(57)【要約】本発明は、回折タイプのマイクロミラー・アレイを使用して、加工物上の放射線感光性媒体の形体の境界を画定する方法およびシステムに関し、半導体基板上にパターンおよび構造を生成することに拡張される。加工物はリソグラフィ・マスク、集積回路、および他の電子および光学デバイスを含む。本発明の特定の態様は、請求の範囲、明細書および図面に記載されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元アレイの傾斜マイクロミラーを使用して加工物上の少なくとも１つの放射線感光性媒体を露光する場合に、微小形態の境界を画定する方法であって、
高反射出力を生成するために、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを傾斜することと、
境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを、最小反射出力輝度を生成する傾斜を超えて、境界に沿って非常に改良されたコントラストを生成する傾斜まで傾斜することとを含む方法。
【請求項２】
非常に改良されたコントラストを生成する傾斜が、第１セットと第２セットのマイクロミラーの反射出力間に弱め合う干渉を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、第１セットと第２セットのマイクロミラー間で、第３セットのマイクロミラーを中間傾斜まで傾斜することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第３セットのミラーが、高反射出力を生成する傾斜から、非常に改良されたコントラストを生成する傾斜までの範囲を含む単調関数に対応するグレー・スケールを生成する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
マイクロミラーがほぼ中心の軸線の周囲で傾斜する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
マイクロミラーが、一方側から傾斜する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
傾斜が、マイクロミラーの支持部材を変形することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
傾斜が、マイクロミラーを変形すること含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
非常に改良されたコントラストを生成する傾斜が、第２セットのマイクロミラーからの反射出力の複素振幅の実数成分のほぼマイナスの値に対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
加工物が半導体基板であり、さらに、
放射線感光性媒体に少なくとも１つのパターンを形成するために、マイクロミラーを反復的に傾斜し、部分干渉性放射線でアレイを照明し、反射出力を誘導することと、
加工物上にパターンに対応する１つまたは複数の半導体構造を形成するために、加工物を処理することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
加工物が少なくとも１つのレチクルであり、さらに、
マイクロミラーを反復的に傾斜し、部分干渉性放射線でアレイを照明して、反射した出力を放射線感光性媒体へと誘導することと、
レチクル上のパターンを現像することと、
半導体基板上にパターンに対応する１つまたは複数の半導体構造を形成することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
２次元アレイの傾斜マイクロミラーを使用して、加工物上の放射線感光性媒体を露光する場合に、微小形態の境界を画定する方法であって、
高反射出力を生成するために、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを傾斜することと、
境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを、第２セットのマイクロミラーの反射出力内で最大の弱め合う干渉を生成する傾斜を超えて、第１セットと第２セットのマイクロミラーの反射出力間でほぼ弱め合う干渉を生成する傾斜まで傾斜することとを含む方法。
【請求項１３】
２次元アレイの傾斜マイクロミラーを使用して、加工物上の放射線感光性媒体を露光する場合に、形体の境界を画定する方法であって、
高反射出力を生成するために、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを傾斜することと、
境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを、最小反射出力輝度を生成する傾斜を超えて、第１セットと第２セットのミラーの反射出力間でほぼ弱め合う干渉を生成する傾斜まで傾斜することとを含む方法。
【請求項１４】
加工物上の放射線感光性媒体を露光する場合に、微小形態の境界を画定する、２次元アレイの傾斜マイクロミラーの制御装置であって、
アレイに結合した論理およびリソースを含み、これは、
境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを駆動して、傾斜し、高反射出力を生成して、
境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを駆動して、最小反射出力輝度を生成する点を超えて、境界に沿って非常に改良されたコントラストを生成するポイントまで傾斜するような構成である制御装置。
【請求項１５】
制御装置に結合されて、それによって制御され、反射表面のフットプリントを含み、これが、
ほぼ中心の傾斜軸線と、
傾斜軸線の対向する側にある同様の反射区域と、
傾斜軸線、またはその付近より、傾斜軸線から離れた箇所で反射が非常に減少する区域とを有する、請求項１４に記載の傾斜マイクロミラー。
【請求項１６】
制御装置に結合されて、それによって制御され、反射表面のフットプリントを含み、これが、
ほぼ中心の傾斜軸線と、
傾斜軸線の対向する側にある同様の反射区域と、
傾斜軸線、またはその付近より、傾斜軸線から離れた箇所で反射が非常に増加する区域とを有する、請求項１４に記載の傾斜マイクロミラー。
【請求項１７】
さらに、
アレイに放射線を投影する照明ソースと、
アレイから反射した放射線を、加工物上の放射線感光性媒体に転送する光学系と、
加工物を支持し、微小形態の境界が画定されるにつれて移動するように制御されたステージとを含む、請求項１４に記載の制御装置を含むパターン発生器。
【請求項１８】
論理およびリソースがさらに、第１セットと第２セットのマイクロミラー間で、単調関数に対応する中間傾斜まで、高反射出力を生成する傾斜と、非常に改良されたコントラストを生成する反射とを含む範囲で第３セットのマイクロミラーを駆動するような構成である、請求項１４に記載の制御装置。
【請求項１９】
さらに、
アレイに放射線を投影する照明ソースと、
アレイから反射した放射線を、加工物上の放射線感光性媒体に転送する光学系と、
加工物を支持し、微小形態の境界が画定されるにつれて移動するように制御されたステージとを含む、請求項１８に記載の制御装置を含むパターン発生器。
【請求項２０】
製造品目であって、
加工物上の放射線感光性媒体をマイクロミラー・アレイで露光する場合に、微小形態の境界の画定を制御するために命令を記録した機械読み取り可能媒体を含み、命令が、
高反射出力を生成するために、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを傾斜し、
境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを、最小反射出力輝度を生成する傾斜を超えて、境界に沿って非常に改良されたコントラストを生成する傾斜まで傾斜させるための命令を含む品目。
【請求項２１】
マイクロミラー・アレイで使用するような構成である傾斜マイクロミラーであって、反射表面のフットプリントを含み、これが、
ほぼ中心の傾斜軸線と、
傾斜軸線の対向する側にある同様の反射区域と、
傾斜軸線、またはその付近より、傾斜軸線から離れた箇所で反射が非常に減少する区域とを有する傾斜マイクロミラー。
【請求項２２】
マイクロミラー・アレイで使用するような構成である傾斜マイクロミラーであって、反射表面のフットプリントを含み、これが、
ほぼ中心の傾斜軸線と、
傾斜軸線の対向する側にある同様の反射区域と、
傾斜軸線、またはその付近より、傾斜軸線から離れた箇所で反射が非常に増加する区域とを有する傾斜マイクロミラー。
【請求項２３】
マイクロミラー・アレイで使用するような構成である傾斜マイクロミラーの反射表面であって、
反射表面のフットプリントを有し、これが、
ほぼ中心の傾斜軸線と、
傾斜軸線の対向する側にある同様の反射区域と、
傾斜軸線、またはその付近より、傾斜軸線から離れた箇所で反射が非常に減少する区域とを有し、
反射表面がある範囲の傾斜を有し、これが、
高反射出力を生成する第１傾斜角度と、
最小反射出力輝度を生成する傾斜を超えて、マイクロミラー間に非常に改良されたコントラストを生成する傾斜までの第２傾斜角度とを含み、第１および第２傾斜角度を形成する反射表面。
【請求項２４】
マイクロミラー・アレイで使用するような構成である傾斜マイクロミラーの反射表面であって、
反射表面のフットプリントを有し、これが、
ほぼ中心の傾斜軸線と、
傾斜軸線の対向する側にある同様の反射区域と、
傾斜軸線またはその付近より、傾斜軸線から離れた位置で、反射表面が生成する反射出力輝度が減少するように配置された、傾斜軸線の対向する側にある位相干渉構造とを有する反射表面。
【請求項２５】
反射表面のフットプリントがさらに、中心傾斜軸線の対向する側にある対向する縁部を含み、位相干渉構造が、傾斜軸線より対向する縁部に近い方に配置される、請求項２４に記載の反射表面。
【請求項２６】
反射表面のフットプリントは、反射表面の中心が列および行で位置合わせされるように配置されるような構成である、請求項２４に記載の反射表面。
【請求項２７】
位相干渉構造が、１／４波長の奇数倍だけ、反射表面自体と高さが異なる、請求項２４に記載の反射表面。
【請求項２８】
２次元アレイのマイクロミラーを校正する方法であって、
第１軸線と平行に、明るいマイクロミラーと暗いマイクロミラーの間に少なくとも１本の第１コントラスト線を生成し、少なくとも幾つかの線位置について、暗いマイクロミラーと明るいマイクロミラーの間にグレー値のマイクロミラーでアレイに第１コントラスト線を適用し、マイクロミラーに対応する反射出力輝度を記録することと、
第１軸線と平行ではない第２軸線に平行に、明るいマイクロミラーと暗いマイクロミラーの間に少なくとも１本の第２コントラスト線を生成し、少なくとも幾つかの線位置について、暗いマイクロミラーと明るいマイクロミラーの間にグレー値のマイクロミラーでアレイに第２コントラスト線を適用し、マイクロミラーに対応する反射出力輝度を記録することと、
記録した反射出力輝度に対応する個々のマイクロミラーの補正値を計算することとを含む方法。
【請求項２９】
