(57)【要約】  本発明の側面は、部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物をパターニングする方法を含む。この方法は、加工物内の複数の層に対して、ＣＤ均一性を露光フラッシュ数の関数として決定し、加工物内の複数の層に対して、パターニング・コストを露光フラッシュ数の関数として決定し、好ましいコストに対応する予め定められたＣＤ均一性を与える露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで選択するアクションを含む。本発明の他の側面は、詳細な説明、図面および特許請求の範囲内に反映される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物をパターニングする方法であって、
−  加工物内の複数の層に対してＣＤ均一性を露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  加工物内の複数の層に対してパターニングのコストを露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  好ましいコストに対応する予め定められたＣＤ均一性を与える露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで選択する段階と、
を含む前記方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるように下記のパラメータ値の組合せを選択する段階を含む前記方法。
・  放射バンド幅
・  パルス長
・  放射フラッシュ周波数
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、さらに、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるようにスリット幅の値を決定する段階を含む前記方法。
【請求項４】
部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントするコンピュータ支援装置であって、
−  加工物内の複数の層に対してＣＤ均一性を露光フラッシュ数の関数として決定する論理およびリソースと、
−  加工物内の複数の層に対してパターニングのコストを露光フラッシュ数の関数として決定する論理およびリソースと、
−  最小パターニング・コストにおける予め定められたＣＤ均一性を与える露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで選択する論理およびリソースと、
を含むコンピュータ支援装置。
【請求項５】
改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項６】
改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュのパルス長をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項７】
改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュの放射バンド幅をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項８】
改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュのスリット幅をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれかに記載の方法であって、前記変更は、マイクロ電子デバイス内だけのクリティカル層に対して実施される前記方法。
【請求項１０】
部分的にコヒーレントな光を使用してスキャナまたはステッパ内で露光される層のＣＤ均一性を改善する手順であって、
−  １０ｍｍよりも大きい光学フィールドを有するスキャナ・システムを提供する段階と、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるまで下記のパラメータの１つ以上を増加する段階とを含む手順。
ａ．スリット幅、
ｂ．レーザ・バンド幅、
ｃ．パルス長、
ｄ．レーザ・フラッシュ周波数、
ｅ．フラッシュ数、
ｆ．フィールド当たりフラッシュ数、
ｇ．フィールド当たり走査サイクル数
【請求項１１】
請求項１０に記載の手順であって、計算されたスペックルは、１％よりも少ない前記手順。
【請求項１２】
請求項１０に記載の手順であって、計算されたスペックルは、２％よりも少ない前記手順。
