(57)【要約】  本発明は、露光装置、露光方法及びフォトリソグラフィ方法を提供する。露光装置は、露光光源（２０１）及び光路ユニットを備え、光路ユニットは露光光源（２０１）の発する光を露光位置にガイドし、光路ユニットは、ライトバルブアレイ（２０２）を備え、露光光源（２０１）の発する光はライトバルブアレイ（２０２）を透過又はそれにより反射されて露光位置にガイドされ、ライトバルブアレイ（２０２）は光透過率又は反射率が調整可能な複数のライトバルブユニット（２０２０）を備える。該露光装置を用いて露光することで、最終に得た露光パターンがさらにターゲットパターンに近くなる。
2020531871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光源及び光路ユニットを備え、
前記光路ユニットは前記露光光源の発する光を露光位置にガイドし、
前記光路ユニットはライトバルブアレイを備え、前記露光光源の発する光が前記ライトバルブアレイにガイドされ、前記ライトバルブアレイを透過し又はそれにより反射され、前記露光位置にガイドされ、
前記ライトバルブアレイは光透過率又は反射率が調整可能な複数のライトバルブユニットを備える露光装置。
【請求項２】
前記光路ユニットは、２本の光路を備え、即ち、
前記ライトバルブアレイを含まない第１露光光路と、
前記ライトバルブアレイを含む第２露光光路である請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記光路ユニットは第１反射鏡と第２反射鏡をさらに備え、
前記第１反射鏡は前記露光光源の発する光を前記ライトバルブアレイにガイドし、
前記第２反射鏡は前記ライトバルブアレイを透過し又はそれにより反射された光を前記露光位置にガイドする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記ライトバルブアレイは反射型ライトバルブアレイ又は透過型ライトバルブアレイである請求項１−３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記反射型ライトバルブアレイはマイクロミラーアレイを備え、
前記透過型ライトバルブアレイはエレクトロクロミック型ライトバルブアレイ又は液晶型ライトバルブアレイを備える請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する制御装置をさらに備える請求項１−５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記エレクトロクロミック型ライトバルブアレイに採用されるエレクトロクロミック材料はＷＯ３、ＭｏＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、ＮｉＯ、ＩｒＯ又はＭｎＯである請求項５に記載の露光装置。
【請求項８】
前記制御装置は前記ライトバルブアレイの各前記ライトバルブユニットに印加された電圧を調整することで前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する請求項６に記載の露光装置。
【請求項９】
前記ライトバルブユニットに印加された電圧と前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率との関係を記憶する記憶装置をさらに備える請求項１−８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１−９のいずれか一項に記載の露光装置を用いた露光方法であって、
露光補正パラメータを取得することと、
前記露光補正パラメータに応じて、前記ライトバルブアレイの反射率又は透過率を調整することと、
前記露光光源から発し前記ライトバルブアレイにより調整された光を用いて露光を行うことと、を含む露光方法。
【請求項１１】
前記露光補正パラメータを取得する前に、前記ライトバルブアレイなしで露光する場合の露光パターンが所定要求を満たすか否かを判断し、満たさない場合、前記露光補正パラメータを取得する請求項１０に記載の露光方法。
【請求項１２】
前記露光補正パラメータを取得することは、
限界寸法テストパターンを取得することと、
前記テストパターンに基づき前記限界寸法の分布行列Ａｉｊを得ることと、
ターゲット限界寸法行列ａｔａｒｇｅｔと前記限界寸法の分布行列Ａｉｊから補正係数行列Ｃｉｊを補正パラメータとして算出することと、を含む請求項１０又は１１に記載の露光方法。
【請求項１３】
前記ターゲット限界寸法行列ａｔａｒｇｅｔと前記限界寸法の分布行列Ａｉｊから、以下の式によって前記補正係数行列Ｃｉｊを算出する請求項１２に記載の露光方法。
【数１】
2020531871.tif 000007
【請求項１４】
前記補正係数行列Ｃｉｊに応じて前記露光装置の複数の前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整し、
前記方法は、前記補正係数行列Ｃｉｊを前記ライトバルブアレイの光透過率又は反射率行列Ｔｉｊに換算し、前記光透過率又は反射率行列Ｔｉｊを用いて前記露光装置の複数の前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することをさらに含む請求項１３に記載の露光方法。
【請求項１５】
前記ライトバルブアレイが透過型ライトバルブアレイである場合、以下の式によって前記補正係数行列Ｃｉｊを前記ライトバルブアレイの透過率行列Ｔｉｊに換算し、
【数２】
2020531871.tif 000008
Ｔｍａｘは前記ライトバルブアレイを製造する前記ライトバルブユニットの最大透過率、ｍａｘ（Ｃｉｊ）は各補正係数のうちの最大値、ｔｔｒａｎｓは透過率係数である請求項１４に記載の露光方法。
【請求項１６】
前記光透過率又は反射率行列Ｔｉｊを用いて前記露光装置の前記複数のライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することは、
