CN1837960B - 光刻设备以及装置制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于降低图案中假象的可见性的光刻设备。该设备包括照明系统、构图装置、投影系统以及调制装置。该照明系统提供辐射光束。该构图装置使光束图案化。该投影系统将光束投影到衬底的目标部分上。该调制装置调制光束，以便使用调制方案赋予图案。

Description

光刻设备以及装置制造方法 

技术领域

本发明涉及一种光刻设备以及装置制造方法。 

背景技术

光刻设备是一种将所需的图案施加到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可用于制造集成电路(IC)、平板显示器以及其它包括精细结构的装置。在通常的光刻设备中，被称为掩模或分划板的构图装置可用于产生对应于IC(或其它装置)的单层的电路图案，可将该图案转印到具有一辐射敏感材料层的衬底(例如硅晶片或玻璃板)上的目标部分(例如包括一个或几个芯片部分)。除了掩模，构图装置可包括产生电路图案的单独可控元件阵列。 

通常，单个衬底包含连续曝光的邻近目标部分的网络。已知的光刻设备包含步进机，其中通过将整个图案一次曝光到目标部分上而辐射各个目标部分；和扫描仪，其中通过光束在给定方向(“扫描”方向)上扫描图案同时在平行或反平行该方向上同步扫描衬底，来辐射各个目标部分。 

曝光或闪光的顺序形成印刷的图案。当考虑到无掩模光刻时，每次闪光由投影到诸如晶片衬底的感光表面上的间隔光调制器(SLM)阵列的图像引起。这导致在该表面一定曝光区域内对来自光源的辐射剂量或数量的应用。当由来自光源的光的闪光来照射衬底表面时，就建立了曝光区域。当图案延伸到单个SLM的曝光界限之外时，就将曝光沿邻近界限接合在一起，从而形成完整的图案。 

印刷图案内的接合误差(stitching error)由于曝光的几何未对准和其它光学现象的干扰而发生在相邻曝光区域之间的这些边界附近。通常，由于晶片上的曝光区域在间隔上未对准它所希望的位置，而导致在印刷的图案内发生接合误差。光效应也能够引起接合误差，甚至在完全对准的情况下。在间隔未对准的情况下，即使闪光的一个小的间隔未对 准也能导致在接合线附近的印刷图案的明显干扰。 

所述光效应可以归因于这样的事实，即每个曝光区域内剂量的分布是部分相干光曝光的结果。由于在不同时段曝光两个邻近曝光区域，因此曝光实际上是不相干的，由此引起不需要的光效应。在曝光衬底以形成平板显示器(FPD)的例子中，所使用的像素栅格成像技术是完全不相干的。不同区域光路的不同透射率引起光学误差。某一区域比另一个区域亮很多。 

已知技术试图补偿在相邻曝光区域之间的接合线附近发生的印刷图案内的接合误差。首先这样的技术没有利用曝光区域的重叠，并且在第二或随后曝光过程经过期间涉及提供辅助特征。将该辅助特征添加到在辐射感光表面时使用的图案数据中，并且充满也许还不能接收足够辐射剂量的区域。 

其它技术包括补偿相邻曝光区域的跨度重叠(spanning overlaping)区。例如，能够调节SLM，以便将需要印刷到感光表面的重叠区域上的特征仅在此区域的多次曝光之一的期间印刷出来。也就是说，在用来曝光一个特征的给定曝光过程中可以接“通”的SLM像素由控制系统来断“开”，该控制系统已经确定，同样覆盖该区域的另外一个曝光将曝光该特征。 

然而，这样用于补偿接合误差的已知技术不可避免地形成一个将表现出不同于显示器的非接合区的接合区。为了对准邻近的曝光区域，这些技术还需要非常高度准确地来定位衬底。还必须很严格地控制由照明源提供的剂量。 

因而，需要一种充分降低、并且尽可能消除接合面积的可见性和/或降低衬底的定位约束和照明源的剂量控制的系统和方法。 

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种光刻设备，该设备包括照明系统、构图配置、投影系统以及调制配置。照明系统提供辐射光束。构图配置使光束图案化。投影系统将光束投影到衬底的目标部分。调制配置调制光束的横截面以便使用调制方案赋予图案。 

在一个实例中，调制配置可以是照明系统的一部分。 

在一个实例中，构图配置可包括单独可控的元件阵列。在另一个实例中，调制配置可包括单独可控的元件阵列。 

在一个实例中，调制配置可以包括设置在照明系统和衬底之间的辐射光束的光路内的装置。在另一个实例中，调制配置可以设置在照明系统和构图配置之间。或者是，调制配置还可以设置在构图配置和衬底之间。 

