專利名稱：用于多曝光射束光刻裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)圖工件的方法，具體地，涉及一種通過(guò)利用多個(gè) 曝光射束改善要在所述工件上構(gòu)圖的圖像的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)在掩?；蛑虚g掩模(reticle)上生成周期性圖案用于生產(chǎn)例如顯示器 (如TFT-LCD或等離子顯示器)，或當(dāng)在半導(dǎo)體晶片上直接生成構(gòu)圖(即直 接寫入)時(shí)，關(guān)鍵的質(zhì)量要求是在圖案中沒(méi)有如陰影差(shade difference )、 明暗場(chǎng)、條紋或線條這樣的缺陷。
造成這些缺陷的偏差，如CD (臨界尺寸)或位置誤差通常非常小，從 幾百納米以下或者小于一納米。分布在可為1500 x 1200mm的基板(如顯示 器光掩?；虬雽?dǎo)體晶片)上相對(duì)大的區(qū)域上的該尺寸偏差，可非常難于(雖 不是不可能)通過(guò)測(cè)量而檢測(cè)。然而，人眼對(duì)于系統(tǒng)變化非常敏感，因而能 檢測(cè)出圖像中的條紋這樣小的偏差。人眼對(duì)于圖像中周期性強(qiáng)度變化極其敏 感。觀察距離會(huì)影響所述周期性強(qiáng)度變化的顯示。通常來(lái)說(shuō)，如果在范圍 1-20mm的空間頻率上對(duì)比度差在大約0.5%以上，周期性強(qiáng)度變化可通過(guò)人 眼檢測(cè)。對(duì)于一般的觀察距離，大約lmm以下的周期性強(qiáng)度變化不會(huì)顯示。
周期性缺陷可由在一定方向上圖案節(jié)距與系統(tǒng)節(jié)距之間的拍頻而導(dǎo)致。 所述圖案節(jié)距可定義為圖案中等同特征之間的距離。圖案節(jié)距可在所述構(gòu)圖 的X和Y方向上不同。在光柵掃描系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)節(jié)距是Y間距，定義 了兩個(gè)相鄰曝光光斑的大小的重心之間沿所述曝光射束掃描方向的距離。沿 掃描方向的數(shù)以百計(jì)的眾多曝光光斑形成工件上的掃描線。曝光光斑可優(yōu)選 地連續(xù)地在掃描線內(nèi)，但也可在由可連接到調(diào)制器的時(shí)鐘發(fā)生器頻率決定的 任意給定時(shí)間關(guān)閉，所述調(diào)制器根據(jù)所需圖案數(shù)據(jù)調(diào)制所述曝光射束。另一 系統(tǒng)節(jié)距是X間距，定義了所述曝光射束的兩條相鄰平行掃描線之間的距 離。X方向上的眾多掃描線可形成條帶。連在一起的條帶將在工件上形成所 需圖案。
然而，為提高寫入速度而采用多個(gè)曝光射束構(gòu)圖的掩;f莫、中間掩?；虬?導(dǎo)體晶片可能具有如CD (臨界尺寸)誤差增加這樣的副作用，即打印在工 件上的線條或特征具有較不統(tǒng)一的線寬和/或具有粗糙邊緣的特征。
需要這樣一種方法和裝置，當(dāng)用多個(gè)曝光射束在工件上生成構(gòu)圖時(shí)，能
夠在不增加CD誤差和/或特征粗糙度的情況下，構(gòu)圖任何類型的圖案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種構(gòu)圖工件的方法，克服或至少減少上述
采用多射束圖案發(fā)生器時(shí)CD誤差增加的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方法實(shí)現(xiàn)該目的，即提供一種同時(shí)使用多個(gè)曝光射束 構(gòu)圖工件的方法，所述工件至少部分由對(duì)電磁輻射敏感的層覆蓋，所述方法
包括以下步驟通過(guò)調(diào)整所述多個(gè)曝光射束的至少一個(gè)曝光射束的量，補(bǔ)償 相鄰曝光射束之間的距離與名義值的偏離，以減少所述工件上所述構(gòu)圖中的 CD誤差。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可只在射束構(gòu)圖邊緣特征時(shí)，改變所述量。 根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，可在構(gòu)圖該特征之前進(jìn)行所述信息收集。 根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，至少部分地在構(gòu)圖期間進(jìn)行所述信息收