前記光透過率又は反射率行列Ｔｉｊと前記複数のライトバルブユニットを対応付け、各前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率偏差を得て、前記偏差に応じて各前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することを含む請求項１４に記載の露光方法。
【請求項１７】
前記露光装置の制御装置は、前記ライトバルブユニットに印加された電圧と前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率との関係に応じて、露光装置の各前記ライトバルブユニットの電圧を調整することで、各前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する請求項１１に記載の露光方法。
【請求項１８】
前記限界寸法の分布行列Ａｉｊを露光装置の制御装置に入力し、前記制御装置により前記計算／換算過程を実行し、前記露光装置の前記複数のライトバルブユニットに印加された電圧を調整することで前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する請求項１４に記載の露光方法。
【請求項１９】
前記限界寸法テストパターンは現像プロセスによるパターンであり、又は
前記限界寸法テストパターンはエッチングプロセスによるパターンである請求項１２に記載の露光方法。
【請求項２０】
請求項１０−１９のいずれか一項に記載の露光方法を含むフォトリソグラフィ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施例は露光装置、露光方法及びフォトリソグラフィ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス又は表示基板の製造プロセスでは、通常、リソグラフィプロセスを用いて各機能層をパターニングする。リソグラフィプロセスの限界寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、ＣＤ）とは、リソグラフィプロセスで形成可能な線の最小寸法であり、リソグラフィプロセスで形成されるパターンの限界寸法の均一性は製品の特性に影響を与えるため、製品の品質を影響する重要な要素と言える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の少なくとも一実施例は、露光光源及び光路ユニットを備え、前記光路ユニットは前記露光光源の発する光を露光位置にガイドし、前記光路ユニットはライトバルブアレイを備え、前記露光光源の発する光が前記ライトバルブアレイにガイドされ、前記ライトバルブアレイを透過し又はそれにより反射され、前記露光位置にガイドされ、前記ライトバルブアレイは光透過率又は反射率が調整可能な複数のライトバルブユニットを備える露光装置を提供する。
【０００４】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では、前記光路ユニットは、２本の光路を備え、即ち、前記ライトバルブアレイを含まない第１露光光路と、前記ライトバルブアレイを含む第２露光光路である。
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では、前記光路ユニットは第１反射鏡と第２反射鏡をさらに備え、前記第１反射鏡は前記露光光源の発する光を前記ライトバルブアレイにガイドし、前記第２反射鏡は前記ライトバルブアレイを透過し又はそれにより反射された光を前記露光位置にガイドする。
【０００５】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では、前記ライトバルブアレイは反射型ライトバルブアレイ又は透過型ライトバルブアレイである。
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では、前記反射型ライトバルブアレイはマイクロミラーアレイを備え、前記透過型ライトバルブアレイはエレクトロクロミック型ライトバルブアレイ又は液晶型ライトバルブアレイを備える。
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する制御装置をさらに備える。
【０００６】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では、前記エレクトロクロミック型ライトバルブアレイに採用されるエレクトロクロミック材料はＷＯ３、ＭｏＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、ＮｉＯ、ＩｒＯ又はＭｎＯである。
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では前記制御装置は前記ライトバルブアレイの各ライトバルブユニットに印加された電圧を調整することで前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。
【０００７】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置では、前記ライトバルブユニットに印加された電圧と前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率との関係を記憶する記憶装置をさらに備える。
本開示の少なくとも一実施例は、露光補正パラメータを取得することと、前記露光補正パラメータに応じて、前記ライトバルブアレイの反射率又は透過率を調整することと、前記露光光源から発し前記ライトバルブアレイにより調整された光を用いて露光を行うことと、を含む上記いずれかの露光装置を用いて露光する露光方法を提供する。
【０００８】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記露光補正パラメータを取得する前に、前記ライトバルブアレイなしで露光する場合の露光パターンが所定要求を満たすか否かを判断し、満たさない場合、前記露光補正パラメータを取得することをさらに含む。
