特許 7356585 マスクレスリソグラフィシステム用ユニバーサル計測ファイル、プロトコル、及びプロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-26

(45)【発行日】2023-10-04

(54)【発明の名称】マスクレスリソグラフィシステム用ユニバーサル計測ファイル、プロトコル、及びプロセス

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20230927BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 521

G03F7/20 501

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022520960

(86)(22)【出願日】2019-10-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-08

(86)【国際出願番号】 US2019055135

(87)【国際公開番号】W WO2021071472

(87)【国際公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】コスクン， テイマー

(72)【発明者】

【氏名】チェン， チャン ファン

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン デン ブルク， ダグラス ジョセフ

【審査官】三好 貴大

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０５６０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１３６１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６９６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３７７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１７００８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／００－７／２４

９／００－９／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

方法であって、
リソグラフィ環境の仮想マスク装置を用いて設計ファイル及びユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）ファイルを作成することであって、
前記リソグラフィ環境は、前記仮想マスク装置、計測装置、及びマスクレスリソグラフィ装置に接続されるように動作可能なコントローラを含み、
前記ＵＭＦファイルは、前記コントローラ、前記仮想マスク装置、前記計測装置、及び前記マスクレスリソグラフィ装置の各々によって読み取り可能である、
リソグラフィ環境の仮想マスク装置を用いて設計ファイル及びユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）ファイルを作成することと、
前記設計ファイルを前記マスクレスリソグラフィ装置へ送信し、前記ＵＭＦファイルを前記計測装置へ送信することと、
前記設計ファイルに基づき、前記マスクレスリソグラフィ装置を用いて第１の基板をパターニングし、前記マスクレスリソグラフィ装置によってパターニングされた前記第１の基板を前記計測装置へ移送することを含む、リソグラフィプロセスを実行することと、
前記ＵＭＦファイルの命令に従って、前記計測装置を用いて１又は複数の計測プロセスを実行し、前記ＵＭＦファイルに計測測定値を追加することと、
前記ＵＭＦファイルの命令に従って、前記計測装置を用いて１又は複数のアプリケーションの第１の部分を実行し、補正モデル及び較正オフセットデータのうちの少なくとも１つを前記ＵＭＦファイルにコンパイルすることと、
前記ＵＭＦファイルを前記仮想マスク装置及び前記マスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つへ送信することと、
前記仮想マスク装置及び前記マスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つを用いて、前記設計ファイルを更新することと
を含む方法。

【請求項2】

前記ＵＭＦファイルのフォーマットは、ユーザ及び機械による読み取りが可能で、要素のセクションを保持及び記憶するように動作可能な、テキストベースのマークアップ言語を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＵＭＦファイルの前記セクションは、識別セクション、計測命令セクション、アプリケーション命令セクション、アライメントマークセクション、画像保存セクション、及び計測測定セクションを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記リソグラフィ環境は、前記コントローラに接続された評価装置を含み、
前記評価装置は、前記ＵＭＦファイルの命令に従って、前記１又は複数のアプリケーションの第２の部分を実行し、
前記評価装置は、前記補正モデル及び前記較正オフセットデータのうちの少なくとも１つを、前記ＵＭＦファイル又は補正モデルファイルにコンパイルする、
請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記評価装置は、前記補正モデル又は前記較正オフセットデータのうちの少なくとも１つをコンパイルするために、１又は複数の計算、シミュレーション、又はモデリングプロセスを実行するように動作可能である、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記補正モデル及び前記較正オフセットデータのうちの少なくとも１つに従って、リソグラフィプロセスパラメータ及びマスクレスリソグラフィ装置パラメータを更新することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

更新された設計ファイルを前記マスクレスリソグラフィ装置へ送信し、前記マスクレスリソグラフィ装置を用いて第２の基板をパターニングすることを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

命令を記憶する非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、プロセッサによって実行されると、コンピュータシステムに、
リソグラフィ環境の仮想マスク装置を用いて設計ファイル及びユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）ファイルを作成するステップであって、
前記リソグラフィ環境は、前記仮想マスク装置、計測装置、及びマスクレスリソグラフィ装置に接続されるように動作可能なコントローラを含み、
前記ＵＭＦファイルは、前記コントローラ、前記仮想マスク装置、前記計測装置、及び前記マスクレスリソグラフィ装置の各々によって読み取り可能である、
リソグラフィ環境の仮想マスク装置を用いて設計ファイル及びユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）ファイルを作成するステップと、
前記設計ファイルを前記マスクレスリソグラフィ装置へ送信し、前記ＵＭＦファイルを前記計測装置へ送信するステップと、
前記マスクレスリソグラフィ装置を用いて第１の基板をパターニングし、前記マスクレスリソグラフィ装置によってパターニングされた前記第１の基板を前記計測装置へ移送することを含む、リソグラフィプロセスを実行するステップと、
前記ＵＭＦファイルの命令に従って、前記計測装置を用いて１又は複数の計測プロセスを実行し、前記ＵＭＦファイルに計測測定値を追加するステップと、
前記ＵＭＦファイルの命令に従って、前記計測装置を用いて１又は複数のアプリケーションの第１の部分を実行し、補正モデル及び較正オフセットデータのうちの少なくとも１つを前記ＵＭＦファイルにコンパイルするステップと、
前記ＵＭＦファイルを前記仮想マスク装置及び前記マスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つへ送信するステップと、
前記補正モデル及び前記較正オフセットデータのうちの少なくとも１つに従って、前記仮想マスク装置及び前記マスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つを用いて、前記設計ファイル、リソグラフィプロセスパラメータ、及びマスクレスリソグラフィ装置パラメータのうちの少なくとも１つを更新するステップと
を実行させる、非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項9】

