專(zhuān)利名稱(chēng)：光刻裝置和采用數(shù)據(jù)過(guò)濾的器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻裝置和一種器件制造方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置是可在襯底、通常是襯底的目標(biāo)部分上施加所需圖案的機(jī)器。光刻裝置例如可用于平板顯示器、集成電路(IC)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)以及其它涉及微小結(jié)構(gòu)的器件的制造中。在常規(guī)裝置中，可采用對(duì)比裝置或圖案形成裝置來(lái)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于平板顯示器或其它器件的單個(gè)層上的電路圖案，該圖案形成裝置可稱(chēng)為掩?；蚍謩澃?。該圖案可被轉(zhuǎn)移到襯底(如玻璃板)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯的部分)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常借助于成像到設(shè)于襯底上的一層輻射敏感材料(如抗蝕劑)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。
除了產(chǎn)生電路圖案外，圖案形成裝置可以用于產(chǎn)生其它圖案，例如濾色器圖案或點(diǎn)的矩陣。不用掩模時(shí)，圖案形成裝置可以包括圖案形成陣列，其包括可以單個(gè)控制的元件的陣列，與基于掩模的系統(tǒng)相比，可以更快地改變圖案并且成本更低。
一般來(lái)說(shuō)，平板顯示器是矩形的。設(shè)計(jì)成對(duì)這種襯底曝光的已知的光刻裝置通常提供覆蓋矩形襯底的整個(gè)寬度或者覆蓋該寬度的一部分(例如約一半的寬度)的曝光區(qū)域。襯底在曝光區(qū)域下被掃描，同時(shí)通過(guò)光束對(duì)掩?；蚍謩澃鍜呙琛＿@樣將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。如果曝光區(qū)域覆蓋襯底的整個(gè)寬度，那么曝光在一次掃描中完成。如果曝光區(qū)域覆蓋例如襯底的一半寬度，那么將襯底在第一次掃描后橫向移動(dòng)，進(jìn)行第二次掃描，對(duì)襯底的其余部分曝光。
另一種成像方式包括象素網(wǎng)格成像(pixel grid imaging)，其中通過(guò)對(duì)點(diǎn)的相繼曝光攏來(lái)形成圖案。
當(dāng)襯底上的圖案是由局部的曝光或“點(diǎn)曝光”的網(wǎng)格建立時(shí)，發(fā)現(xiàn)在某一點(diǎn)處形成的圖案的品質(zhì)可以取決于該點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)曝光網(wǎng)格位置所處的位置。此外，對(duì)于圖案中的某個(gè)特征相對(duì)于定義網(wǎng)格的軸的不同角度，可以發(fā)現(xiàn)圖案品質(zhì)存在變化。該變化中任一個(gè)或兩者都可以對(duì)要制造的器件的品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面的影響。
圖案的圖像對(duì)數(shù)斜率(image log slope)確定了在處理已曝光襯底之后形成的特征的抗蝕劑側(cè)壁角度。平淺的圖像對(duì)數(shù)斜率意味著平淺的側(cè)壁角度，其例如在獲得平板顯示器的寬的視角時(shí)是有用的或者可以減少疊加誤差的結(jié)果。更陡的圖像對(duì)數(shù)斜率和側(cè)壁角度提供更大的對(duì)比度。最大圖像對(duì)數(shù)斜率由網(wǎng)格中的點(diǎn)曝光的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和網(wǎng)格的幾何學(xué)特性來(lái)確定。因此，一般地，一旦對(duì)應(yīng)的硬件元件最終確定后，圖像對(duì)數(shù)斜率就被固定。但是，最好按照應(yīng)用的性質(zhì)來(lái)改變圖像對(duì)數(shù)斜率。
臨界尺寸(CD)是指最小可印刷特征的尺寸。雖然劑量圖案(dose pattern)的CD可以在曝光前非常精確地定義，但是在后曝光處理之后預(yù)測(cè)圖案的CD特性是更困難的。常常希望在檢測(cè)已經(jīng)處理的襯底之后調(diào)節(jié)該CD，以便按照用戶(hù)的要求優(yōu)化處理的圖案。其可實(shí)現(xiàn)的一種途徑是改變輻射源的強(qiáng)度。強(qiáng)度越大，合成圖案就展開(kāi)的越多(通常CD增大)。但是，這樣的CD偏置只可能是均勻地施加并且以圓形對(duì)稱(chēng)的方式施加到襯底表面上。
襯底表面的位置相對(duì)于最佳聚焦平面的變化可引起襯底上形成的圖像品質(zhì)的變壞。復(fù)雜的伺服和控制系統(tǒng)可以設(shè)置來(lái)平移和/或傾斜襯底臺(tái)和/或投影系統(tǒng)，以便將襯底保持靠近最佳聚焦平面。但是獲得完全的補(bǔ)償是困難的。殘余聚焦誤差錯(cuò)誤往往是存在的。
當(dāng)可單獨(dú)控制的元件的陣列被用作圖案形成裝置，某種形式的轉(zhuǎn)換工具用于將被要求的點(diǎn)曝光劑量轉(zhuǎn)換成適合于在合適的時(shí)刻驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的陣列元件的電壓。例如當(dāng)可單獨(dú)控制的元件的陣列包括鏡陣列時(shí)，將選擇該電壓，使得單獨(dú)的鏡或者鏡組傾斜而偏轉(zhuǎn)通過(guò)投影系統(tǒng)的合適部分的入射輻射。偏轉(zhuǎn)的輻射比例和電壓/傾斜角度之間的關(guān)系可能是復(fù)雜的(例如是非線(xiàn)性的)。影響入射在可單獨(dú)控制的元件的陣列上的輻射的強(qiáng)度/均勻性和投影系統(tǒng)部件光學(xué)特性中的變化(例如不同的光學(xué)柱之間的變化)的因素也可以影響達(dá)到襯底的輻射的強(qiáng)度，由此降低了形成的圖案的品質(zhì)。
當(dāng)可單獨(dú)控制的元件的陣列被用作圖案形成裝置，幻影光(即起源于除了認(rèn)為是對(duì)某一次輻射光束有貢獻(xiàn)的那些元件以外的元件的光)會(huì)在襯底上形成的圖案中造成錯(cuò)誤。
因此，所需要的是一種能夠更高效率地和更有效地執(zhí)行無(wú)掩模光刻的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種光刻裝置，其包括投影系統(tǒng)，圖案形成裝置，低通濾光器，和數(shù)據(jù)操作裝置。投影系統(tǒng)將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上。圖案形成裝置調(diào)制次輻射光束以在襯底上基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案。劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光相互之間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。低通濾光器設(shè)置成對(duì)從被要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以便形成頻率限制的目標(biāo)劑量圖案，其主要只包括低于選擇的門(mén)限值頻率的空間頻率分量。數(shù)據(jù)操作裝置產(chǎn)生包括要由圖案形成裝置產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的、基于從點(diǎn)曝光強(qiáng)度至頻率限制的目標(biāo)劑量圖案的直接代數(shù)最小二乘方擬合的控制信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種光刻裝置，包括投影系統(tǒng)，圖案形成裝置，數(shù)據(jù)操作裝置，和低通濾光器。投影系統(tǒng)將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上。圖案形成裝置調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案。劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光是相互之間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。數(shù)據(jù)操作裝置產(chǎn)生包括要由圖案形成裝置產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的控制信號(hào)。該控制信號(hào)是基于從點(diǎn)曝光強(qiáng)度至由被要求的劑量圖案中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)的直接代數(shù)最小二乘方。該最小二乘方擬合是通過(guò)用代表了從被要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的列向量乘偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣來(lái)執(zhí)行的。點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣包括有關(guān)在某一時(shí)刻由其中一個(gè)次輻射光束在襯底上曝光的各光點(diǎn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的形狀和相對(duì)位置的信息。低通濾光器消除信號(hào)中的高于選擇的門(mén)限值頻率的空間頻率分量，離線(xiàn)結(jié)合到偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣中，通過(guò)以下運(yùn)算準(zhǔn)備進(jìn)行最小二乘方擬合[K]+filtered＝Flow-pass filter[K]+，其中[K]+和[K]+filtered代表分別在過(guò)濾之前和之后的偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣，其中Flow-pass filter代表在空間域中的低通濾光器的數(shù)學(xué)定義。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種光刻裝置，其包括投影系統(tǒng)，可單獨(dú)控制的元件的陣列，光柵器裝置，數(shù)據(jù)操作裝置，和聚焦確定單元。投影系統(tǒng)將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上?？蓡为?dú)控制的元件的陣列調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上形成被要求的劑量圖案，被要求的劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列隨時(shí)間建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。光柵器裝置將定義被要求的劑量圖案的數(shù)據(jù)在圖案內(nèi)的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)序列處轉(zhuǎn)換成代表被要求的劑量的數(shù)據(jù)序列。數(shù)據(jù)操作裝置接受該數(shù)據(jù)序列并由此產(chǎn)生適于控制可單獨(dú)控制的元件的陣列的控制信號(hào)。聚焦確定單元測(cè)量至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面的位置。數(shù)據(jù)操作裝置包括對(duì)基于至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面的測(cè)量偏差的控制信號(hào)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)的聚焦補(bǔ)償單元。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種光刻裝置，其包括圖案形成裝置，投影系統(tǒng)，和CD偏置濾光器。圖案形成裝置調(diào)制輻射光束。投影系統(tǒng)將調(diào)制的輻射光束投射到襯底上。CD偏置濾光器對(duì)從要輸送給圖案形成裝置的被要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以便控制由圖案形成裝置產(chǎn)生的輻射劑量圖案的臨界尺寸特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種光刻裝置，其包括照明系統(tǒng)，投影系統(tǒng)，圖案形成裝置，和數(shù)據(jù)操作裝置。照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)輻射光束。投影系統(tǒng)將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上。圖案形成裝置調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案。劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。某一次輻射光束的輻射強(qiáng)度根據(jù)圖案形成裝置的對(duì)應(yīng)部分的激勵(lì)狀態(tài)被進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)操作裝置將包括從被要求的劑量圖案導(dǎo)出的點(diǎn)曝光輻射劑量的信號(hào)變換成代表圖案形成裝置的激勵(lì)狀態(tài)的控制信號(hào)，以便基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案。該變換被適應(yīng)性調(diào)整以便修正由以下部件中的至少一方引起的強(qiáng)度變化投影系統(tǒng)的部件，照明系統(tǒng)的部件，照明系統(tǒng)的輻射源，和圖案形成裝置部件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種器件制造方法，其包括以下步驟。提供投影系統(tǒng)，用于將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上。提供圖案形成裝置，其調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案。該劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光是相互之間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。使用低通濾光器對(duì)從被要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以便形成只包括低于選擇的門(mén)限值頻率的空間頻率分量的頻率限制的目標(biāo)劑量圖案。使用數(shù)據(jù)操作裝置產(chǎn)生包括將由圖案形成裝置產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的、基于點(diǎn)曝光強(qiáng)度對(duì)頻率限制的目標(biāo)劑量圖案的直接代數(shù)最小二乘方擬合的控制信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種器件制造方法，其包括以下步驟。提供投影系統(tǒng)，其將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上。提供圖案形成裝置，其調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案。該劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光是相互之間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。使用數(shù)據(jù)操作裝置來(lái)產(chǎn)生包括要由圖案形成裝置產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的控制信號(hào)，該控制信號(hào)是基于點(diǎn)曝光強(qiáng)度對(duì)從被要求的劑量圖案中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)的直接代數(shù)最小二乘方，其中該最小二乘方擬合是通過(guò)用代表了從被要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的列向量乘偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣來(lái)執(zhí)行的，該點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣包括有關(guān)在某一時(shí)刻由其中一個(gè)次輻射光束在襯底上曝光的各(光)點(diǎn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的形狀和相對(duì)位置的信息。