊的な干渉を生じることによって動作する音響−光学変調器である。ビーム変調器１６０は、一般に、ビーム１２８を変調するためにクリスタルにおける圧縮振動を発生するトランスジューサ(図示せず)を取り付けた圧電クリスタル(図示せず)を有する。
【００２１】
基板１０４の位置、基板１０４の歪または基板１０４上に発生されるパターンの精度を決定するために、基板１０４の基準マスク２５２の実際の位置を測定する基準のマスクロケータ２４８が設けられる。基準マスク２５２は、孔、光反射マーク、回折格子、または前に発生されたスポットまたはイメージであることができる。基準マスクロケータ２４８は、一般に、基板１０４の基準マスク２５２を検出することができる光学検出器、例えば電荷結合デバイス(ＣＣＤ)カメラを有する。光学検出器は、基板１０４の基準マーク２５２の実際の位置を決定するために、基板１０４から透過または反射して送られてきた光における変化を監視する。
【００２２】
基板１０４を横切ってレーザビーム１２８を変調及び走査し、基板上１０４上にパターンを正しく発生するために、ハードウエア、ソフトウエアまたはプログラム可能な論理デバイスの適当な構成を有するコントローラ２２８が基板支持体１０８、レーザビーム源１２４、ビーム変調器１６０、回転スキャナー２３６及び回転スキャナー補償器３９０を制御するように適合される。例えば、コントローラ２２８は、回転スキャナーの修正信号、または他の修正信号を発生して、これら修正信号を回転スキャナー補償器３９０に送る。１つ以上の他の修正信号が、ビーム変調器のタイミングを調整するためにビーム変調器１６０に送られ、または基板支持体１０８を移動するために支持体のモータ１１２に送られる。コントローラ２２８はデータを受信し、基板１０４の位置または基板の歪レベルを計算し、ストアされたパターンのための修正演算を決め、及びビーム源１２４や光学ビーム素子１３６を動作するように適合される。
【００２３】
一つの模範的な実施例において、コントローラ２２８は、基準マーク２５２の測定された位置のデータを受信し、それらをそれらの元の、または設計位置と比較して各々の基準マーク２５２のずれを決定する。基準マークのずれは、基板１０４上に発生されるべきコード化されたパターンを修正するために用いられる。動作において、パターンが発生されるべき基板１０４は、基板支持体１０８上に置かれ、基板支持体によって保持される。その後、コントローラ２２８は、基板１０４上にパターンを正しく発生するために、例えば、ビーム変調器１６０、回転スキャナー２３６、及び回転スキャナー補償器３９０を制御する。例えば、コントローラ２２８は、信号をビーム変調器１６０へ送ってレーザビーム１２８のパルス化を所望の強度レベルに及びパターンに対応して制御する。
【００２４】
コントローラ２２８は、ビームパルスのタイミングを調整することによって走査方向におけるパターンを縮尺するようにビーム変調器１６０を制御することもできる。支持体のモータ１１２は、基板支持体１０８を制御し、その結果基板１０４の運動を制御して、基板１０４上に投影されたパターンを縮尺し、回転し、または変形するためにコントローラ２２８からリアルタイムの命令を受信することもできる。一般に、レーザビームレットのアレーが第１の垂直ストライプに沿って繰返されるほぼ水平経路に基板を横切って走査される。その後、ビームレット１５２は、第２の垂直ストライプに沿った第２の水平経路に走査され、などなどである。従って、コントローラ２２８は、レーザビーム源１２４、ビーム変調器１６０、回転スキャナー２３６、回転スキャナー補償器３９０及び支持体のモータ１１２を動作して、マルチ経路において基板１０４を横切ってレーザビームをラスター走査する。
【００２５】
コントローラ２２８は、メモリ及び周辺のコンピュータ要素に結合される中央処理装置（ＣＰＵ）２５６、例えばSanta Clara, CaliforniaにあるIntel社から商業的に利用可能なPentium（登録商標） Controllerに搭載しているコンピュータ読み取り可能なプログラムのソフトウエアを実行するコンピュータである。例えば、メモリは、コンピュータ読み取り可能なプログラムを有するコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。メモリは、基準マークの位置、計算された基準マークの偏差、修正オペレータ、または修正されたパターンに適したハードディスク２６０、光コンパクトディスク（ＣＤ）、フレキシブルディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２６４または他の形式の揮発性または不揮発性メモリである。
【００２６】
人間のオペレータ及びコントローラ２２８間のインタフェースは、例えば、ディスプレイ２６８及びデータ入力装置２７２、例えばキーボードを経由することができる。他のコンピュータ読み取り可能なプログラム、例えば、フレキシブルディスクまたはメモリのドライブに挿入された他のコンピュータプログラム製品を含む他のメモリにストアされたものは、コントローラ２２８を動作するために用いることもできる。コンピュータシステムのカードラックは、単一のボードコンピュータ、アナログ及びディジタル入力／出力ボード、インタフェースボード、及びステップモータのコントローラボードを含む。パターン発生器１００のいろいろな要素は、ボード、カードケージ、及びコネクタ寸法や形式を定義するVersa Modular European (VME)基準に従う。また、ＶＭＥ基準は、１６ビットのデータバス及び２４ビットのアドレスバスを有する構造も定義する。