前記ＵＭＦファイルのフォーマットは、ユーザ及び機械による読み取りが可能で、要素のセクションを保持及び記憶するように動作可能なテキストベースのマークアップ言語を含む、請求項８に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項10】

前記リソグラフィ環境は、前記コントローラに接続された評価装置を含み、
前記評価装置は、前記ＵＭＦファイルの命令に従って、前記１又は複数のアプリケーションの第２の部分を実行し、
前記評価装置は、前記補正モデル及び前記較正オフセットデータのうちの少なくとも１つを、前記ＵＭＦファイル又は補正モデルファイルにコンパイルする、
請求項８に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項11】

非一過性コンピュータ可読媒体であって、
リソグラフィ環境の仮想マスク装置、計測装置、マスクレスリソグラフィ装置、及びコントローラの間で送信されるように読み取り可能かつ動作可能なテキストベースのマークアップ言語を有するフォーマットと、
前記仮想マスク装置、前記計測装置、前記マスクレスリソグラフィ装置、及び前記コントローラの各々によって前記非一過性コンピュータ可読媒体に保持及び記憶されるように動作可能な要素を有する複数のセクションであって、
識別セクションと、
計測命令セクションと、
アプリケーション命令セクションと、
アライメントマークセクションと、
画像保存セクションと、
計測測定セクションと
を含む、複数のセクションと
を備える、非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項12】

前記識別セクションの要素は、処理される基板に対応する基板識別子、ＣＩＭ手順に対応するコンピュータ統合製造（ＣＩＭ）識別子、及び現像される基板に配置されたフォトレジストの層に対応する層識別子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項13】

前記計測命令セクションの要素は、臨界寸法（ＣＤ）計測プロセス、レジスト側壁角計測プロセス、エッジトゥエッジ計測プロセス、スカラップ計測プロセス、ビア計測プロセス、及び画像計測プロセスのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項14】

前記アプリケーション命令セクションの要素は、トータルピッチアプリケーション、オーバーレイアプリケーション、マスクレスリソグラフィ装置マッチングアプリケーション、ＩＰＳ回転アプリケーション、ピクセルピッチアプリケーション、多重度アプリケーション、線量計算アプリケーション、フォーカス計算アプリケーション、上部及び底部ＣＤアプリケーション、ＣＤ均一性アプリケーション、公差アプリケーション、及びムラ解析アプリケーションのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

【請求項15】

前記識別セクションの要素は、画像フォーマット要素、画像サイズ要素、及びピクセルサイズ要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示の実施形態は、概して、リソグラフィシステムに関する。より具体的には、本開示の実施形態は、リソグラフィ環境の各構成要素によって読み取り可能なファイルを用いてマスクパターン、マスクレスリソグラフィ装置パラメータ、及びリソグラフィプロセスパラメータの１又は複数を更新する、リソグラフィプロセスのシステム、ソフトウェアアプリケーション、及び方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

［０００２］マスクレスリソグラフィは、半導体デバイスのバックエンド処理等の半導体デバイスの製造、及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置の製造に利用されている。従来のリソグラフィ環境では、基板上に配置されたフォトレジストにマスクパターンの特徴パターンを書き込み、特徴パターンの測定値をコンパイルし、コンパイルした測定値ごとにマスクパターンを更新し、更新したマスクパターンの特徴パターンを別々の基板のフォトレジストに書き込むには、リソグラフィ環境の各構成要素間で別々のファイルフォーマットとプロトコルが必要である。更に、マスクレスリソグラフィ装置及びリソグラフィプロセスのパラメータを更新するには、リソグラフィ環境の各構成要素間で別々のファイルフォーマット及びプロトコルが必要である。リソグラフィ環境の各構成要素間で別々のファイルフォーマット及びプロトコルを使用することは、フォーマット及びプロトコル間の変換に誤差を生じさせ、結果として現像パターンの不正確さ、処理遅延、及びスループットの低下を招く可能性がある。

【0003】

［０００３］従って、当技術分野で必要とされているのは、リソグラフィ環境の各構成要素によって読み取り可能なファイルを用いてマスクパターン、マスクレスリソグラフィ装置パラメータ、及びリソグラフィプロセスパラメータの１又は複数を更新する、リソグラフィプロセスのリソグラフィ環境、ソフトウェアアプリケーション、及び方法である。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］一実施形態では、方法が提供される。本方法は、リソグラフィ環境の仮想マスク装置を用いて設計ファイル及びユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）ファイルを作成することを含む。リソグラフィ環境は、仮想マスク装置、計測装置、及びマスクレスリソグラフィ装置に接続されるように動作可能なコントローラを含む。ＵＭＦファイルは、コントローラ、仮想マスク装置、計測装置、及びマスクレスリソグラフィ装置の各々によって読み取り可能である。設計ファイルはマスクレスリソグラフィ装置へ送信され、ＵＭＦファイルは計測装置へ送信される。設計ファイルに基づき、マスクレスリソグラフィ装置を用いて第１の基板をパターニングし、マスクレスリソグラフィ装置によってパターニングされた第１の基板を計測装置へ移送することを含む、リソグラフィプロセスが実行される。ＵＭＦファイルの命令に従って、計測装置を用いて１又は複数の計測プロセスが実行され、ＵＭＦファイルに計測測定値が追加される。ＵＭＦファイルの命令に従って、計測装置を用いて１又は複数のアプリケーションの第１の部分が実行され、補正モデル及び較正オフセットデータのうちの少なくとも１つがＵＭＦファイルにコンパイルされる。ＵＭＦファイルは、仮想マスク装置及びマスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つへ送信される。仮想マスク装置及びマスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つを用いて、設計ファイルが更新される。

