▶ アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドの特許一覧
(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】2024-11-12
(45)【発行日】2024-11-20
(54)【発明の名称】マスクレスリソグラフィのためのハーフトーンスキーム
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20241113BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 501
【請求項の数】
20
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023187506
(22)【出願日】2023-11-01
(62)【分割の表示】P 2021547701の分割
【原出願日】2020-01-24
(65)【公開番号】P2024016140
(43)【公開日】2024-02-06
【審査請求日】2023-12-01
(31)【優先権主張番号】16/279,875
(32)【優先日】2019-02-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(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】ベンチャー， クリストファー デニス
(72)【発明者】
【氏名】ジョンソン， ジョセフ アール．
(72)【発明者】
【氏名】レイディグ， トーマス エル．
【審査官】坂上 大貴
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５２３４７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０１１３７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２３６２９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１２６４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５６３５９７６（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００８５１５６（ＵＳ，Ａ１）
(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】
システムであって、マスクパターンデータを受信する複数の画像投影システムを有する処理ユニットを有するリソグラフィシステムであって、各画像投影システムが多数のショットを投影するために複数の空間光変調器ピクセルを有する空間光変調器を含む、リソグラフィシステムと、
複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形を有する前記マスクパターンデータを前記リソグラフィシステムに提供するように構成されたコントローラと
を備え、
前記コントローラが、
同じ数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群、
異なる数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群、及び
同じ数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群と、残りの数のピクセルを有する残りの群
のうち少なくとも１つによって空間的に前記複数の空間光変調器ピクセルを分割するように構成され、
前記コントローラによって分割されると、
前記グレートーン群が、第１の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形及び前記複数のグレートーン露光多角形へと投影するように操作可能であり、
前記フルトーン群が、第２の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形へと投影するように操作可能であり、且つ
前記残りの群が、第３の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形へと投影するように操作可能である、システム。
【請求項2】
前記空間光変調器の前記複数の空間光変調器ピクセルの各空間光変調器ピクセルが、個々に制御可能であり、複数のピクセルのうちの１つのピクセルに対応する書き込みビームを投影するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記空間光変調器が、電気的にアドレス指定可能な素子のアレイである、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
少なくとも１つの電気的にアドレス指定可能な素子の前記複数の空間光変調器ピクセルが、前記グレートーン群、前記フルトーン群、及び前記残りの群のうちの少なくとも１つによって空間的に分割されるミラーである、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記グレートーン群と前記フルトーン群が同じ数の空間光変調器ピクセルを有する結果、グレートーン線量はフルトーン線量の半分と等しくなり、前記グレートーン群と前記フルトーン群が異なる数の空間光変調器ピクセルを有する結果、前記グレートーン線量は前記フルトーン線量の半分より大きくなるか小さくなり、且つ
前記グレートーン群と前記フルトーン群が同じ数の空間光変調器ピクセルを有し、且つ前記残りの群が残りの数のピクセルを有する結果、前記グレートーン線量は前記フルトーン線量の半分より大きくなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、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、複数の露光多角形を有するマスクパターンデータをリソグラフィシステムの処理ユニットに提供することであって、前記処理ユニットは前記マスクパターンデータを受信する複数の画像投影システムを有し、前記マスクパターンデータは複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形を有する、マスクパターンデータを提供することと、
前記画像投影システムのそれぞれの空間光変調器ピクセルを、
同じ数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群、
異なる数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群、及び
同じ数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群と、残りの数のピクセルを有する残りの群
のうちの１つに分割することと、
前記複数の画像投影システムの下での基板の単一走査において、
前記グレートーン群に対応する第１の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形及び前記複数のグレートーン露光多角形へと投影し、
前記フルトーン群に対応する第２の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形へと投影し、且つ
前記残りの群が分割されたときに対応する第３の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形へと投影することと
を実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項7】
前記空間光変調器ピクセルが、前記第１の数の多数のショット、前記第２の数の多数のショット、及び前記第３の数の多数のショットを集合ショットパターンの複数のアドレスポイントに投影する、請求項６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項8】
前記第１の数の多数のショットが、前記第１の数の多数のショットに露光されたグレートーンショットアドレスポイントを有する複数のグレートーン部分を形成し、且つ前記第１の数の多数のショット及び前記第２の数の多数のショットが、少なくとも前記第１の数及び前記第２の数の多数のショットに露光されたフルトーンショットアドレスポイントを有する複数のフルトーン部分を形成する、請求項７に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項9】
前記第１の数の多数のショットがグレートーン線量に対応し、前記第１の数及び前記第２の数の多数のショットの組み合わせがフルトーン線量に対応する、請求項６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項10】
前記第１の数の多数のショットがグレートーン線量に対応し、前記第１の数、前記第２の数及び前記第３の数の多数のショットの組み合わせがフルトーン線量に対応する、請求項６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項11】
各画像投影システムの光源によって生成される光ビームが強度を有する、請求項６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項12】
前記強度が、約１０ｍＪ／ｃｍ２から約２００ｍＪ／ｃｍ２である、請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項13】
