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技術 リソグラフィ構造を生成するための光学系

出願人 カール・ツァイス・アクチェンゲゼルシャフト
発明者 ヒューブナーフィリップクラムペルトゲルハルトリヒターシュテファンマッペスティモ
出願日 2015年9月22日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2017-518486
公開日 2017年12月21日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-538139
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による測長装置 自動焦点調節
主要キーワード 縁部長さ 位置決め構成要素 尺度通りに 反復精度 迷放射線 光学測定デバイス 専用照明 横広がり
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年12月21日)のものです。
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図面 (3)

課題・解決手段

リソグラフィ構造を生成するための光学系(1)は、構造生成書込光ビーム基板平面(12)内の基板面(10)内の領域内の書込焦点(9)の中に案内するための投影光学ユニット(8)を含む。偏向デバイス(5)は、基板面(10)の領域内の書込視野(13)内に書込光ビームの書込焦点(9)を偏向させる役目をする。プレビュー光学ユニット(14)は、プレビュー視野(15)を基板面(10)の領域内に結像する役目をする。プレビュー視野(15)は、書込視野(13)の面積よりも少なくとも10倍大きい面積を有する。投影光学ユニット(8)及びプレビュー光学ユニット(14)は、共通フレーム(16)によって担持される。基板ホルダ(18)は、2つの平行移動自由度(x,y)で基板面(10)に平行な平面(xy)内で変位可能である。更に、系(1)は、プレビュー視野(15)の位置に対する書込視野(13)の位置の相対座標が格納されるメモリ(28)を含む制御ユニット(27)を含む。リソグラフィ構造を生成する間に処理される基板の位置決めが良好なターゲット精度と共に達成される光学系が明らかになる。

概要

背景

冒頭に示したタイプの光学系は、US 2013/0 221 550 A1、及びUS 2013/0 223 788 A1から公知である。DE 103 15 086 A1は、半導体を生成する時に半導体ウェーハを位置合わせする方法及び装置を開示している。そこに開示されたリソグラフィ装置は、露光ユニットと、位置合わせ顕微鏡を含む第1の光学測定デバイスと、更に別の迷放射線測定デバイスとを含む。このリソグラフィ装置において、ウェーハホルダは、位置決めデバイス上に配置される。

概要

リソグラフィ構造を生成するための光学系(1)は、構造生成書込光ビーム基板平面(12)内の基板面(10)内の領域内の書込焦点(9)の中に案内するための投影光学ユニット(8)を含む。偏向デバイス(5)は、基板面(10)の領域内の書込視野(13)内に書込光ビームの書込焦点(9)を偏向させる役目をする。プレビュー光学ユニット(14)は、プレビュー視野(15)を基板面(10)の領域内に結像する役目をする。プレビュー視野(15)は、書込視野(13)の面積よりも少なくとも10倍大きい面積を有する。投影光学ユニット(8)及びプレビュー光学ユニット(14)は、共通フレーム(16)によって担持される。基板ホルダ(18)は、2つの平行移動自由度(x,y)で基板面(10)に平行な平面(xy)内で変位可能である。更に、系(1)は、プレビュー視野(15)の位置に対する書込視野(13)の位置の相対座標が格納されるメモリ(28)を含む制御ユニット(27)を含む。リソグラフィ構造を生成する間に処理される基板の位置決めが良好なターゲット精度と共に達成される光学系が明らかになる。

目的

本発明の目的は、リソグラフィ構造を生成している間に処理される基板の位置決めを特に良好なターゲット精度で達成することができるようにそのような光学系を開発することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

