CN101057183A - 追踪方法及设备 - Google Patents

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江尻铁平
尾崎多可雄
冈崎洋二
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Abstract

在通过相对于追踪表面沿预定方向移动各自包括空间光学调制装置和光学系统的多个追踪头执行追踪的追踪方法中，因环境温度变化而引起的追踪头的相对位置关系的变化被最小化。多个空间光学调制装置34a、34b被设置在单个追踪头30内，并且，使用共同的光学系统36、37和38将经所述多个空间光学调制装置34a、34b调制的光聚焦在追踪表面12a上，以减少追踪头30的数量。

Description

追踪方法及设备
技术领域
本发明涉及追踪方法及设备，其用于通过相对于追踪表面沿预定扫描方向移动追踪头来执行追踪，所述追踪头包括由许多追踪元件构成的空间光学调制装置，该空间光学调制装置用于根据依据追踪信息传送的控制信号来调制输入光。
背景技术
公知有多种类型的追踪装置用于在追踪表面上形成以图像数据表示的预期二维图案。
多种类型的光刻机作为这种追踪装置被提出，这些光刻机利用空间调制装置根据图像数据通过调制光束来执行光刻，该空间调制装置可以是例如数字微镜装置(此后称作“DMD”)等。DMD由许多微小的微镜构成，这些微镜成两维(L行×M列)排列在存储单元(SRAM阵列)上，其中，存储单元形成在由例如硅等制成的半导体基板上，并且，可通过控制静电力将镜倾斜来改变镜的反射表面的角度，该静电力由储存在存储单元内的电荷来提供。通过沿曝光表面在预定方向上扫描DMD来执行光刻。
这里，上述光刻机包括多个曝光头，所述多个曝光头沿着扫描方向和与扫描方向正交的方向被布置，并且其中每一个曝光头包括单个DMD和聚焦光学系统，该聚焦光学系统用于将经DMD调制的光聚焦在曝光表面上，例如，如日本未审查专利公开2004-233718号中所述。通过以如上方式来形成线性的头阵列并执行光刻，可减少光刻所需的时间。
但是，形成线性头阵列需要许多曝光头，并且，许多曝光头之间的相对位置可能因为诸如支撑曝光头的构件的热膨胀等原因而变化，其中，上述热膨胀由环境温度的变化引起。在上述光刻机中，上述支撑构件由玻璃和金属的复合材料制成且相对较大，以致热膨胀的影响特别令人担忧。
而且，当如上所述使用许多曝光头时，对准这些曝光头的相对位置的对准(alignment)作业耗时且需要高成本。
此外，需要许多的光学元件，这导致成本更高。
考虑到上述情况，本发明的目的在于提供一种追踪方法和设备，它能够最小化因环境温度变化而导致的追踪头相对位置关系的变化，并以降低的成本简化追踪头对准作业。
发明内容
本发明的追踪方法是一种使用追踪头的追踪方法，所述追踪头包括：空间光学调制装置，所述空间光学调制装置由呈二维布置于其上的许多追踪元件构成，其用于根据依据追踪信息传送的控制信号来调制输入光；和光学系统，所述光学系统用于将经所述空间光学调制装置调制的光聚焦在追踪表面上，在所述追踪方法中，通过将控制信号传送至所述空间光学调制装置的所述追踪元件来进行调制并相对于所述追踪表面沿预定扫描方向来移动所述追踪头从而来执行追踪，其中：
所述追踪头包括多个空间光学调制装置和共同的光学系统，所述光学系统用于将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦在所述追踪表面上；以及
所述方法利用包括所述多个空间光学调制装置和所述共同光学系统的所述追踪头来执行追踪。
在上述追踪方法中，所述追踪头的所述多个空间光学调制装置和所述光学系统可被布置成令所述追踪表面中所述光学系统将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦于其上的区域并排布置在扫描方向和/或与扫描方向正交的方向上。
而且，所述控制信号可被并行(in parallel)或独立传送至所述多个空间光学调制装置。
