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特表2025-502783異なる深さおよび形状の構造体を形成するためのリソグラフィシステムおよび関連方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-01-28
(54)【発明の名称】異なる深さおよび形状の構造体を形成するためのリソグラフィシステムおよび関連方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20250121BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 501
G03F7/20 521
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024539294
(86)(22)【出願日】2022-11-09
(85)【翻訳文提出日】2024-08-14
(86)【国際出願番号】 US2022049410
(87)【国際公開番号】W WO2023129283
(87)【国際公開日】2023-07-06
(31)【優先権主張番号】63/293,945
(32)【優先日】2021-12-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141553
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(74)【代理人】
【識別番号】100219003
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 敢行
(72)【発明者】
【氏名】レイディグ トマス エル
(72)【発明者】
【氏名】ツァイ チ－ミン
【テーマコード（参考）】
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H197AA28
2H197CA02
2H197CA03
2H197CA07
2H197CC05
2H197CC11
2H197DA04
2H197DA09
2H197DB06
2H197HA03
2H197HA05
(57)【要約】
基板上の第１の層の第１のエリアに、それぞれのビームが第１のエリア内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する複数の放射ビームを導くことを含む方法が提供される。それぞれの部分は、第１のサイズの面積を有し、複数の放射ビームは、第１のパターンに基づいて第１のエリアに導かれ、第１のパターンは、複数のオンセルおよび複数のオフセルを含む複数の単位セルを含み、それぞれの単位セルは、第１のサイズよりも小さい面積を有し、複数のオンセルは、複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する第１のエリア内の位置を識別し、複数のオフセルは、複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない第１のエリア内の位置を識別する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上の第１の層の第１のエリアに、それぞれのビームが前記第１のエリア内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する複数の放射ビームを導くことを含み、
それぞれの部分が、第１のサイズの面積を有し、
前記複数の放射ビームが、第１のパターンに基づいて前記第１のエリアに導かれ、
前記第１のパターンが、複数のオンセルおよび複数のオフセルを含む複数の単位セルを含み、
それぞれの単位セルが、前記第１のサイズよりも小さい面積を有し、
前記複数のオンセルが、前記複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する前記第１のエリア内の位置を識別し、
前記複数のオフセルが、前記複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない前記第１のエリア内の位置を識別する、
方法。
【請求項2】
前記第１のパターンの前記オフセルのうちの少なくとも一部のオフセルが、前記第１のパターンの前記オンセルのうちの一部のオンセル間に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第１のエリアの全部が、前記複数の放射ビームのうちの少なくとも一部の放射ビームによって照射される、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記第１の層がフォトレジスト層である、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１のパターンのオンセルの百分率が、前記第１のパターンの単位セルの総数のうちの約７５％～約９５％である、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第１のパターンのオンセルの百分率が、前記第１のパターンの単位セルの総数のうちの約５０％～約７５％である、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記第１のパターンのオンセルの百分率が、前記第１のパターンの単位セルの総数のうちの約２５％～約５０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第１のパターン内において、前記オンセルの少なくとも７５％が、少なくとも１０個の連続したオンセルを含むラインに沿って配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記第１のパターン内において、前記オフセルの少なくとも７５％が、少なくとも１０個の連続したオフセルを含むラインに沿って配置されている。請求項８に記載の方法。
【請求項10】
基板上の第１の層の第１のエリアに、それぞれのビームが前記第１のエリア内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する第１の複数の放射ビームを導くこと、および前記基板上の前記第１の層の第２のエリアに、それぞれのビームが前記第２のエリア内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する第２の複数の放射ビームを導くこと
を含み、
前記第１のエリアおよび前記第２のエリアのそれぞれの部分が第１のサイズの面積を有し、
前記第１の複数の放射ビームが、第１のパターンに基づいて前記第１のエリアに導かれ、
前記第２の複数の放射ビームが、第２のパターンに基づいて前記第２のエリアに導かれ、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンがそれぞれ、複数のオンセルおよび複数のオフセルを各々が含む複数の単位セルを含み、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンのそれぞれの単位セルが、前記第１のサイズよりも小さい面積を有し、
前記第１のパターンの前記複数のオンセルが、前記第１の複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する前記第１のエリア内の位置を識別し、
前記第１のパターンの前記複数のオフセルが、前記第１の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない前記第１のエリア内の位置を識別し、
前記第２のパターンの前記複数のオンセルが、前記第２の複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する前記第２のエリア内の位置を識別し、
前記第２のパターンの前記複数のオフセルが、前記第２の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない前記第２のエリア内の位置を識別する、
方法。
【請求項11】
前記第１のパターンが、前記第２のパターンとは異なるオンセルおよびオフセルの配列を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第１のパターンが、前記第１のパターンの単位セルの総数のうちのオンセルの第１の百分率を含み、前記第２のパターンが、前記第２のパターンの単位セルの総数のうちのオンセルの第２の百分率を含み、
前記第１の百分率が前記第２の百分率とは異なる、
請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記第１の層がフォトレジスト層である、請求項１０に記載の方法。
【請求項14】
前記第１のエリアの前記フォトレジスト層が、前記第２のエリアの前記フォトレジスト層が物理的に改変される最大深さとは異なる最大深さまで物理的に改変される、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記第１のエリアが前記第２のエリアよりも大きい、請求項１０に記載の方法。