【請求項１３】
請求項１０に記載の手順であって、計算されたスペックルは、３％よりも少ない前記手順。
【請求項１４】
請求項１０に記載の手順であって、非分極光が使用される前記手順。
【請求項１５】
請求項１０に記載の手順であって、屈折光学が使用される前記手順。
【請求項１６】
請求項１５に記載の手順であって、少なくとも１つの屈折エレメントが使用される前記手順。
【請求項１７】
請求項１５に記載の手順であって、少なくとも１つの屈折エレメントを有するカタジオプトリック光学が使用される前記手順。
【請求項１８】
部分的にコヒーレントな光を使用してマスクレス・スキャナ内で露光される層のＣＤ均一性を改善する手順であって、
−  ０．５ｍｍよりも大きい光学フィールドを有するマスクレス・スキャナ・システムを提供する段階と、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるまで下記のパラメータの１つ以上を増加する段階とを含む前記手順。
ａ．レーザ・バンド幅、
ｂ．パルス長、
ｃ．オーバレイされたフラッシュ数
【請求項１９】
請求項１８に記載の手順であって、前記計算されたスペックルは、１％よりも少ない前記手順。
【請求項２０】
請求項１８に記載の手順であって、前記計算されたスペックルは、２％よりも少ない前記手順。
【請求項２１】
請求項１８に記載の手順であって、前記計算されたスペックルは、３％よりも少ない前記手順。
【請求項２２】
請求項１８に記載の手順であって、非分極光が使用される前記手順。
【請求項２３】
改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする装置であって、
−  スペックルを計算する論理およびリソースと、
−  表面エレメント当たりパルス数をレイヤ・ツー・レイヤ・ベースで変える論理およびリソースとを含む前記装置。
【請求項２４】
マイクロ・リソグラフィック・プリント中にスペックルを最適化させる手順であって、
−  改善されたＣＤ均一性の値に対するモデルを提供する段階と、
−  ＣＤ均一性をフラッシュ数の関数として計算する段階と、
−  特定のフラッシュ数でプリントするコストのモデルを提供する段階と、
−  好ましい結果に対応するフラッシュ数を選択する論理およびリソースを提供する段階と、
−  フラッシュ数を変えるようにされたコントロールを提供する段階と、
−  近似的に最適化されたフラッシュ数を設定する段階と、
を含む前記手順。
【請求項２５】
１％（３シグマ）よりも少ないスペックルでプリントされた改善されたＣＤ均一性を有する電子デバイス。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法であって、さらに、
−  前記加工物内の複数の層に対してＣＤ均一性を露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  前記加工物内の複数の層に対してパターニングのコストを露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  好ましいコストに対応する予め定められたＣＤ均一性をを与える露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで選択する段階と、
を含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、投影撮像に関し、特に、マスク／レチクルまたは少なくとも１つの空間光変調器からの画像の投影によるマイクロ・リソグラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
半導体デバイスの超大規模集積に関連する高密度および性能に対する現在の需要は、サブ・ミクロン特徴、トランジスタおよび回路速度向上および信頼度改善を要求している。このような需要は、高精度および均一性でデバイス特徴を形成することを要求し、それにより慎重なプロセス・モニタリングが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マルチモード・レーザにより照明される画像の投影は、光路に沿った表面の荒さおよび収差と共に光源のコヒーレンスから起こる微細非均一性をしばしば生じる。各モードまたは準モードにより形成される画像は、高コントラスト・スペックルを有する画像を与える。スペックル・パターンは、照明の細粒ランダム変動であり、モード毎、フラッシュ毎に異なり、パターニングされる画像にわたってノイズの多いパターンを与える。スペックルにより予期せぬ信号非均一性が生じ、ＣＤ−均一性を有する微細特徴のパターニングをより困難にする。