更进一步，可通过使各个空间光学调制装置独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置独立进行的调制的时序(timing)和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上对应于各个空间光学调制装置的各个追踪区域的布置。
而且，所述多个空间光学调制装置中的每一个可被划分为多个区块，并且，所述控制信号可被并行或独立传送至各个空间光学调制装置中所述多个区块中的每一个区块。
更进一步，各个空间光学调制装置中的各个区块可被进一步细分为多个区段，并且，所述控制信号可被顺序传送至所述多个区段中的每一个区段，并且，当各个空间光学调制装置内的各个区块中所述控制信号的每一传送被完成的时候，调制被顺序进行。
而且，所述多个空间光学调制装置中的每一个可沿扫描方向被划分为多个区块，并且，所述控制信号可被并行或独立传送至各个空间光学调制装置中的各个区块。
更进一步，可通过使各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上对应于各个空间光学调制装置中各个区块的各个区块追踪区域的布置。
而且，各个空间光学调制装置中的各个区块可沿扫描方向被进一步细分为多个区段，并且，所述控制信号可被顺序传送至所述多个区段中的每一个区段，并且，当在各个空间光学调制装置中的各个区块中所述控制信号的每一传送被完成的时候，调制可被顺序进行。
更进一步，可通过控制由各个空间光学调制装置中的各个区块内的各个区段进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上与各个空间光学调制装置中各个区块内的各个区段相对应的各个区段追踪区域的布置。
本发明的追踪设备包括：
追踪头，所述追踪头包括：空间光学调制装置，所述空间光学调制装置由呈二维布置于其上的许多追踪元件构成，其用于根据依据追踪信息传送的控制信号来调制输入光；和光学系统，所述光学系统用于将经所述空间光学调制装置调制的光聚焦在追踪表面上；
移动装置，所述移动装置用于相对于所述追踪表面沿预定的扫描方向移动所述追踪头；以及
控制装置，所述控制装置用于通过向所述空间光学调制装置的所述追踪元件传送控制信号而使所述追踪元件进行调制，并通过控制所述移动装置来控制所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度，
其中，所述追踪头包括多个空间光学调制装置和共同的光学系统，所述光学系统用于将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦在所述追踪表面上。
在上述追踪设备中，所述追踪头的所述多个空间光学调制装置和所述光学系统可被布置成令所述追踪表面中所述光学系统将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦于其上的区域并排布置在扫描方向和/或与扫描方向正交的方向上。
而且，所述控制装置可包括多个控制信号传送部，所述多个控制信号传送部中的每一个针对所述多个空间光学调制装置中的每一个设置，以便将所述控制信号并行或独立传送至所述多个空间光学调制装置。
更进一步，所述控制部可被构造成通过使各个空间光学调制装置独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上对应于各个空间光学调制装置的各个追踪区域的布置。
而且，所述多个空间光学调制装置中的每一个可被划分为多个区块，并且，所述控制装置可包括多个区块控制信号传送部，所述多个区块控制信号传送部中的每一个针对各个空间光学调制装置中的所述多个区块中的每一个设置，以便将所述控制信号并行或独立传送至各个空间光学调制装置中的各个区块。
更进一步，各个空间光学调制装置中的各个区块可被进一步细分为多个区段，并且，所述控制装置可被构造成将所述控制信号顺序传送至各个区段并在各个空间光学调制装置中的各个区块中完成所述控制信号的每一传送时顺序进行调制。
而且，所述多个空间光学调制装置中的每一个可沿扫描方向被划分为多个区块，并且，所述控制装置可包括多个区块控制信号传送部，所述多个区块控制信号传送部中的每一个针对各个空间光学调制装置中的各个区块设置，以便将所述控制信号并行或独立传送至各个空间光学调制装置中的各个区块。
