特許 7377354 マスクレスベースのリソグラフィ方法

(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】2023-10-31

(45)【発行日】2023-11-09

(54)【発明の名称】マスクレスベースのリソグラフィ方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20231101BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022521505

(86)(22)【出願日】2019-10-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-16

(86)【国際出願番号】 US2019055407

(87)【国際公開番号】W WO2021071484

(87)【国際公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-10-11

(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】リー， ブルース

(72)【発明者】

【氏名】チウ， ジョシュ

(72)【発明者】

【氏名】リー， フレデリック

(72)【発明者】

【氏名】チェン， チャン ファン

【審査官】三好 貴大

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０３７７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２５４５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０３１７７２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭６４－０２４４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６５３８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３７３１５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】J. Kim et al.，Controlling resist thickness and etch depth for fabrication of 3D structures in electron-beam grayscale lithography，Microelectronic Engineering，2007年，84(12)，2859-2864

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０－７／２４

９／００－９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスクレスベースのリソグラフィを使用してフォトレジスト層を形成する方法であって、
前記フォトレジスト層の限界寸法を取得することと、
取得した前記限界寸法に基づいて決定された、層厚及びテーパ制御角度を入力することと、
前記層厚及び前記テーパ制御角度を使用して、前記フォトレジスト層の幾何学的距離を計算することと、
前記幾何学的距離を、互いにオーバーレイした複数のセクションに分割することと、
前記複数のセクションの各々の幅を決定することと、
前記複数のセクションの各々につき、露光量を決定することと、
デジタルミラーデバイスを用いて、前記決定された露光量に基づいて前記複数のセクションの各々を露光することと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記複数のセクションが、セクションＡ、セクションＢ、セクションＣ、セクションＤ、及びセクションＥを備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

セクションＢの総露光量がセクションＡの総露光量よりも２０％少ない、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

セクションＣの総露光量が前記セクションＢの総露光量よりも２０％少ない、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

セクションＤの総露光量が前記セクションＣの総露光量よりも２０％少なく、セクションＥの総露光量が前記セクションＤの総露光量よりも２０％少ない、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

マスクレスベースのリソグラフィを使用して基板上にフォトレジスト層を形成する方法であって、
第１フォトレジスト層の第１限界寸法を取得することと、
取得した前記第１限界寸法に基づいて決定された、第１層厚及び第１テーパ制御角度を入力することと、
前記第１層厚及び前記第１テーパ制御角度を使用して、前記第１フォトレジスト層の第１幾何学的距離を計算することと、
前記第１幾何学的距離を、互いにオーバーレイした第１の複数のセクションに分割することと、
前記第１の複数のセクションの各々の第１の幅を決定することと、
前記第１の複数のセクションの各々につき、第１露光量を決定することと、
デジタルミラーデバイスを用いて、前記決定された第１露光量に基づいて前記第１の複数のセクションの各々を露光することと、
前記第１フォトレジスト層の上に第２フォトレジスト層を形成することと、を含む、方法。

【請求項7】

前記第２フォトレジスト層の第２限界寸法を取得することと、
取得した前記第２限界寸法に基づいて決定された、第２層厚及び第２テーパ制御角度を入力することと、
前記第２層厚及び前記第２テーパ制御角度を使用して、前記第２フォトレジスト層の第２幾何学的距離を計算することと、
前記第２幾何学的距離を第２の複数のセクションに分割することと、
前記第２の複数のセクションの各々の第２の幅を決定することと、
前記第２の複数のセクションの各々につき、第２露光量を決定することと、を更に含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記方法が、処理装置から前記基板を取り出すことなく実施される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記方法が、前記第２フォトレジスト層を形成する前に処理装置から前記基板を取り出すことを伴って実施される、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

マスクレスベースのリソグラフィを使用して、従来型のマルチトーン／グレイトーンマスクフィーチャを超過する異なる残留フォトレジスト厚さを有するフォトレジスト層を形成する方法であって、
前記フォトレジスト層の限界寸法を取得することと、
取得した前記限界寸法に基づいて決定された、層厚及びテーパ制御角度を入力することと、
前記層厚及び前記テーパ制御角度を使用して、前記フォトレジスト層の幾何学的距離を計算することと、
前記幾何学的距離を、互いにオーバーレイした複数のセクションに分割することと、
前記複数のセクションの各々の幅を決定することと、
ターゲットの残留フォトレジスト厚さによって、前記複数のセクションの量を決定することと、
前記複数のセクションの各々につき、露光量を決定することと、
デジタルミラーデバイスを用いて、前記決定された露光量に基づいて前記複数のセクションの各々を露光することと、
を含む、方法。