【０００４】
リソグラフィにおいて、使用される光源は、スペックルを平均するために多数の縦および横モードを有する。スペックル現象の包括的説明はT.S.McKechnie,Speckle Reduction,in Topics in Applied Physics,Laser Speckle and Related Phenomena,123(J.C.Dainty ed.,2d ed.,1984)で見られる。
【０００５】
発明者は、この平均化がしばしば不十分であることを見つけた。半導体デバイスをプリントする従来技術のスキャナは、１９３ｎｍ波長および３０−６０ｎｓのパルス時間および０．２ピコメートルのバンド幅を有するＡｒＦレーザを典型的に使用する。各特徴がＮＡ＝０．７５以上のレンズを介して２０−４０レーザ・フラッシュにより照明される。発明者は、このようなスキャナ内のスペックルは、コンタクト・ホール層上に６ｎｍ（３シグマ）のサイズ変動を生じることがあることを見つけた。これは、コンタクト層に対する全体サイズ誤差割当てに匹敵し極めて望ましくない。下記の説明から判断されるように、任意波長の部分的コヒーレント電磁放射源を使用して加工品（ウェーハ、マスク、レチクル等）をパターニングする時にスペックルを低減する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の概要）
本発明の一側面は、レーザ・パターン・ジェネレータ内の残留スペックルの大きさを低減する方法および装置を含んでいる。
【０００７】
もう１つの側面において、本発明は、マルチモード・レーザを使用する画像投影、特に、ＸｅＣｌ，ＫｒＦ，ＡｒＦおよびＦ２レーザ等のエクシマおよび分子レーザに応用される。
【０００８】
本発明のさらにもう１つの側面において、マイクロ電子デバイスを形成するいくつかの層しかパターニングしない時にスペックルは、低減される。
【０００９】
本発明の他の側面は、詳細な説明、図面および特許請求の範囲に反映される。
【実施例】
【００１０】
（詳細な説明）
下記の詳細な説明は、図面を参照してなされる。好ましい実施例は、本発明を例示するために記述され、特許請求の範囲に明示される範囲を限定しない。当業者ならば下記の記述に対する多様な等価バリエーションを認識できる。
【００１１】
本発明は、ホトマスク画像の投影により電子デバイスを形成するウェーハの露光、プリカーサ・マスクの投影によりマスクを作り出すマスク・ブランクの露光および空間光変調器からの画像の投影によるウェーハとマスク・ブランクの露光に特に応用される。それは、また、回折光デバイス、集積光デバイス、薄膜ヘッド、高密度配線デバイス、ＭＥＭＳデバイス、ＰＣＢ、ＭＣＭ、光セキュリティ・デバイス、ビジュアル・ディスプレイ・デバイスその他の類似のデバイスを作り出す他の基板上へのマスクまたはＳＬＭ画像の投影に応用される。
【００１２】
発明者は、重要な要因がレーザ・バンド幅、レーザパルス長、パルス数および波長に依存する数よりも大きい分極状態数、ＭＥＥＦ因子およびスペックルによる許容ライン幅変動の結果であることを発見した。この発見によりスループットおよびプリント忠実度間のレイヤ・バイ・レイヤ・トレードオフができるようになる。クリティカル層上のスペックルを低下させることにより厳格なＣＤ制御が行われる。より良い照明均一性によりプリントをより低いコントラストで行えるため、マイクロ・プロセッサ等の高速論理をより高速でクロックすることができ、あるいは、それらをより小さい特徴で設計することができる。６５ｎｍデザイン・ルールに対する設計は、６０ｎｍに縮小することができ、低スペックル撮像が使用される場合には再設計せずに動作クロック周波数を数パーセント高めることができる。
【００１３】
一実施例は、いくつかの側面が異なる、ＡＳＭＬからのＡＴ−１２５０等の市販のウェーハ・スキャナと類似の１９３ｎｍ波長および０．８５以上のＮＡを有するウェーハ・スキャナである。
【００１４】
従来技術のウェーハ・スキャナが図６に示されている。この装置は、出口窓２において放射パルスを発する放射源１、たとえば、エキシマ・レーザを含んでいる。出口窓は、光インテグレータ、たとえば、図示する水晶ロッドの出口平面とすることができる。
【００１５】
インテグレータは、出口窓上に均一強度分布を形成する。出口窓は、細長形状を有することができる。撮像システム３は、本実施例において、３つのレンズ３’，３”および３'''を含みパラメータを有するマスクまたはレチクル５の表面上に出口窓を撮像する。たとえば、線形アクチュエータ６は、表面４上に与えられた全体パターンが照明されるようにマスク５を窓画像に対して走査する。あるいは、マスク５は、静止させて出口窓２を走査することができる。マスク上の出口窓の画像の長い方向は、走査方向、すなわち、パルス放射に露光中に線形アクチュエータ６がマスク５を変位させる方向に垂直である。