リソグラフィ構造を生成するための光学系(1)であって、構造生成書込光ビーム基板平面(12)内の基板面(10)の領域内の書込焦点(9)の中に案内するための投影光学ユニット(8)を含み、前記基板面(10)の前記領域内の書込視野(13)内に前記書込光ビームの書込焦点(9)を偏向させるための偏向デバイス(5)を含み、前記書込視野(13)の面積よりも少なくとも10倍大きい面積を有するプレビュー視野(15)を前記基板面(10)の前記領域内に結像するためのプレビュー光学ユニット(14)を含み、前記投影光学ユニット(8)及び前記プレビュー光学ユニット(14)は、共通フレーム(16)によって担持され、2つの平行移動自由度(x,y)で前記基板面(10)に平行な平面(xy)内で変位可能である基板ホルダ(18)を含み、前記プレビュー視野(15)の位置に対する前記書込視野(13)の位置の相対座標(RKx、RKy)が格納されるメモリ(28)を含む制御ユニット(27)を含む、ことを特徴とする光学系(1)。

請求項2

前記投影光学ユニット(8)内で前記書込光ビームのビーム経路を使用して前記書込視野(13)を取り込むための処理カメラ(23)を特徴とする請求項1に記載の光学系。

請求項3

前記投影光学ユニット(8)は、前記基板平面(12)と垂直な方向(z)に前記プレビュー光学ユニット(14)に対して変位可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学系。

請求項4

前記投影光学ユニット(8)の及び/又は前記プレビュー光学ユニット(14)の焦点面を決定するための自動焦点デバイス(25)を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光学系。

請求項5

前記投影光学ユニット(8)は、1.0よりも大きい像側開口数を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学系。

請求項6

前記プレビュー光学ユニット(14)は、0.1よりも小さい像側開口数を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光学系。

請求項7

書込光(4)を生成するための光源(3)を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光学系。

請求項8

請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光学系(1)内でプレビュー視野(15)の位置に対する書込視野(13)の位置の相対座標(RKx、RKy)を決定する方法であって、試験物体初期視野(13,15)内に、すなわち、視野群:プレビュー視野(15)及び書込視野(13)からの該2つの視野のうちの一方内に光学群:プレビュー光学ユニット(14)及び投影光学ユニット(8)からの該2つの光学ユニット(8、14)のうちの一方を使用して記録する段階と、前記試験物体を前記初期視野(13、15)内に該試験物体が該初期視野(13、15)内に定義された位置を有するように位置決めする段階と、基板ホルダ(18)により、前記初期視野(13、15)とターゲット視野(15、13)、すなわち、前記視野群からの前記2つの視野のうちの他方との間で前記試験物体の粗変位を実行する段階と、この粗変位の粗相対座標(RKx,coarse);RKy,coarse)を登録する段階と、前記光学群からの前記2つの光学ユニット(14、8)のうちの他方を使用して前記試験物体を記録する段階と、前記試験物体を前記ターゲット視野(15、13)内に該試験物体が該ターゲット視野(15、13)内に定義された位置を有するように細かく位置決めする段階と、前記微細位置決め中の前記粗相対座標(RKx,coarse;RKy,coarse)の変化を登録し、該粗相対座標(RKx,coarse;RKy,coarse)及び該登録の結果から前記相座標(RKx、RKy)を生成する段階と、を含むことを特徴とする方法。

請求項9

一方で前記初期視野(13、15)内のかつ他方で前記ターゲット視野(15、13)内の前記試験物体の前記位置の相関が、前記微細位置決め中に最大になることを特徴とする請求項8に記載の方法。

請求項10

スタックが、前記記録光ユニット(8、14)を前記基板平面(12)と垂直な変位方向(z)に前記試験物体に対する該記録光学ユニット(14、8)の様々な変位位置に使用して該試験物体の様々な像を記録することによる該試験物体記録中に生成されることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の方法。

請求項11

前記視野群のうちの前記視野(13、15)間の前記試験物体の粗変位が、前記決定中に複数回行われることを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の方法。

請求項12

請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光学系(1)を使用してリソグラフィ構造を生成する方法であって、請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の方法を使用してプレビュー視野(15)の位置に対する書込視野(13)の位置の相対座標(RKx、RKy)を決定する段階と、基板(11)を基板ホルダ(18)上に与える段階と、前記プレビュー視野(15)内の前記基板(11)上の書込ターゲット位置を決定する段階と、前記決定された相対座標(RKx、RKy)を使用して前記書込ターゲット位置を前記プレビュー視野(15)から前記書込視野(13)の中に変位させる段階と、書込光ビームを使用して予め決められた構造を前記書込視野(13)の中に書き込む段階と、を含むことを特徴とする方法。