调制配置能将预定的调制方案应用于辐射光束中。或者是，调制配置可以将随机调制方案应用于辐射光束。 

调制配置能够调制辐射光束的振幅或频率。可以设置调制配置，使其能够向单独可控元件阵列的每一个元件施加调制方案。调制配置可以包括根据辐射光束的横截面图案选择调制方案的控制装置。 

可以设置调制配置以调制辐射光束的部分横截面。可以设置所述调制配置以仅调制辐射光束的外围。 

根据本发明的一个实施例，提供一种包括以下步骤的装置制造方法。用一种图案来图案化光束。投影图案化的辐射光束到衬底的目标部分上。调制辐射光束的横截面。在一个实例中，利用单独可控的元件阵列赋予光束一图案。 

在一个实例中，能够在将图案赋予光束前调制辐射光束。在另一个实例中，能够在将图案赋予光束之后调制辐射光束。 

在一个实例中，调制辐射光束横截面的步骤可包括调制辐射光束的振幅和/或脉冲频率。 

根据本发明的另一个实施例，提供一种光刻设备，其包括提供辐射光束的照明系统、与辐射相互作用的单独可控元件阵列、投影多个辐射光束到衬底上的投影系统、以及衬底台，所述衬底台布置成相对于多个辐射光束扫描衬底，以使衬底经历多个变化的扫描方向。 

在一个实例中，所述衬底台布置成可以沿着第一个方向即相对于衬底边缘的第一个角度来扫描衬底，然后沿第二个方向即相对于衬底边缘的第二个角度，来扫描衬底。可以设置衬底台，以便随后沿第三个方向即相对于衬底边缘的第三个角度来扫描衬底。或者是，可以设置衬底台，以便随后再次沿第一个方向扫描衬底，然后再次沿第二个方向扫描衬 底。 

根据本发明的再一个实施例，提供一种光刻设备，其包括提供辐射光束的照明系统、与辐射互相作用的单独可控元件阵列、投影多个辐射光束到衬底上的投影系统、以及衬底台，所述衬底台被布置成接收以相对于衬底台移动的扫描方向的角度定位的衬底。 

根据本发明的另一个实施例，提供一种装置制造方法，其包括将辐射光束引导到单独可控的元件阵列处、利用投影系统将得到的辐射作为多个辐射光束投影到衬底上、以及以扫描运动来移动衬底，使得衬底经历多个改变方向的扫描。 

根据本发明的另一个实施例，提供一种装置制造方法，其包括将辐射光束引导到单独可控的元件阵列处、利用投影系统将得到的辐射作为多个辐射光束投影到衬底上、以及以扫描运动来移动衬底，使得图案化的辐射光束以与衬底边缘成一定的角度在衬底上移动。 

下面将参照附图详细描述本发明的进一步实施例、特征和优点、还有本发明不同实施例的结构和操作。 

可以理解的是，本发明的发明内容是对一个或多个典型实施例和/或实例(但并不是本发明所有的实施例和/或实例)的概述，由此不应该认为其以任何方式限制本发明或所附的权利要求书。 

附图说明

在此结合形成说明书一部分的附图和说明书一起说明本发明，用于解释本发明的原理并且能使本领域技术人员实现本发明。 

图1表示出根据本发明一个实施例的光刻设备。 

图2说明根据本发明一个实施例在许多曝光区域内的剂量应用。 

图3是根据本发明一个实施例对所需均匀图案的接合线附近的接合干扰的图解说明。 

图4a、4b、4c、4d以及4e说明根据本发明的一个实施例对隔离暗线的接合干扰影响。 

图5是根据本发明一个实施例的光刻设备的框图。 

图6表示出根据本发明另一个实施例的光刻设备。 

图7示意性表示出图6所示的光刻设备的操作。 

图8示意性地描述本发明另一个实施例的实施。 

现在将参照附图描述本发明。在图中，相同的附图标记能够表示相同的或功能近似的元件。 

具体实施方式

综述和术语 

尽管在本文中能具体参照集成电路(IC)的制造中光刻设备的应用，但是应该理解，在此描述的光刻设备可以有其它应用，例如集成光学系统的制造、磁畴存储器的导航和检测图案、平板显示器、薄膜磁头、微观和宏观射流装置等。本领域技术人员可以理解，在这样应用的上下文中，在此使用的术语“晶片”或“芯片”可以认为分别与更常用的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。本文所指的衬底可以在曝光之前或之后用例如轨道(通常将抗蚀剂层涂布到衬底上并显影所曝光的抗蚀剂的工具)、计量工具、和/或检测工具进行处理。在可应用的地方，本文的公开内容可应用于这种和其它衬底处理工具上。此外，例如为了产生多层IC，该衬底可进行一次以上的处理，所以本文所使用的术语“衬底”也可指已经含有多个已处理的层的衬底。 