【請求項11】

前記複数のセクションが、セクションＡ、セクションＢ、セクションＣ、及びセクションＤを備える、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

セクションＢの総露光量がセクションＡの総露光量よりも２０％少ない、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

セクションＣの総露光量が前記セクションＢの総露光量よりも２０％少ない、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

セクションＤの総露光量が前記セクションＣの総露光量よりも２０％少ない、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記フォトレジスト層がポジティブレジスト又はネガティブレジストである、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

技術分野
［０００１］本書に記載の実施形態は、概してマスクレスベースのリソグラフィ方法に関し、より詳細には、マスクレスベースのリソグラフィを使用して層を形成する方法に関する。

【0002】

関連技術の説明
［０００２］フォトリソグラフィは、半導体デバイス及びディスプレイデバイス（液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）など）の製造において広範に使用されている。ＬＣＤの製造では、大面積基板が利用されることが多い。ＬＣＤ（又はフラットパネル）は、一般に、アクティブマトリクスディスプレイ（例えばコンピュータ、タッチパネルデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、テレビモニタなど）に使用される。通常、フラットパネルは、２つのプレートの間に挟持された、ピクセルを形成する液晶材料の層を含みうる。電力が電力供給源から液晶材料の両端間に印加されると、ピクセルの所在地において液晶材料を通過する光の量が制御され、画像の生成が可能になりうる。

【0003】

［０００３］通常、ピクセルを形成する液晶材料層の一部として組み込まれた電気的フィーチャを作り出すために、マイクロリソグラフィ技法が用いられる。この技法にしたがって、典型的には、基板の少なくとも１つの表面に感光性フォトレジストが付加される。パターン生成装置が次いで、パターンの一部として選択された感光性フォトレジストの領域を光で露光させて、選択された領域内のフォトレジストに化学変化を引き起こし、かかる選択された領域を、電気的フィーチャを作り出すための後続の材料除去プロセス及び／又は材料追加プロセスに備えて準備する。

【0004】

［０００４］テーパ制御は、フォトレジストの側壁の角度を制御するために使用される、当該技術分野において周知の一技法である。この技法を通じて、薄膜プロセスでの良好なステップカバレッジを実現するために、平滑なテーパプロファイルが提供されうるとともに、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のアウトカップリング効率を向上させるための、基板構造の角度の変化が提供されうる。テーパの可制御性を取得して中間厚さのフォトレジストのパターンを作り出すために、様々な方法（マスクベースのリソグラフィシステムなど）が提案されてきた。しかし、マスクベースのリソグラフィシステムにより、問題が生じることもある。例えば、テーパ角度を微細にチューニングするために、マスクを取り除いて、より複雑なマルチトーンを準備するよう操作することが多いが、これには時間も費用もかかる。適切なエネルギー（多くの場合、これがフォトレジストを露光させる）を取得するために、マスクの透過性（マルチトーン／グレイトーンマスクの概念）を調整すること、又はマスクの微細なグレーチング／スリット（マルチトーン／グレイトーンマスクの概念）を調整することは困難なため、望み通りのテーパ角度を得ることは難しい。更に、マスクベースの方法は、１つの印刷ステップにおいて「マルチトーンプロセスとテーパ制御」をともに実現できる可能性が低い。かかる方法は、多くの場合、マスクの複雑性及びマスクコストを増大させる。マルチトーン／グレイトーンマスクがより複雑になると、マスク生産の歩留まりが低下し、ひいては、リソグラフィプロセスのプロセスウィンドウが厳しくなる。更に、マスクプロセスは、テーパの結果及びＣＤ変動に影響を与えることもある、リソグラフィプロセスからのプロセス変動を含むことによって、マスクを作り替えるための多数の実験を必要とする。これにより、マスク作製のリードタイムが存在することになるので、プロセス検証全体が長くなる。