請求項13

前記書込ターゲット位置は、該書込ターゲット位置が前記プレビュー視野(15)から前記書込視野(13)の中に変位される前に該プレビュー視野(15)内で位置合わせされることを特徴とする請求項12に記載の方法。

技術分野

0001

本特許出願は、DE 10 2014 220 168.3の優先権を主張するものであり、その内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。

0002

本発明は、リソグラフィ構造を生成するための光学系に関する。更に、本発明は、そのような光学系内のプレビュー視野の位置に対する書込視野の位置の相対座標を決定する方法、及びそのような光学系を使用してリソグラフィ構造を生成する方法に関する。

背景技術

0003

冒頭に示したタイプの光学系は、US 2013/0 221 550 A1、及びUS 2013/0 223 788 A1から公知である。DE 103 15 086 A1は、半導体を生成する時に半導体ウェーハを位置合わせする方法及び装置を開示している。そこに開示されたリソグラフィ装置は、露光ユニットと、位置合わせ顕微鏡を含む第1の光学測定デバイスと、更に別の迷放射線測定デバイスとを含む。このリソグラフィ装置において、ウェーハホルダは、位置決めデバイス上に配置される。

先行技術

0004

US 2013/0 221 550 A1
US 2013/0 223 788 A1
DE 103 15 086 A1
US 2003/0 221 550 A1

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、リソグラフィ構造を生成している間に処理される基板位置決めを特に良好なターゲット精度で達成することができるようにそのような光学系を開発することである。特に、これは、書込視野が望ましい構造を位置決め精度でその上に生成する必要がある基板区域全体の非常に小さいセクションを通常は提供するのみであるのでできるだけ正確である生成される構造のための位置を構造寸法に対して非常に大きい基板区域上で見つけることを容易にしなければならない。

課題を解決するための手段

0006

本発明により、この目的は、請求項1に指定する特徴を含む光学系によって達成される。

0007

本発明により、生成される構造が書込ターゲット位置に生成されるように構造化される基板の位置決めは、プレビュー視野の位置に対する書込視野の位置を指定する格納された相対座標が利用される場合に改善されることが認識された。これは、書込視野が通常は非常に小さく、それに対して遥かに大きいプレビュー視野が使用されるという事実を考慮に入れている。プレビュー視野は、逆に、構造を正確な位置でその上に生成する必要がある全体基板面の小さい部分を通常は網羅するだけである。次に、書込視野は、構造生成処理に対して最適化することができ、かつ特に非常に小さい実施形態を有する場合がある。プレビュー視野の典型的なサイズは、10×10mm2である。書込視野の典型的なサイズは、400×400μm2である。プレビュー視野は、書込視野よりも50倍、100倍、又は他に更に大きい倍率、例えば、1000倍又は他に10,000倍大きい場合がある。全体基板面は、20×20cm2の典型的なサイズを有する。この値は、矩形基板に適用される。典型的な円形基板は、矩形基板の面積のほぼ75%に対応する面積を有する。書込焦点は、ほぼ1μm2の典型的な面積を有する。

0008

相対座標を使用することにより、構造を生成する時に高いスループット保証することが可能である。微細構造及び/又はナノ構造を生成することが可能である。光学系を使用するリソグラフィ構造の生成中マスクフリー又はマスクベースリソグラフィを使用することができる。プレビュー光学ユニットは、プレビュー視野を5と100の間の範囲、例えば、30と40の間の範囲の倍率で結像することができる。