明るいマイクロミラーと暗いマイクロミラーの間の第１および第２コントラスト線が、連続する暗いマイクロミラー少なくとも３個分を含む幅を有し、これらのマイクロミラーは少なくとも３つの連続する明るいマイクロミラーに隣接するか、それとグレー・マイクロミラー少なくとも１個分隔置されている、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
アレイにコントラスト線を適用することが、各コントラスト線に対応して、ピクセルから反射出力輝度を少なくとも３つの記録がなされるように、コントラスト線を配置することを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
特性波長を有する電磁放射線の部分干渉性ソースによって照明された２次元アレイのマイクロミラーを校正する方法であって、
アレイ内にチェッカ盤パターンのマイクロミラーを生成することを含み、明るい値と明るくない値に設定された正方形がチェッカ盤内で交互し、さらに、
傾斜アクセスとマイクロミラーの縁部との１／４波長と１／２波長の差の範囲で、明るくないマイクロミラーを駆動することと、画像面の出力の輝度を記録することと、
明るくないマイクロミラーの１つまたは複数の駆動値を決定して、記録した出力輝度にこの駆動値をマッピングする応答曲線を設定する際に使用することとを含む方法。
【請求項３２】
さらに、決定した駆動値に基づいて、アレイの出力輝度の動作範囲の暗い端部を設定することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
電磁放射線の部分干渉性ソースによって照明された２次元アレイのマイクロミラーを校正する方法であって、
大部分のマイクロミラーが第１出力輝度値に設定され、他のマイクロミラーが、ある範囲の出力輝度値で変化し、他のマイクロミラーが相互から非常に隔置された状態で、アレイにマイクロミラーのパターンを生成することと、
ある範囲の出力輝度値を通して他のマイクロミラーを駆動し、他のマイクロミラーの出力輝度を様々な駆動信号で記録することと、
所望の出力輝度レベルを生成するために、個々のマイクロミラーの駆動信号を決定することとを含む方法。
【請求項３４】
他のマイクロミラー間の間隔が、第１出力輝度値のマイクロミラー少なくとも３個分である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
他のマイクロミラーの中心の間隔が、少なくとも２×輝度ＲＭＳであり、ここで輝度ＲＭＳは、典型的な明るいマイクロミラーに対応する輝度分布の２乗平均である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
他のマイクロミラーの中心の間隔が、少なくとも３×輝度ＲＭＳであり、ここで輝度ＲＭＳは、典型的な明るいマイクロミラーに対応する輝度分布の２乗平均である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
他のマイクロミラーの中心の間隔が、少なくとも４×輝度ＲＭＳであり、ここで輝度ＲＭＳは、典型的な明るいマイクロミラーに対応する輝度分布の２乗平均である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
他のマイクロミラーが、個々のマイクロミラーから最小反射出力輝度を生成する傾斜を超えて、明るいマイクロミラーと暗いマイクロミラーの間で非常に改良されたコントラストを生成する傾斜まで駆動される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
他のマイクロミラーが、他のマイクロミラーの反射出力内で最大の弱め合う干渉を生成する傾斜を超えて、第１出力輝度値を有するマイクロミラーと他のマイクロミラーの反射出力間でほぼ弱め合う干渉を生成する傾斜まで駆動される、請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
他のマイクロミラーが、個々のマイクロミラーから最小の反射出力輝度を生成する傾斜を超えて、第１出力輝度値を有するマイクロミラーと他のマイクロミラーの反射出力間でほぼ弱め合う干渉を生成する傾斜まで駆動される、請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
２次元アレイの露光放射線ソースを校正する方法であって、
大部分のソースが第１出力輝度値に設定され、他のソースが、ある範囲の出力輝度値で変化し、他のソースがセンサによって個々に解像するために、相互から非常に隔置された状態で、アレイにソースのパターンを生成することと、
ある範囲の出力輝度値を通して他のソースを駆動し、他のソースの出力輝度を様々な駆動信号に記録することと、
所望の出力輝度レベルを生成するために、個々のソースの駆動信号を決定することとを含む方法。
【請求項４２】
駆動信号が個々のソースについて決定される、請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上のパターンおよび構造の形成を含む、回折タイプのマイクロミラー・アレイを使用して加工物上の放射線感光性媒体の微小形態境界を画定する方法およびシステムに関する。加工物は、リソグラフィ・マスク、集積回路および他の電子および光学デバイスを含む。本発明の特定の態様が、請求の範囲、明細書および図面に記載されている。
【背景技術】
【０００２】
集積回路またはデバイスを生産するためにパターンの作成に使用する２つの主要なタイプの放射線エネルギは、光子ビームおよび電子ビームである。走査された複数の光子ビームを使用するシステムの方が、複数の電子ビームを使用するシステムより一般的に入手可能である。光子またはレーザ・パターン発生器システムの方が通常は電子ビーム・システムより高速であるが、これより精度が低い。レーザ走査システムの複数の比較的広いビームは、ベクトル方式電子ビーム・システムの１本の電子ビームとは異なる特性を有する。レーザ走査システムでのマスク書き込みには、装飾を使用して、これより広い光子ビームのビーム幅を部分的に補償することができる。
【０００３】
直接書き込み用途では、光子露光放射線が好ましい。電子ビームは、集積回路の層の特性に悪影響を及ぼすことがあるからである。基板で、および集積回路の電子電荷トラップ層にて、パターン形成中のレジスト層を通過する電子が、レジストの下にある層の特性を損傷するか、変化させることがある。このような変化した特性は、デバイスの性能に望ましくない効果を有する。光子系の書き込みデバイスは、概ね電子ビーム・デバイスより高速であるというさらなる利点を有する。
【０００４】
本発明は、光子露光放射線を使用する新種のパターン発生器の開発に際してのものである。１つまたは複数の走査したレーザ・ビームを使用する代わりに、新種のパターン発生器は１つの実施形態ではマイクロミラー・アレイ、空間光変調器（「ＳＬＭ」）、およびパルス状照明源を使用して、加工物の面にわたっていわゆるスタンプを印刷する。上述したグラフィック・エンジンの出願は、この新種のパターン発生器の態様を開示する発明者が共通する幾つかの出願のうちの一つである。これらの並行出願も、他の種類のマイクロミラー・アレイをパルス状照明とともに使用して、スタンプを印刷することを教示している。
【０００５】
開発中のマイクロミラー・アレイは、屈折ではなく回折を使用して、放射線感光性媒体にコントラストを生成する。回折を使用することにより、マイクロミラーの小さい動作が放射線の散乱を誘発する。散乱は、オブジェクト面の１つのマイクロミラーから伝えられる放射線の成分の間で、いわゆる弱め合う干渉に対応する。開口および他の光学構成要素は、この散乱を加工物上の放射線感光性媒体に対応する画像平面におけるグレー・スケール輝度変化に変換する。
【０００６】
オブジェクト面にある１つのマイクロミラーが、画像平面に輝度のガウス分布を生成する。様々な近似により、１つのマイクロミラーの輝度分布は、３×３または５×５グリッドのマイクロミラーに概ね対応する面積に影響する。逆に、画像平面のある点における露光放射線の輝度は、オブジェクト面にある９個または２５個のマイクロミラーの方向に依存する。
【０００７】
画像平面にあるレジストなどの放射線感光性媒体は、多少の厚さおよび多少の不透明性を有する。媒体の頂部および底部は、露光放射線に対して反応が多少異なる。これは、媒体の特徴、および露光するよう意図された区域と露光しないよう意図された区域との間の境界におけるコントラストに依存する。低いコントラストは通常、広い頂部および狭い底部、または垂直でない側壁を有するトレンチを生成し、これは媒体の厚さ方向の等露光輪郭に対応する。非垂直の側壁は、特にエッチング・プロセスの腐食の後に、媒体の厚さの変化のせいで境界の位置決めを損なう。媒体厚さの変化は、許容された限界寸法の変化と比較すると大きい。１０または１５°の角度の正弦は、それぞれ０．１７３６または０．２５８８であり、これは非垂直側壁が境界を配置する程度は、媒体の厚さに影響されやすいことを示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
境界の配置および／またはコントラストを改善するチャンスもある。マイクロミラーの動作範囲は、境界の配置とマイクロミラーの傾斜との間の伝達関数に影響するので、境界の配置に影響を及ぼす。校正方法も、境界の配置および／またはコントラストを改善することもできる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、回折タイプのマイクロミラー・アレイを使用して加工物上の放射線感光性媒体の微小形態境界を画定する方法およびシステムに関し、半導体基板上へのパターンおよび構造の形成にも関する。加工物は、リソグラフィ・マスク、集積回路および他の電子および光学デバイスを含む。本発明の特定の態様は、請求の範囲、明細書および図面に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、図面に関して詳細な説明をする。好ましい実施形態は、本発明を例示するために記載されるが、これにより発明の範囲を制限するものではない。発明の範囲は請求の範囲によって定義される。当業者であれば、以下の説明に関して様々な等価の変形態様を認識する。
【００１１】
