(57)【要約】  空間光変調器の少なくとも１つの可動マイクロ鏡の移動の程度に影響する充電効果を減少する方法は、少なくとも１つの可能マイクロ鏡は、少なくとも１つの電極に静電的に引き付けられ、マイクロ鏡と少なくとも１つの電極との間の一連の逆転電界で少なくとも１つのマイクロ鏡を静電的に引き付ける動作を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間光変調器（ＳＬＭ）で少なくとも１つの可動マイクロ鏡の偏向の程度に影響する充電効果を減少する方法において、少なくとも１つのマイクロ鏡は、少なくとも１つの電極に静電的に引き付けられ、
マイクロ鏡と少なくとも１つの電極との間の一連の逆転電界で少なくとも１つのマイクロ鏡を静電的に引き付ける段階と、
一連の時計回り及び反時計回り運動で可動マイクロ鏡を偏向する段階と、
を含む前記方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記一連の逆電界は、周期的である前記方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記一連の逆電界は、非周期的である前記方法。
【請求項４】
請求項４記載の方法において、前記一連の時計回り及び反時計回り運動は、周期的である前記方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、前記一連の時計回り及び反時計回り運動は、非周期的である前記方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記マイクロ鏡は、アナログモードで動作する前記方法。
【請求項７】
空間光変調器の偏向可能なマイクロ鏡の偏向の程度に影響する充電効果を減少する方法であって、
偏向可能なマイクロ鏡を所要の偏向状態に設定する段階と、
電磁輻射を空間光変調器に当てる前にマイクロ鏡と少なくとも１つのアドレス電極との間の電界を除去する段階と、
を含む前記方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、前記電磁輻射は、ＳＬＭに当る前２００ｎｓ以下で前記電界を除去する前記方法。
【請求項９】
請求項７記載の方法において、前記電磁輻射は、ＳＬＭに当る前１００ｎｓ以下で前記電界を除去する前記方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法において、前記輻射により露光されるべき基盤上に前記電磁輻射は、空間光変調器によりリレーされる前記方法。
【請求項１１】
請求項７記載の方法において、前記電磁輻射は、ＳＬＭに当る前５０ｎｓ以下で前記電界を除去する前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器の操作方法に関係し、特に空間光変調器の個々のピクセルの充電効果を減少する改良されたアドレシング方法に関係する。
【背景技術】
【０００２】
現代のＵＶリソグラフィは、新たな高度に並列な書込み概念を求めている。光学ＭＥＭＳ素子付の空間光変調器（ＳＬＭ）は、このような可能性を提供する。ＳＬＭチップは、上面に数百万個の個別にアドレス可能なピクセルを有するＤＲＡＭのようなＣＭＯＳ回路を含む。ピクセルは、鏡要素とアドレス電極との間の静電力の差により偏向される。ＳＬＭを使用したパターン発生器は、本発明と同じ譲渡人に譲渡された米国特許第６、３７３、６１９号に記載されている。この特許は、要約すると小フィールド・ステッパを開示し、これは、ＳＬＭの一連の画像を露光する。作品は、ステージ上に配置され、これは、連続的に移動してパルス電磁輻射源（これは、パルスレーザ、フラッシュ・ランプ、シンクロ・トロン光源からのフラッシュ等が可能）がフラッシュしてＳＬＭの画像を作品上に凍結する。ＳＬＭは、各フラッシュの前に新たなパターンにより再プログラムされ、従って連続画像が作品上に構成される。
【０００３】
マスク書込みツールで使用されるアクチュエータのアレイを有するＳＬＭに特定のパターンがロードされ、ここで各スタンプを印刷する前は各アクチュエータは、アドレスまたは非アドレス状態である。このパターンは、マスク上に印刷されるべきパターンのサブセットである。ＳＬＭには、このようにして各ストリップに何回もパターンがロードされる。マスク基盤の全長に渡る一連のスタンプから構成されるストリップの書込みの後、ステージは、初期位置に復帰して次のストリップの書込みに備える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以後「充電」と呼ぶマイクロ鏡面またはアドレス電極面の充電は、マイクロ機械アクチュエータの性能を限定する累積的な効果である。