更进一步，所述控制部可被构造成通过使各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上对应于各个空间光学调制装置中各个区块的各个区块追踪区域的布置。
而且，各个空间光学调制装置中的各个区块可沿扫描方向被进一步细分为多个区段，并且，所述控制部可被构造成将所述控制信号顺序传送至各个区段并在各个空间光学调制装置中的各个区块中完成所述控制信号的每一传送时顺序进行调制。
更进一步，所述控制装置可被构造成通过控制由各个空间光学调制装置中的各个区块内的各个区段进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上对应于各个空间光学调制装置中各个区块内的各个区段的各个区段追踪区域的布置。
这里，引用“共同光学系统”是指用于聚焦经所述多个空间光学调制装置调制的光的光学系统，它可作为单元被调整。
而且，此处所使用的引用“并行传送控制信号”是指至少在预定时点处控制信号是同时被传送的，该引用可包括以下情况：传送控制信号的起始时序之间有预定的时间差；以及控制信号在同一起始时序处被传送。
更进一步，此处所使用的引用“沿扫描方向划分”是指在布置所述追踪元件的两个正交方向中任一方向对应于扫描方向时在该方向上作出所述划分，以及，在这两个正交方向中没有一个方向对应于扫描方向时在与扫描方向形成较小倾角的方向上作出所述划分。
根据本发明的追踪方法及设备，使用追踪头来执行追踪，其中，所述追踪头包括：多个空间光学调制装置；以及共同的光学系统，所述光学系统用于将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦在追踪表面上。这可减少追踪头和用于追踪头对准的调整点的数量。因此，可以减少因环境温度变化而引起的追踪头相对位置关系的变化。这可以使追踪头对准作业被简化以及成本被降低。
而且，用于追踪头对准的调整点数量的减少允许最小化调整准确性的变化并提高追踪头的位置准确性。当存在N个调整点时，该变化一般表示为 因此，如果调整点的数量减少1/2，则该变化变为0.7。
更进一步，与单个光学系统被用于单个空间光学调制装置以构造追踪头的情况相比，可采用更集成化的部件。这令追踪头在重量和坚固性上都更加优越，也就是，可以构造准确性降低较少的追踪头，其中所述准确性降低是因弯曲以及振动所引起的。
而且，还可以减少追踪头的数量，这减少了追踪头之间像素对准点的数量。也就是，减少了降低位置准确性的因素的数量。
更进一步，在组装追踪头时，与单个光学系统被用于单个空间光学调制装置的情况相比，将单个共同光学系统用于多个空间光学调制装置使得调整空间光学调制装置和光学系统位置的时间缩短以及成本降低。
而且，如果由多个追踪头中的各个追踪头曝光的各个追踪区域被布置成相互重叠，则可容易地提高功率等级(power gradation)的数量。例如，当使用两个空间光学调制装置、并且向其中一个空间光学调制装置输入0.65W的光而向其中另一个空间光学调制装置输入0.35W的光时，可以在追踪中得到0W、0.65W、0.135W和2W四个不同的等级。如果分别向这两个空间光学调制装置输入1W的光，则可在追踪中得到0W、1W和2W三个不同的等级。
在上述追踪方法和设备中，当所述多个空间光学调制装置中的每一个被划分为多个区块、并在各个空间光学调制装置中将控制信号并行传送至各个区块时，则例如与图像数据被顺序传送至SRAM阵列并被逐行写入其中、并在所有行的图像数据都被传送至SRAM阵列之后执行重置的情况相比，可提高调制速度。例如，如果空间光学调制装置被划分为四个区块，则调制速度可为四倍。
而且，当通过使各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制追踪表面上对应于各个空间光学调制装置中各个区块的各个区块追踪区域的布置时，可任意控制追踪表面上对应于各个区块的各个追踪区域的布置。例如，可沿扫描方向以均匀隔开的方式来布置对应于各个区块的各个追踪区域内的追踪点，这导致均匀分布的分辨率。