【００１６】
単一部品として略示された投影レンズ・システム７は、マスク４の照明部を基板９上に配置された放射感応層８上に撮像する。基板は、半導体ウェーハとすることができる。投影レンズ・システム７は、１／４の拡大能を有することができる。基板は、たとえば、第２の線形アクチュエータ１０により投影レンズ・システムの拡大能を考慮してマスク５の走査と同期して走査される。コントローラ１３が放射源を制御する。コントローラ１３は、所要の照射線量を達成するために放射感応層８上のフィールドを照射すべき放射パルス数を決定する。
【００１７】
走査スリット幅は、６ｍｍではなく１２ｍｍとより広くなっている。それにより特徴を形成するパルス数は、増加する。
【００１８】
レーザ・バンド幅は、０．２５ｐｍ以下ではなく０．５ｐｍ以上とより広くなっている。それにより色補正が改善されたレンズが必要となる。このようなレンズは、１つ以上の回折レンズにより組み立てることができる。回折レンズは、屈折レンズよりも遥かに高い反対符号の分散を有する。したがって、弱回折レンズは、色収差の補正に対して強力である。弱非球面回折レンズと屈折非球面の組合せにより収差制御が改善され色補正が著しく改善され、同時に設計を単純化することができる。回折レンズによりバンド幅は、著しく増大することができ、屈折設計に対するよりも少なくとも１０倍高くすることができる。前記した０．５ｐｍバンド幅は、材料の混合を使用する屈折設計により得られるが、回折エレメントでは２０−２６ｍｍの光学フィールドに対して５ｐｍバンド幅が適している。これは、屈折および屈折−回折レンズに適用される。パワーの大部分は、１つまたはいくつかのミラー内にあり、ミラーには色収差がないためカタジオプトリック・レンズは、より高いバンド幅で作り出すことができる。
【００１９】
さらに、レーザパルスは、５０ｎｓよりも長く、一実施例では、パルス長は、２００ｎｓである。これは、パルスを分割し、その一部を遅延させ再結合して達成される。このタイプのパルス伸張は、従来技術で既知であり、エキシマ・レーザ、たとえば、ＣｙｍｅｒからのＸＬＡレーザ内でピーク・パワーを低減するのに使用される。しかしながら、この応用におけるパルス伸張は、より大きく２つのカスケード伸張遅延ループを有し、１つは、ループ時間が５０ｎｓであり、１つは、ループ時間が１２５ｎｓであり５０ｎｓ市販レーザから２００ｎｓパルス時間を作り出す。遅延ループは、レーザおよびスキャナ間でクリーン・ルームの床下に搭載された浄化チューブ内に形成される。
【００２０】
一実施例は、通常の４ｋＨｚではなく６ｋＨｚのパルス繰返レートのレーザを有する。
【００２１】
一実施例は、ＣＤ最適化に使用されるレーザ・パワーコントロールを有する。可変減衰器が２５−１００％の透過を与えレーザ出力は、電気的に５０−１００％制御することができる。
【００２２】
ウェーハ・スキャナは、レイヤ・ツー・レイヤ・ベースでＣＳ対スループットを最適化するソフトウェア・サポートを有する。
【００２３】
前記した特徴を異なる実施例と組み合わせると、従来技術の匹敵するスキャナよりもスペックルを５倍少なくすることができる。後述するように、本質的にスペックル抑制対スループットの取引による最適化手順によりさらなる改善が得られる。
【００２４】
もう１つの実施例は、１２ｋＨｚの結合インターレース・パルス・レートを達成する２つのレーザを有する。
【００２５】
各層に対してＣＤ均一性目標が規定される。ＭＥＥＦ値が解析、シミュレーションまたは実験により決定され、あるいはｄＣＤ／（ｄＥ／Ｅ）ファクタが決定される。得られるＣＤ均一性を計算するモデルに線量およびスキャナの焦点性能が入力される。標準設定によるスペックルの効果が加えられる。ＣＤ均一性目標が満たされると、手順は終わる。そうでなければ、レーザ・パワーの減衰および走査速度の低減によりスペックル寄与が低減される。２つ以上の低減が必要であれば、単一低速走査は、フィールド当り２走査により置換される。フィールドは、各走査方向に１回ずつ、計２回走査される。これによりスペックル以外のエラーも平均されＣＤ均一性をさらに改善する。必要ならば３回以上の走査が使用される。ウェーハおよびレチクルの再アライメントを行うまたは行わないマルチ・スキャン手順も使用することができ、選択は、正確なエラー構造によって決まる。再アライメントにより良好な全体アライメント性能が与えられるが、フェージングの増加によりＣＤ均一性に悪影響を及ぼす。