【0005】

［０００５］したがって、当該技術分野においては、フォトレジストの側壁の角度を制御するためにマスクレスベースのリソグラフィを使用する方法が必要とされている。

【発明の概要】

【0006】

［０００６］本書に記載の一又は複数の実施形態は、概して、マスクレスベースのリソグラフィを使用して層を形成する方法に関する。

【0007】

［０００７］一実施形態では、マスクレスベースのリソグラフィを使用してフォトレジスト層を形成する方法は、フォトレジスト層の限界寸法を取得することと、取得した限界寸法に基づいて決定された、層厚及びテーパ制御角度を入力することと、層厚及びテーパ制御角度を使用して、フォトレジスト層の幾何学的距離を計算することと、幾何学的距離を複数のセクションに分割することと、複数のセクションの各々の幅を決定することと、複数のセクションの各々につき、露光量（ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｄｏｓｅ）を決定することと、を含む。

【0008】

［０００８］別の実施形態では、マスクレスベースのリソグラフィを使用して基板上にフォトレジスト層を形成する方法は、第１フォトレジスト層の第１限界寸法を取得することと、取得した第１限界寸法に基づいて決定された、第１層厚及び第１テーパ制御角度を入力することと、第１層厚及び第１テーパ制御角度を使用して、第１フォトレジスト層の第１幾何学的距離を計算することと、第１幾何学的距離を第１の複数のセクションに分割することと、第１の複数のセクションの各々の第１の幅を決定することと、第１の複数のセクションの各々につき、第１露光量を決定することと、第１フォトレジスト層の上に第２フォトレジスト層を形成することと、を含む。

【0009】

［０００９］別の実施形態では、マスクレスベースのリソグラフィを使用して、従来型のマルチトーン／グレイトーンマスクフィーチャを超過する、異なる残留フォトレジスト厚さを有するフォトレジスト層を形成する方法は、フォトレジスト層の限界寸法を取得することと、取得した限界寸法に基づいて決定された、層厚及びテーパ制御角度を入力することと、層厚及びテーパ制御角度を使用して、フォトレジスト層の幾何学的距離を計算することと、幾何学的距離を複数のセクションに分割することと、複数のセクションの各々の幅を決定することと、ターゲットの残留フォトレジスト厚さによって、複数のセクションの量を決定することと、複数のセクションの各々につき、露光量を決定することと、を含む。

【0010】

［００１０］上述した本開示の特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡潔に要約された本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られる。かかる実施形態の一部は、付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを示しており、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いことに、留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】［００１１］本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、システムの斜視図である。

【図2】［００１２］本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、複数の画像投影システムの概略図である。

【図3】［００１３］本書に記載の少なくとも１つの実施形態によるコンピューティングシステムを示す。

【図4】［００１４］本書に記載の少なくとも１つの実施形態による方法のフロー図である。

【図5A】［００１５］本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、基板上に形成された層の概略図である。

【図5B】本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、基板上に形成された層の概略図である。

【図6A-6B】［００１６］本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、リバーストーン印刷を使用して形成された複数のセクションの図であり、図６Ａは上面図、図６Ｂは断面図である。

【図7A-7B】［００１７］本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、ポジティブトーン印刷を使用して形成された複数のセクションの図であり、図７Ａは上面図、図７Ｂは断面図である。

【図8】［００１８］本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、累積露光量に関連付けられた複数のセクションの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［００１９］理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記載がなくとも、その他の実施形態に有益に組み込まれうると想定される。

【0013】

［００２０］以下の説明では、本開示の実施形態のより網羅的な理解を提供するために、多数の具体的な詳細事項を明示している。しかし、当業者には、かかる具体的な詳細事項のうちの一又は複数がなくとも、本開示の実施形態の一又は複数は実践されうることが、自明となろう。それ以外の事例においては、本開示の実施形態の一又は複数を分かりにくくすることを避けるために、周知の特徴については説明していない。

【0014】

［００２１］本書に記載の実施形態は、概して、マスクレスベースのリソグラフィを使用して層を形成する方法に関する。かかる実施形態において、方法は、露光量変化のラダーを実装する。特定のパターン設計を有することになっている領域に対する複数の露光量変化をオーバーレイさせることによって、テーパ角度を微細にチューニングする能力を伴ってテーパプロファイルが実現されうる。露光量変化のラダーが実装される場合、幾何学的形状は、オーバーレイしている複数のセクションに分割されうる。かかるオーバーレイセクションは、望ましいテーパ制御が実現されうるように、各セクションで異なる露光量を含みうる。

