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JP-2026514683-A - デジタルリソグラフィ走査シーケンスのためのシステム及び方法

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Abstract

デジタルリソグラフィシステムは、基板を支持するよう構成されたステージと、ステージの上方に配置されたブリッジと、ブリッジに連結された第１のリソグラフィ処理ユニットとを含む。ブリッジに連結された第１のリソグラフィ処理ユニットは、走査ユニット、リソグラフィ露光ユニット、並びに走査ユニット及びリソグラフィ露光ユニットによって共有される光学系を含み得る。走査ユニットは、測定動作中に基板の測定値を生成するために光学系を使用し、リソグラフィ露光ユニットは、露光動作中に光学系を使用して基板のデジタルリソグラフィ露光を実行するために光学系を使用する。 【選択図】図２

Inventors

  • ミューラー， ウルリッヒ
  • レイディグ， トーマス エル．
  • ブルナー， ルドルフ シー．

Assignees

  • アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240827
Priority Date
20231013

Claims (20)

  1. デジタルリソグラフィシステムであって、 基板を支持するよう構成されたステージと、 前記ステージの上方に配置されたブリッジと、 前記ブリッジに連結された第１のリソグラフィ処理ユニットであって、 前記基板及び前記第１のリソグラフィ処理ユニットとの間で光信号を送信するよう構成された光学系、 前記光学系を介して前記基板に関連する測定値を捕捉するよう構成された走査ユニット、及び 前記光学系を介して前記基板のデジタルリソグラフィ露光を実行するよう構成されたリソグラフィ露光ユニット を含む第１のリソグラフィ処理ユニットと を備えるデジタルリソグラフィシステム。
  2. コントローラをさらに備え、前記コントローラは、 測定動作中の第１の時点において、前記第１のリソグラフィ処理ユニットに前記基板の前記測定値を捕捉させ、 前記測定値に基づいて、リソグラフィ露光パターンの修復更新を決定し、 露光動作中の第２の時点において、前記第１のリソグラフィ処理ユニットに、前記修復更新によって調整された前記リソグラフィ露光パターンに従って、前記基板の前記デジタルリソグラフィ露光を実行させる よう構成されている、請求項１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  3. 前記基板の表面プロファイルにわたる複数の隣接する処理領域であって、前記第１のリソグラフィ処理ユニットが、前記複数の隣接する処理領域のうちの第１の処理領域で動作するように位置決めされている、複数の隣接する処理領域と、 １つ又は複数の追加のリソグラフィ処理ユニットであって、前記１つ又は複数の追加のリソグラフィ処理ユニットの各々が、前記第１のリソグラフィ処理ユニットが前記第１の処理領域で動作するのと同時に、前記複数の隣接する処理領域のうちの追加の処理領域で動作するように位置決めされている、１つ又は複数の追加のリソグラフィ処理ユニットと をさらに備える、請求項１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  4. 前記リソグラフィ露光ユニットが、アクチニック光源及び空間光変調器を含み、前記走査ユニットが、画像センサを含む、請求項１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  5. 前記第１のリソグラフィ処理ユニットが、第１の明視野光源をさらに含む、請求項１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  6. 前記走査ユニットが、第２の明視野光源又は暗視野光源をさらに含む、請求項５に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  7. 前記走査ユニットが、第２の明視野光源及び暗視野光源をさらに含む、請求項５に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  8. 前記光学系、前記走査ユニット、及び前記リソグラフィ露光ユニットが、前記第１のリソグラフィ処理ユニットの共通の縦軸に沿って光信号を送受信する、請求項１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  9. 前記光学系が、前記基板の表面上へのリソグラフィマスクパターンの画像を縮小するよう構成された縮小光学系を含む、請求項１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  10. 前記ステージが、第１の領域において前記基板を支持するよう構成され、さらに第２の領域において第２の基板を支持するよう構成されており、前記デジタルリソグラフィシステムが、 前記ブリッジに連結された第２のリソグラフィ処理ユニットであって、 第２の走査ユニット、 第２リソグラフィ露光ユニット、及び 前記第２の走査ユニットと前記第２のリソグラフィ露光ユニットとによって共有される第２の光学系 を含む第２のリソグラフィ処理ユニットをさらに備え、 前記第２の走査ユニットは、測定動作中に前記第２の基板の測定値を生成するために前記第２の光学系を使用し、前記第２のリソグラフィ露光ユニットは、露光動作中に前記第２の光学系を使用して前記第２の基板のデジタルリソグラフィ露光を実行するために前記第２の光学系を使用する、 請求項１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  11. 前記測定動作又は前記露光動作の前に前記基板を前記ステージにクランプするためのチャックであって、前記ステージへの前記基板の前記クランプは、前記露光動作の後まで解除されない、チャック をさらに備える、請求項２に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  12. 前記チャックが静電チャックを含む、請求項１１に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  13. デジタルリソグラフィシステムであって、 第１の領域において第１の基板を支持し、第２の領域において第２の基板を支持するよう構成されたステージと、 前記ステージの上方に配置されたブリッジと、 前記ステージに連結され、前記第１の領域において前記ステージの上方に配置された第１の走査ユニットと、 前記ステージに連結され、前記第２の領域において前記ステージの上方に配置された第１リソグラフィ露光ユニットと を備え、 前記第１のリソグラフィ露光ユニットが、前記第１の走査ユニットが前記第１の領域に配置された第２の基板の測定値を生成するのと同時に、前記第２の領域に配置された第１の基板のデジタルリソグラフィ露光を実行する、デジタルリソグラフィシステム。