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，所述補(bǔ)償沿所述多個(gè)曝光射束形成的至少 一個(gè)條帶而變化。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，在工件上確定相鄰射束之間的所述距離。 在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，提供一種同時(shí)使用多個(gè)曝光射束構(gòu)圖工件的 方法，所述工件至少部分由對(duì)電磁輻射敏感的層覆蓋。所述方法包括以下步 驟確定任何射束是否相對(duì)參考射束具有偏離其預(yù)期位置的實(shí)際位置，如果 錯(cuò)誤定位的射束打印在特征邊緣上，則調(diào)整所述射束的曝光量。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)整沿所述多個(gè)曝光射束形成的至少 一個(gè)條帶而變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在所述工件上測(cè)量所述實(shí)際位置。 根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，相鄰射束之間的所述位置通過(guò)在一參考標(biāo) 記上進(jìn)行至少 一次測(cè)量而確定。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，其中所述實(shí)際位置在一參考標(biāo)記上測(cè)量。本發(fā)明的進(jìn)一步特征及其優(yōu)勢(shì)將從以下給出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和 附圖1-5的詳細(xì)描述中顯見，其中只是說(shuō)明性地給出而不是本發(fā)明的限制。


圖1示出多射束光學(xué)系統(tǒng)的概略視圖。
圖2示出偏轉(zhuǎn)器和末級(jí)透鏡，以及三個(gè)曝光射束。
圖3a示出各個(gè)射束之間具有不同間距的多射束。 圖3b示出采用如圖3a所示射束的寫入狀況。 圖3c示出通過(guò)采用如圖3a所示射束寫二像素線的不同可能。 圖3d示出根據(jù)本發(fā)明用正確尺寸打印線條的一個(gè)實(shí)施例。 圖3e示出根據(jù)本發(fā)明用正確尺寸打印線條的另 一個(gè)實(shí)施例。 圖4示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光圖案發(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例。 圖5示出確定曝光射束之間的間隔距離時(shí)所使用的波形圖案(meander pattern)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例是為解釋本發(fā)明而描述，并 不限制由權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到在以 下說(shuō)明中可有許多等效變形。
進(jìn)一步地，參照激光掃描圖案發(fā)生器描述優(yōu)選實(shí)施例。顯然對(duì)于本領(lǐng)域 一般技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，任何曝光裝置都可等效應(yīng)用，例如從IR到EUV的光， x射線，或電子、離子這樣的粒子束或原子束。
參考掩?；蛑虚g掩模的生產(chǎn)，例如生產(chǎn)在如顯示器上的周期性圖案來(lái)進(jìn) 一步說(shuō)明本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員，顯然本發(fā)明的方法和裝置可等 效地應(yīng)用于掩模、中間掩模顯示器或其它半導(dǎo)體器件中任意圖案的直接寫入 中，包括大面積圖案以及小面積圖案。
圖4示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光圖案發(fā)生器的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，支 撐結(jié)構(gòu)13支承工件10。寫入頭包括用于在所述工件IO上生成目標(biāo)像素的光 學(xué)系統(tǒng)2以及末級(jí)透鏡3,并位于基本沿x15方向的導(dǎo)軌16滑動(dòng)的托架14 上。隨托架14移動(dòng)的部分在圖1中以陰影線示出。導(dǎo)軌16大致沿y9方向 移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)軌以步進(jìn)方式移動(dòng)，所述托架14以連續(xù)方
式移動(dòng)，其中步進(jìn)移動(dòng)相應(yīng)于慢速方向，連續(xù)移動(dòng)相應(yīng)于快速移動(dòng)。在另一