而且，当各个空间光学调制装置中的各个区块沿扫描方向被进一步细分为多个区段、并将控制信号顺序传送至所述多个区段中的各个区段、并在各个空间光学调制装置中的各个区块中完成所述控制信号的每一传送时顺序进行调制时，则在其中一个区段被重置的同时，在各个区块中可进行送至其他区段的控制信号传送。这允许进一步提高各个区块的调制速度。而且，在各个区块的调制时间期间，可追踪各个区段的追踪点，以便可以提高分辨率。例如，当各个区块被细分为三个区段时，分辨率可以为三倍。
附图说明
图1是采用本发明的追踪设备第一实施例的光刻机的透视图，其图示光刻机的外观。
图2是图1中所示光刻机中使用的扫描器的透视图，其图示该扫描器的构造。
图3是图2中所示曝光头的示意性构造图。
图4是图1中所示光刻机中使用的DMD的局部放大视图，其图示DMD的构造。
图5A是DMD的透视图，其图示DMD的操作。
图5B是DMD的透视图，其图示DMD的操作。
图6是图示DMD上的区块的图。
图7是控制信号传送部的示意性方块图，各个控制信号传送部针对各个区块而设置。
图8是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第一实施例。
图9是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第二实施例。
图10是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第三实施例。
图11是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第四实施例。
图12是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第五实施例。
图13是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第六实施例。
图14是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第一实施例的修改例。
图15是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第二实施例的修改例。
图16是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第三实施例的修改例。
图17是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第四实施例的修改例。
图18是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第五实施例的修改例。
图19是时序图，图示使用图1中所示光刻机的光刻方法的第六实施例的修改例。
图20A是图示曝光头另一实施例的图。
图20B是图示曝光头另一实施例的图。
具体实施方式
在下文中将参照附图详细描述采用本发明追踪方法及设备的第一实施例的光刻机。图1是根据本实施例的光刻机的透视图，其图示该光刻机的概要构造。
如图1中所示，本实施例的光刻机10包括板状移动台14，板状移动台14用于通过吸力将片状光敏材料12保持于其上。沿着移动台的移动方向延伸的两个引导件20被设置在厚板状安装平台18的上表面上，安装平台18由四个支腿16支撑。移动台14被布置成令其纵向定向在移动台的移动方向上，同时引导件20活动地支撑移动台14以允许其来回移动。
横跨于移动台14移动路径之上的倒U形门(gate)22被设置在安装平台18的中央部处。倒U形门22的各端被固定附连至安装平台18的各侧。扫描器24被设置在门20的一侧上，用于检测光敏材料12前后缘的多个传感器26(比如两个)被设置在另一侧上。扫描器24和传感器26在移动台14的移动路径之上被固定附连至门22。扫描器24和传感器26被连接至控制它们的控制部，稍后会描述该控制部。
如图2中所示，扫描器24包括5个曝光头30，这5个曝光头30呈直线布置在与扫描方向正交的方向上。