在此应用的术语“单独可控的元件阵列”应该广义的解释为，能用来赋予入射光束以图案化横截面、以便在衬底的目标部分建立理想图案的任何装置。在本申请上下文中能够使用术语“光阀”和“间隔光调制器”(SLM)。以下论述了这样的图案化装置的实例。 

可编程反射镜阵列可以包括具有粘弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备的基本原理是，例如反射表面的被寻址区将入射光反射为衍射光，而未被寻址区将入射光反射为非衍射光。利用合适的间隔滤光片，能够从反射光束中滤出非衍射光，仅留下衍射光到达衬底。以这种方式，光束根据矩阵可寻址表面的寻址图案进行构图。 

可以理解，作为一种选择，滤光片还能够滤出衍射光，留下非衍射光到达衬底。还可以以相应的方式使用衍射光学微机电系统(MEMS)装置阵列。每个衍射光学MEMS装置可包含多个反射带，所述多个反射带彼此相对变形，从而形成反射诸如衍射光之类的入射光的光栅。 

另外的可替换实施例包括采用微反射镜矩阵排列的可编程反射镜阵 列，其中通过施加适当定位的电场，或者通过采用压电致动装置，每一个反射镜能够单独地围绕一个轴倾斜。再者，这些反射镜也是矩阵可寻址的，从而被寻址反射镜以不同于未被寻址反射镜的方向来反射入射的辐射光束；以这种方式，反射光束根据矩阵可寻址反射镜的寻址图案进行构图。所需的矩阵寻址可以利用合适的电子装置来实施。 

在上述两种情况中，单独可控的元件阵列可以包含一个或者多个可编程反射镜阵列。关于这里涉及反射镜阵列的更多信息可以从例如美国专利US 5,296,891和美国专利US 5,523,193、以及PCT专利申请WO98/38597和WO 98/33096中得知，它们在这里引入作为参照。 

可使用可编程LCD阵列。美国专利US 5,229,872给出了这种结构的一个例子，在此引入作为参照。 

应该理解，当例如使用了特征预偏置、光学邻近校正特征、相位变化技术和多次曝光技术时，在单独可控元件阵列上“显示”的图案可能大大不同于最后转印到衬底或衬底上的层的图案。同样，最后在衬底上产生的图案不能对应于任何一瞬间形成于单独可控元件阵列上的图案。在如下的设置中可能出现这样的情况：形成在衬底的每一部分上的最后图案，是经过给定时间段或给定曝光次数而形成的，在此期间，单独可控元件阵列和/或衬底相对位置上的图案发生改变。 

虽然在本文中具体涉及制造IC时的光刻设备的使用，但是应该理解，本文描述的光刻设备可具有其它用途，诸如DNA芯片、MEMS、MOEMS、集成光学系统、磁畴存储器的导向及检测图案、平板显示器、薄膜磁头等的制造。本领域的技术人员将会理解：在本文的这种可替换应用中，这里使用的术语“晶片”或“芯片”可以认为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。本文所指的衬底可以在曝光之前或之后在例如轨道(通常涂布抗蚀剂层到衬底并显影曝光的抗蚀剂的工具)或计量工具或检查工具中处理。在可应用的地方，本文的公开内容可应用于这种和其它衬底处理工具。此外，例如为了产生多层IC，该衬底可进行一次以上处理，所以本文所使用的术语“衬底”也是指已经含有多层处理过的层的衬底。 

本文使用的术语“辐射”和“光束”包含所有形式的电磁辐射，包 括紫外线(UV)辐射(例如，具有波长365、248、193、157或126nm)和极紫外线(EUV)辐射(例如，具有波长520nm范围)，以及诸如离子束或电子束之类的粒子束。 

在此使用的术语“投影系统”应广义地理解为包含多个形式的投影系统，包括折射光学系统、反射光学系统和反射折射光学系统，其例如适用于所使用的曝光辐射，或适用于其它情况下，诸如使用浸渍液体或是使用真空。此处使用的术语“透镜”可以认为与更常用的术语“投影系统”是同义的。 

照明系统也可以包含各种形式的光学部件，这些光学部件包括：用于引导、整形或控制辐射光束的折射、反射和反射折射光学部件，而这些部件在下面也可总体或单独称为“透镜”。 

该光刻设备可能是具有两个(双级)或更多个衬底台(和/或两个或多个掩模台)的类型。在这种“多级”机器中，可并列使用另外的台，或者在一个或多个台上实施预备步骤的同时，一个或多个其它台被用于曝光。 