【0005】

［０００５］別の実施形態では、非一過性コンピュータ可読媒体が提供される。非一過性コンピュータ可読媒体は命令を記憶し、この命令は、プロセッサによって実行されると、コンピュータシステムに、リソグラフィ環境の仮想マスク装置を用いて設計ファイル及びユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）ファイルを作成するステップを実行させる。リソグラフィ環境は、仮想マスク装置、計測装置、及びマスクレスリソグラフィ装置に接続されるように動作可能なコントローラを含む。ＵＭＦファイルは、コントローラ、仮想マスク装置、計測装置、及びマスクレスリソグラフィ装置の各々によって読み取り可能である。設計ファイルはマスクレスリソグラフィ装置へ送信され、ＵＭＦファイルは計測装置へ送信される。マスクレスリソグラフィ装置を用いて第１の基板をパターニングし、マスクレスリソグラフィ装置によってパターニングされた第１の基板を計測装置へ移送することを含むリソグラフィプロセスが実行される。ＵＭＦファイルの命令に従って、計測装置を用いて１又は複数の計測プロセスが実行され、ＵＭＦファイルに計測測定値が追加される。ＵＭＦファイルの命令に従って、計測装置を用いて１又は複数のアプリケーションの第１の部分が実行され、補正モデル及び較正オフセットデータのうちの少なくとも１つがＵＭＦファイルにコンパイルされる。ＵＭＦファイルは仮想マスク装置及びマスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つへ送信される。補正モデル及び較正オフセットデータのうちの少なくとも１つに従って、仮想マスク装置及びマスクレスリソグラフィ装置のうちの少なくとも１つを用いて設計ファイル、リソグラフィプロセスパラメータ、及びマスクレスリソグラフィ装置パラメータのうちの少なくとも１つが更新される。

【0006】

［０００６］別の実施形態では、非一過性コンピュータ可読媒体が提供される。非一過性コンピュータ可読媒体は、リソグラフィ環境の仮想マスク装置、計測装置、マスクレスリソグラフィ装置、及びコントローラの間で送信されるように読み取り可能かつ動作可能なテキストベースのマークアップ言語を有するフォーマットを含む。非一過性コンピュータ可読媒体の複数のセクションは、仮想マスク装置、計測装置、マスクレスリソグラフィ装置、及びコントローラの各々によって非一過性コンピュータ可読媒体に保持及び記憶されるように動作可能な要素を有する。複数のセクションは、識別セクションと、計測命令セクションと、アプリケーション命令セクションと、アライメントマークセクションと、画像保存セクションと、計測測定セクションとを含む。

【0007】

［０００７］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は例示的な実施形態を単に示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本明細書に記載の実施形態に係るリソグラフィ環境の概略図である。

【図2】本明細書に記載の実施形態に係る例示的なマスクレスリソグラフィ装置の斜視図である。

【図3】本明細書に記載の実施形態に係るマスクパターンの概略図である。

【図4】本明細書に記載の実施形態に係るインターフェースの概略図である。

【図5】本明細書に記載の実施形態に係るマスクレスリソグラフィ方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［００１３］理解を容易にするために、可能な限り、図面に共通の同一要素を示すのに同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び特徴は、更なる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【0010】

［００１４］本開示の実施形態は、概して、リソグラフィシステムに関する。より具体的には、本開示の実施形態は、リソグラフィ環境の各構成要素によって読み取り可能なファイルを用いてマスクパターン、マスクレスリソグラフィ装置パラメータ、リソグラフィプロセスパラメータの１又は複数を更新する、リソグラフィプロセスのシステム、ソフトウェアアプリケーション、及び方法に関するものである。連続基板にマスクパターンを正確に書き込むために、リソグラフィ環境の各構成要素により読み取り可能なファイルによってテキストデータを記憶し、共有し、リソグラフィ環境の構成要素間の通信を容易にすることにより、書き込まれるパターンに対応するマスクパターンが更新され、リソグラフィ環境のマスクレスリソグラフィ装置が較正され、リソグラフィプロセスのプロセスパラメータが補正される。

【0011】

［００１５］図１は、リソグラフィ環境１００の概略図である。図示したように、リソグラフィ環境１００は、仮想マスク装置１０２、計測装置１０４、評価装置１０６、マスクレスリソグラフィ装置１０８、コントローラ１１０、複数の通信リンク１０１、及び移送システム１０３を含むが、これらに限定されない。本明細書で更に説明するように、評価装置１０６は、１又は複数の計算、シミュレーション、又はモデリングプロセスを実行して、補正モデル又は較正オフセットデータのうちの少なくとも１つをコンパイルするように動作可能である。追加のリソグラフィ環境装置（すなわち、仮想マスク装置１０２、計測装置１０４、評価装置１０６、及びマスクレスリソグラフィ装置１０８）が、リソグラフィ環境１００に含まれ得る。各リソグラフィ環境装置は、通信リンク１０１を介して互いに接続されるように動作可能である。各リソグラフィ環境装置は、通信リンク１０１によってコントローラ１１０に接続されるように動作可能である。代替的又は追加的に、各リソグラフィ環境装置は、最初にコントローラ１１０と通信し、次いでコントローラが当該のリソグラフィ環境装置と通信することによって、間接的に通信することが可能である。リソグラフィ環境１００は、同じエリア又は生産施設に位置し得る、又は各リソグラフィ環境装置は、異なるエリアに位置し得る。