【0015】

［００２２］テーパ制御は、かかるテーパを作り出すよう、ピクセル混合（ＰＢ）の性質と、複数の露光レベルの分割とによって良好に制御されうる。幾何学的な「マスクデータ（ｍａｓｋ ｄａｔａ）」を操作して、ＰＢ露光技法により制御される様々な露光量で露光されるオーバーレイセクションにすることによって、テーパが実現されうる。異なるセクションの各々の累積エネルギー量はフォトレジストの深さ量を貫通し、これにより、フォトレジストの底部から頂部までに、より平滑なテーパ遷移が形成される。本書に記載の実施態様では、方法は、一次元（１Ｄ）のライン－スペース設計パターン及び二次元（２Ｄ）のライン－スペース設計パターンに適用されうる。本書に記載の方法を実施するために、マスクレスリソグラフィツールが使用される。このマスクレスリソグラフィツールは、ソフトウェアベースの「マスクデータ」操作を実施するコントローラを含む。そのため、いかなる追加のステップも有さずに、多層テーパ制御が実現されうる。加えて、この方法はマスクを用いずにソフトウェアによって実施されるので、いかなる追加のマスクコストも製造時間も伴わずに、テーパ角度をチューニングする上での柔軟性が大幅に増大し、マスクを使用する従来型のリソグラフィ方法を凌駕する利点が提供される。

【0016】

［００２３］図１は、本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、システム１００の斜視図である。システム１００は、ベースフレーム１０２と、板状体（ｓｌａｂ）１０４と、２つ以上のステージ１０６と、処理装置１０８とを含む。ある種の実施形態では、１つのステージ１０６が使用されうる。ベースフレーム１０２は、製造設備の床上に置かれてよく、板状体１０４を支持する。受動空気アイソレータ１１０が、ベースフレーム１０２と板状体１０４との間に位置付けられる。板状体１０４は、花崗岩のモノリシック片であってよく、２つ以上のステージ１０６は、板状体１０４上に配置される。基板１１２が、２つ以上のステージ１０６の各々によって支持される。複数の穴（図示せず）がステージ１０６に形成されることで、それらを通って複数のリフトピン（図示せず）が伸長することが可能になる。リフトピンは、例えば移送ロボット（図示せず）から基板１１２を受容するための伸長位置まで上昇しうる。移送ロボットが基板１１２をリフトピン上に位置付け、リフトピンは、基板１１２をステージ１０６上へと静かに下降させる。

【0017】

［００２４］基板１１２は、例えば石英で作製され、フラットパネルディスプレイの一部として使用されうる。他の実施形態では、基板１１２は、その他の材料で作製されることもある。一部の実施形態では、基板１１２の上にフォトレジスト層が形成されていることがある。フォトレジストは、放射に感応し、かつ、ポジティブフォトレジストであっても、ネガティブフォトレジストであってもよい。これはつまり、ポジティブフォトレジストとネガティブフォトレジストのそれぞれの、放射に露光されるフォトレジストの部分が、パターンがフォトレジストに書き込まれた後にフォトレジストに付加されるフォトレジストデベロッパに対して、可溶性になるか又は不溶性になるということである。フォトレジストの化学組成により、そのフォトレジストがポジティブフォトレジストであるか、又はネガティブフォトレジストであるかが決まる。フォトレジストの例示的な組成は、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つを含みうる。電子回路を形成するために、このようにして、基板１１２の表面上にパターンが作り出されうる。

【0018】

［００２５］システム１００は、支持体１１４の対と、軌道１１６の対とを含む。支持体の対１１４は板状体１０４上に配置され、板状体１０４と支持体の対１１４とは単一の材料片であってもよい。軌道の対１１６は支持体の対１１４によって支持され、２つ以上のステージ１０６は、軌道１１６に沿ってＸ方向に動きうる。一実施形態では、軌道の対１１６は、平行な磁気チャネルの対である。図示しているように、軌道の対１１６の各軌道１１６は線形である。他の実施形態では、軌道１１６が非線形の形状を有することもある。エンコーダ１１８が、コントローラ３０２（図３参照）に所在地情報を提供するために各ステージ１０６に連結される。