使用低通濾光器消除信號(hào)中的高于選擇的門(mén)限值頻率的空間頻率分量，離線(xiàn)結(jié)合到偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣中，通過(guò)以下運(yùn)算準(zhǔn)備好進(jìn)行最小二乘方擬合[K]+filtered＝Flow-pass filter[K]+，其中[K]+和[K]+filtered代表分別在過(guò)濾之前和之后的偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣，其中Flow-pass filter代表在空間域中的低通濾光器的數(shù)學(xué)定義。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種器件制造方法，其包括以下步驟。提供投影系統(tǒng)，其將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上。提供可單獨(dú)控制的元件的陣列，其調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上形成被要求的劑量圖案。被要求的劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列隨時(shí)間建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。提供光柵器裝置，其將定義被要求的劑量圖案的數(shù)據(jù)在圖案內(nèi)的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)序列處轉(zhuǎn)換成代表被要求的劑量的數(shù)據(jù)序列。使用數(shù)據(jù)操作裝置來(lái)接受該數(shù)據(jù)序列并由此產(chǎn)生適于控制可單獨(dú)控制的元件的陣列的控制信號(hào)。使用聚焦確定單元來(lái)測(cè)量至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面的位置。使用聚焦補(bǔ)償單元來(lái)適應(yīng)性調(diào)節(jié)基于至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面的測(cè)量偏差的控制信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種器件制造方法，其包括以下步驟。提供調(diào)制輻射光束的圖案形成裝置。提供將調(diào)制的輻射光束投射到襯底上的投影系統(tǒng)。使用對(duì)從要輸送給圖案形成裝置的被要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作、以便控制由圖案形成裝置產(chǎn)生的輻射劑量圖案的臨界尺寸特性的CD偏置濾光器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種器件制造方法，其包括以下步驟。提供調(diào)節(jié)輻射光束的照明系統(tǒng)。提供將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上的投影系統(tǒng)。提供調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案的圖案形成裝置。該劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生。某一次輻射光束的輻射強(qiáng)度根據(jù)圖案形成裝置的對(duì)應(yīng)部分的激勵(lì)狀態(tài)被進(jìn)行控制。使用數(shù)據(jù)操作裝置，將包括從被要求的劑量圖案導(dǎo)出的點(diǎn)曝光輻射劑量的信號(hào)變換成代表圖案形成裝置的激勵(lì)狀態(tài)的控制信號(hào)，以便基本上產(chǎn)生被要求的劑量圖案。適應(yīng)性調(diào)節(jié)該變換，以便修正由以下部件中的至少一個(gè)引起的強(qiáng)度變化投影系統(tǒng)的部件，照明系統(tǒng)的部件，照明系統(tǒng)的輻射源，和圖案形成裝置部件。
以下參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的其它實(shí)施例、特征，和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。


被結(jié)合在此并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖顯示了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其和說(shuō)明書(shū)一起用于進(jìn)一步解釋本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的原理并且使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種光刻裝置。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種例如可以用于制造平板顯示器的光刻裝置。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的利用一種光刻裝置將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上的一種模式。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在襯底上曝光圖案的光引擎的一種布置，例如用于制造平板顯示器。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)通路。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的一部分和“最壞情況”位置。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的一部分和“最壞情況”位置。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的一部分和″最壞情況″線(xiàn)和“最好情況”位置。
圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的一部分和“最壞情況”位置和“最好情況”位置。
圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的幾何形狀并且示出了“中間事例”位置。
圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的低通和銳化組合濾光器。
圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器。
圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CD偏置濾光器。
圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的適合于通過(guò)數(shù)據(jù)通路進(jìn)行高速焦距修正的裝置。
圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶有用于減小計(jì)算負(fù)荷的預(yù)處理器的相乘級(jí)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見(jiàn)

本發(fā)明。附圖中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的或者功能類(lèi)似的元件。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在可單獨(dú)控制的元件(例如對(duì)比裝置)的陣列部分中設(shè)有熾燒部分(blazing portion)。熾燒部分中的所有元件都將它們的可單獨(dú)控制的元件定位在相同的角度上，由此形成熾燒部分。在一個(gè)示例中，這可以通過(guò)超像素實(shí)現(xiàn)。熾燒部分用于在由陣列調(diào)制的第一衍射級(jí)光束中增加光強(qiáng)度。這是通過(guò)基本上消除負(fù)的第一衍射級(jí)調(diào)制光束，使得正的第一衍射級(jí)調(diào)制光束與一般的正的第一衍射級(jí)調(diào)制光束相比較具有實(shí)際上大約等于或大于兩倍的強(qiáng)度而實(shí)現(xiàn)的。例如當(dāng)采用λ/4頂尖偏轉(zhuǎn)(tip deflection)時(shí)，基本上全部入射光以第一衍射級(jí)被反射。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)更高的頂尖偏轉(zhuǎn)來(lái)采用更高的衍射級(jí)取代第一衍射級(jí)。例如，對(duì)于λ/2頂尖偏轉(zhuǎn)，全部的光集中在第二衍射級(jí)中。應(yīng)該理解，對(duì)于n倍的λ/4頂尖偏轉(zhuǎn)，全部的光集中在第n衍射級(jí)中。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在相關(guān)的衍射級(jí)(其在投影部分內(nèi)使用)上將光引向陣列上實(shí)現(xiàn)垂直投影，其中光也可以投射到陣列的熾燒部分上，使得投射的光垂直地離開(kāi)。
這樣，在一個(gè)示例中，通過(guò)使用熾燒部分有可能基本上將在相關(guān)的級(jí)上(例如衍射級(jí))的全部衍射能朝向襯底集中。
在另一個(gè)實(shí)施例，可以采用″部分相干成像″模式，其中可單獨(dú)控制的元件的陣列在襯底上成像，但是沒(méi)有使用超像素。
使用的″物件″、″襯底″、″工件″或類(lèi)似用語(yǔ)在本申請(qǐng)中是可以互換的并且可以是但不限于工件、襯底(例如，平板顯示器玻璃襯底)，晶片(例如，集成電路制造用的半導(dǎo)體晶片)，印刷頭，微米或納米級(jí)射流器件，投影顯示系統(tǒng)中的顯示板或類(lèi)似物。
這里所用的用語(yǔ)“對(duì)比裝置”、“圖案形成裝置”、“圖案形成陣列”或“可單獨(dú)控制的元件的陣列”應(yīng)被廣義地解釋為可用于調(diào)制輻射光束的橫截面以便在襯底的目標(biāo)部分(例如物件)中形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，例如如果圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，那么施加于輻射光束中的圖案可以不精確地對(duì)應(yīng)于襯底目標(biāo)部分中的所需圖案。類(lèi)似地，最后在襯底上產(chǎn)生的圖案可以是不對(duì)應(yīng)于在任何一個(gè)瞬間在可單獨(dú)控制的元件的陣列上形成的圖案。這種情況可以在這樣的設(shè)置中發(fā)生，其中形成在襯底的每個(gè)部分上的最終的圖案是在某一時(shí)間期間內(nèi)或者是在某一曝光次數(shù)內(nèi)形成的，在該某一時(shí)間期間內(nèi)或者是在某一曝光次數(shù)內(nèi)可單獨(dú)控制的元件的陣列上的圖案和/或襯底的相對(duì)位置是變化的。一般來(lái)說(shuō)，在襯底114/214/314的目標(biāo)部分上形成的圖案對(duì)應(yīng)于待形成在目標(biāo)部分內(nèi)的器件如集成電路中的特定功能層。用語(yǔ)“光閥”和“空間光調(diào)制器”(SLM)也可以在本文中使用。這種圖案形成裝置的例次包括可編程的鏡陣列。它可以包括具有粘彈性的(例如既有粘性又有彈性)控制層的可矩陣尋址表面和反射面。這種裝置的基本原理是例如反射面的被尋址的區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇檠苌涔?，而未被尋址的區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇榉茄苌涔?。利用合適的空間濾光器可以從反射的光束中濾出非衍射光，只讓衍射光到達(dá)襯底。這樣，光束根據(jù)可尋址表面的尋址圖案而圖案化。
可以理解，作為選擇，濾光器可以濾出衍射光，使非衍射光到達(dá)襯底。
也可以以相應(yīng)的方式使用衍射光學(xué)MEMS器件(微機(jī)電系統(tǒng))陣列。每個(gè)衍射光學(xué)MEMS器件包括復(fù)數(shù)個(gè)反射帶，其可以相互相對(duì)變形以形成將入射光作為衍射光反射的光柵。
可編程鏡陣列的另一個(gè)備選實(shí)施例采用微型鏡的矩陣設(shè)置，通過(guò)施加合適的局部電場(chǎng)或者采用壓電致動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以使各鏡單獨(dú)地圍繞軸線(xiàn)傾斜，同樣，鏡是可矩陣尋址的，使得被尋址的鏡沿著與未被尋址的鏡的不同方向反射所入射的輻射光束；這樣，被反射的光束按照可尋址矩陣鏡的尋址圖案而圖案化。矩陣尋址可以利用合適的電子手段來(lái)執(zhí)行。鏡陣列例如在美國(guó)專(zhuān)利5,296,891和5,523,193，以及PCT專(zhuān)利申請(qǐng)WO98/38597和WO98/33096中介紹，它們通過(guò)引用整體結(jié)合在本文中。
光刻裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)圖案形成陣列。例如它可以具有數(shù)個(gè)可單獨(dú)控制的元件的陣列，每個(gè)都相互獨(dú)立地被控制。在這種設(shè)置中，可單獨(dú)控制的元件的陣列中的一些或者全部可以具有至少在普通照明系統(tǒng)(或者部分照明系統(tǒng))、用于可單獨(dú)控制的元件的陣列的普通支撐結(jié)構(gòu)和普通投影系統(tǒng)(或者部分投影系統(tǒng))中的一個(gè)。
這里所用的用語(yǔ)“投影系統(tǒng)”應(yīng)被廣義地理解為包括各種類(lèi)型的投影系統(tǒng)，包括折射式、反射式、反射折射式、磁式、電磁式和靜電式光學(xué)系統(tǒng)或其任意組合，這例如應(yīng)根據(jù)所用的曝光輻射或其它因素如使用浸液或使用真空的情況來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定。用語(yǔ)“投影透鏡”在本文中的任何使用可被視為與更通用的用語(yǔ)“投影系統(tǒng)”具有相同的含義。
投影系統(tǒng)可以將圖案在可單獨(dú)控制的元件的陣列上成像，使得圖案相干地形成在襯底上?；蛘撸队跋到y(tǒng)可以成像二次源，可單獨(dú)控制的元件的陣列的元件為該二次源起著遮擋板的作用。就這點(diǎn)而言，投影系統(tǒng)可以包括聚焦元件陣列，如微型透鏡陣列(稱(chēng)為MLA)或者Fresnel透鏡陣列，例如，為了形成二次源并且將點(diǎn)成像到襯底上。在這種設(shè)置中，聚焦元件陣列中的各聚焦元件可以與可單獨(dú)控制的元件的陣列中的其中一個(gè)可單獨(dú)控制的元件相關(guān)聯(lián)?；蛘撸队跋到y(tǒng)可以配置成使得來(lái)自可單獨(dú)控制的元件的陣列中的數(shù)個(gè)可單獨(dú)控制的元件的輻射被引向聚焦元件陣列中的其中一個(gè)聚焦元件并且從那里引向襯底上。
如此處在下面的圖中顯示的那樣，此裝置可以是反射型的(例如采用了反射的可單獨(dú)控制的元件的陣列)?；蛘?，此裝置可以是透射型的(例如采用了透射的可單獨(dú)控制的元件的陣列)。
光刻裝置可以是具有兩個(gè)(例如雙級(jí))或多個(gè)(例如多級(jí))襯底臺(tái)的那種類(lèi)型。在這種“多級(jí)”式機(jī)器中，附加的臺(tái)可以并聯(lián)地使用，或者可在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行預(yù)備步驟而將一個(gè)或多個(gè)其它的臺(tái)用于曝光。
光刻裝置也可以是這樣一種類(lèi)型，其中至少一部分襯底可以由具有相當(dāng)高的折射指數(shù)的″浸液″例如水所覆蓋，以充填投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸液也可以施加到光刻裝置中的其它空間中，例如在對(duì)比裝置和投影系統(tǒng)之間。浸入技術(shù)在本領(lǐng)域中是公知的，用于增大投影系統(tǒng)的數(shù)字孔。此處所用的用語(yǔ)″浸入″不是指一種結(jié)構(gòu)如襯底必須沉入液態(tài)中，而是僅僅指在曝光期間液體是位于投影系統(tǒng)和襯底之間的。
雖然在本文中具體地參考了IC制造中的光刻裝置的使用，然而應(yīng)當(dāng)理解，這里所介紹的光刻裝置還可具有其它應(yīng)用，例如集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在這種替代性應(yīng)用的上下文中，用語(yǔ)“晶片”或“管芯”在這里的任何使用分別被視為在更通用的用語(yǔ)“襯底”或“目標(biāo)部分”的范圍內(nèi)。這里所指的襯底可在曝光前或曝光后例如在軌道(一種通常在襯底上施加抗蝕層并對(duì)暴露出來(lái)的抗蝕層進(jìn)行顯影的工具)、度量工具和/或檢查工具中進(jìn)行加工。在適當(dāng)之處，本公開(kāi)可應(yīng)用于這些和其它襯底加工工具中。另外，襯底可被不止一次地加工，例如以形成多層IC，因此，這里所用的用語(yǔ)“襯底”也可指已經(jīng)包含有多層已加工的層的襯底。