【0012】

［００１６］複数のリソグラフィ環境装置の各々は、本明細書に記載の方法５００の工程で追加的にインデックス付けされる。仮想マスク装置１０２、計測装置１０４、評価装置１０６、マスクレスリソグラフィ装置１０８、及びコントローラ１１０の各々は、オンボードプロセッサ及びメモリを含み、メモリは、以下に説明する方法５００の任意の部分に対応する命令を記憶するよう構成される。通信リンク１０１は、有線接続、無線接続、衛星接続等のうちの少なくとも１つを含み得る。通信リンク１０１は、本明細書で更に説明する実施形態に従って、ユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）又はデータを記憶するために用いられる他の任意のファイルを送信及び受信することを含む。通信リンク１０１は、ファイル又はデータをリソグラフィシステムツールに転送又はコピーする前に、ファイル又はデータをクラウドに一時的又は恒久的に記憶することを含み得る。

【0013】

［００１７］マスクレスリソグラフィ装置１０８及び計測装置１０４は、移送システム１０３によって接続される。移送システムは、マスクレスリソグラフィ装置１０８と計測装置１０４との間で基板を移送するように動作可能である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、移送システム１０３は、パターニングされたウエハを移送するように動作可能なコントローラ１１０に接続可能なロボット又は他の機器を含み得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、移送システム１０３は、ユーザによって物理的に操作可能である。

【0014】

［００１８］コントローラ１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１２、支援回路１１４、及びメモリ１１６を含む。ＣＰＵ１１２は、リソグラフィ環境装置を制御するために産業環境で使用することができる任意の形式のコンピュータプロセッサの１つであってよい。メモリ１１６は、ＣＰＵ１１２に結合される。メモリ１１６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又はローカルもしくはリモートの任意の他の形態のデジタルストレージ等の容易に入手できるメモリのうちの１又は複数であってよい。支援回路１１４は、従来の方法でプロセッサを支援するために、ＣＰＵ１１２に結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。コントローラ１１０は、支援回路１１４及びメモリ１１６に含まれる入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置に結合されるＣＰＵ１１２を含み得る。

【0015】

［００１９］メモリ１１６は、制御ソフトウェアプログラム等の１又は複数のソフトウェアアプリケーションを含み得る。メモリ１１６はまた、本明細書に記載の方法５００を実行するためにＣＰＵ１１２によって使用される記憶された媒体データを含み得る。ＣＰＵ１１２は、ソフトウェアアプリケーションを実行し、データを処理することができるハードウェアユニット又はハードウェアユニットの組合せであってよい。幾つかの構成では、ＣＰＵ１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び／又は上記ユニットの組合せを含む。ＣＰＵ１１２は、一般に、１又は複数のソフトウェアアプリケーションを実行し、メモリ１１６内にそれぞれ含まれ得る記憶された媒体データを処理するように構成される。コントローラ１１０は、様々なリソグラフィ環境デバイスとの間のデータ及びファイルの転送を制御する。メモリ１１６は、本明細書に記載の実施形態に係る方法５００の任意の工程に対応する命令を記憶するように構成される。

【0016】

［００２０］図２は、本明細書に記載の実施形態から利益を得ることができる、デジタルリソグラフィシステム等の例示的なマスクレスリソグラフィ装置１０８の斜視図である。マスクレスリソグラフィ装置１０８は、ステージ２１４及び処理ユニット２０４を含む。ステージ２１４は、一対のトラック２１６によって支持される。基板２２０は、ステージ２１４によって支持される。ステージ２１４は、一対のトラック２１６に沿って移動するように動作可能である。ステージ２１４の位置の情報をコントローラ２２２に提供するために、エンコーダ２１８がステージ２１４に結合される。

【0017】

［００２１］コントローラ２２２は、概して、本明細書に記載の処理技法の制御及び自動化を促進するように設計される。コントローラ２２２は、処理ユニット２０４、ステージ２１４、及びエンコーダ２１８に結合され得る、又はそれらと通信し得る。処理ユニット２０４及びエンコーダ２１８は、基板処理及び基板位置合わせに関する情報をコントローラ２２２に提供し得る。例えば、処理ユニット２０４は、基板処理が完了したことをコントローラ２２２に通知するための情報をコントローラ２２２に提供し得る。コントローラ２２２は、インターフェース２３０から提供される設計ファイルに基づいて、マスクレスリソグラフィプロセスの制御及び自動化を促進する。コントローラ２２２によって読み取り可能な、イメージング設計ファイルと呼ばれ得る設計ファイル（又はコンピュータ命令）は、どのタスクが基板上で実行されるべきかを決定する。設計ファイル（例えば、図４の設計ファイル４２０）は、マスクパターンデータを含む。マスクパターンデータは、マスクパターン３０２（図３に示す）と、処理時間及び基板位置を監視及び制御するためのコードとを含む。マスクパターン３０２は、電磁放射線を用いてフォトレジストに書き込まれるパターンに対応する。