【請求項16】
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンについて、前記オフセルのうちの少なくとも一部のオフセルが、前記オンセルのうちの一部のオンセル間に配置されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項17】
基板上の第１の層の第１のエリアの第１の領域に第１の複数の放射ビームを導くことであって、前記第１の複数のビームのうちのそれぞれのビームが、前記第１の領域内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する、導くこと、および前記第１のエリアの第２の領域に第２の複数の放射ビームを導くことであって、前記第２の複数のビームのうちのそれぞれのビームが、前記第２の領域内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する、導くこと
を含み、
前記第１の領域および前記第２の領域のそれぞれの部分が第１のサイズの面積を有し、
前記第２の複数の放射ビームが、第１のパターンに基づいて前記第１のエリアの前記第１の領域に導かれ、
前記第２の複数の放射ビームが、第２のパターンに基づいて前記第１のエリアの前記第２の領域に導かれ、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンがそれぞれ、複数のオンセルおよび複数のオフセルを含む複数の単位セルを含み、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンのそれぞれの単位セルが、前記第１のサイズよりも小さい面積を有し、
前記第１のパターンの前記複数のオンセルが、前記第１の複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する前記第１の領域内の位置を識別し、
前記第１のパターンの前記複数のオフセルが、前記第１の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない前記第１の領域内の位置を識別し、
前記第２のパターンの前記複数のオンセルが、前記第２の複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する第２の領域内の位置を識別し、
前記第２のパターンの前記複数のオフセルが、前記第２の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない前記第２の領域内の位置を識別する、
方法。
【請求項18】
前記第１の領域および前記第２の領域について、前記オフセルのうちの少なくとも一部のオフセルが、前記オンセルのうちの一部のオンセル間に配置されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第１のエリアの全部が、前記第１の複数の放射ビームまたは前記第２の複数の放射ビームのうちの少なくとも一部の放射ビームによって照射される、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の層がフォトレジスト層である、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は一般にリソグラフィシステムおよびリソグラフィ方法に関する。より詳細には、本明細書に記載された実施形態は、寸法が変動する（例えばさまざまな深さの）構造体をより少ない露光で、例えば１回通すことで形成するためのリソグラフィシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
フォトリソグラフィは、半導体デバイスのバックエンド処理のためなど半導体デバイスの製造において、および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイデバイスの製造において広く使用されている。例えば、ＬＣＤの製造では大面積基板がしばしば利用される。ＬＣＤまたはフラットパネルディスプレイは、コンピュータ、タッチパネルデバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、テレビジョンモニタなどのアクティブマトリクスディスプレイに対して一般的に使用されている。一般に、フラットパネルディスプレイは、それぞれのピクセルにおける相変化材料としての液晶材料の層を２枚のプレート間に挟み込んだものを含む。電源からの電力が液晶材料を横切ってまたは液晶材料を通して印加されると、ピクセル位置において液晶材料を通過する光量が制御され、すなわち選択的に調節され、それによってディスプレイ上に像を生成することができる。
【0003】
異なる深さを有する構造体を従来のリソグラフィシステムを使用して形成するためには、リソグラフィシステムの書込み可能なエリアの下に基板を複数回通す必要がある。リソグラフィシステムの書込み可能なエリアの下に基板を複数回通すと、スループットが低下する。
【0004】
したがって、当技術分野では、異なる深さを有する構造体を形成するためのリソグラフィシステムおよび関連方法であって、上述のスループットの問題が生じないリソグラフィシステムおよび関連方法が求められている。
【発明の概要】
【0005】
一実施形態では方法が提供される。この方法は、基板上の第１の層の第１のエリアに複数の放射ビームを導くことを含み、それぞれのビームは、第１のエリア内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する。それぞれの部分は、第１のサイズの面積を有し、複数の放射ビームは、第１のパターンに基づいて第１のエリアに導かれ、第１のパターンは、複数のオンセル（ｏｎ ｃｅｌｌ）および複数のオフセル（ｏｆｆ ｃｅｌｌ）を含み、それぞれの単位セルは、第１のサイズよりも小さい面積を有し、複数のオンセルは、複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する第１のエリア内の位置を識別し、複数のオフセルは、複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない第１のエリア内の位置を識別する。
【0006】
別の実施形態では方法が提供される。この方法は、基板上の第１の層の第１のエリアに第１の複数の放射ビームを導くことを含み、それぞれのビームは、第１のエリア内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する。この方法はさらに、基板上の第１の層の第２のエリアに第２の複数の放射ビームを導くことを含み、それぞれのビームは、第２のエリア内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射し、第１のエリアおよび第２のエリアのそれぞれの部分は第１のサイズの面積を有し、第１の複数の放射ビームは、第１のパターンに基づいて第１のエリアに導かれ、第２の複数の放射ビームは、第２のパターンに基づいて第２のエリアに導かれ、第１のパターンおよび第２のパターンはそれぞれ、複数のオンセルおよび複数のオフセルを各々が含む複数の単位セルを含み、第１のパターンおよび第２のパターンのそれぞれの単位セルは、第１のサイズよりも小さい面積を有し、第１のパターンの複数のオンセルは、第１の複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する第１のエリア内の位置を識別し、第１のパターンの複数のオフセルは、第１の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない第１のエリア内の位置を識別し、第２のパターンの複数のオンセルは、第２の複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する第２のエリア内の位置を識別し、第２のパターンの複数のオフセルは、第２の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない第２のエリア内の位置を識別する。
【0007】
別の実施形態では方法が提供される。この方法は、基板上の第１の層の第１のエリアの第１の領域に第１の複数の放射ビームを導くことを含み、第１の複数のビームのうちのそれぞれのビームは、第１の領域内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射する。この方法はさらに、第１のエリアの第２の領域に第２の複数の放射ビームを導くことを含み、第２の複数のビームのうちのそれぞれのビームは、第２の領域内の複数の部分のうちの異なる１つの部分上に入射し、第１の領域および第２の領域のそれぞれの部分は第１のサイズの面積を有し、第２の複数の放射ビームは、第１のパターンに基づいて第１のエリアの第１の領域に導かれ、第２の複数の放射ビームは、第２のパターンに基づいて第１のエリアの第２の領域に導かれ、第１のパターンおよび第２のパターンはそれぞれ、複数のオンセルおよび複数のオフセルを含む複数の単位セルを含み、第１のパターンおよび第２のパターンのそれぞれの単位セルは、第１のサイズよりも小さい面積を有し、第１のパターンの複数のオンセルは、第１の複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する第１の領域内の位置を識別し、第１のパターンの複数のオフセルは、第１の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない第１の領域内の位置を識別し、第２のパターンの複数のオンセルは、複数の放射ビームのうちの１つの放射ビームの中心が集束する第２の領域内の位置を識別し、第２のパターンの複数のオフセルは、第２の複数の放射ビームのうちのどの放射ビームもその中心が集束しない第２の領域内の位置を識別する。