雖然上面在光刻裝置的上下文中具體地參考了本發(fā)明的實(shí)施例的應(yīng)用，然而可以理解，本發(fā)明可以用在其它的應(yīng)用中，例如在本內(nèi)容允許時(shí)印刻(imprint lithography)，而不限于光刻。在印刻中，圖案形成裝置的外形(topology)定義了在襯底上形成的圖案。圖案形成裝置的外形可以壓入供給襯底114/214/314的抗蝕劑層中，此時(shí)通過(guò)施加電磁輻射、熱、壓力或者其組合使抗蝕劑固化。當(dāng)抗蝕劑固化后，將圖案形成裝置移出抗蝕劑，而在其中留下圖案。
在另一個(gè)示例中，本發(fā)明可采用含有一個(gè)或多個(gè)描述了上述方法的機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或者存儲(chǔ)有這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤(pán)或光盤(pán))的形式。
示范性環(huán)境圖1示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻投影裝置100。裝置100包括至少一個(gè)輻射系統(tǒng)102，可單獨(dú)控制的元件的陣列104(例如對(duì)比裝置或圖案形成裝置)，物件臺(tái)106(例如襯底臺(tái))，和投影系統(tǒng)(″透鏡″)108。
輻射系統(tǒng)102可以用于提供輻射光束110(例如，UV輻射，248nm，193nm，157nm，EUV輻射，例如10-13nm，等)，其在本具體的例子中也包括輻射源112。
可單獨(dú)控制的元件的陣列104(例如，可編程鏡陣列)可以用于對(duì)光束110施加圖案。一般地，可單獨(dú)控制的元件的陣列104的位置可以相對(duì)投影系統(tǒng)108固定。但是在一種備選的設(shè)置中，可單獨(dú)控制的元件的陣列104可以連接到定位裝置(未示出)上，以便將其相對(duì)于投影系統(tǒng)108精確定位。如這里所顯示的那樣，可單獨(dú)控制的元件104是反射類(lèi)型的(例如具有反射的可單獨(dú)控制的元件的陣列)。
物件臺(tái)106可以設(shè)有用于固定襯底114(例如抗蝕劑涂覆的硅晶片或者玻璃襯底)的襯底固定器(沒(méi)有具體地示出)，物件臺(tái)106可以連接到用于相對(duì)于投影系統(tǒng)108定位襯底114的定位裝置116。
投影系統(tǒng)108(例如石英和/或CF2透鏡系統(tǒng)或包括由這種材料制造的透鏡元件的反射折射系統(tǒng)或鏡系統(tǒng))可用于投影從引導(dǎo)裝置118(例如分光鏡)接收的圖案化光束。
光從引導(dǎo)裝置118被引導(dǎo)到襯底114的目標(biāo)部分120(例如，一個(gè)或多個(gè)管芯)上。投影系統(tǒng)108可將可單獨(dú)控制的元件的陣列104的圖像投影到襯底114上。
照明器124可以包括調(diào)節(jié)裝置128，用于設(shè)定光束122中強(qiáng)度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱(chēng)為σ-外部和σ-內(nèi)部)。此外，照明器124一般包括各種其它的部件。與上面討論的示例相比，在該示例中，元件130可以是積分器130，元件132可以是聚光器132。這樣，投射到可單獨(dú)控制的元件的陣列104上的光束110在其橫截面上具有所要求的均勻性和強(qiáng)度分布。
應(yīng)注意到，就圖1而言，源112可以在光刻投影裝置100的殼體內(nèi)部。在備選實(shí)施例中，源112可以遠(yuǎn)離光刻投影裝置100。在這種情況下，輻射光束122會(huì)被引導(dǎo)進(jìn)入裝置100(例如借助于合適的引導(dǎo)鏡)。應(yīng)該理解，這兩種構(gòu)思都是在本發(fā)明的范圍內(nèi)設(shè)想的。
光束110在利用引導(dǎo)裝置118受到引導(dǎo)后與可單獨(dú)控制的元件的陣列104相交。被可單獨(dú)控制的元件的陣列104反射后，光束110穿過(guò)投影系統(tǒng)108，其將光束110聚焦到襯底114的目標(biāo)部分120。
借助于定位裝置116(和可選擇地借助于基板136上的經(jīng)分光鏡140接收干涉光束138的干涉測(cè)量裝置134)，可以移動(dòng)襯底臺(tái)6，以便在光束110的路徑上定位不同的目標(biāo)部分120。在使用時(shí)，可單獨(dú)控制的元件的陣列104的定位裝置(未示出)可用于修正可單獨(dú)控制的元件的陣列104相對(duì)于光束110的路徑的位置，例如在掃描期間。一般地，借助于長(zhǎng)行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精細(xì)定位)實(shí)現(xiàn)物件臺(tái)106的移動(dòng)，這些模塊沒(méi)有明確示于圖1中。也可以使用類(lèi)似的系統(tǒng)定位可單獨(dú)控制的元件的陣列104?？梢岳斫?，光束110可以備選地/附加地移動(dòng)，而物件臺(tái)106和/或可單獨(dú)控制的元件的陣列104可以具有固定的位置，以便提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
在該實(shí)施例的一個(gè)備選構(gòu)造中，襯底臺(tái)106可以是固定的，襯底114可以在襯底臺(tái)106上運(yùn)動(dòng)。這樣做時(shí)，襯底臺(tái)106在最上面的平表面中設(shè)有多個(gè)開(kāi)口，通過(guò)開(kāi)口供入的氣體提供能夠支撐襯底114的氣墊。這通常稱(chēng)為空氣承載設(shè)置。利用一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器(未示出)使襯底114在襯底臺(tái)106移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器能夠使襯底114相對(duì)于路徑光束110定位?；蛘?，可以通過(guò)選擇性地開(kāi)啟和關(guān)閉通過(guò)開(kāi)口的氣體通道使襯底114在襯底臺(tái)106上移動(dòng)。
雖然本發(fā)明的光刻裝置100在這里描述為用于曝光襯底上的抗蝕劑，可以理解本發(fā)明不限于這種用途。裝置100可以用于在無(wú)抗蝕劑的光刻中投影圖案化光束110。
所示的裝置100可用于多種模式
1.步進(jìn)模式在可單獨(dú)控制的元件的陣列104上的整個(gè)圖案被一次性投影到目標(biāo)部分120上(即單次“閃光”)。然后沿X和/或Y方向移動(dòng)襯底臺(tái)106到不同的位置，使得不同的目標(biāo)部分120被圖案化光束110輻射。
2.掃描模式除了某一目標(biāo)部分120不是在單次“閃光”中曝光以外，類(lèi)似于步進(jìn)模式。相反，可單獨(dú)控制的元件的陣列104可以以速度v在某一方向(所謂的“掃描方向”，例如y方向)，使得圖案化光束110在可單獨(dú)控制的元件的陣列104上掃描。同時(shí)，襯底臺(tái)106以速度V＝Mv在相同或相反方向移動(dòng)，其中M是投影系統(tǒng)108的膨脹倍數(shù)。這樣，相對(duì)大的目標(biāo)部分120可以被曝光，而不需要折中考慮分辨率。
3.脈沖模式可單獨(dú)控制的元件的陣列104保持基本上靜止，利用脈沖輻射系統(tǒng)102將整個(gè)圖案投影到襯底114的目標(biāo)部分120上。襯底臺(tái)106以基本上恒定的速度移動(dòng)，使得圖案化光束110對(duì)襯底106上的行進(jìn)行掃描?？蓡为?dú)控制的元件的陣列104上的圖案在輻射系統(tǒng)102的脈沖之間被照射并且脈沖被定時(shí)使得相繼的目標(biāo)部分120在襯底114的位置上被曝光。結(jié)果，圖案化光束110可以在襯底114上掃描，以對(duì)一條襯底114的完整圖案曝光。重復(fù)該過(guò)程直到整個(gè)襯底114一行一行地被曝光。
4.連續(xù)掃描模式除了使用基本上恒定的輻射系統(tǒng)102以及當(dāng)圖案化光束110在襯底114上掃描時(shí)可單獨(dú)控制的元件的陣列104上的圖案被照射并且將其曝光以外，類(lèi)似于脈沖模式。
在這四個(gè)示范性模式中，″部分相干成像″通常用于集成電路的形成。采用這種成像時(shí)，可單獨(dú)控制的元件的陣列中的各元件具有獨(dú)特在傾斜。陣列定位在物件平面處，襯底定位在成像投影光學(xué)系統(tǒng)的成像平面處。可以應(yīng)用各種照明模式環(huán)形的、常規(guī)的、四級(jí)的、雙級(jí)的，等等。而且，可單獨(dú)控制的元件的陣列中的各元件可以采用不同的配置，以增大″負(fù)黑″(negative black)值相位步進(jìn)鏡，施加更大的傾斜，構(gòu)造出鏡的外形(蝶形，H形)或類(lèi)似情況。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變型，或者采用完全不同的使用模式。
圖2顯示了一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置200。例如裝置200利用以下討論的像素網(wǎng)格成像模式制造平板顯示器中特別有用。
投影系統(tǒng)208可以對(duì)二次源的圖象投影，可單獨(dú)控制的元件的陣列204的元件為該二次源起著遮擋板作用的。
在一個(gè)成像網(wǎng)格陣列實(shí)施例中，投影系統(tǒng)208也可以包括微型透鏡陣列(MLA)，以形成二次源和投影微點(diǎn)到襯底214上。
源212(例如，像素網(wǎng)格成像模式中的三倍Nd:YAG激光器或者其它模式中的激態(tài)原次激光器)能夠產(chǎn)輻射光束222。光束222供入照明系統(tǒng)(例如照明器)224，可以是直接地或者在橫穿調(diào)節(jié)裝置226，如光束擴(kuò)展器之后供入。
在一個(gè)示例中，當(dāng)裝置200在以下討論的像素網(wǎng)格成像模式下工作時(shí)，照明器224可以包括用于設(shè)定可變焦距的調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)光束222的光點(diǎn)的尺寸。此外，照明器224一般包括各種其它的部件，如點(diǎn)發(fā)生器和聚光器。例如點(diǎn)發(fā)生器可以是但不限于折射或衍射光柵，分段的鏡陣列，波導(dǎo)等等。這樣，撞擊可單獨(dú)控制的元件的陣列204的光束210具有希望的變焦、光點(diǎn)的尺寸、在其橫截面上的均勻性和強(qiáng)度分布。
如圖2中所示，投影系統(tǒng)208包括光束擴(kuò)展器，其包括兩個(gè)透鏡250和252。第一透鏡250設(shè)置成接收調(diào)制的輻射光束210并且通過(guò)孔擋254中的孔對(duì)其聚焦。在一個(gè)示例中，透鏡256設(shè)置在孔中。輻射光束210然后分開(kāi)并且被第二透鏡252(例如場(chǎng)透鏡)聚焦。
投影系統(tǒng)208還包括設(shè)置成接收擴(kuò)展的調(diào)制的輻射光束210的透鏡258陣列(例如微型透鏡陣列(MLA))。調(diào)制的輻射光束210的對(duì)應(yīng)于圖案形成裝置或?qū)Ρ妊b置204中的一個(gè)或多個(gè)可單獨(dú)控制的元件，這些不同的部分穿過(guò)MLA 258中的各自的透鏡260。各透鏡260將調(diào)制的輻射光束210的各個(gè)部分聚焦到位于襯底214上的一點(diǎn)。這樣，輻射點(diǎn)262陣列被曝光到襯底214上。雖然只示出了八個(gè)透鏡260，但是MLA 258可以包括數(shù)千個(gè)透鏡，對(duì)于作為圖案形成裝置或?qū)Ρ妊b置204使用的可單獨(dú)控制的元件的陣列中的一些可單獨(dú)控制的元件來(lái)說(shuō)也是這樣。
圖2中的系統(tǒng)允許使用另一種操作模式，即像素網(wǎng)格成像模式。在該模式中，在襯底214上形成的圖案通過(guò)對(duì)點(diǎn)發(fā)生器130形成的并且被引導(dǎo)到陣列204上的點(diǎn)進(jìn)行序列曝光而實(shí)現(xiàn)。被曝光的點(diǎn)具有基本上相同的形狀。在襯底214上這些點(diǎn)基本上被印刷在一個(gè)網(wǎng)格中。在一個(gè)示例中，點(diǎn)的尺寸大于印刷的像素網(wǎng)格的行距(pitch)，但是大大小于曝光點(diǎn)網(wǎng)格。通過(guò)改變印刷的點(diǎn)的強(qiáng)度而實(shí)現(xiàn)了圖案。在曝光的閃光之間點(diǎn)上的強(qiáng)度分布被改變。
在一個(gè)示例中，當(dāng)使用這種通常用于形成平板顯示器的模式時(shí)，可單獨(dú)控制的元件可以組成組群而成為超像素。一個(gè)超像素調(diào)制襯底上的一個(gè)點(diǎn)的光。超像素在MLA的入口處在各被印刷點(diǎn)的出口瞳孔(exit pupil)處成像。光點(diǎn)的形狀可以通過(guò)使用點(diǎn)定義元件(例如光點(diǎn)發(fā)生器)，熾燒功能元件的變焦等等由照明器來(lái)影響。
圖3根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示意地示出了圖案在襯底314是如何產(chǎn)生的。例如該實(shí)施例可以使用上述像素網(wǎng)格成像模式進(jìn)行實(shí)施。
涂黑的圓362代表由投影系統(tǒng)例如圖2中所示的投影系統(tǒng)中的MLA最近投影到襯底314上的點(diǎn)。襯底314相對(duì)于投影系統(tǒng)沿著Y方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)在襯底314上進(jìn)行一系列的曝光。
白色的圓364代表以前在襯底314上曝光的點(diǎn)。如圖所示，利用投影系統(tǒng)內(nèi)的透鏡陣列投影到襯底314上的各點(diǎn)362對(duì)襯底314上的點(diǎn)曝光362/364的一列366進(jìn)行曝光。襯底314的完整圖案由被各點(diǎn)362曝光的點(diǎn)曝光362/364的所有列366的和產(chǎn)生。這種設(shè)置通常稱(chēng)為″像素網(wǎng)格成像″，其已在上面討論。
可以看到，輻射點(diǎn)362陣列設(shè)置成相對(duì)于襯底314成角度θ(即當(dāng)襯底314的邊緣平行于X和Y方向時(shí)).這樣做使得當(dāng)襯底314沿著掃描方向(例如Y-方向)移動(dòng)時(shí)，各輻射點(diǎn)362會(huì)通過(guò)不同的襯底314區(qū)域，由此使整個(gè)襯底被輻射點(diǎn)陣列覆蓋?？梢岳斫?，為了便于示出，角度θ在圖3中被夸大了。
應(yīng)該理解，雖然在MLA的兩個(gè)相鄰的點(diǎn)之間示出了5×5點(diǎn)，在一個(gè)示例中可以使用直到大約100×100點(diǎn)。
在一個(gè)示例中，襯底處的點(diǎn)網(wǎng)格是待印刷的最小行寬度的一半(例如從大約0.1微米直到幾個(gè)微米)，而在MLA處的點(diǎn)行距為大約100微米直到幾百個(gè)微米。
圖4根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示意地示出了如何通過(guò)使用整個(gè)光引擎在單次掃描中對(duì)平板顯示器襯底414進(jìn)行曝光的。八個(gè)輻射點(diǎn)陣列468由在″棋盤(pán)″結(jié)構(gòu)中設(shè)置成兩列470，472的八個(gè)光引擎(未示出)產(chǎn)生，使得一個(gè)輻射點(diǎn)陣列的邊緣與相鄰的輻射點(diǎn)陣列的邊緣稍微重疊(例如在掃描方向Y上)。在該示例中，輻射帶延伸橫過(guò)襯底414的寬度，允許在單次掃描中對(duì)整個(gè)襯底進(jìn)行曝光。可以理解，可以使用任何合適數(shù)量的光引擎。
在一個(gè)示例中，每個(gè)光引擎可以包括單獨(dú)的照明系統(tǒng)，圖案形成裝置，和/或投影系統(tǒng)，如上所述。但是可以理解，兩個(gè)或多個(gè)光引擎可以共用至少一個(gè)或多個(gè)照明系統(tǒng)的、圖案形成裝置的和投影系統(tǒng)的一部分。
每個(gè)光引擎可以包括單獨(dú)的照明系統(tǒng)，圖案形成裝置，和投影系統(tǒng)，如上所述。但是可以理解，兩個(gè)或多個(gè)光引擎可以共用至少一個(gè)或多個(gè)照明系統(tǒng)的、圖案形成裝置的和投影系統(tǒng)的一部分。
為了利用光刻工藝制造產(chǎn)品，將抗蝕劑均勻地施加到襯底表面上。輻射圖案然后在抗蝕劑上曝光，使得抗蝕劑上的一些區(qū)域接受相對(duì)較高的輻射劑量，而抗蝕劑的其它區(qū)域接受相對(duì)較低的輻射劑量。在某一輻射劑量門(mén)限值以上的抗蝕劑方式反應(yīng)并且其穩(wěn)定性發(fā)生變化。在曝光過(guò)程之后，襯底接受進(jìn)一步的處理操作，其除去沒(méi)有反應(yīng)的抗蝕劑。因此，通過(guò)對(duì)襯底曝光，抗蝕劑留在襯底上那些接受的輻射劑量在某一門(mén)限值以上的區(qū)域中，而在那些接受的輻射劑量在某一門(mén)限值以下的區(qū)域中的抗蝕劑被除去。因此，抗蝕劑保留在襯底上的接受相對(duì)較高輻射劑量的區(qū)域中并從襯底上的接受相對(duì)較低輻射劑量的區(qū)域中除去。因此，通過(guò)將合適的圖案施加給曝光襯底的輻射光束，可以產(chǎn)生具有被曝光的襯底區(qū)域和覆蓋有抗蝕劑的區(qū)域的圖案的襯底114/214/314。然后實(shí)施隨后的處理步驟，形成襯底上的部分器件。例如如果在抗蝕劑之前將金屬層施加到襯底，沒(méi)有被圖案化抗蝕劑層保護(hù)的金屬層可以被蝕刻掉。因此，一旦除去抗蝕劑，襯底就留下按照抗蝕劑圖案例如按照輻射光束的圖案被圖案化的金屬層。