【0018】

［００２２］基板２２０は、フラットパネルディスプレイの一部として使用される任意の適切な材料、例えば、ガラスを含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる他の実施形態では、基板２２０は、フラットパネルディスプレイの一部として使用することができる他の材料でできている。基板２２０は、その上に例えばパターンエッチングによって形成されたパターニングされるフィルム層と、パターニングされるフィルム層上に形成され、電磁放射線、例えば紫外線又は深紫外線「光」に感度を有するフォトレジスト層とを有する。ポジ型フォトレジストは、電磁放射線を使用してフォトレジストにパターンが書き込まれた後、放射線に露光されると、フォトレジストに塗布されたフォトレジスト現像液に対してそれぞれ可溶となるフォトレジストの一部を含む。ネガ型フォトレジストは、電磁放射線を使用してフォトレジストにパターンが書き込まれた後、放射線に露光されると、フォトレジストに塗布されたフォトレジスト現像液に対してそれぞれ不溶性となるフォトレジストの一部を含む。フォトレジストの化学組成によって、フォトレジストがポジ型フォトレジストであるかネガ型フォトレジストであるかが決定される。フォトレジストの例としては、ジアゾナフトキノン、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（メチルグルタルイミド）、及びＳＵ－８のうちの少なくとも１つが挙げられるが、これらに限定されない。フォトレジストを電磁放射線に露光した後、レジストが現像され、下地フィルム層にパターニングされたフォトレジストが残る。次に、パターニングされたフォトレジストを用いて、フォトレジストの開口部を通して下地薄膜フィルムがパターンエッチングされ、ディスプレイパネルの電子回路の一部が形成される。

【0019】

［００２３］処理ユニット２０４は、処理ユニット２０４が一対のトラック２１６をまたぐように、支持体２０８によって支持される。支持体２０８は、一対のトラック２１６及びステージ２１４が処理ユニット２０４の下を通過するための開口部２１２を提供する。処理ユニット２０４は、インターフェース２３０からマスクパターンデータを受け取り、電磁放射線の書き込みビームを基板２２０に投影するように動作可能な１又は複数の画像投影システム２０６を用いてマスクレスリソグラフィプロセスでフォトレジストを露光するように構成されたパターンジェネレータである。処理ユニット２０４によって生成されたパターンが画像投影システム２０６によって投影され、基板２２０のフォトレジストを露光して、フォトレジストに書き込まれるマスクパターン３０２が形成される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、各画像投影システム２０６は、所望の画像を作成するために入射光を変調する空間光変調器を含む。各空間光変調器は、個別に制御され得る複数の電気アドレス指定可能素子を含む。各電気アドレス指定可能素子は、マスクパターンデータ及び本明細書に記載の方法５００を通じて作成された位置補正モデルによって提供される補正に基づいて、「ＯＮ」位置又は「ＯＦＦ」位置にあってよい。光が空間光変調器に到達すると、「ＯＮ」位置にある電気アドレス指定可能素子は、複数の書き込みビームを投影レンズ（図示せず）に投影する。次いで、投影レンズが、書き込みビームを基板２２０に投影する。電気アドレス指定可能素子には、デジタルマイクロミラー、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、シリコン上液晶（ＬＣｏＳ）デバイス、シリコン上強誘電性液晶（ＦＬＣｏＳ）デバイス、マイクロシャッタ、マイクロＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、又は電磁放射線の任意の固体エミッタ等を含むが、それらに限定されない。

【0020】

［００２４］図３は、処理ユニット２０４を用いてフォトレジストに書き込まれるマスクパターン３０２の概略図である。マスクパターンデータは、マスクパターン３０２を含む。マスクパターン３０２は、処理ユニット２０４によって投射される電磁放射線に露光されるフォトレジストの部分に対応する１又は複数の多角形３０４を含む。露光された部分がフォトレジストに１又は複数の異なる特徴を形成するように、任意の形状の多角形が１又は複数の多角形３０４として使用され得ることを理解されたい。露光されたフォトレジストの１又は複数の特徴の各々は、臨界寸法等の１又は複数の目標値を含む。また、設計ファイル４２０のマスクパターンデータは、露光される１又は複数の計測アライメントマーク３０６も含む。計測アライメントマーク３０６の各々は、計測装置１０４が、１又は複数の計測部位３０８等の定義された場所でレシピベースの測定を行うためにアライメントできるように、ｘ座標及びｙ座標を含む。設計ファイル４２０のマスクパターンデータは、基板２２０がマスクレスリソグラフィ装置１０８を介して処理された後に計測装置１０４によって測定される１又は複数の計測部位３０８を含む。計測部位３０８の各々は、ｘ座標及びｙ座標を含む。基板２２０がマスクレスリソグラフィ装置１０８を介して処理された後、パターニングされた基板２２０は、フォトレジストの現像等の更なる処理を受けることができる。

【0021】

［００２５］図４は、インターフェース２３０の概略図である。インターフェース２３０は、計算装置４１０と入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置４３０とを含む。インターフェース２３０は、設計ファイル（例えば、設計ファイル４２０）の最適化、検証、及び更新のうちの少なくとも１つに利用され得る。インターフェース２３０は、仮想マスク装置１０２、計測装置１０４、及び評価装置１０６のうちの１つから提供されるユニバーサル計測ファイル（ＵＭＦ）及びコントローラ１１０の命令及び可読データごとに、設計ファイル４２０の最適化、検証、及び更新のうちの少なくとも１つに利用され得る。ＵＭＦファイルあたりの設計ファイル４２０の最適化、検証、及び更新は、方法５００の工程において更に説明する。

【0022】

［００２６］計算装置４１０は、コントローラ４１２、ネットワークインターフェース４１４、及びメモリ４１６を含み得る。コントローラ４１２は、メモリ４１６に記憶されたプログラミングデータを読み出して実行し、他のシステム構成要素の動作を調整する。同様に、コントローラ４１２は、メモリ４１６に常駐するアプリケーションデータを記憶し、読み出す。コントローラ４１２は、１又は複数の中央処理装置（ＣＰＵ）であってよい。