【００２６】
通常のケースでは、クリティカル層上にＣＤ均一性に対する達成目標はないが、ＣＤ均一性は、最適化しなければならない。一方、この手順は、ＣＤ均一性に大きな改善を見込めるが、スループットは、受け入れられないというペナルティがある。歩留まりおよび/またはデバイス値の改善を表すＣＤ均一性に対するメリット関数およびスループットに対する同様なメリット関数を形成し結合メリット関数を最適化することにより結合最適化を行うことができる。
【００２７】
一実施例は、この最適化を行うコンピュータ・ソフトウェアを有し、デバイス性能および歩留まりに基づいて層の目標ＣＤ均一性およびそれらに対するメリット関数を計算し、スペックルの効果を含むスキャナのＣＤをモデル化し、スループットをモデル化してスループットに対するメリット関数を引き出し、結合メリット関数を最適化する。さらに、走査速度を低減し、レーザ・パワーを変えて放射線量を所期値に維持し、必要な数のフラッシュがそれを行うのに十分高ければ、多数の操作サイクルを発生するソフトウェアがある。
【００２８】
この手順は、前記したハードウェア変更のない現在のツールであっても、製造経済性およびデバイス値を改善するものと信じる。マルチプレクサに対してポリシリコン層のＣＤ均一性は、最も重要であり、完成したデバイスのクロッキング速度および販売価格を決定する。５０％低いレーザパワー、５０％低い走査速度および/または恐らくはフィールド当り２倍の露光サイクルでの露光設定を見つけると、スペックルの低減および一層の平均化によりＣＤ均一性が改善される。単一層に対しては、より少ないスループットを与えるが、デバイス性能を改善し製品価値を高める。
【００２９】
スペックルによるｒｍｓ照明変動は、次のように計算することができる。
【００３０】
Ｓ＝１／ｓｑｒｔ（パルス長／コヒーレンス時間＊パルス数＊分極数）
【００３１】
パルス長（実際はパルス時間）は、ナノ秒で測定される。コヒーレンス時間は、レーザ・バンド幅および波長から計算され、レーザの大概の教科書に載っている。パルス数は、ウェーハ上の単一場所に当たるパルス数である。分極数は、分極光に対しては１であり非分極光に対しては２である。
【００３２】
レーザ・スペクトルまたはパルス形状がガウス等価パルス長から遥かに異なる場合には、実際の形状を使用してコヒーレンス時間値を計算することが必要となることがある。同様に、パルスが等しいエネルギを持たない場合には、等価パルス数を引き出さなければならない。大概の場合、修正は、小さい。それらは、レーザ物理学の教育を受けた作業者に問題をもたらしてはならない。部分分極ビームの等価自由度（ここでは、分極数）の公式は、グッドマンのＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓに記述されている。
【００３３】
もう１つの実施例は、シリコン・ウェーハ上の集積回路の直接描画を行うマスクレス・スキャナである。レチクルの代りに、それは、データ・パスにより駆動されるＳＬＭを有する。このようなシステムは、同じ発明者による以前の特許出願に記述されている。
【００３４】
図５は、本発明を容易に挿入できる、従来技術に従った加工物６０をパターニングする装置１００の実施例を示す。
【００３５】
装置１００は、電磁放射を発する放射源１０、対物レンズ構成５０、コンピュータ制御レチクル３０、ビーム調節構成２０、フーリエ平面内の空間フィルタ７０、フーリエ・レンズ構成４０および加工物６０を含んでいる。
【００３６】
放射源１０は、７８０ｎｍから２０μｍまでと規定される赤外（ＩＲ）から、本出願において１００ｎｍから放射を電磁放射として処理でき、すなわち、光学部品により反射および集束できる範囲と規定される極紫外（ＥＵＶ）までの波長範囲内で放射することができる。放射源１０は、パルスまたは連続放射を発する。連続放射源１０からの放射は、放射源１０とコンピュータ制御レチクル３０間の放射経路内に配置されたシャッタによりパルス放射へ形成することができる。たとえば、放射源は、２４８ｎｍのパルス出力、およそ１０ｎｓのパルス長および１０００Ｈｚの繰返し速度を有するＫｒＦエキシマ・レーザとすることができる。繰返し速度は、１０００Ｈｚより上でも下でも良い。
【００３７】
ビーム調節構成２０は、単純なレンズまたはレンズ・アセンブリとすることができる。ビーム調節構成２０は、放射源１０から発せられる放射をコンピュータ制御レチクル３０の表面にわたって均一に分布することができる。連続放射源の場合、このような放射源のビームは、コンピュータ制御レチクルの表面にわたって走査することができる。