  14. コントローラをさらに備え、前記コントローラは、 第１走査ユニットに、第１の時点において前記第２の基板の前記測定値を生成させ、 、前記第１のリソグラフィ露光ユニットに、前記第１の時点において前記第１の基板の前記デジタルリソグラフィ露光を実行させる、 請求項１３に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  15. 前記ステージの前記第２の領域から前記第１の基板を移動させ、前記ステージの前記第１の領域から前記ステージの前記第２の領域へと前記第２の基板を移動させ、前記ステージの前記第１の領域へと第３の基板を移動させるためのロボットシステムをさらに備え、 前記コントローラはさらに、 前記測定値に基づいて、前記第２の基板のリソグラフィ露光パターンの修復更新を決定し、 前記第１走査ユニットに、第２の時点において前記第３の基板の測定値を生成させ、 前記第１のリソグラフィ露光ユニットに、前記第２の時点において前記修復更新によって調整された前記リソグラフィ露光パターンに従って、前記第２の基板のデジタルリソグラフィ露光を実行させる、 請求項１４に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  16. 前記第１の領域の表面プロファイルにわたる第１の複数の隣接するサブ領域であって、前記第１の走査ユニットが、前記第１の複数の隣接するサブ領域のうちの第１のサブ領域で動作するように位置決めされている、第１の複数の隣接するサブ領域と、 １つ又は複数の追加の走査ユニットであって、前記１つ又は複数の追加の走査ユニットの各々が、前記第１の走査ユニットが前記第１のサブ領域で動作するのと同時に、前記第１の複数の隣接するサブ領域のうちの追加のサブ領域で動作するように位置決めされている、１つ又は複数の追加の走査ユニットと、 前記第２の領域の表面プロファイルにわたる第２の複数の隣接するサブ領域であって、前記第１のリソグラフィ露光ユニットが、前記第２の複数の隣接するサブ領域のうちの第１のサブ領域で動作するように位置決めされている、第２の複数の隣接するサブ領域と、 １つ又は複数の追加のリソグラフィ露光ユニットであって、前記１つ又は複数の追加のリソグラフィ露光ユニットの各々が、前記第１のリソグラフィ露光ユニットが前記第２の複数の隣接するサブ領域のうちの前記第１のサブ領域で動作するのと同時に、前記第２の複数の隣接するサブ領域のうちの追加のサブ領域で動作するように位置決めされている、１つ又は複数の追加のリソグラフィ露光ユニットと をさらに備える、請求項１３に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  17. デジタルリソグラフィシステムであって、 基板を支持するよう構成されたステージと、 前記ステージの上方に配置されたブリッジと、 前記ブリッジに連結され、第１の領域で前記ステージの上方に配置された第１の走査ユニットと、 前記ブリッジに連結され、第２の領域において前記ステージの上方に配置された第１のリソグラフィ露光ユニットと を備え、 前記第１の走査ユニットは、第１の時点において前記基板の第１の部分が前記第１の領域に位置決めされている間に前記基板の前記第１の部分の走査を実行し、第２の時点において前記基板の第２の部分が前記第１の領域に位置決めされている間に前記基板の前記第２の部分の走査を実行し、 前記第１のリソグラフィ露光ユニットは、前記第１の時点において前記基板の前記第１の部分に対して実行された前記走査に少なくとも部分的に基づいて、前記第２の時点において前記基板の前記第１の部分が前記第２の領域に位置決めされている間に前記基板の前記第１の部分のデジタルリソグラフィ露光を実行する、 デジタルリソグラフィシステム。
  18. 前記基板の前記第１の部分が前記第１の領域から前記第２の領域へと移動するように、前記ステージを移動させるためのコントローラをさらに備え、前記第１のリソグラフィ露光ユニットが前記第１の走査ユニットからオフセットされている、請求項１７に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  19. コントローラをさらに備え、前記コントローラは、 前記第１の走査ユニットに、第１の時点において前記基板の前記第１の部分の測定値を生成させ、 前記測定値に基づいて、前記基板の前記第１の部分のリソグラフィ露光パターンの修復更新を決定し、 前記第１のリソグラフィ露光ユニットに、前記第２の時点において前記修復更新によって調整された前記リソグラフィ露光パターンに従って前記基板の前記第１の部分の前記デジタルリソグラフィ露光を実行させる、 請求項１７に記載のデジタルリソグラフィシステム。
  20. 前記基板の表面プロファイルにわたる第１の複数の領域であって、前記第１の領域が前記第１の複数の領域のうちの１つである、第１の複数の領域と、 １つ又は複数の追加の走査ユニットであって、前記１つ又は複数の追加の走査ユニットの各々が、前記第１の走査ユニットが前記第１の領域で動作するのと同時に、前記第１の複数の領域のうちの追加の領域で動作するように位置決めされている、１つ又は複数の追加の走査ユニットと、 前記基板の前記表面プロファイルにわたる第２の複数の領域であって、前記第２の領域が、前記第２の複数の領域のうちの１つである、第２の複数の領域と、 １つ又は複数の追加のリソグラフィ露光ユニットであって、前記１つ又は複数の追加のリソグラフィ露光ユニットの各々が、前記第１のリソグラフィ露光ユニットが前記第２の領域で動作するのと同時に、前記第２の複数の領域のうちの追加の領域で動作するように位置決めされている、１つ又は複数の追加のリソグラフィ露光ユニット をさらに備える、請求項１７に記載のデジタルリソグラフィシステム。