【0023】

［００２７］メモリ４１６は、コントローラ４１２によって実行される命令及びロジックを記憶し得る。更に、メモリ４１６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び不揮発性メモリ（ＮＶＭ）のうちの１又は複数であってよい。ＮＶＭは、ハードディスク、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、及びリムーバブル記憶装置等であってよい。更に、メモリ４１６は、設計アプリケーション４１８及び設計ファイル４２０を含み得る。

【0024】

［００２８］設計アプリケーション４１８は、設計ファイル４２０の設計データを最適化、検証、及び更新するうちの少なくとも１つを行う。設計アプリケーション４１８は、コントローラ４１２によって制御され、設計ファイル４２０の設計データを最適化し得る、及び／又は更新し得る。

【0025】

［００２９］設計ファイル４２０は、メモリ４１６内に記憶され、コントローラ４１２及び設計アプリケーション４１８によってアクセス可能であり得る。設計ファイル４２０は、基板２２０に配置されたフォトレジストをパターニングするためにコントローラ２２２によって解釈されるマスクパターンデータを含む。設計ファイル４２０は、異なるフォーマットで提供され得る。例えば、設計ファイル４２０のフォーマットは、ＧＤＳフォーマット、及びＯＡＳＩＳフォーマット等のうちの一つであってよい。設計ファイル４２０のマスクパターンデータは、マスクパターン３０２と、計測アライメントマーク３０６と、計測部位３０８とを含む。設計ファイルに含まれる他のデータは、露光放射線量データ、露光フォーカスデータ、及び画像投影システム（ＩＰＳ）間較正データを含む。露光放射線量データは、フォトレジストに投影される書き込みビームの放射線量に対応する。露光フォーカスデータは、各画像投影システム２０６のフォーカスに対応する。ＩＰＳ間較正データは、マスクパターン３０２の全体が投影されるような画像投影システム２０６のスティッチに対応する。設計ファイル４２０は、Ｂｉｔｍａｐ又は同様のファイルの形態であってよい。

【0026】

［００３０］入力／出力装置４３０は、特に、キーボード、ディスプレイ装置、マウス、オーディオ装置、及びタッチスクリーンのうちの１又は複数を含み得る。入力／出力装置４３０は、インターフェース２３０に情報を入力するため、及び／又はインターフェース２３０からデータを出力するために利用され得る。例えば、ユーザは、キーボード及びポインティング装置を使用して、設計ファイル４２０の要素を生成及び／又は調整することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、入力／出力装置４３０は、通信リンク１０１と通信するネットワークインターフェース４１４を介してコントローラ１１０に結合される。インターフェース２３０がコントローラに結合されることにより、本明細書に記載の方法５００の工程全体を制御するためにコンピュータを用いたコンピュータ統合製造（ＣＩＭ）手順が得られる。

【0027】

［００３１］図５は、マスクレスリソグラフィの方法５００のフロー図である。工程５０１において、仮想マスク装置１０２によって設計ファイル４２０が作成される。設計ファイル４２０は、少なくとも、マスクパターンデータ、マスクパターン３０２、１又は複数の計測アライメントマーク３０６、１又は複数の計測部位３０８、露光放射線量データ、露光フォーカスデータ、及び画像投影システム（ＩＰＳ）間較正データを含む。ＵＭＦファイルは、１又は複数の要素のセクションを含む。各要素は、少なくとも仮想マスク装置１０２、計測装置１０４、評価装置１０６、マスクレスリソグラフィ装置１０８、及びコントローラ１１０によって読み取り及び書き込みが可能である。ＵＭＦファイルのフォーマットは、ユーザ及び機械による読み取りが可能であり、要素のセクションを保持及び記憶するように動作可能なテキストベースのマークアップ言語を含む。

【0028】

［００３２］ＵＭＦファイルのセクションは、識別セクション、計測命令セクション、アプリケーション命令セクション、アライメントマークセクション、画像保存セクション、及び計測測定セクションを含むが、これらに限定されない。各セクションの要素は、リソグラフィ環境装置及びコントローラ１１０によって識別可能である。識別セクションの要素は、処理される基板２２０に対応する基板識別子、ＣＩＭ手順に対応するＣＩＭ識別子、現像されるフォトレジストの層に対応する層識別子を含むが、これらに限定されない。

【0029】

［００３３］計測命令セクションは、指定されたメトリック（例えば、露光されたフォトレジストの１又は複数の特徴の臨界寸法等の１又は複数の目標値）を決定するために、どの計測プロセスが計測装置１０４によって用いられるかを定義する。計測セクションの要素は、ボックスインボックス計測プロセス、臨界寸法（ＣＤ）計測プロセス、レジスト側壁角計測プロセス、エッジトゥエッジ計測プロセス、スカラップ計測プロセス、ビア計測プロセス、及び画像計測プロセスを含むが、これらに限定されない。

【0030】

［００３４］ボックスインボックス計測プロセスは、露光されたフォトレジストの特徴の位置誤差を特定する。ＣＤ計測プロセスは、露光されたフォトレジストの特徴線又は間隔のサイズを特定する。レジスト側壁角計測プロセスは、現像後のフォトレジストの側壁角を特定する。エッジトゥエッジ計測プロセスは、露光されたフォトレジストの隣接するパターンの２つのエッジ間の距離を特定する。スカラップ計測プロセスは、パターンエッジのバラツキを特定する。ビア計測プロセスは、特徴の水平又は垂直方向の臨界寸法、又は特徴の半径と楕円率によって定義されるビアパターンの寸法を特定する。画像計測プロセスは、画像のグレーレベル、画像のコントラスト等の複数の画像メトリックを特定する。各要素は、計測装置１０４によって実行される計測プロセスに対応する計測レシピを有する。