方法であって、複数の露光多角形を有するマスクパターンデータをリソグラフィシステムの処理ユニットに提供することであって、前記処理ユニットは前記マスクパターンデータを受信する複数の画像投影システムを有し、前記マスクパターンデータは複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形を有する、マスクパターンデータを提供することと、
前記画像投影システムのそれぞれの空間光変調器ピクセルを、
同じ数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群、
異なる数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群、及び
同じ数の空間光変調器ピクセルを有するグレートーン群とフルトーン群と、残りの数のピクセルを有する残りの群
のうちの１つに分割することと、
前記複数の画像投影システムの下での基板の単一走査において、
前記グレートーン群に対応する第１の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形及び前記複数のグレートーン露光多角形へと投影し、
前記フルトーン群に対応する第２の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形へと投影し、且つ
前記残りの群が分割されたときに対応する第３の数の多数のショットを前記複数のフルトーン露光多角形へと投影することと
を含む、方法。
【請求項14】
前記空間光変調器ピクセルが、前記第１の数の多数のショット、前記第２の数の多数のショット、及び前記第３の数の多数のショットを集合ショットパターンの複数のアドレスポイントに投影する、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の数の多数のショットが、前記第１の数の多数のショットに露光されたグレートーンショットアドレスポイントを有する複数のグレートーン部分を形成し、且つ前記第１の数の多数のショット及び前記第２の数の多数のショットが、少なくとも前記第１の数及び前記第２の数の多数のショットに露光されたフルトーンショットアドレスポイントを有する複数のフルトーン部分を形成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の数の多数のショットがグレートーン線量に対応し、前記第１の数及び前記第２の数の多数のショットの組み合わせがフルトーン線量に対応する、請求項１３に記載の方法。
【請求項17】
前記第１の数の多数のショットがグレートーン線量に対応し、前記第１の数、前記第２の数及び前記第３の数の多数のショットの組み合わせがフルトーン線量に対応する、請求項１３に記載の方法。
【請求項18】
各画像投影システムの光源によって生成される光ビームが強度を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項19】
前記強度が、約１０ｍＪ／ｃｍ２から約２００ｍＪ／ｃｍ２である、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の数の多数のショット、前記第２の数の多数のショット、及び前記第３の数の多数のショットのそれぞれが、５０ショットから５００ショットの間である、請求項１３に記載の方法。
【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、単一パスにおいてフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むための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。
【背景技術】
【0002】
［０００２］フォトリソグラフィは、半導体デバイスの製造（例えば、半導体デバイスのバックエンド処理）、及びディスプレイデバイス（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））において幅広く利用されている。例えば、ＬＣＤの製造においては、しばしば大面積基板が利用される。ＬＣＤ又はフラットパネルは、概して、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）に使用される。概して、フラットパネルディスプレイは、２つのプレートの間に挟まれた、各ピクセルにおける相変化物質としての液晶材料の層を含む。電源からの電力が、液晶材料にわたって又は液晶材料を通して印加されると、液晶材料を通過する光の量が、ピクセルの位置において制御（すなわち、選択的に調節）され、ディスプレイ上に画像を生成することが可能となる。
【0003】
［０００３］従来のリソグラフィシステムでは、フルトーン線量を有する複数のフルトーン部分のパターンと、グレートーン線量を有する複数のグレートーン部分とを基板上に配置されたフォトレジストに書き込むためには、リソグラフィシステムの書き込み可能領域の下方に基板の複数のパスが必要とされる。書込み可能領域デジタルリソグラフィシステムの下方の基板の複数のパスは、スループットを低下させる。
【0004】
［０００４］したがって、当該技術分野で必要とされるのは、単一パスでフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むための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、及び方法である。
【発明の概要】
【0005】
［０００５］一実施形態では、デバイスが提供される。該システムは、スラブ、及びスラブ上に配置可能な可動式ステージを含む。ステージは、フォトレジストが上部に配置された基板を支持するように構成されており、エンコーダは、ステージに連結され、マスクパターンデータをリソグラフィシステムに提供するように構成されたコントローラに基板の位置を提供するように構成されるように構成されている。マスクパターンデータは、複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形を有する。リソグラフィシステム支持体は、スラブに連結され、その下方をステージが通過することを可能にする開口を有する。リソグラフィシステムは、マスクパターンデータを受信する複数の画像投影システムを有する処理ユニットを有する。各画像投影システムは、多数のショットを投影するために複数の空間光変調器ピクセルを有する空間光変調器を含む。コントローラは、複数の空間光変調器ピクセルを、多数のショットのうちのグレートーンショット及びフルトーンショットによって時間的に分割するように構成されており、且つ、コントローラは、グレートーンショットにおいて各画像投影システムの光源によって生成された光ビームの第２の強度を変化させ、フルトーンショットにおいて各画像投影システムの光源によって生成された光ビームの第１の強度を変化させるように構成されている。
【0006】
［０００６］別の実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。コンピュータ可読媒体は、命令を記憶しており、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、複数の露光多角形を有するマスクパターンデータをリソグラフィシステムの処理ユニットに提供するステップ、及び複数の画像投影システムの下方で、フォトレジストが上部に配置された基板を単一走査するにあたって、多数のショットを複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形へと投影するステップを実行させる。処理ユニットは、マスクパターンデータを受信する複数の画像投影システムを有する。マスクパターンデータは、複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形を有する。多数のショットは、第２の強度を有するグレートーンショット及び第１の強度を有するフルトーンショットによって分割される。グレートーンショットは、複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形へと投影され、フルトーンショットは、複数のフルトーン露光多角形へのみ投影される。
【0007】
［０００７］さらに別の実施形態では、方法が提供される。本方法は、複数の露光多角形を有するマスクパターンデータをリソグラフィシステムの処理ユニットに提供することを含む。処理ユニットは、マスクパターンデータを受信する複数の画像投影システムを有する。マスクパターンデータは、複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形を有する。複数の画像投影システムの下方で、フォトレジストが上部に配置された基板を単一走査するにあたって、本方法は、多数のショットを複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形へと投影することを含む。多数のショットは、第２の強度を有するグレートーンショット及び第１の強度を有するフルトーンショットによって分割される。グレートーンショットは、複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形へと投影され、フルトーンショットは、複数のフルトーン露光多角形へのみ投影される。
【0008】
［０００８］本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって、得ることができる。そのうちの幾つかの実施形態は添付の図面で例示されている。しかし、添付図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容され得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態に係る、システムの斜視図である。