【００３８】
加工物６０は、光学系が所望のデバイス層パターンを合成するように規則正しく移動される。
【００３９】
コンピュータ制御レチクル３０は、空間光変調器（ＳＬＭ）とすることができる。本実施例では、ＳＬＭは、加工物６０のある領域をパターニングするのに必要な単一時間における全情報を含んでいる。
【００４０】
本出願の残りに対して、前記したような構成も可能ではあるが、変調機構としてＬＣＤ結晶または電子光学材料に頼る透過または反射ＳＬＭあるいは圧電または静電起動を使用するマイクロ機械ＳＬＭ等の静電制御マイクロ・ミラーマトリクス（一次または二次元）が仮定される。
【００４１】
ＳＬＭ３０は、コンピュータからの個別の入力により変調される出力放射ビームを作り出すプログラマブル・デバイスである。ＳＬＭ３０は、コンピュータ供給データに応答した明暗ピクセルの発生によりマスクの機能をシミュレートする。たとえば、位相ＳＬＭ３０は、エッチングされた固体ミラーのアレイである。各マイクロ・ミラーエレメントは、個別の支持ポストまたは隣接ミラーにより支持でき、ヒンジを回復させることによりシリコン基板上に吊下げられる。マイクロ・ミラーエレメントの下にはアドレス電極がある。１つのマイクロ・ミラーは、対象平面内の１つのピクセルを表す。像平面内のピクセルは、ここではマイクロ・ミラーと同じジオメトリを有するものとして規定されるが、サイズは、光学により異なり、すなわち、光学が拡大しているか縮小しているかによって大きくなったり小さくなったりする。
【００４２】
マイクロ・ミラーおよびアドレス電極は、キャパシタとして作用し、たとえば、アドレス電極への正電圧と共にマイクロ・ミラーに印加される負電圧によりマイクロ・ミラーを吊下げているトーション・ヒンジを捻り、次に、マイクロ・ミラーは、回転または上下動して反射光の位相変調を作り出す。
【００４３】
本実施例において、投影系は、フーリエ・レンズ構成４０を含み、それは、複合チューブ・レンズ、空間フィルタ７０および対物レンズ構成５０とすることができる。フーリエ・レンズ構成４０および空間フィルタ７０は、一般的にフーリエ・フィルタと呼ばれるものを一緒に形成する。フーリエ・レンズ構成４０は、解析パターンを空間フィルタ７０上に投影する。複合最終レンズとすることができる対物レンズ構成５０は、加工物６０上に空中画像を形成する。
【００４４】
本実施例において、空間フィルタ７０は、プレート内の開口である。開口は、一次および最高次回折される本質的に全ての光を阻止するようなサイズおよび位置とされ、たとえば、開口は、フーリエ・レンズ構成４０から焦点距離に配置することができる。反射した放射は、焦点面内でフーリエ・レンズ構成４０により集められ、それは、対物レンズ構成５の瞳面と同時に作用する。非アドレス・ミラー表面からの放射が開口を通過できる間に、開口は、ＳＬＭ内のアドレスされたマイクロ・ミラーの一次および最高次回折からの光を除外する。その結果、従来のリソグラフィのように加工物６０上に強度変調空中画像が得られる。
【００４５】
一実施例は、同じ光学フィールド内に６つのＳＬＭを有し、各ＳＬＭは、８×８ミクロン・サイズの２０４８×５１２０チルト・ミラーエレメントを有する。投影レンズは、０．９ｍｍのウェーハ面光学フィールドを有するカタジオプトリックであり、縮小は、２６７倍であり、各ミラーは、ウェーハ上の３０×３０ｎｍピクセルに応答する。画像は、２つだけのパルスで形成される。ウェーハに当たる光は、分極される。照明は、１０ｐｍバンド幅および３０ｎｓパルス時間を有する部分的に狭められたＡｒＦレーザである。第２の実施例では、バンド幅は、１４ｐｍであり、第３では、２０ｐｍであり、第４では、４０ｐｍである。第５の実施例は、２０ｎｓのレーザパルス長を有し、第６は、４０ｎｓ、第７は、５０ｎｓである。第８の実施例は、非分極光を使用する。
【００４６】
ウェーハ・スキャナに関して前記したように、マスクレス・スキャナは、レーザ・パワーを減衰しフラッシュ数を増す同じ手段を有する。発生されたスペックル量が予測されＣＤ制御の値とスループット間のトレードオフでパルス数が増加される。
【００４７】
図３は、非分極撮像システムに対する照明均一性対バンド幅、パルス時間およびパルス数を示す。分極システムに対しては、スペックルは、１．４１倍となる。
【００４８】
図４は、２つのパルスを使用するマスクレス・システムに対するスペックル値を示す。Ｎパルスに対してスペックルは、ｓｑｒｔ（２／Ｎ）倍となる。
【００４９】
加工物をパターニングするコストは、それを製造するのに要する時間に関連している。
【００５０】