Description

［０００１］本明細書は、概して、電子デバイス製造に関する。より具体的には、本明細書は、電子デバイス製造で使用されるデジタルリソグラフィシステムに関する。 ［０００２］デジタルリソグラフィは、従来の、又は物理的なフォトマスクを使用せずに、基板の表面上にパターンをデジタル的に作成するために使用される特殊な形態のフォトリソグラフィである。従来のフォトマスクが存在せず、かかるデジタルシステムによって可能となる多用途性により、リソグラフィ処理システムの処理速度の向上と解像度の向上の両方が可能になる。このようなデジタルシステムは、プリント基板（ＰＣＢ）パターニング、はんだマスク、フラットパネルディスプレイ、レーザマーキング、及び速度と精度の高度なレベルを要求する他のデジタル露光プロセスを含む様々な用途において有利であることが証明されている。このようなデジタルシステムの導入から得られる更なる利点には、材料コストの削減、生産速度の向上、及びシステム適応性の向上が含まれ、これらは、リソグラフィ露光パターンに対して迅速な変更を行う能力を通じて行われる。 ［０００３］フォトマスクを使用しないリソグラフィを行うために、デジタルリソグラフィシステムは、基板表面をアクチニック光源（例えば、しばしばＵＶ光源）に選択的に露光することができるデジタル露光ユニットを採用する。このような選択的露光は、基板の表面材料内にパターン又は経路を作り出すために正確に制御することができる。このようなパターン又は経路は、次いで、表面フィーチャ（例えば、集積型電子機器モジュール）間の電気接続経路のフォーマットとして使用することができる。 ［０００４］露光のための特定のパターンは、露光プロセスのための予め設計されたテンプレート又はガイドからのものであってもよい。かかるテンプレート、又は表面プロファイル「マップ」は、露光ユニットによって、意図された表面プロファイルを生成するために使用され得る。例えば、ディスプレイ製造の用途では、ガラス基板は、（表面プロファイルテンプレートに従って配置された）プレハブ電気モジュールを表面上に設置する前処理を受けることができる。このようなモジュールは、基板表面上に配置され得るコンピュータメモリ、センサ、論理リレー、アンテナなどを含み得る。このような処理、及びモジュールの配置の後、次いで、表面材料内に部分的な又は完全なパターンを形成するために、デジタルリソグラフィを使用することができる。このようなパターンをさらに下流に処理して、電気通信、電力伝送、及びモジュールと基板の表面フィーチャとの間の他の必要な伝送を可能にする導電性接続経路を生成することができる。 ［０００５］以下に示しているのは、本開示の幾つかの態様の基本的な理解を提供するための簡単な概要である。本概要は、本開示の網羅的な要約ではない。これは、本開示の主要点又は重要要素を特定するためのものでも、本開示の特定の実行形態の何らかの範囲又は特許請求の何らかの範囲を規定するためのものでもない。この概要の唯一の目的は、後述の、より詳細な説明の前置きとして、本開示の幾つかの概念を簡略化した形で提示することである。 ［０００６］本開示の一態様によれば、デジタルリソグラフィシステムが提供される。システムは、基板を支持するよう構成されたステージと、ステージの上方に配置されたブリッジと、ブリッジに連結された第１のリソグラフィ処理ユニットとを含む。幾つかの態様では、ブリッジに連結された第１のリソグラフィ処理ユニットは、基板及び第１のリソグラフィ処理ユニットとの間で光信号を伝送するよう構成された光学系を含む。幾つかの態様では、第１のリソグラフィ処理ユニットは、光学系を介して基板に関連する測定値を捕捉するよう構成された走査ユニットを含む。幾つかの態様では、リソグラフィ露光ユニットは、光学系を介して基板のデジタルリソグラフィ露光を実行するよう構成されたリソグラフィ露光ユニットを含む。 ［０００７］本開示の一態様によれば、デジタルリソグラフィシステムが提供される。