该光刻设备也可以是这种类型的设备：其中衬底被浸渍在具有相对高折射率的液体(例如水)中，以便填充该投射系统的最后元件与衬底之间的间隔。浸渍液体也可以应用于光刻设备中的其它间隔，例如，投影系统的第一元件与衬底之间的间隔。用于增大投影系统的数值孔径的浸渍技术在本领域是公知的。 

此外，该设备可以设有允许液体和衬底的被辐射部分之间相互作用(例如选择性地将化学物质粘附于衬底或选择性地改变衬底的表面结构)的液体处理单元。 

光刻投影设备

图1示意性表示出根据本发明实施例的光刻投影设备100。设备100包括至少一个辐射系统102、单独可控元件104阵列、目标台106(例如衬底台)、以及投影系统(“透镜”)108。 

辐射系统102可用于提供辐射光束110(如UV辐射)，其在该特定情况下也包括辐射源112。 

单独可控元件104阵列(如可编程反射镜阵列)可用于施加图案到 光束110中。通常，可相对投影系统108固定单独可控元件104阵列的位置。然而，在替换型排列方式中，单独可控元件104阵列可以连接到用于相对投影系统108对其准确定位的定位装置(未示出)上。如此处所述，单独可控元件104是反射型的(例如具有单独可控元件的反射阵列)。 

目标台106可被提供有用于支持衬底114(例如涂布抗蚀剂的硅晶片或玻璃衬底)的衬底支持器(没有具体示出)，并且目标台106可以连接到用于相对于投影系统108准确定位衬底114的定位装置116上。 

投影系统108(例如，石英和/或CaF₂透镜系统或包括由这种材料制成的透镜元件的反射折射系统、或反射镜系统)可以将从分束器118接收的图案化光束投影到衬底114的目标部分120(例如一个或多个芯片)上。投影系统108可以将单独可控元件104阵列的图像投影到衬底114上。或者是，投影系统108可以投影次级光源的图像，对于该光源，单独可控元件104阵列的元件作为光阀(shutter)。投影系统108也可以包括微透镜阵列(MLA)，以形成次级光源并将微光点投影到衬底114上。 

光源112(例如，受激准分子激光器)能产生辐射光束122。光束122直接或通过如光束扩展器之类的调节装置126之后，传输到照明系统(照明器)124中。照明器124可包括用于设定光束122中强度分布的外部和/或内部径向长度(通常分别称为6—外部和6—内部)的调整装置128。此外，照明器124通常包括各种其它部件，例如积分器130和聚光器132。以这种方式，照射到单独可控元件104阵列上的光束110在其横截面具有所需的均匀性和强度分布。 

应该注意到，关于图1，光源112可以在光刻投影设备100的外壳内(例如当光源112是汞灯时经常是这种情况)。在替换型实施例中，光源112也可以远离光刻投影设备100。在这种情况中，辐射光束122照射到设备100中(例如借助合适的定向反射镜)。后者的方案常是，光源112是受基准分子激光器的情况。可以理解，这两个方案都被认为是在本发明的范围内。 

在利用光束分裂器118定向后，光束110随后截断单独可控元件104 阵列。由单独可控元件104阵列反射后，光束110通过投影系统108，投影系统108将光束110聚焦到衬底114的目标部分120上。 

借助定位装置116(以及任选地，衬底136上的干涉测量装134，其通过分束器140接收干涉光束138)，衬底台106可以被准确地移动，以便在光束110路径中定位不同的目标部分120。在使用时，例如扫描期间，可使用单独可控元件104阵列的定位装置，以准确校正单独可控元件104阵列相对于光束110的路径的位置。通常，借助于长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精细定位)实现目标台106的移动，其在图1中没有详细描述。相似的系统也可以用于定位单独可控元件104阵列。可以理解，光束110可以或者/另外移动，同时目标台106和/或单独可控元件104阵列可以有固定位置，以提供所需的相对移动。 

在实施例的替换型结构中，可以固定衬底台106，衬底114在衬底台106的上方移动。这样做的话，衬底台106在平坦的最上表面设有多个开口，气体直通该开口以提供能支撑衬底114的气体缓冲器。这常称为气体支承装置。衬底114在衬底台106上方利用一个或多个致动器(未示出)移动，该一个或多个致动器能相对于光束110的路径准确定位衬底114。或者是，可以通过选择性地起动和停止穿过开口的气体通道，使衬底114在衬底台106上移动。 

尽管在此描述的根据本发明的光刻设备100用于曝光衬底上的抗蚀剂，但是可以理解，本发明并不限于这种应用，且设备100可用于无抗蚀剂(resistless)光刻中投影图案化光束110。 

所示出的设备100可用于以下四种优选模式： 

1、步进模式：在单独可控元件104阵列上的整个图案在一个进程中被(如单“闪”)投影到一个目标部分120上。然后，对于将要通过图案化光束110辐射的不同目标部分120，沿x和/或y方向将衬底台106移动到不同的位置。 