【0019】

［００２６］かかる実施形態では、処理装置１０８は支持体１２０及び処理ユニット１２２を含む。支持体１２０は、板状体１０４上に配置され、２つ以上のステージ１０６が処理ユニット１２２の下を通過するための開口１２４を含む。処理ユニット１２２は、支持体１２０によって支持されうる。一部の実施形態では、処理ユニット１２２は、フォトリソグラフィプロセスにおいてフォトレジストを露光するよう構成されたパターン生成装置である。パターン生成装置は、マスクレスリソグラフィプロセスを実施するよう構成される。処理ユニット１２２は、筐体１２６内に配置された複数の画像投影システム（図２参照）を含みうる。処理装置１０８は、マスクレス直接パターニングを実施するために利用されうる。稼働中、２つ以上のステージ１０６のうちの１つが、図１に示しているローディング（搬入）位置から処理位置へと、Ｘ方向に動く。処理位置とは、ステージ１０６が処理ユニット１２２の下を通過する際の、ステージ１０６の一又は複数の位置のことでありうる。稼働中、２つ以上のステージ１０６は、複数の空気軸受１３２によって持ち上げられ、軌道の対１１６に沿ってローディング位置から処理位へと動く。２つ以上のステージ１０６の各々は、基板１１２を処理しかつ／又は位置決めするために軌道１３０に沿って動くことによって、Ｙ方向にも動きうる。

【0020】

［００２７］図２は、本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、複数の画像投影システム２００の概略斜視図である。かかる実施形態では、画像投影システム２００の各々が、複数のビーム２０２を基板１１２の表面２０４上に照射する。基板１１２がＸ方向及びＹ方向に動くにつれて、表面２０４全体がビーム２０２によってパターニングされる。画像投影システム２００の数は、基板１１２のサイズ及び／又はステージ１０６（図１）の速度に基づいて変動する。

【0021】

［００２８］かかる実施形態では、画像投影システム２００の各々は、光源２０６、開孔２０８、レンズ２１０、ミラー２１２、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）２１４、光ダンプ２１６、カメラ２１８、及び投影レンズ２２０を含む。光源２０６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもレーザーであってもよく、かつ、所定の波長を有する光を照射することが可能でありうる。一部の実施形態では、所定の波長とは、青色範囲又は近紫外（ＵＶ）範囲内の（例えば約４５０ｎｍ未満の）ものである。ミラー２１２は球面ミラーでありうる。投影レンズ２２０は、１０倍の対物レンズでありうる。ＤＭＤ２１４は複数のミラーを含んでよく、ミラーの数は投影される画像の解像度に対応しうる。

【0022】

［００２９］稼働中、光源２０６によって、所定の波長（例えば青色範囲内の波長）を有するビーム２２２が照射される。ビーム２２２は、ミラー２１２によってＤＭＤ２１４へと反射される。ＤＭＤ２１４は個別に制御されうる複数のミラーを含み、ＤＭＤ２１４の複数のミラーの各ミラーは、コントローラ３０２によりＤＭＤ２１４に提供されるマスクデータに基づいて、「オン（ｏｎ）」位置又は「オフ（ｏｆｆ）」位置になりうるが、これについては図３のところで更に後述する。ビーム２２２がＤＭＤ２１４のミラーに到達すると、「オン」位置にあるミラーが、ビーム２２２を投影レンズ２２０へと反射させる（すなわち、複数のビーム２０２が形成される）。投影レンズ２２０は次いで、基板１１２の表面２０４にビーム２０２を投影する。「オフ」位置にあるミラーは、基板１１２の表面２０４ではなく光ダンプ２１６へと、ビーム２２２を反射させる。

【0023】

［００３０］図３は、本書に記載の少なくとも１つの実施形態によるコンピューティングシステム３００を示している。図示しているように、コンピューティングシステム３００は、複数のサーバ３０８、焦点設定アプリケーションサーバ３１０、及び複数のコントローラ３０２（分かりやすくするために、そのうちの２つのみを示している）を含み、これらは各々、通信ネットワーク３０６（例えばインターネット）に接続されている。サーバ３０８は、ローカル接続（例えばストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）又はネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ））を介して、又はインターネット経由で、データベース３１２と通信しうる。サーバ３０８は、データベース３１２に含まれるデータに直接アクセスするか、又はデータベース３１２内に含まれるデータを管理するよう構成されているデータベースマネージャとインターフェース接続するかの、いずれかであるよう構成される。