可以理解，光刻系統(tǒng)不限于上述示例。例如可以使用所謂的′負(fù)抗蝕劑′。當(dāng)使用負(fù)抗蝕劑時(shí)，抗蝕劑的輻射曝光使其穩(wěn)定性下降。因此，是接受了高于給定水平的輻射劑量的抗蝕劑在后曝光處理中被除去.因此，留在襯底上的抗蝕劑圖案對(duì)應(yīng)于接受了低于給定門(mén)限值的輻射劑量的襯底區(qū)域。類(lèi)似地，襯底上的抗蝕劑圖案可用于多種目的。例如襯底的曝光區(qū)域(即那些沒(méi)有被抗蝕劑層變化的區(qū)域)可以進(jìn)行例如離次植入(ion implantation)等處理步驟。
要在襯底上形成的產(chǎn)品圖案可以矢量設(shè)計(jì)軟件包如GDSII來(lái)確定。在無(wú)掩模系統(tǒng)中，對(duì)該設(shè)計(jì)軟件包的輸出文件進(jìn)行處理，以推導(dǎo)出適合用于控制圖案形成裝置的控制信號(hào)，從而它盡可能精確地復(fù)制出請(qǐng)求的輻射劑量圖。當(dāng)圖案形成裝置包括可單獨(dú)控制的元件的陣列時(shí)，控制信號(hào)含有管理可單獨(dú)控制的元件的陣列的各元件切換的信息，用于將要被陣列圖案化的每次輻射閃光(例如用于該應(yīng)用中的典型的選通頻率在50kHz的范圍)。一部分處理可以在襯底曝光開(kāi)始之前實(shí)施(例如這稱(chēng)為離線(xiàn)圖像處理)和/或一部分處理可以同時(shí)地或者在緊接著對(duì)應(yīng)的曝光之前的一個(gè)短的時(shí)間期間中實(shí)施(例如這稱(chēng)為在線(xiàn)處理)。由于數(shù)據(jù)量巨大，在線(xiàn)處理需要仔細(xì)管理，使得控制信號(hào)可以在可以接受的速度和合理的成本下提供給圖案形成裝置。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶有數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)通路510。數(shù)據(jù)通路510理論上地包括全部數(shù)據(jù)處理和傳輸部件，它們一起允許被要求的劑量圖(如由使用者經(jīng)輸入裝置504定義)以合適的形式傳遞給圖案形成裝置104/204。數(shù)據(jù)通路510包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理裝置，各構(gòu)造成用于分析進(jìn)入的數(shù)據(jù)流，其包括一種版本的(通常被部分地處理)被要求的劑量圖，并且將信號(hào)輸出到圖案形成裝置104/204或者輸出到在將其進(jìn)一步傳遞給圖案形成裝置104/204之前將要對(duì)數(shù)據(jù)流處理的裝置。例如可以設(shè)置″反向光學(xué)″數(shù)據(jù)操作裝置512(之所以采用這樣的用語(yǔ)是因?yàn)槠渲饕婕巴队跋到y(tǒng)的光學(xué)設(shè)置的結(jié)果)，對(duì)于被要求的劑量圖(該圖例如可以定義在相對(duì)于襯底114/214/314的點(diǎn)的網(wǎng)格上)各像素，該裝置構(gòu)造成從圖案形成裝置104/204中的起作用的像素或像素組者計(jì)算出強(qiáng)度，以便以合適的劑量產(chǎn)生點(diǎn)曝光SE。反向光學(xué)裝置512然后將數(shù)據(jù)這樣地轉(zhuǎn)發(fā)給圖案形成裝置104/204，使得當(dāng)輻射點(diǎn)S陣列在襯底表面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，被要求的劑量圖經(jīng)時(shí)間而建立。
對(duì)于其上定義了被要求的圖案的各網(wǎng)格點(diǎn)而言，反向光學(xué)裝置512需要處理網(wǎng)格點(diǎn)區(qū)域中的一些光點(diǎn)364的點(diǎn)曝光強(qiáng)度數(shù)據(jù)。該信息反過(guò)來(lái)是從網(wǎng)格點(diǎn)區(qū)域中的被要求的圖案中推導(dǎo)出來(lái)的。一般地，“場(chǎng)境半徑”可定義為圍繞在被要求的圖案中的任何某一網(wǎng)格點(diǎn)，其定義了當(dāng)計(jì)算如何在涉及的網(wǎng)格點(diǎn)處以某一精度實(shí)現(xiàn)希望的圖案需要考慮的被要求的圖案的區(qū)域。場(chǎng)境半徑的大小取決于光點(diǎn)364的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的形狀和位置偏離情況(相對(duì)于完美的定義的網(wǎng)格位置)，其通常選擇為點(diǎn)行距的幾倍和/或各印刷的點(diǎn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的半峰全寬(full width half maximum)(FWHM)，其因此可能在幾個(gè)微米范圍上延伸。其它數(shù)據(jù)處理裝置，如“反向圖案形成裝置”數(shù)據(jù)操作裝置514，將在下面描述。
在一種典型的應(yīng)用中，要寫(xiě)入襯底114/214/314的特征數(shù)目是巨大的，并且代表全部被要求的劑量圖案的數(shù)據(jù)將不能夠在任何一個(gè)時(shí)刻提供給對(duì)圖案形成裝置104/204供給的數(shù)據(jù)通路510中的硬件。如圖5所示，可以設(shè)置光柵器(rasterizer)裝置506，其將由使用者經(jīng)裝置504輸入的所希望的圖案的說(shuō)明性的代表轉(zhuǎn)變成基本上對(duì)應(yīng)于要在襯底114/214/314上形成的光點(diǎn)364的序列的數(shù)據(jù)序列(不必與光點(diǎn)364實(shí)際要產(chǎn)生的序列相同，見(jiàn)下面)。代表光柵化的(rasterized)被要求的劑量圖案的數(shù)據(jù)由光柵器506在數(shù)據(jù)通路510上在一定的時(shí)間期間逐漸地轉(zhuǎn)發(fā)(數(shù)據(jù)通路中的虛線(xiàn)部分代表可以包括對(duì)圖案形成過(guò)程的其它方面處理的其它數(shù)據(jù)操作裝置的部分)，知道所有被要求的圖案已經(jīng)被寫(xiě)入襯底114/214/314上。
被要求的劑量圖可以代表為列向量，其包括代表了定義在襯底114/214/314上的一些網(wǎng)格位置中的每一個(gè)處的劑量的元素。被要求的劑量圖中的網(wǎng)格位置可以相對(duì)于它們?cè)谟?jì)量學(xué)框架坐標(biāo)系(metrology frame coordinate system)中的坐標(biāo)xMF，yMF來(lái)說(shuō)明。如上所述，該被要求的劑量圖從光點(diǎn)364的集合中建立。這些光點(diǎn)364的每個(gè)都將具有一定的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，其說(shuō)明它們的強(qiáng)度受橫截面的空間上的因素的影響性。此外，由于用于對(duì)點(diǎn)聚焦的微型透鏡陣列MLA中的不規(guī)則性，相對(duì)于它們?cè)邳c(diǎn)網(wǎng)格中被期望的位置，各點(diǎn)的位置有改變。點(diǎn)位置和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)形狀都可以經(jīng)標(biāo)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置502輸入反向光學(xué)裝置512中。
這樣形成圖像的過(guò)程稱(chēng)為像素網(wǎng)格成像。從數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō)，被要求的劑量圖被設(shè)定成等于在每個(gè)點(diǎn)處的所有可能的強(qiáng)度的光點(diǎn)364上的和乘以各點(diǎn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。這可以寫(xiě)成如下等式D(xMF,yMF)=Σnall exposed spotsIn·PSFn((xMF-xn),(yMF-yn)),]]>其中In代表點(diǎn)n的單獨(dú)的點(diǎn)曝光″強(qiáng)度″(通常稱(chēng)為″強(qiáng)度″，但是它通常與能量劑量成正比，該參數(shù)有時(shí)用焦耳代表)，“all exposedspots”代表所有被曝光的光點(diǎn)，PSFn((xMF-xn)，(yMF-yn))代表點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(在點(diǎn)n的位置xMF-xn和yMF-yn處的劑量貢獻(xiàn))，xn和yn代表單獨(dú)曝光的點(diǎn)的位置，D(xMF，yMF)代表支撐光刻裝置的計(jì)算學(xué)框架的坐標(biāo)中的被要求的劑量圖。
反向光學(xué)裝置512構(gòu)造成解決以下問(wèn)題給定被要求的劑量圖和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)信息(其以標(biāo)定數(shù)據(jù)提供)，什么是需要盡可能精確地提供以便使被要求的劑量圖成像的單獨(dú)的點(diǎn)曝光強(qiáng)度(或者對(duì)應(yīng)的希望的次光束強(qiáng)度)。
上面的等式可以以矢量/矩陣形式重寫(xiě)如下[D]＝[K]·[I]，其中列向量[D]代表離散的(即僅在某一襯底網(wǎng)格位置上規(guī)定的)被要求的劑量圖，列向量[I]代表單獨(dú)的點(diǎn)曝光強(qiáng)度以及矩陣[K]代表離散的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。
矩陣[K]含有有關(guān)每個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)曝光點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(位置和形狀)的信息。因此，按照本實(shí)施例，使用以下信息，以便產(chǎn)生矩陣[K]:1)掃描速度/激光選通頻率；2)微型透鏡陣列點(diǎn)位置；3)微型透鏡陣列點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)形狀(整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光點(diǎn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，投影/SLM和照明)；和4)相對(duì)于襯底掃描方向(Y-軸)的微型透鏡陣列的旋轉(zhuǎn)位置。
為了解決上述問(wèn)題，反向光學(xué)裝置512設(shè)置成確定單獨(dú)的曝光點(diǎn)強(qiáng)度，使得[D]-[K]·[I]最小。為了評(píng)估該最小值，使用了歸一化。由于這種處理方法必須在流水線(xiàn)(pipeline environment)中應(yīng)用(因?yàn)椴皇且r底上的所有點(diǎn)曝光是在相同時(shí)刻寫(xiě)入的)以及由于一個(gè)MLA點(diǎn)被用于印刷許多光點(diǎn)364(使用許多不同的激光脈沖)，一次要用通用的歸一化，其中可以不使用被要求的圖案的特定知識(shí)。這種特定知識(shí)的使用原則上可以結(jié)合進(jìn)來(lái)但是可能導(dǎo)致裝置成本的很大的增加。
因此最小二乘方法是合適的并且要由反向光學(xué)裝置512解決的問(wèn)題可以因此表達(dá)為minIn‖[D]-[K]·[I]‖2.
已經(jīng)使用了一些方法來(lái)解答該一般類(lèi)型的最小二乘方。這些可以分類(lèi)如下1)幾何學(xué)的，使用雅可比行列式(這是迭代法)，等等；2)代數(shù)學(xué)的，使用迭代法(例如Gauss-Seidel法)；和3)代數(shù)學(xué)的，使用直接法(例如Gauss-Jordan法，利用矩陣求逆)。
在一個(gè)示例中，本實(shí)施例的一種方法屬于這種分類(lèi)的第三類(lèi)。它相對(duì)于要求迭代過(guò)程的可選方法速度可以很快(一旦逆矩陣已經(jīng)被確定的話(huà))并且允許最小二乘方擬合實(shí)時(shí)有效地實(shí)施。此外，它顯示了確定性的特性，其可以在更多不同條件下得到可以預(yù)見(jiàn)的收斂和速度。相反，采用迭代方案時(shí)，常常不可能以大的精度預(yù)見(jiàn)需要多長(zhǎng)時(shí)間使得結(jié)果收斂到可以接受的誤差極限內(nèi)。此外，由于數(shù)據(jù)通路硬件中的字長(zhǎng)有限，該應(yīng)用中的舍入值是最小的，以避免中間結(jié)果的重復(fù)使用。最后，還有執(zhí)行上的好處，因?yàn)槔щy的預(yù)計(jì)算(矩陣求逆，等)可以在大的字長(zhǎng)域例如浮點(diǎn)域中離線(xiàn)執(zhí)行，而不需要在實(shí)際成像過(guò)程期間實(shí)施額外的計(jì)算(當(dāng)數(shù)據(jù)通路已經(jīng)在處理大容量的數(shù)據(jù)時(shí))。
本實(shí)施例的一個(gè)方面是矩陣[K]不是方陣。其大小由點(diǎn)曝光的數(shù)目n和離散的網(wǎng)格點(diǎn)的數(shù)目確定，在此處被要求的劑量圖被確定(列向量[D]的長(zhǎng)度).因此，使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)方法不可能計(jì)算矩陣[K]的逆。但是，可以通過(guò)計(jì)算一個(gè)″偽-逆″來(lái)處理(例如參見(jiàn)″線(xiàn)性代數(shù)及其應(yīng)用″第三版，Gilbert Strang，449和450頁(yè)，其通過(guò)引用整體結(jié)合在本文中)。在下面的說(shuō)明中，偽-逆代表為[K]+。例如可以使用偽-逆的Moore-Penrose定義，但是其它相似的定義也是合適的。
Moore-Penrose逆矩陣是一般類(lèi)型的偽-逆的特殊情況，稱(chēng)為″矩陣1-逆″。有時(shí)稱(chēng)為″廣義逆″，或者簡(jiǎn)單地稱(chēng)為″偽逆″。矩陣[K]的Moore-Penrose逆[K]+滿(mǎn)足以下關(guān)系(對(duì)于實(shí)值矩陣)[K][K]+[K]＝[K]，[K]+[K][K]+＝[K]+
([K][K]+)T＝[K][K]+，和([K]+[K])T＝[K]+[K]。
＝[K]·[I](其表達(dá)為minIn‖[D]-[K]·[I]‖2，見(jiàn)上面)的最短的最小二乘方解可以以如下形式寫(xiě)出[I]＝[K]+·[D]。
如果([K]T[K])的逆存在，那么偽-逆[K]+可以表達(dá)為[K]+＝([K]T[K])-1[K]T，其中[K]T是轉(zhuǎn)置矩陣。這可以由在等式[D]＝[K]·[I]的兩邊預(yù)乘以[K]T以得到方陣([K]T[K])而看出，其通?？梢郧竽?，給出[I]＝([K]T[K])-1[K]T·[D]≡[K]+·[D]。
避免在直接代數(shù)最小二乘方擬合中負(fù)的強(qiáng)度解，次點(diǎn)曝光網(wǎng)格位置的相依性和圖案的角度相依性。
被要求的劑量圖(其例如可以相當(dāng)于光柵化的平板顯示器圖案)通常設(shè)計(jì)成產(chǎn)生清晰界定的抗蝕劑特征。對(duì)應(yīng)的劑量圖案是由光點(diǎn)364建立的(其例如可以高斯形狀的)并且擬合例程(如上述最小二乘方擬合)通常得出負(fù)的強(qiáng)度分量的結(jié)果(即，在它們下降的襯底114/214/314處的那些點(diǎn)處趨于引起劑量減小的光點(diǎn)364)。不幸的是，負(fù)的貢獻(xiàn)不可能出現(xiàn)在相鄰的光光點(diǎn)364非相干地形成(例如，因?yàn)樗鼈冊(cè)诓煌臅r(shí)刻到達(dá))的系統(tǒng)中，因?yàn)橄嚓P(guān)聯(lián)的次輻射光束不能相消干擾。于是襯底114/214/314上給定點(diǎn)的劑量由不同的次光束的強(qiáng)度之和而不是由幅值之和建立。
負(fù)的強(qiáng)度分量可以忽略(例如設(shè)為零)，但是這樣導(dǎo)致的擬合僅僅是以有限的精確度再現(xiàn)被要求的劑量圖案。
相關(guān)的問(wèn)題是有關(guān)在襯底114/214/314上形成的圖案中的所不需要的位置相依性。具體地，存在一種在在光點(diǎn)364陣列中的網(wǎng)格位置附近更加完美地獲得被要求的劑量圖案的趨勢(shì)。這種趨勢(shì)出現(xiàn)的一個(gè)原因是，在相對(duì)于在網(wǎng)格位置之間的點(diǎn)的這些區(qū)域中，與不能夠產(chǎn)生負(fù)的強(qiáng)度有聯(lián)系的誤差不太顯著(見(jiàn)下面)。其結(jié)果是，在接近網(wǎng)格周期的周期中印刷的密集特征遭受低頻率(在特征的周期和網(wǎng)格的周期之間的差頻率)特征形狀變化(″差拍″)。
該次光點(diǎn)曝光網(wǎng)格位置相依性的影響之一在于器件特征將依據(jù)它們相對(duì)于網(wǎng)格的位置和/或方向不同地形成。例如具有平行于網(wǎng)格的邊緣的特征可以特別好地形成(如果該邊緣沿著網(wǎng)格位置本身設(shè)置的話(huà))或者特別差地形成(如果該邊緣正好位于網(wǎng)格各行之間的話(huà))。帶有位于中間角度的邊緣的特征成為細(xì)微的齒狀。
另外，輻射光點(diǎn)的網(wǎng)格可以對(duì)得到的圖案有平移的或旋轉(zhuǎn)的影響(尤其是圖像對(duì)數(shù)斜率作為相對(duì)于輻射點(diǎn)的網(wǎng)格的位置和角度的函數(shù)而變化)。