2、扫描模式：除了给定目标部分120不是单“闪”曝光外，与步进模式基本相同。相反的是，单独可控元件104阵列在给定方向(所谓“扫描方向”，例如，y方向)是可以以速度v移动的，从而导致图案化光束110在单独可控元件104阵列上扫描。同时，衬底台106是以速度 V＝Mv沿相同或相反方向同时移动，其中M是投影系统108的放大倍数。以这种方式，可以曝光相当大的目标部分120，而不必牺牲分辨率。 

3、脉冲模式：单独可控元件104阵列基本保持静止，整个图案利用脉冲辐射系统102投影到衬底114的目标部分120上。衬底台106基本恒速移动，以便使图案化光束110在衬底106上扫描一行。如在辐射系统102的脉冲之间所需要的那样来更新单独可控元件104阵列上的图案，并且对脉冲定时，以便在衬底114上的所需位置曝光连续目标部分120。因此，图案化光束110能横扫衬底114，以曝光一条衬底114的完整图案。重复此过程，直到整个衬底114被一行一行地曝光为止。 

4、连续扫描模式：与脉冲模式基本相同，只是使用基本恒定的辐射系统102，并且当图案化光束110横扫衬底114并对其曝光时，更新单独可控元件104阵列上的图案。 

也可以利用上述描述模式的结合和/或变型或完全不同的模式。 

图2是图示根据本发明一个实施例对延伸经过邻近曝光区域边界、或接合线的图案特征的形成。被接合的曝光区200包括曝光区201、202以及204。这些曝光区的每一个代表来自诸如图1的照明器102的照明源的单独光脉冲产生的感光表面上的辐射剂量。例如，在单个脉冲的持续期间，将诸如衬底114之类的感光表面移动预定距离，从而使得在201、202以及204的每一区域内施加剂量。 

曝光区202和204的邻近边界形成接合线206。图案化特征208在曝光区域201、202以及204内形成并且穿过接合线206定位。由于在每个曝光区域内剂量分布的事实使得特征208发生的光效应或变形是由部分相干光曝光的结果。随后，由于不同时间段曝光两个曝光区域202和204，因此这些曝光区域有效地不相干。 

图3是根据本发明一个实施例，当假定相干照明时在理想的均匀图案中接合线附近的接合干扰的图解说明(例如图2中的接合线206，其在图3中表示为线307。为了图示目的，使用了相干照明的例子，这是因为认为相干照明在被印刷的图案内能产生最明显的接合误差。然而，本发明并不仅限于这样的实例。 

在图3中，曲线图300图示出在最初两个被接合曝光内将一个均匀 亮场成像。最初的曝光302产生于将物面内原点右侧的像素设定为绝对亮度状态，然而原点左侧的物面区是零。在图像面内得到的相对强度分布(也称为相对剂量变化)是一个衍射被限制的图像。 

第二曝光304是曝光302关于原点的一个镜像图像。能够看出，对于两个曝光在原点处的相对剂量值(或相对图像密度)是相干照明情况下的大约25％。右侧边缘的曝光302和左侧边缘的曝光304的结合沿着接合边界307产生具有大约50％的相对局部剂量值的曝光306。在具有大约50％的相对局部剂量值的接合边界307处的曝光的结合形成接合假象或误差308。 

在一个实例中，诸如假象308之类的接合假象将干扰穿过接合边界(诸如边界307)所形成的特征的形态(例如，图2的特征208)。一个这样的形态干扰是用于形成印刷图案的线的线宽偏差产生的结果。 

图4a、4b、4c、4d以及4e图示出根据本发明一个实施例对隔离暗线的接合干扰的影响。这些特征是根据本发明一个实施例，当没有接合误差补偿技术时在线宽偏差方面接合误差所造成的影响的图释。图4是示出隔离暗线的接合干扰的测试情况。 

在图4a中，典型的曝光402在明亮背景中包括一个大约200nm(例如，约9λ/NA)长的隔离的水平暗线403，其中λ是光波长，(NA)是数值孔径。通过在物面内倾斜反射镜像素而形成水平暗线403。 

通过将两个相邻水平反射镜阵列(行)分别倾斜 ${\mathrm{\α}}_o=\frac{\mathrm{\λ}}{2L}$ 和-α_o 而形成线403，其中α是倾斜角。这些行的像素几乎全作为绝对暗的像素。背景是明亮的并且由像素形成(它们的反射镜是平坦的)。形成线403的图案在三个曝光402、404以及406中分别曝光(如图4a、4b以及4c所示)。在衬底的第一次经过期间发生曝光402，并且它曝光整条线403。在衬底的第二次经过期间，曝光404和406是两个连续的曝光。两个曝光404和406的每一个分别曝光暗线403的一半。图4b中的剂量分布404a 和图4c中的剂量分布406a各自示出在由三个曝光的每一个曝光所引起的接合线附近。 