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記露光補正パラメータを取得することは、限界寸法テストパターンを取得することと、前記テストパターンに基づき前記限界寸法の分布行列Ａｉｊを得ることと、ターゲット限界寸法行列ａｔａｒｇｅｔと前記限界寸法の分布行列Ａｉｊから補正係数行列Ｃｉｊを補正パラメータとして算出することと、を含む。
【０００９】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記ターゲット限界寸法行列ａｔａｒｇｅｔと前記限界寸法の分布行列Ａｉｊから、以下の式によって前記補正係数行列Ｃｉｊを算出する。
【数１】
2020531871.tif 000003
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記補正係数行列Ｃｉｊに応じて露光装置の複数のライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整し、前記方法は、前記補正係数行列Ｃｉｊをライトバルブアレイの光透過率又は反射率行列Ｔｉｊに換算し、前記光透過率又は反射率行列Ｔｉｊを用いて露光装置の複数のライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することをさらに含む。
【００１０】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前ライトバルブアレイが透過型ライトバルブアレイである場合、以下の式によって前記補正係数行列Ｃｉｊを前記ライトバルブアレイの透過率行列Ｔｉｊに換算し、
【数２】
2020531871.tif 000004
Ｔｍａｘは前記ライトバルブアレイを製造するライトバルブユニットの最大透過率、ｍａｘ（Ｃｉｊ）は各補正係数のうちの最大値、ｔｔｒａｎｓは透過率係数である。
【００１１】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記光透過率又は反射率行列Ｔｉｊを用いて露光装置の複数のライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することは、前記光透過率又は反射率行列Ｔｉｊと複数のライトバルブユニットを対応付け、各前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率偏差を得て、前記偏差に応じて各前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することを含む。
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記露光装置の制御装置は、前記ライトバルブユニットに印加された電圧と前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率との関係に応じて、露光装置の各前記ライトバルブユニットの電圧を調整することで、各前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。
【００１２】
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記限界寸法の分布行列Ａｉｊを露光装置の制御装置に入力し、前記制御装置により前記計算／換算過程を実行し、露光装置の複数の前記ライトバルブユニットに印加された電圧を調整することで前記ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。
例えば、本開示の少なくとも一実施例に係る露光方法では、前記限界寸法テストパターンは現像プロセスによるパターンであり、又は前記限界寸法テストパターンはエッチングプロセスによるパターンである。
本開示の少なくとも一実施例は、上記いずれかの露光方法を含むフォトリソグラフィ方法を提供する。
【００１３】
本開示の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施例の図面を簡単に説明し、明らかなように、下記図面は本開示のいくつかの実施例のみに関し、本開示を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本開示の一実施例に係る露光装置を示す模式図である。
【図１Ｂ】本開示の一実施例に係る露光装置のライトバルブアレイを示す平面模式図である。
【図２】本開示の一実施例に係る露光装置を示す模式図である。
【図３】本開示の一実施例に係る露光装置を示す模式図である。
【図４】本開示の一実施例に係る露光装置を示す模式図である。
【図５】本開示の一実施例に係る露光方法を示すフローチャートである。
【図６】本開示の一実施例に係る露光方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】本開示の一実施例に係るフォトリソグラフィ方法を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】本開示の一実施例に係るフォトリソグラフィ方法において露光補正パラメータを取得することを示すフローチャートである。
【図７Ｃ】本開示の一実施例に係るフォトリソグラフィ方法において露光補正パラメータを取得することを示すフローチャートである。
【図８】本開示の一実施例に係る露光補正パラメータの計算過程を示す模式図である。
【図９】本開示の一実施例に係る露光補正済みのパターンの均一性を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示の実施例の目的、技術案及び利点をより明瞭にするために、以下、本開示の実施例の図面を参照して本開示の実施例の技術案を明瞭かつ完全に説明する。明らかなように、説明される実施例は本開示の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。説明される本開示の実施例に基づき、当業者が創造的な努力をせずに想到し得るほかの実施例はすべて本開示の保護範囲に属する。