按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，通過(guò)在被要求的劑量圖案數(shù)據(jù)(或其導(dǎo)數(shù))上應(yīng)用低通濾光器508(例如兩維濾光器)以形成輸入反向光學(xué)裝置512中的頻率限制的目標(biāo)劑量圖案，這些問(wèn)題可以至少部分地被克服?；蛘邽V光器可以結(jié)合在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]中，得到等同的效果。
低通濾光器可以包括任何從在選擇的門(mén)限值頻率以上的信號(hào)中完全或者部分地除去頻率分量的濾光器。頻率的限制可以突變/陡的或者是逐漸變化的，限制的形狀可以調(diào)節(jié)，以便例如更好地使被要求的劑量圖的振幅-頻率響應(yīng)點(diǎn)曝光和/或圖案形成裝置的振幅-頻率響應(yīng)相匹配。更一般地，濾光器可以具體設(shè)計(jì)成使被要求的劑量圖的振幅-頻率響應(yīng)與光點(diǎn)364和/或圖案形成裝置的振幅-頻率響應(yīng)相匹配。
濾光器的研發(fā)和應(yīng)用可以從以下等式開(kāi)始來(lái)說(shuō)明D(xMF,yMF)=Σnall exposed spotsIn·PSFn((xMF-xn),(yMF-yn))]]>并且將其變換成傅里葉域(Fourier domain)。在一個(gè)示例中，各光點(diǎn)364的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)是兩維高斯函數(shù)(一個(gè)備選示例可以是氣盤(pán)，本發(fā)明不局限于任何特定形狀的點(diǎn)曝光364)，定義為PSFn((xMF-xn),(yMF-yn))=12π·σ2exp(-(xMLA-xn)2+(yMLA-yn)22·σ2)]]>
或者依據(jù)半峰全寬dfwhm重寫(xiě)為PSFn((xMF-xn),(yMF-yn))=4·2·ln(2)2π·dfwhm2exp(-4·2·ln(2)((xMLA-xn)2)+(yMLA-yn)22·dfwhm2)]]>在上述假設(shè)條件下，等式D(xMF,yMF)=Σnall exposed spotsIn·PSFn((xMF-xn),(yMF-yn)),]]>的傅里葉變換是D~=Σnall exposed spotsIn·exp(-jxnkx-jynky)·exp(-(kx2+ky2)·dfwhm216·ln(2)),]]>其中kx和ky是兩維的角空間頻率以及 是D(xMF，yMF)的傅里葉變換。
該最后的等式說(shuō)明了圖案位置信息是以 的相位和振幅中的形狀信息代表的。
空間濾光器F應(yīng)用為 (即傅里葉域中的倍增)。該運(yùn)算也可以看作為在對(duì)應(yīng)的非傅里葉變換的濾光器F和D(xMF，yMF)之間的卷積。
濾光器不應(yīng)影響圖案位置信息。因此，應(yīng)選擇具有線(xiàn)性相位特性的濾光器。例如對(duì)稱(chēng)的FIR(有限脈沖響應(yīng))濾光器(對(duì)于該應(yīng)用的目的，具有對(duì)稱(chēng)形式卷積認(rèn)為落入該分類(lèi)中)，其具有合適的性相位特性，可以使用。通過(guò)應(yīng)用附加的轉(zhuǎn)換，可以將這種濾光器的任何產(chǎn)生的相位影響變成零。
濾光器通常不應(yīng)影響圖案形狀的尺寸/劑量，因此DC濾光器增益通常選擇為1。
如上所述，與光點(diǎn)364的振幅-頻率響應(yīng)相關(guān)的問(wèn)題之一是，用不相干成像不可能產(chǎn)生負(fù)光(即負(fù)的振幅)(雖然用相干成像是可能的)。另一個(gè)問(wèn)題是，光點(diǎn)364的頻率響應(yīng)依據(jù)相對(duì)于單獨(dú)的點(diǎn)曝光網(wǎng)格位置的圖案位置而變化(即這是上述次曝光網(wǎng)格位置相依性的一個(gè)原因)。這意味著，設(shè)計(jì)成為次曝光網(wǎng)格一部分中的劑量圖案元件工作的濾光器不能夠?yàn)槎x在次曝光網(wǎng)格中的其它位置上的劑量圖案元件有效地工作。
對(duì)于次曝光網(wǎng)格位置相依性是一個(gè)問(wèn)題的水平一般地將取決于點(diǎn)曝光網(wǎng)格的特性。由于器件元件或沿曝光網(wǎng)格中的″最壞情況″行設(shè)置的邊緣的增加的可能性(″最壞情況″的含意見(jiàn)下面)，器件元件的直線(xiàn)性特性例如是指方形/矩形的點(diǎn)曝光網(wǎng)格(在此可以識(shí)別具有方形或矩形對(duì)稱(chēng)性的單元格)更有可能受到影響。在這種情況下，希望將濾光器508構(gòu)造成能夠應(yīng)付次曝光網(wǎng)格中的″最壞情況″。在另一方面，次曝光網(wǎng)格變量對(duì)其它曝光網(wǎng)格幾何形狀(如六角形或準(zhǔn)六角形)的器件結(jié)構(gòu)的影響能夠趨于最終達(dá)到平衡，從而可以使用更輕的濾光器，構(gòu)造成僅僅用于對(duì)付平均的而不是“最壞情況”位置。對(duì)于準(zhǔn)六角形幾何形狀，所指是通過(guò)沿著x和/或y軸的簡(jiǎn)單比例縮放從純六角形幾何形狀推導(dǎo)出的設(shè)置(純六角形幾何形狀定義為網(wǎng)格可以由具有六角形對(duì)稱(chēng)性的單元格建立的幾何形狀-類(lèi)似于兩維″封裝″結(jié)構(gòu))。一般地，濾光器508的合適的強(qiáng)度取決于某一點(diǎn)曝光網(wǎng)格幾何形狀。
按照一個(gè)示例，濾光器508基于點(diǎn)曝光網(wǎng)格脈沖響應(yīng)的傅里葉變換而展開(kāi)(這涉及點(diǎn)曝光網(wǎng)格對(duì)在某一點(diǎn)處的由Dirac delta-函數(shù)構(gòu)成的被要求的劑量圖案的響應(yīng))。一般地，一個(gè)或多個(gè)(光)點(diǎn)將被用于脈沖的成像，其數(shù)目取決于次曝光網(wǎng)格位置和曝光網(wǎng)格的幾何形狀，如下還要進(jìn)一步討論。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的一部分和“最壞情況”位置。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格一部分和“最壞情況”位置。這樣，圖6和7示出了網(wǎng)格幾何形狀(分別為矩形和六角形)的示例。對(duì)于矩形網(wǎng)格，最多使用四個(gè)點(diǎn)曝光來(lái)對(duì)脈沖響應(yīng)進(jìn)行曝光。對(duì)于六角形網(wǎng)格，最多使用三個(gè)點(diǎn)曝光來(lái)對(duì)脈沖響應(yīng)進(jìn)行曝光。在每種情況下，實(shí)際的數(shù)目取決于脈沖響應(yīng)被要求的次網(wǎng)格位置。
網(wǎng)格脈沖響應(yīng)的廣義的傅里葉變換(假設(shè)是高斯光點(diǎn)形狀)是H~=Σnall exposed spotsIn·exp(-jxnkx-jynky)·exp(-(kx2+ky2)·dfwhm216·ln(2)),]]>其中kx和ky是兩維角空間頻率，dfwhm代表光點(diǎn)364的半峰全寬，In代表光點(diǎn)n的點(diǎn)曝光強(qiáng)度，xn和yn代表光點(diǎn)n的點(diǎn)曝光位置。
如果脈沖響應(yīng)精確地在網(wǎng)格位置上被請(qǐng)求，那么就激勵(lì)一個(gè)點(diǎn)曝光光點(diǎn)364，以便對(duì)其曝光。這稱(chēng)為″最好情況(best case)″。點(diǎn)曝光網(wǎng)格的這個(gè)最好情況脈沖響應(yīng)的傅里葉變換是H~best case=exp(-(kx+ky)·dfwhm216·ln(2))]]>所謂的最壞情況情況出現(xiàn)在當(dāng)被要求的脈沖精確地位于兩個(gè)曝光點(diǎn)(六角形的和矩形的)之間的一半的位置上時(shí)。這些位置(用″-″表示)的示例在圖6和7中給出。該最壞情況脈沖響應(yīng)(沿最壞情況(worst case)軌跡，xn＝0截取)的一維傅里葉變換如下H~worst case=12·exp(-j·0.5·kyp+j·0.5·kyp)·exp(-(kx2+ky2)·dfwhm216·ln(2))]]>其中p代表點(diǎn)曝光網(wǎng)格行距。
圖8顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶有“最壞情況”行和“最好情況”位置的方形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的一部分。圖9顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶有“最壞情況”位置和“最好情況”位置的六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的一部分。圖8和9示出了最壞情況(″-″)和最好情況(″+″)位置分別在矩形和六角形網(wǎng)格幾何形狀中是如何分布的。如可以看見(jiàn)的那樣，六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的情況下，離散的點(diǎn)展示了在某一角度下的最壞情況脈沖響應(yīng)特性。矩形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的情況下，最壞情況點(diǎn)位于沿著覆蓋整個(gè)襯底的連續(xù)的線(xiàn)上。這些線(xiàn)位于特定的但是非常普通的器件特征角度上。可以看到，在矩形網(wǎng)格中，最壞情況脈沖響應(yīng)的位置數(shù)目(統(tǒng)計(jì)上的)數(shù)目遠(yuǎn)超過(guò)在六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格中的類(lèi)似的位置數(shù)目。因此，從這點(diǎn)來(lái)看，六角形網(wǎng)格的平均性能可能要好于矩形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的平均性能。這種改善是與系統(tǒng)特性相關(guān)聯(lián)的，該系統(tǒng)特性除了還受其它方面影響以外，是由上述低通擬合濾光器508確定的。
矩形和六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的最好情況和最壞情況情況的示例性討論可以在2004年12月22日申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/018,929中找到，其在此處通過(guò)引用整體結(jié)合在本文中。
應(yīng)用低通擬合濾光器508可以有各種理由，例如(1)為了避免需要負(fù)光；(2)為了使次光點(diǎn)曝光網(wǎng)格位置的影響最小；和(3)為了使圖像特征和點(diǎn)曝光網(wǎng)格之間的角度對(duì)得到的空間(aerial)圖像的影響最小。人們發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于使用矩形點(diǎn)曝光情況，六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格可以允許更高的空間頻率進(jìn)入反向光學(xué)裝置512的擬合算法，而不會(huì)增加最大的負(fù)的解。
在一個(gè)示例中，濾光器508構(gòu)造成以圓形對(duì)稱(chēng)的方式(相對(duì)于徑向軸位于襯底的平面中)操作并且與最壞情況點(diǎn)曝光網(wǎng)格脈沖響應(yīng)相匹配。用于允許最壞情況脈沖響應(yīng)的水平可以取決于網(wǎng)格的形狀。在最壞情況點(diǎn)位于離散的網(wǎng)格位置(而不是沿著線(xiàn))的網(wǎng)格中，使用較弱的濾光器就足夠了。采用不同形狀的網(wǎng)格時(shí)，選擇中間位置(相對(duì)于最差和最好情況位置)可能更加有效，尤其是在最壞情況點(diǎn)位于離散的位置(而不是沿著線(xiàn))上時(shí)。
按照該示例，濾光器508也可以設(shè)計(jì)成同時(shí)使像素網(wǎng)格成像的性能在CD，CDU和劑量均勻性方面上達(dá)到最大化(通過(guò)去除正好足夠的較高的頻率，以理想地但不更多地解決上述問(wèn)題)。
矩形點(diǎn)曝光網(wǎng)格濾光器如上所述，最壞情況脈沖響應(yīng)的一維傅里葉變換可以寫(xiě)為H~worst case=12·exp(-j·0.5·kyp+j·0.5·kyp)·exp(-(kx2+ky2)·dfwhm216·ln(2))]]>其中p代表點(diǎn)曝光網(wǎng)格行距。由上面的等式描述的該最壞情況脈沖響應(yīng)的量在ky＝π/2時(shí)變成負(fù)的，從而具有低通特性的濾光器，例如為了抑制大于該值的空間頻率，將避免負(fù)的振幅。如果濾光器508強(qiáng)到足以對(duì)付最壞情況網(wǎng)格點(diǎn)，那么它也足以能夠避免次曝光網(wǎng)格中的其它位置負(fù)的振幅。使用更強(qiáng)的濾光器508(例如其截止頻率(cut-ff)在更低頻率上)將不必要地降低點(diǎn)曝光網(wǎng)格的性能并且導(dǎo)致產(chǎn)生分辨率降低的劑量圖案。
接著上面的討論，合適的濾光器可以是二維圓形對(duì)稱(chēng)的FIR濾光器，基于以下一維截?cái)?truncation) 其中ω＝π/p是對(duì)應(yīng)于點(diǎn)曝光網(wǎng)格行距的一維角空間頻率。
六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格濾光器圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格的幾何形狀并且示出了“中間事例”位置。用于這種幾何形狀的曝光網(wǎng)格的濾光器可以從對(duì)精確地位于三個(gè)(光)點(diǎn)之間的位置的傅里葉變換的脈沖響應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行展開(kāi)。在圖10中示出的該位置代表在最差和最好情況之間的中間位置(見(jiàn)圖9)。所示的中央位置的傅里葉變換的脈沖響應(yīng)是H~central;hex=13·{exp(-j13·p·kx)+exp(j36·p·kx-j·12·p·ky)+exp(j36·p·kx+j·12·p·ky)}]]>·exp(-(kx2+ky2)·dfwhm216·ln(2))]]>其中p代表點(diǎn)曝光網(wǎng)格行距。
在這種情況下的合適的濾光器可以?xún)删S圓形對(duì)稱(chēng)的FIR濾光器，基于以下的一維截?cái)?truncation)
其中ω＝4π/3p是對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于0.75倍的點(diǎn)曝光網(wǎng)格行距的一維角空間頻率。
對(duì)于上述矩形和六角形點(diǎn)曝光網(wǎng)格濾光器508，由反向光學(xué)裝置512提供的擬合的解不使用大的負(fù)曝光點(diǎn)強(qiáng)度，以便將被要求的劑量圖以高精度水平成像。實(shí)際上，一個(gè)典型的解將只含有非常小的負(fù)曝光點(diǎn)強(qiáng)度，其可以限制至零。在一個(gè)示例中，在濾光過(guò)程中作為副作用產(chǎn)生的小的″雜散的″正的值也可以限制至零，它們否則可以在遠(yuǎn)離圖案特征的邊緣的區(qū)域中導(dǎo)致小的但是顯著數(shù)量的″雜散光″。這種截短的作用導(dǎo)致在相鄰于圖像特征(部件)的沒(méi)有對(duì)光請(qǐng)求的區(qū)域的一些部分中產(chǎn)生非常微弱的劑量強(qiáng)度。這些位置通常位于距實(shí)際邊緣1.5微米左右的區(qū)段內(nèi)，從而通?？梢院雎詫?duì)要形成的器件的影響。
一般地，低通濾光器可設(shè)置成在光柵化(rasterization)之后部分地或完全地在數(shù)據(jù)通路的離線(xiàn)部分中運(yùn)行，或者作為光柵化過(guò)程的一部分。此外，雖然上述實(shí)施例涉及的是點(diǎn)曝光強(qiáng)度的直接代數(shù)最小二乘方擬合至頻率限制的目標(biāo)劑量圖案，但是也可以使低通濾光器的應(yīng)用適合于采用間接/迭代法的情況。
圖像銳化濾光器圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的低通濾光器110和銳化濾光器1104。圖11示出了本發(fā)明的一個(gè)備選實(shí)施例，其中濾光器508具有分解(split)或雙重功能，包括低通濾光器部分1102和銳化濾光器部分1104。利用對(duì)形成的產(chǎn)品特征的了解，銳化濾光器1104可用于提高劑量圖案中特征的清晰度(definition)。一般地，銳化濾光器1104包括對(duì)應(yīng)于要銳化的圖像特征的逆的貢獻(xiàn)(在傅里葉域中)。將最小可能的圓形產(chǎn)品特征(其直徑等于臨界尺寸CD)作為一個(gè)示例，銳化濾光器函數(shù)可以在空間域中定義如下
其中Rsharp是圖像特征的半徑(此處是CD的一半)。
將圖像特征變換到傅里葉域中得到H~=2·J1·(Rsharp·kx2+ky2)Rsharp·kx2+ky2]]>其中J1是第一種Bessel函數(shù)。