【0031】

［００３５］アプリケーション命令セクションは、どのアプリケーションが計測装置１０４及び評価装置１０６のうちの１つによって用いられるかを定義する。アプリケーション命令セクションの要素には、トータルピッチアプリケーション、オーバーレイアプリケーション、マスクレスリソグラフィ装置マッチングアプリケーション、ＩＰＳ回転アプリケーション、ピクセルピッチアプリケーション、多重度アプリケーション、線量計算アプリケーション、フォーカス計算アプリケーション、上部及び底部ＣＤアプリケーション、ＣＤ均一性アプリケーション、公差アプリケーション、及びムラ解析アプリケーション等を含むが、これらに限定されない。

【0032】

［００３６］トータルピッチアプリケーションは、基板２２０の全体的なスケーリング及び直交性誤差を調整する。オーバーレイアプリケーションは、評価装置１０６によって実行される１又は複数の計算、シミュレーション、又はモデリングプロセスを介して、フォトレジストの２つの層の間の印刷差を調整する。マスクレスリソグラフィ装置マッチングアプリケーションは、複数のマスクレスリソグラフィデバイス１０８間の印刷の背丁差異を補正する。ＩＰＳ回転アプリケーションは、スキャン方向に対するＩＰＳの回転を決定する。ピクセルピッチアプリケーションは、基板２２０上で観測される電気アドレス指定可能素子間のピッチ（すなわち、ピクセルピッチ）を決定する。多重度アプリケーションは、印刷された画像特性に基づいて最適なピクセル混合多重度を決定する。線量計算アプリケーションは、複数の線量条件下でのフォトレジストの露光に基づいて、最適な公称線量を決定する。フォーカス計算アプリケーションは、複数のフォーカス条件下でのフォトレジストの露光に基づいて、最適な公称フォーカスを決定する。上部及び底部ＣＤアプリケーションは、露光されたフォトレジストの特徴の上部及び底部ＣＤの測定値に基づいて、リソグラフィプロセスパラメータ及びマスクパターンデータを最適化する。ＣＤ均一性アプリケーションは、露光されたフォトレジストの特徴のＣＤ均一性を向上させるために、リソグラフィプロセスパラメータ及びマスクパターンデータを最適化する。公差アプリケーションは、幾つかの線量及びフォーカス条件でのフォトレジストの露光に基づくＣＤ等の任意の計測メトリックに基づいて公差を最適化するための公称線量及びフォーカス値を決定する。ムラ解析アプリケーションは、１又は複数の計測メトリックを用いてムラを決定し、リソグラフィプロセスパラメータ又はマスクパターンデータを最適化してムラを最小化する。ムラ（すなわち、曇り）は、基板２２０の不均等な露光を表現するために使用される。

【0033】

［００３７］各アプリケーションは、ＵＭＦファイルに保存された計測データに基づいて、アプリケーション命令セクションの要素に補正モデル及び較正オフセットデータのうちの少なくとも１つをコンパイルする。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、ＵＭＦファイルに埋め込まれた補正モデル又は較正オフセットデータは、補正モデルファイルに保存される。ＵＭＦファイルに加えて、補正モデルファイルは、設計ファイル４２０の最適化、検証、及び更新、並びに基板２２０又は後続の基板のフォトレジストの後続層に対するリソグラフィプロセスパラメータの更新のうちの少なくとも１つのために、インターフェース２３０によって読み取り可能である。

【0034】

［００３８］アライメントマークセクションは、計測装置１０４が、１又は複数の計測部位３０８等の定義された場所でレシピベースの測定を実行するためにアライメントできるように、ｘ座標及びｙ座標をそれぞれ有する２つ以上の計測アライメントマーク３０６を含む。画像保存セクション命令セクションは、計測装置１０４によって実行される画像保存命令を含む。画像保存セクション命令セクションは、画像フォーマット要素、画像サイズ要素、及びピクセルサイズ要素を含むが、これらに限定されない。計測測定セクションは、計測装置１０４が計測命令セクション及びアプリケーション命令セクションごとに計測部位３０８で少なくとも１つの計測プロセスを実行し得るように、ｘ座標及びｙ座標を有する１又は複数の計測部位３０８を含む。計測測定セクションは、計測命令セクション及びアプリケーション命令セクションごとに書き込み可能な要素を含む。書き込み可能な要素は、少なくとも仮想マスク装置１０２、計測装置１０４、評価装置１０６、マスクレスリソグラフィ装置１０８、及びコントローラ１１０によって読み取り可能である。

【0035】

［００３９］工程５０２において、設計ファイル４２０が仮想マスク装置１０２からマスクレスリソグラフィ装置１０８へ送信され、ＵＭＦファイルが計測装置１０４へ送信される。工程５０３において、設計ファイル４２０に含まれるマスクパターンデータのマスクパターンに基板２２０を露光するリソグラフィプロセスが実行される。オプションとして、工程５０３のリソグラフィプロセスの後、基板２２０は、例えばフォトレジストの現像及び／又はエッチングによって更に処理され、基板２２０にパターンが形成され得る。工程５０４において、パターニングされた基板２２０が計測装置１０４へ移送される。工程５０５において、計測装置１０４がＵＭＦファイルを読み取り、計測命令セクション及び画像保存セクションに従って１又は複数のプロセスを実行する。この１又は複数のプロセスは、ＵＭＦファイルの識別セクションに対応する計測命令セクション及び画像保存セクションに従って実行される。工程５０６において、計測測定値に基づいて、画像保存セクション及び計測測定セクションがＵＭＦファイルに追加され保存される。