特に断らない限り、本開示に使用される技術用語又は科学用語は当業者が理解する通常意味を有する。本開示に使用される「第１」、「第２」及び類似する用語は順序、数量又は重要性を示すものではなく、単に異なる構成部分を区別するために用いられる。「含む」又は「備える」等の類似する用語とは、該用語の前に出現する素子又は物体が該用語の後に列挙された素子又は物体及びその同等体をカバーするが、ほかの素子又は物体を排除しない。「接続」又は「連結」等の類似する用語は物理的又は機械的接続に限定されず、直接か間接かにかかわらず、電気的接続を含む。「上」、「下」、「左」、「右」等は相対位置関係のみを示し、説明対象の絶対位置が変化すると、該相対位置関係もその分変化する。
【００１６】
本開示の発明者は研究したところ、リソグラフィプロセスでは、フォトリソグラフィパターンの均一性例えば限界寸法の均一性に影響を与える要素が多く、これらの要素は３種に大別される。一つ目は、フォトマスク上に形成されるパターンの限界寸法の均一性はターゲット製品に形成される限界寸法の均一性に直接に影響を与える。二つ目は、露光機器自体の均一性、例えば露光光源、レンズ等の均一性はターゲット製品に形成される限界寸法の均一性に直接に影響を与える。三つ目は、フォトレジストのコーティング、現像、エッチング等の工程も限界寸法の均一性に大きな影響を与える。
しかし、従来、フォトリソグラフィパターンの均一性例えば限界寸法の均一性を改善する方法は上記要素の１つのみに対し改善するものが多く、例えばフォトマスクのみを改良し、例えばフォトマスクの表面又は内部に様々な欠陥を形成することでフォトマスクを透過した光強度を制御するが、該方法による光強度調整では、マスクを回収し追加プロセスによってマスクを改良する必要があるため、マスクの製造コストが増加し且つ時間がかかり、従ってこれらの方法による効果は限られている。
【００１７】
本開示の少なくとも一実施例は、露光光源及び光路ユニットを備え、
光路ユニットは露光光源の発する光を露光位置にガイドし、
光路ユニットはライトバルブアレイを備え、露光光源の発する光がライトバルブアレイにガイドされ、ライトバルブアレイを透過し又はそれにより反射され、露光位置にガイドされ、
ライトバルブアレイは光透過率又は反射率が調整可能な複数のライトバルブユニットを備える露光装置を提供する。
【００１８】
本開示の少なくとも一実施例は、露光補正パラメータを取得することと、
露光補正パラメータに応じて、ライトバルブアレイの反射率又は透過率を調整することと、
露光光源から発しライトバルブアレイにより調整された光を用いて露光を行うことと、を含む、上記露光装置を用いた露光方法を提供する。
本開示の少なくとも一実施例は、上記露光方法を含むフォトリソグラフィ方法を提供する。
以下、いくつかの具体的な実施例によって本開示の露光装置、露光方法及びフォトリソグラフィ方法を説明する。
【００１９】
実施例１
本実施例は露光装置を提供し、図１Ａ及び図２に示すように、該露光装置は露光光源２０１及び光路ユニットを備える。該光路ユニットは、露光位置に配置された被加工ワーク１００（例えば基板又はウェハ）に塗布されたフォトレジスト層を露光マスク２０３によって露光するように、露光光源２０１の発する光を露光位置にガイドする。光路ユニットはライトバルブアレイ２０２を備え、露光光源２０１の発する光はライトバルブアレイ２０２にガイドされ、ライトバルブアレイ２０２を透過又はそれにより反射されて露光位置にガイドされる。図１Ｂに示すように、ライトバルブアレイ２０２は複数のライトバルブユニット２０２０を備え、ライトバルブアレイ２０２を透過した光強度をそれぞれ調整可能にするように、これらのライトバルブユニット２０２０の光透過率又は反射率が調整可能である。
【００２０】
例えば、本実施例では、光路ユニットのライトバルブアレイ２０２の各々のライトバルブユニット２０２０の光透過率又は反射率が調整可能であるため、ライトバルブアレイ２０２は露光光源２０１の発する光を領域別に選択的に透過又は反射し、露光位置にガイドされた露光装置の最終の露光強度及びその分布を制御する。本実施例では、例えば、ライトバルブアレイ２０２の各々のライトバルブユニット２０２０の位置がさらに調整可能であり、例えば各々のライトバルブユニット２０２０の傾斜角度等が調整可能であり、それにより、光の伝播方向を調整し、光を露光位置に正確にガイドすることができる。
【００２１】
本実施例では、露光装置の光路ユニットは２本の光路を備え、一方は通常光路、すなわちライトバルブアレイ２０２を含まない第１露光光路であり、直接露光光源２０１を用いて露光できる。他方は補正光路、すなわちライトバルブアレイ２０２を含む第２露光光路であり、露光光源２０１の光を調整し、露光装置の最終露光強度及びその分布を制御できる。本実施例では、２本の光路は例えばそれぞれ露光装置の異なる領域に設置されるため、ニーズに応じて異なる光路を選択して露光することができる。さらに、例えば、２本の光路は１本の光路チャンネルの少なくとも一部を共用し、この場合、ライトバルブアレイ２０２は着脱可能な構造として設置され、露光ニーズに応じて選択的に取り付けることができる。ライトバルブアレイ２０２を含む第２露光光路を用いて露光する場合、光路チャンネル内にライトバルブアレイ２０２を取り付ける。ライトバルブアレイ２０２を含まない第１露光光路を用いて露光する場合、光路チャンネルにおけるライトバルブアレイ２０２を取り外す。
【００２２】
本実施例の別の例では、図１に示すように、該露光装置は露光光源２０１、ライトバルブアレイ２０２を備え、例えば露光装置の出光部に設置されるマスクキャリア（図示せず）をさらに備え、マスク２０３が該マスクキャリアに着脱可能に取り付けられる。本例では、ライトバルブアレイ２０２は透過型ライトバルブアレイであり、露光光源２０１の発する光はライトバルブアレイ２０２を透過して、露光位置に配置された被加工ワーク１００にガイドされる。該露光装置はライトバルブアレイ２０２の各ライトバルブユニットを用いて露光光源２０１の発する光を選択的に透過させ、それにより露光装置の最終露光強度及びその分布を制御する技術効果を実現する。本例では、露光装置は、例えばレンズアセンブリ等（図示せず）をさらに備え、該レンズアセンブリは例えば露光光源２０１とライトバルブアレイ２０２との間に取り付けられ、露光光源２０１の発する光を補助的に調整する。