图4d示出三个曝光的总和408。该图包括沿着接合线409a的一个曝光不足区409。 

图4e示出对邻近接合线409a的线宽偏差提供解释的曲线410。在图4a-4e的实例中，利用形成70nm的线412的图像强度阈值计算出线宽。如410中解释的，偏差(由线414表示)高至正(+)25nm。 

虽然接合误差能形成使印刷图案明显退化的异常，但是本发明的至少一个实施例提供消除这些问题的技术。 

利用已知的接合技术，接合区与非接合区具有看得见的差别。已知技术涉及在重叠区内逐渐降低剂量，以便对应于非重叠区的剂量强度。然而，超过约1％的剂量区别如图案内的假象一样是可见的，并且在逐渐减少中能看见微小变化，例如亮线。 

如上述讨论的，根据本发明的一个或多个实施例，可见的假象通过调制辐射剂量能够去掉。可以调制辐射的振幅和/或频率。调制方案可以是一个固定的图案(例如，谐波、正方形、三角形等)，但是利用随机调制(例如将随机噪声添加到光学图案中)获得了较好的结果。例如，该辐射可以是利用恒定振幅调制的频率，或具有恒定或变化频率的随机变化的振幅。诸如上述直线之类的可见假象能够由于附加的噪声而变的模糊。调制方案能够转向特定区并且具有随方向改变的元件。 

最初可以认为调制的引入、有效地将噪声加入到图案信号中是违反直觉的，这是因为它使得最佳图案恶化。然而，人类的视觉表现就是这样，以至于少量的附加噪声反而有助于消除可见的假象。 

在各种实例中，可以将调制引入到光刻系统中的不同点。例如，有可能调制照明源。能够实现这一点的一个方式是，在光路中插入改变偏振的鲍尔克盒(Pockels cell)，以及在鲍尔克盒之后的偏振器。鲍尔克盒将可变换的电场施加到光中，从而引起偏振态的改变。随后的偏振器能直接控制经过的照明，并因此能提供光源的很高频率的调制。 

如果所采用的光刻系统使用被辐射到衬底上的所有光柱的普通照明 源，那么照明源的调制才是可应用的。源的调制允许调制系统应用到基于掩模的光刻系统中。 

在另一个实例中，在光柱中任何其它点都能够影响调制。当考虑到无掩模系统时，SLM可影响调制。在SLM即物面内的调制允许图案被提供给具有调制方案强加于其上的投影系统。SLM的调制是通过改变SLM的各个元件的反射和透射特征，例如当SLM包括一个反射镜阵列时，通过根据调制方案改变反射镜的倾斜度来调制。当SLM包括一个仅具有“开”或“关”状态的像素阵列时，调制方案的应用将导致一部分应该是“开”的像素变成“关”，反之亦然。 

在一个实例中，在光柱中施加调制。在该实例中，它能够存在于整个图案中或仅存在于图案的将和邻近柱重叠的部分中。在另一个实例中，因为宽调制区在邻近柱之间具有较少的可见差别，所以调制方案存在于整个图案中。 

在至少一个或多个上述实施例和/或实例中，调制技术可能降低重叠区域的尺寸。这是因为在重叠区域内使用较少的逐渐减少的辐射剂量。因噪声而引入的模糊使系统对印刷出来的图案中的假象更有容许性。 

在一个实例中，调制方案的频率低于照明频率约40kHz以便有效。照明可以是脉冲源或连续源。当使用连续源时，如果相对于要图案化的元件密度它足够高，则调制频率可以是任意的。 

利用脉冲源，高于脉冲频率的调制频率将被滤掉或被反射回低频率的源脉冲频率附近。然而，在一个实例中，利用发生在SLM的调制，能不同地调制每个区域。在一个实例中，当调制源束时，每个脉冲中所有点(Spot)将具有相同光功率。由于像素栅格图像的稀少性质，这也导致随机调制效应。 

在一个实例中，当要图案化的元件很小时，可以在单个像素级上影响调制，从而根据SLM中每个像素自己的调制方案改变SLM中每个像素的特征。这需要将噪声信号引入到数据总线中。这消除了每个像素中原有的由于其特殊性质产生的特征化“指纹”，例如，形状、尺寸、组成。该指纹通常在特征边缘上或在细小元件内是可见的。 