さまざまな実施例および詳細例について本発明を開示してきたが、これらの例は、例示用であって制約的意味合いはない。当業者ならば容易に修正および組合せを考えることができ、これらの修正および組合せは、本発明の精神および特許請求の範囲内に入る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】レーザスペックル照明および小さい特徴を示す図である。
【図２】ＣＤ均一性対スループットを最適化する発明の手順を示す図である。
【図３】非分極撮像システムに対する照明均一性対バンド幅、パルス時間およびレーザパルス数を示す図である。
【図４】分極マスクレス・システムに対する照明均一性対バンド幅、パルス時間およびレーザ・パルス数を示す図である。
【図５】従来技術に従ったパターン発生器の実施例の略図である。
【図６】図６は従来技術に従ったウェーハ・スキャナを示す図である。
【図１】
2007525826.tif 000002
【図２】
2007525826.tif 000003
【図３】
2007525826.tif 000004
【図４】
2007525826.tif 000005
【図５】
2007525826.tif 000006
【図６】
2007525826.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月16日(2005.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物をパターニングする方法であって、
−  加工物内の複数の層に対して、スペックルによるＣＤ均一性を露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  加工物内の複数の層に対してパターニングのコストを露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  好ましいコストに対応する予め定められたＣＤ均一性を与える露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで選択する段階と、
を含む前記方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるように下記のパラメータ値の組合せを選択する段階を含む前記方法。
・  放射バンド幅
・  パルス長
・  放射フラッシュ周波数
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、さらに、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるようにスリット幅の値を決定する段階を含む前記方法。
【請求項４】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントするコンピュータ支援装置であって、
−  加工物内の複数の層に対してスペックルによるＣＤ均一性を露光フラッシュ数の関数として決定する論理およびリソースと、
−  加工物内の複数の層に対してパターニングのコストを露光フラッシュ数の関数として決定する論理およびリソースと、
−  最小パターニング・コストにおける予め定められたＣＤ均一性を与える露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで選択する論理およびリソースと、
を含むコンピュータ支援装置。
【請求項５】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項６】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュのパルス長をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項７】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュの放射バンド幅をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項８】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな電磁放射源を使用して改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする方法であって、
−  表面エレメント当たり露光フラッシュのスリット幅をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで変える段階を含む前記方法。
【請求項９】