【図2A】一実施形態に係る、画像投影システムの概略断面図である。
【図2B】一実施形態に係る、空間光変調器の概略図である。
【図2C】一実施形態に係る、空間光変調器の概略図である。
【図3】一実施形態に係る、演算システムの概略図である。
【図4】一実施形態に係る、単一パスのリソグラフィ用途の概略図である。
【図5】一実施形態に係る、コントローラの概略図である。
【図6A】一実施形態に係る、リソグラフィプロセス後の基板の概略平面図である。
【図6B】一実施形態に係る、一断面におけるフォトレジストの露光の断面図である。
【図6C】一実施形態に係る、一断面におけるフォトレジストの露光の断面図である。
【図6D】一実施形態に係る、一断面におけるフォトレジストの露光の断面図である。
【図7】一実施形態に係る、リソグラフィプロセスの方法のフロー図である。
【図8】一実施形態に係る、リソグラフィプロセスの方法のフロー図である。
【図9】一実施形態に係る、リソグラフィプロセスの方法のフロー図である。
【図10A-10S】諸実施形態に係る、リソグラフィプロセスの方法の間の、フルトーン露光多角形及びグレートーン露光多角形の概略平面図である。
【図11】一実施形態に係る、リソグラフィプロセスの方法のフロー図である。
【図12A-12F】一実施形態に係る、リソグラフィプロセスの方法の間の、フルトーン露光多角形及びグレートーン露光多角形の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
［００２３］理解を容易にするために、可能な場合には、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、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。
【0011】
［００２４］本明細書に記載された実施形態は、単一パスにおいてフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むためのデジタルリソグラフィプロセスなどの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。システムの一実施形態は、マスクパターンデータをリソグラフィシステムに提供するように構成されたコントローラを含む。マスクパターンデータは、複数のフルトーン露光多角形及び複数のグレートーン露光多角形を有する。リソグラフィシステムは、マスクパターンデータを受信する複数の画像投影システムを有する処理ユニットを有する。各画像投影システムは、多数のショットを投影するために複数の空間光変調器ピクセルを有する空間光変調器を含む。コントローラは、複数の空間光変調器ピクセルを、多数のショットのうちのグレートーンショット及びフルトーンショットによって時間的に分割するように構成されており、且つ、コントローラは、グレートーンショットにおいて各画像投影システムの光源によって生成された光ビームの第２の強度を変化させ、フルトーンショットにおいて各画像投影システムの光源によって生成された光ビームの第１の強度を変化させるように構成されている。
【0012】
［００２５］図１は、本明細書に記載された実施形態から恩恵を受け得るデジタルリソグラフィシステムなどのシステム１００の斜視図である。システム１００は、ステージ１１４及び処理装置１０４を含む。ステージ１１４は、スラブ１０２上に配置された一対のトラック１１６によって支持されている。基板１２０が、ステージ１１４によって支持されている。ステージ１１４は、スラブ１０２上に配置された一対のトラック１１６によって支持されている。ステージ１１４は、図１に示す座標系によって示されるように、Ｘ方向に一対のトラック１１６に沿って移動する。本明細書に記載された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、一対のトラック１１６は、一対の平行な磁気チャネルである。図示のように、一対のトラック１１６の各トラックは、直線経路で延びている。ステージ１１４の位置の情報をコントローラ１２２に提供するために、エンコーダ１１８がステージ１１４に連結されている。
【0013】
［００２６］コントローラ１２２は、概して、本明細書に記載された処理技法の制御及び自動化を容易にするように設計されている。コントローラ１２２は、処理装置１０４、ステージ１１４、及びエンコーダ１１８と連結されるか、又は通信し得る。処理装置１０４及びステージ１１８は、基板処理及び基板の位置合わせに関する情報をコントローラ１２２に提供し得る。例えば、処理装置１０４は、基板処理が完了したことをコントローラ１２２に警告するために、コントローラ１２２に情報を提供し得る。コントローラ１２２は、単一パスにおいてフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むリソグラフィプロセスの方法の制御及び自動化を容易にする。コントローラ１２２によって読み取り可能な、イメージングプログラムと呼ばれ得るプログラム（又はコンピュータ命令）が、基板１２０上でどのタスクが実行可能であるかを決定する。このプログラムは、処理時間及び基板位置をモニタリング且つ制御するマスクパターンデータ及びコードを含む。マスクパターンデータは、電磁放射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。
【0014】
［００２７］基板１２０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。本明細書に記載された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１２０は、フラットパネルディスプレイの一部として使用可能な他の材料から作製される。基板１２０は、パターンエッチングなどによって上部にパターンが形成される膜層、及びパターニングされる膜層上に形成されるフォトレジスト層であって、電磁放射（例えば、ＵＶ又は深ＵＶ「光」）に敏感なフォトレジスト層を有する。ポジ型フォトレジストは、放射線に露光されるとフォトレジスト現像液に溶解するフォトレジスト部分を含む。フォトレジスト現像液は、電磁放射を用いて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塗布される。ネガ型フォトレジストは、放射線に露光されるとフォトレジスト現像液に溶解しないフォトレジスト部分を含む。フォトレジスト現像液は、電磁放射を用いて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塗布される。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型フォトレジストであるか、又はネガ型フォトレジストであるかが決まる。フォトレジストの例には、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つが含まれるが、これらに限定されない。フォトレジストが電磁放射に露光された後、レジストが現像され、下層の膜層上にパターニングされたフォトレジストが残る。次いで、パターニングされたフォトレジストを用いて、下層の薄膜がフォトレジストの開口部を通して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。
【0015】
［００２８］処理装置１０４は、支持体１０８及び処理ユニット１０６を含む。処理装置１０４は、一対のトラック１１６に跨がり、スラブ１０２上に配置され、それにより、一対のトラック１１６及びステージ１１４が処理ユニット１０６の下方を通過するための開口１１２を含む。処理ユニット１０６は、支持体１０８によってスラブ１０２の上に支持される。本明細書に記載された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、処理ユニット１０６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に構成されたパターン発生器である。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、パターン発生器は、マスクレスリソグラフィプロセスを実行するように構成されている。処理ユニット１０６は、複数の画像投影システムを含む。画像投影システムの一例が図２Ａに示されている。本明細書に記載された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、処理ユニット１０６は、８４個もの画像投影システムを含む。各画像投影システムは、ケース１１０内に配置される。処理ユニット１０６は、フォトレジスト又は他の電磁放射感受性材料に対してマスクレスで直接的にパターンの書き込みを実行するのに有用である。
【0016】