图5图示出根据本发明一个实施例的光刻设备500。无掩模光刻设 备500包括GDSII文件502，该文件提供一个经数据路径504到调制器和光学系统506的印刷到衬底上的图案。对于转移/归档2D图解设计数据，GDS-II是标准的文件格式。它包括分层次的结构，每个结构包括定位在层上的元件。它是独立平台的二进制格式，因为它的数据类型使用内部限定的格式。认为在单元库内包含图案数据。单元可以包括诸如多边形(边界)、路径、以及其它单元之类的几何物体。将单元内的物体分配到设计的层中。不同的层一般表示在分离的掩模板上曝光的不同处理步骤。几何物体也可以视为数据类型，其能用于任何目的，但是对于近似效应的补偿通常用于使相似尺寸物体集合起来。 

在这个实施例中，调制器是SLM。在掩模型光刻系统中，利用固定的图案化元件和透镜放大系统来取代调制器。在无掩模光刻系统中根据提供的数据文件内包含的信息设置调制器，以形成图案化配置。随机数发生器508以随机的方式改变图案数据，以改变SLM的元件设置。这能利用硬件、软件、或能产生随机数据的固件实施，这些硬件、软件、或固件被混频器接收并用于随机化来自于数据路径504的数据，这一点对于本领域技术人员在阅读和理解本发明说明书时将是显而易见的。这能够稍微改变用于印刷到衬底512上的所需图案，其利用混频器将随机噪声调制有效地应用到来自数据路径504的数据文件中。照明源510照明SLM，照明源510随后照明具有调制图案的衬底512。 

现在将参照图6-8描述本发明的另一实施例。图6表示出根据本发明的可以被使用的设备的实施例，例如用于平板显示器的制造。利用相同的附图标记描述对应于图1所示的部件。 

如图6所示，该设备包括辐射源112、光束输出系统126、照明器128和投影系统108。投影系统108包括分束器，所述分束器包括两个透镜601、602。第一透镜601被设置成能够接收调制的辐射光束110并通过孔光阑603内的孔将其聚焦。另一个透镜604也可以位于孔内。在孔光阑603之后发散的辐射光束110由第二透镜602(例如场透镜)聚焦。 

投影系统108还包括被设置成接收延伸的调制辐射110的透镜605阵列。对应于构图装置104内的一个或多个单独可控元件的被调制辐射光束110的不同部分各自穿过透镜605阵列内的不同透镜。每个透镜606 将被调制的辐射光束110的相应部分聚焦到位于衬底114上的点。以这种方式，将辐射点607阵列曝光到衬底114上。可以理解，尽管仅表示出所示透镜605阵列的8个透镜606，但是透镜阵列可包括数千个透镜(与用作构图装置104的单独可控元件阵列相同)。 

图7示意性表示出衬底W上的图案是如何产生的。圆圈内的填满表示利用投影系统108(参见图6)内的透镜605阵列投影到衬底上的点607阵列。当在衬底上进行一系列曝光时，衬底相对于投影系统沿y方向移动。开口圆圈表示在衬底上先前已经曝光的点曝光610。如图所示，利用投影系统108内的透镜阵列投影到衬底上的每个点，暴露了衬底114上的点曝光列611。由点607的每一个点暴露的点曝光610的所有列611的集合产生衬底的完整图案。通常称这样的设置为“像素栅格图像”。本领域技术人员可以理解，实际上在点607之间存在重叠，从而允许衬底114的表面被适当暴露。为了简化说明，此重叠并没有在图7中示出。 

可以看出，以与衬底114(衬底的边缘平行于X和Y方向)成角度θ的方式设置辐射点607阵列。这样做是为了当衬底沿扫描方向(Y方向)移动时，每个辐射点将在衬底的不同部分上经过，由此允许整个衬底被辐射点607阵列所覆盖。在一个实施例中，角θ至多为20°、10°，例如，至多5°、至多3°、至多1°、至多0.5°、至多0.25°、至多0.10°、至多0.05°或至多0.01°。在一个实施例中，角θ至少0.0001°，例如至少0.001°。 

图8示意性表示出整个平板显示器衬底114是如何利用多个光引擎以一次扫描的方式曝光的。将八个光引擎620设置成能够产生辐射点(未示出)阵列。光引擎620在“棋盘”设置内以两列621、622进行设置，从而使得一个辐射点阵列边缘稍微(在X方向)与辐射点邻近阵列的边缘重叠。在一个实施例中，将光引擎至少设置成三行，例如4行或5行。 

以这种方式，辐射带穿过衬底114的宽度延伸，从而允许在一次扫描内对整个衬底进行曝光。可以理解的是，可以使用任何合适数量的光引擎。在一个实施例中，光引擎的数量至少是1，例如至少2、至少4、至少8、至少10、至少12、至少14、或至少17。在一个实施例中，光 引擎的数量少于40，例如少于30或少于20。 