【0024】

［００３１］各コントローラ３０２は、プロセッサ、システムメモリ、ハードディスクドライブ、バッテリー、入力デバイス（マウスとキーボードなど）、及び／若しくは出力デバイス（モニタやグラフィカルユーザインターフェースなど）、並びに／又は連結型入出力デバイス（例えば、入力を受信するだけでなく出力の表示もする（タッチスクリーン）といった、コンピューティングデバイスの従来的な構成要素を含みうる。サーバ３０８の各々及び焦点設定アプリケーションサーバ３１０は、プロセッサ及びシステムメモリ（図示せず）を含んでよく、例えば関係するデータベースソフトウェア及び／又はファイルシステムを使用して、データベース３１２に記憶されたコンテンツを管理するよう構成されうる。サーバ３０８は、ネットワークプロトコル（例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルなど）を使用して、互いに、コントローラ３０２と、かつ焦点設定アプリケーションサーバ３１０と、通信するようプログラムされうる。焦点設定アプリケーションサーバ３１０は、通信ネットワーク３０６を通じて、コントローラ３０２と直接通信することもある。コントローラ３０２は、ソフトウェア３０４（プログラム及び／又はその他のソフトウェアアプリケーションなど）を実行し、かつサーバ３０８によって管理されているアプリケーションにアクセスするよう、プログラムされる。

【0025】

［００３２］本書に記載の実施形態では、ユーザはそれぞれ、通信ネットワーク３０６経由でサーバ３０８に接続されうるコントローラ３０２を操作しうる。ページ、画像、データ、文書などが、コントローラ３０２を介してユーザに表示されうる。コントローラ３０２と通信するディスプレイデバイス及び／又はグラフィカルユーザインターフェースを通じて、情報及び画像が表示されうる。

【0026】

［００３３］コントローラ３０２は、パソコン、ラップトップ型携帯コンピューティングデバイス、スマートフォン、ビデオゲームの操作器、家庭用デジタルメディアプレイヤー、ネットワーク接続型テレビ、セットトップボックス、並びに／又は、通信ネットワーク３０６との通信に適した構成要素及び／又は必要なアプリケーション若しくはソフトウェアを有するその他のコンピューティングデバイス、でありうることに、留意されたい。コントローラ３０２は、後述する方法４００を稼働させるよう構成されており、その他のソフトウェアアプリケーションを実行することも可能である。

【0027】

［００３４］図４は、本書に記載の少なくとも１つの実施形態による方法４００のフロー図である。かかる実施形態では、方法４００は、上述した図１～３に記載のシステム及びデバイスを用いて実施されるが、かかるシステム及びデバイスに限定されるわけではなく、その他の同様のシステム及びデバイスを用いて実施されることもある。方法４００は、マスクレスベースのリソグラフィを使用してフォトレジスト層を形成する。図５Ａ～５Ｂは、本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、基板上に形成された層の概略図である。図６Ａと図６Ｂは、本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、リバーストーン印刷を使用して形成された複数のセクションの図であり、図６Ａは上面図、図６Ｂは断面図である。図７Ａと図７Ｂは、本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、ポジティブトーン印刷を使用して形成された複数のセクションの図であり、図７Ａは上面図、図７Ｂは断面図である。図８は、本書に記載の少なくとも１つの実施形態による、累積露光量に関連付けられた複数のセクションの概略図である。図５Ａ～図８は、方法４００を解説するのに役立つものである。