図１は、空間光変調器（「ＳＬＭ」）を使用する１つの実施形態のマイクロミラー・アレイ・パターン発生器の一般的レイアウトを示す。ＳＬＭパターン発生器の態様は、上記で識別した関連の並行特許出願で開示されている。露光すべき加工物がステージ１１２上にある。ステージの位置は、一対干渉計１１３のような精密な位置決めデバイスによって制御される。加工物は、レジストまたは他の露光感光性材料の層があるマスクであっても、直接書き込みの場合で、レジストまたは他の露光感光性材料の層がある集積回路でもよい。第１方向では、ステージは連続的に移動する。第１方向に対して概ね直角である他の方向では、ステージは低速で移動するか、階段状に移動し、したがって加工物上で細片状のスタンプが露光する。この実施形態では、パルス状エキシマ・レーザ源１０７がフラッシュ命令１０８を受信し、これがレーザ・パルスを発生する。このレーザ・パルスは、遠紫外線（ＤＵＶ）または極紫外線（ＥＵＶ）スペクトル範囲でよい。レーザ・パルスは、ビーム調整器またはホモジナイザによって照明光１０６に変換される。ビーム分割器１０５が、照明光の少なくとも一部をＳＬＭ１０４に誘導する。パルスは、例えば２０ｎｓしかないほど短く、したがってフラッシュ中にステージのいずれの動作も凍結される。ＳＬＭ１０４は、パターン・ラスタ化装置１０２によって処理されるデータ・ストリーム１０１に反応する。１つの構成では、ＳＬＭは２０４８×５１２個のミラーを有し、これはそれぞれ１６×１６μｍであり、８０×８０ｎｍの投影画像を有する。これは、各記憶ノードの０．５ミクロン上に形成されたマイクロメカニカル・ミラーを有するＣＭＯＳアナログ・メモリを含む。記憶ノードとミラー間の静電力がミラーを作動させる。デバイスは、鏡面反射ではなく回折モードで働き、完全にオンの状態から完全にオフの状態になるのに、波長の１／４（２４８ｎｍで６２ｎｍ）しかミラーの縁部を偏向させなくてよい。微細なアドレス・グリッドを生成するために、ミラーをオン、オフおよび６３の中間値にする。パターンは、数百万のＳＬＭチップの画像からステッチングされる。フラッシュとステッチングは、毎秒１０００個のスタンプの速度で進行する。ステッチングおよび他の誤りを解消するために、パターンはオフセットしたグリッドおよびフィールドで４回書き込む。さらに、フィールドを縁部に沿って混合する。ミラーを個々に校正する。エキシマ光に反応するＣＣＤカメラを、最終レンズの下の画像と同価の位置で光路上に配置する。ＳＬＭミラーは、一連の既知の電圧で駆動され、カメラが反応を測定する。校正ファンクションは、書き込み中にグレー・スケール・データの実時間補正に使用するためにミラーごとに決定される。データ路では、ベクトル・フォーマット・パターンをグレースケール画像にラスタ化し、グレー・レベルは４つの書き込みパスの個々のピクセル上の照射量レベルに対応する。次に、画像処理を使用して、この画像を処理することができる。最終ステップは、画像をＳＬＭの駆動電圧に変換することである。画像処理ファンクションが、プログラム可能な論理を使用して実時間で実行される。関連特許出願で開示されている様々なステップを通し���、ラスタ化したパターン・データを、ＳＬＭ１０４の駆動に使用する値１０３に変換する。
【００１２】
この構成で、ＳＬＭは回折モードのマイクロミラー・デバイスである。当技術分野では様々なマイクロミラー・デバイスが開示されている。代替構成では、照明用の光を、ＬＣＤアレイまたはマイクロメカニカル・シャッタなどのマイクロシャッタ・デバイスを通して指向する。
【００１３】
マイクロミラーは、図２で示すように、「オフ」または１／４波長消光傾斜よりさらに動かすことができる。図２Ａは、露光放射線に対して直角のミラー２１２を示す。この実施形態では、ビーム分割器を使用して、マイクロミラー・アレイからの入力および出力が同じ路を横切ることができるようにする。別の実施形態では、入力放射線は、出力を入力とは異なる路に沿って収集するように、ミラー表面に対して角度があってよい。ミラー２１２上の任意の１ポイントからの出力の複素振幅は、実数および虚数の（位相）振幅成分を表す単位円上の点として図示することができる。図２Ａでは、ミラーの基準位置は、＋１の実数部分および０の虚数部分を有すると見なされる。この基準位置２１０は、ミラー２１２上の全ての点で同じである。入力放射線に対して直角だからである。
【００１４】
図２Ｂは、１／４波長傾斜の約１／３である傾斜角度を示す。（図の傾斜は例示的であり、縮尺通りではない。）基準線２２４からのミラー２２２の傾斜は、縁部にあるミラー位置と中央のミラー位置との比較を提供する。１／４波長傾斜は、ミラーと縁部と中央から反射した光の間に１８０度の位相差を誘発する。ミラー２２５の一方側の複素振幅を、円弧２２１として単位円上に図示する。円弧２２１は、ミラー２２２の面を通って中心から外縁部までの点の複素振幅を表す。ミラー表面全体の複素振幅は、円弧２２１からｘ軸に対して反射する第２円弧で図示される。明快さを期して、この図の組ではミラーの一方側のみを図示する。
【００１５】
図９で示し、以下で検討する投影光学系は、低域フィルタとして作用する。画像では、ミラーの機械的構造を低域フィルタによって除去する。残っているのは、ミラー表面にわたる平均複素振幅であり、これを輝度分布に変換することができる。表面では、表面の平均複素振幅を、下記の面積分で表すことができる。
【数１】
2006501687.tif 000003
その結果の複素振幅は、初期複素振幅に依存する。複素反射率γは、分析を単純にするために、１としてよいこともある。偏向ｈはミラーの縁部におけるものである。波長λは、１つの照明モードのものである。
【００１６】
単純化は様々なケースに当てはまる。典型的なマイクロミラーの場合、面積分ｄＳをミラーの右縁から左縁まで１次元積分ｄｘに単純化することができる。場合によっては、ミラーの断面がｘの関数として変動する。傾斜していない長方形のミラーの場合、反射率を１とすると、単純化は下式の通りになる。
【数２】
2006501687.tif 000004
ここでφ0は、ミラー表面における角度であり、これは平坦な表面を有するミラーでは一定である。
【００１７】
長方形のミラーの場合、単純化は下式の通りになる。
【数３】
2006501687.tif 000005
【００１８】
さらなる単純化は、再び反射率を１とすると、下式の通りになる。
【数４】
2006501687.tif 000006
【００１９】
図２Ｂでは、複素積分を２２０で示す。これは円弧２２１の範囲内である。円弧２２１は、中心傾斜ミラーのｘ軸のミラー側にも存在することに留意されたい。この場合、反時計回りおよび時計回りの円弧は、相補的な虚数部分を有する。図２Ｃでは、１／４波長傾斜を示す。ミラー２３２の縁部が傾斜して基準線２３４から離れる距離は、１／４波長である。ミラーに対して直角に進む光は、ミラー中心より隆起した縁部では１／２波長分だけ進行距離が短く、このため弱め合う干渉および回折が生じる。円弧２３１は、ミラーの一方側からミラーの複素振幅への寄与率を示す。その結果の複素振幅２３０を基点で示し、これは弱め合う干渉と一致する。図２Ｄでは、基準線からのミラー２４２の過剰傾斜が、「マイナスの黒色」と呼ばれるものに対応する。このマイナスの黒色傾斜角度が分析され、微小形態の境界におけるコントラストにとって好ましい特性を有する、さらに以下で説明するミラーの設計、伝達機能、校正および半導体デバイス製造との関係も有すると判断されている。円弧２４１は、入力波と出力波との間に約２５７°の位相差を示し、これは１／４波長傾斜と１／２波長傾斜の間である。１６ミクロン幅のミラーの場合、これは、２４８ｎｍのソースで照射し、縁部で約８７．５または８８ｎｍの傾斜に相当する。これは新しい傾斜範囲である。
【００２０】
複素振幅および輝度曲線を図３Ａに示す。これらの曲線は、同様の傾斜を有するマイクロミラーのグループのうち１つのマイクロミラーからの転送出力を表す。これらの曲線で示した弱め合う干渉の唯一の成分は、単一マイクロミラーの出力成分間の干渉である。これらの曲線については、上述したＢｌａｎｋｅｔ  Ｇｒａｙ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎの出願で以前に開示されている。その出願では、図６が本発明の図３Ａに類似している。一般的に、その出願は、図３Ａで何らかのミラーの１／４波長傾斜に対応する動作範囲について、より低い境界を設定することを教示し、ここで振幅３１０および輝度３１２の曲線はｘ軸で交差する。この以前の研究では、その発明者らが、同様の最大反射出力および同様の最小反射出力を生成するように、マイクロミラー・アレイの全てのミラーを校正するように示唆した。共通の最小出力で、Ｂｌａｎｋｅｔ  Ｇｒａｙ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎの制御信号は、通常は１／４波長傾斜に足りない点まで特定のミラー傾斜を駆動し、ここで特定のミラーが、全てのマイクロミラーの達成可能な低い出力レベルを生成した。この方法で、一定した動作範囲を生成することができ、実際的にはゼロに近い最小出力輝度を達成することができた。
【００２１】
図３Ａから図３Ｂは、ミラーの新しい傾斜範囲の結果生じた出力を示し、ここではこの開示で異なる伝達関数および校正戦略が提案されている。この場合も、新しい傾斜範囲を図２Ａから図２Ｄで示す。図３Ａでは、複素振幅曲線３１０が、ｘ軸より低い最小実数部分を有する。この最小値は、複素振幅２４０の実数部分および図２Ｄの円弧２４１の角度に対応する。３０６のマイナス値の最小振幅に対応して、曲線３０８には局所的最大輝度がある。曲線３０６は、関数ｓｉｎ（ｘ）／ｘで近似される。輝度曲線は振幅曲線の２乗であるので、局所最大輝度は、マイナスの最小振幅と一致する。
【００２２】
図３Ｂから図３Ｅは、プラスおよびマイナスのレジストのコントラストを改善するために、マイナスの黒色露光を使用できる方法について示す。図３Ｂは、図２Ａから図２Ｄと一致するようにラベルを付けた単位円１６００である。点Ａは図２Ａの２１０に対応する。点Ｂ、ＣおよびＤは、図２Ｂから図２Ｄの２２０、２３０および２４０に対応する。点Ｅが追加されている。傾斜軸付近（例えば以下の図７Ｃ参照）ではなく、傾斜軸から離れてさらに効果的な反射表面を有する特定のミラー構成を使用すると、軸線の上と下で同様であるプラスとマイナスの複素振幅の範囲を生成する傾斜の範囲でミラーを設計することが実際的である。つまり、図３Ａの曲線３０６の形状は、これらのミラー構成の場合、水平軸３０２の上と下で同様となる。点ＡおよびＥは、これらのミラー構成の場合、最小傾斜および最大傾斜、または最大プラスおよび最小マイナス振幅を表すことになる。点Ａおよび点Ｅは、特定の傾斜角度で同様の、または等しい実数部分、および同様の、または等しい平均複素振幅を有する。点Ａは、特定のミラーの慣例で＋１，０の値を有するものとするので、反射した出力は、２つの異なるミラーについて点「Ａ」で同じではないことがある。
【００２３】
図３Ｃから図３Ｅは、単位円上のマークされた点に関する回折要素（ミラーなど）のコード化したピクセル値を含む。図３Ｃでは、ピクセル値のパターンはＤＤＡＡＡＡＤＤである。このコードで、Ａは明るいミラー、Ｄは暗いミラーであり、複素振幅ゼロである。このパターンでは、オンとオフのミラーが隣接し、マイナスの黒色は適用されない。図３Ｄでは、パターンはＢＢＡＡＡＡＢＢである。「Ｂ」ミラーはマイナスの振幅を生成し、例えば長方形のミラーが８７ｎｍ傾斜する。マイナスの振幅は、プラスの振幅に対して小さい。図３Ｅでは、パターンはＥＥＡＡＡＡＥＥである。これは、等しいプラスの「Ａ」振幅およびマイナスの「Ｅ」振幅を生成するように選択した傾斜範囲を有するミラーで生成された特殊なパターンである。これを達成するための動作範囲およびミラー特性は、同時に出願したＨｉｇｈ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇの出願に記載されている。
【００２４】