【0008】
上に挙げた本開示の特徴を詳細に理解することができるように、そのうちのいくつかが添付図面に示されている実施形態を参照することによって、上に概要を簡単に示した本開示のより詳細な説明を得ることができる。しかしながら、添付図面は例示的な実施形態だけを示しており、したがって、添付図面を本開示の範囲を限定するものとみなすべきではなく、等しく有効な他の実施形態を受け入れる可能性があることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態による、リソグラフィシステムの透視図である。
【図3A】一実施形態による、基板の上面図である。
【図3B】一実施形態による、第１の放射パターンの上面図である。
【図3C】一実施形態による、第２の放射パターンの上面図である。
【図4】一実施形態による、基板上のフォトレジスト層の異なるエリアを異なる放射パターンを用いて変更する方法１０００のプロセスフローである。
【図5A】別の実施形態による、基板の上面図である。
【図5B】一実施形態による、第１の放射パターンの上面図である。
【図5C】一実施形態による、第２の放射パターンの上面図である。
【図5D】一実施形態による、第３の放射パターンおよび第４の放射パターンの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。追加の記載なしに、１つの実施形態の要素および特徴を他の実施形態に有益に組み込むことができることが企図される。
【0011】
本開示の実施形態は一般にリソグラフィシステムおよびリソグラフィ方法に関する。より詳細には、本明細書に記載された実施形態は、寸法が変動する（例えばさまざまな深さの）構造体をより少ない露光で、例えば１回通すことで形成するためのリソグラフィシステムおよび方法に関する。
【0012】
図１は、一実施形態による、リソグラフィシステム１００の透視図である。リソグラフィシステム１００はデジタルリソグラフィシステムとすることができる。リソグラフィシステム１００は、処理装置１０４、ステージ１１４、スラブ１０２および一対のトラック１１６を含む。
【0013】
ステージ１１４は、スラブ１０２上に配された一対のトラック１１６によって支持されている。処理装置１０４の下の異なる位置までトラック１１６に沿ってステージ１１４を移動させることができる。ステージ１１４上には基板１２０が配置されている。基板１２０上にフォトレジスト層を配することができる。処理装置１０４は、処理装置１０４の部分の下方に基板１２０が配置されているときに基板１２０上のフォトレジストに向かって放射（例えば紫外放射）を導くための機器を含む。以下の開示は、フォトレジスト層の部分を物理的に改変する（例えばフォトレジスト現像剤に対するフォトレジスト部分の溶解性を変化させる）ことによって構造体を形成することを記述しているが、本開示の利益は、任意の形態の放射によって物理的に改変されうる任意の層に当てはまりうる。
【0014】
ステージ１１４は、一対のトラック１１６に沿ってＸ方向に移動するように構成されており、Ｘ方向は、図１に示された座標系によって示されている。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、一対のトラック１１６が、平行な一対の磁気チャネルである。示されているように、一対のトラック１１６のそれぞれのトラックは直線経路に沿って延びている。
【0015】
処理装置１０４は、支持体１０８および処理ユニット１０６を含む。支持体１０８はスラブ１０２上に配されている。処理装置１０４の支持体１０８は、一対のトラック１１６をまたいで開口１１２を形成している。処理ユニット１０６は、スラブ１０２の上に支持体１０８によって支持されている。一対のトラック１１６は、開口１１２を通って延びることができる。開口１１２は、トラック１１６に沿ってステージ１１４が処理ユニット１０６の下に移動することを可能にする。
【0016】
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が、フォトリソグラフィプロセスにおいて基板１２０上のフォトレジストを放射（例えばＵＶ放射）で露光するように構成されたパターン生成器である。
【0017】
処理ユニット１０６は、各々が１つのケース１１０内に配された複数の像投影システム２００を含む。像投影システム２００の詳細は図２を参照して後に論じる。図１には、像投影システム２００を収容する１８個のケース１１０が示されており、それぞれの像投影システム２００はそのうちの１つのケース１１０内に配されている。図面を乱雑にしないように１つの像投影システム２００だけが示されている。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他の実施形態では、処理ユニット１０６が、これよりも少数の像投影システム（例えば５つの像投影システム２００）またはこれよりも多数の像投影システム（例えば５０個の像投影システム）を含むことができる。処理ユニット１０６は、フォトレジストまたは他の電磁放射感応性材料にマスクなしでパターンを直接に書き込むために使用される。
【0018】
リソグラフィシステム１００はさらにコントローラ１２２およびエンコーダ１１８を含む。コントローラ１２２は一般に、本明細書に記載された処理方法の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、プラグラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）など、工業環境で使用される任意のタイプのコントローラとすることができる。コントローラ１２２は、プロセッサ１２７、メモリ１２６および入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路１２８を含む。コントローラ１２２はさらに、半導体機器のコントローラ内で通常見られる１つまたは複数の電源、クロック、通信構成要素（例えばネットワークインターフェースカード）およびユーザインターフェースなどの構成要素のうちの１つまたは複数の構成要素（図示せず）を含むことができる。
【0019】
メモリ１２６は非一時的メモリを含むことができる。この非一時的メモリを使用して、後に説明するプログラムおよび設定を格納することができる。メモリ１２６は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）（例えば電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピーディスク、ハードディスク、またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（例えば不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）などの、容易に入手可能な１つまたは複数のタイプのメモリを含むことができる。
【0020】
プロセッサ１２７は、図４を参照して後に説明する方法１０００を実行するように構成されたプログラムなど、メモリ１２６に格納されたさまざまなプログラムを実行するように構成されている。これらのプログラムの実行中に、コントローラ１２２は、Ｉ／Ｏ回路１２８を介してＩ／Ｏデバイス（例えば処理装置１０４、ステージ１１４およびエンコーダ１１８）と通信することができる。例えば、これらのプログラムの実行中およびＩ／Ｏ回路１２８を介した通信中に、コントローラ１２２は、例えばフィードバックデバイス（例えばエンコーダ１１８）からの情報およびリソグラフィシステム１００内の他の入力（例えばセンサ）からの情報を使用してステージ１１４の位置を制御するために、出力を制御することができる。メモリ１２６はさらに、リソグラフィシステム１００を制御するために使用するさまざまな動作設定を含むことができる。例えば、この設定は、１つまたは複数の基板に適用する異なる放射パターンのパターン情報を含むことができる。いくつかの実施形態では、処理装置１０４が、異なるプロセスのために基板に適用するパターンに関する情報を格納することができるコントローラを含むことができる。
【0021】
処理装置１０４はさらに、基板処理のステータスに関する情報をコントローラ１２２に提供してもよい。例えば、処理装置１０４は、基板処理の一部分が完了したことをコントローラ１２２に知らせるための情報をコントローラ１２２に提供してもよい。コントローラ１２２はさらに、ステージ１１４の位置などの情報を処理装置１０４に提供することができる。
【0022】