請求項５から８に記載の方法であって、前記変更は、マイクロ電子デバイス内だけのクリティカル層に対して実施される前記方法。
【請求項１０】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな光を使用してスキャナまたはステッパ内で露光される層のＣＤ均一性を改善する手順であって、
−  １０ｍｍよりも大きい光学フィールドを有するスキャナシステムを提供する段階と、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるまで下記のパラメータの１つ以上を増加する段階とを含む前記手順。
ａ．スリット幅、
ｂ．レーザバンド幅、
ｃ．パルス長、
ｄ．レーザフラッシュ周波数、
ｅ．フラッシュ数、
ｆ．フィールド当たりフラッシュ数、
ｇ．フィールド当たり走査サイクル数
【請求項１１】
請求項１０に記載の手順であって、計算されたスペックルは、１％よりも少ない前記手順。
【請求項１２】
請求項１０に記載の手順であって、計算されたスペックルは、２％よりも少ない前記手順。
【請求項１３】
請求項１０に記載の手順であって、計算されたスペックルは、３％よりも少ない前記手順。
【請求項１４】
請求項１０に記載の手順であって、非分極光が使用される前記手順。
【請求項１５】
請求項１０に記載の手順であって、屈折光学が使用される前記手順。
【請求項１６】
請求項１５に記載の手順であって、少なくとも１つの屈折エレメントが使用される前記手順。
【請求項１７】
請求項１５に記載の手順であって、少なくとも１つの屈折エレメントを有するカタジオプトリック光学が使用される前記手順。
【請求項１８】
モード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックル・パターンを有する部分的にコヒーレントな光を使用してマスクレス・スキャナ内で露光される層のＣＤ均一性を改善する手順であって、
−  ０．５ｍｍよりも大きい光学フィールドを有するマスクレス・スキャナ・システムを提供する段階と、
−  スペックルからの計算された照明非均一性（３シグマ）が０．５％よりも少なくなるまで下記のパラメータの１つ以上を増加する段階とを含む手順。
ａ．レーザバンド幅、
ｂ．パルス長、
ｃ．オーバレイされたフラッシュ数
【請求項１９】
請求項１８に記載の手順であって、前記計算されたスペックルは、１％よりも少ない前記手順。
【請求項２０】
請求項１８に記載の手順であって、前記計算されたスペックルは、２％よりも少ない前記手順。
【請求項２１】
請求項１８に記載の手順であって、前記計算されたスペックルは、３％よりも少ない前記手順。
【請求項２２】
請求項１８に記載の手順であって、非分極光が使用される前記手順。
【請求項２３】
改善されたＣＤ均一性で加工物にプリントする装置であって、
−  スペックルを計算する論理およびリソースと、
−  表面エレメント当たりパルス数をレイヤ・ツー・レイヤ・ベースで変える論理およびリソースとを含む装置。
【請求項２４】
マイクロ・リソグラフィック・プリント中にモード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックルを最適化させる手順であって、
−  改善されたＣＤ均一性の値に対するモデルを提供する段階と、
−  ＣＤ均一性をフラッシュ数の関数として計算する段階と、
−  特定のフラッシュ数でプリントするコストのモデルを提供する段階と、
−  好ましい結果に対応するフラッシュ数を選択する論理およびリソースを提供する段階と、
−  フラッシュ数を変えるようにされたコントロールを提供する段階と、
−  近似的に最適化されたフラッシュ数を設定する段階と、
を含む前記手順。
【請求項２５】
１％（３シグマ）よりも少ないモード毎および/またはフラッシュ毎に異なる照明内の細粒ランダム変動であるスペックルでプリントされた改善されたＣＤ均一性を有する電子デバイス。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法であって、さらに、
−  前記加工物内の複数の層に対してＣＤ均一性を露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  前記加工物内の複数の層に対してパターニングのコストを露光フラッシュ数の関数として決定する段階と、
−  好ましいコストに対応する予め定められたＣＤ均一性をを与える露光フラッシュ数をレイヤ・バイ・レイヤ・ベースで選択する段階と、
を含む前記方法。
【国際調査報告】
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