【００２３】
本実施例の別の例では、図２に示すように、該露光装置は同様に、露光光源２０１、ライトバルブアレイ２０２、及び露光装置の出光部に設置されマスク２０３が着脱可能に取り付けられるマスクキャリア（図示せず）を備える。上記の例とは異なり、本例では、ライトバルブアレイ２０２は反射型ライトバルブアレイであり、露光装置の光路ユニットは第１反射鏡２０４及び第２反射鏡２０５をさらに備える。第１反射鏡２０４は露光光源２０１の発する光をライトバルブアレイ２０２にガイドし、第２反射鏡２０５はライトバルブアレイ２０２により反射された光を、露光位置に配置された被加工ワーク１００にガイドする。該露光装置はライトバルブアレイ２０２の各ライトバルブユニットを用いて露光光源２０１の発する光を選択的に反射し、それにより露光装置の最終露光強度及びその分布を制御する技術効果を実現する。本例では、露光装置は同様にレンズアセンブリ等（図示せず）をさらに備え、該レンズアセンブリは例えば露光光源２０１と第１反射鏡２０４との間又はほかの適切な位置に取り付けられ、露光光源２０１の発する光を補助的に調整する。
【００２４】
該露光装置では、露光光源２０１は必要に応じて適切な波長の光源、例えば紫外線Ｇ線（４３６ナノメートル）、Ｉ線（３６５ナノメートル）から２４８ナノメートル、１９３ナノメートル、極端紫外線（ＥＵＶ）やＸ線等まで選択できる。
本例では、第１反射鏡２０４と第２反射鏡２０５は選択的に取り付けられ、所要の露光位置に応じて第１反射鏡２０４と第２反射鏡２０５の数量、取付位置及び取付角度を調整できる。例えば、第１反射鏡２０４と第２反射鏡２０５を取り付けない場合、露光光源２０１の発する光がライトバルブアレイ２０２を透過せず、この時、露光光路はライトバルブアレイ２０２を含まない第１露光光路となり、第１反射鏡２０４と第２反射鏡２０５を取り付ける場合、露光光源２０１の発する光が第１反射鏡２０４によりライトバルブアレイ２０２にガイドされ、ライトバルブアレイ２０２により調整された後、第２反射鏡２０５により露光位置に反射され、この時、露光光路はライトバルブアレイ２０２を含む第２露光光路となる。本例では、露光装置と露光位置との位置関係及びライトバルブアレイ２０２の取付位置に応じて、第１反射鏡２０４は１つ、第２反射鏡２０５は２つであり、且つ、図２に示されるように取り付けられる。反射鏡は平面鏡であり、又は拡大縮小等の操作を必要とする時に曲面鏡、例えば凹面鏡又は凸面鏡等であってもよい。ライトバルブアレイ２０２の各々のライトバルブユニットの位置が調整可能であり、それによりライトバルブアレイ２０２により反射される光が露光位置にガイドできる。
【００２５】
以上のように、本実施例では、ライトバルブアレイは、必要に応じて、例えば反射型ライトバルブアレイ又は透過型ライトバルブアレイとしてもよい。
反射型ライトバルブアレイは例えばマイクロミラーアレイであり、例えばデジタルマイクロミラーアレイ等、高反射アルミニウムマイクロミラーアレイが挙げられ、該マイクロミラーアレイの光反射率がデジタル信号によって調整可能であるため、光源の発する入射光を信号に応じて変調させる。該マイクロミラーアレイは例えばＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）型マイクロミラーアレイである。ＭＥＭＳ型マイクロミラーアレイの基本原理は、静電気（又は磁力）の作用によって可動マイクロミラーを回転又は並進させて、入力光の伝播方向又は位相を変更することである。
【００２６】
透過型ライトバルブアレイは例えばエレクトロクロミック型ライトバルブアレイ又は液晶型ライトバルブアレイ等である。エレクトロクロミック型ライトバルブアレイ用のエレクトロクロミック材料は例えばＷＯ３、ＭｏＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、ＮｉＯ、ＩｒＯ、ＭｎＯ等であり、本実施例ではエレクトロクロミック材料の具体的な種類を限定しない。これらの材料の光透過率は印加電圧の大きさによって調整できる。例えば、エレクトロクロミック型ライトバルブアレイは互いに対向する２つの基板を備え、基板の間に１層のエレクトロクロミック材料が挟まれる。２つの基板のうちの少なくとも一方はアレイ基板であり、駆動アレイが対応して設置され、他方は対向基板であり、共通電極が設置される。該駆動アレイは複数の画素ユニットを備え、各画素ユニットは１つのライトバルブユニットに対応し、例えば薄膜トランジスタ、画素電極等の回路構造を含み、各ライトバルブユニットの画素電極と共通電極は対応した部分のエレクトロクロミック材料に電圧差を印加してその光透過率を変更する。液晶型ライトバルブアレイは電気信号によって液晶分子の回転角度を制御することで光の透過率を調整できる。
【００２７】
例えば、液晶型ライトバルブアレイは互いに対向する２つの基板を備え、基板の間に１層の液晶材料が挟まれ、２つの基板にそれぞれ２つの偏光板が設置され、２つの偏光板の偏光軸が互いに直交する。２つの基板のうち少なくとも一方の基板はアレイ基板であり、駆動アレイが対応して設置され、他方の基板は対向基板であり、共通電極が設置される。該駆動アレイは複数の画素ユニットを備え、各画素ユニットは１つのライトバルブユニットに対応し、例えば薄膜トランジスタ、画素電極等の回路構造を備み、各ライトバルブユニットの画素電極と共通電極は対応した部分の液晶材料に電圧差を印加してその光透過率を変更する。
【００２８】