0009

プレビュー視野を取り込む目的のために、光学系は、CCDカメラとして具現化される場合があるデジタルカメラを含むことができる。

0010

光子リソグラフィ又は多光子リソグラフィは、構造を生成するのに使用することができる。

0011

請求項2に記載の処理カメラを使用して、プレビュー視野の位置に対する書込視野の位置の相対座標を決定することができる。処理カメラは、書込視野の空間的に分解された取り込みのためのチップを含むことができる。ここでは、これは、CCDチップ又は他にCMOSカメラとすることができる。書込視野は、書込光ビームとは独立である書込視野照明によって照明することができる。書込視野は、広視野照明によって照明することができる。書込視野照明のための光源は、LEDとして具現化することができる。書込視野を照明するための独立光及び処理カメラによる書込光の両方を取り込むことは、これが、書込処理の観察及び/又は行われた構造形成に関して、特に行われた重合に関して引き出しされる結論を可能にするので有利である。書込光及び/又は書込視野を照明するための独立光は、ビームスプリッタにより、特に、部分透過ミラーによって処理カメラの中に結合することができる。

0012

請求項3に記載の変位可能性の助けを借りて、一方で投影光学ユニット焦点面を他方でプレビュー光学ユニットに対して調節することを容易にすることが可能である。変位は、適切な変位ドライブの助けを借りて実行することができる。プレビュー光学ユニット及び/又は投影光学ユニットは、基板平面に垂直な方向に変位可能な実施形態を有することができる。

0013

投影光学ユニット及び/又はプレビュー光学ユニットの理想的な焦点位置は、請求項4に記載の自動焦点デバイスの助けを借りて決定することができる。自動焦点デバイスは、書込光又はプレビュー光とは独立である照明を有することができる。

0014

請求項5及び6に記載の像側開口数は、一方で投影光学ユニットの機能に対して、他方でプレビュー光学ユニットの機能に対して特に適切であることが見出されている。一例として、プレビュー光学ユニットの像側開口数は、0.05とすることができる。

0015

請求項7に記載の光源は、パルス光源とすることができる。書込光の光源は、NIRレーザとすることができる。書込光の光源は、超短パルスレーザ光源とすることができる。書込光の光源とは別々であり、かつ同様に光学系の一部とすることができる光源は、プレビュー光学ユニットに対して使用することができる。一方で書込視野、他方でプレビュー視野が重ならない場合に、書込光のための光源とは独立であるプレビュー光学ユニットのための照明が通常は使用される。

0016

請求項8に記載の相対座標を決定する方法は、特に効率的であることが見出されている。最初に、プレビュー光学ユニットを使用して試験物体をプレビュー視野に記録することができ、その後、この試験物体は、投影光学ユニットを使用して書込視野に記録することができる。記録の逆のシーケンスも可能である。

0017

請求項9に記載の微細位置決めは、相対座標を決定する時の精度を上げる。試験物体は、相関を最大にする時に回転及び/又は圧縮及び/又は変位させることができる。微細位置決めに加えて、2つの光学ユニット間の相互作用検査を行うこともでき、かつ必要に応じて相関をこのようにして最大にする時に補正することができる。一例として、両方の光学ユニットの互いに対する焦点面の位置が検査され、かつ必要に応じて補正することができる。2つの光学ユニットの予め決められた結像縮尺比率は、モニタすることも可能である。

0018

請求項10に記載の像スタック記録は、基板平面に垂直な座標に沿ってさえも相対座標を決定する精度を上げる。これは、リソグラフィ構造の生成中の焦点の位置決めを改善する。

0019

請求項11に記載の多重粗変位により、相対座標を反復処理の範囲内で決定することができる。座標は、その結果として精度を上げて決定される。

0020

請求項12に記載のリソグラフィ構造を生成する方法は、上述の光学系の助けを借りて相対座標を決定する利点を使用する。

0021

請求項13に記載のプレビュー視野内の書込ターゲット位置の位置合わせは、予め決められた構造を書込視野の中に書き込む時に位置決め構成要素の最適化された使用を容易にする。

0022

図面を参照して本発明の例示的実施形態を以下でより詳細に説明する。

図面の簡単な説明

0023

リソグラフィ構造を生成するための光学系の主要構成要素の概略側面図である。
光学系のプレビュー光学ユニットのプレビュー視野とそこから離間されて光学系の投影光学ユニットの書込焦点が配置された書込視野とを上面図に同様に概略的に示す図である。