偏向状態で全てのパラメータを定数に保持した時に、充電効果は、アクチュエータ位置の徐々に増加する電荷により、それ自身が現れる。これは、さらに十分な時間の間アクチュエータが非アドレス状態に放置された時に治癒によりそれ自体が現れる。蓄積と治癒の両方が非線形効果である。従って特定時間の結果としての位置は、その時のアドレス電圧のみならず、この特定のアクチュエータ要素のアドレシングの履歴に依存する。それ故、アクチュエータの応答は、不正確となり、これは、リソグラフィ過程で作品上の特徴の配置精度を減少し、これは、問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明の目的は、上述の問題を除去または少なくとも減少する方法を提供することである。
【０００６】
この目的は、中でも、空間光変調器（ＳＬＭ）の少なくとも１つの可動マイクロ鏡の偏向の程度に影響を与える充電効果を減少する方法により達成される本発明の第１の特徴によるものであり、少なくとも１つのマイクロ鏡は、少なくとも１つの電極に静電的に引き付けられる。少なくとも１つのマイクロ鏡は、マイクロ鏡と少なくとも１つの電極との間の一連の逆転電界で静電的に引き付けられる。
【０００７】
本発明の別な特徴によると、その目的は、空間光変調器の偏向可能なマイクロ鏡の偏向程度に影響する充電効果を減少する方法により達成される。偏向可能なマイクロ鏡は、所要の偏向状態に設定される。空間光変調器に電磁輻射を当てる前にマイクロ鏡と少なくとも１つのアドレス電極との間の電界を除去する。
【０００８】
本発明の別な特徴及びその利点は、以後に与える本発明の望ましい実施例の詳細な説明と、単なる一例として与えられ、本発明を限定するものではない添付図面の図１ａ−図５ｄから明らかとなる。
【実施例】
【０００９】
以下の詳細な説明は、図面を参照して行われる。望ましい実施例は、本発明を図式化するために記述され、特許請求の範囲に定義する発明の範囲を限定するものではない。当業者は、以下の説明から各種の等価な変更を認識できる。
【００１０】
さらに、エキシマ・レーザ源を参照して望ましい実施例を記述する。異なる電磁輻射源、例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、イオンレーザ、Ｔｉサファイア・レーザ、自由電子レーザまたはその他のパルス化基本周波数レーザ、フラッシュ・ランプ、レーザ・プラズマ源、シンクロ・トロン光源等を使用してもよいことは、当業者には明らかである。
【００１１】
図１ａは、相対強度のドリフトを図示し、これは、空間光変調器のアドレスされたマイクロ鏡に何回も電磁輻射を当てる時に、白鏡は、１．０単位に正規化され、黒鏡は、０単位により表現されていることを意味する。図１ａで相対強度は、時間の関数であることが図示されている。電磁輻射の発生源として、１ｋＨｚパルス周波数で動作するパルス化エキシマ・レーザを使用する。レーザーの出力波長は、２４８ｎｍである。本明細書で一例として示した特定値より高いまたは低いその他のパルス周波数と波長を使用できることは明らかである。
【００１２】
図１の最初の１００ｓの間、マイクロ鏡は、非アドレス状態、すなわち、白ピクセルである。次に来る４００秒の間、鏡がアドレス状態にありマイクロ鏡からの相対強度を検出した時に、エキシマ・レーザがフラッシュされる。図１ａから、充電効果のため相対強度は、時間に従って増加していることが明らかである。同じアドレス電圧による繰返しアドレシングが鏡に影響を与えて、鏡をアドレスする回数の関数として、かつ鏡／電極上に当る電磁輻射により、その偏向程度を変化させるようにして、充電効果が鏡面及び／電極の表面を充電する。
【００１３】
図１ｂは、図１ａによるグラフを生成するために使用可能な従来技術による、Ｍと記したマイクロ鏡のアドレス・サイクルの一例を図示する。図１ｂではＡと記したアドレス電極は、１２Ｖに設定される。Ｃと記したカウンタ電極は、０Ｖに設定される。マイクロ鏡要素は、最初６Ｖに設定され、非アドレス状態を定義する。アドレス電極２１４とカウンタ電極２１２が図２に従って配置されている場合、マイクロ鏡要素２１０を６Ｖ電位から０Ｖ電位に切換える時に、マイクロ鏡要素２１０は、時計回り動作を実行する。
【００１４】
マイクロ鏡要素２１０が０Ｖ状態にある間、マイクロ鏡は、アドレス状態にあるものと言える。マイクロ鏡がアドレス状態にある期間はマイクロ鏡要素が０Ｖ状態にある期間に依存する。一実施例ではアドレス状態のデューティ・サイクルは、１％以下である。
【００１５】
図２は、空間光変調器に配置可能である従来のアクチュエータ構造２００の側面図を図示する。アクチュエータ構造２００は、鏡要素２１０、支持構造２１１、カウンタ電極２１２、アドレス電極２１４及びカウンタ電極２１２、アドレス電極２１４及び支持構造２１１が配置された基盤２１３を含む。