實(shí)施例中，所述導(dǎo)軌16可以連續(xù)方式移動(dòng)，而所述托架14可以步進(jìn)方式移 動(dòng)。在另一實(shí)施例中，所述導(dǎo)軌16可以連續(xù)方式移動(dòng)，所述托架14可也以 連續(xù)方式移動(dòng)。在所述實(shí)施例中，工件10可在構(gòu)圖時(shí)保持在固定位置。支 撐結(jié)構(gòu)13可安排在振動(dòng)阻尼結(jié)構(gòu)18上。所述振動(dòng)阻尼結(jié)構(gòu)可優(yōu)選地由高密 度材料制成，并可由空氣墊支撐以進(jìn)一步阻尼振動(dòng)。
圖4中，為清楚起見省略導(dǎo)軌的遠(yuǎn)端。光學(xué)系統(tǒng)2產(chǎn)生掃描線，即對(duì)于 沿導(dǎo)軌的每個(gè)x位置可在y方向上寫入通常幾百像素。許多掃描線將形成條 帶。取決于所選擇的寫入策略，完成的圖案包括相互部分重疊或相互不重疊 的許多條帶。在一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)系統(tǒng)2包括調(diào)制器138、準(zhǔn)直透鏡 組件144和偏轉(zhuǎn)器139,見圖1。調(diào)制器138可用于改變照明時(shí)間周期和/或 來(lái)自源17的電磁輻射強(qiáng)度。所述調(diào)制器138可例如為常規(guī)的聲光調(diào)制器或 具有基本相同功能的任何其它調(diào)制器。偏轉(zhuǎn)器可用于偏轉(zhuǎn)輻射束，生成所述 掃描線。偏轉(zhuǎn)器可為聲光偏轉(zhuǎn)器。時(shí)鐘發(fā)生器可連接到調(diào)制器并可采用 50MHz頻率。掃描線的長(zhǎng)度，即條帶的寬度可為200)nm。所述掃描線可包 括大約80(H象素。
在另一實(shí)施例中，所述光學(xué)系統(tǒng)2僅包括所述偏轉(zhuǎn)器139。在所述實(shí)施 例中，調(diào)制器138可布置在距激光源17的固定位置上。
輻射可從激光源17發(fā)出，所述激光源17可固定地安裝在導(dǎo)軌上，也可 與所述導(dǎo)軌分離。輻射可由光學(xué)系統(tǒng)19在與導(dǎo)軌16大致平行的方向上擴(kuò)展、 準(zhǔn)直、均化和發(fā)射，使得其入射到托架14上的拾取光學(xué)元件21上，而在沿 導(dǎo)軌移動(dòng)期間不改變橫向位置、角度和剖面。
激光源可為連續(xù)或脈沖激光源。激光的波長(zhǎng)可為例如413nm。
可利用干涉儀以常規(guī)方式進(jìn)行導(dǎo)軌16與工件的對(duì)準(zhǔn)，見例如受讓人為 與本發(fā)明相同的申請(qǐng)人的US5635976。筒言之，本發(fā)明圖中未示出的控制單 元可初始化從存儲(chǔ)設(shè)備讀取圖案數(shù)據(jù)的操作，并可將指示或命令信號(hào)發(fā)送到 伺服單元以控制導(dǎo)軌16的移動(dòng)。時(shí)鐘發(fā)生器可產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào) 同步數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、調(diào)制器138和偏轉(zhuǎn)器139的步驟。控制單元可提供導(dǎo)軌 相對(duì)工件10的準(zhǔn)確定位。調(diào)制器138和偏轉(zhuǎn)器可由同一時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)，從 而可提供高準(zhǔn)確性。各種位置監(jiān)視設(shè)備，如附接到移動(dòng)裝置(這里是導(dǎo)軌16) 的干涉儀、偏轉(zhuǎn)器和反射鏡可監(jiān)視導(dǎo)軌16相對(duì)工件10和末級(jí)透鏡3的位置。
所述位置監(jiān)視裝置與移動(dòng)導(dǎo)軌16的電機(jī)一起形成伺服機(jī)構(gòu)。所述伺服機(jī)構(gòu) 可精確控制導(dǎo)軌16的移動(dòng)。具有一定頻率的時(shí)鐘發(fā)生器與具有一定波長(zhǎng)的
干涉儀一起可限定初始系統(tǒng)柵格(grid)。其中一個(gè)干涉儀，也就是可用于控 制X方向或Y方向上位置的干涉儀的頻率上的變化可改變初始系統(tǒng)節(jié)距。 可只用一個(gè)干涉儀，其中可用分束器生成所述激射束的兩個(gè)分支，用于兩個(gè) 方向上的定位控制。 一個(gè)分支上的波長(zhǎng)的改變或?qū)Τ跏紭?biāo)度以一定因數(shù)重調(diào) (即可在X和Y方向上單獨(dú)設(shè)定標(biāo)度)可用于改變初始系統(tǒng)節(jié)距。
工件IO可以適當(dāng)?shù)姆绞狡揭?，例如由布置在所述支撐結(jié)構(gòu)13至少一端 上的壓電致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