本実施例では、図３に示すように、露光装置は制御装置２０６をさらに備え、制御装置２０６は例えばライトバルブアレイ２０２に電気的に接続され、ライトバルブアレイ２０２に表示信号を提供してライトバルブアレイ２０２の光透過率又は反射率を調整する。例えば、制御装置２０６はライトバルブアレイ２０２の各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整可能である。例えば、ライトバルブアレイ２０２がエレクトロクロミック型ライトバルブアレイである場合、制御装置２０６はライトバルブアレイ２０２の各ライトバルブユニットに印加された電圧を調整することで各ライトバルブユニットの光透過率を調整する。該コントローラは例えば中央プロセッサ、マイクロプロセッサ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の複数の形態であり、コンピュータプログラム又はコマンドを実行可能であり、本開示の実施例ではそれを制限しない。
【００２９】
本実施例では、図４に示すように、露光装置は記憶装置２０７をさらに備え、記憶装置２０７は例えばライトバルブユニットに印加された電気信号とライトバルブユニットの光透過率又は光反射率との関係を記憶し、制御装置２０６は該関係に応じて、各ライトバルブユニットに印加された電気信号を調整し、更にライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。例えば、ライトバルブアレイ２０２がエレクトロクロミック型ライトバルブアレイである場合、記憶装置２０７はライトバルブユニットに印加された電圧とライトバルブユニットの光透過率との関係を記憶し、制御装置２０６は該関係に応じて、各ライトバルブユニットに印加された電圧を調整し、更に各ライトバルブユニットの光透過率を調整することができる。該記憶装置２０７は磁気記憶媒体、半導体記憶媒体等を含み、揮発性記憶装置又は非揮発性記憶装置であってもよく、本開示の実施例ではそれを制限しない。
【００３０】
本実施例に係る露光装置は、例えばリソグラフィプロセスに適用できるため、露光光源２０１の発する光を選択的に正常光路又は補正光路によって露光させ、そして、露光装置から出射する光がマスク２０３を透過して露光位置に照射し、例えば基板又はウェハなどの被加工ワーク１００に照射し、それにより被加工ワーク１００をパターニングする。本実施例に係る露光装置が補正光路で露光する場合、ライトバルブアレイ２０２の各々のライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することで露光装置の最終露光量を領域別に制御する技術効果を実現する。該露光装置がリソグラフィプロセスに用いられる場合、フォトリソグラフィパターンがさらに均一になり、又は所要のターゲットパターンに近くなる。
【００３１】
実施例２
本実施例は、上記いずれかの露光装置を用いて露光する露光方法を提供し、露光プロセスを補正し、より均一な又は所要のターゲットパターンに近い露光パターンを得られ、それによりパターニングプロセスの品質を改善する。図５に示すように、該方法はステップＳ１０１〜Ｓ１０３を含む。
Ｓ１０１、露光補正パラメータを取得する。
本実施例では、露光補正パラメータは、例えば１回の露光プロセスによるテストパターンから取得される。該テストパターンは例えば現像プロセスによるパターン、又はエッチングプロセスによるパターンである。該テストパターンと所要のターゲットパターンとを比較し、テストパターンとターゲットパターンとの差異及び差異度を得て、露光補正パラメータを取得する。該露光補正パラメータは例えば１つの数値であってもよく、１つの数値行列であってもよく、ここでその具体的な形態を限定しない。
Ｓ１０２、露光補正パラメータに応じて、ライトバルブアレイの反射率又は透過率を調整する。
【００３２】
本実施例では、例えば露光装置の制御装置により露光補正パラメータに応じてライトバルブアレイの反射率又は透過率を調整し、例えば制御装置により、ライトバルブユニットに印加された電気信号を調整することで各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。露光装置の記憶装置には、ライトバルブユニットに印加された電気信号とライトバルブユニットの光透過率又は光反射率との関係が記憶される場合、制御装置はこの関係及び露光補正パラメータに応じて、各ライトバルブユニットに印加された電気信号を調整し、ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することができる。例えば、ライトバルブアレイがエレクトロクロミック型ライトバルブアレイであり、且つライトバルブユニットに印加された電圧とライトバルブユニットの光透過率との関係が記憶装置に記憶された場合、露光装置の制御装置は該関係及び露光補正パラメータに応じて露光装置の各ライトバルブユニットに印加された電圧をそれぞれ調整することで各ライトバルブユニットの透過率を調整する。
【００３３】
Ｓ１０３、露光光源から発しライトバルブアレイにより調整された光を用いて露光を行う。
本実施例では、制御装置は露光補正パラメータに応じてライトバルブアレイの各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整し、そして露光光源の発する光を調整し、それにより、調整後の光を用いた露光プロセスによるパターンがさらに所望のターゲットパターンに近くなる。例えば、露光後のフォトレジスト層がフォトレジストパターンを得るように現像され、該フォトレジストパターンがエッチングマスクとして利用され、その下のほかの構造層をエッチングする。該エッチングは乾式エッチング又は湿式エッチングである。
【００３４】
本実施例の別の例では、図６に示すように、該露光方法はステップＳ１０１の前に、ステップＳ１００をさらに含む。
Ｓ１００、ライトバルブアレイなしで露光する場合の露光パターンが所定要求を満たすか否かを判断する。
該判断過程は、通常、Ｓ１０１ステップの前に行われ、すなわち露光補正パラメータを取得する前に行われる。判断結果がＹＥＳ、すなわちライトバルブアレイなしで露光する場合の露光パターンが所定要求を満たすと、露光装置の通常光路を用いて露光し、すなわちステップＳ１０１＊に進み、ライトバルブアレイを含まない第１露光光路を用いて露光する。判断結果がＮＯ、すなわちライトバルブアレイなしで露光する場合の露光パターンが所定要求を満たさないと、露光装置の補正光路を用いて露光し、すなわちステップＳ１０１に進み、ライトバルブアレイを含む第２露光光路を用いて露光し、この時、露光補正パラメータを取得する。