図３Ｃは、空間像とレジストの像との両方に関して、ＤＤＡＡＡＡＤＤピクセル・パターンの影響を示す。図３Ｃ（および図３Ｄから図３Ｅ）の空間像では、ゼロ輝度露光が基線または軸線であり、レジストを作動させる露光は、一点鎖線３０１である。個々の複素振幅の実数部分は点線で表され、これはマイナスであることもある（図３Ｄから図３Ｅ）。輝度特性は、常にプラスである実線によって表される複素振幅の２乗に対応する。図３Ｃでは、複素振幅と輝度曲線が同様である。３つの点３２６の相対的位置は、コントラストの鮮明さを示し、点の垂直の積み重ねは、高いコントラストを表す。これらの点は、センサまたはカメラの隣接するピクセルによって、画像がどう見えるかを表す。垂直の点の増加は、センサ・アレイの隣接ピクセルから取得した読み取り値の変動の増大に対応する。３Ｃの点の積み重ねは、他の図ほど垂直ではなく、これは、基板３２４上のレジスト画像３２２の側壁が比較的傾斜していることに対応する。図示の都合により、レジスト像は現像後が示されているが、マスクであれ、何らかの種類のデバイスであれ、基板の任意の放射線感光性層には同様の潜像が形成される。
【００２５】
図３Ｄは、レジスト３３２の側壁の方がコントラストが高いことを示し、これは点３３６がさらに垂直に近い積み重ねであることに対応する。空間像の点線の曲線は、多少のマイナスの複素振幅を含む。その結果、実線の輝度曲線は、現像したレジストが除去されると予想される区域では、小さいプラスの値を有する。しかし、曲線の外縁にある小さいプラスの輝度は、レジストがトリガされる閾値３０１より低く、したがってレジスト像３２２は、所望の形状を有し、図３Ｃより垂直に近い側壁を有する。
【００２６】
図３Ｅは、マイナスのレジストまたは放射線感光性層を仮定するので、先行する図とは異なる。つまり、レジスト像３４２、３４３は、閾値より高い最大露光ではなく、閾値３０１より低い最小露光のままである。閾値３０１より高い放射線輝度はマイナスのレジストをトリガするが、エッチングに抗して硬化するのではなく、エッチングによって除去可能にする。点線の複素振幅曲線は、軸線の上とほぼ同様の程度まで軸線の下に延在し、したがって実線の輝度曲線は、３つのノードそれぞれで同様の、または等しい高さを有する。点３４８の積み重ねは、先行する図より垂直に近く、レジスト像３４２、３４３のより垂直に近い側壁に対応する。側壁が垂直に近いほど、放射線感光性層の厚さの変動および現像プロセスの他の変動の影響が小さくなる。
【００２７】
図４は、マイナスの黒色傾斜の使用が不完全なミラー傾斜におよぼす影響を示す。この図は、同じミラー傾斜が望ましいが、全ての暗いミラーでは達成されないと仮定する。つまり、行４０２では、所望の１／４波長ミラー傾斜は６２ｎｍである（２４８ｎｍの波長の場合）。しかし、達成される実際のミラー傾斜は、６１ｎｍから６４ｎｍの範囲であろう。その結果、明暗（０傾斜）のミラー間の境界４１２および４１４は波打ち、直線ではない。高度な方法およびSOLID-Cなどの光学分析ソフトウェアを使用したシミュレーションで、暗いミラーのマイナスの黒色傾斜は、不完全なミラー傾斜の効果を弱めることが実証された。行４０４では、暗いミラーの傾斜は８６ｎｍから９０ｎｍの範囲である。図３Ａで、曲線３０４は、軸線３０２と交差する箇所よりマイナスの最小値に近い箇所の方がはるかに平坦であることを裏づけるものである。図３Ｄから図３Ｅの点線でも同様のことが観察される。暗いミラーのマイナスの振幅は、隣接する明るいミラーのプラスの振幅と相互作用する。この相互作用は、マイナスの振幅が曲線の比較的平坦な部分にある場合は、それほど重要ではない。境界４２２および４２４は、不完全なミラー傾斜に対して相対的に感度が低いので、４１２および４１４より直線に近い。図４では、明るいミラーが暗いミラーに隣接する。この構成で、マイナスの黒色傾斜が境界沿いのコントラストに与える効果が、特に強力になる。縁部の鮮明さの１５から３０パーセントの改善を達成するよう努力できることが示唆されているが（例えば同出願の米国特許第６，３７３，６１９Ｂ１号の６〜７段（２００２年４月１６日））、最近の開発は、これを実行する際の実際的な問題に対応し、コントラストが、以前は疑念とされていたよりはるかに向上できることが判明した。研究された実際的な問題の一つは、明暗のミラー間のグレー・ミラー、例えば０ｎｍおよび６２ｎｍ傾斜した明暗のミラー間で３０ｎｍ傾斜したグレー・ミラーが与える影響である。分析によると、明暗のミラー間にグレー・ミラーが生じた場合でも、マイナスの黒色傾斜を使用して、限界寸法の均一性に２倍の改善を達成することができる。非常にマイナスの振幅とマイナスのレジストとの組み合わせ、およびグレーの中間ミラーの問題は、発明者の出願でこれまで検討されていないようである。
【００２８】
図５は、マイナスの黒色を使用した結果生じることがあるサイドローブの生成を示す。サイドローブとは、減衰した移相マスクの関連で検討されることがある現象である。露光が目標５０２を意図するものとする。小さいグループのミラー、または単独のミラーは、円５０４で部分的に表されたガウス分布を生成する。図３Ａの曲線３１２は、ゼロ輝度傾斜を超えた傾斜にて、極大に残留輝度（例えば最大輝度の４．８パーセント）があることを示す。残留輝度の大きさに応じて、サイドローブ５０６は、幾つかの隣接する目標から残留輝度が重なる場所に形成されることがある。例えば、サイドローブは、光学近似補正目的でセリフの上にセリフが印刷される場所に形成されることがある。残留輝度の大きさは、マイクロミラー・アレイにあるミラーの形状に依存する。
【００２９】
図６は、サイドローブの生成に影響する様々なミラー形状、アレイの構成および表面の輪郭を示す。ミラー６０２は、約４．７７パーセントの残留輝度を生成するために、高度のシミュレーションによって図示されている。６０４のようなミラーは、これより大きく６パーセントから８パーセントの範囲の残留輝度を生成する。ミラー６０６は、４．７７パーセント未満の残留輝度を生成する。対向する隅部の間で軸線に沿って旋回するミラー６０８を使用すると、フットプリントが正方形でもダイアモンド形でも、残留輝度がゼロパーセント近くに減少する。しかし、ミラー６０８は、他のいずれのフットプリントよりも困難な印刷アレイを生成する。アレイ６１８に投影される放射線をより効率的に反射するために、設計６０８のマイクロミラーは、１対のオフセットした軸線６２２および６２４に沿ってアレイ状になる。Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅの出願に記載された方法は、ダイアモンド形のミラーと軸線の対では、１組の軸線を有するアレイほどうまく働かない。
【００３０】
図６の下段の像は、ミラー６０８の残留輝度を低下させ、ミラー６０２、６０４および６０６の規則的なアレイ形状を獲得することができる方法を示す。ミラー６３２は長方形であるが、別の正則形状でもよい。ミラーの表面は、断面図で示すように異なる高さの区域６３４を有する。断面で示した隆起区間６４４は、ミラー６４２の主要表面より約１／４波長高い。これらの区間により、ミラーの傾斜範囲にわたって弱め合う干渉および回折が生じる。一方のユニットの隆起表面区域が、同じサイズで傾斜軸線から同じ距離にある低い方の表面区域を打ち消す。図７は、図６の６３４に対応する、隆起区域に可能な様々な配置を示す。
【００３１】
図７は、ミラーの表面上にある位相干渉構造の配置の変化を個々に、およびマイクロミラー・アレイの一部として示す。図７Ａでは、干渉構造７０４をミラーの隅部に配置し、ミラーの中央にダイアモンド状の形状７０２を残す。干渉構造７０４の効果は、７０８のようなパターンで、反射した出力にてその表面積の２倍を打ち消し、残した内部区域７０６で反射出力を効果的に生成することである。干渉構造７０４は、図６のミラー６０８の反射区域に類似した内部区域７０６を生成する。干渉構造７０４を使用するミラーは長方形であり、したがって図６のアレイ６１８で示した第２組の軸上にオフセットした行および列を必要とせずに、反射表面の中心を列および行の状態で整列させるよう配置したミラーで、アレイを形成することができる。アレイを形成すると、ほぼ全てのアレイを、干渉構造を有するミラーで覆うことができる。アレイの比較的小さい面積を、ミラー間のトレンチとして覆わないか、開放状態にすると、対応する必要がある漂遊放射線が減少する。この漂遊放射線は、こうしないと、望ましくない方向で光路に沿って反射し、アレイによって吸収されるか、ミラー下に導かれ、その結果、ミラーの作動構成要素に損傷を与えることがある。（ミラー作動構成要素への潜在的損傷に関するさらなる検討については、２００３年１月２日に出願され、参照により本明細書に組み込まれた、「High Energy, Low Energy Density, Radiation-Resistant Optics Used With Micro-Electromechanical Devices」と題した発明者Grebinskiその他による共有の米国特許出願第１０／３３５，９８１号参照。）光路に沿って偶発的反射が減少した規則的なグリッド状のミラー・アレイをほぼ覆う干渉構造を有するミラーを使用することが望ましい。ミラー表面下で漂遊放射線への露光が減少した構成要素を有する規則的グリッド状のミラー・アレイをほぼ覆う干渉構造を有するミラーを使用することも望ましい。図７Ａのミラーの反射表面フットプリントは、ほぼ中心の傾斜軸線と傾斜軸線の両側に同様の反射区域を有する。この実施形態では、傾斜軸線の両側にある反射区域は、傾斜軸線を横切って対称に反射する。図６のミラー６０８のような別の実施形態では、反射表面は、二重に反射する（傾斜軸線で、次に傾斜軸線に沿って）か、ミラーの中心点で対称でよい。傾斜軸線の両側にある干渉構造は、傾斜軸線あるいはその付近のものより、傾斜軸線から出射する反射出力輝度が少ない。この実施形態では、有効な反射表面は、底辺が傾斜軸線に沿い、頂点が傾斜軸線から離れた縁部にある三角形である。干渉構造は、傾斜軸線よりミラーの対向する縁部に近く配置される。干渉構造７０４は、１／４波長の奇数倍だけ主要反射構造７０２のレベルより上または下にオフセットする。１／４波長の奇数倍は、干渉構造７０４と反射表面７０２から反射する光の間に１８０°の位相差を生成する。図７Ａから上述した特徴を、多くの変形と組み合わせて有用なミラー構造を作成できることが、当業者には認識される。
【００３２】
図７Ｂは、移相干渉構造の別の配置構成を示す。干渉構造７１４は、傾斜軸線から離れた箇所より傾斜軸線付近で大きくなる。この変形では、反射表面７１２が、傾斜軸線で、またはその付近でより、傾斜軸線付近から離れた方が多くの反射出力輝度７１６（有効反射面積に比例）を生成する。効果的に回折した区域７１８は、この場合も干渉構造７１４の約２倍の大きさである。傾斜軸線に近い有効反射区域を除去すると、最小複素振幅がさらにマイナスになる。したがって、これは「マイナスの黒色」の量を増加させて、コントラストおよび縁部の鋭利さを上げ、それと同時にサイドローブの可能性を上げる。サイドローブの結果、曲線が図３Ｅに類似している場合に、マイナスのレジストを使用することになる。
【００３３】
まとめると、図７Ａから図７Ｂは、傾斜時にミラーが生成するマイナスの黒色の量は、同じ基本的フットプリントおよびレイアウトを有するミラー上で異なる干渉構造を使用することによって、調整できることを実証する。ミラーのフットプリントまたはレイアウトを再構成せずに、広範囲の要件に対応することができる。
【００３４】