【0028】

［００３５］ブロック４０２において、限界寸法走査電子顕微鏡（ＣＤ－ＳＥＭ）を使用して、限界寸法が取得されうる。他の実施形態では、限界寸法は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、リフレクトメータ薄膜ゲージ、エリプソメータ薄膜ゲージ、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、集束イオンビーム（ＦＩＢ）、白色光干渉計（ＷＬＩ）、接触／非接触型の粗さゲージ、又はその他の同様のデバイス、を使用して取得されうる。取得される限界寸法は、図５Ａに示している限界寸法５０１でありうる。ブロック４０４において、層厚（図５Ａに示している第１層厚５０２など）と、テーパ制御角度（図５Ａに示している角度Ａ及び角度Ｂなど）とが、コントローラ３０２に入力される。第１層厚５０２は、例えば、限界寸法５０１における厚さによって決定される。角度Ａ及び角度Ｂは、第２フォトレジスト層５１０の表面と限界寸法５０１の頂部との間の角度である。ブロック４０６において、第１層厚５０２と角度Ａ及び角度Ｂとを使用することによって、幾何学的距離（図５Ａに示している幾何学的距離５０４及び５０５など）が計算される。より具体的には、幾何学的距離５０４及び５０５は、第１層厚５０２を角度Ａ及びＢの正接（ｔａｎｇｅｎｔ）で除算することによって計算される。例えば、この計算は次の方程式で表現されうる。
Ｚ＝Ｘ／ｔａｎ（Ｙ）
Ｚは幾何学的距離５０４又は５０５であり、Ｘは第１層厚５０２であり、Ｙは角度Ａ又は角度Ｂである。一部の実施形態では第１層厚５０２は４．５μｍであるが、それ以外の厚さであってもよい。

【0029】

［００３６］ブロック４０８において、フォトレジスト層６０４及び７０４の幾何学的距離が、複数のセクション６０２又は７０２（図６Ａ及び７Ａ）に分割される。例えば、複数のセクション６０２及び７０２は、図６Ａ及び図７Ａに示しているように、セクションＡ、セクションＢ、セクションＣ、セクションＤ、及びセクションＥと表現される５つのセクションに分割されうる。ブロック４１０において、複数のセクション６０２又は７０２の各々の幅が決定される。この例では、セクションＡ～Ｅの各々の幅は、以下の方程式を使用して求められうる。セクションＡ～Ｅの各々の幅は、図６Ｂ及び７Ｂに示している幅Ａ、幅Ｂ、幅Ｃ、幅Ｄ、及び幅Ｅによって表現される。かかる方程式は次のようになる。
幅Ａ＝限界寸法
幅Ｂ＝Ａ＋Ｚ／（Ｎ－１）＊２
幅Ｃ＝Ａ＋Ｚ／（Ｎ－１）＊４
幅Ｄ＝Ａ＋Ｚ／（Ｎ－１）＊６
幅Ｅ＝Ａ＋Ｚ／（Ｎ－１）＊８
Ｚは幾何学的距離であり、Ｎはセクションの総数（図６Ａ及び図７Ａに示している例では５）である。

【0030】

［００３７］ブロック４１２において、複数のセクション６０２及び７０２の各々について露光量を決定するために、線形性（ｌｉｎｅａｒｉｔｙ）が使用される。まず、層内での深さと層の幅との間には線形関係が存在している。リバーストーン印刷の場合、図６Ａ～６Ｂに示しているように、フォトレジスト層６０４内での深さが増大するとともに、幅も線形に増加する。例えば、図６Ｂでは、セクションＥにおける幅Ｅは最大である。セクションＥは、層６０４内の最も深くに位置するセクションである。図６Ｂでは、セクションＡにおける幅Ａは最小であり、セクションＡはフォトレジスト層６０４の頂上面に対応するので、その深さはゼロ～最小である。ポジティブトーン印刷の場合には、図７Ａ～７Ｂに示しているように、これが逆になる。この実施形態では、フォトレジスト層７０４内での深さが増大するとともに、幅は線形に減少する。

【0031】

［００３８］次に、図８の概略図８０２に示しているように、層内での深さと露光量との間にも線形関係が存在する。リバーストーン印刷では、フォトレジスト層の深さが増大するにつれて、露光量は線形に増加する。したがって、上述したように、幅が深さとともに線形に増大するにつれて、幅のこの増大とともに、露光量も線形に増加する。ポジティブトーン印刷では、幅の増大とともに深さが線形に減少するにつれて、幅のこの増大とともに、露光量は線形に減少する。図６Ｂには、フォトレジスト層６０４の複数のセクション６０２の各々の幅及び深さが図示されている。図示しているように、リバーストーン印刷では、セクションＡからセクションＥにかけて、幅も深さも増大する。リバーストーン印刷では、セクションＡは最小の幅及び深さを有し、セクションＥは最大の幅及び深さを有する。幅及び深さが減少するにつれて、露光量は線形に減少する。逆に、図７Ｂには、フォトレジスト層７０４の複数のセクション７０２の各々のポジティブトーン印刷の場合には、深さが減少するにつれて幅が増大することが図示されている。セクションＡは幅が最小であるが深さは最大であり、セクションＥは幅が最大で深さは最小である。したがって、リバーストーンでは、セクションＡの露光量は最小であり、セクションＥの露光量は最大であり、ポジティブトーンではその逆となり、「オーバーレイ露光量（ｏｖｅｒｌａｙ ｄｏｓｅ）」が実現する。換言すると、第１フォトレジスト層５１２（図５Ａ～５Ｂ）の幾何学的形状が、いくつかのオーバーレイセクション（複数のセクション６０２及び７０２など）に分割されれば、テーパ制御が実現されうる。ゆえに、幾何学的設計に基づいて、リバーストーンではアイランド又はラインが作り出され、ポジティブトーンではトレンチ又はビアが作り出される。