在圖4的所示的實(shí)施例中，所述工件10布置得大致平行于x-y平面。 該x-y平面可為水平面或垂直面。在所述x-y平面與垂直面平行的情況下， 所述工件被稱為豎基板。具有豎基板的裝置比具有水平基板的機(jī)器要求實(shí)質(zhì) 較小的凈化室面積、臺(tái)面面積，但是兩個(gè)實(shí)施例都比常規(guī)所用的機(jī)器要求較 小的凈化室面積。對(duì)于豎基板IO，由于相比平行于水平面的基板來(lái)說(shuō)，存在 微粒的暴露區(qū)域顯著減小，因而所述基板可對(duì)污染較不敏感。在另一實(shí)施例 中，所述基板可以相對(duì)水平面0-90°之間的任意角度傾斜。
豎基板的另一特征是所謂的下垂(sag)可在基板平行于垂直面的情況
義為工件因其重量而造成的變形。下垂的樣式取決于基板的支撐結(jié)構(gòu)的類 型、支撐結(jié)構(gòu)的數(shù)量以及所述基板本身的大小和幾何結(jié)構(gòu)。
步進(jìn)電機(jī)或線性電機(jī)可移動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌可在空氣軸承上滑動(dòng)?？稍趯?dǎo)軌 16的每個(gè)支撐腿下具有一個(gè)空氣軸承。在另一實(shí)施例中，所述導(dǎo)軌的所述支 撐腿可相互耦接，從而形成包括上部和下部的構(gòu)架結(jié)構(gòu)，其中所述托架在x 方向上在所述上部上移動(dòng)，所述下部包括沿y方向的空氣軸承。所述下部位 于所述振動(dòng)阻尼結(jié)構(gòu)18下方，即，所述框架結(jié)構(gòu)的空心部分可在工件上方 移動(dòng)，所述上部在所述工件上方，所述下部在所述工件下方。
可在所述導(dǎo)軌或所述支撐結(jié)構(gòu)13上存在精細(xì)定位。所述精細(xì)定位可為 機(jī)械和/或電子伺服的方式。在一個(gè)實(shí)施例中，可在所述導(dǎo)軌上具有兩個(gè)線性 電機(jī)用于執(zhí)行y方向上的所述移動(dòng)。所述線性電機(jī)可通過(guò)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌的方式操 作而進(jìn)行精細(xì)定位。
在支撐結(jié)構(gòu)13的端支撐上可附接使支撐結(jié)構(gòu)13在y方向上位移的壓電 致動(dòng)器。所述致動(dòng)器可由模擬電壓驅(qū)動(dòng)，該模擬電壓來(lái)自包括所述干涉儀、 偏轉(zhuǎn)器和反射鏡的控制系統(tǒng)，以及感應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)13相對(duì)導(dǎo)軌16位置的反饋
回路。致動(dòng)器可校正步進(jìn)電機(jī)中的有限分辨率及導(dǎo)軌16的不直。每個(gè)致動(dòng) 器可具有100pm的移動(dòng)范圍。
代替用附接到支撐結(jié)構(gòu)13的致動(dòng)器補(bǔ)償導(dǎo)軌的非直線運(yùn)行，所述導(dǎo)軌 可自身調(diào)節(jié)，使得所述步進(jìn)或線性電機(jī)的有限分辨率可得到補(bǔ)償。以相似的 方式，致動(dòng)器可附接到導(dǎo)軌上，并且支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)導(dǎo)軌的位置可通過(guò)干涉儀 而連續(xù)監(jiān)測(cè)。
在圖4所示實(shí)施例中，托架14可在空氣軸承22上沿導(dǎo)軌16滑動(dòng)。它 可由線性電機(jī)23驅(qū)動(dòng)，除電纜和空氣供應(yīng)管道外，在導(dǎo)軌16與托架14之 間沒(méi)有物理接觸。作用在其上的唯一的力是來(lái)自非接觸電機(jī)23及來(lái)自慣性。
為了補(bǔ)償有關(guān)導(dǎo)軌16直線度的誤差或其它對(duì)稱形狀誤差，可進(jìn)行校準(zhǔn)。 在機(jī)器裝配后，必須寫入或測(cè)量測(cè)試板并測(cè)量寫入/測(cè)量誤差。該誤差存儲(chǔ)在
直接安裝在所述末級(jí)透鏡3上方的所述光學(xué)系統(tǒng)2中的聲光偏轉(zhuǎn)器可形 成掃描線。像素可為300 x 300nm，每個(gè)掃描線可為200(im寬。透鏡可為焦 距4mm ， NA=0.5的平場(chǎng)校正透鏡。
末級(jí)透鏡3處于正確位置時(shí)，x方向上的精細(xì)定位可基于開始掃描的脈 沖的定時(shí)。y方向上，上述機(jī)械伺服可由數(shù)據(jù)延遲特征補(bǔ)充，即將數(shù)據(jù)沿聲 光掃描移動(dòng)，如DE4022732A1所述。這等效于將位置控制帶寬提高到高于 100Hz的無(wú)'1"賈性前々赍4空制系統(tǒng)(inertia free feed forward control system )。