本システムは、第１の領域において第１の基板を、第２の領域において第２の基板を支持するよう構成されたステージと、ステージの上方に配置されたブリッジと、ステージに連結され、第１の領域においてステージの上方に配置された第１の走査ユニットと、ステージに連結され、第２の領域においてステージの上方に配置された第１のリソグラフィ露光ユニットとを含む。幾つかの態様では、第１のリソグラフィ露光ユニットは、第１の走査ユニットが第１の領域に配置された第２の基板の測定値を生成するのと同時に、第２の領域に配置された第１の基板のデジタルリソグラフィ露光を実行する。 ［０００８］本開示の一態様によれば、デジタルリソグラフィシステムが提供される。システムは、基板を支持するよう構成されたステージと、ステージの上方に配置されたブリッジと、ブリッジに連結され、第１の領域でステージの上方に配置された第１の走査ユニットと、ブリッジに連結され、第２の領域でステージの上方に配置された第１のリソグラフィ露光ユニットとを含む。幾つかの態様では、第１の走査ユニットは、第１の時点に基板の第１の部分が第１の領域に位置決めされている間に基板の第１の部分の走査を実行し、第２の時点に基板の第２の部分が第１の領域に位置決めされている間に基板の第２の部分の走査を実行する。幾つかの態様では、第１のリソグラフィ露光ユニットは、第１の時点に基板の第１の部分の実行された走査に少なくとも部分的に基づいて、第２の時点に基板の第１の部分が第２の領域に位置決めされている間に、基板の第１の部分のデジタルリソグラフィ露光を実行することである。 ［０００９］本開示の態様及び実行形態は、限定ではなく例として態様及び実行形態を説明することを意図している、以下に示す詳細説明及び添付図面から、より完全に理解されるであろう。 本開示の幾つかの実施形態に係る、基板及び対応する表面フィーチャの上面図を示す。本開示の幾つかの実施形態による、基板の表面上のパッケージの上面図を示す。本開示の幾つかの実施形態による、パッケージの集積モジュールの上面図を示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、計測走査及びリソグラフィ露光のＴＴＬ方法を実行するのに適したリソグラフィ処理システムの上面図を示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、組み合わされたリソグラフィユニットを示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、組み合わされたリソグラフィユニットを示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、結合リソグラフィユニットを示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、リソグラフィ処理システムの上面図を示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、図４のシステムを通る基板の例示的なプロセスフローを示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、リソグラフィ処理システムの上面図を示す。本開示の幾つかの実施形態に係る、図６のシステムを通る基板の例示的なプロセスフローを示す。基板製造システムに関連付けられたコンピューティングデバイスの概略図の一実施形態を示す。 ［００２２］デジタルリソグラフィは、現代の用途において幾つかの課題に直面している。このような課題の１つは、基板とその表面プロファイル（例えば、表面フィーチャ）に対する製造条件の変動の影響である。例えば、各基板及びそれぞれの表面フィーチャは、基板表面プロファイルに固有の誤差をもたらす固有の製造条件を受けることができる。これらの誤差は、基板表面フィーチャの位置及び設置面積を意図した配置から一意に変える可能性があり、したがって、表面プロファイルに特有の誤差を導入する。 ［００２３］リソグラフィ処理システムが当初の計画通りに進行し、そのような誤差を考慮しない場合、作成された接続経路の位置がずれて、意図された接続点に接続されない可能性がある。