【００１６】
図１ａを参照して、アドレス状態での鏡要素の強度は、曲線１２０を参照すると、アドレス状態にある鏡要素に当るレーザ・パルスの回数の関数として増加することが実験的に確認されている。アドレス状態の鏡要素に対する最小相対強度と最大相対強度との間の差は、図１ａでは１００により記載され、ドリフトとして参照される。図１ａからＣＤ（臨界寸法）がドリフトにより影響されることは明らかである。高い相対強度は、増大した露光を生じ、これは、また印刷すべき機能の寸法に影響する。
【００１７】
図３は、充電効果を除去するまたは少なくとも減少する本発明によるアドレス・サイクルの第１の実施例を図示する。最初に、鏡要素が０Ｖに設定され、カウンタ電極が０Ｖに設定され、アドレス電極も０Ｖに設定される。全要素が０Ｖに設定され、非アドレス状態を定める。０Ｖ電位から１２Ｖ電位へのアドレス電極の切換えは、アクチュエータ構造を非アドレス状態からアドレス状態に変更する。電磁輻射は、アドレス状態または非アドレス状態に設定された時のどちらかに鏡要素に当る。次に来るアドレス・サイクル、いわゆるフレームで、カウンタ電極と鏡要素は、また０Ｖ電位に設定されるが、アドレス電極は非アドレス状態からアドレス状態に切換える時に０Ｖから−１２Ｖに切換える。アドレス電極への１２Ｖと鏡要素への０Ｖにより、電界はアドレス電極から鏡要素に向けられる。アドレス電極の−１２Ｖと鏡要素の０Ｖにより電界は、鏡要素からアドレス電極に向けられる。両方の場合で、鏡要素は、矢印３０Ａと４０Ａにより示すように時計回り方向に移動する。アドレス状態で一連の逆転電界を印加することにより充電効果を除去または少なくとも実質的に減少可能である。このシーケンスは、１、２、３またはそれ以上の期間を有する。前記シーケンスは、またランダム化してもよい。
【００１８】
図４は、充電効果を除去したまたは少なくとも実質的に減少した本発明による別の他の実施例を図示する。この実施例では、アドレス電極とカウンタ電極の両方を使用して鏡要素を時計方向と反時計方向に偏向する。上述したように電界と反対方向に鏡要素を時計回りに偏向するため、アドレス電極を０Ｖと１２Ｖまたは０Ｖと−１２Ｖ間で切換える。カウンタ電極を０Ｖと１２Ｖまたは０Ｖと−１２Ｖ間で切換えて電界と反対方向に鏡要素を反時計回りに偏向する。図４の図示のアドレス方式では、移動方向、すなわち、時計回りまたは反時計回りは一の周期を有するが、逆転電界は、二の周期を有し、すなわち、移動方向は、アドレス・サイクル毎に変化するが、電界の方向は、２回目のアドレス・サイクルまたはフレーム毎にのみ変化する。しかしながら、移動方向が二の周期を有して、逆転電界が一の周期を有することも可能である。また、少なくとも一の周期の逆転電界または移動方向または少なくとも一の移動方向または逆転電界の非周期的シーケンスも可能である。非周期シーケンスの例は、ランダム・シーケンスである。
【００１９】
図５ａ−図５ｄは、充電効果が除去または少なくとも実質的に減少される本発明によるさらに他の実施例を図示する。図５ａは、２フレームに対して黒（破線）と白（点線）ピクセルのアドレス電圧Ｕａを図示する。図５ｂは、同じ２フレームに対して鏡電圧（実線）Ｕｍとカウンタ電圧（鎖線）Ｕｃを図示する。
【００２０】
白ピクセルに対しては、カウンタ電極の電界Ｅｃは、図５ｄを参照すると、アドレス電極の電界Ｅａと同じであり、ここで破線は、黒ピクセルを点線は白ピクセルを表す。生成するトルクＭと偏向ｄが図５ｃで黒ピクセル（破線）に対して図示される。トルクと偏向は、白ピクセルに対しては常にゼロであり、図示されない。
【００２１】
最も説明に役立つ例は、黒ピクセルを説明することである。何故ならピクセルは、白のものと比較して動くからである。図５ａで黒ピクセルは、上述したように、破線により表される。これは、また図５ｃ及び図５ｄの黒ピクセルに対しても正しい。第１フレーム、すなわち、線５０の左側で、アドレス電極は、１２Ｖにアドレスされ、鏡電極は、６Ｖにアドレスされ、カウンタ電極は、０Ｖにアドレスされる。第１フレームが終了する直前に、鏡電極は、６Ｖから０Ｖに切換えられ、これにより可動要素を図５ｃに示すように黒状態に移動し、すなわち、ピクセルは、全フレームの間、黒ではないが、その短期間の間だけ黒である。この期間は、出来るだけ短く、例えば、２００ｎｓまたはそれ以下に決定してもよい。
【００２２】