所述托架動(dòng)程與動(dòng)程之間允許的角度偏差小于10^:弧度，并且沿所述 動(dòng)程必須沒(méi)有任何焦點(diǎn)漂移。這可由多種方式解決。首先，托架14在預(yù)載 到高剛度的空氣軸承上運(yùn)行，使得托架14相對(duì)導(dǎo)軌16的位置被良好限定而 不依賴于外部空氣壓力和溫度。不完美的導(dǎo)軌可導(dǎo)致沿掃描線的寫入誤差。 但是，該誤差可在校準(zhǔn)期間測(cè)量，作為校正曲線存儲(chǔ)并在寫入期間反饋到位 置回饋系統(tǒng)而補(bǔ)償。通過(guò)用準(zhǔn)直和束成形光學(xué)元件19處理激射束，焦點(diǎn)可 保持恒定。
現(xiàn)參照?qǐng)D1，用于在工件IOO上構(gòu)圖的多射束光學(xué)系統(tǒng)可為本發(fā)明的系 統(tǒng)的一個(gè)例子。多射束光學(xué)系統(tǒng)包括激光光源17,激射束101,書t射光學(xué) 元件(DOE) 128,調(diào)制透鏡組件130，調(diào)制器138,準(zhǔn)直透鏡組件144，棱
鏡124,聲光偏轉(zhuǎn)器139，末級(jí)透鏡3和工件150。
光源17可具有413nm的輸出波長(zhǎng)，但是也可采用其它波長(zhǎng)。光源連續(xù) 地或以脈沖方式車命出激光輻射。
衍射光學(xué)元件DOE 128可將單個(gè)激射束分成多個(gè)激射束，例如，3、 5 或9束，不過(guò)通過(guò)插入一個(gè)或多個(gè)DOE 128，任何數(shù)目的激射束都可生成。
調(diào)制器透鏡組件130可將每個(gè)單獨(dú)的激射束聚焦到調(diào)制器138。
調(diào)制器138可分別單獨(dú)調(diào)制入射的經(jīng)聚焦的多個(gè)激射束。調(diào)制器138可 為聲光調(diào)制器。
棱鏡124只為壓縮激射束光路的范圍而插入到該結(jié)構(gòu)中。
準(zhǔn)直透鏡組件144可準(zhǔn)直來(lái)自調(diào)制器的每個(gè)獨(dú)立的發(fā)散的激射束。準(zhǔn)直 透鏡組件可^吏激射束在工件150、 10上具有正確的間隔。
聲光偏轉(zhuǎn)器139可將激光曝光射束偏轉(zhuǎn)到工件IO上以形成所述掃描線。 末級(jí)透鏡可將多個(gè)激光曝光射束聚焦到所述工件150、 10上。
末級(jí)透鏡3和調(diào)制器138可設(shè)置成彼此具有固定或可移動(dòng)的間距。包括 至少兩個(gè)透鏡的準(zhǔn)直透鏡組件144可布置在電動(dòng)導(dǎo)軌上，或可通過(guò)其它合適 的裝置(例如壓電移動(dòng))使其內(nèi)部位置變化或使其絕對(duì)位置變化。改變準(zhǔn)直 透鏡組件到工件150的距離以及改變所述準(zhǔn)直透鏡組件的焦距可改變激射束 在工件IO上的間距。
改變工件10上各激射束的間距的另一個(gè)方式可為調(diào)整調(diào)制器透鏡組件 130，使得在調(diào)制器中改變各自激射束之間的間距。
改變工件上各激射束的間距的另一個(gè)方式可為機(jī)械拉伸DOE 128，從而 改變衍射光柵的節(jié)距，導(dǎo)致所需的工件上激射束的間距變化。
圖2示出包括偏轉(zhuǎn)器139和末級(jí)透鏡3的光學(xué)系統(tǒng)2的一個(gè)實(shí)施例的放 大圖。各自激光曝光射束之間的初始間距示為101a、 101b和101c。這里采 用三個(gè)激光曝光射束，相鄰兩束激光曝光射束之間的間距在圖2中用a或b 表示，可為9.75pm,不相鄰的兩束激光曝光射束，即最左的激光曝光射束 101a和最右的激光曝光射束101c之間的間距在圖2中用c表示，可為 19.5pm。射束的間距基本垂直于通過(guò)偏轉(zhuǎn)器139掃描曝光射束的方向，即， 如果所述間距沿X方向延伸，所述激光曝光射束的掃描沿Y方向延伸，這 意味著掃描線沿Y方向延伸而條帶沿X方向延伸。在多曝光射束寫入策略 中，各自激光曝光射束的初始間距可等于或接近于X方向上系統(tǒng)節(jié)距的整數(shù)
倍。
如果各自激射束在X方向上的間距不是所述系統(tǒng)節(jié)距大小在X方向上 的整數(shù)倍，則會(huì)在圖案中產(chǎn)生邊緣粗糙和圖案依賴CD (臨界尺寸)變化。
圖3a示出具有三個(gè)曝光射束310、 320、 330的可能狀態(tài)，其中相鄰曝 光射束之間的各自距離不同。多個(gè)曝光射束可同時(shí)在工件上形成多個(gè)掃描線。
多個(gè)曝光射束的第 一掃描可以任何距離與多個(gè)曝光射束的第二掃描分開。
這里曝光射束310和曝光射束320之間的距離在圖3a中表示為360，大 于曝光射束320與曝光射束330之間的距離，在圖3a中表示為380。這種情 況下距離360可為相鄰曝光射束之間的名義距離，而距離380可小于相鄰曝 光射束之間的名義3巨離。