実施例

0024

その主要構成要素が図1に示された光学系1は、リソグラフィ構造を生成する役目をする。光学系1を使用して実行することができる構造生成方法は、US 2013/0 221 550 A1により詳細な方式で説明されている。構造生成の結果として出現する製品の詳細は、US 2013/0 223 788 A1に説明されている。

0025

書込光4のビームを生成するための光源3を含むリソグラフィ系2は、光学系1の一部である。書込光4のビーム経路は、図1点線として非常に概略的に示されている。光源3は、780nmの波長を有するパルスNIR(近赤外線)レーザとすることができ、その詳細は、同様にUS 2003/0 221 550 A1に指定されている。

0026

書込光ビームの偏向デバイス5は、リソグラフィ系2の一部である。偏向デバイス5は、書込光ビームを偏向させる1又は2以上の傾斜可能な走査ミラーを含むことができる。偏向デバイス5は、微小電気機械システムMEMS)構成要素として具現化される少なくとも1つの光学構成要素を収容することができる。

0027

書込光4のビームは、光源3の後のその経路に沿って2つの出力結合ミラー6及び7を通過し、この出力結合ミラーは、書込光4のビーム経路内順番に配置される。その後に、書込光4は、顕微鏡対物レンズの形態又はリソグラフィレンズの形態の投影光学ユニット8を通過する。投影光学ユニット8は、基板平面12内の基板11の基板面10の領域内の書込焦点9(図2を参照されたい)に構造生成のための書込光ビームを案内する役目をする。書込焦点9によって構造を生成するのに使用される基板材料の重合をもたらすことができる区域は、1と100μm2の間、例えば、2と10μm2の間の領域の横広がりを有することができる。書込焦点9は、ほぼ円形とすることができるが、1から有意に外れるx/yアスペクト比を有する場合もあり、例えば、1μm×10μmの領域の横広がりを有する場合がある。

0028

構造は、書込焦点9を基板材料に対して変位させることによって生成される。生成された構造は、複数又は多数の重合点領域又は重合線の総和として出現する。このタイプの典型的な構造は、例えば、5μm×200μmの領域の横広がりを有することができる。重合が発生する点領域は、体積ピクセル、すなわち、ボクセルである。投影光学ユニット8は、0.5よりも大きく、例示的実施形態において1.0よりも大きく、例えば、1.2と1.4の間の範囲にある像側開口数を有する。

0029

偏向デバイス5は、書込光ビームの書込焦点9を基板面10の領域内の基板平面12内の書込視野13内で偏向させる役目をする。構造は、書込視野13全体内で書込焦点9の助けを借りて生成することができる。この目的のために、書込焦点9は、書込視野13内で移動する、特に走査することができる。従って、生成された構造は、書込焦点9の広がりよりも有意に大きい場合がある。

0030

書込焦点9において、構造は、単光子処理により、又は他に多光子処理によって生成することができる。

0031

光学系1は、プレビュー視野15(図2をもう一度参照されたい)を基板面10の領域内の基板平面12に結像するプレビュー光学ユニット14を更に含む。プレビュー視野15は、書込視野13の面積よりも少なくとも10倍大きい面積を有する。プレビュー視野15は、書込視野13の面積よりも少なくとも100倍大きい場合がある。

0032

図1において、視野13、15は、尺度通りに再現されていない。

0033

直交xyz座標系が、光学系1の構造要素間の位置関係を説明するために以下に使用される。図1による側面図において、xy平面は、図面の平面に垂直であり、基板平面12と一致する。z方向は、xy平面に垂直であり、図1において上向きに延びる。従って、書込焦点9の視野13、15及び位置の広がりは、x、y座標によって指定される。

0034

書込視野13は、100μmと1mmの間の範囲の典型的な縁部長さを有するxy広がり、例えば、400μm×400μmの広がりを有する。書込光ビームの焦点面内の書込焦点9の焦点直径は、0.25μmと50μmの間の範囲にある。書込焦点9の典型的な焦点直径は、1μmである。従って、書込視野13は、典型的には、2つの座標x及びyの各々に沿って書込焦点9の直径よりも100倍大きい。