【００３５】
実施例３
本実施例は、例えばリソグラフィプロセスに用いられ均一な限界寸法を取得できる露光方法を提供する。該リソグラフィプロセスは例えばフォトレジストをコーティングすること、本実施例に係る露光方法を用いてフォトレジストを露光するステップ、フォトレジストを現像処理してフォトレジストパターンを得ること、フォトレジストパターンを所要の材料に転写して該材料上にフォトリソグラフィパターンを得ること等を含む。本実施例では、フォトリソグラフィパターンの限界寸法の均一性を取得することを例とし、本開示の実施例に係る露光方法を説明する。
【００３６】
本実施例では、図７Ａに示すように、該露光方法はステップＳ２００−Ｓ２０３を含む。
Ｓ２００、ライトバルブアレイなしで露光する場合に取得される露光パターンの限界寸法の均一性が所定要求を満たすか否かを判断する。
【００３７】
本実施例では、例えば、最初に限界寸法テストパターンを取得し、該パターンが例えば現像プロセスによるパターンであってもよく、エッチングプロセスによるパターンであってもよく、該テストパターンが限界寸法の分布状況を反映できる。該限界寸法テストパターンにおける限界寸法の均一性に基づき、ライトバルブアレイなしで露光する場合に取得したパターンが所定要求を満たすか否かを判断し、例えば限界寸法テストパターンの各位置の限界寸法が所定の最大限界寸法を超えるか否か、又はテストパターンの最大限界寸法と最小限界寸法との差がプロセス要求を超えるか否かを判断する。取得した限界寸法テストパターンの限界寸法の均一性が標準を満たし、すなわち判断結果がＹＥＳであれば、露光装置の通常光路を用いて露光し、すなわちステップＳ２０１＊に進み、ライトバルブアレイを含まない第１露光光路を用いて露光する。逆に、取得した限界寸法テストパターンの限界寸法の均一性が標準を満たさず、すなわち判断結果がＮＯであれば、露光装置の補正光路を用いて露光し、すなわちステップＳ２０１に進み、ライトバルブアレイを含む第２露光光路を用いて露光する。
【００３８】
Ｓ２０１、露光補正パラメータを取得する。
図７Ｂに示すように、一例では、露光補正パラメータを取得することはステップＳ２０１１−Ｓ２０１３を含む。
Ｓ２０１１、限界寸法テストパターンを取得する。
本実施例では、該テストパターンはステップＳ２００で取得した限界寸法テストパターンであってもよく、改めて取得した限界寸法テストパターンであってもよい。プロセスを簡略化し時間を節約するために、本実施例では、ステップＳ２００で取得した限界寸法テストパターンを選択し、該テストパターンは露光過程の各工程による露光パターンへの影響を反映できる。
Ｓ２０１２、該テストパターンに基づき限界寸法の分布行列Ａｉｊを得る。
本実施例では、例えば自動光学検出装置を用いてテストパターンの各位置の限界寸法を検出し、限界寸法の分布行列Ａｉｊを生成する。
【００３９】
Ｓ２０１３、補正係数行列Ｃｉｊを算出する。
本実施例では、例えばターゲット限界寸法行列ａｔａｒｇｅｔと限界寸法の分布行列Ａｉｊから補正係数行列Ｃｉｊを露光補正パラメータとして算出する。本実施例では、例えば以下の式によって補正係数行列Ｃｉｊを算出する。
【数３】
2020531871.tif 000005
Ｓ２０２、露光補正パラメータに応じて、ライトバルブアレイの反射率又は透過率を調整する。
本実施例では、例えば露光装置の制御装置により、Ｓ２０１３で取得した補正係数行列Ｃｉｊに応じてライトバルブアレイの反射率又は透過率を調整し、各行列要素はライトバルブアレイの１つのライトバルブユニットに対応する。例えば、制御装置はライトバルブユニットに印加された電気信号を調整することで各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。露光装置の記憶装置には、ライトバルブユニットに印加された電気信号とライトバルブユニットの光透過率又は反射率との関係が記憶される場合、制御装置は該関係及び補正係数行列Ｃｉｊに応じて各ライトバルブユニットに印加された電気信号を調整し、ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。
【００４０】
例えば、ライトバルブアレイが透過型ライトバルブアレイであり、ライトバルブユニットに印加された電圧とライトバルブユニットの光透過率との関係が記憶装置に記憶される場合、露光装置の制御装置は補正係数行列Ｃｉｊと該関係に応じて露光装置の各ライトバルブユニットに印加された電圧を調整することで各ライトバルブユニットの光透過率を調整する。
Ｓ２０３、露光光源から発しライトバルブアレイにより調整された光を用いて露光を行う。
【００４１】
本実施例では、制御装置は補正係数行列Ｃｉｊに応じて各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することで、露光光源の発する光を領域別に調整でき、従って調整後の光を用いた露光プロセスにより得られたパターンがさらに所要のターゲットパターンに近くなり、且つ取得したパターンの限界寸法がさらに均一になる。
本実施例の別の例では、図７Ｃに示すように、図７Ｂに示される例に基き、露光補正パラメータを取得することは、ステップＳ２０１４をさらに含む。
Ｓ２０１４、補正係数行列Ｃｉｊをライトバルブアレイの光透過率又は反射率行列Ｔｉｊに換算する。
【００４２】
本例では、補正係数行列Ｃｉｊをライトバルブアレイの透過率又は反射率行列Ｔｉｊに換算し、行列Ｔｉｊを用いて露光装置の複数のライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整する。例えば、ライトバルブアレイが透過型ライトバルブアレイである場合、以下の式によって補正係数行列Ｃｉｊをライトバルブアレイの光透過率行列Ｔｉｊに換算する。
【数４】
2020531871.tif 000006