エンコーダ１１８は、ステージ１１４に結合されたものとすることができる。エンコーダ１１８を使用して、ステージ１１４の位置情報をコントローラ１２２に提供することができる。コントローラ１２２は、この位置情報を使用して、基板１２０上のフォトレジストの指定された部分を像投影システム２００からの所定の量の放射で露光することができるように、処理ユニット１０６内の像投影システム２００を制御することができ、これによって、意図する深さおよび形状を有する構造体を基板１２０上に形成することができる。
【0023】
イメージングプログラムと呼ばれることがある、メモリ１２６に格納された、コントローラ１２２が読むことができるプログラム（例えばソフトウェア命令）は、所与の基板１２０上でどのタスクが実行可能であるのかを決定する。これらのプログラムは、適用する放射パターンに関するデータ、ならびにプロセスの間、処理時間および基板位置を監視および制御するためのコードを含むことができる。放射パターン（例えば図３Ｂを参照して後に説明する第１のパターン３１０）に関するデータは、像投影システム２００から提供された電磁放射を使用してフォトレジストに書き込むパターンに対応しうる。リソグラフィを実行するのに従来のリソグラフィプロセスがどれだけ物理マスクを使用してきたかの結果として、たとえ本明細書に記載されたデジタルリソグラフィプロセスを実行するのに物理マスクが使用されない場合であっても、このパターンデータをマスクパターンデータと呼ぶこともありうる。
【0024】
コントローラ１２２はさらに、メモリ１２６内の仮想マスクファイル（例えばイメージファイル）に格納された放射パターン（例えば図３Ｂを参照して後に説明する第１のパターン３１０）を基板１２０上のフォトレジスト層上に形成するために、仮想マスクファイルに格納されたそのパターンを、像投影システム２００が使用することができるデータに変換するのを支援するラスタライザを含んでいてもよい。このラスタライザは、ラスタライザ計算エンジンを含むことができ、このラスタライザ計算エンジンは、１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、グラフィクス処理ユニット（ＧＰＵ）、ＦＰＧＡとＧＰＵとの組合せを含む。
【0025】
コントローラ１２２は単一の構成要素として示されているが、これは必須ではない。いくつかの実施形態では、リソグラフィシステム１００の複数の構成要素にわたってコントローラ１２２を分散させることができる。例えば、仮想マスクファイルをサーバ上に格納することができ、その一方で、別個のコントローラを使用してステージ１１４の移動を制御することができ、別個のコントローラを使用して、像投影システム２００からの放射を基板１２０上のフォトレジスト層に導くことができる。使用するサーバおよび別個のコントローラは全て、各々が、非一時的メモリ、およびこの非一時的メモリに格納されたプログラムを実行するためのプロセッサを含むことができ、これによって、後に説明する方法を実行することができる。
【0026】
基板１２０は、限定はされないが、シリコン（Ｓｉ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、溶融シリカ、石英、ガラス、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）またはサファイヤを含む、適当な任意の材料で形成されたものとすることができる。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いくつかの実施形態では、基板１２０が、フラットパネルディスプレイの部分として使用することができる他の材料で形成されている。
【0027】
基板１２０上に膜層（例えばクロムを含む膜層）を形成することができる。この膜層上にフォトレジスト層を形成することができる。いくつかの実施形態では、フォトレジスト層を、電磁放射、例えばＵＶまたはディープＵＶ「光」に対して感応性のものとすることができる。この電磁放射でフォトレジストを露光した後、フォトレジストを現像して指定されたパターンを残す。
【0028】
図２は、リソグラフィシステム１００内で使用してもよい例示的な像投影システム２００の概略図である。図１を参照して上で述べたとおり、処理ユニット１０６は、各々が１つのケース１１０内に配された複数の像投影システム２００を含む。それぞれの像投影システム２００は、基板１２０上のフォトレジストの異なる部分に放射を提供することができる。ここでは、これらの像投影システム２００のうちの１つが図２を参照して説明される。
【0029】
像投影システム２００は、光源２０２、開孔２０４、レンズ２０６、フラストレーティッドプリズムアセンブリ（ｆｒｕｓｔｒａｔｅｄ ｐｒｉｓｍ ａｓｓｅｍｂｌｙ）２０８、空間光変調器２１０および投影光学部品２１２を含む。光源２０２は、開孔２０４を通してレンズ２０６に光ビーム２０１を放射することができる。レンズ２０６は、光ビーム２０１を、フラストレーティッドプリズムアセンブリ２０８に導くことができ、フラストレーティッドプリズムアセンブリ２０８は、その光を、空間光変調器２１０上の複数のミラーに反射することができる。空間光変調器２１０上の複数のミラーをそれぞれ個別にオンまたはオフに制御（例えば電気制御）することができる。空間光変調器２１０の「オン」状態のミラーは次いで、複数の書込みビーム２０３を、投影光学部品２１２を通して、基板１２０上のフォトレジストの異なる部分に反射することができる。
【0030】
いくつかの実施形態では、例えば光源２０２がレーザであるときに、複数のビームのそれぞれのビーム２０３が多数のショットを含むことができる。これらのうちの一部の実施形態では、この多数のショットが、レーザからの別個のパルスである。これらのうちの一部の実施形態では、この多数のショットを、ビーム２０３を導く個々の位置ごとの指定された数のショットとすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、この多数のショットを、個々の位置（例えば図３Ｂを参照して後に説明する部分３０５を参照されたい）ごとに約５０ショット～約５００ショットの間とすることができる。他の実施形態では、フォトレジスト上のそれぞれの別個の位置に適用する放射の量を制御する別の方法を可能にするために、この多数のショットを、フォトレジスト上の異なる位置に対して変動させることができる。
【0031】
複数の書込みビーム２０３は、基板１２０上のフォトレジスト層（第１の層）を物理的に改変することができる。例えば、複数の書込みビーム２０３からの放射は、１つまたは複数のフォトレジスト現像剤に対するフォトレジストの溶解性を変化させることができる。空間光変調器２１０のオフ状態のミラーは、（１）フォトレジストの対応する部分が放射で露光されないこと、または（２）フォトレジストの対応する部分がより少ない放射で露光されることに帰着しうる。後にさらに詳細に説明するが、基板１２０上のフォトレジストに放射パターンを導いて、異なる深さおよび／または形状を有する構造体を形成することができる。放射に対する他の全ての動作パラメータ（例えば放射持続時間、電力レベル、デューティサイクル、ショットの多重度など）が一定に維持されているとき、全ミラーに対する「オン」ミラーの比率がより高い放射パターンは一般に、全ミラーに対する「オン」ミラーの比率がより低い放射パターンよりも大きな深さまで、フォトレジストを物理的に改変することができる。
【0032】
光源２０２は、１つまたは複数の波長を生成することができる適当な光源、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザとすることができる。光源２０２がレーザである、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、レーザが放出する波長を、青または近紫外（ＵＶ）範囲の波長、例えば約４５０ｎｍよりも短い波長とすることができる。
【0033】
投影光学部品２１２は、放射を基板１２０上に投影するのに使用する投影レンズ、例えば１０×対物レンズを含むことができる。
【0034】
一実施形態では、空間光変調器２１０がデジタルマイクロミラーデバイス（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）（ＤＭＤ）である。ＤＭＤ内の複数のミラーのうちのそれぞれのミラーは、後に説明するパターンの単位セル（例えば図３Ｂを参照して後に説明する単位セル３２０を参照されたい）に対応しうる。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いくつかの実施形態では、ＤＭＤが、約４，０００，０００個を超えるミラーを含む。本開示では、放射パターンを導くのに使用する個別に制御可能な要素を一般にミラー（例えばデジタルマイクロミラー）として説明するが、個別に制御可能なこれらの要素は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、リキッドクリスタルオーバーシリコン（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｖｅｒ ｓｉｌｉｃｏｎ）（ＬＣｏＳ）デバイス、フェロエレクトリックリキッドクリスタルオンシリコン（ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）（ＦＬＣｏＳ）デバイス、およびマイクロシャッタも含みうる。