【００２７】
コンピュータ読み取り可能プログラムは、一般に、レーザビームのパターン発生器１００を動作する命令の組を有するソフトウエアを有する。例えば、コンピュータ読み取り可能プログラムは、レーザビーム１２８を修正するために、回転スキャナー修正信号、または他の修正信号を発生することができる。コンピュータ読み取り可能プログラムは、従来のプログラミング言語、例えば、アッセンブリ言語、Ｃ、Ｃ++またはパスカルで書かれる。適切なプログラムコードは、従来のテキスト編集を用いて、単一ファイル、またはマルチファイルに入れられ、コンピュータシステムのメモリにストアされるか、または組み込まれる。もし、入れられたコードテキストがハイレベル言語にあれば、コードはコンパイルされ、その後、その結果生じるコンパイラーコードは、予めコンパイルされたライブラリールーチンのオブジェクトコードとリンクされる。リンクされ、コンパイルされたオブジェクトコードを実行するために、ユーザは、オブジェクトコードを呼び出し、ＣＰＵ２５６がコードを読み、且つ実行するようにして、プログラムにおいて識別されたタスクを行なう。
【００２８】
一つの形態において、コントローラ２２８は、図３（Ｂ）に示されるように、スピン周波数の一つの高調波を有する回転スキャナーの修正信号を発生する。回転スキャナーの修正信号は、式Ａ・Sin(ωt＋Φ）を有する。ただし、Ａは高調波の振幅、ｔは時間、ωは回転スキャナー２３６のスピン周波数、Φは高調波の移相である。一つの実施例において、走査エラーは、他の高調波成分より実質的に大きい第１高調波成分を有し、第１高調波からなる回転スキャナーの修正信号が実質的に走査エラーを補償することができる。
【００２９】
コントローラ２２８は、回転スキャナーの修正信号を発生するためにサイン波発生器４３０を有する。サイン波発生器４３０は、走査エラーを実質的に減少するために所望の振幅Ａ及び移相Φを有する所望のサイン波の高調波を生成するように同調される。サイン波発生器４３０は、例えば、Sunnyvale, CaliforniaのMaxim Integrated Products社からの“ＭＡＸ０３８”であることができる。
【００３０】
一つの形態において、回転スキャナーの修正信号は、スピン周波数の複数の高調波を有する。回転スキャナーの修正信号は、式ΣＡnSin(ｎωt＋Φn）を有する。ただし、Ａnは高調波の振幅、ｔは時間、ｎは高調波の次数（すなわち、第１高調波、第２高調波等）、ωはスピン周波数、Φnは移相である。従って、各々の高調波は、簡単にｎ番目の高調波に相当するｎに対して２つの値Ａn及びΦnとしてストアすることができる。
【００３１】
一つの実施例において、エラー曲線は、図４に示されるように、各々のｎに相当する２つの値Ａn及びΦnを決めるために、フーリエ分解される。図示された例において、エラー３３０は、他の周波数の小さな背景成分で囲まれている、第１高調波３５０、第２高調波３６０及び第３高調波３７９の大きな高調波成分を有する。第１高調波３５０が充分に減少されるまで、サイン波発生器４３０から回転スキャナー補償器３９０へ第１の高調波テスト信号を送信し、且つ振幅Ａ及び移相Φを調整することによって、第１の振幅Ａ及び第１の移相Φが決められる。
【００３２】
その後、第２高調波のテスト信号がサイン波発生器４３０から回転スキャナー補償器３９０へ送信され、第２の振幅Ａ及び第２の移相Φを決め、且つこの方法が繰返されて、複数の高調波に対しても決められる。例えば、この方法は、スピン周波数の第１高調波３５０に、その後第２高調波３６０に、更に第３高調波３７０に対して実行されることができる。一つの実施例において、この方法は、人間のオペレータによってマニュアルで実行される。もし、回転スキャナー２３６が異なる回転スキャナーで置き換えられるならば、この方法は、異なる回転スキャナーに対して値Ａn及びΦnを決めるために再び実行される。
【００３３】
一つの実施例において、コントローラ２２８は、まとめられた複数の高調波を有する回転スキャナーの修正信号３８０を、コントローラ２２８のメモリに効率的にストアされるように、図５に示されるように複数のサンプル値３９５に変換する。基板上のパターンの発生中に、コントローラ２２８は、サンプル値３９５を回転スキャナー補償器３９０に送信して、ストライプ軸１２７に沿って回転走査エラーを補償する。
【００３４】
この方法で、回転走査エラーは、不必要に大きな量のデータをストアすることなく、または複雑な複数の高調波を正確に生成することなく、効率的に修正されることができる。例えば、回転スキャナーの修正信号３８０は、回転スキャナー２３６のミラー面３１０の数と少なくとも同程度に多い、回転スキャナー２３６の解像度当たり多くのサンプル値３９５を有する。図５に示される実施例にいて、回転スキャナーの修正信号は、スピン周波数の第１高調波３８０の２４のサンプル値３９５を有する。
【００３５】