［００２９］図２Ａは、システム１００において使用され得る画像投影システム２００の概略断面図である。画像投影システム２００は、空間光変調器２１０及び投影光学系２１２を含む。画像投影システム２００の構成要素は、使用される空間光変調器２１０によって異なる。空間光変調器２１０は、電気的にアドレス指定可能な素子のアレイを含む。電気的にアドレス指定可能な素子には、デジタルマイクロミラー、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、シリコン上の液晶（ＬＣｏＳ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＯｖｅｒＳｉｌｉｃｏｎ）デバイス、シリコン上の強誘電性液晶（ＦＬＣｏＳ：ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、及びマイクロシャッタ（Ｍｉｃｒｏｓｈｕｔｔｅｒ）が含まれるが、これらに限定されない。空間光変調器２１０は、複数の空間光変調器ピクセルを含む。複数の空間光変調ピクセルの各空間光変調器ピクセルは、個々に制御可能であり、複数のピクセルのうちの１つのピクセルに対応する書き込みビームを投影するように構成されている。複数のピクセルのコンパイル処理が、フォトレジストに書き込まれるパターンを形成し、これは本明細書でマスクパターンと呼ばれる。投影光学系２１２は、光を基板１２０上に投影するために使用される投影レンズ、例えば１０倍対物レンズを含む。動作時、コントローラ１２２によって空間光変調器２１０に提供されるマスクパターンデータに基づいて、複数の空間光変調器ピクセルの各空間光変調器ピクセルは、「オン」位置又は「オフ」位置にある。「オン」位置の各空間光変調器ピクセルは、書き込みビームを形成し、次いで、投影光学系２１２は、この書き込みビームを基板１２０のフォトレジスト層表面に投影し、マスクパターンのピクセルを形成する。
【0017】
［００３０］本明細書に記載された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、空間光変調器２１０は、ＤＭＤである。画像投影システム２００は、光源２０２、開孔２０４、レンズ２０６、フラストレートプリズムアセンブリ２０８、ＤＭＤ、及び投影光学系２１２を含む。ＤＭＤは、複数のミラー、すなわち、複数の空間光変調器ピクセルを含む。複数のミラーの各ミラーは、マスクパターンのうちの１つのピクセルに対応し得るピクセルに対応する。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、ＤＭＤは、約４、０００、０００超のミラーを含む。光源２０２は、所定の波長の光を生成することが可能な、任意の適切な光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザ）である。本明細書に記載された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、所定の波長は、青色又は近紫外（ＵＶ）範囲、例えば、約４５０ｎｍ未満である。フラストレートプリズムアセンブリ２０８は、複数の反射面を含む。動作中、光ビーム２０１が光源２０２によって生成される。光ビーム２０１は、フラストレートプリズムアセンブリ２０８によってＤＭＤへと反射される。光ビーム２０１がＤＭＤのミラーに到達すると、「オン」位置の各ミラーは、光ビーム２０１を反射し（すなわち、「ショット」とも呼ばれる書き込みビームを形成し）、次いで、投影光学系２１２がこのビームを投影して、基板１２０のフォトレジスト層表面をショットする。複数の書き込みビーム２０３は、多数のショットとしても知られており、マスクパターンの複数のピクセルを形成する。
【0018】
［００３１］図２Ｂ及び図２Ｃは、ＤＭＤである空間光変調器２１０の概略図である。複数の空間光変調器ピクセルとも呼ばれる複数のミラー２１３は、Ｍ行とＮ列を有するグリッド状に配置されている。図２Ｂでは、行２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４、及び列２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、及び２２５が示されている。単一パスでフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むためのリソグラフィプロセスの方法７００では、コントローラ１２２は、図２Ｂに示すように、ミラー２１３のＮ列及びＭ行のうちの１つをグレートーン群２２６とフルトーン群２２７とに分割する。本明細書に記載された方法７００、８００、９００の実施形態では、ミラー２１３のＮ列及びＭ行のうちの１つの分割は、ステージ１１４の移動に依存する。ステージ１１４の移動がＮ列に対して実質的に垂直であるとき、Ｎ列はコントローラ１２２によって分割される。ステージ１１４の移動がＭ行に対して実質的に垂直であるとき、Ｍ行はコントローラ１２２によって分割される。ステージ１１４の移動が、Ｎ列及びＭ行のうちの１つに対して実質的に垂直でない場合、Ｍ行及びＮ列を有するグリッドのアレイが、コントローラ１２２によって分割される。以下に記載された実施形態では、ステージ１１４の移動は、Ｎ列に対して実質的に垂直であり、したがって、Ｎ列がコントローラ１２２によって分割される。しかしながら、方法７００、８００、９００の後述する実施形態は、Ｎ行を分割することによる、Ｎ行に対して実質的に垂直なステージ１１４の移動と、Ｍ行及びＮ列を有するグリッドのアレイを分割することによる、Ｎ列及びＭ行のうちの１つに対して実質的に垂直ではないステージ１１４の移動とを用いて実行され得る。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる方法７００の一実施形態では、グレートーン群２２６及びフルトーン群２２７は、同じ数の列を有する。単一パスでフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むリソグラフィプロセスの方法８００では、コントローラ１２２は、図２Ｂに示すように、ミラー２１３のＮ列を、互いに異なる数の列を有するグレートーン群２２６とフルトーン群２２７とに分割する。単一パスでフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むリソグラフィプロセスの方法９００では、コントローラ１２２は、図２Ｃに示すように、ミラー２１３のＮ列をグレートーン群２２６と、フルトーン群２２７と、残りの群２２８とに分割する。本明細書に記載された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、グレートーン群２２６及びフルトーン群２２７は、同じ数の列を有する。本明細書に記載された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、グレートーン群２２６及びフルトーン群２２７は、異なる数の列を有する。
【0019】
［００３２］図３は、本開示の実施形態が実施され得る、単一パスでフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込むように構成された演算システム３００の概略図である。図３に示すように、演算システム３００は、複数のサーバ３０８、単一パスリソグラフィアプリケーション３１２、及び複数のコントローラ（すなわち、コンピュータ、パソコン、携帯／無線デバイス）１２２（分かりやすくするために、そのうちの２つだけを図示している）を含み得、これらはそれぞれ通信ネットワーク３０６（例えば、インターネット）に接続される。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）若しく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を通じて、データベース３１４と通信し得る。サーバ３０８は、データベース３１４内に含まれるデータに直接アクセスすること、又はデータベース３１４内に含まれるデータを管理するよう設定されたデータベースマネージャとインターフェース接続することのいずれかを実行するように設定されている。
【0020】
［００３３］各コントローラ１２２は、演算デバイスの従来型の構成要素、例えば、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、入力デバイス（例えば、マウスやキーボード）、及び／若しくは出力デバイス（例えば、モニタ若しくはグラフィカルユーザインターフェース）、並びに／又は入力を受信するだけでなく出力も表示するタッチスクリーンなどの結合型入出力デバイスを含み得る。各サーバ３０８及び単一パスリソグラフィアプリケーション３１２は、プロセッサ及びシステムメモリ（図示せず）を含み得、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３１４内に記憶されたコンテンツを管理するように設定され得る。図４に示すように、Ｉ／Ｏデバイスインターフェース４０８は、例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルのようなネットワークプロトコルを使用して、互いに通信し、コントローラ１２２、及び単一パスリソグラフィアプリケーション３１２と通信するようにプログラムされ得る。単一パスリソグラフィアプリケーション３１２は、通信ネットワーク３０６を介して、コントローラ１２２と直接通信し得る。コントローラ１２２は、ソフトウェア３０４（例えば、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）を実行するようプログラムされ、サーバ３０８によって管理されたアプリケーションにアクセスする。
【0021】
［００３４］後述の実施形態では、ユーザが、それぞれ、通信ネットワーク３０６を介してサーバ３０８に接続され得るコントローラ１２２を操作することができる。ページ、画像、データ、文書などが、コントローラ１２２を介してユーザに表示され得る。コントローラ１２２と通信してい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得る。
【0022】
［００３５］コントローラ１２２は、パソコン、ラップトップ型携帯演算デバイス、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／若しくは必要なアプリケーション或いはソフトウェアを有する他の演算デバイスであり得ることに留意されたい。コントローラ１２２は、単一パスリソグラフィアプリケーション３１２からコンテンツ及び情報を受信するよう設定された他のソフトウェアアプリケーションも実行することができる。