图3显示曝光头30的概要构造。曝光头30包括：用于发射激光束的两个激光源31a、31b；导光构件32a、32b，其用于引导分别从激光源31a、31b发出的各激光束；第一棱镜33a、33b，其用于将由各个导光构件32a、32b引导的各光束输入至各个DMD 34a、34b，稍后会描述DMD 34a、34b。曝光头30进一步包括：两个DMD 34a、34b，其用于根据输入其中的控制信号来调制分别被第一棱镜33a、33b聚焦的各激光束；第二棱镜35，其用于向着曝光表面12a反射经各个DMD 34a、34b调制的光束；第一、第二投影透镜36、38，其用于把经第二棱镜35反射的光束投射到曝光表面12a上；布置在第一、第二投影透镜之间的微透镜阵列37；以及冷却散热片39a、39b，其用于冷却附连于其上的各个DMD 34a、34b。
每个DMD 34a、34b包括沿正交方向呈二维布置的微镜，这些微镜充当追踪元件。DMD 34a、34b包括各个微镜58a、58b，各个微镜58a、58b由支柱支撑在各个SRAM阵列(存储单元)56a、56b上，如图4中所示。DMD 34a、34b是由许多的(例如，间距13.68μm，1024×768)形成像素的各个微镜58a、58b构成的镜装置，这些微镜沿正交方向呈二维布置。如早前所述，可由一般半导体存储器生产线生产的硅门CMOS SRAM阵列56a、56b通过支柱被设置在各个微镜58a、58b下，每个支柱包括铰链和轭。
当充当控制信号的数字信号被写入各个DMD 34a、34b的SRAM阵列56a、56b时，根据该数字信号，控制电压被加在各个微镜58a、58b的电极部(未示出)上。然后，由所加电压造成的静电力将由各个支柱支撑的各个微镜58a、58b以对角线为中心在±α度(比如±10度)的范围内倾斜。图5A显示微镜58a、58b中一个倾斜+α度的微镜，这意味着该微镜处于打开状态，图5B显示微镜58a、58b中一个倾斜-α度的微镜，这意味着该微镜处于关闭状态。在微镜58a、58b其中一个微镜处于打开状态时输入到该微镜的光束B被向着光敏材料12反射，而在微镜58a、58b其中一个微镜处于关闭状态时输入到该微镜的光束B向着光吸收材料而非光敏材料12被反射。
这里，本实施例的光刻机的各个DMD 34a、34b被划分成4个区块A至D，各个区块包括多个微镜，如图6中所示。
如图7中所示，各个曝光头30包括4个控制信号传送部60A至60D，这4个控制信号传送部60A至60D用于各个DMD 34a、34b中的区块A至D。图7中省略了控制信号传送部60C。而且，在本实施例中各个DMD34a、34b被划分为4个区块，但可将其划分为不小于2个的任意数量个区块。
如上所述，为各个曝光头30的各个DMD 34a、34b设置4个控制信号传送部60A至60D。但在下文中将描述DMD 34a、34b的其中一个的信号传送部的构造。如图7中所示，各个控制信号传送部60A至60D包括P个移位寄存器电路61、闩锁电路62和列驱动器电路63。时钟信号CK从控制器65被输入到P个移位寄存器电路61中的每一个。根据时钟信号CK，一个控制信号被同时写入P个移位寄存器电路61中的每一个。当N个控制信号被写入P个移位寄存器电路61中的每一个时，用于单行的N×P个控制信号被传送至闩锁电路62。
传送至闩锁电路62的单行控制信号按原样被传送至列驱动器电路63。从列驱动器电路63输出的单行用控制信号被写入SRAM阵列56a的预定行。根据地址信号通过行译码器64来选择控制信号要被写入的预定行。
如上所述，在控制信号被闩锁电路62锁存并被写入SRAM阵列56a预定行的同时，下一行用的控制信号被写入移位寄存器电路61。
由控制器65来控制将控制信号写入移位寄存器电路61、闩锁电路62、列驱动器电路63和SRAM阵列56a的时序。
在控制信号被写入SRAM阵列56a之后，根据写入SRAM阵列56a的控制信号的控制电压从电压控制部66被加在微镜58a的各个电极部上，从而重置各个微镜。
为区块A至D的各个区块设置的电压控制部66能够将控制电压输出到三个区段1至3的各个区段，这三个区段1至3通过在区块A至D的各个区块中每K行划分微镜行来设置。在本实施例中，区块A至D的各个区块被划分为三个区段，但可将其划分为不少于2个的任意数量个区段。而且，在本实施例中，将描述处于将控制电压同时输出到区段1至3中各个区段的模式下的电压控制部66，而在稍后描述的其他实施例中，将描述处于将控制信号独立输出到区段1至3中各个区段的模式下的电压控制部66。