【0035】
図３Ａは、一実施形態による、基板１２０の上面図である。図３Ａでは、基板１２０が、フォトレジスト層１２１、第１の変更部分３００および第２の変更部分３５０を含む。変更部分３００、３５０は、基板１２０上のフォトレジスト層１２１（第１の層とも呼ぶ）の変更部分である。第１の変更部分３００は、フォトレジスト層１２１の第１のエリア３０１に第１の放射パターン３１０（図３Ｂ参照）を導くことによって形成されたものである。第２の変更部分３５０は、フォトレジスト層１２１の第２のエリア３５１に第２の放射パターン３６０（図３Ｃ参照）を導くことによって形成されたものである。
【0036】
変更部分３００、３５０は、フォトレジスト層１２１の無変更部分に比べて物理的に改変されている。変更部分３００、３５０は、対応する第１のエリア３０１および第２のエリア３５１に導かれた放射によって物理的に改変されている。例えば、この放射によってエリア３０１、３５１のフォトレジスト層１２１の溶解性を変更して基板１２０にフォトレジスト現像剤を塗布することを可能にし、その結果、変更部分３００、３５０から構造体（例えばビア）を形成することができるようにすることができる。
【0037】
図３Ｂは、一実施形態による、第１の放射パターン３１０の上面図を示している。第１の放射パターン３１０に従って第１のエリア３０１に放射を導いて、図３Ａの第１の変更部分３００を形成することができる。第１のパターン３１０の部分は第１のエリア３０１の部分に対応しうるため、以下の開示では、第１のパターン３１０のいくつかの部分を第１のエリア３０１の部分とも呼ぶ。第１のパターン３１０の斜線が引かれたエリアは、放射ビーム（例えば図２のビーム２０３）の中心がその付近に集束する、フォトレジスト１２１の第１のエリア３０１の対応する部分を識別し、一方、第１のパターン３１０の斜線が引かれていないエリアは、どの放射ビームもその中心がその付近に集束しない、第１のエリア３０１の対応する部分を識別する。特定のエリア上に放射ビームの中心が集束するこの概念については後により詳細に説明する。
【0038】
第１のパターン３１０は、第１のエリア３０１などの所与のエリアの特定の位置に放射が導かれ、その放射の中心がその特定の位置に集束するかどうかを識別するための複数の単位セル３２０を含む。単位セル３２０は、オンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂを含む。第１のパターン３１０の斜線が引かれたエリアは、第１のパターン３１０に従って放射ビームがそこに導かれ、その放射ビームの中心がそこに集束する、第１のエリア３０１の部分を識別するオンセル３２０Ａ（そのうちのいくつかが示されている）を含む。反対に、第１のパターン３１０の斜線が引かれていないエリアは、第１のパターン３１０に従ったどの放射ビームもその中心が集束しない、第１のエリア３０１の部分を識別するオフセル３２０Ｂ（そのうちのいくつかが示されている）を含む。
【0039】
第１のパターン３１０は、同心リング状に配列されたオンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂのグループを含むリング形パターンである。第１のパターン３１０は、オンセル３２０Ａの中心部分３１５を含む。中心部分３１５は、いくつかのリング形部分によって取り囲まれている。中心部分３１５の周囲にはオフセル３２０Ｂの第１のリング形部分３１１が配されている。第１のリング形部分３１１の周囲にはオンセル３２０Ａの第２のリング形部分３１２が配されている。第２のリング形部分３１２の周囲にはオフセル３２０Ｂの第３のリング形部分３１３が配されている。第３のリング形部分３１３の周囲にはオンセル３２０Ａの第４のリング形部分３１４が配されている。
【0040】
第１のリング形部分３１１は、中心部分３１５と第２のリング形部分３１２との間に配置されており、中心部分３１５および第２のリング形部分３１２と接触している。第２のリング形部分３１２は、第１のリング形部分３１１と第３のリング形部分３１３との間に配置されており、第１のリング形部分３１１および第３のリング形部分３１３と接触している。第３のリング形部分３１３は、第２のリング形部分３１２と第４のリング形部分３１４との間に配置されており、第２のリング形部分３１２および第４のリング形部分３１４と接触している。第４の部分３１４は、第１のパターン３１０の最も外側の部分である。
【0041】
第１のパターン３１０は、図３Ａの第１のエリア３０１に放射を導くために使用される。リソグラフィシステム１００（図１参照）を使用して、この放射を、第１のパターン３１０（図３Ｂ参照）に従って第１のエリア３０１（図３Ａ参照）に導くことができる。例えば、リソグラフィシステム１００の複数の像投影システム２００（図２参照）のうちの１つまたは複数の像投影システム２００を使用して、この放射を、第１のエリア３０１に導くことができる。一実施形態では、像投影システム２００が、第１のパターン３１０の複数の単位セル３２０のうちの全ての単位セル３２０に対応する、オンおよびオフ状態に電気制御することができる十分な数のミラーのアレイを含むことができ、その結果、第１のパターン３１０に対応する幾何学的パターンをとるこれらの別個のミラーから第１のエリア３０１に放射が導かれる。
【0042】
別の実施形態では、像投影システム２００が、第１のパターン３１０を経時的に形成するようにミラーを電気制御することができる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の像投影システム２００のうちの１つの像投影システム２００の単一のミラーを使用して、第１のパターン３１０の複数のオンセル３２０Ａのうちの２つ以上のオンセル３２０Ａに対して対応する放射ビームを導くことができる。単一のミラーを使用して、第１のパターンの２つ以上のオンセル３２０Ａに対して対応する放射ビームを導くことは、とりわけ、（１）ステージ１１４を使用して基板１２０を移動させ、ステージの移動の前後にミラーを起動させることによって、（２）ミラーから反射された放射ビームが基板上の異なる位置に導かれるようにミラーの角度を変化させることによって、および／または（３）ミラーから反射されたビームの軌道を、リソグラフィシステム１００内の他の光学部品によって変化させることによって、達成することができる。
【0043】
第１のパターン３１０に従って第１のエリア３０１に適用する放射ビームは第１のパターン３１０の構成要素よりも大きい（すなわち、第１のパターン３１０の斜線が引かれたエリアおよび斜線が引かれていないエリアを形作っている単位セル３２０よりも大きい）。例えば、第１の単位セル３２０Ａ1に基づいて第１のエリア３０１に放射ビームを適用すると、第１のエリア３０１の部分３０５1に単一の放射ビームが入射する。部分３０５1は、第１のパターン３１０および第１のエリア３０１の第４の部分３１４の斜線が引かれた部分から、第３の部分３１３の斜線が引かれていない部分内まで広がっている。したがって、放射は、第１のパターン３１０の斜線が引かれていないエリアに対応する第１のエリア３０１の部分にも導かれうる。これは、第１のパターン３１０の斜線が引かれていない部分は、第１のパターン３１０の斜線が引かれていないエリアに対応する第１のエリア３０１の部分に中心が集束する放射ビームがないことを示しているだけであるためである。例えば、オフセル３２０Ｂ2は、第１のパターン３１０の斜線が引かれていない部分にあるため、第１のエリア３０１の部分３０５2のオフセル３２０Ｂ2上に中心が集束するように第１のエリア３０１に導かれる放射ビームはない。
【0044】
図面を乱雑にしないように、図３Ｂには、少数の単位セル３２０だけが示されているが、全ての単位セル３２０を示した場合には、第１のパターン３１０の全体を単位セル３２０が、例えば互いに重ならない配列で埋めることになる。一実施形態では、図３Ｂに示されているように、複数の単位セル３２０を２次元アレイ（例えばグリッド）として配列することができる。いくつかの実施形態では、必須ではないが、複数の単位セル３２０のそれぞれの単位セル３２０が同じサイズを有する（例えば、全ての単位セル３２０を同じサイズの正方形とする）ことができる。それぞれの単位セル３２０の面積を部分３０５の面積よりも小さくすることができる。例えば、図３Ｂでは、それぞれの部分３０５の内側に９つの単位セル３２０がぴったり入り、それぞれの部分３０５を埋めることができるので、単位セル３２０の面積は部分３０５の面積の１／９である。他の実施形態では、単位セル３２０が、１／９よりも大きな程度でまたは１／９よりも小さな程度で部分３０５の面積よりも小さい面積を有することができる。
【0045】