對(duì)應(yīng)于該示例的銳化濾光器1104則是最小可能的圓形對(duì)稱(chēng)的圖像特征的傅里葉變換的振幅頻率響應(yīng)的逆 控制圖像對(duì)數(shù)斜率的濾光器圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像對(duì)數(shù)斜率濾光器?！皥D像對(duì)數(shù)斜率”是指寫(xiě)到襯底上的劑量圖案的空間相依性，尤其是指劑量隨距離dI/dx改變的速率(或斜率)。對(duì)于光刻機(jī)的使用者來(lái)說(shuō)能夠調(diào)節(jié)該斜率是有用的有幾個(gè)原因。首先較平淺的圖像對(duì)數(shù)斜率意味著在襯底處理之后形成的特征趨于具有更加圓化的邊緣，其可以減小靜電放電(火花)的危險(xiǎn)。第二，較平淺的斜率可以更容易在襯底上的不同的工藝層上的特征之間實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)意的重疊。重疊一般需要以更大的精度進(jìn)行控制，而特征本身在任何一個(gè)工藝層中被清晰地界定(即具有陡的圖像對(duì)數(shù)斜率)。第三，在由光刻制造的平板顯示器中，例如觀(guān)看角度取決于單獨(dú)的特征的圖像對(duì)數(shù)斜率。較平淺的圖像對(duì)數(shù)斜率可以導(dǎo)致大的觀(guān)看角度(也許在犧牲分辨率、對(duì)比度等條件下)，這在某些應(yīng)用(例如在電視或錄像)中可能是理想的。
濾光器508可以包括圖像對(duì)數(shù)斜率濾光器1202用于此目的。一般不可能以這種方式將對(duì)比度調(diào)節(jié)到超過(guò)由最壞情況點(diǎn)曝光脈沖響應(yīng)確定的最大對(duì)比度，因此濾光器通常要作用來(lái)減小對(duì)比度。
在空間域中的圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器函數(shù)的一個(gè)示例是Fslope=1π·Rslope2whenx2+y2≤Rslope0whenx2+y2>Rslope]]>濾光器函數(shù)確定成使得濾光器的DC增益是1。半徑Rslope是影響圖像對(duì)數(shù)斜率的參數(shù)。
濾光器的備選方案在一個(gè)示例中，作為使用濾光器對(duì)發(fā)送給圖案形成裝置104/204的控制信號(hào)進(jìn)行操作處理的備選方案，還可以修改照明和投影光學(xué)系統(tǒng)，以便改變光點(diǎn)形狀。不同的光點(diǎn)形狀可以通過(guò)光束的整形和遮擋(shaping a和stops)而實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)形狀例如可以是高斯光束(在多重激光光束傳播的情況下)，艾里斑(Airy disk)(由截?cái)喙怅@形成)，圓形頭頂(tophead)光分布或者上述任何一個(gè)的卷積。
在一個(gè)示例中，濾光器可以提供更便宜和更容易適應(yīng)的解決方案，因?yàn)樗鼈儾灰笤黾雍芏嗟男滦陀布?。相反，增加現(xiàn)有硬件和/或配置的容量就足夠了。
組合濾光器在一個(gè)示例中，可以產(chǎn)生實(shí)施兩個(gè)或更多上述濾光器的功能的組合濾光器。在組合濾光器由低通濾光器1102、銳化濾光器1104和圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器1202構(gòu)成的情況下，在空間域中的該組合濾光器由如下的卷積形成Fcombined filter＝Ffit filterFsharpFslope。
其中代表“用…卷積”(在此處和全部申請(qǐng)文件中)。由卷積運(yùn)算滿(mǎn)足特性fg＝gf，濾光器組合的序列不會(huì)引起任何不同的結(jié)果。
在一個(gè)示例中，這樣定義的濾光器(相互組合或其它方式組合)也可以與偽-逆矩陣[K]+組合(而不使用對(duì)被要求的劑量[D]過(guò)濾的單獨(dú)的過(guò)濾步驟)如下[I]＝Fcombined filter[K]+·[D]，其結(jié)果是[I]＝[K]+filtered·[D].
對(duì)核[K]+而不對(duì)被要求的劑量[D]進(jìn)行過(guò)濾，可以具有以下屬性)核的高速范圍減小(核值被抹去)，其減小了字長(zhǎng)；和b)場(chǎng)境半徑大大減小(對(duì)于類(lèi)似的成像性能而言)。
在一個(gè)示例中，已過(guò)濾的核[K]+filtered可以完全離線(xiàn)地準(zhǔn)備。這至少在如下的程度上是這樣的，即MLA光點(diǎn)位置在單次襯底曝光期間不變化；MLA點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)形狀不變化；MLA位置的變化可以在數(shù)據(jù)通路中被補(bǔ)償；以及掃描速度和激光頻率是恒定的。
施加CD偏置的濾光器在一個(gè)示例中，采用了臨界尺寸偏置(CD偏置)。CD偏置涉及按照減少需要調(diào)節(jié)最小行寬的步驟。在劑量圖案的行寬可以在高水平上預(yù)測(cè)時(shí)，經(jīng)常采用這個(gè)步驟的原因是在處理之后形成的特征的實(shí)際行寬的可預(yù)測(cè)性較低并且可以從調(diào)節(jié)中得到好處，以便達(dá)到最佳的性能。該調(diào)節(jié)可以通過(guò)偏置CD(即增大CD以形成更粗的行(線(xiàn))或者減小CD以形成更細(xì)的行(線(xiàn)))來(lái)實(shí)施。
在基于掩模的光刻系統(tǒng)中，CD偏置通常通過(guò)改變輻射源的總強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。各次輻射光束的增加的強(qiáng)度趨于擴(kuò)散與單獨(dú)的圖案特征相關(guān)聯(lián)的劑量，這導(dǎo)致改變的CD(CD的增大可以應(yīng)用到清楚的空間圖像上，CD的減小可以應(yīng)用到暗的空間圖像上-亮場(chǎng)(bright field))。這個(gè)和類(lèi)似的方法的缺點(diǎn)是，CD中沿一個(gè)平行于襯底的軸引發(fā)的變化可以伴隨著CD中沿正交軸的對(duì)應(yīng)的變化。如果減少要求沿X和Y軸相等調(diào)節(jié)，這個(gè)限制不是問(wèn)題，但是如果CD可以相對(duì)于每個(gè)軸獨(dú)立地調(diào)節(jié)(例如，沿X軸但不沿X軸Y改變CD)，那么達(dá)到更高水平的優(yōu)化通常是可能的。對(duì)于一個(gè)次組的特征類(lèi)型或者所有特征類(lèi)型(例如，密集的，隔離的，線(xiàn)，觸點(diǎn)等等)來(lái)說(shuō)，更重要的是，要優(yōu)選在逐個(gè)特征的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)尺寸和強(qiáng)度。
圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CD偏置濾光器1302。獨(dú)立的X和Y CD偏置通過(guò)提供CD偏置濾光器1302以操作處理發(fā)送給圖案形成裝置104/204的控制信號(hào)來(lái)實(shí)施，而不是操作處理照明劑量，以改變CD。該方法也可以用于提供隨在襯底114/214/314上方的位置(并且可能地在X和Y軸上獨(dú)立地)變化的CD這可以通過(guò)以與上述濾光器相似的方式使用CD偏置濾光器1302來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體地，CD偏置濾光器1302可用于修改要輸入到數(shù)據(jù)操作裝置500(示出了兩個(gè)這種裝置用于說(shuō)明目的)的被要求的劑量圖數(shù)據(jù)。這種過(guò)濾操作通常設(shè)置成離線(xiàn)實(shí)施，因?yàn)樵跀M合算法本身(如由反向光學(xué)裝置512來(lái)執(zhí)行)中實(shí)施這種功能可能是困難的。在該示例中，CD偏置濾光器1302定位在光柵器(rasterizer)506之前。在一個(gè)示例中，如果采用在線(xiàn)控制，這仍然可以通過(guò)例如改變輻射源的強(qiáng)度，或者使用膨脹/侵蝕(dilation/erosion)算法(見(jiàn)上面)，可能時(shí)結(jié)合上述離線(xiàn)方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)(如在基于掩模的系統(tǒng)中)。
備選地或附加地，CD偏置可以通過(guò)使用稱(chēng)為膨脹和侵蝕的數(shù)學(xué)射學(xué)操作(mathematical morphology operations)來(lái)應(yīng)用。膨脹操作可應(yīng)用于以數(shù)學(xué)方式定義的物件上，使其膨脹，或尺寸長(zhǎng)大，而侵蝕則使物件收縮。使物件長(zhǎng)大或收縮的數(shù)量和方式由所謂的結(jié)構(gòu)元件確定。該方法可以在線(xiàn)或者離線(xiàn)地?cái)?shù)字式地應(yīng)用。
高速聚焦修正聚焦修正可以在襯底臺(tái)WT106/206相對(duì)于襯底114/214/314移動(dòng)時(shí)根據(jù)最佳聚焦位置的測(cè)量值通過(guò)改變襯底臺(tái)WT106/206的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。原則上，全部或者部分投影系統(tǒng)108/208也可以被移動(dòng)實(shí)現(xiàn)相同的效果。在兩者情況下，平移和旋轉(zhuǎn)(傾斜)位移都可以采用。
這種系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)和用于高效實(shí)施的額外的控制系統(tǒng)是很昂貴的。此外，聚焦修正的空間分辨率至多受到與某一MLA和光學(xué)的柱相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)網(wǎng)格的尺寸的限制。光學(xué)柱和/或襯底臺(tái)106/206的次部分通常不能夠在相互之間和相對(duì)于襯底114/214/314獨(dú)立地移動(dòng)。此外，由于要移動(dòng)的部件的慣性作用，這種系統(tǒng)能夠多快地相應(yīng)最佳聚焦位置處的變化是存在極限的。
在一個(gè)示例中，最佳聚焦經(jīng)數(shù)據(jù)通路執(zhí)行(即通過(guò)操作處理要輸送給圖案形成裝置104/204的控制信號(hào))。這是可能的，因?yàn)榫劢褂绊懥烁鼽c(diǎn)曝光364的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的半峰全寬。基于相對(duì)于襯底114/214/314上的某一點(diǎn)的真實(shí)聚焦位置的測(cè)量值的計(jì)算值可以作為標(biāo)定數(shù)據(jù)輸入點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]中。發(fā)送給圖案形成裝置104/204的控制信號(hào)由此可適用于考慮襯底114/214/314上的聚焦以外的區(qū)域，此處的點(diǎn)曝光形狀比正常情況的要稍微寬一些。這種點(diǎn)修正的結(jié)果是聚焦可以在更高的水平上有效地實(shí)現(xiàn)。這種結(jié)果一部分是因?yàn)樘岣吡丝臻g分辨率(其由單獨(dú)的點(diǎn)曝光的尺寸而不是整個(gè)點(diǎn)網(wǎng)格的尺寸來(lái)限制)和一部分是因?yàn)楦焖俚捻憫?yīng)時(shí)間(沒(méi)有實(shí)施額外的機(jī)械運(yùn)動(dòng))。這可以在增加任何主要的新硬件(如伺服/控制系統(tǒng))下實(shí)現(xiàn)，雖然附加的計(jì)算硬件可用于增加數(shù)據(jù)通路510中的額外的容量。在一個(gè)示例中，這種方式的聚焦控制可以允許去除或者簡(jiǎn)化機(jī)械聚焦控制裝置，因此降低成本和/或空間。或者，可以設(shè)計(jì)使用機(jī)械聚焦控制(作為“粗”調(diào)節(jié))和數(shù)據(jù)通路聚焦修正(作為“細(xì)”控制)的組合的高分辨率系統(tǒng)。粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)可以分別指主要是低空間頻率修正和主要是高空間頻率修正。
在一個(gè)示例中，數(shù)據(jù)通路施加的修正可以考慮從掃描到掃描保持不變的因素，例如MLA中從透鏡到透鏡的聚焦變化。在這種情況下，修正可以經(jīng)離線(xiàn)計(jì)算值和對(duì)反向光學(xué)數(shù)據(jù)操作裝置512使用的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣的離線(xiàn)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)施。但是，該修正也可以在線(xiàn)應(yīng)用以便對(duì)從掃描到掃描可以改變的因素，如那些與襯底拓?fù)?topology)中或者襯底臺(tái)輸送中的不完善性相關(guān)聯(lián)的因素，提供“高速”修正。
圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的適于經(jīng)數(shù)據(jù)通路進(jìn)行高速聚焦修正的裝置。該實(shí)施例也可以使用上述粗控制和細(xì)控制。通過(guò)分析輻射源1410的輻射獲得聚焦數(shù)據(jù)，該輻射在從襯底114/214/314和/或襯底臺(tái)106/206上的各種位置反射后由輻射檢測(cè)器1408接收到。這種分析可以由聚焦控制裝置1402實(shí)施?；蛘?，襯底臺(tái)106/206和襯底114/214/314的位置可以在各個(gè)點(diǎn)處通過(guò)測(cè)量由固定在投影系統(tǒng)108/208上的一個(gè)或多個(gè)超聲波傳感器發(fā)射的超聲波在從襯底114/214/314和/或襯底臺(tái)106/206反射之后的行程時(shí)間來(lái)確定。
基于由此獲得的聚焦數(shù)據(jù)，聚焦控制裝置1402計(jì)算一部分襯底114/214/314的最佳聚焦位置并且沿?cái)?shù)據(jù)通路路徑1412和1414中的任一個(gè)或兩個(gè)將控制信號(hào)輸出到投影系統(tǒng)位置和/或傾斜控制器1404和襯底臺(tái)位置和/或傾斜控制器1406中的任一個(gè)或兩個(gè)中。投影系統(tǒng)位置和/或傾斜控制器1404和/或襯底臺(tái)位置和/或傾斜控制器1406由此被引發(fā)執(zhí)行對(duì)投影系統(tǒng)108/208和/或襯底臺(tái)WT106/206的平移和/或傾斜操作，以便將在襯底114/214/314處要曝光的區(qū)域帶到更靠近最佳聚焦平面的位置上。按照該實(shí)施例，這是所謂的”粗”控制。
細(xì)控制通過(guò)數(shù)據(jù)通路510來(lái)實(shí)現(xiàn)。在將控制信號(hào)傳遞給控制器1404和1406之后，聚焦控制裝置1402也構(gòu)造成將聚焦數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)通路聚焦控制裝置1416，其計(jì)算出需要用于矩陣[K]的調(diào)節(jié)值，以便考慮由于聚焦品質(zhì)的變化而可以預(yù)見(jiàn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)性能的變化。
在一個(gè)示例中，粗修正和細(xì)修正的組合可以按照以下序列實(shí)施測(cè)量聚焦；實(shí)施粗修正；再測(cè)量聚焦；實(shí)施細(xì)修正。按照這種序列，每次發(fā)送給粗裝置的聚焦數(shù)據(jù)將不同于發(fā)送給細(xì)修正裝置的聚焦數(shù)據(jù)(假設(shè)總是檢測(cè)到一些聚焦錯(cuò)誤)?；蛘撸中拚图?xì)修正可以同時(shí)地實(shí)施。在這種情況下，發(fā)送給數(shù)據(jù)通路聚焦控制裝置1416的數(shù)據(jù)包括發(fā)送給控制器1404和1406的控制信號(hào)。對(duì)矩陣[K]的修正則將考慮襯底臺(tái)106/206和/或投影系統(tǒng)108/20的預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。發(fā)送給控制器1404和1406中之一或兩者的控制信號(hào)值之間的關(guān)系以及總的聚焦變化可以記錄在標(biāo)定表中。
在所示的實(shí)施例中，聚焦修正數(shù)據(jù)經(jīng)存儲(chǔ)裝置502傳遞給數(shù)據(jù)通路，存儲(chǔ)裝置502將點(diǎn)位置和點(diǎn)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)信息(該信息可以由聚焦修正數(shù)據(jù)更新)提供給反向光學(xué)數(shù)據(jù)操作裝置512。修正數(shù)據(jù)也可以結(jié)合在數(shù)據(jù)通路中的其它在線(xiàn)點(diǎn)上，而不脫離本發(fā)明的范圍。