本实施例的光刻机10进一步包括：控制部70，其用于执行对光刻机的整体控制；以及数据控制部68，其用于将控制信号输出至为各个DMD34a、34b设置的控制信号传送部60A至60D。控制部70控制将控制信号写入各个曝光头30的各个DMD 34a、34b的SRAM阵列56a、56b的写入操作和对微镜58a、58b的驱动。控制部70进一步驱动控制移动移动台14的移动台驱动单元72。
下文中将详细描述本实施例的光刻机10的操作。
首先，由预定的数据产生装置(未示出)产生图像数据，该图像数据对应于要被曝光在光敏材料12上的图像，该图像数据被输出至数据控制部68。在数据控制部68中，基于该图像数据产生要输出至各个曝光头30的控制信号。在本实施例的光刻机10中，控制信号被传送至各个DMD34a、34b的区块A至D以逐个区块地驱动微镜58a、58b，从而，控制信号也是逐个区块地产生的。
在由数据控制部68产生用于各个曝光头30的控制信号的时候，移动台驱动控制信号从控制部70被输出至移动台驱动单元72。根据移动台驱动控制信号，移动台驱动单元72以预期速度在移动台移动方向上沿着引导件20移动移动台14。同时，来自控制部70的控制信号驱动激光源31a、31b，并且由激光源31a、31b发出激光束。从各个激光源31a、31b发出的激光束通过各个导光构件32a、32b被引导并被导向各个第一棱镜33a、33b，随后又被各个第一棱镜33a、33b导向各个DMD 34a、34b。
当移动台14经过门22下的时候，附连至门22的传感器26检测到光敏材料12的前缘。然后，控制信号从数据控制部68被输出至各个曝光头30，并且各个曝光头30开始追踪。
下文中将详细描述对各个曝光头30的DMD 34a、34b的驱动控制。
首先，将为通过将控制信号顺序输出到各个DMD 34a、34b内区块A至D中各个区块来驱动控制各个DMD 34a、34b的情况提供描述。图8显示进行这种驱动控制时的时序图。在图8所示的时序图中，DMD 34a和DMD 34b被分别表示为DMD 1和DMD 2。
更具体地说，控制信号首先被传送至各个DMD 34a、34b中的区块A，然后以相同时序被顺序传送至各个DMD 34a、34b中的区块B、区块C和区块D。
以上述方式传送的控制信号通过为各个区块A至D设置的各个控制信号传送部60A至60D被写入区块A至D中各个区块内的SRAM阵列56a、56b。
如图8中所示，当控制信号被传送至各个DMD 34a、34b中区块A至D中各个区块的时候，根据写入其中的控制信号的控制电压从电压控制部66被施加且所有的微镜58a、58b被重置。
经通过上述重置的DMD 34a、34b调制的光束被导向第二棱镜35，随后又被第二棱镜35向着曝光表面12a反射。经第二棱镜35反射的光束被第一、第二投影透镜36、38和微透镜阵列37聚焦在曝光表面12a上，从而如图2中所示分别形成了矩形曝光区域40a、40b。构成微透镜阵列37的各个微透镜被布置在对应于各个DMD 34a、34b中各个微镜58a、58b的位置。
然后，光敏材料12与移动台14一起以恒定速度移动。扫描器24沿着与移动台移动方向相对的方向扫描光敏材料12，并且，以图8中所示的时序按上述方式重复将控制信号送至DMD 34a、34b的传送以及DMD34a、34b的重置。以此方式，各个曝光头30形成条形曝光区域41。
当扫描器24对光敏材料12的扫描完成、且传感器26检测到光敏材料12的后缘时，移动台驱动单元72将移动台14沿着引导件20返回至在门22最上游的初始位置。此后，在新的光敏材料12被放在移动台14上之后，移动台14沿着引导件20以恒定速度被再次从门22的上游移动到下游。
在第一实施例中，控制信号传送部60A至60D中的每一个针对各个DMD 34a、34b内区块A至D中的各个区块而设置。但在以上述方式传送控制信号时，并不必仅限于这种构造。可为各个DMD 34a、34b设置单个控制信号传送部。