【0023】
［００３６］図４は、単一パスリソグラフィアプリケーション３１２の概略図である。単一パスリソグラフィアプリケーション３１２は、インターコネクト４０６を介して通信を行う、中央処理装置（ＣＰＵ）４０２、ネットワークインターフェース４０４、メモリ４２０、及びストレージ４３０を含むが、これらに限定されない。単一パスリソグラフィアプリケーション３１２は、Ｉ／Ｏデバイス４１０（例えば、キーボード、ビデオ、マウス、オーディオ、タッチスクリーン等）に接続するＩ／Ｏデバイスインターフェース４０８も含み得る。単一パスリソグラフィアプリケーション３１２は、データ通信ネットワークを介してデータを送信するように構成されたネットワークインターフェース５０４（図５に図示）をさらに含み得る。
【0024】
［００３７］ＣＰＵ４０２は、メモリ４２０に記憶されたプログラミング命令を読み出して実行し、概して、他のシステム構成要素の動作を制御し、連携させる。同様に、ＣＰＵ４０２は、メモリ４２０内に存在するアプリケーションデータを記憶し、読み出す。ＣＰＵ４０２は、単一のＣＰＵ、複数のＣＰＵ、複数の処理コアを有する単一のＣＰＵなどを代表するように含まれる。インターコネクト４０６を使用して、ＣＰＵ４０２と、Ｉ／Ｏデバイスインターフェース４０８と、ストレージ４３０と、ネットワークインターフェース４０４と、メモリ４２０との間でプログラミング命令及びアプリケーションデータを伝送する。
【0025】
［００３８］メモリ４２０は、概して、ランダムアクセスメモリを代表するように含まれ、動作中、ＣＰＵ４０２によって使用されるソフトウェアアプリケーション及びデータを記憶する。ストレージ４３０は、単一ユニットとして示されているが、固定型及び／又はリムーバブル型のストレージデバイス、例えば、不揮発性データを記憶するように構成された、固定ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ記憶装置、テープドライブ、リムーバブルメモリカード、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、Ｂｌｕ－Ｒａｙ、ＨＤ－ＤＶＤ、光ストレージ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、クラウドストレージ、又はストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）の組み合わせであってもよい。
【0026】
［００３９］メモリ４２０は、単一パスリソグラフィアプリケーションソフトウェア４２８を含み得るアプリケーションプラットフォーム４２６を実行するための命令及びロジックを記憶可能である。ストレージ４３０は、データ４３４及び関連するアプリケーションプラットフォームコンテンツ４３６を記憶するよう設定されたデータベース４３２を含み得る。データベース４３２は、任意の種類のストレージデバイスであってもよい。
【0027】
［００４０］ネットワークコンピュータは、本明細書で提供された開示と併用され得る別の種類のコンピュータシステムである。ネットワークコンピュータは、通常、ハードディスク又他の大容量ストレージを含まず、実行可能なプログラムは、ＣＰＵ５０２（図５に図示）によって実行されるために、ネットワーク接続からメモリ４２０に読み込まれる。典型的なコンピュータシステムは、通常、少なくとも、プロセッサ、メモリ、及び、メモリをプロセッサに連結するインターコネクトを含み得る。
【0028】
［００４１］図５は、コントローラ１２２の概略図である。コントローラ１２２を使用して、単一パスリソグラフィアプリケーション３１２にアクセスし、アプリケーションプラットフォーム４２６に関連するデータを読み出すか、又は表示する。コントローラ１２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）５０２、ネットワークインターフェース５０４、インターコネクト５０６、メモリ５２０、ストレージ５３０、及び支持回路５４０を含み得るが、これらに限定されない。コントローラ１２２は、Ｉ／Ｏデバイス５１０（例えば、キーボード、ディスプレイ、タッチスクリーン、及びマウスデバイス）をコントローラ１２２に接続する、Ｉ／Ｏデバイスインターフェース５０８をさらに含み得る。
【0029】
［００４２］ＣＰＵ４０２と同様に、ＣＰＵ５０２は、単一のＣＰＵ、複数のＣＰＵ、複数の処理コアを有する単一のＣＰＵなどを代表するように含まれ、メモリ５２０は、概して、ランダムアクセスメモリを代表するように含まれる。インターコネクト５０６を使用して、ＣＰＵ５０２と、Ｉ／Ｏデバイスインターフェース５０８と、ストレージ５３０と、ネットワークインターフェース５０４と、メモリ５２０との間でプログラミング命令及びアプリケーションデータを伝送する。例えば、単一パスリソグラフィアプリケーション３１２からコンテンツを転送するために、ネットワークインターフェース５０４は、通信ネットワーク３０６を介してデータを送信するように設定され得る。ストレージ４３０（例えば、ハードディスクドライブ又はソリッドステートストレージドライブ（ＳＳＤ））は、不揮発性データを記憶することができる。ストレージ５３０は、データベース５３１を含み得る。データベース５３１は、データ５３２、他のコンテンツ５３４、並びにデータ５３８及び制御ロジック５３９を有する画像処理ユニット５３６を含み得る。実例として、メモリ５２０は、アプリケーションインターフェース５２２を含み得る。アプリケーションインターフェース５２２自体が、ソフトウェア命令５２４を表示し、且つ／又はデータ５２６を記憶し若しくは表示し得る。アプリケーションインターフェース５２２は、１つ又は複数のソフトウェアアプリケーションを提供し得、このソフトウェアアプリケーションは、コントローラが、単一パスリソグラフィアプリケーション３１２によってホスティングされているデータ及びその他のコンテンツにアクセスすることを可能にする。
【0030】
［００４３］図１に示しているように、システム１００は、コントローラ１２２を含む。コントローラ１２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）５０２、メモリ５２０、及び支持回路５４０（又はＩ／Ｏ５０８）を含み得る。ＣＰＵ５０２は、様々なプロセス及びハードウェア（例えば、パターン生成器、モータ、及び他のハードウェア）を制御し、プロセス（例えば、処理時間及び基板位置）をモニタリングするために、産業環境で使用される任意の形態のコンピュータプロセッサのうちの１つであってもよい。メモリ５２０は、図５に示されるように、ＣＰＵ５０２に接続されており、容易に利用可能なメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又はその他の任意の形態のローカル若しくは遠隔のデジタルストレージ）のうちの１つ又は複数であってもよい。ＣＰＵ５０２に命令を与えるために、ソフトウェア命令及びデータを符号化して、メモリ内に記憶することができる。従来の様態でプロセッサを支持するために、支持回路５４０もＣＰＵ５０２に接続される。支持回路５４０は、従来型のキャッシュ５４２、電源５４４、クロック回路５４６、入力／出力回路５４８、サブシステム５５０等を含み得る。コントローラ１２２によって可読なプログラム（又はコンピュータ命令）が、どのタスクを基板１２０上で実行可能か決定する。プログラムは、コントローラ１２２によって可読なソフトウェアであってもよく、例えば、処理時間及び基板位置をモニタリング且つ制御するためのコードを含み得る。
【0031】
［００４４］しかしながら、これらの用語及び類似の用語のすべては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、こうした物理量に適用される便宜上の標識にすぎないことに留意するべきである。後述の説明で特に明記されない限り、本明細書を通して、「処理する（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「演算する（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「算出する（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「決定する（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」、又は「表示する（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」などといった用語を利用する記載は、コンピュータシステム又は類似の電子演算デバイスの動作及びプロセスを指すことを理解されたい。このコンピュータシステム又は類似の電子演算デバイスは、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理量（電気量）として表されるデータを操作し、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ、又はかかる情報の他のストレージデバイス、送信デバイス、若しくは表示デバイス内で物理量として同様に表される他のデータへと変換する。
【0032】