修正數(shù)據(jù)通路中的強(qiáng)度非均勻性可單獨(dú)控制的元件的陣列中的各元件可以激勵(lì)到一種取決于控制電壓的狀態(tài)。其中所涉及的元件包括鏡，激勵(lì)可以呈圍繞鏡的平面中的一個(gè)軸線(xiàn)傾斜的形式。此時(shí)激勵(lì)狀態(tài)可對(duì)應(yīng)于某一傾斜角度。激勵(lì)狀態(tài)例如也可稱(chēng)為反射率設(shè)定點(diǎn)，其中具有可變化的反射率(在某一方向上)的元件用于可單獨(dú)控制的元件的陣列中。由這些元件中的一個(gè)或多個(gè)元件圖案化的次輻射光束中的輻射強(qiáng)度取決于所涉及的該元件的激勵(lì)狀態(tài)。在強(qiáng)度和控制電壓之間的轉(zhuǎn)換可以以雙級(jí)處理來(lái)實(shí)施。在第一級(jí)中，實(shí)施乘法運(yùn)算將強(qiáng)度轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的激勵(lì)狀態(tài)(例如，反射率)。然后第二級(jí)涉及選擇合適的控制電壓，以便從陣列104/204中獲得這些元件激勵(lì)狀態(tài)。在控制電壓和產(chǎn)生的元件激勵(lì)狀態(tài)之間的關(guān)系一般不是簡(jiǎn)單的線(xiàn)性形式，通常提供標(biāo)定表(例如查用表)使這種轉(zhuǎn)換能夠?qū)嵤？墒褂貌逯捣ㄞD(zhuǎn)換標(biāo)定表中的離散點(diǎn)之間的值?；蛘?，可以將標(biāo)定表中的全部或者部分?jǐn)?shù)據(jù)擬合成數(shù)學(xué)函數(shù)(例如，Chebyshef多項(xiàng)式)，利用得到的擬合函數(shù)實(shí)施該轉(zhuǎn)換。
在一個(gè)示例中，總轉(zhuǎn)換是經(jīng)″逆圖案形成裝置″數(shù)據(jù)操作裝置514實(shí)施的，這可以包括乘法器516(用于執(zhí)行一級(jí)轉(zhuǎn)換-即從(光)點(diǎn)強(qiáng)度到元件激勵(lì)狀態(tài)或反射率設(shè)定點(diǎn))和查用表裝置518(用于執(zhí)行二級(jí)轉(zhuǎn)換-即從元件激勵(lì)狀態(tài)或反射率設(shè)定點(diǎn)到元件控制電壓)，如上參見(jiàn)圖5所述。
在一個(gè)示例中，由于裝置中具有各種各樣的光學(xué)因素，強(qiáng)度非均勻性可以獨(dú)立于可單獨(dú)控制的元件的陣列的特性而發(fā)生。其結(jié)果可能是在單獨(dú)的點(diǎn)曝光，單獨(dú)的光學(xué)柱，單獨(dú)的激光系統(tǒng)等之間的非想要的強(qiáng)度變化。原則上，可以通過(guò)將額外的標(biāo)定信息結(jié)合到沿?cái)?shù)據(jù)通路發(fā)送的被要求的劑量數(shù)據(jù)中來(lái)對(duì)這些變化進(jìn)行考慮。雖然對(duì)于消除這些強(qiáng)度變化是潛在有效的，但是這種方法可以導(dǎo)致能夠處理的數(shù)據(jù)通路內(nèi)部高速?gòu)?qiáng)度范圍的不希望有的增大。這可以導(dǎo)致成本的增加。
在一個(gè)示例中，逆圖案形成裝置的數(shù)據(jù)操作裝置514適合于至少部分地用于修正強(qiáng)度非均勻性。例如，標(biāo)定測(cè)量值可用于為裝置518建立新的查用表，其不僅考慮圖案形成裝置104/204的特性，而且也考慮對(duì)強(qiáng)度非均勻性有貢獻(xiàn)的因素。這些標(biāo)定測(cè)量可以在完全組裝的機(jī)器中實(shí)施(即其中所有影響強(qiáng)度的因素都是活躍的)。例如該系統(tǒng)可以配備一個(gè)或多個(gè)劑量傳感器，既測(cè)量源強(qiáng)度也測(cè)量(光)點(diǎn)強(qiáng)度。該兩個(gè)量的比值與強(qiáng)度非均勻性相關(guān)。另外，光點(diǎn)傳感器可以設(shè)置在襯底水平高度上，可以測(cè)量光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。選擇地或者附加地，可以采用襯底基礎(chǔ)技術(shù)，其包括印刷出圖案(或單獨(dú)的光點(diǎn))，然后使用離線(xiàn)工具導(dǎo)出強(qiáng)度非均勻性特性。一旦建立起非均勻性特性，就可以使用標(biāo)準(zhǔn)插值法計(jì)算新的查用表值。
作為對(duì)裝置518中的查用表值進(jìn)行調(diào)節(jié)的備選方法，可以通過(guò)操作處理乘法器516的性能來(lái)實(shí)施強(qiáng)度非均勻性的修正。例如，為了考慮非均勻性因素，可以改變?cè)鲆?或多項(xiàng)增益)。
在數(shù)據(jù)通路中的該后一級(jí)處對(duì)強(qiáng)度非均勻性的修正減小了對(duì)在數(shù)據(jù)通路中的前一級(jí)處的增大動(dòng)帶寬/態(tài)范圍的要。該示例也可以有助于減少舍位誤差。
避免對(duì)全黑或全白的值執(zhí)行計(jì)算在一個(gè)示例中，諸如由反向光學(xué)裝置512實(shí)施的那些圖像處理算法執(zhí)行矩陣乘法。用于實(shí)施這些乘法的硬件是按照要實(shí)施的計(jì)算類(lèi)型具體定制的，以使其優(yōu)化而獲得每秒最佳MAC(Multiply Accumulates)數(shù)。涉及的硬件(其可以是DSP或是更普通的CPU)包括帶有乘法部分的一個(gè)或多個(gè)FPGA(場(chǎng)可編程陣列)，該乘法部分可以從特別構(gòu)造成實(shí)施MAC操作的乘法單元中建立。由于要處理的圖像的細(xì)節(jié)事先是未知的，硬件通常設(shè)計(jì)成能夠處理定義圖像的各網(wǎng)格位置處的非零值。這要求大數(shù)目的MAC，因此要求昂貴的硬件。
在光刻應(yīng)用中，如反向光學(xué)裝置512，在被要求的劑量圖案矢量[D]中的大多數(shù)的項(xiàng)將是0或1，或者在采用灰度成像時(shí)是0和15，其對(duì)應(yīng)于某個(gè)特征的有或沒(méi)有的情況。對(duì)這些的MAC運(yùn)算可以是相對(duì)簡(jiǎn)單的(例如沒(méi)有執(zhí)行實(shí)乘法)。在一個(gè)示例中，MAC或者輸出零或者輸出某個(gè)乘系數(shù)，其可以移位到左側(cè)的一些位置上并且在最不重要的一側(cè)上用零值填充。只有圖像中的器件元件的邊緣區(qū)域由對(duì)其執(zhí)行真實(shí)的乘法的灰度值組成。黑和白的區(qū)域可以不使用由乘法單元提供的全部功能。
在一個(gè)示例中，在FPGA中設(shè)有在乘法運(yùn)算級(jí)之前的專(zhuān)用預(yù)處理器，其能夠識(shí)別和處理被要求的劑量圖中的黑白區(qū)域。乘法運(yùn)算部分使用主要由被要求的劑量圖中的灰區(qū)域組成的減少的輸入量，其可能不使用乘法單元的全部功能。這種設(shè)置允許大大減少每秒MAC數(shù)(因此減小成本)而不會(huì)對(duì)圖像處理性能有很大的負(fù)面影響。
圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶用于減少計(jì)算量的預(yù)處理器1500的乘法級(jí)。如上所述，預(yù)處理器1500也可以形成為FPGA的一體部分。
幻影光的抑制在一個(gè)示例中，可以產(chǎn)生幻影光，該幻影光是設(shè)法達(dá)到襯底114/214/314的不需要的或者雜散的光。這例如可以由系統(tǒng)光學(xué)元件內(nèi)的內(nèi)部反射產(chǎn)生和/或經(jīng)在相鄰的MLA點(diǎn)之間的交叉反射(cross-talk)產(chǎn)生。光刻裝置的光學(xué)元件通常設(shè)計(jì)成盡可能地避免這種情況的發(fā)生。但是要想完全消除是及其困難的。
在一個(gè)示例中，使用被要求的劑量圖案至點(diǎn)曝光陣列的直接最小二成方擬合，幻影光可以通過(guò)將一些項(xiàng)結(jié)合到點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]+中而得到修正。在相鄰的點(diǎn)曝光可以非相干成像的情況下，有可能在很高的水平上修正雜散光。當(dāng)相鄰的點(diǎn)曝光是在不同的時(shí)刻被曝光時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)低水平的修正。該方法不使用在矩陣[K]+中的附加的非零項(xiàng)，其導(dǎo)致在數(shù)據(jù)通路中的附加的乘和累加。這可能導(dǎo)致較高的成本，但是一方面這可以由潛在的高品質(zhì)圖像來(lái)補(bǔ)償，另一方面由減少din光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本的降低來(lái)補(bǔ)償，因?yàn)樾枰^少的費(fèi)用用于避免幻影光抑制，如果它可以被補(bǔ)償?shù)脑?huà)。
結(jié)論雖然在上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，然而可以理解，上面這些描述是示例性而非限制性的。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種修改。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不能由任何上述示例性的實(shí)施例來(lái)定義，而應(yīng)該僅僅根據(jù)后面的權(quán)利要求和其等同內(nèi)容來(lái)定義。
應(yīng)該理解的是，解釋這些權(quán)利要求應(yīng)采用“具體實(shí)施方式
”部分而不是“發(fā)明內(nèi)容”和“摘要”部分。“發(fā)明內(nèi)容”和“摘要”部分可以說(shuō)明由本發(fā)明人構(gòu)思的本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)示例性的實(shí)施例，但不是全部的示例性的實(shí)施例，由此它們不能以任何方式用于限制本發(fā)明和所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上的投影系統(tǒng)；調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生所要求的劑量圖案的圖案形成裝置，該劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光相互之間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生；低通濾光器，其對(duì)從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以便形成主要只包括低于選擇的閾值頻率的空間頻率分量的頻率限制的目標(biāo)劑量圖案；數(shù)據(jù)操作裝置，其產(chǎn)生包括由圖案形成裝置產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的、基于點(diǎn)曝光強(qiáng)度對(duì)頻率限制的目標(biāo)劑量圖案的直接代數(shù)最小二乘方擬合的控制信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1的光刻裝置，其特征在于，選擇閾值頻率，使得在襯底上的某個(gè)點(diǎn)處接受的劑量和在該點(diǎn)處所要求的劑量之間的差異與該點(diǎn)的位置相對(duì)于與點(diǎn)曝光陣列相關(guān)聯(lián)的柵格位置無(wú)關(guān)。
3.按照權(quán)利要求1的光刻裝置，其特征在于，閾值頻率大致等于π/p，其中p是點(diǎn)曝光節(jié)距。
4.按照權(quán)利要求3的光刻裝置，其特征在于，點(diǎn)曝光陣列是矩形的。
5.按照權(quán)利要求1的光刻裝置，其特征在于，閾值頻率大致等于4π/3p，其中p是點(diǎn)曝光節(jié)距。
6.按照權(quán)利要求5的光刻裝置，其特征在于，點(diǎn)曝光陣列是六角形的或者是準(zhǔn)六角形的。
7.按照權(quán)利要求1的光刻裝置，其特征在于，濾光器的振幅-頻率響應(yīng)與點(diǎn)曝光陣列的振幅-頻率響應(yīng)大致上相當(dāng)。
8.按照權(quán)利要求1的光刻裝置，其特征在于，還包括銳化待形成的目標(biāo)產(chǎn)品特征的銳化濾光器。
9.按照權(quán)利要求8的光刻裝置，其特征在于，銳化濾光器用空間傅里葉變換定義為如下數(shù)學(xué)函數(shù)， 其中 是目標(biāo)產(chǎn)品特征的傅里葉變換，ω=(kx2+ky2),ωM]]>是選擇的閾值空間頻率，kx和ky是分別對(duì)應(yīng)于位于襯底平面上的正交軸x和y的空間頻率分量。
10.按照權(quán)利要求9的光刻裝置，其特征在于，ωM＝π/p，p是點(diǎn)曝光陣列的節(jié)距。
11.按照權(quán)利要求8的光刻裝置，其特征在于，銳化濾光器的一種應(yīng)用定義為以下傅里葉域中的乘法D~sharp filtered=F~sharp filter·F~low-pass filter·D~unfiltered,]]>其中 是從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)傅里葉域表示， 是低通濾光器的傅里葉域表示， 是銳化濾光器的傅里葉域表示，和 是在由銳化濾光器和低通濾光器過(guò)濾之后從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的傅里葉域表示。
12.按照權(quán)利要求1的光刻裝置，其特征在于，還包括圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器，其控制在襯底上形成的圖案的圖像對(duì)數(shù)斜率。
13.按照權(quán)利要求12的光刻裝置，其特征在于，圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器定義為以下空間域中的數(shù)學(xué)函數(shù) 其中x和y是相對(duì)于位于襯底平面中的軸的位置坐標(biāo)，和Rslope是能用于控制圖像對(duì)數(shù)斜率的可變控制參數(shù)。
14.按照權(quán)利要求12的光刻裝置，其特征在于，圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器的一種應(yīng)用定義為以下傅里葉域中的乘法D~slope filtered=F~slope filter·F~low-pass filter·D~unfiltered]]>其中 是從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)傅里葉域表示， 是低通濾光器的傅里葉域表示， 是圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器的傅里葉域表示，和 是在由對(duì)數(shù)斜率濾光器和低通濾光器過(guò)濾之后從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的傅里葉域表示。
15.按照權(quán)利要求1的光刻裝置，其特征在于，還包括組合濾光器，其對(duì)從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以便控制要在襯底上形成的圖案的圖像對(duì)數(shù)斜率并銳化從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)中的目標(biāo)產(chǎn)品特征。
16.按照權(quán)利要求15的光刻裝置，其特征在于，組合濾光器的應(yīng)用定義為以下傅里葉域中的乘法D~combined filtered=F~combined filted·D~unfiltered=(F~slope filter·F~sharp filter·F~low-pass filter)·D~unfiltered]]>其中 是從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的傅里葉域表示， 是低通濾光器的傅里葉域表示， 是銳化濾光器的傅里葉域表示， 是圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器的傅里葉域表示 是包括運(yùn)算 和 的組合濾光器的傅里葉域表示，和 是在由圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器，銳化濾光器和低通濾光器過(guò)濾后從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的傅里葉域表示。
17.一種光刻裝置，包括將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上的投影系統(tǒng)；圖案形成裝置，其調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生所要求的劑量圖案，劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光相互間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生；數(shù)據(jù)操作裝置，其產(chǎn)生包括要由圖案形成裝置產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的控制信號(hào)，該控制信號(hào)是基于點(diǎn)曝光強(qiáng)度對(duì)由所要求的劑量圖案中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)的直接代數(shù)最小二乘方，該最小二乘方擬合是通過(guò)用代表了從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的列向量乘偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣來(lái)執(zhí)行的，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣包括有關(guān)在給定的時(shí)刻由其中一個(gè)次輻射光束在襯底上曝光的各斑點(diǎn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的形狀和相對(duì)位置的信息；低通濾光器，其消除信號(hào)中的高于選擇的閾值頻率的空間頻率分量，離線(xiàn)結(jié)合到偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣中，通過(guò)以下運(yùn)算準(zhǔn)備好進(jìn)行最小二乘方擬合[K]+filtered＝Flow-pass filter[K]+其中[K]+和[K]+filtered代表分別在過(guò)濾之前和之后的偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣，其中Flow-pass filter代表在空間域中的低通濾光器的數(shù)學(xué)定義。