0035

プレビュー視野15は、1mmと50mmの間の典型的な縁部長さを有する広がり、例えば、10mm×10mmの典型的なxy広がりを有する。プレビュー視野15は、更に増大することができ、例えば、50mm×50mmの典型的なxy広がりを有することができる。プレビュー視野15は、例えば、20×20cm2の面積を有することができる基板面10全体よりも小さい。基板11は、矩形又は円形とすることができる。円形の基板の面積は、典型的には、矩形基板のそれよりも0.75倍小さい。

0036

プレビュー光学ユニット14は、プレビュー視野15を5と100の間、典型的には30と40の間の範囲の倍率で拡大する。基板に最も近いプレビュー光学ユニット14の構成要素と基板10との間の作動距離は、1mmと30mmの間の範囲にあり、典型的には10mmである。

0037

プレビュー光学ユニット14は、0.1未満であり、かつ例えば0.05とすることができる像側開口数を有する。

0038

投影光学ユニット8及びプレビュー光学ユニット14は、図1において概略的に、かつ切り取られた形に示された共通フレーム16によって担持される。投影光学ユニット8又はプレビュー光学ユニット14は、座標x及びyに対してフレーム担体17によって互いに剛的に接続される。

0039

基板11は、基板ホルダ18によって担持される。後者は、2つの平行移動自由度x及びyでxy平面において変位可能である。この目的のために、基板ホルダ18は、xy変位ドライブ19に接続される。xy変位ドライブ19を有する基板ホルダ18は、5μmよりも良い位置決め反復精度でxy台として具現化することができる。

0040

プレビュー光学ユニット14は、プレビュー視野15の検出のためのCCDカメラ20を含む。これに代えて又はこれに加えて、プレビュー光学ユニット14は、作動させる個人による目視検査のためのチューブを含むことができる。プレビュー視野15は、プレビュー光源21によって照明され、プレビュー光源21は、プレビュー光学ユニット14に一体化され、かつ書込光の光源3とは独立である。プレビュー光源21は、プレビュー視野15を照明するプレビュー光22を生成する。プレビュー光22のビーム経路は、同様に図1において点線として非常に概略的に示されている。プレビュー光源21は、可視波長範囲の光源とすることができる。これに代えて、原理的には、プレビュー視野15を照明するためのプレビュー光を生成するために書込光の光源3を使用することも可能である。

0041

プレビュー光源は、広視野照明及び/又は構造化照明をもたらすことができる。ここでは、スペックルパターン又は他にストライプ投影を使用することができる。

0042

光学系1は、書込視野13を取り込むための処理カメラ23を更に含む。これは、書込視野の個別の照明を使用して実行され、書込視野は、図面ではこれ以上は詳細に示されていない。これに代えて又はこれに加えて、投影光学ユニット8内の書込光ビームのビーム経路は、いずれの場合でも書込視野13の一部を取り込むのに使用することができる。書込視野13から投影光学ユニット8内への再帰反射を受けた光、例えば、書込光4は、半透明出力結合ミラー7から処理カメラ23の中に脱結合される。処理カメラ23は、出力結合ミラー7によって脱結合された光4aを取り込むためのCCDチップ24を含む。書込光の光源とは独立である照明が書込視野13を取り込むのに使用されることを条件として、書込光4を処理カメラ23によって取り込むことが依然として同じく可能である。

0043

更に、光学系1は、投影光学ユニット8及び/又はプレビュー光学ユニット14の焦点面を決定するための自動焦点デバイス25を含む。ここでは、自動焦点デバイス25は、半透明出力結合ミラー6によって脱結合された更に別の光ビーム4bを取り込む。自動焦点デバイス25は、図面ではこれ以上は詳細に示されていない専用照明を含むことができる。