每个光引擎可以包括上述的单独的光束输出系统126、照明器128、构图装置104以及投影系统108。然而可以理解，两个或更多的光引擎可以共有一个或多个分束系统126、照明器128、构图装置104以及投影系统108中的至少一部分。 

例如在利用图6-8中所述的设备进行平板显示器的制造中可能出现的问题是，点607的图案的不均匀性将导致被投影到衬底114上的图案的不均匀性。在衬底114沿Y方向的整个扫描移动期间能够重复不均匀性，由此导致在衬底上具有不均匀带。此外，如果用相同的点607写入所有或大部分的具体地址线，那么这将导致在所得到的平板显示器上的像素行之间的特征具有差别。 

本发明的实施例通过以之字形运动移动衬底114而不是沿y方向移动衬底来解决该问题。之字形的结果是，由给定的点607导致的不均匀性(而不是保留线不均匀性)，将保留具有之字形的不均匀性。例如如图5所示，考虑衬底114的之字形运动，数据路径修改构图装置104上提供的图案。 

对于人眼来说，具有之字形形式的均匀性比线不均匀性更难察觉，并且对于观看这样所得的平板显示器的用户来讲不太明显。衬底114的之字形移动也确保给定的点607不用于形成大多数或所有地址线，但是可使用几个不同的点。这降低了最终平板显示器上的像素行之间的特征差别。 

除了降低由给定点导致的不均匀性的负面影响，本发明的实施例也将降低在点607的组内发生不均匀性的负面影响。这和上下文中不均匀性的视觉冲击是特别相关的，这是因为人眼对于由点组带来的不均匀性比由单点带来的不均匀性更易察觉。 

除了以之字形运动移动衬底，也可以让衬底与扫描方向(Y方向)成一角度放于衬底台106上。这将解决给定点607被用于形成大多数或所有具体地址线的问题。然而，它不可能降低由最终平板显示器的使用者观察到的明显的不均匀性。 

术语之字形不是意味着衬底以规则的锯齿形图案移动，而是意味着 衬底在曝光期间经历着扫描方向的多个变化。 

结论 

虽然上面已经描述了本发明的各种实施例，但是应该理解，它们仅由一些例子表示但并不仅限于这些例子。在不脱离本发明的精神和范围情况下，在形式和细节上的各种变化对本领域技术人员来说都是显而易见的。因此，本发明的宽度和范围不应该由上述的任何具体实施例来限制，而是仅应该根据随附的权利要求书和它们的等同物来限制。 

应该理解，具体实施方式部分而不是发明内容和摘要部分意在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐述本发明的一个或多个但不是全部的如发明人期待的典型实施例，因此不能用来以任何方式限制本发明和随附的权利要求书。 

Claims (18)

1.一种光刻设备，包括：

提供辐射光束的照明系统：

使所述光束图案化的构图装置；

将所述光束投影到衬底的目标部分上的投影系统；以及

调制装置，其通过加入噪音而调制所述光束以便用调制方案赋予图案，所述加入的噪音减轻图案假象的可见性。

2.根据权利要求1的设备，其中所述构图装置包括单独可控元件阵列。

3.根据权利要求2的设备，其中所述调制装置被设置成将所述调制方案应用于单独可控元件阵列。

4.根据权利要求1的设备，其中所述调制装置包括单独可控元件阵列。

5.根据权利要求1的设备，其中将调制装置设置在构图装置和衬底之间。

6.根据权利要求1的设备，其中调制装置将预定调制方案应用于辐射光束。

7.根据权利要求1的设备，其中所述调制装置将随机调制方案应用于辐射光束。

8.根据权利要求1的设备，其中所述调制装置调制辐射光束的振幅。

9.根据权利要求1的设备，其中所述调制装置调制辐射光束的脉冲频率。

10.根据权利要求1的设备，还包括：

根据辐射光束的图案选择调制方案的控制器。

11.根据权利要求1的设备，其中所述调制装置被设置成调制辐射光束的部分横截面。

12.根据权利要求11的设备，其中所述调制装置被设置成仅调制辐射光束的外围。

13.一种使用光刻设备的装置制造方法，包括：

提供辐射光束；

使辐射光束图案化；

将图案化辐射光束投影到衬底的目标部分上；以及

通过加入噪音来调制辐射光束以减轻图案假象的可见性。

14.根据权利要求13的方法，其中利用单独可控元件阵列赋予光束一图案。

15.根据权利要求13的方法，其中在赋予光束图案之前调制辐射光束。

16.根据权利要求13的方法，其中在赋予光束图案之后调制辐射光束。

17.根据权利要求13的方法，其中调制辐射光束的步骤包括调制辐射光束的振幅。

18.根据权利要求13的方法，其中调制辐射光束的步骤包括调制辐射光束的频率。

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