式中、Ｔｍａｘはライトバルブアレイを製造するライトバルブユニットの最大透過率、ｍａｘ（Ｃｉｊ）は各補正係数のうちの最大値、ｔｔｒａｎｓは透過率係数である。ライトバルブアレイが反射型ライトバルブアレイである場合、同様にライトバルブアレイの光反射率行列を取得し、後続の補正操作に用いられ得るため、ここで詳細な説明をしない。
【００４３】
本実施例では、光透過率又は反射率行列Ｔｉｊを用いて露光装置の複数のライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することは、光透過率又は反射率行列Ｔｉｊと複数のライトバルブユニットを対応付け、各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率偏差を得て、該偏差に応じて各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整することを含む。
【００４４】
本実施例では、例えば限界寸法の分布行列Ａｉｊを露光装置の制御装置に入力し、制御装置は、図８に示される限界寸法分布行列Ａｉｊ−補正係数行列Ｃｉｊ−光透過率又は反射率行列Ｔｉｊの計算／換算過程（図中、行列Ａｉｊ、行列Ｃｉｊ、行列Ｔｉｊ中の数値の等高線図を模式的に示し、行列中の各数値の分布状況を表す）を実行し、且つ露光装置の複数のライトバルブユニットに印加された電気信号を調整する。例えば、ライトバルブアレイが透過型ライトバルブアレイである場合、各ライトバルブユニットに印加された電圧を調整することで各ライトバルブユニットの光透過率を調整する。透過率調整済みのライトバルブアレイの補正光路を用いて露光して取得したパターンは、より均一な限界寸法を有し、図９に示すように、最終的に取得したパターンの限界寸法分布行列Ａｃｏｒｒｅｃｔｅｄｉｊとターゲット限界寸法行列ａｔａｒｇｅｔはほぼ同じである又は誤差が許容範囲内にある。
【００４５】
本開示の少なくとも一実施例に係る露光装置、露光方法及びフォトリソグラフィ方法は、以下の少なくとも１つの有益な効果を有する。
（１）本開示の実施例に係る露光装置は２本の光路を有し、露光時に、実際状況に応じて正常光路又はライトバルブアレイを有する補正光路を選択して露光プロセスを行うことができ、それにより露光装置の露光品質を向上させる。
（２）本開示の実施例に係る露光装置に備えられる補正光路は、複数のライトバルブユニットを有するライトバルブアレイを用いて露光光源の発する光を調整でき、従って露光装置の最終露光量を領域別に制御する技術効果を実現できる。
（３）本開示の実施例に係る露光方法は、テストパターンに基づき、露光補正パラメータを取得し、該露光補正パラメータを用いて露光装置のライトバルブアレイの各ライトバルブユニットの光透過率又は反射率を調整し、露光装置の最終露光量を制御し、それにより取得された露光パターンがさらに所要のターゲットパターンに近くなり、露光パターンの均一性を向上させることができる。
（４）本開示の実施例に係る露光方法は、リソグラフィプロセスに利用でき、テストパターンに基づき露光補正パラメータを取得でき、該テストパターンはリソグラフィプロセスのフォトマスク、露光装置、現像プロセス、リソグラフィプロセス等の複数の要素による最終フォトリソグラフィパターンへの影響を反映するため、該露光補正パラメータを用いて露光装置の最終露光量を制御することで、取得したフォトリソグラフィパターンがさらに所要のターゲットパターンに近くなり、フォトリソグラフィパターンの均一性を向上させ、例えばフォトリソグラフィパターンの限界寸法の均一性を向上させることができる。
【００４６】
なお、
（１）本開示の実施例の図面中、本開示の実施例に関する構造だけが示されて、ほかの構造については通常の設計を参照すればよい。
（２）明瞭さから、本開示の実施例を説明する図中、層又は領域の厚さが拡大又は縮小されるものであり、すなわち、これらの図面は実際の比例に応じて作成するものではない。なお、層、膜、領域又は基板のような素子が別の素子の「上」又は「下」に位置すると記載される場合、該素子は「直接」又は中間素子を介して別の素子の「上」又は「下」に位置する。
（３）矛盾がない場合、本開示の実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせて、新しい実施例を構成することができる。
【００４７】
以上、本開示の具体的な実施形態を説明したが、本開示の保護範囲はそれに限定されず、当業者が本開示の技術的範囲を逸脱せずに容易に想到し得る変更や置換はすべて本開示の保護範囲に属する。従って、本開示の保護範囲は前記特許請求の範囲の保護範囲に準じるべきである。
本願は２０１７年８月３１日に提出した中国特許出願第２０１７１０７７０８５９．４号の優先権を主張し、ここで上記中国特許出願の全開示内容が引用により本願の一部として組み込まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１００−被加工ワーク；２０１−露光光源；２０２−ライトバルブアレイ；２０２０−ライトバルブユニット；２０３−マスク；２０４−第１反射鏡；２０５−第２反射鏡；２０６−制御装置；２０７−記憶装置。
【図１Ａ】
2020531871.tif 000009
【図１Ｂ】
2020531871.tif 000010
【図２】
2020531871.tif 000011
【図３】
2020531871.tif 000012
【図４】
2020531871.tif 000013
【図５】
2020531871.tif 000014
【図６】
2020531871.tif 000015
【図７Ａ】
2020531871.tif 000016
【図７Ｂ】
2020531871.tif 000017
【図７Ｃ】
2020531871.tif 000018
【図８】
2020531871.tif 000019
【図９】
2020531871.tif 000020
【国際調査報告】
2020531871.tif 000021
2020531871.tif 000022
2020531871.tif 000023
2020531871.tif 000024
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