［００４５］本実施例は、本明細書に記載された動作を実施するための装置にさらに関連する。この装置は、求められている目的のために特別に構築されてもよく、又は、コンピュータ内に記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に起動若しくは再構成される汎用コンピュータを備えてもよい。かかるコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体（例えば、限定しないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気カード若しくは光カード、任意の種類のディスク（フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、及び磁気－光ディスクを含む）、又は電子指令の記憶に適した任意の種類の媒体）内に記憶され、それぞれがコンピュータシステムのインターコネクトに連結され得る。
【0033】
［００４６］本明細書に提示されているアルゴリズム及びディスプレイは、本来、何らかの特定のコンピュータ又は他の装置と関連するものではない。様々な汎用システムが、本明細書の教示に従ってプログラムと共に使用されてもよく、又は、求められる方法工程を実行するためには、より専門的な装置の構築が便宜にかなうと分かることもある。このような様々なシステムの構造は、上記の記載から明白になろう。さらに、本明細書の実施例は、何らかの特定のプログラミング言語に関連して説明されているのではないので、様々なプログラミング言語を使用して様々な実施例を実施することができる。
【0034】
［００４７］より詳細に記載されるように、本開示の実施形態は、単一パスリソグラフィプロセスにおいて基板１２０にマスクパターンデータ６１０を適用する能力に関するリソグラフィアプリケーションに関する。本明細書に記載された実施形態は、ソフトウェアアプリケーションプラットフォームに関する。ソフトウェアアプリケーションプラットフォームは、単一パスでフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込む方法を含む。
【0035】
［００４８］図６Ａは、リソグラフィプロセス後の基板１２０の概略平面図である。光源２０２（図６Ｂから６Ｄに図示）から放出された光の強度のフルトーン線量６０６に露光された複数のフルトーン部分６０２と、光源２０２（図６Ｂから６Ｄに図示）から放出された強度光のグレートーン線量６０８に露光された複数のグレートーン部分６０４とが、フォトレジスト６０１に書き込まれる。本明細書に記載された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、強度は、約１０ｍＪ／ｃｍ２から約２００ｍＪ／ｃｍ２である。リソグラフィプロセスの間、マスクパターンデータ６１０は、リソグラフィプロセスによって形成されるフルトーン部分６０２に対応する複数のフルトーン露光多角形６１２、及びリソグラフィプロセスによって形成されるグレートーン部分６０４に対応する複数のグレートーン露光多角形６１４を有する。フォトレジスト６０１は、基板１２０上に配置される。本明細書に記載された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、基板１２０は、例えばパターンエッチングによってパターニングされるべき膜層が上部に形成されており、フォトレジストが、パターニングされるべき膜層上に配置される。
【0036】
［００４９］図６Ｂから６Ｄは、断面６０３におけるフォトレジスト６０１の露光の断面図である。断面６０３は、フルトーン線量６０６に露光された複数のフルトーン部分６０２、及びグレートーン線量６０８に露光された複数のグレートーン部分６０４を含む。フルトーン線量６０６は、複数のフルトーン部分６０２を、光源２０２から放出されたフルトーンパーセンテージの光の強度に露光することにより現像されたフォトレジスト６０１のパーセンテージに対応する。グレートーン線量６０８は、複数のグレートーン部分６０４を、光源２０２から放出されたグレートーンパーセンテージの光の強度に露光することによって現像されたフォトレジスト６０１のパーセンテージに対応する。複数のフルトーン部分６０２のうちの１つの幅が空間光変調器ピクセルのうちの１つの幅よりも大きい場合を除いて、複数のフルトーン部分６０２のそれぞれの幅は、強度のフルトーンパーセンテージからフルトーン線量６０６を制御する。例えば、空間光変調器ピクセルのうちの１つの幅よりも小さい複数のフルトーン部分６０２のうちの１つの幅は、フルトーン部分のフルトーン線量６０６が、フルトーンパーセンテージよりも小さくなるという結果をもたらす。空間光変調器ピクセルのうちの１つの幅以上の複数のフルトーン部分６０２のうちの１つの幅は、フルトーン部分のフルトーン線量６０６が、フルトーンパーセンテージに等しくなるという結果をもたらす。複数のグレートーン部分６０４のうちの１つの幅が空間光変調器ピクセルのうちの１つの幅よりも大きい場合を除いて、複数のグレートーン部分６０４のそれぞれの幅は、強度のグレートーンパーセンテージからグレートーン線量６０８を制御する。例えば、空間光変調器ピクセルのうちの１つの幅よりも小さい複数のグレートーン部分６０４のうちの１つの幅は、グレートーン部分のグレートーン線量６０８が、グレートーンパーセンテージよりも小さくなるという結果をもたらす。空間光変調器ピクセルのうちの１つの幅以上の複数のグレートーン部分６０４のうちの１つの幅は、グレートーン部分のグレートーン線量６０８が、グレートーンパーセンテージに等しくなるという結果をもたらす。本明細書に記載された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、複数のフルトーン部分６０２及び複数のグレートーン部分６０４は、それぞれ、空間光変調器ピクセルの幅よりも小さい、同じ幅を有する。
【0037】
［００５０］図６Ｂに示され、本明細書でさらに説明されるように、グレートーン群２２６とフルトーン群２２７の列の数が同じである方法７００により、グレートーンパーセンテージが、フルトーンパーセンテージの半分となる。例えば、５０％の列を有するグレートーン群２２６と５０％の列を有するフルトーン部分は、５０％のグレートーンパーセンテージ及び１００％のフルトーンパーセンテージをもたらす。空間光変調器ピクセルの幅よりも小さい同じ幅で、複数のグレートーン部分６０４のそれぞれに露光される、光源２０２から放射される光の強度の５０％のグレートーンパーセンテージから、グレートーン線量６０８が４２％現像される。空間光変調器ピクセルの幅よりも小さい同じ幅で、複数のフルトーン部分６０２のそれぞれに露光される、光源２０２から放射される光の強度の１００％のフルトーンパーセンテージから、フルトーン線量６０６が８４％現像される。
【0038】
［００５１］図６Ｃに示され、本明細書でさらに説明されるように、グレートーン群２２６とフルトーン群２２７の列の数が異なる方法８００により、グレートーンパーセンテージが、フルトーンパーセンテージの半分を超える。例えば、５５％の列を有するグレートーン群２２６と４５％の列を有するフルトーン部分は、５５％のグレートーンパーセンテージ及び９５％のフルトーンパーセンテージをもたらす。空間光変調器ピクセルの幅よりも小さい同じ幅で、複数のグレートーン部分６０４のそれぞれに露光される、光源２０２から放射される光の強度の５５％のグレートーンパーセンテージから、グレートーン線量６０８が４８．１％現像される。空間光変調器ピクセルの幅よりも小さい同じ幅で、複数のフルトーン部分６０２のそれぞれに露光される、光源２０２から放射される光の強度の９５％のフルトーンパーセンテージから、フルトーン線量６０６が８７．５％現像される。
【0039】
［００５２］図６Ｄに示され、本明細書でさらに説明されるように、グレートーン群２２６とフルトーン群２２７の列の数が同じの、グレートーン群２２６、フルトーン群２２７、及び残りの群２２８を有する方法９００により、グレートーンパーセンテージが、フルトーンパーセンテージの半分より少なくなる。例えば、４８％の列を有するグレートーン群２２６、４８％の列を有するフルトーン部分、及び４％の列を有する残りの群２２８は、４８％のグレートーンパーセンテージ及び１０４％のフルトーンパーセンテージをもたらす。空間光変調器ピクセルの幅よりも小さい同じ幅で、複数のグレートーン部分６０４のそれぞれに露光される、光源２０２から放射される光の強度の４８％のグレートーンパーセンテージから、グレートーン線量６０８が４０．８６％現像される。空間光変調器ピクセルの幅よりも小さい同じ幅で、複数のフルトーン部分６０２のそれぞれに露光される、光源２０２から放射される光の強度の１０４％のフルトーンパーセンテージから、フルトーン線量６０６が８５．４７％現像される。
【0040】
［００５３］図７は、単一パスでフルトーン部分６０２及びグレートーン部分６０４を書き込むリソグラフィプロセスの方法７００のフロー図である。図１０Ａから１０Ｆは、方法７００の間のフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４の概略平面図である。動作７０１では、上述したように、コントローラ１２２は、Ｎ列のミラー２１３を、同じ数の列を有する、グレートーン群２２６とフルトーン群２２７とに分割する。動作７０２では、単一パスで基板１２０が画像投影システム２００の下方で走査されるとき、処理ユニット１０６が、多数のショットをフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと投影する。空間光変調器２１０の複数の空間光変調器ピクセルは、多数のショットのうちの各ショットが複数のアドレスポイント１００８のあるアドレスポイントに投影されるとき、集合ショットパターン１００６を形成する。各アドレスポイントはピクセルの重心を表す。本明細書に記載された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、集合ショットパターン１００６は、六方最密（ＨＣＰ：ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｃｌｏｓｅ－ｐａｃｋｅｄ）パターンであるが、集合ショットパターン１００６には他のパターンを使用することもできる。多数のショットとは、フルトーン線量６０６に露光される複数のフルトーン部分６０２のうちのあるフルトーン部分を形成するための数々のショットである。例えば、多数のショットは、５０ショットから５００ショットの間である。