図７Ｃは、効果的に小型化したミラーを生成するために、反射表面７２２の周囲に位相干渉構造７２４を使用することを示す。効果的に回折した区域７２８により、ミラー輪郭７２６が小型化し、これはより小さい輝度分布を投影し、これによって空間解像度を、特に複数書き込み路で向上させることができる。分布の有効半径は、例えば周辺干渉構造によって半分に減少させることができる。このような有効反射区域の減少は、隣接するミラーで、またはミラーの交互する行で、またはミラーのチェッカ盤パターンで再現することができる。各ミラーの２つの辺（図７Ｄ）または２つの隅（図７Ｅ）は、隣接するミラーおよびその干渉構造を考察した場合に、アレイが相補的な干渉構造を有するように、周辺干渉構造を有することができる。周辺干渉構造は、ミラーの縁部から欄距離だけ後退し、隣接する干渉構造間に同相の強め合う干渉ではなく、２つの明るいミラー間の境界に沿って干渉効果を確立することができる。
【００３５】
１つまたは複数の伝達関数が、所望の形態の変位をミラーの偏差に変換する。必要な１つの伝達関数は、微小形態の変位をミラーの傾斜に変換する。グレー・スケール値を、微小形態変位の省略表現として使用することができるが、写真の複数のグレー間の関係は、微小形態の変位に線形変換されないことがある。変位と傾斜との関数を、駆動電圧関数と、またはマイクロミラー・アレイ・ハードウェアの動作で望ましい微小形態変位を実現する他の伝達関数と組み合わせることができる。図８は伝達関数を示す。ｙ軸８０２は、微小形態の縁部変位に対応する。つまり、露光感光性媒体上のいずれで、露光が媒体を（プラスの媒体で）硬化させるのに十分であるか？、ということである。ｘ軸８０４は、ミラーの偏差に対応する。曲線８０６は、一方を他方に関連させる。予想されるように、ミラーの偏差が最大傾斜に到達するにつれ、曲線が平坦になり、不完全な傾斜に対する感度が低下する。この伝達関数は、振幅曲線３１０および輝度曲線３１２上に配置されると、マイナスの振幅範囲へと延在することを理解されたい。図３の輝度曲線３１２とは異なり、この曲線は、最小傾斜の高い縁部変位から最大傾斜の低い縁部変位まで単調に低下する。この動作範囲にわたって、同様に傾斜した他のマイクロミラーの中で、あるマイクロミラーの出力輝度が、（例えば傾斜が６２ｎｍから８７．６ｎｍに増加するにつれて）実際に増加する。しかし、明るいマイクロミラー付近のマイナスの黒色マイクロミラーの画像面におけるその結果の輝度が、弱め合う干渉によって、およびマイナスの黒色ミラーと明るいミラーとの相互作用による回折によって減少するので、関数は単調である。形態の縁部変位をミラーの偏差（または偏差作動電圧などのその代理）に関連づける伝達関数は、マイナスの偏差を使用して形態の境界のコントラストを改善する実際的な方法である。
【００３６】
Ｂｌａｎｋｅｔ  Ｇｒａｙ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎの出願を含む他の共有出願および特許で説明されているように、個々のミラーの性能を考慮に入れるために、校正が必要である。現在の開発中のものは、新しい校正方法を含み、その一部は、マイナスの黒色最大傾斜を有するミラーの校正に特に有用である。校正に使用できる光学系を図９に示す。上述した校正方法で使用するために、構成要素の方向を変更し、追加の光学構成要素を追加するか、置換できることが、当業者には理解される。図９では、照明放射線９０１をマイクロミラー・アレイ９０２に投影する。この放射線は通常、パルス状ソースから出るか、連続的ソースを中断することによって、パルス状である。オブジェクト面にあるアレイを作動させ、パターンを生成する。アレイで反射した光を、ビーム分割器９０６などの部分的に反射する表面に誘導し、第１レンズ・アセンブリまたは同等の収束ミラーに転送する。開口９０８をフーリエ面に配置する。この開口は、開口９１６より小さい（これよりさらに下で停止する）か、大きくてよい。露光放射線は、第２レンズ・アセンブリ９１０を通して別の部分反射表面９１２に誘導し、これは放射線の一部を加工物９２０へ、放射線の一部を校正センサ９２６へと指向する。加工物９２０に指向された放射線は、第３レンズ・アセンブリ９１４、第２開口９１６および第４レンズ・アセンブリ９１８を通過する。これは通常、加工物９２０の放射線感光性層に収束される。校正センサ９２６に指向された放射線は、第５および第６レンズ・アセンブリ９２２、９２４を通過する。光学的に、レンズ９２２とレンズ９２４の間に追加の開口を配置することができる。加工物９２０における縮率により、校正センサ９２６より小さい像を生成することが予想される。校正センサは、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、ＭＯＳカメラ、または電荷注入素子（ＣＩＤ）でよい。ＣＣＤカメラは、例えば約１０００×１６００ピクセルで、２４８ｎｍまたは１９７ｎｍなどの使用波長の感度を有するＫｏｄａｋのＫＡＦ１６００（登録商標）のカメラである。通常、この感度は、蛍光染料によって放射線を可視光に変換することを含むが、２４８ｎｍなどの短い波長に直接反応するカメラ・チップも使用可能である。電磁放射線の放射量はセンサの最大範囲の約０．８倍であることが好ましい。センサに投影される放射量が低すぎると、信号対雑音比が場合によっては許容不能なほど低くなる。センサに投影される放射量が多すぎると、センサは過飽和になり、その結果、測定が不正確になる。
【００３７】
ＳＬＭを校正する前に、センサとピクセル間の幾何学的関係を確立するように、ＳＬＭピクセルをセンサ・アレイまたはカメラ上にマッピングしなければならない。比較的粗いグリッド状の点で構成された画像、通常は暗い背景に明るい画像、またはその逆を、ミラーで撮像する。各点の位置を計算し、歪んだグリッドを適合させる。歪みマップを使用して、ミラー・アレイ上のどのピクセルが、センサ・アレイの特定の要素に対応するか求める。このプロセスのさらなる詳細および変形が、Ｂｌａｎｋｅｔ  Ｇｒａｙ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎの出願に提示されている。
【００３８】
図１０は、新しい方法を含む校正技術で使用できる様々なパターンを示す。図１０Ａは、Ｂｌａｎｋｅｔ  Ｇｒａｙ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎの出願に記載されているようないわゆる一括グレー校正で生成したパターンを示す。この方法では、フィールドにある全てのピクセルが、通常は同じ反射出力を生成するように設定される。他とは異なる１０１０などのピクセルは、画像面の各部分に異なる輝度を生成する。反復的に、異なる輝度を生成することが判明したピクセルからの出力は、隣接するピクセルと一致するように調節される。この校正方法は、図８の曲線３１２または伝達関数８０６より図３Ｂの曲線３１０に似た曲線に沿って、ピクセルの出力輝度を辿る。
【００３９】
図１０Ｂは、チェッカ盤校正方法を表す。同じ反射出力輝度を生成するピクセルのフィールドを設定するのではなく、チェッカ盤パターン１０２２にあるピクセルの半分を明るい（または暗い）値に設定する。ピクセル１０２４の他の半分は、多少グレーからマイナスの黒色（または明るい）までの範囲で変化させる。この校正方法は、図８の８０６のような伝達関数を生成する。異なる傾斜モードの隣接ピクセル間の相互作用が、画像面の輝度に影響を与えるからである。
【００４０】
図１０Ｃは、疎チェッカ盤校正方法を表す。このパターンでは、明るくないピクセルが十分に離れている。一つの測定基準では、明るくないピクセル１０３２は、明るいピクセル１０３４の３個、４個または５個分隔置されている。別の測定基準では、明るくないピクセル間の間隔は、単一ミラーの画像面の輝度輪郭に関連する。この輝度輪郭は、測定よりシミュレーションによって生成される可能性が高いが、他のピクセルからの干渉または寄与がなく、特定の明るいピクセルに対応する放射線からの画像面に生成された輝度の分布に対応する。明るいピクセルは、（例えば最小傾斜で）十分に明るいか、ピクセルの作動に使用する動作範囲について制限された最小傾斜に対応する選択輝度でよい。測定基準は、輝度分布の２乗平均（ＲＭＳ）である。ＲＭＳの標準的定義をこの測定基準に当てはめる。つまり、下式のようになる。
【数５】
2006501687.tif 000007
標準的定義に従い、ｒは輝度分布の中心から距離ｒにある画像面の位置であり、Ｅ（ｒ）は、ｒにおける画像面の輝度または露光放射量の尺度である。この値は、以下のわずかに単純化した二重積分を使用して、ソースから明るいピクセル以外の背景露光エネルギを除去した後に計算することが好ましい。
【数６】
2006501687.tif 000008
この式で、点ｒに対して（ｘ，ｙ）座標を設ける。積分の限界は、少なくとも分布（ｘ0，ｙ0）の中心、および明るいピクセルからの露光放射量のほぼ全てを含む範囲をカバーする。あるいは、極座標を使用して積分を実行することができ、この場合も、明るいピクセルからの露光放射量のほぼ全てを含む範囲である。明るい区内ピクセルの間隔は、中心間で測定したｋ×輝度ＲＭＳであり、したがって１対の明るくないピクセルは、画像面におけるその輝度分布の中心が２×輝度ＲＭＳの距離だけ離れている場合、２×輝度ＲＭＳだけ隔置される。明るくないピクセルは、２×輝度ＲＭＳ、３×輝度ＲＭＳまたは４×輝度ＲＭＳ以上の間隔を有する。２×輝度ＲＭＳ、３×輝度ＲＭＳまたは４×輝度ＲＭＳの測定基準は、明るいミラーを計数する測定基準より、図７Ｃから図７Ｅのように周辺干渉構造を有するマイクロミラー構成によく当てはまる。明るくないミラー間の間隔は、４×輝度ＲＭＳ以上であることが好ましい。間隔が２×輝度ＲＭＳまたは３×輝度ＲＭＳは、それほど好ましくない。これらの間隔は、輝度分布、または画像面に投影する１つの特定の明るくないミラーの効果を分離する作業を大幅に単純化する。個々のミラーの応答を、疎チェッカ盤パターンの明るい部分からグレーを通してマイナスの黒色まで校正することができる。疎チェッカ盤パターンは、個々のミラー全部が校正されるまで、マイクロミラー・アレイの周囲でシフトさせる。校正には、チェッカ盤パターンより多数の疎チェッカ盤パターンを使用する必要がある。従来のチェッカ盤の２個に１個が暗いのと較べ１６個に１個または２５個に１個のピクセルが疎チェッカ盤では明るくない。使用するパターンがある。使用するパターンの数が増加することは、相互に４×輝度ＲＭＳだけ隔置された明るくないピクセル間の相互作用を隔離するために必要な繰り返し数が減少することによって相殺されるようである。
【００４１】
図１０Ｄから図１０Ｅは、明るくないピクセルに境界を区切られた明るいピクセル・フィールドで暗いピクセル帯を掃引する別の校正方法を示す。図１０Ａから図１０Ｅを使用して、改良型の校正方法を説明することができる。マイクロミラー、およびさらに一般的なケースでは複素振幅または輝度をモジュレートするＳＬＭは、画像に生成される輝度を使用して校正することができる。センサまたはカメラによって捕捉されるからである。図１０Ａでは、全てのミラーを、通常は全エレメントに同じモジュレーション（電圧）を適用することにより、均一なグレーの第１近似にする。実際に生成されるグレー値、およびカメラに生成された画像のアレイ上でそれが変化する様子（例えばピクセル１０１０）を測定すると、特定のエレメントのモジュレーションを改善するための情報が提供される。Ｂｌａｎｋｅｔ  Ｇｒａｙ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎの出願に記載されているように、良好な均一のグレー・カメラ画像が生成されるまで、手順を繰り返すと、近似が改善される。電圧マップを校正マップとして記録する。幾つかのグレー値を校正した後、マップを圧縮してミラー・パラメータ・マップにする。