第１のエリア３０１などのエリアが、第１の放射パターン３１０を受け取るように選択されると、第１のパターン３１０の単位セル３２０は第１のエリア３０１の位置に対応する。例えば、第１のエリア３０１が、第１のパターン３１０に従った放射を受け取るように選択されると、第１のパターン３１０の左上隅の単位セル３２０Ａ3は、第１のパターン３１０の単位セル３２０Ａ3の位置に従って放射が適用されたときに左上の部分３０５3が受け取る放射に対応しうる。適用される放射ビームは単位セル３２０よりも大きいため、第１のエリア３０１に適用される放射は第１のパターン３１０よりも大きいことに留意されたい。例えば、左上隅の部分３０５3によって示されているように、第１のエリア３０１は、第１のパターン３１０の４つの全ての辺の１つの単位セル３２０の分だけ第１のパターン３１０よりも大きい。
【0046】
放射ビームは、単位セル３２０よりも大きい第１のエリア３０１の部分３０５に入射するため、放射ビームが入射する第１のエリア３０１の部分３０５は互いに重なる。重なる量は、部分３０５の面積と比較した単位セル３２０の面積によって決まる。部分３０５1に示されているように、１つの部分３０５の内側には９つの単位セル３２０がぴったり入り、１つの部分３０５を完全に埋めることができる。異なるオンセル３２０Ａからの放射が単一のエリアにおいて互いに重なるときには、部分３０５の単位セル３２０の数が多いほど、第１のエリア３０１の所与の位置に入射しうるビームの数は多くなる。例えば、部分３０５が、斜線が引かれた９つの単位セル３２０Ａで完全に埋められている場合、その部分３０５の中心位置（すなわち単位セル３２０のサイズの位置）は、このパターンに従って放射が適用されたときに互いに重なる９つの異なる放射ビームを受け取ることになる。
【0047】
したがって、第１のエリア３０１のそれぞれの位置が少なくとも１つの放射ビームを受け取る場合には、エリア３０１の位置が、１つの放射ビームを受け取るものから９つの放射ビームを受け取るものまで変動しうる。例えば、オフセル３２０Ｂ4によって囲われたエリアに対応するフォトレジスト１２１の位置は、オンセル３２０Ａ4に従って放射が適用されたときに１つの放射ビームを受け取るだけであろう。反対に、オンセル３２０Ａ5によって囲われたエリアに対応する、中心に位置するフォトレジスト３２１のエリアは、オンセル３２０Ａ5に従って放射が適用され、次いでオンセル３２０Ａ5を取り囲む８つのオンセル３２０Ａ（図示せず）に従って放射が適用されたときに、互いに重なる９つの放射ビームを受け取るであろう。
【0048】
所与のパターン（例えば第１のパターン３１０）の単位セルの総数のうちのオンセル３２０Ａの百分率を大幅に変動させることができる。同じフォトレジスト層に適用する放射に関して他の因子を一定に維持すると、対応するそれぞれのパターンに従って放射が適用されたときに、オンセル３２０Ａの百分率がより高いパターンは一般に、オンセル３２０Ａの百分率がより低いパターンに比べてより深い深さまで変更されたフォトレジストに帰着しうる。単位セル３２０の総数のうちのオンセル３２０Ａの百分率は、０％～１００％の間の任意の数値とすることができるが、パターン内で使用してもよい、単位セル３２０の総数のうちのオンセル３２０Ａの百分率のいくつかの非限定的な例は、約２５％～約５０％のパーセント、約５０％～約７５％のパーセント、約７５％～約９５％のパーセントを含む。
【0049】
第１のエリア３０１全体の全部は放射で露光されるが、第１のエリア３０１の全部が同じ量の放射で露光されるわけではない。第１のパターン３１０は、第１のエリア３０１のフォトレジスト１２１の異なる部分がどれくらいの放射を受け取るのかを制御するのに使用される。例えば、複数のオフセル３２０Ｂによって占められた第１のパターン３１０の第１の部分３１１および第３の部分３１３は、第１のパターン３１０がオンセル３２０Ａだけを含む場合には第１のエリア３０１によって受け取られたであろう放射の量を低減させる。放射パターン（例えば第１のパターン３１０）の単位セル３２０の総数のうちのオフセル３２０Ｂの百分率を、１つのエリア（例えば第１のエリア３０１）がどのくらいの放射を受け取るのかを制御するための方法として使用することができる。さらに、放射パターン内にオフセル３２０Ｂを配置することを、１つのエリアの特定の部分がそのエリアの他の部分に比べてどのくらいの放射を受け取るのかを制御するための方法として使用することができる。
【0050】
フォトレジストの特定の部分が受け取る放射の量は、フォトレジストのその特定の部分がその放射によって最終的にどれくらい変更されるのかに関係する。例えば、より多くの放射量を受け取るフォトレジスト部分は一般に、より少ない放射を受け取る他のフォトレジスト部分よりも大きな深さまで変更される。したがって、放射パターン（例えば第１のパターン３１０）を使用して、所与のエリア（例えば第１のエリア３０１）においてフォトレジストが変更される深さを制御すること、およびフォトレジストが変更される深さを所与のエリアにわたって変更することができる（後に論じる図５の説明を参照されたい）。さらに、異なる放射パターンを使用して、異なる深さまで変更されたフォトレジストを有するエリアを形成することができ、これによって、最終的に、異なる深さおよび／または形状の構造体（例えばビア）を基板上に形成することができる。異なる放射パターンの一例は、図３Ｃを参照して下で説明される。
【0051】
図３Ｃは、一実施形態による、第２の放射パターン３６０の上面図を示している。第２の放射パターン３６０に従って第２のエリア３５１に放射を導いて、図３Ａに示されているフォトレジスト１２１の第２の変更部分３５０を形成することができる。第２のパターン３６０の部分は第２のエリア３５１の部分に対応しうるため、第２のパターン３６０のいくつかの部分を第２のエリア３５１の部分とも呼ぶ。
【0052】
第２のパターン３６０ではリング形部分３１１～３１４のサイズが第１のパターン３１０とは異なっていることを除き、第２の放射パターン３６０は第１の放射パターン３１０と同じである。例えば、第２のパターン３６０では、オフセル３２０Ｂの第１の部分３１１および第３の部分３１３が、第１のパターン３１０の対応する部分３１１、３１３に比べて小さい。さらに、第２のパターン３６０では、オンセル３２０Ａの第２の部分３１２および第４の部分３１４が、第１のパターン３１０の対応する部分３１２、３１４に比べて大きい。したがって、第２のパターン３６０では、第２のパターン３６０内の単位セル３２０の総数のうちのオンセル３２０Ａの百分率が、第１のパターン３１０に比べて大きい。
【0053】
第２のパターン３６０ではオンセル３２０Ａの百分率が第１のパターン３１０に比べて大きいため、両方の放射パターン３１０、３６０を適用するときに放射に対する他の全ての動作パラメータ（例えば放射強度、持続時間、ショットの多重度、デューティサイクルなど）を一定に維持すると、第２のパターン３６０を使用したときに第２のエリア３５１の部分に向かって導かれる放射の量が、第１のパターン３１０を使用したときに比べて大きくなる。第２のエリア３５１の部分に向かって導かれるこのより大きな放射量によって、変更部分３５０のフォトレジストの部分を、変更部分３００のフォトレジストよりも深くまで変更することができる。したがって、異なるパターン３１０、３６０は、フォトレジストの異なるエリアを異なる深さまでどのように変更することができるのかを示し、このことは、最終的に、異なる深さおよび／または形状の構造体（例えばビア）を形成することを可能にする。これらのパターンに応じて、フォトレジストの異なるエリアに適用された異なる放射パターンは、異なる最大深さおよび／またはそれらのエリアの対応する部分を横切る異なる深さを有するフォトレジストの変更部分に帰着しうる。
【0054】
放射パターンを調整して、異なる形状の構造体を形成することもできる。例えば、パターンの縁に向かって放射を低減させて、傾きがより小さい構造体の側壁を形成することができる。反対に、中心から縁まで実質的に一定の放射を要求するパターンまたは縁の放射量が中心に比べて大きいことを要求するパターンを使用すると、その放射によって形成している構造体の側壁をより急にすることができる。
【0055】
図４は、一実施形態による、基板１２０上のフォトレジスト層１２１の異なるエリアを異なる放射パターンを用いて変更する方法１０００のプロセス流れ図である。図１～３Ｃを参照して方法１０００を説明する。コントローラ１２２（図１参照）は、メモリに格納されたプログラムを実行して、方法１０００の一部または全部を実行することができる。方法１０００はブロック１００２から始まる。
【0056】
ブロック１００２で、基板１２０をステージ１１４上に配置する。
【0057】
ブロック１００４で、ステージ１１４を処理ユニット１０６の下に移動させて、複数の像投影システム２００のうちの１つまたは複数の像投影システム２００が基板１２０上のフォトレジスト層１２１に向かって放射を導くことができるようにする。
【0058】
ブロック１００６で、第１のパターン３１０を使用して、基板１２０上のフォトレジスト１２１の第１のエリア３０１に第１の複数の放射ビームを導いて、第１の変更部分３００を形成する。第１のパターン３１０に従って第１の複数の放射ビームを第１のエリア３０１に導くことができるように、複数の空間光変調器２１０のうちの１つまたは複数の空間光変調器２１０の複数のミラーを使用して、第１のパターン３１０の複数のオンセル３２０Ａおよび複数のオフセル３２０Ｂを形成することができる。いくつかの実施形態では、第１のパターン３１０のそれぞれの単位セル３２０に対して別個のミラーを使用することができるように、空間光変調器２１０に十分な数のミラーがある。他の実施形態では、ステージ１１４が基板１２０を異なる位置に移動させたときに、空間光変調器２１０の複数のミラーのうちの一部のミラーを、そのパターンの２つ以上の単位セル３２０に対して再使用することができ、それによって、それらのミラーは、ステージ１１４を移動させたときに、第１のパターン３１０を経時的に生成することができる。いくつかの実施形態では、空間光変調器の複数のミラーのうちの一部のミラーの角度を調整することができ、それによって、それらのミラーを、第１のパターン３１０の２つ以上の単位セル３２０に対して使用することができる。