線５０の直ぐ右から始まる第２フレームで、アドレス電極は、０Ｖにアドレスされ、鏡電極は、６Ｖにアドレスされ、カウンタ電極は、１２Ｖにアドレスされる。第２フレームが終了する直前に、鏡電極は、１２Ｖにアドレスされて可動要素を図５ｃにしたがって、その黒状態に移動させる。図５ｄから、第１及び第２フレームでの黒ピクセルの電界は、逆転していることが分かる。第１フレームでは、電界は、＋６Ｖまたは＋１２Ｖであるが、第２フレームでは電界は、−６Ｖまたは−１２Ｖである。図５ｄから分かるように、白ピクセルの電界もまた逆転するが、ピクセルは、その位置から偏向されず、または移動しない。
【００２３】
上記に開示した実施例では、鏡要素は、２つ状態間、非アドレス状態とアドレス状態間のみで切換えられる。アナログ・モードで動作するＳＬＭは、複数個または多数の異なるアドレス状態を有し、これをリソグラフィに使用して異なるグレイ・スケール値を定めてもよい。作品上にパターンを作成するために空間光変調を利用するマイクロニック・レーザ・システム自体のシグマ・マシンでは、グレイスケール・レベルの数は、非アドレス状態と完全アドレス状態を含めて６５である。当業者は、グレイスケール・レベルの等しい数を定める多数の各種のアドレス状態を認識できる。
【００２４】
充電効果を除去または実質的に減少する本発明による他の実施例では、電極の少なくとも一方、アドレス電極及び／またはカウンタ電極と鏡要素との間の電界を電磁輻射が鏡要素に当る前に除去する。偏向の程度を制御するため、電磁輻射が鏡要素に当る直ぐ前に電界が除去される。電界の除去と電磁フラッシュとの間が短ければ短いほど、偏向の程度が電界を印加した時の偏向の程度により対応する。アドレス状態から非アドレス状態へ鏡要素を除去した際には常に何らかの慣性が存在し、減衰する振幅の何回かの正弦振動後に非アドレス状態に到達する。例えば、実験的に検証される、正弦振動の特性を知ることにより、フラッシュに対して電界を除去する時間を実質的に延長可能であることは明らかである。例えば、鏡要素を電磁フラッシュに意図したものより偏向した状態に設定することにより、電界の除去とフラッシュとの間の時間を予測して、正しい偏向の程度を有する鏡要素の振動の正しい位置を与えることが可能である。
【００２５】
図６は、ＳＬＭ構造にレーザ輻射をフラッシュする前に電界を除去する実施例を図示する。図面の上部は、鏡電圧対時間を図示し、一方、図面の下部は、鏡偏向対時間を図示する。１つのアドレス・サイクル、すなわち、フレームが図示されている。鏡電圧が０Ｖから１２Ｖに切換わる時、すなわち、図６のオン点で、鏡は、ある偏向状態に安定化する前に振動を開始する。鏡電圧を除去する時、すなわち、オフ点で、鏡は、非偏向状態に安定化する前に再び振動を開始する。点６１０と６２０は、鏡要素と何らかの１つの電極との間に電界が印加されない２つの可能な点を表し、ここで静電輻射が鏡要素に当る。勿論、電界を除去した後の任意の点、すなわち、図６のオフ点後をレーザをフラッシュするトリガ点として使用してもよいが、最小または最大が他の点より明確である。
【００２６】
鏡要素がある程度の偏向を変化するのに要する時間は、それ自体の鏡構造の型式、使用する材料及び鏡構造の寸法に依存する。一実施例では、電界の除去と電磁輻射の鏡要素への照射との間の時間間隔は、２００ｎｓ以下である。他の実施例では時間は、１００ｎｓ以下であり、さらに他の実施例では期間は、５０ｎｓ以下である。
【００２７】
鏡を偏向またはピストン移動によりまたは偏向とピストン移動の組合せにより移動させてもよい。
【００２８】
本発明を望ましい実施例と上記に詳説した例を参照して開示してきたが、これらの例は、限定的な意味ではなく例示の意図であることを理解すべきである。当業者には変更と組合せは容易に気付くものであり、これらの変更と組合せは、本発明の要旨と特許請求の範囲の範囲内であると考える。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１ａ】空間光変調器でアドレスされたマイクロ鏡上に多数回、電磁輻射が当る時の相対強度のドリフトを図示する。
【図１ｂ】従来技術によるマイクロ鏡の１回のアドレス・サイクルを図示する。
【図２】マイクロ鏡構造を図示する。
【図３】本発明によるアドレシング・サイクルの第１の実施例。
【図４】本発明によるアドレシング・サイクルの第２の実施例。
【図５ａ】本発明によるアドレシング・サイクルの第３の実施例。
【図５ｂ】本発明によるアドレシング・サイクルの第３の実施例。
【図５ｃ】本発明によるアドレシング・サイクルの第３の実施例。
【図５ｄ】本発明によるアドレシング・サイクルの第３の実施例。
【図６】ＳＬＭ構造で充電効果を防止する第４の実施例。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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