曝光射束310、 320、 330可入射到工件上將形成掃描線310A、 320A、 330A、 310B、 320B、 330B、 310C、 320C、 330C。如果每個(gè)相鄰曝光射束 360、 380之間的間距/距離相等,則所有掃描線310A、 320A、 330A、 3腦、 320B、 330B、 310C、 320C、 330C可以彼此相等的距離寫在工件上。但是， 采用如圖3a所示曝光射束時(shí)，無(wú)論怎么選擇多個(gè)曝光射束的第一及以后掃 描，每個(gè)掃描線也不顯示成與其相鄰掃描線相距相等的距離。根據(jù)曝光射束 之間的間距以及多個(gè)曝光射束的兩次連續(xù)掃描之間的間距，例如掃描線 310A和掃描線310B之間的距離，可對(duì)圖案有如圖3b所示例的改變，這采 用了圖3a所示的曝光射束及兩次連續(xù)的多射束曝光之間的一定距離。
圖3b所示形成掃描線的圓圈可表示各個(gè)曝光射束的各曝光光斑。沿掃 描線的兩個(gè)相鄰圓圏之間的距離可為該方向上解析度的量度。相鄰圓圈之間 的距離越短，解析度越高。圖3b所示距離只是例子，兩個(gè)相鄰圓圈之間沿 掃描線的距離可選擇設(shè)置在任何值。
圖3a中箭頭350表示將在工件上形成多條掃描線310A、 320A、 330A、 310B、 320B、 330B、 310C、 320C、 330C的多曝光射束310、 320、 330的掃 描方向。箭頭370可表示光學(xué)頭相對(duì)工件的移動(dòng)方向。
采用如圖3a所示曝光射束并通過(guò)采用曝光射束第一和第二掃描之間特 定距離時(shí)，所得寫入狀態(tài)可如圖3b所示。由圖3b，可容易地理解在打印圖 案中可能具有某些CD均勻和粗糙的問(wèn)題。310A、 320A、 330A表示第一掃
描中的掃描線。310B、 320B、 330B表示第二掃描中的掃描線。310C、 320C、 330C表示第三掃描中的掃描線。部分掃描線比該實(shí)施例中所示320A和 310B、以及320B和310C的名義重疊互相重疊得更多，例如掃描線310B和 330A、以及310C和330B。部分掃描線互相重疊得較少，在本例中根本不 重疊，330A和320B、以及330B和320C。其原因可能是相鄰曝光射束之間 的距離誤差，即由于曝光射束預(yù)期位置與曝光射束的實(shí)際位置不符，部分曝 光射束未在預(yù)期位置入射到工件。因而所得掃描線未寫在其預(yù)期位置上。一 條或多條曝光射束偏離其預(yù)期位置越遠(yuǎn)，其效果會(huì)越明顯。掃描線在工件上 的不等重疊會(huì)影響所得寫入質(zhì)量，例如，差的CD均勻性。
圖3c中，示出通過(guò)采用如圖3a所示的曝光射束以及圖3b所示的寫入 狀態(tài)，寫入由線條392、 394定義的二像素線的三個(gè)不同的可能性。在名義 寬度情況下，圖3c的頂圖所示，二像素線可由掃描線310B和320A寫入。 掃描線310B和320A可最優(yōu)地互相重疊，因而這兩條掃描線310B和320A 可以其名義寬度寫入掃描線。
在低于名義寬度情況下，圖3c的中圖所示，兩條像素線由掃描線310B 和掃描線330A寫入。由于掃描線310B和330A彼此太接近，即小于彼此名 義距離，所以這里掃描線相互重疊太多。在低于名義寬度的情況下，二像素 線會(huì)太窄。
在高于名義寬度情況下，如圖3c的下圖所示，兩條像素線由掃描線330A 和束/像素320B寫入。在這種情況中，根本很難有重疊，因而二像素線比起 其名義寬度會(huì)太寬。太寬的原因是離掃描線330A最近的掃描線是掃描線 320B,比離掃描線330A的名義距離更遠(yuǎn)。
圖3d示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如何解決寫入二像素線時(shí)低于名 義寬度的問(wèn)題。通過(guò)提高像素330的單次量，所述二像素線可以其名義寬度 寫入。
在圖3d中，有哪個(gè)像素將曝光哪一區(qū)域的信息。具有該信息和構(gòu)圖數(shù) 據(jù)，則可在某具體的特征實(shí)際曝光前預(yù)測(cè)哪一像素將曝光所述圖案數(shù)據(jù)中的 具體的特征。 一旦知道射束之間的間距與寫入原理，如圖3b所示的圖案可
容易地被模擬。
假設(shè)準(zhǔn)備曝光具有x個(gè)特征的特定圖案。如果選擇一定的寫入原理，例 如，具體掃描線的重疊以及多個(gè)射束的曝光順序，則會(huì)得到一定的寫入狀態(tài)，
例如可為圖3b所示的情況。在曝光任何具體特征之前，應(yīng)了解與名義狀態(tài)
的任何不符，如圖3c所示例，并且能校正這種不符，如圖3d和3e所示例。 在曝光一定圖案之前，可進(jìn)行寫入的仿真/計(jì)算。這種仿真/計(jì)算結(jié)果可以是 有關(guān)哪一像素將曝光哪一區(qū)域的表格。不同的寫入方式會(huì)造成不同的寫入狀 態(tài)從而獲得不同的表格。這種表格可與將要構(gòu)圖的圖案匹配。如此，因?yàn)槠?光射束之間的距離差將導(dǎo)致如圖3c所示例的狀態(tài)，可明顯看出哪一像素必 須補(bǔ)償。