【００４２】
改良型の測光校正手順は、ミラーを均一なグレーにしようとせずに、一部のミラーが明るく、他が暗いか明るくないパターンを使用し、その結果のグレーのレベルを測定する。改良された一つの方法は、明るいエレメントと明るくないエレメントのチェッカ盤パターン（図１０Ｂ）を使用して、生成された均一のグレー画像に基づき、暗い値を校正する。改良された別の方法は、１色、例えば明るい色または暗い色の背景、および別の色、例えば明るくない色または暗くない色（図１０Ｃ）にした孤立したエレメントを使用し、孤立したエレメントから生成されたグレー値を測定して、校正する。これらの改良された校正方法は、動作範囲の端部に、特に動作範囲の暗い端部により良好な結果を出すことが分かる。
【００４３】
リソグラフィ・システムでは、ミラーの測光特性を印刷特性と組み合わせるが、それ自体には重要性はない。例えば、輝度が重要であるのは、画像の縁部の配置に対する影響のせいである。改善された校正は、図１０Ｄから図１０Ｅで示すような線パターンでマイクロミラー・アレイを駆動し、ピクセルを、明部と暗部との境界に沿って校正することを含む。
【００４４】
等しいミラーを有する理想的システムでは、測光校正は、入力データが図１１の直線の縁部１１０１にある場合、直線の縁部を生成する。実際にはミラー１１００では、校正によって完全には除去されない不完全部がある。測光校正方法で、縁部に残留うねり１１０２が残る。縁部の直線性および正確さは重要な印刷パラメータであるので、縁部制御の小さい改良点でも貴重である。
【００４５】
モジュレータに線パターン・データをロードする。画像をモジュレータから生成し、線パターン画像１１０２を記録する。線の縁部を位置および直線性について定量化し、縁部に沿った特定の位置１１０４の線配置１１０５に基づいて、隣接ピクセル１１０６、１１０７、１１０８への補正を計算する。特定のピクセルの補正は、図１２の線配置で示すように、特定のピクセルの、およびその付近の線配置および直線性に基づく。適用する補正は、図１２の様々な線配置に対応する幾つかの補正の加重平均でよい。図８の伝達関数８０６のうち少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の点を補正する。方法は、単独で繰り返し使用するか、別の方法を使用する校正に従ってよい。
【００４６】
手順は以下の通りである。１つのピクセルに平行な密な線・空間パターンをＳＬＭに適用する。ピッチは、好ましい実施形態では７ピクセルであり、したがって明るい区域と暗い区域は３．５ピクセルと３．５ピクセルの幅である。図１１から図１４は、明快さを期して、線・空間パターンの１つの縁部のみを示す。ＳＬＭは、実際のパターンを書き込むために使用するのと同様の状態で図示され、投影した放射線は、半透明のビーム・サンプラまたは分割器９１２によって分岐され、センサ・アレイ９２６に第２画像１１０９を生成する。生成された第２画像は、加工物上の露光感光性媒体に到達する画像と同一であるが、縮尺は、センサ・アレイ１１０９の解像度に合わせて調節することができ、センサ関連の雑音１１１０が導入される。捕捉された画像は、カメラの雑音および光学的スペックルを減少させるために統合され、分析のために取り付けたコンピュータに記憶される。
【００４７】
画像を補足する前に、センサ・アレイは、光度および幾何学的形状を校正しなければならない。幾何学的校正は、散在したドット・パターンをＳＬＭに出力することと、画像歪みマップを計算することを含んでよい。光度校正は、均一な照明で実行することができる。それと同時に、センサ・アレイの暗電流などの他のエラーを測定し、表にまとめることができる。
【００４８】
センサ・アレイに捕捉された画像は、記憶した校正データを使用して、幾何学的形状および感度を補正することができる。捕捉画像は、縁部について分析する。中心ピクセル１１０３の縁部位置１１０５は、１１０４などの半径内にある全てのミラーの影響を受ける。（図示の半径は近似であり、様々な輝度ＲＭＳの要素に合わせるために、様々な半径を決定することができる。）明るい隣接ピクセル１１０７は、その最小傾斜でピクセル１１０４に影響を及ぼす。暗いピクセル１１０５はその最大傾斜で影響を及ぼす。グレー・ピクセル１１０８はその中間傾斜で影響を及ぼす。縁部１１０１は、原則的に所定のレベルまで閾値を設定することによって求められる。実際には、光学的解像度１３０１に匹敵する空間周波数で最良適合の線縁を数値的に求めることができる。つまり、カメラ・ピクセル１１１０および他のランダム・ソース１３００からの不規則性が抑制される。縁部の位置誤差１３０４は、縁部に沿って計算される。補正値は、図１３で示すような隣接ピクセルについて計算され、隣接ピクセルの補正値を計算するために累積される。ある位置での補正値を、重み付け関数に従って隣接ピクセルに広げる。
【００４９】
ほぼエラー・ベクトル１３０４付近にあるピクセルが、その補正値に最も大きく寄与し、最も近い隣接ピクセルは、これより寄与が小さく、２番目に隣接するピクセルは、小さい寄与しかしない。重み関数は、予め決定することができるが、校正中に経験的に決定または改良してもよい。小さい隣接部で一度に１つのミラーの電圧を変化させ、縁部の動作を記録すると、相対的感度ばかりでなく、実際の数値も与えられ、これは例えばｎｍ／ＤＡＣの値で表される。補正値は、手順の終了時に、累積した補正値がＤＡＣ値で所望の補正値であるように、ＤＡＣ値で表現し、縮尺することができる。
【００５０】
複数の補正値を１つのピクセルに割り当てることができる。例えば、図１４で示すように、＋１、＋０．４および−０．１の相対的振幅について、補正値を計算することができる。図１４では、ミラーは３つの補正値を有し、これは累算器によって実現される。右下の図に示す縁部の配置では、ピクセル５の縁部位置がピクセル１および４の白の値、ピクセル２および５の中間値、およびピクセル３および６の暗い値から影響を受ける。計算した補正値を、累算器のレジスタで重み付けし、累算する。図１２で示唆されるように、線と空間のパターンは、１／２ピクセルだけシフトし、新しい画像が記録されて、処理される。あるいは、線と空間のパターンは、新しい画像を記録し、処理する前に、別の適切な距離だけシフトさせることができる。線と空間のパターンのシフト量が小さくなると、伝達関数８０６上のさらに多くの点を、直接計算することができる。線と空間のパターンが７ピクセルのピッチにわたって一度に０．５ピクセルだけシフトすると、新しい画像を記録する前に、１４の画像が完成したセットとなり、全てがパターンの半正数のピクセル位置にある。パターンは、（例えば垂直から水平まで）異なる方向に回転し、新しい画像のセット（例えば１４の画像）を記録して、処理することができる。光学的には、水平、垂直および２本の対角線などの４セットの方向も記録することができる。校正は、画像のセットを記録し、処理した状態で、最も重要な線の方向が、線と空間のパターンに表されるように、印刷される幾何学的形状に適合することができる。全ての画像を取得し、処理した後に、白、黒および中間値で補正したミラー補正マップがあり、ミラー・テーブルを補正することができる。
【００５１】
好ましい実施形態では、ミラーが測光学的に予め校正され、補正マップ中の点の数に応じて、各ミラーのシフト、縮尺またはその電圧スケールの伸張によって、新しい補正マップが適用される。３点以上ある場合、伸張は平滑関数によって実行される。３点の場合、２次多項式を適合することができる。３点を超える場合、計算された点を通る３次スプライン関数を用いる。任意選択で、最大傾斜に近い比較的平坦な伝達関数に対応するように、伝達関数を調節することができる。好ましい実施形態は、上述したように３点である。３より多い点、例えばｎ個にすると、各画像間の変位が小さくなり、通常は（１／（ｎ−１））になる。原則を変更せずに、広範囲の変位を適用することができる。
【００５２】
図１５は、概ね上述したような縁部校正の流れ図であり、複数レベルの潜在的繰り返しを示す。この流れ図では、関数の重みを最初に１５１１で決定する。しかし、上記で説明したように、関数の重みは、プロセスの流れの他の位置で経験的に決定するか、プロセス中に改良してよい。補正プロセスは、累算器のリセット１５１２で開始する。これらの累算器は、ゼロ、既設定値、または予め決定した、あるいは反復計算により決定した個々のピクセルの値にリセットすることができる。例えば線をベクトルのフォーマットからラスタ化したフォーマットへとラスタ化することによって、マイクロミラー・アレイに適用する線パターンを、１５１３で作成する。あるいは、校正論理は、例えば校正に使用する単純なパターン・データを記憶することによって、ラスタ化せずに校正用の線を生成することができる。画像を１５１４でセンサ・アレイに投影する。投影した画像の縁部を１５１５で検出する。カメラの雑音を、例えばある時間にわたって積分するか、複数の画像を平均することによって、１５１６で除去する。配置エラーを、縁部に沿った１つの位置について１５１７で決定する。このエラーを、１５１８で重み付け関数によって分散し、隣接ピクセルの補正累算器で累算する。ステップ１５１７とステップ１５１８は、対応する累算器にアクセスする前に、複数の配置エラーの重み付けに基づいて複数の配置エラーを決定し、１つの補正値を計算するように、変更して、記録できることが、当業者には理解される。反復計算は、複数のレベルで進行する。縁部の配向１５０２、縁部の配置１５０３、および縁部のピクセル１５０４の反復計算が、特定の順序で図示されているが、反復計算の順序は所望に応じて変更することができる。複素数パターンを実時間で解決し、これをマイクロミラー・アレイに供給するのに十分なほど高速のプロセッサ・システムは、縁部の配向、配置、およびピクセルの任意の順序でパターンを生成するのに十分なほど高速である可能性が高い。外側の反復ループ１５０１は、満足する結果に収束するまで、プロセスを繰り返せることを示す。この場合も重み関数のステップ１５１１は繰り返しループ１５０１の外側にあるが、重み関数は、プロセス中に経験的に決定するか、ほぼあらゆる繰り返しレベルで改良することができる。
【００５３】
任意選択で、補正係数を記憶する精度に応じて、エラー分散法を非整数の補正係数に適用することができる。１つのミラーに０．５３ＤＡＣ単位の補正値が割り当てられ、記憶されている精度が１ＤＡＣ単位である場合、まるまる１単位の補正値を適用し、エラーε=０．５３−１．００を最も近い隣接部に分散または分布させることができる。この方法で、エラーおよび数値ノイズを生じ得るソースを減少させる。
【００５４】
縁部配置構成は、任意のＳＬＭ、および線を生成する照明体系に使用することができる。ＳＬＭが白とゼロ振幅の黒（例えば図３ＢのＡとＤ）の間で駆動されるか、グレーとマイナスの黒色（例えば図３ＢのＡとＢ）の間で駆動されるかに関係なく、同じように実行される。動作範囲が大きくなると、３点を超える校正を使用するか、変曲点が予想される場合の曲線特性を予め決定することが、さらに望ましくなる。