0044

投影光学ユニット8は、z方向に、すなわち、基板平面12に垂直にプレビュー光学ユニット14に対して変位可能である。この目的のために、投影光学ユニット8は、z変位ドライブ26を備える。z変位ドライブ26は、図1では概略的に示されており、フレーム担体17と投影光学ユニット8の間に配置される。プレビュー光学ユニット14に対する投影光学ユニット8のこのz変位の場合に、互いに対する2つの光学ユニット8、14の相対的移動は、zガイドによって案内される。このzガイドは、フレーム担体17の一部である。

0045

投影光学ユニット8及びプレビュー光学ユニット14の焦点面は、z変位ドライブ26の助けを借りて調節することができる。

0046

光学系1は、制御ユニット27を更に含む。制御ユニット27は、プレビュー視野15の位置に対する書込視野13の位置の相対座標(RKx、RKy)が格納されるメモリ28を含む。

0047

光学系1の助けを借りて、微細構造及び/又はナノ構造をリソグラフィによって生成することが可能である。これは、マスクフリー方式で、すなわち、物体構造を基板面10の上へ結像することなく行うことができるが、これに代えてマスクベース方式でも行うことができる。

0048

プレビュー視野15の位置に対する書込視野13の位置の相対座標RKx、RKyを決定するために、以下が実行される。

0049

最初に、試験物体、例えば、予め決められたx/yアスペクト比を有する矩形の構造が、プレビュー光学ユニット14を使用して記録される。プレビュー視野15内の試験物体の位置は、CCDカメラ20によって取り込まれる。次に、試験物体は、試験物体がプレビュー視野15において予め決められた位置を有するように、xy変位ドライブ19の助けを借りてプレビュー視野15に位置決めされる。一例として、この位置は、試験物体上のマークがプレビュー視野15の中心座標xv、yv(図2を参照されたい)上に載るように選択することができる。

0050

同時に、z変位ドライブ26の制御された起動は、試験物体が理想的にプレビュー光学ユニット14の像側焦点面にあることを保証することを可能にする。

0051

次に、試験物体は、xy変位ドライブ19の助けを借りて、基板ホルダ18上でプレビュー視野15と書込視野13の間に粗く変位される。この粗変位中(coarse displacement)に、粗相対座標RKx,coarse、RKy,coarseがメモリ28に登録及び格納される。粗変位の目標は、試験物体を書込視野13の中に変位させることである。

0052

次に、試験物体は、投影光学ユニット8及び処理カメラ23で記録される。次に、試験物体は、試験物体が書込視野13内で定義された位置になるまで書込視野13内で細かく位置決めされる。一例として、この定義された位置は、微細位置決めが書込視野13内で実行された後に試験物体のマークが書込視野13の中心xs、ys(参照、図2)に対応するものとすることができる。微細位置決め中の試験物体の粗相対座標の変化も、メモリ28に登録及び格納される。次に、プレビュー視野15の位置に対する書込視野13の位置の望ましい相対座標は、粗相対座標と微細位置決め中の登録された変化とから登録することができ、上述の望ましい相対座標は、メモリ28に格納することができる。図2による例では、以下の関係が、相対座標RKx、RKyと視野15及び13の座標xv、yv及びxs、ysとの間に現れる。
RKx、RKy=(xv−xs)、(yv−ys)

0053

次に、生成された相対座標RKx、RKyは、制御ユニット27のメモリ28に格納され、かつ書込ターゲット位置の中にリソグラフィによって構造をその上に生成する必要がある基板を変位させる時のその後のリコール利用可能である。

0054

相対座標RKx、RKyが決定された状態で、プレビュー光学ユニット14は、位置光学ユニット8に対して較正される。座標(RKx、RKy)による基板ホルダ18の変位により、基板ホルダによって担持される物体は、プレビュー視野15の中心から書込視野13の中心まで移動される。

0055

プレビュー視野15までの広がりが既知である場合に、プレビュー視野15内のユーザ選択位置を書込視野13内の中心に直接に変換することも可能である。これは、制御ユニット27が最初にこの選択位置をプレビュー視野15内で中心化することによって実行され、これは、xy変位ドライブ19による適切な位置決め、及び対応する相対座標の記録によって実行される。次に、上述の転送変位が実行される。この中心化及び転送変位は、1段階内に組み合わせることもできる。