【0059】
ブロック１００８で、第２のパターン３６０を使用して、基板１２０上のフォトレジスト１２１の第２のエリア３５１に第２の複数の放射ビームを導いて、第２の変更部分３５０を形成する。第２のパターン３６０に従って第２のエリア３５１に放射を導くことができるように、複数の空間光変調器２１０のうちの１つまたは複数の空間光変調器２１０の複数のミラーを使用して、第２のパターン３６０の複数のオンセル３２０Ａおよび複数のオフセル３２０Ｂを形成することができる。いくつかの実施形態では、第２のパターン３６０のそれぞれの単位セル３２０に対して別個のミラーを使用することができるように、空間光変調器２１０に十分な数のミラーがある。他の実施形態では、ブロック１００６に関して上で説明した方法と同様の方法を使用して、空間光変調器２１０の複数のミラーのうちの一部のミラーを再使用することができる。いくつかの実施形態では、ブロック１００６、１００８が別個の時刻に実行され、他の実施形態では、ブロック１００６、１００８を同時に実行することができる。
【0060】
上で述べたとおり、第２のパターン３６０は、第１のパターン３１０に比べて高いオンセル３２０Ａの百分率を有する。このより高い比率は、対応するそれぞれのパターン３１０、３６０のそれぞれのオンセル３２０Ａから同じ量および同じタイプの放射が放出されたときに、第２の部分３５０の部分のフォトレジスト１２１が、第１の変更部分３００の対応する部分に比べてより深い深さまで変更される（例えば、フォトレジスト現像剤に対するフォトレジストの溶解性が変化する）ことに帰着する。方法１０００中には基板１２０に２つの放射パターン３１０、３６０だけが導かれるが、さまざまな深さおよび／または形状の他の構造体を形成することができるように、方法１０００は、追加のパターン（図示せず）または同じパターン３１０、３６０をフォトレジスト１２１の他のエリアで使用して放射を導き続けることができる。
【0061】
単一のエリアの２つ以上の領域に異なる放射パターンを適用することができるように、方法１０００を、単一のエリアの２つ以上の領域上で実行することもでき、その結果、変更されたフォトレジストの深さおよび／または形状を単一のエリアを横切って調整することができる。単一のエリア内の２つの領域に異なる２つの放射パターンを適用する例を、図５Ｄを参照して後に詳細に説明する。
【0062】
図５Ａは、別の実施形態による、基板１２０の上面図である。図５Ａでは、基板１２０が、フォトレジスト層１２１、第１の変更部分５００、第２の変更部分５５０および第３の変更部分５７０を含む。変更部分５００、５５０、５７０は、基板１２０上のフォトレジスト層１２１（第１の層とも呼ぶ）の変更部分である。第１の変更部分５００は、フォトレジスト層１２１の第１のエリア５０１に第１の放射パターン５１０（図５Ｂ参照）を導くことによって形成されたものである。第２の変更部分５５０は、フォトレジスト層１２１の第２のエリア５５１に第２の放射パターン５６０（図５Ｃ参照）を導くことによって形成されものである。第３の変更部分５７０は、フォトレジスト層１２１の第３のエリア５７１の第１の領域５７１Ａに第３の放射パターン５８０を導き、フォトレジスト層１２１の第３のエリア５７１の第２の領域５７１Ｂに第４の放射パターン５９０（図５Ｄ参照）を導くことによって形成されたものである。
【0063】
変更部分５００、５５０、５７０は、フォトレジスト層１２１の無変更部分に比べて物理的に改変されている。変更部分５００、５５０、５７０は、対応する第１のエリア５０１、第２のエリア５５１および第３のエリア５７１に導かれた放射によって物理的に改変されている。例えば、この放射によってエリア５０１、５５１、５７１のフォトレジスト層１２１の溶解性を変更して基板１２０にフォトレジスト現像剤を塗布することを可能にし、その結果、変更部分５００、５５０、５７０から構造体（例えばビア）を形成することができるようにすることができる。
【0064】
図５Ｂは、一実施形態による、第１の放射パターン５１０の上面図を示している。第１の放射パターン５１０に従って第１のエリア５０１に放射を導いて、図５Ａの第１の変更部分５００を形成することができる。第１のパターン５１０の部分は第１のエリア５０１の部分に対応しうるため、第１のパターン５１０のいくつかの部分を第１のエリア５０１の部分とも呼ぶ。
【0065】
第１の放射パターン５１０は、オンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂの配列が異なることを除き、図３Ｂおよび３Ｃを参照して上で説明したパターン３１０、３６０と同様である。必須ではないが、第１のパターン５１０の単位セル３２０は、パターン３１０、３６０の単位セル３２０と同じサイズを有することができる。さらに、必須ではないが、第１のパターン５１０に従って適用されるそれぞれの放射ビームは、図３Ｂおよび３Ｃを参照して上で説明した部分３０５と同じサイズを有する部分３０５上に入射することができる。第１のパターン５１０の右上隅に例示的な部分３０５1が示されており、部分３０５1の中心がオンセル３２０Ａ1上に集束する。
【0066】
第１のパターン５１０では、斜線が引かれたエリアが、オンセル３２０Ａを含み、オンセル３２０Ａによって完全に埋められており、斜線が引かれていないエリアが、オフセル３２０Ｂを含み、オフセル３２０Ｂによって完全に埋められている。オンセル３２０Ａは、Ｙ方向に延びる列として配列されている。同様に、オフセル３２０Ｂも、Ｙ方向に延びる列として配列されている。オンセル３２０Ａを列として配列すると、連続したオンセル３２０Ａを含みオフセル３２０Ｂが介在しないラインに沿って複数のオンセル３２０Ａが配置される。オフセル３２０Ｂを列として配列しても、連続したオフセル３２０Ｂを含みオフセル３２０Ａが介在しないラインに沿って複数のオフセル３２０Ｂが配置される。
【0067】
連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂのグルーピングを有するパターンを使用することは、放射パターンを基板に適用する処理速度を増大させるのに役立ちうる。連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂを使用すると、ラスタライザなどのリソグラフィシステム１００の構成要素に対する処理要求を低減させることができる。連続したオンセル３２０Ａまたはオフセル３２０Ｂの大きなグルーピングを含まないパターン（例えばチェッカー盤パターン）を使用すると、その放射パターンを適用する処理速度はしばしば、図５Ｂ～５Ｄを参照して説明するパターン５１０、５６０、５８０および５９０など、連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂのグルーピングをより多く有する放射パターンを適用する処理速度よりも遅くなる。
【0068】
オンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂは全て、連続したオンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂのラインに含まれているが、処理速度の増大を達成するのにこのことは必須ではない。連続したオンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂの対応するライン内にあるオンセル３２０Ａおよび／またはオフセル３２０Ｂの百分率（例えば２５％、５０％、７５％、９０％、９５％、９９％またはそれ以上）を増大させることによって、処理速度を増大させることができる。同様に、連続した単位セル３２０のこれらのライン内にある連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂの数（例えば、少なくとも１０個の連続したセル、少なくとも５０個の連続したセル、少なくとも１００個の連続したセル、少なくとも２５０個の連続したセル、少なくとも５００個の連続したセル、少なくとも１０００個の連続したセル）を増大させることによっても処理速度を増大させることができる。
【0069】
図５Ｃは、一実施形態による、第２の放射パターン５６０の上面図を示している。第２の放射パターン５６０に従って第２のエリア５５１に放射を導いて、図５Ａの第２の変更部分５５０を形成することができる。第２のパターン５６０の部分は第２のエリア５５１の部分に対応しうるため、第２のパターン５６０のいくつかの部分を第２のエリア５５１の部分とも呼ぶ。
【0070】