18.按照權(quán)利要求17的光刻裝置，其特征在于，還包括銳化待形成的目標(biāo)產(chǎn)品特征的銳化濾光器，其由數(shù)學(xué)函數(shù)Fsharp filter在空間域中定義，其中銳化濾光器和低通濾光器離線(xiàn)結(jié)合到偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]+中，通過(guò)以下運(yùn)算形成已過(guò)濾的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]+filtered[K]+filtered＝Fcombined filter[K]+＝(Flow-pass filterFsharp filter)[K]+其中Fcombined filter代表低通濾光器和銳化濾光器的組合作用在空間域中的數(shù)學(xué)定義。
19.按照權(quán)利要求17的光刻裝置，其特征在于，還包括控制在襯底上形成的圖案的圖像對(duì)數(shù)斜率的圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器，其在空間域中由數(shù)學(xué)函數(shù)Fslope filter定義，其中圖像對(duì)數(shù)斜率濾光器和低通濾光器離線(xiàn)結(jié)合到點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]+filtered中，通過(guò)以下運(yùn)算形成已過(guò)濾的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]+filtered＝Fcombined filter[K]+＝(Flow-pass filterFslope filter)[K]+其中Fcombined filter代表低通濾光器和銳化濾光器的組合作用在空間域中的數(shù)學(xué)定義。
20.按照權(quán)利要求17的光刻裝置，其特征在于，還包括由數(shù)學(xué)函數(shù)Fsharp filter在空間域中定義的、銳化待形成的目標(biāo)產(chǎn)品特征的銳化濾光器，由數(shù)學(xué)函數(shù)Fslope filter在空間域中定義的、適于控制在襯底上形成的圖案的圖像對(duì)數(shù)斜率的圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器，其中銳化濾光器、圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器和低通濾光器離線(xiàn)結(jié)合到點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]+中，通過(guò)以下運(yùn)算形成已過(guò)濾的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣[K]+filtered[K]+filtered＝Fcombined filter[K]+＝(Flow-pass filterFsharp filterFslope filter)[K]+其中Fcombined filter代表低通濾光器、銳化濾光器和圖象對(duì)數(shù)斜率濾光器的組合作用在空間域中的數(shù)學(xué)定義。
21.一種光刻裝置，包括將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上的投影系統(tǒng)；可單獨(dú)控制的元件的陣列，其調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上形成所要求的劑量圖案，所要求的劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列經(jīng)時(shí)間建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在給定時(shí)刻產(chǎn)生；光柵器裝置，其將定義所要求的劑量圖案的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成代表在圖案內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)序列處的所要求的劑量的數(shù)據(jù)序列；數(shù)據(jù)操作裝置，其接受所述數(shù)據(jù)序列并由此產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于控制可單獨(dú)控制的元件的陣列；聚焦確定單元，其測(cè)量至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面的位置，其中數(shù)據(jù)操作裝置包括基于至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面的測(cè)量偏差改變控制信號(hào)的聚焦補(bǔ)償單元。
22.按照權(quán)利要求21的光刻裝置，其特征在于，聚焦確定單元包括剛性地連接在投影系統(tǒng)上的至少一個(gè)超聲波傳感接收器，其在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)上通過(guò)測(cè)量被反射超聲波的傳播時(shí)間測(cè)量襯底表面相對(duì)于投影系統(tǒng)的位置。
23.一種光刻裝置，包括調(diào)制輻射光束的圖案形成裝置；將調(diào)制的輻射光束投射到襯底上的投影系統(tǒng)；和CD偏置濾光器，其對(duì)從要輸送給圖案形成裝置的所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，其控制由圖案形成裝置產(chǎn)生的輻射劑量圖案的臨界尺寸特性。
24.按照權(quán)利要求23的光刻裝置，其特征在于，CD偏置濾光器調(diào)節(jié)至少一部分劑量圖案的放大率而不調(diào)節(jié)該部分相對(duì)于該劑量圖案的其它部分的位置。
25.按照權(quán)利要求23的光刻裝置，其特征在于，CD偏置濾光器獨(dú)立地調(diào)節(jié)劑量圖案的多個(gè)區(qū)域的臨界尺寸。
26.按照權(quán)利要求23的光刻裝置，其特征在于，CD偏置濾光器獨(dú)立于平行于該劑量圖案平面中的非平行的第二軸的臨界尺寸，調(diào)節(jié)平行于劑量圖案的平面中的第一軸的臨界尺寸。
27.一種光刻裝置，包括調(diào)節(jié)輻射光束的照明系統(tǒng)；將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上的投影系統(tǒng)；圖案形成裝置，其調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生所要求的劑量圖案；劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生，其中給定的次輻射光束的輻射強(qiáng)度根據(jù)圖案形成裝置的對(duì)應(yīng)部分的激勵(lì)狀態(tài)而控制；和數(shù)據(jù)操作裝置，其將包括從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的點(diǎn)曝光輻射劑量的信號(hào)變換成代表圖案形成裝置的激勵(lì)狀態(tài)的控制信號(hào)，以便產(chǎn)生所要求的劑量圖案，其中該變換修正由投影系統(tǒng)的部件、照明系統(tǒng)的部件、照明系統(tǒng)的輻射源和圖案形成裝置部件中至少一方引起的強(qiáng)度變化。
28.按照權(quán)利要求27的光刻裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)操作裝置包括儲(chǔ)存查用表的存儲(chǔ)器裝置，數(shù)據(jù)操作裝置可訪(fǎng)問(wèn)該查用表以便從圖案形成裝置的某一部分的激勵(lì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到對(duì)應(yīng)的控制電壓來(lái)產(chǎn)生該部分的激勵(lì)狀態(tài)，其中該變換是通過(guò)改變查用表中的至少一個(gè)次組的值而執(zhí)行的。
29.按照權(quán)利要求27的光刻裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)操作裝置包括乘法器，其將由圖案形成裝置的某一部分產(chǎn)生的點(diǎn)曝光輻射劑量轉(zhuǎn)換成該部分的激勵(lì)狀態(tài)，其中該變換是通過(guò)改變乘法器的增益特性而執(zhí)行的。
30.一種器件制造方法，包括將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上；調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生所要求的劑量圖案，該劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光是相互之間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生；過(guò)濾從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)，以便形成只包括低于選擇的閾值頻率的空間頻率分量的頻率限制的目標(biāo)劑量圖案；和基于點(diǎn)曝光強(qiáng)度對(duì)頻率限制的目標(biāo)劑量圖案的直接代數(shù)最小二乘方擬合，產(chǎn)生包含待由所述調(diào)制產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的控制信號(hào)。
31.一種器件制造方法，包括將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上；調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生所要求的劑量圖案，該劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，其中至少相鄰的點(diǎn)曝光是相互之間非相干地成像并且各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生；產(chǎn)生包括要由所述調(diào)制產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的控制信號(hào)，該控制信號(hào)是基于點(diǎn)曝光強(qiáng)度對(duì)從所要求的劑量圖案中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)的直接代數(shù)最小二乘方擬合，其中該最小二乘方擬合是通過(guò)用代表了從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)的列向量與偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣相乘來(lái)執(zhí)行的，該點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣包括關(guān)于在給定時(shí)刻由其中一個(gè)次輻射光束在襯底上曝光的各光點(diǎn)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的形狀和相對(duì)位置的信息；過(guò)濾以消除信號(hào)中的高于選擇的閾值頻率的空間頻率分量，離線(xiàn)結(jié)合到偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣中，通過(guò)以下運(yùn)算準(zhǔn)備進(jìn)行最小二乘方擬合[K]+filtered＝Flow-pass filter[K]+其中[K]+和[K]+filtered代表分別在過(guò)濾之前和之后的偽逆形式的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)矩陣，其中Flow-pass filter代表在空間域中過(guò)濾的數(shù)學(xué)定義。
32.一種器件制造方法，包括將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上；調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上形成所要求的劑量圖案，所要求的劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列經(jīng)時(shí)間建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在給定的時(shí)刻產(chǎn)生；將限定所要求的劑量圖案的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成代表在圖案內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)序列上的所要求的劑量的數(shù)據(jù)序列；從用于控制所述調(diào)制步驟的數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生控制信號(hào)；測(cè)量至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面的位置；和基于至少一部分襯底相對(duì)于最佳聚焦平面偏差的測(cè)量，修改控制信號(hào)。
33.一種器件制造方法，包括調(diào)制輻射光束；將調(diào)制的輻射光束投射到襯底上；CD偏置過(guò)濾從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)，其用于執(zhí)行調(diào)制，以便控制由調(diào)制產(chǎn)生的輻射劑量圖案的臨界尺寸特性。
34.一種器件制造方法，包括調(diào)整輻射光束；將輻射光束以次輻射光束陣列投射到襯底上；調(diào)制次輻射光束以便在襯底上基本上產(chǎn)生所要求的劑量圖案的圖案形成裝置，該劑量圖案由點(diǎn)曝光陣列建立，各點(diǎn)曝光由其中一個(gè)次輻射光束在某一時(shí)刻產(chǎn)生；根據(jù)執(zhí)行調(diào)制步驟的圖案形成裝置的對(duì)應(yīng)部分的激勵(lì)狀態(tài)控制給定的次輻射光束的輻射強(qiáng)度；將包含從所要求的劑量圖案導(dǎo)出的點(diǎn)曝光輻射劑量的信號(hào)變換成代表圖案形成裝置的激勵(lì)狀態(tài)的控制信號(hào)，以便基本上產(chǎn)生所要求的劑量圖案；和修改該變換步驟，以便修正由投影系統(tǒng)的部件、照明系統(tǒng)的部件、照明系統(tǒng)的輻射源和圖案形成裝置部件中至少一方引起的強(qiáng)度變化。
35.按照權(quán)利要求30的方法制造的平板顯示器。
36.按照權(quán)利要求31的方法制造的平板顯示器。
37.按照權(quán)利要求32的方法制造的平板顯示器。
38.按照權(quán)利要求33的方法制造的平板顯示器。
39.按照權(quán)利要求34的方法制造的平板顯示器。
40.按照權(quán)利要求33的方法制造的集成電路器件。
全文摘要
一種在襯底上形成圖案的裝置和方法。其包括投影系統(tǒng)，圖案形成裝置，低通濾光器，和數(shù)據(jù)操作處理裝置。投影系統(tǒng)將輻射光束以子輻射光束陣列投射到襯底上。圖案形成裝置調(diào)制子輻射光束以在襯底上基本上產(chǎn)生被請(qǐng)求的劑量圖案。低通濾光器對(duì)從被請(qǐng)求的劑量圖案導(dǎo)出的圖案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以便形成主要只包括低于選擇的門(mén)限值頻率的空間頻率部分的頻率限制的目標(biāo)劑量圖案。數(shù)據(jù)操作處理裝置產(chǎn)生包括要由圖案形成裝置產(chǎn)生的點(diǎn)曝光強(qiáng)度的、基于從點(diǎn)曝光強(qiáng)度至頻率限制的目標(biāo)劑量圖案的直接代數(shù)最小二乘方擬合的控制信號(hào)。在各種實(shí)施例中，可以使用圖案銳化，圖像對(duì)數(shù)斜率控制，和/或CD偏置的濾光器。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1841211SQ200610073329
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者P·A·J·蒂內(nèi)曼斯, J·J·M·巴塞爾曼斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司