在第一实施例中，要被DMD 34a曝光的曝光区域40a和要被DMD 34b曝光的曝光区域40b被布置成沿扫描方向其间不存在任何间隔，如图2中所示。通过调整DMD 34a、34b的布局以及第一、第二投影透镜36、38的构造，曝光区域40a和曝光区域40b可被布置成沿扫描方向有间隔或相互重叠。而且，通过沿扫描方向令曝光区域40a和曝光区域40b移位，曝光区域40a和曝光区域40b可被布置成相互部分重叠。
而且，在第一实施例中，DMD 34a和DMD 34b可被附连至曝光头30，使得其微镜58a、58b的布置方向与扫描方向形成预定倾角θ。
更进一步，在第一实施例中，如果被各个曝光头30曝光的曝光区域41沿着曝光头30的布置方向在其间形成有空间，则多个曝光头30阵列可被布置在扫描方向上，以便由布置在扫描方向下游的曝光头30阵列曝光的曝光区域41之间的空间被布置在扫描方向上游的曝光头30阵列曝光。优选在这种情况下，由布置在下游的曝光头30阵列曝光的曝光区域41和由布置在上游的曝光头30阵列曝光的曝光区域41相互部分重叠。
而且，在第一实施例中，曝光区域40a和曝光区域40b被并排布置在扫描方向上，如图2中所示。但是，曝光区域40a和曝光区域40b可被布置在与扫描方向正交的方向上。
接着将描述采用本发明追踪方法及设备的第二实施例的光刻机。本实施例的光刻机的构造类似于第一实施例。与第一实施例仅在驱动控制各个曝光头30中的DMD 34a、34b的驱动控制方法上有所不同。因此这里只在下面描述驱动控制方法。
在第一实施例中，在控制信号被传送至DMD 34a、34b的所有区块A至D之后进行DMD 34a、34b的重置。这种控制方法需要延长的时间来将控制信号传送至所有区块A至D。
因此在第二实施例中，通过以图9中所示的时序传送控制信号来进行重置。更具体地说，同第一实施例中一样，用于DMD 34a、34b的控制信号首先按以下顺序被传送至区块A至D的各个区块。然后，在各个DMD34a、34b内区块A至D的各个区块中，控制信号被顺序传送至区段1至3的各个区段，并且，从将控制信号送至各个区段的各传送完成时开始，区段1至3各个区段中的微镜58被电压控制部66顺序重置，如图9中所示。通过按上述方式进行驱动控制，调制时间可通过重置时间而被减少。
接着将描述采用本发明追踪方法及设备的第三实施例的光刻机。本实施例的光刻机的构造也类似于第一实施例。与第一实施例仅在驱动控制各个曝光头30中的DMD 34a、34b的驱动控制方法上有所不同。因此这里也只在下面描述驱动控制方法。
在第一实施例中，DMD 34a、34b的区块A至D的控制信号被顺序传送至区块A至区块D。这种控制方法需要延长的时间来将控制信号传送至所有的区块A至D。
因此，在第三实施例中，通过以如图10中所示的时序传送控制信号来进行重置。更具体地说，在各个DMD 34a、34b中，为区块A至D的各个区块而设置的控制信号传送部60A至60D将控制信号并行传送至区块A至D的各个区块。如图10中所示，当把控制信号送至所有区块A至D的传送完成时，DMD 34a、34b的所有微镜58被电压控制部66重置。通过按上述方式进行驱动控制，可减少传送控制信号所需的时间，从而可以减少调制时间。
接着将描述采用本发明追踪方法及设备的第四实施例的光刻机。第四实施例在某种程度上类似于结合了第二和第三实施例的驱动控制方法的实施例。
在第四实施例中，通过以图11中所示的时序传送控制信号来进行重置。更具体地说，同第三实施例中一样，在各个DMD 34a、34b中，为区块A至D的各个区块而设置的控制信号传送部60A至60D将控制信号并行传送至区块A至D的各个区块。然后，同第二实施例中一样，在各个DMD 34a、34b内区块A至D的各个区块中，控制信号被顺序传送至区段1至3的各个区段，并且，如图11中所示，从将控制信号送至各个区段的各传送完成时开始，区段1至3的各个区段中的微镜58被电压控制部66顺序重置。通过按上述方式进行驱动控制，与第三实施例相比，调制时间可通过重置时间而被进一步减少。
接着将描述采用本发明追踪方法及设备的第五实施例的光刻机。第五实施例类似于第三实施例。其与第三实施例仅在驱动控制方法上有所不同，即各个DMD 34a、34b内区块A至D的各个区块的调制时序不同于第三实施例。