第２の放射パターン５６０が、図５Ｂを参照して上で説明したＹ方向に延びる列としてでははなしにＸ方向に延びる行として配列された連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂを含むことを除き、第２の放射パターン５６０は第１の放射パターン５１０と同じである。使用されている機器（例えばリソグラフィシステム１００）のタイプ、使用されている基板、または所与の基板上の放射パターンを受け取るエリアの位置によっては、連続した単位セル３２０のラインを、列としてではなく行として配列することが有用でありうる。例えば、ある機器では、連続した単位セル３２０のラインを基板支持体（例えばステージ１１４）の移動方向に対して平行または垂直にすることが、放射パターンを適用する処理時間を短縮するのにより有益であることがある。
【0071】
連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂの他の配列も有用であることがある。例えば、一実施形態では、連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂを、連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂの斜めのライン（例えば４５度の斜めのラインまたは直線もしくは垂直線以外の任意の角度）に沿って配列することができる。これらのラインは、パターンの縁（例えば図５Ｂに示された第１のパターン５１０の縁）、基板上に印刷された特徴の縁、または基板の縁（例えば図１Ａに示された長方形基板１２０の縁）に対して斜めとすることができる。例えば、いくつかの例では、基板上に印刷された特徴に対して斜めである連続したオンセル３２０Ａおよび連続したオフセル３２０Ｂの斜めのラインを使用することによって、より優れた製品を生産することができる（すなわち、電子デバイス上のディスプレイなどの最終製品のユーザにとって製品上のパターンがより目立たないものになることがある）。オンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂのランダムパターンも、より優れた製品を生産するのに有益であることがある（すなわち、電子デバイス上のディスプレイなどの最終製品のユーザにとって製品上のパターンがより目立たないものになることがある）。
【0072】
図５Ｄは、一実施形態による、第３の放射パターン５８０および第４の放射パターン５９０の上面図を示している。第３の放射パターン５８０および第４の放射パターン５９０に従って第３のエリア５７１に放射を導いて、図５Ａの第３の変更部分５７０を形成することができる。第３のパターン５８０および第４のパターン５９０の部分は第３のエリア５７１の部分に対応しうるため、第３のパターン５８０および第４のパターン５９０のいくつかの部分を第３のエリア５７１の部分とも呼ぶ。上で説明したパターンと同様に、パターン５８０、５９０の斜線が引かれたエリアも、オンセル３２０Ａを含むことができ、オンセル３２０Ａによって完全に埋めることができ、一方、パターン５８０、５９０の斜線が引かれていないエリアも、オフセル３２０Ｂを含むことができ、オフセル３２０Ｂによって完全に埋めることができる。さらに、パターン５８０、５９０のそれぞれのオンセル３２０Ａは、対応するそれぞれのパターンに従って放射の中心がその付近に集束する部分３０５を識別することができる。
【0073】
図５Ｄのパターンは、どのようにしたら２つの放射パターン５８０、５９０を単一のエリア５７１に導くことができるのかの一例を提供している。２つ以上のパターンを単一のエリア（例えば第３のエリア５７１）に導くことを使用して、フォトレジスト１２１の部分が変更される深さを、その単一のエリアを横切って変動させることができる。例えば、第４のパターン５９０は、第３のパターン５８０よりも高い、斜線が引かれたエリア（すなわち放射ビームの中心が集束する部分を識別するエリア）の百分率を含むため、第２の領域５７１Ｂのフォトレジスト１２１の部分を、第１の領域５７１Ａのフォトレジスト１２１よりも深い深さまで変更することができる。
【0074】
２つ以上のパターンを単一のエリア（例えば第３のエリア５７１）に導くことを使用して、変更されるフォトレジスト１２１の部分の形状を変動させることもできる。例えば、第１の領域５７１Ａは、第２の領域５７１Ｂの側壁５７２Ｂに接続された側壁５７２Ａを含む。第３のパターン５８０の一番上の行の単位セルは、第１の領域５７１Ａの側壁５７２Ａを含むセクションに導かれる放射の一部に対応する。第３のパターン５８０のこの一番上の行は７つのオフセル３２０Ｂを含む。一方、第２の領域５７１Ｂの側壁５７２Ｂを含むこの一番上のセクションに導かれる放射の一部に対応する第４のパターン５９０の対応する一番上の行はオフセル３２０Ｂを含まない。第４のパターン５９０のこの一番上のセクションは、第３のパターン５８０の対応するセクションよりも少数のオフセル３２０Ｂを有するため、第２の領域５７１Ｂの一番上のセクションは、第１の領域５７１Ａの対応するセクションよりも多くの放射を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、第１の領域５７１Ａの一番上の部分に比べて増大した第２の領域５７１Ｂの一番上の部分の放射によって、側壁５７２Ｂが、側壁５７２Ａよりも急な傾きを有しうる。
【0075】
本明細書に記載された放射パターンの全てに関して、複数のオフセル３２０Ｂのうちの少なくとも一部のオフセルは、複数のオンセル３２０Ａのうちの一部のオンセル間に配置される。複数のオンセル３２０Ａのうちの一部のオンセル間にオフセル３２０Ｂをこのように配置することによって、パターン内の放射を変更することができ、それによって、放射によって変更されるフォトレジストの深さおよび形状を制御することができる。
【0076】
上述のパターンの説明では、同じサイズの単位セル３２０を使用して説明したが、１つもしくは複数の基板上の異なる放射パターンに対して、または基板上の単一のパターン内で、単位セル３２０のサイズを調整することも可能である。例えば、放射によって形成されている構造体の形状および／または深さの変化がより少ない部分では、より大きい面積を有する単位セルを使用することができる。一方、放射によって形成されている構造体の形状および／または深さの変化がより大きい部分では、より小さい面積を有する単位セルを使用することができる。より小さい面積を有する単位セルを使用することによって、形成されている構造体のより精密な制御を可能にすることができる。反対に、基板に導かれるビームの数は単位セルの数に正比例し、したがって互いに重ならない単位セルのサイズ（すなわち面積）に反比例するため、より大きな単位セルは処理時間を短縮することができる。
【0077】
さらに、１つもしくは複数の基板上の異なる放射パターンに対して、または基板上の単一のパターン内で、放射が導かれる部分（例えば図３Ｂの部分３０５参照）のサイズを調整することもできる。より大きな部分を使用して処理時間を短縮することができ、一方で、より小さい部分は、放射によって形成されている構造体の深さおよび形状のより精密な制御を可能にすることができる。
【0078】
上で説明した実施形態は、異なる深さおよび形状の構造体を単一の露光で（すなわち、図１に示された処理ユニット１０６の下に基板を１回通すことで）形成するシステムおよび方法を提供する。処理ユニット１０６内の像投影システム２００は、適用されているパターン（例えば図３Ｂの第１のパターン３１０）に従って、放射の重なり合う部分３０５をフォトレジスト１２１に導くことができる。放射の重なり合う部分は、適用されているパターンのオンセル３２０Ａおよびオフセル３２０Ｂのレイアウトに従って導かれる。適用されるそれぞれの放射ビームは、その中心が、適用されているパターンの複数のオンセル３２０Ａのうちの１つのオンセル３２０Ａに対応するフォトレジストのエリア上に集束する。単位セル３２０のサイズは、適用されている放射のサイズよりも小さく、このことは、上述のフォトレジストの単位セルサイズのそれぞれのエリアに適用されている放射の量の精密な制御を可能にする。この精密な制御は、放射によって形成されている構造体の深さおよび形状を細かく制御すること、およびそのような深さおよび形状を、リソグラフィシステムの下に基板を１回通すことで完成させることを可能にする。
【0079】
異なる深さおよび形状を有する構造体を、従来のマスクを用いる従来のリソグラフィシステムを使用して形成するためには、リソグラフィシステムの書込み可能なエリアの下に基板を複数回通す必要がある。リソグラフィシステムの書込み可能なエリアの下に基板を複数回通すと、スループットが低下する。したがって、基板を１回通すことで異なる深さおよび／または形状の構造体を形成することができる上で説明したシステムおよび方法は、従来のリソグラフィシステムを使用する技術に優る重大な改良を提供する。
【0080】
以上の説明は本開示の例を対象としているが、本開示の例の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の例および追加の例が考案される可能性があり、本開示の例の範囲は以下の請求項によって決定される。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【国際調査報告】