0056

これに代えて、上述の決定方法は、書込視野13内の試験物体の記録から進めて実行することができ、その場合の試験物体は、最初に書込視野13に位置決めされ、次に、試験物体は、プレビュー視野15内の対応する微細位置決めによって書込視野13からプレビュー視野15まで粗く変位される。最初に粗相対座標及びそこからの生成及び望ましい相対座標の微細位置決めの結果の記録が、次に、プレビュー視野15内の試験物体から進む決定方法の関連で上述したのと類似の方式で実行される。

0057

試験物体を位置決めするシーケンスに基づいて、初期視野は、従って、プレビュー視野15又は書込視野13であり、ターゲット視野は、書込視野13又はプレビュー視野15である。

0058

微細位置決め中に、一方で初期視野内、他方でターゲット視野内の試験物体の位置の相関は、最大になる。相関のこの最大化は、試験物体を回転し、及び/又は試験物体を圧縮し、及び/又は試験物体を変位させることによって行われる。

0059

回転は、z軸に平行な軸線周りに実行され、この回転は、基板ホルダ18の追加のピボットモータ29によって実行することができる。これに代えて、回転はまた、ユーザに対する表示中にそれぞれの取り込み光学ユニットの像回転によって行うことができる。複数のマークが、そのような回転を取り込むために試験物体の様々なx位置、y位置に適用される。粗変位の後に又は微細位置決め中に、回転は、ターゲットマークとのこれらの試験マークの対応を最大にすることができる。

0060

圧縮中に、生成光ユニット8とプレビュー光学ユニット14の間の結像縮尺比率は、一方でプレビュー光学ユニット14により、他方で投影光学ユニット8によって記録する時に、予め決められた比が試験物体上の試験マークの距離比とに対応するまでz変位ドライブ26によって変えられる。

0061

変位、すなわち、自由度x及びyでの平行移動による相関の最大化は、図2に関連して上述している。

0062

像スタックは、試験物体の様々な像をそれぞれの記録光学ユニットを用いて、すなわち、投影光学ユニット8又はプレビュー光学ユニット14を用いて、xy基板平面12に垂直なz変位方向の試験物体に対するこの記録光学ユニットの異なるz変位位置で記録することによって試験物体記録中に生成することができる。

0063

x座標に沿った及びy座標に沿った相対座標に加えて、焦点面のzオフセットが、一方で投影光学ユニット8及び他方でプレビュー光学ユニット14の焦点面間に存在することを条件として、z方向の相対座標を格納することも可能である。

0064

相対座標を決定する時に、試験物体の複数の粗変位が視野13、15間に存在する場合がある。次に、相対座標は、反復処理の範囲内で決定することができる。

0065

リソグラフィ構造を光学系1で生成する目的のために、書込視野13の位置の相対座標が、上述のようにプレビュー視野15の位置に対して最初に決定される。次に、基板11が、基板ホルダ18上に与えられる。次に、基板11全体上に構造化のために設けられた部分は、xy変位ドライブ19の助けを借りてプレビュー視野15の下で駆動することができる。次に、基板11上の書込ターゲット位置が、プレビュー視野15内で識別され、かつユーザによって選択される。次に、この書込ターゲット位置は、プレビュー視野15内で位置合わせすることができる。その後に、書込ターゲット位置は、決定された相対座標RKx、RKyを用いてプレビュー視野15から書込視野13の中に変位される。その結果、予め決められた構造が、書込光ビームを用いて書込視野13の中に書き込まれ、書込焦点9は、偏向デバイス5の助けを借りて書込視野13内の予め決められた構造の形態に従って変位される。

0066

一例として、ほぼ15cm(6インチ)又はほぼ20cm(8インチ)の直径を有するウェーハは、基板11として使用することができる。更に大きい直径を有するウェーハを使用することもできる。

0067

4書込光
5偏向デバイス
13書込視野
15プレビュー視野
22 プレビュー光

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