【0041】
［００５４］図１０Ａに示されるように、空間光変調器２１０のグレートーン群２２６からの多数のショットのうちの第１のグレートーンショット１０１０ａが、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影される。フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４における多数のショットの各ショットは、光源２０２から放射される光の強度を伴う。図１０Ｂに示されるように、グレートーン群２２６からの第２のグレートーンショット１０１０ｂは、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４に投影される。図１０Ｃに示されるように、グレートーン群２２６から多数のショットをグレートーン群２２６でフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと投影することは、多数のショットのうちの最後のグレートーンショット１０１０ｎが少なくとも１つの最終アドレスポイント１００８ｎへと投影されるまで繰り返される。方法７００での空間光変調器２１０の分割により、最後のグレートーンショット１０１０ｎが、多数のショットのうちのハーフポイントとなる。図１０Ｄに示されるように、フルトーン群２２７は、多数のショットのうちの第１のフルトーンショット１０１２ａを、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影する。図１０Ｅに示すように、フルトーン群２２７は、第２のフルトーンショット１０１２ｂを、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第２のアドレスポイント１００８ｂに投影する。図１０Ｆに示されるように、フルトーン群２２７で多数のショットを投影することは、多数のショットのうちの最後のフルトーンショット１０１２ｎが少なくとも１つの最後のアドレスポイント１００８ｎに投影されるまで繰り返される。
【0042】
［００５５］図８は、単一パスでフルトーン部分６０２及びグレートーン部分６０４を書き込むリソグラフィプロセスの方法８００のフロー図である。図１０Ｇ～図１０Ｌは、方法８００の間のフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４の概略平面図である。動作８０１では、上述したように、コントローラ１２２は、Ｎ列のミラー２１３を、異なる数の列を有する、グレートーン群２２６とフルトーン群２２７とに分割する。グレートーン群２２６は、フルトーン群２２７よりも多くの数の列を有する。動作８０２では、単一パスで基板１２０が画像投影システム２００の下方で走査されるとき、処理ユニット１０６が、多数のショットをフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと投影する。
【0043】
［００５６］図１０Ｇに示されるように、空間光変調器２１０のグレートーン群２２６からの多数のショットのうちの第１のグレートーンショット１０１０ａが、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影される。フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４における多数のショットの各ショットは、光源２０２から放射される光の強度を伴う。図１０Ｈに示されるように、グレートーン群２２６からの第２のグレートーンショット１０１０ｂは、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４に投影される。図１０Ｉに示されるように、グレートーン群２２６から多数のショットをグレートーン群２２６でフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと投影することは、多数のショットのうちの最後のグレートーンショット１０１０ｎが少なくとも１つの最終アドレスポイント１００８ｎへと投影されるまで繰り返される。方法８００での空間光変調器２１０の分割により、最後のグレートーンショット１０１０ｎのショット数が、多数のショットのハーフポイントのショット数より多くなる。したがって、最後のフルトーンショット１０１２ｎは、フルトーン露光多角形１００２内のそれぞれのアドレスポイント１００８をアドレス指定せず、フルトーン露光多角形１００２内の複数のアドレスポイント１００８の一部が２回アドレス指定されないため、グレートーンパーセンテージがフルトーンパーセンテージの半分を超える。
【0044】
［００５７］図１０Ｊに示すように、フルトーン群２２７は、多数のショットのうちの第１のフルトーンショット１０１２ａを、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影する。図１０Ｋに示すように、フルトーン群２２７は、第２のフルトーンショット１０１２ｂを、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第２のアドレスポイント１００８ｂに投影する。図１０Ｌに示されるように、フルトーン群２２７で多数のショットを投影することは、多数のショットのうちの最後のフルトーンショット１０１２ｎが少なくとも１つの最後のアドレスポイント１００８ｎに投影されるまで繰り返される。最後のフルトーンショット１０１２ｎが少なくとも１つの最後のアドレスポイント１００８ｎに投影された後、フルトーン露光多角形１００２の内側の複数のアドレスポイント１００８の一部は、２回アドレス指定されない。
【0045】
［００５８］図９は、単一パスでフルトーン部分６０２及びグレートーン部分６０４を書き込むリソグラフィプロセスの方法９００のフロー図である。図１０Ｍ～図１０Ｓは、方法９００の間のフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４の概略平面図である。動作９０１では、上述したように、コントローラ１２２は、Ｎ列のミラー２１３を、グレートーン群２２６、フルトーン群２２７、及び残りの群２２８に分割する。グレートーン群２２６とフルトーン群２２７は、同数の列を有する。動作９０２では、単一パスで基板１２０が画像投影システム２００の下方で走査されるとき、処理ユニット１０６が、多数のショットをフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと投影する。
【0046】
［００５９］図１０Ｍに示されるように、空間光変調器２１０のグレートーン群２２６からの多数のショットのうちの第１のグレートーンショット１０１０ａが、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影される。フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４における多数のショットの各ショットは、光源２０２から放射される光の強度を伴う。図１０Ｎに示されるように、グレートーン群２２６からの第２のグレートーンショット１０１０ｂは、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４に投影される。図１０Ｏに示されるように、グレートーン群２２６から多数のショットをグレートーン群２２６でフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと投影することは、多数のショットのうちの最後のグレートーンショット１０１０ｎが少なくとも１つの最終アドレスポイント１００８ｎへと投影されるまで繰り返される。方法９００での空間光変調器２１０の分割により、グレートーン露光多角形１００４の内側の複数のアドレスポイント１００８の各アドレスポイントがアドレス指定されることになる。
【0047】
［００６０］図１０Ｐに示すように、フルトーン群２２７は、多数のショットのうちの第１のフルトーンショット１０１２ａを、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影する。図１０Ｑに示すように、フルトーン群２２７は、第２のフルトーンショット１０１２ｂを、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第２のアドレスポイント１００８ｂに投影する。図１０Ｒに示されるように、フルトーン群２２７で多数のショットを投影することは、多数のショットのうちの最後のフルトーンショット１０１２ｎが少なくとも１つの最後のアドレスポイント１００８ｎに投影されるまで繰り返される。図１０Ｓに示されるように、空間光変調器２１０の残りの群２２８が、多数のショットのうちの残りのショット１０１４を投影して、フルトーン露光多角形１００２の内側のポイントをアドレス指定し、その結果、フルトーンパーセンテージの半分が、グレートーンパーセンテージよりも多くなる。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、空間光変調器２１０の残りの群２２８が、多数のショットのうちの残りのショット１０１４を投影して、グレートーン露光多角形１００４の内側のポイントをアドレス指定した状態で、フルトーンパーセンテージの半分が、グレートーンパーセンテージよりも少なくなる。