【００５５】
強力に移相するマスクとして使用するＳＬＭは、−１から０を通って＋１までの動作振幅範囲を有する（例えば図３ＢのＥ、Ｄ、Ａ）。したがって、１つの点が＋１に近く、別の点が−１、第３の点が０に近い可能性が最も高い。図３Ｅで示すようにマイナスとプラスの複素振幅によって生成した輝度間のインタフェースは、プラスのレジストの１つの縁部３２６、３３６を生成するのではなく、マイナスのレジストに２つの縁部３４８を生成する。画像の処理は、１つではなく２つの縁部を探るために、わずかに変化する必要がある。例えば、最小傾斜のピクセルと最大傾斜のピクセルの間に複数の中間傾斜のピクセルを配置することができ、これは両方とも「明るい」。振幅の２乗の輝度が、プラスとマイナスの複素振幅の両方から明るさを生成するからである。
【００５６】
上記および請求の範囲に記載された方法を使用して、アレイに基づく多様なパターン発生器を校正することができる。校正できるアレイの例は、鏡面反射（例えばＴＩ、Ｄａｅｗｏｏが教示したミラーの設計）格子光弁（例えばＳｉｌｉｃｏｎ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ）に基づく光学アレイまたはＳＬＭ、ＬＣＤ変調エレメント、吸収アレイ（例えばＨａｎｋ  Ｓｍｉｔｈ  ＭＩＴ）、および電気光学（例えばＸｅｒｏｘ）、光弾性、音響光学、磁気光学、干渉計、または放射性（例えばＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ）の特性である。光は、屈折性または回折性の１枚のレンズ、複数のレンズまたはレンズ・アレイ（例えばＨａｎｋ  Ｓｍｉｔｈ  ＭＩＴ）で撮像することができる。他のアレイは、近接場光学系、機械式（例えばＩＢＭ）、および電気式（例えば炭素ナノチューブ）書き込みアレイである。さらに、開口プレート（例えばＳＰＩＥ２００２、Ｃａｎｏｎ）、光エミッタ（例えばＭａｐｐｅｒ）、または複数の粒子カラム（例えばＥＴＥＣ、Ｂｒｏｏｄｙ）などの変調器アレイに基づくイオンまたは電子ビームに、これらの校正方法を使用することが可能である。光学的書き込み装置の場合、画像を捕捉するためにカメラを使用することが好ましい。粒子ビームの場合、粒子検出器のアレイなどの粒子を測定する器具を使用することができる。使用する露光エネルギおよび変調器のタイプに関係なく、常に、センサまたはカメラを使用する実時間データ収集の代替方法として、レジストを露光し、露光したパターンを検査するという選択肢がある。
【００５７】
校正する場合、多少は画像が逐次走査型であるか、飛び越し走査型であるかに応じて、方法を適応させる必要がある。部分干渉性の光の中の回折性マイクロミラーＳＬＭが、連続する逐次走査型の画像を形成する。画像の近接性および影響は、変調器アレイの状態を反映する。他のタイプのアレイ変調器、例えばナノチューブのアレイ、またはＭＩＴからのレンズ・アレイ光学系は、飛び越し走査型の画像を生成する。隣接するピクセルは、隣接しない変調器エレメントによって異なる時に形成される。飛び越しは、校正ソフトウェアを多少複雑にするが、上述した原理は一切変更しない。校正ソフトウェアは、飛び越し特性を認識し、重み付けした補正値を適切な補正累算器に加算する必要がある。
【００５８】
前述の校正プロセスは、複数路の書き込みに拡張することができる。その目的は、エラーなしに書き込むようにアレイを校正することである。任意の実数システムで、エラーの残差がある。この残差は、図１６Ａから図１６Ｃで示すように、パターンをマルチパスで印刷する場合、平均化によって減少させることができる。２つの印刷パスは、２の平方根だけランダム・エラーを減少させる。しかし、エラーを測定して、知り、パスの間にオフセットを適用することができるので、図１７で示唆されるように、エラーの残差をランダムより良好に減少させることが可能である。この手順は、図１７で示すように、他のパスで隣接するピクセルについても、重み関数を決定し、これらのエラーについてもエラーを累積するように修正することができる。マルチパス補正のさらに単純な手順は、それほど効果的ではないが、１つのパスのピクセルごとに残差の表を作成することである。その結果得られたマルチパスでのエラーを、次に既知のフィールドおよびピクセルのオフセットを使用して計算する。次に、完全なマイクロミラー・アレイ補正表をさらに１回処理し、マルチパスの残差をピクセルごとに補正する。
【００５９】
マルチパス補正は、校正手順の計算にかなりの負担が掛かるように思えるが実際には、手順の最も演算が集中するのは、画像内の縁部位置を抽出する場合である。記帳はパスが複数となると複雑になるが１つまたは複数のパスに基づいて補正値を適用することは、作業上は差が小さいものである。
【００６０】
以上の記述から、本発明の態様および構成要素から広範囲のシステムおよび方法が構築できることが、当業者には明白である。１つの実施形態は、傾斜するマイクロミラーの２次元アレイを使用して、加工物上の少なくとも１つの放射線感光性媒体を露光する形体の境界を画定する方法である。あるいは、この方法は、傾斜するマイクロミラーの１次元アレイに適用することができる。この方法は、高反射出力を生成するために、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを傾斜することと、境界に沿って非常に改良されたコントラストを生成するまで、最小反射出力輝度を生成する傾斜を越えて、境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを傾斜することとを含む。高反射出力は、マイクロミラーによって達成される最大出力、アレイの様々なマイクロミラーによって達成可能な値に対応する動作範囲、または第２セットのマイクロミラーで生成したマイナスの複素振幅に対する第１セットのマイクロミラーで生成したプラスの複素振幅との比率を向上させるために選択した選択的動作範囲によって制約することができる。第２セットのマイクロミラーからの反射出力の複素振幅は、複素振幅の実数成分のほぼマイナスの値を有することができる。特定のマイクロミラーのプラスの複素振幅に対するマイナスの複素振幅の絶対値の比率は、高反射出力の選択動作範囲およびマイクロミラーの構成に応じて、約０．２１８のオーダー、０．５、さらには１．０でもよい。所望の比率は、用途に応じて０．２以上、０．５以上、または約１．０でよい。例えば、マスク作成用途は、低い方の比率を使用し、直接書き込み用途は、高い方の比率を使用することができる。境界に沿って非常に改良されたコントラストは、シミュレーションによって、またはレジストまたは別の放射線感光性媒体の潜像または現像したパターンの評価によって決定することができる。この方法の一つの態様は、マイクロミラーのセット間の弱め合う干渉が、コントラストを大幅に改良するように、第１セットと第２セットのマイクロミラーの傾斜を選択することでよい。任意選択で、第１セットと第２セットのマイクロミラーの間に第３セットのマイクロミラーを配置することができ、第３セットのマイクロミラーは中間の傾斜を有する。この第３セットのマイクロミラーを傾斜すると、単調関数に対応するグレー・スケールを生成することができる。この単調関数は、高反射出力から、第２セットのミラーの傾斜から結果する出力までの範囲でよい。この単調関数は、放射線感光性媒体の縁部変位を、マイクロミラーの縁部における傾斜に関連させることができる。単調関数は、図面で示した曲線から演繹できるように、第１セットのマイクロメータの傾斜より第２セットのマイクロメータの傾斜に近い変曲点を有してよい。この方法の別の態様は、マイクロミラーの傾斜方法を含む。これは、ほぼ中心の軸線を中心に傾斜するか、一方側から傾斜することができる。傾斜は、マイクロメータの支持部材を変形させることを含むか、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによって記載された変形可能なマイクロミラー・デバイスのように、マイクロミラー自体を変形させることを含むことができる。
【００６１】
上述した方法の様々な態様は、さらにマイクロメータを反復的に傾斜すること、部分干渉性の放射線でアレイを照明すること、および反射出力を誘導して、放射線感光性媒体に少なくとも１つのパターンを形成すること、および加工物を処理して、加工物上にパターンに対応する１つまたは複数の半導体構造を形成することと組み合わせることができる。加工物がレチクルの場合、上述した方法は、マイクロミラーを反復的に傾斜すること、部分干渉性放射線でアレイを照明すること、反射出力を放射線感光性媒体に誘導すること、レチクル上のパターンを現像すること、および半導体基板上にパターンに対応する１つまたは複数の半導体構造を形成することと組み合わせることができる。
【００６２】
別の実施形態は、１次元または２次元アレイの傾斜マイクロミラーを使用して、加工物上の放射線感光性媒体を露光した場合に、形体の境界を画定する方法である。この実施形態は、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを傾斜し、高反射出力を生成することと、境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを、第２セットのマイクロミラーの反射出力内で最大の弱め合う干渉を生成する傾斜を超えて、第１セットと第２セットのマイクロメータの反射出力間でほぼ弱め合う干渉を生成する傾斜まで傾斜することとを含む。同様の実施形態は、１次元または２次元アレイの傾斜マイクロミラーを使用して、加工物上の放射線感光性媒体を露光する場合、形体の境界を画定する方法である。この同様の実施形態は、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを傾斜し、高反射出力を生成することと、境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを、最小反射出力輝度を生成する傾斜を越えて、第１セットと第２セットのマイクロミラーの反射出力間でほぼ弱め合う傾斜まで傾斜することとを含む。これらの実施形態のほぼ弱め合う干渉は、ミラーの位置合わせ不良または校正不良によって偶発的に引き起こされるもの以上のものである。ほぼ弱め合う干渉は、シミュレーションによって、または放射線感光性媒体内に生成されるパターンを評価することによって決定することができる。第１実施形態の様々な態様およびさらなる組み合わせを、これらの２つの実施形態のいずれかと組み合わせてよい。
【００６３】