【0036】

［００４０］工程５０７において、補正モデル及び較正オフセットデータのうちの少なくとも１つをＵＭＦファイルにコンパイルするために、１又は複数のアプリケーションが実行される。１又は複数のアプリケーションは、ＵＭＦファイルのアプリケーション命令セクションに従って実行される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、１又は複数のアプリケーションの各々は、計測装置１０４によって実行される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、ＵＭＦファイルは評価装置１０６へ送信され、１又は複数のアプリケーションの各々は計測装置１０４によって実行される。更に別の実施形態では、ＵＭＦファイルのアプリケーション命令セクションに従って、１又は複数のアプリケーションの第１の部分が計測装置１０４によって実行され、ＵＭＦファイルが評価装置１０６へ送信され、１又は複数のアプリケーションの第２の部分が評価装置１０６によって実行されて、補正モデル及び較正オフセットデータの少なくとも一方がＵＭＦファイルにコンパイルされる。評価装置１０６は、インターフェース２３０が、基板２２０又は後続の基板のフォトレジストの後続層に対するリソグラフィプロセスパラメータを調整するように動作可能であるように、更新された露光放射線量データ、更新された露光フォーカスデータ、及び更新されたＩＰＳ間較正データ等の更新されたリソグラフィプロセス値をＵＭＦファイルに記憶させるように動作可能である。

【0037】

［００４１］工程５０８において、計測装置１０４及び評価装置１０６のうちの少なくとも１つから仮想マスク装置１０２及びマスクレスリソグラフィ装置１０８のうちの少なくとも１つへＵＭＦファイルが送信される。工程５０９において、ＵＭＦファイル又は補正モデルファイルに保存された補正モデル及び較正オフセットデータのうちの１つに従って、仮想マスク装置１０２及びマスクレスリソグラフィ装置１０８のうちの少なくとも１つによって、設計ファイル４２０が更新される。

【0038】

［００４２］較正オフセットデータは、更新されるマスクレスリソグラフィ装置１０８のパラメータを含む。これらのパラメータは、各ＩＰＳの線量、フォーカス、多重度、開口数（ＮＡ）、照明コヒーレンス、及び照明形状を含むが、これらに限定されない。補正モデルは、基板２２０上の各（ｘ、ｙ）位置における位置補正に対応するパラメータと、基板２２０上の（ｘ、ｙ）位置の関数としてのフォーカス及び線量補正とを含み得る。補正モデルのパラメータは、グローバル補正又はローカル補正を含み得る。

【0039】

［００４３］グローバル補正は、（ｘ、ｙ）位置の関数としてのグローバルスケーリング、シフト、及び回転補正を含むが、これらに限定されない。グローバル補正は、各ＩＰＳのフォーカス及び線量調整も含み得る。ローカル補正は、（ｘ、ｙ）格子点ごとの補正ベクトルとして、又は多項式関数として記憶され得るローカルオフセットを含み得る。ローカル補正は、補正モデルによって提供されるマスクパターンデータ及びパラメータに基づいて、電気アドレス指定可能素子が「ＯＮ」位置又は「ＯＦＦ」位置にあり得る各空間光変調器に適用され得る。電気アドレス指定可能素子の「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」状態は、局所的な線量調整を行うために露光中に調整されることもある。局所的な線量のバラツキは、基板２２０上の特定の場所に降着するエネルギー量を動的に調整することによって達成され得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、マスクパターンデータが各空間光変調器へ送信される前に、グローバル補正がマスクパターン３０２に適用される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、マスクパターンデータが各空間光変調器に送られる前に、１又は複数のグローバル又はローカルＣＤ補正がマスクパターン３０２に適用される。補正値は、ＵＭＦファイルに記憶された計測測定値、及びＵＭＦファイルに記憶された補正モデル及び較正オフセットデータを介してインターフェース２３０によって識別される。ＵＭＦファイルに記憶された計測測定値を用いて、アプリケーション命令セクションのアプリケーションの要素ごとに補正モデル及び較正オフセットデータが作成される。

【0040】

［００４４］まとめると、リソグラフィ環境の各構成要素によって読み取り可能なファイルを用いて、マスクパターン、マスクレスリソグラフィ装置パラメータ、及びリソグラフィプロセスパラメータの１又は複数を更新するリソグラフィプロセスのシステム、ソフトウェアアプリケーション、及び方法が提供される。本システム、ソフトウェアアプリケーション、及び方法は、本明細書に記載のＵＭＦファイルを利用する。ＵＭＦファイルは、本明細書に記載のリソグラフィ環境の仮想マスク装置、計測装置、マスクレスリソグラフィ装置、評価装置、及びコントローラの間で送信されるように読み取り可能かつ動作可能なテキストベースのマークアップ言語を有するフォーマットを有する。ＵＭＦファイルの複数のセクションは、仮想マスク装置、計測装置、マスクレスリソグラフィ装置、評価装置、及びコントローラの各々によって非一過性コンピュータ可読媒体に保持及び記憶されるように動作可能な要素を有する。連続基板にマスクパターンを正確に書き込むために、リソグラフィ環境の構成要素の各々によって読み取り可能なファイルが、テキストデータを記憶及び共有し、リソグラフィ環境の構成要素間の通信を容易にすることにより、書き込まれるパターンに対応するマスクパターンが更新され、リソグラフィ環境のマスクレスリソグラフィ装置が較正され、リソグラフィプロセスのプロセスパラメータが補正される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】