【0032】

［００３９］第１の層５１２の５セクションにおいて、基本的な概念は、各層の合計オーバーレイ露光量がフォトレジストの露光量閾値を満たすことである。フィーチャがオーバーレイしていることにより、各セクションの露光量は累積されうる。例えば、セクションＥの露光量は２０％であり、セクションＤの露光量は４０％であり、セクションＣの露光量は６０％であり、セクションＢの露光量は８０％であり、セクションＡの露光量は１００％でありうるが、かかる露光量は変動可能である。他の実施形態では、各セクションの位置を十分にシフトさせることによって、非対称なテーパが、任意の望ましい角度を伴って実装されうる。

【0033】

［００４０］一部の実施形態では、方法４００では、図５Ｂに示しているようなマルチトーン適用が実行される。マルチトーンは、同じ又は異なる厚さを有する２つ以上の層トポグラフィを含む。図５Ｂは２層トポグラフィのためのリバーストーンを示しているが、これはポジティブトーン及び／又は多層トポグラフィでも適用可能である。まず、上述した方法４００の図示されているブロック４０２～４１２を適用することによって、角度Ａ及び角度Ｂと第１層厚５０２とを伴う第１の層５１２が形成される。ブロック４１４において、オプションで、基板１１２が処理装置から取り出されうる。しかし、他の実施形態では、方法４００は、第１の層５１２の現像を必要とせずに実施されうる。ブロック４１６において、第１の層５１２を形成するために使用されたのと同じブロック４０２～４１２を使用して、第２の層５１０が形成されうる。図５Ｂに示しているように、第２層厚５０３は、限界寸法５０６における厚さによって決定される。幾何学的距離５０７及び５０８は、第２層厚５０３と角度Ｃ及び角度Ｄとを使用して計算され、これにより、望ましい第２の層５１０が基板１１２上に形成されうる。第２の層５１０を構築する時に、その累積露光量は第１の層５１２の累積露光量に加算されうることに、留意されたい。マルチトーン適用では、望ましいトポグラフィがアイランドとトレンチとを含む場合、リバーストーンとポジティブトーンの両方が同時に適用されうる。かかる実施形態におけるポジティブレジストについて説明したが、かかる実施形態は、ネガティブレジストを構築するよう構成されることもある。

【0034】

［００４１］方法４００は、マスクレスリソグラフィツールを有利に使用して、テーパ制御を容易に実現する、そのため、いかなる追加のステップも有さずに、多層テーパ制御が実現されうる。加えて、方法４００はマスクを用いずにソフトウェアによって実施されるので、基板上に局所的又は全体的に、任意の形状のパターンのための任意の望ましい角度を有する対称又は非対称の３Ｄテーパ壁を実装するために、いかなる追加のマスクコストも製造時間も伴わずに、テーパ角度をチューニングする上での柔軟性が大幅に増大し、マスクを使用する従来型のリソグラフィ方法を凌駕する利点が提供される。

【0035】

［００４２］セクションの数量を調整することによって、基板上に局所的又は全体的に、任意の形状のパターンのための任意の望ましい厚さの（ポジティブＰＲとネガティブＰＲの両方の）残留ＰＲを有するグレイトーン露光が実現可能になる。更に、かかるグレイトーン露光は、上記のようにして得られたテーパと自由に組み合わされることが可能であり、マスクを使用する従来型のリソグラフィ方法を凌駕する更なる利点を提供する。

【0036】

［００４３］上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱せずに、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決まる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A-6B】

【図7A-7B】

【図8】