幾つかのデバイスの実施形態は、上述した方法および変形に対応する。１つのデバイスの実施形態は、加工物上の放射線感光性媒体を露光した場合に、形体の境界を画定する、１次元または２次元アレイの傾斜マイクロミラーの制御装置である。制御装置は、境界の一方側にある第１セットのマイクロミラーを駆動して、高反射出力を生成し、および境界の他方側にある第２セットのマイクロミラーを、最小反射出力輝度を生成する点を超えて、境界に沿って非常に改良されたコントラストを生成する点まで第２傾斜へと駆動するように構成されたアレイに、動作可能な状態で結合された論理およびリソースを含む。この実施形態における第２セットのマイクロミラーの傾斜の変形は、上述した方法の変形に匹敵する。この実施形態の傾斜マイクロミラーは、制御装置に結合して、それに制御され、以下の特性のうち１つまたは複数を有する反射表面のフットプリントを含んでよい。つまり、ほぼ中心の傾斜軸線、傾斜軸線の対向する記号にある同様の反射区域、および傾斜軸線またはその付近より傾斜軸線から離れ、反射が非常に減少（または増加）した区域である。以前の制御装置の実施形態は、さらにパターン発生器構成要素を含んでよい。パターン発生器構成要素は、アレイに放射線を投影する照明ソース、アレイから反射した放射線を加工物上の放射線感光性媒体に転送する光学系、および加工物を支持し、これを移動させるように制御され、バッテリが画定された微小形態を有するステージを含むことができる。あるいは、パターン発生器構成要素がある、またはない状態で、デバイスはさらに、第１セットと第２セットのマイクロミラーの間で第３セットのマイクロミラーを中間傾斜まで駆動するような構成にしてよい。この中間傾斜は、単調関数である伝達関数によって決定することができる。単調関数の範囲は、高反射出力を生成する傾斜、および非常に改良されたコントラストを生成する傾斜を含む。単調伝達関数は、高反射出力を生成する傾斜より、非常に改良されたコントラストを生成する傾斜に近い変曲点を有してよい。
【００６４】
製造業者の実施形態の品目は、加工物上の放射線感光性媒体をマイクロミラー・アレイで露光する場合、微小形態境界の画定を制御する命令を刻印した機械読み取り可能媒体を含み、上述した方法および変形のいずれかを実現するための命令を含む。
【００６５】
本発明はさらに、傾斜マイクロミラーの幾つかの実施形態を含む。マイクロミラー・アレイで使用するような構成であるか、実際に使用されている１つの傾斜マイクロミラーの実施形態は、反射表面のフットプリントを含む。この反射表面のフットプリントは、ほぼ中心の傾斜軸線、傾斜軸線の対向する記号にある同様の反射区域、および傾斜軸線の位置またはその付近より、傾斜軸線から離れた位置で、反射が非常に減少（または増加）した区域を有する。同様の反射区域は、傾斜軸線に対して対称（例えば鏡像）であるか、傾斜アクセスの点に対して対称（例えば直角の軸線で２回反射した像）でよい。
【００６６】
別の実施形態は、マイクロミラー・アレイで使用するような構成であるか、実際に使用されている傾斜マイクロミラーの反射表面である。反射表面は、ほぼ中心の傾斜軸線、傾斜軸線の対向する記号にある同様の反射区域、および傾斜軸線の位置またはその付近より傾斜軸線から離れた位置で反射が非常に減少（または増加）した区域を有する反射表面のフットプリントを含む。この実施形態では、反射表面は、傾斜の範囲として、高反射出力を生成する第１傾斜角度、および最小反射出力輝度を生成する傾斜を超えて、第１および第２傾斜角度をとるマイクロミラー間で非常に改良されたコントラストを生成する傾斜までの第２傾斜角度を含む。この実施形態の傾斜角度の範囲は、代替的に上述した方法で表すことができる。
【００６７】
さらなる実施形態は、マイクロミラー・アレイで使用するような構成であるか、実際に使用されている傾斜マイクロミラーの反射表面も含む。反射表面は、ほぼ中心の傾斜軸線、および傾斜軸線の両側にある同様の反射区域を有する。反射表面のフットプリントはさらに、傾斜軸線の反対符号の位相干渉構造を有し、これは、反射表面が、傾斜軸線の位置またはその付近よりも傾斜軸線から離れた位置で、生成する反射出力が減少（または増加）するように配置される。この実施形態の１つの態様は、反射表面のフットプリントが、中心の傾斜アクセスの両側に対向する縁部を含み、位相干渉構造が、対向する縁部および傾斜軸線により近く配置されるものである。この実施形態の別の態様は、反射表面のフットプリントが、中心の傾斜軸線の両側に対向する縁部を含み、干渉表面が、対向する縁部間の中間点より対向する縁部に近い方に配置されるものである。この実施形態のさらに別の態様は、干渉構造が、反射表面フットプリントの外縁に沿って配置されるものである。外縁に沿って配置された干渉構造は、マイクロミラーの投影された輝度分布のサイズを効果的に減少させることができる。傾斜マイクロミラーの反射表面に関するこれらの実施形態のいずれかに関して、位相干渉構造は、高さが反射表面自体と、１／４波長の奇数倍だけ異なってよい。
【００６８】
さらなる実施形態は、マイクロミラーの２次元アレイを校正する方法である。方法は、第１および第２アクセスの両方に平行に動作することが好ましいが、１本の軸線に沿ってのみ動作することもできる。この方法は、第１軸線に平行に、明るいマイクロミラーと暗いマイクロミラーの間に少なくとも１本の第１コントラスト線を生成することを含む。第１コントラスト線は、少なくとも幾つかの線位置について、暗いマイクロミラーと明るいマイクロミラーの間にグレー値のマイクロミラーでアレイに適用する。論理的に、線はアレイを横断して掃引される。しかし、パターン発生論理は、アレイにわたって様々な位置で任意の順序にて第１線を配置することができる。様々な第１線の位置で、マイクロミラーに対応する反射出力輝度が記録される。第１コントラスト線を生成するプロセスを、第１軸線に平行ではない第２軸線に平行な第２コントラスト線について反復する。論理的に、第１軸線は、これもマイクロミラーの中心を通ってよい第２アクセス内で、マイクロミラーの中心を通ることができる。マイクロミラーをデカルト・アレイで配置すると、軸線は直角になるようである。しかし、軸線の他の方向を適用してもよい。任意選択で、コントラスト線を生成するプロセスを、対角線上に延びる第３および第４軸線について反復してよい。この方法はさらに、記録した反射出力輝度に対応する個々のマイクロミラーの補正値を計算することを含む。この実施形態の１つの態様は、明るいマイクロミラーと暗いマイクロミラー間の第１および第２コントラスト線は、少なくとも３つの連続する暗いマイクロミラーを含む幅を有する。この少なくとも３つの連続する暗いマイクロミラーは少なくとも３つの連続する明るいマイクロミラーに隣接するか、少なくとも１つのグレー・マイクロミラー分だけこれから隔置されている。この方法の用途では、コントラスト線を適用することは、各コントラスト線に対応して、ピクセルから反射出力輝度を少なくとも３回記録するように、コントラスト線を配置することを含む。
【００６９】
別の実施形態は、特性波長を有する電磁放射線の部分干渉性ソースによって照明された２次元アレイのマイクロミラーを校正する方法である。この方法は、アレイ内にチェッカ盤パターンのマイクロミラーを生成することを含み、明るい値と明るくない値に設定されたチェッカ盤の正方形が交互している。チェッカ盤の正方形は、個々のピクセル、または２×２または３×３のピクセルのようなピクセルの小さいクラスタでよい。方法はさらに、傾斜アクセスとマイクロミラーの縁部との１／４波長と１／２波長の差の範囲で、明るくないマイクロミラーを駆動することと、画像請求項の出力の輝度を記録することとを含む。１つまたは複数の駆動値または明るくないマイクロミラーを決定して、記録した出力輝度にこの駆動値をマッピングする応答曲線を設定する際に使用することを含む。記録した出力輝度は、縁部変位を代理する。この実施形態の態様は、決定した駆動値に基づいて、アレイの出力輝度の暗い範囲および動作範囲を設定する。
【００７０】
別の実施形態は、部分干渉性ソースの電磁放射線で照明した２次元アレイのマイクロミラーを校正する方法である。この方法は、アレイにマイクロミラーのパターンを生成することを含む。大部分のマイクロミラーは第１出力輝度に設定される。他のマイクロミラーは、出力輝度値の範囲で変動する。他のマイクロミラーは、相互から非常に隔置される。方法は、他のマイクロミラーを出力輝度値の範囲に駆動することと、他のマイクロミラーの出力輝度を様々な駆動信号に記録することとを含む。次に、個々のマイクロミラーの駆動信号を決定して、所望の出力輝度レベルを生成する。駆動信号は、校正曲線または伝達関数で具体化できる。この実施形態の１つの態様は、他のマイクロミラー間の間隔が、第４出力輝度値のマイクロミラー少なくとも３個分でよい。あるいは、画像面で測定したマイクロミラーの中心の間隔は、典型的な明るいマイクロミラーに対応する輝度分布の２乗平均の係数でよい。上記で説明したように、マイクロミラーの中心の間隔は、画像面で測定することができる。係数は、輝度分布の平均平方の２、３または４倍でよい。
【００７１】
さらなる実施形態は、露光放射線ソースの２次元アレイを校正する方法である。この方法は、ソースのパターンをアレイに生成することを含み、ソースの大部分は第１出力輝度値に設定され、他のソースは、ある範囲の出力輝度値に設定される。他のソースは、センサによって個々に解像されるように、相互から十分に隔置される。方法は、出力輝度値の範囲にわたって他のソースを駆動することと、他のソースの出力輝度を様々な駆動信号に記録することとを含む。駆動信号は、所望の出力輝度レベルを生成するように、ソースについて決定される。本発明のさらなる態様は、個々のソースについて駆動信号を決定することができる。
【００７２】
本発明はさらに、上述した方法のいずれかを実現する論理およびリソースを含む。これは、このような論理およびリソースを含むパターン発生器に拡張される。これは、製造業者の品目として、上述した方法のいずれかを実現するためのディジタル論理を刻印したメモリも含む。これは、製造業者の品目からのディジタル論理をロードしたパターン発生器に拡張される。
【００７３】
本発明を、好ましい実施形態および以上で詳述した例に関して開示してきたが、これらの例は、制限的ではなく例示的であるよう意図されていることが理解される。当業者には変形および組み合わせが容易に想起され、その変形および組み合わせは、本発明の精神および請求の範囲に入るものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】マイクロミラー・パターン発生器の一般的レイアウトを示す。
【図２】ミラーの傾斜範囲を示す。
【図３】図３Ａは、複素振幅および輝度の曲線を示し、図３Ｂは、様々なミラー構成によって生成する複素振幅を示し、図３Ｃから図３Ｅは、ＳＬＭピクセル値を示し、空間像はレジスト画像で、様々な複素振幅の範囲に対応する。
【図４】マイナスの黒色傾斜の使用が不完全なミラー傾斜に及ぼす影響を示す。
【図５】副ローブの生成を示す。
【図６】副ローブの生成に影響する様々なミラー形状、アレイ構成および表面輪郭を示す。
【図７】ミラー表面への位相干渉構造の配置に関する変動を個々に、およびマイクロミラー・アレイの一部として示す。
【図８】伝達関数を示す。
【図９】光学システムのブロック図である。
【図１０】校正技術で使用することができる様々なパターンを示す。
【図１１】不完全な縁部、および局所的な縁部配置への隣接ピクセルの影響を示す。
【図１２】校正に有用な様々な線配置を示す。
【図１３】校正の態様を示す。
【図１４】校正の態様を示す。
【図１５】１つの校正アルゴリズムの流れ図である。
【図１６】マルチパス書き込みを示す。
【図１７】マルチパス書き込みの予想の校正を示す。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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