コントローラ２２８は、後のアクセスのためルックアップテーブルにサンプル値３９５をストアすることができる。基板１０４を横切ってレーザビーム１２８を走査する間、コントローラ２２８は、サンプル値３９５をステアリングミラー４１０に送る。例えば、もし、回転スキャナー２３６が２４個のミラー面３１０を有し、回転スキャナーの修正信号が２４のサンプル値３９５を有するならば、コントローラ２２８は、ミラー面３１０によってレーザビーム１２８のそれぞれの新しい走査に対するサンプル値の１つを送る。ステアリングミラー４１０は、一般に、それが受信する電気信号に対する連続した機械的応答を有し、従って、サンプル値３９５を元の回転スキャナーの修正信号３８０の良好な近似値に効率的にならす。
【００３６】
走査エラーは周期的であるので、回転スキャナー補償器３９０は、走査エラーを予測するために回転スキャナーの修正信号を用い、それを正確に補償する。例えば、回転スキャナー補償器３９０は、レーザビーム１２８の位置のリアルタイム修正を簡単に行ないながら改善されるパターン発生の精度を生成することができる。例えば、回転スキャナー補償器３９０を有するパターン発生器１００において、回転スキャナー２３６の角精度は、約０.２sec-1より小さく、例えば約０.１２sec-1より小さく改善される。
【００３７】
一つの形態において、図１に戻って参照すると、コントローラ２２８は、基板支持体１０８の所望の位置からのずれである支持体位置のエラーを補償するために、レーザビーム１２８の位置も調整する。支持体の位置センサー１１６は、基板支持体１０８の位置を正確に決めることができ、位置情報をコントローラ２２８へ送る。コントローラ２２８は、基板支持体１０８の実際の位置をその意図される位置と比較して支持体の位置のエラーを決める。
【００３８】
ビーム走査の軸に沿って、コントローラ２２８はレーザビーム１２８の変調を進めたり、遅らせたりすることによって支持体の位置エラーを補償することができる。走査ライン３２０の方向に沿って、コントローラ２２８は、レーザビーム１２８を遅らせることによって、例えば、支持修正信号をステアリングミラー４１０に送ることによって、支持位置エラーを補償することができる。一つの実施例において、コントローラ２２８は、回転スキャナーの修正信号及び支持体の修正信号を電気的に合計し、その後合計された信号を回転スキャナー補償器３９０に送って、回転スキャナー２３６によるエラーと基板支持体１０８の位置におけるエラーに対して修正する。
【００３９】
他の形態において、回転スキャナー補償器３９０は、回転スキャナー２３６の歳差運動エラーを修正するように適合される。歳差運動エラーは、実質的に大きな振幅の歳差周波数成分を有するが、それはスピン周波数の高調波ではない。歳差周波数成分が決められ、歳差周波数の高調波を含む歳差修正信号が回転スキャナー補償器３９０へ送られる。例えば、コントローラ２２８は、１以上の回転スキャナーの修正信号、支持修正信号、及び歳差修正信号を電気的に合計し、その後、合計された信号を回転スキャナー補償器３９０へ送る。
【００４０】
一つの形態において、ビーム検出器（図示せず）がリアルタイムでレーザビーム１２８の位置を検出し、監視し、コントローラ２２８は、望ましい位置からのレーザビーム１２８のずれに相当するリアルタイム修正信号を発生する。その後、コントローラ２２８は、そのリアルタイム修正信号によりリアルタイムでレーザビーム１２８の位置を調整する。例えば、コントローラ２２８は、リアルタイム修正信号を他の修正信号の１つと合計し、この合計された修正信号を回転スキャナー補償器３９０に送る。
【００４１】
従って、本パターン発生器１００及び方法は、それが基板１０４上にパターンのより正確な発生を可能にするので、有利である。本発明は、本発明の好適な形態についてかなり詳細に説明されたが、他の形態も可能である。例えば、本発明は、他のパターン発生器、例えば、実質的にコヒーレントでない光を用いてパターンを発生するパターン発生器と共に用いられることができる。従って、請求項は、ここに含まれる好適な形態の説明に限定されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例による回転スキャナー補償器を有するレーザビームのパターン発生器の概略図である。
【図２】基板を横切ってレーザビームを走査するために、スピン周波数で回転するミラー面を有する回転スキャナーの斜視図である。
【図３（Ａ）】回転スキャナーの回転運動によるレーザビームの走査において生じる走査エラーのプロットである。
【図３（Ｂ）】回転スキャナーに与えられるスピン周波数の第１高調波を有する回転スキャナーの修正信号のプロットである。
【図４】周波数の関数であるフーリェ分解された走査エラー信号のトレースのプロットである。
【図５】図３(Ｂ)の回転スキャナーの修正信号のプロット及び回転スキャナーの修正信号に沿ってサンプリングされた点である。
【図１】
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【図２】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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