從圖3b中顯見，曝光射束之間的距離誤差將以規(guī)則方式表現(xiàn)。但是， 只在誤差曝光射束顯現(xiàn)在待打印的特征邊緣的情況下，才涉及該誤差的補(bǔ)償 或校正，如圖3c所示。在圖3c中，330A是寫在其預(yù)期位置外的掃描線。 當(dāng)在特征邊緣處掃描線未處于其預(yù)期位置時(shí)，可做某些校正以提高最終圖案 的CD質(zhì)量。
由于不同的相鄰曝光射束之間的距離可能不同，掃描線可能出現(xiàn)在非預(yù) 期位置，如上所述。總可挑出至少一個(gè)射束，當(dāng)作位于其正確的、預(yù)期的位 置的參考射束。第一射束可被選作參考射束。也可以選擇其它任何射束作為 參考射束，但是選擇正確定位的射束可提高將也正確定位的一個(gè)或多個(gè)其它 射束放在預(yù)期位置的可能性。預(yù)期位置可與各自曝光射束之間的預(yù)設(shè)距離有 關(guān)。曝光射束可定義為彼此之間距離相等，但是也可能不同的相鄰射束預(yù)期 彼此距離不相等。
圖5示出當(dāng)射束在y方向上掃描時(shí)，測(cè)量相鄰曝光射束A、 B之間x距 離的實(shí)施例。該測(cè)量在波形成形圖案510上進(jìn)行。波形成形圖案510包括在 玻璃基底上分別為+45度和-45度的鉻線512和514。也可采用其它角度，所 選用的角度取決于曝光射束的數(shù)目。當(dāng)兩條曝光射束A、 B在波形成形圖案 510上在所述y方向上掃描時(shí)，所述曝光射束A、 B可產(chǎn)生可由反射探測(cè)器 檢測(cè)的兩組反射信號(hào)520、 530。由簡(jiǎn)單的三角學(xué)，得出兩射束A、 B之間的 實(shí)際x距離等于兩個(gè)反射信號(hào)520、 530之間的間距。為了處理波形成形圖 案510可能的旋轉(zhuǎn)，需要從兩個(gè)180度旋轉(zhuǎn)的波形成形圖案510取出曝光射 束A、 B的間距作為測(cè)量平均。為了可進(jìn)行間距測(cè)量，在測(cè)量窗內(nèi)兩個(gè)曝光 射束A、 B必須總共有四個(gè)反射峰可見(N個(gè)射束有2xN個(gè)反射)。
在根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例中，可不論所述掃描線是否寫在特征邊緣上 而進(jìn)行不在其預(yù)期位置的掃描線的校正?？芍谱饕粋€(gè)或多個(gè)表格，在表格中
可找到前一掃描線寫入(曝光射束開)還是未寫入(曝光射束關(guān))的信息。
如圖3c中圖所示，前一掃描線310B被寫入，在這種情況下，可提高掃描線 330A的強(qiáng)度以實(shí)現(xiàn)二像素線的名義寬度。當(dāng)前一掃描線已被寫入時(shí)，總是 可提高掃描線330A的強(qiáng)度。例如，因?yàn)榍耙粧呙杈€已^^皮寫入，在特征中掃 描線330A、 B、 C等的強(qiáng)度可提高。
在圖3c的下圖中，在掃描線330A之前，前一掃描線未寫入。在這種情 況下，不論掃描線330A是否寫在特征邊緣，應(yīng)減少掃描線330A的強(qiáng)度。
可具有寫入前一掃描線時(shí)如何處理至少一個(gè)掃描線的第一信息表以及 不寫入前一掃描線時(shí)如何處理至少一個(gè)掃描線的第二信息表。
在上述實(shí)施例中，掃描線在圖3b中箭頭370所示方向上寫入。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可容易地理解如果所述掃描線的方向反轉(zhuǎn)，則對(duì)于具體掃描線來(lái) 說(shuō)，提高或降低強(qiáng)度可存在其它條件。所述條件可為所述前一掃描線已被或 未被寫入。通過(guò)利用生成特定圖案的寫入原理，前一掃描線指的是最接近任 何給定掃描線的掃描線，例如圖3b中，310B的前一掃描線是320A。
具體掃描線的強(qiáng)度補(bǔ)償可在寫入構(gòu)圖的同時(shí)利用所述表格中的信息進(jìn)行。
在根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例中，可沿條帶對(duì)相鄰曝光射束之間的間距變 化進(jìn)行補(bǔ)償。例如，在條帶開始處，曝光射束間隔形成第一圖案，在條帶結(jié) 束處，曝光射束間隔形成第二圖案。其原因可能是光學(xué)元件的不理想。所述 間隔可不僅在垂直于掃描多個(gè)曝光射束的方向上變化，而是可在掃描所述多 個(gè)曝光射束的方向上變化。可在條帶的多個(gè)位置檢測(cè)所述間隔圖案并存儲(chǔ)在 表格中。相鄰曝光射束之間間距變化的補(bǔ)償可沿所述條帶補(bǔ)償。通過(guò)在一定 的曝光射束強(qiáng)度上施加合適的變化，寫在所述工件上的特征的尺寸可比未補(bǔ) 償?shù)那闆r下更接近其名義寬度。在一個(gè)實(shí)施例中， 一次的曝光量D二f(beam弁， StripXpos),其中beam弁是所涉及的具體曝光射束，而StripXpos是條帶的位 置，即掃描開始處，條帶中間，條帶結(jié)束處或沿條帶的其它任何位置。