【0048】
［００６１］図１１は、単一パスでフルトーン部分６０２及びグレートーン部分６０４を書き込むリソグラフィプロセスの方法１１００のフロー図である。図１２Ａから図１２Ｆは、方法１１００の間のフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４の概略平面図である。コントローラ１２２は、空間光変調器２１０の複数の空間光変調器ピクセルを、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４における多数のショットの第１ショット及び第２ショットによって時間的に分割する。コントローラ１２２は、多数のショットの第１ショットと第２ショットとを時間的に分割するショットカウンタを含む。コントローラ１２２は、光源２０２からの光の強度のアナログ発光のための制御ループを含む。制御ループは、フォトレジスト６０１にわたる所定の位置で第１ショット及び第２ショットにおける強度のアナログ発光をもたらす。
【0049】
［００６２］単一パスで基板１２０が画像投影システム２００の下方で走査されるとき、処理ユニット１０６が、多数のショットを投影する。多数のショットのうちの第１のショット及び第２のショットは、フルトーン露光多角形１００２へと投影される。本明細書に記載された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、図示のように、多数のショットのうちの第１のショットのみがグレートーン露光多角形１００４へと投影される。本明細書に記載された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、多数のショットのうちの第２のショットのみがグレートーン露光多角形１００４へと投影される。
【0050】
［００６３］説明を容易にするために、図１１及び図１２Ａから図１２Ｆは、グレートーン露光多角形１００４へと投影された多数のショットのうちのグレートーンショット、及びフルトーン露光多角形１００２へと投影された多数のショットのうちのグレートーンショットとフルトーンショットに関連して説明される。図１２Ａから図１２Ｆに示すように、本明細書に記載された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、グレートーンショットは第１のショットであり、フルトーンショットは第２のショットであり、本明細書に記載された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、グレートーンショットは第２のショットであり、フルトーンショットは第１のショットであることに留意されたい。
【0051】
［００６４］動作１１０１では、多数のショットが、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４に投影される。図１２Ａに示されるように、グレートーンショットである、多数のショットのうちのグレートーンショット１２１０ａは、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４の内部のフルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影される。図１２Ｂに示されるように、フルトーンショットである、多数のショットのうちのフルトーンショット１２１０ｂは、基板１２０が画像投影システム２００の下方で走査されるときに、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、少なくとも１つの第２のアドレスポイント１００８ｂに投影される。図１２Ｃに示されるように、本明細書に記載された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、多数のショットのうちのハーフポイントショット１２１０ｈは、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４の内部へと、少なくとも１つの最後のアドレスポイント１００８ｎに投影されたグレートーンショットである。本明細書に記載された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、多数のショットのうちのハーフポイントショット１２１０ｈは、フルトーン露光多角形１００２の内側へと投影されるフルトーンショットである。多数のショットのうちのハーフポイントショット１２１０ｈの後、複数のグレートーン部分６０４は、複数のアドレスポイント１００８のグレートーンショットアドレスポイントが、第１のパーセンテージの強度で露光される。複数のフルトーン部分６０２は、グレートーンショットアドレスポイントが、第２のパーセンテージの強度（すなわち、グレートーンパーセンテージの強度）に露光され、フルトーンショットアドレスポイントが、第１のパーセンテージの強度に露光される。本明細書に記載された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、第２の強度は、第１の強度より小さい。第１の強度と第２の強度との組み合わせ、すなわち、フルトーンパーセンテージの強度は、フルトーン線量６０６に対応する。第２の強度、すなわちグレートーンパーセンテージは、グレートーン線量６０８に対応する。
【0052】
［００６５］図１２Ｄに示すように、本明細書に記載された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、グレートーンショットであるハーフポイントショット１２１０ｈの後、多数のショットのうちの１２１０ｄは、フルトーン露光多角形１００２へと、複数のアドレスポイント１００８のうちの少なくとも１つの第１のアドレスポイント１００８ａに投影されるフルトーンショットである。本明細書に記載された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、フルトーンショットであるハーフポイントショット１２１０ｈの後、多数のショットのうちのショット１２１０ｄは、フルトーン露光多角形１００２に投影されるフルトーンショットである。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、グレートーンショットが第２ショットであり、フルトーンショットが第１ショットである状態で、グレートーンショットであるハーフポイントショット１２１０ｈの後、ショット１２１０ｄは、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４に投影されるグレートーンショットである。図１２Ｅに示されるように、ハーフポイントショット１２１０ｈ後の多数のショットのうちのフルトーンショット１２１０ｅは、基板１２０が画像投影システム２００の下方で走査されるときに、フルトーン露光多角形１００２及びグレートーン露光多角形１００４の内側へと、少なくとも１つの第２のアドレスポイント１００８ｂに投影される。図１２Ｆに示されるように、フルトーンショットである多数のショットの最後のショット１２１０ｎが、フルトーン露光多角形１００２の内側へと、少なくとも１つの最後のアドレスポイント１００８ｎに投影される。
【0053】
［００６６］多数のショットがある場合、複数のグレートーン部分６０４は、フルトーンショット、及び複数のアドレスポイント１００８のうちのグレートーンショットアドレスポイントが第２の強度で露光される。複数のフルトーン部分６０２は、フルトーンショット及びグレートーンショットアドレスポイントが、第２の強度と第１の強度との組み合わせに露光される。多数のショットのうちのグレートーンショットとフルトーンショットとの一時的な分割、並びに第１の強度及び第２の強度のアナログ発光の能力が、複数のフルトーン部分６０２に対するフルトーン線量６０６と、複数のグレートーン部分６０４に対するグレートーン線量６０８とが、フォトレジスト６０１にわたって変化することを可能にする。
【0054】
［００６７］要約すると、単一パスでフルトーン部分及びグレートーン部分を書き込む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。単一パスはスループットを向上させる。多数のショットのうちの第１ショットと第２ショットとの間の、システムの空間光変調器の時間的分割及び空間的分割は、単一パスにおける光源からの第２強度及び第１強度のアナログ発光をもたらす。第２のトーン及び第１の強度のアナログ発光は、複数のフルトーン部分の各フルトーン部分に対するフルトーン線量、及び複数のグレートーン部分の各グレートーン部分に対するグレートーン線量が、フォトレジストにわたって変化することを可能にする。フォトレジストにわたるフルトーン線量及びグレートーン線量の変化は、フォトレジストの厚さ、フォトレジストの現像中の現像液の不均一、エッチング転写処理の不均一、及びリソグラフィプロセスの前後の任意の他のプロセスに起因する変化を調節し得る。
【0055】
［００６８］以上の記述は、本開示の実施例を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施例及びさらなる実施例を考案してもよい。本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図10G】
【図10H】
【図10I】
【図10J】
【図10K】
【図10L】
【図10M】
【図10N】
【図10O】
【図10P】
【図10Q】
【図10R】
【図10S】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図12F】