したがって、実際の表面プロファイルは、意図された表面プロファイルから浮遊し、基板表面プロファイルの特徴、構成要素、及び性能に機能的欠陥を生み出す可能性がある。例えば、部品が位置ずれによって他の部品に正しく接続されない場合、デバイスの動作が損なわれる可能性がある。 ［００２４］構成要素又は基板表面フィーチャ間の位置ずれに対処するための方法は、（露光の前に）計測走査ユニットを介して任意の位置誤差について基板を走査し、実際の表面プロファイル特徴データを捕捉することである。この捕捉されたデータ、及びターゲット表面プロファイルテンプレートを使用して、コンピューティングサブシステムは、実際の表面プロファイルとターゲット表面プロファイルとの間の差を分析し、ターゲット表面プロファイル露光テンプレートに修正を挿入（すなわち、更新）することができる。このようにして、ターゲット表面プロファイル露光テンプレートを修正し、捕捉されたデータに基づいて更新して、変更された基板表面プロファイル上に接続を正確に作成することができる。 ［００２５］基板表面プロファイルの修正を生成するための現在の実装は、幾つかの課題に直面している。例えば、是正措置の実施は遅く、計算費用がかかる可能性がある。計測ユニット及びその配置は較正されるべきであり、基板は計測ユニットによって完全に走査されるべきである。その後、修正されたテンプレートを開発するためのコンピュータ処理は、貴重な計算時間を要する可能性がある。このような時間は、複雑な機械学習モデル又は同様のコンピュータ方法が使用される場合に増加する。 ［００２６］計測走査、データ処理、修復されたテンプレートの開発、及びリソグラフィ露光に起因する待機時間の増加は、総処理時間の増加、スループットの低下、及び貴重な計算資源の占有に役立つ。 ［００２７］別の障害は、修正されたテンプレートが、計測的走査とリソグラフィ露光との間に導入されたオフセットの影響を通じて、欠陥を永続化させることがある点である。例えば、基板が計測走査システム内に配置され、データが捕捉されると、オフセット又は不較正があればそれが、捕捉されたデータ、ひいては修正されたテンプレートに「ベーク（ｂａｋｅｄ）」又は固定される。修復されたテンプレートが現像された後、基板は、露光を受けるために、別個のリソグラフィ露光システム内に配置され得る。しかしながら、リソグラフィ露光システムの異常、オフセット、及び較正は、計測システムの異常、オフセット、及び較正とは異なる場合がある。したがって、修正されたテンプレートは、部分的にこのようなシステムの変動に起因して、露光システムへの供給及び露光処理の前であっても、すでにオフセットエラーを含み得る。例えば、反った基板は、計測走査中に固定（例えば、静電チャック）され、基板を平坦に引っ張り、基板の表面プロファイルを修正する可能性がある。反った基板は次いで、リソグラフィ露光のために新しい位置に移動され、再び新しい位置で固定され得る。基板を新しい位置でクランプすることにより、表面プロファイルは、計測走査中に第１の位置でクランプされたときに修正されたのとは異なる方法で修正される可能性がある。これらの違いはエラーを引き起こす可能性がある。 ［００２８］本開示の態様及び実装形態は、計測的走査、表面プロファイル処理、修復されたテンプレート開発、及び露光処理の間の遅延を低減する戦略を組み込むことで、既存の技術のこれらの欠点および他の欠点に対処する。本開示は、走査とリソグラフィ露光との間の基板の操作、ひいてはシステム変動エラーの導入を最小限に抑えるための戦略をさらに組み込んでいる。 ［００２９］開示されたデジタルリソグラフィシステムでは、計測走査及びリソグラフィ露光処理は、レンズ貫通（ＴＴＬ）法、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）法、又は走査先行（ＳＡ）法を含む幾つかの方法を介して、並列及び／又は順次行うことができる。後述するように、これらの方法を利用することにより、複数の基板を計測的に走査し