盡管參照附圖以及上述示例公開了本發(fā)明，應(yīng)理解這些示例的目的是解
釋而不是限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于理解可在本發(fā)明的精神和其后權(quán)利要求 的范圍內(nèi)進(jìn)行修改和組合。例如支撐結(jié)構(gòu)可在一個(gè)方向上移動(dòng)，光學(xué)系統(tǒng)在 垂直方向上移動(dòng)，導(dǎo)軌在固定位置上，如US5635976所公開的。
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)使用多個(gè)曝光射束構(gòu)圖工件的方法，所述工件至少部分由對(duì)電磁輻射敏感的層覆蓋，所述方法包括以下步驟通過(guò)調(diào)整所述多個(gè)曝光射束中的至少一個(gè)曝光射束的量，補(bǔ)償相鄰曝光射束之間的距離與名義值的偏離，從而減少所述工件上所述圖案中的臨界尺寸誤差。
2. —種同時(shí)使用多個(gè)曝光射束構(gòu)圖工件的方法，所述工件至少部分由 對(duì)電磁輻射敏感的層覆蓋，所述方法包括以下步驟收集有關(guān)哪一射束將曝光在所述工件上構(gòu)圖的圖案中的哪一特征的信良確定相鄰曝光射束之間的距離，通過(guò)調(diào)整所述多個(gè)曝光射束中的至少一個(gè)曝光射束的量，補(bǔ)償相鄰曝光 射束之間的距離與名義值的偏離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中只在所述射束構(gòu)圖邊緣特征時(shí)改 變所述量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在構(gòu)圖該特征之前進(jìn)行所述信息 收集的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中至少部分地在構(gòu)圖期間進(jìn)行所述 信息收集的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述補(bǔ)償沿所述多個(gè)曝光射 束形成的至少一個(gè)條帶變化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在工件上確定相鄰射束之間的所 述距離。
8. —種同時(shí)使用多個(gè)曝光射束構(gòu)圖工件的方法，所述工件至少部分由 對(duì)電磁輻射敏感的層覆蓋，所述方法包括以下步驟確定是否某 一射束相對(duì)參考射束具有偏離其預(yù)期位置的實(shí)際位置， 如果所述錯(cuò)誤定位的射束打印在特征邊緣處，則調(diào)整所述射束的曝光量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述調(diào)整沿所述多個(gè)曝光射束形 成的至少一個(gè)條帶變化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在所述工件上測(cè)量所述實(shí)際位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中相鄰射束之間的所述位置通過(guò)在參考標(biāo)記上進(jìn)行至少 一次測(cè)量而確定。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述實(shí)際位置在參考標(biāo)記上測(cè)量。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)方面包括一種同時(shí)使用多個(gè)曝光射束構(gòu)圖工件的方法，所述工件至少部分由對(duì)電磁輻射敏感的層覆蓋。在一實(shí)施例中，確定是否射束相對(duì)參考射束具有偏離其預(yù)期位置的實(shí)際位置。對(duì)于錯(cuò)誤定位的射束，如果所述射束打印在特征邊緣上，則調(diào)整所述射束的曝光量。本發(fā)明的其它方面在詳細(xì)說(shuō)明書、附圖和權(quán)利要求中反映。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101194208SQ200580049969
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者弗雷德里克·肖斯特羅姆 申請(qǐng)人:麥克羅尼克激光系統(tǒng)公司