更具体地说，如图12中所示，在各个DMD 34a、34b中，通过在各个DMD 34a、34b内将控制信号传送至区块A至D中各个区块的起始时序顺序延迟一段预定时间，区块A至D中各个区块的调制时序被顺序延迟一段预定时间。通过如上所述顺序延迟区块A至D中各个区块的调制时序，可沿扫描方向以更高的分辨率来曝光追踪点。此外，可以控制区段1至3中各个区段的追踪点之间的空间。例如，可以以均匀隔开的方式来布置区段1至3中各个区段的追踪点。
接着将描述采用本发明追踪方法及设备的第六实施例的光刻机。第六实施例在某种程度上类似于结合了第四和第五实施例的驱动控制方法的实施例。
更具体地说，如图13中所示，在各个DMD 34a、34b内区块A至D的各个区块中，控制信号被顺序传送至区段1至3中各个区段，并且，从将控制信号送至各个区段的各传送完成时开始区段1至3中各个区段内的微镜58被电压控制部66顺序重置，并且，同第四实施例一样，通过将控制信号传送至区块A至D中各个区块的起始时序顺序延长一段预定时间，区块A至D中各个区块的调制时序被顺序延迟一段预定时间。通过按上述方式进行驱动控制，可沿扫描方向获得具备更高分辨率的追踪点。此外，可以控制区段1至3中各个区段的追踪点之间的空间。例如，可以均匀隔开的方式来布置区段1至3中各个区段的追踪点。
在第一至第六实施例中，对于DMD 34a和DMD 34b以同样的时序来控制对控制信号的传送和重置。但可在DMD 34a和DMD 34b之间以不同的时序来控制对控制信号的传送和重置。
例如，在第一实施例中，如图14中所示，通过将传递控制信号给DMD34b的起始时序从传递控制信号给DMD 34a的起始时序延迟一段预定时间，可将DMD 34b的调制时序从DMD 34a的调制时序延迟。通过按上述方式进行驱动控制，与第一实施例相比可获得具备更高分辨率的追踪点。
图15中示出用于在第二实施例中按上述方式以不同时序驱动控制各个DMD 34a、34b的情况的时序图。同样地，分别在图16、17、18和19中示出用于在第三实施例、第四实施例、第五实施例和第六实施例中以不同时序驱动控制各个DMD 34a、34b的情况的时序图。
通过以图15至19中所示的时序驱动控制DMD 34a和DMD 34b，可获得具备更高分辨率的追踪点。
在上述实施例中，比如通过控制各个DMD 34a、34b的调制时序以及移动台14的移动速度，对应于DMD 34a的追踪区域和对应于DMD 34b的追踪区域可被布置成相互重叠，或者，对应于DMD 34b的追踪区域的追踪点可被布置在对应于DMD 34a的追踪区域的追踪点之间。
而且，通过控制各个DMD 34a、34b内区块A至D中各个区块内的调制时序以及移动台14的移动速度，对应于各个DMD 34a、34b内区块A至D中各个区块的各个追踪区域可被布置成相互重叠，或者，例如，对应于区块B至D的追踪区域的追踪点可被布置在对应于区块A的追踪区域的追踪点之间。
更进一步，通过控制各个区块A至D内各个区段1至3中调制的时序以及移动台14的移动速度，对应于各个区块A至D中各个区段1至3的各个区段追踪区域可被布置成相互重叠，或者，例如，对应于区段2和3的区段追踪区域的追踪点可被布置在对应于区段1的区段追踪区域的追踪点之间。
也就是，可控制其中一个曝光头30的DMD驱动单元(例如，一个DMD、区块或区段的整个区域)的调制时序以及移动台14的移动速度，从而使至少两个DMD驱动单元的图像相互重叠，或者，从而使一个DMD驱动单元的图像的各个追踪点被布置在另一个DMD驱动单元的图像的追踪点之间。
而且，在上述实施例中，优选首先通过沿扫描方向布置在下游的DMD34a进行曝光，然后通过沿扫描方向布置在上游的DMD 34b来进行曝光。
更进一步，在各个DMD 34a、34b中，优选首先通过沿扫描方向布置在下游的区块来进行曝光，然后通过沿扫描方向布置在上游的区块来进行曝光。
而且，在各个DMD 34a、34b中，优选首先通过沿扫描方向布置在下游的区块内的区段来进行曝光，然后通过沿扫描方向布置在上游的区块内的区段来进行曝光。
更进一步，优选控制各个DMD 34a、34b的调制时序和沿扫描方向的移动速度使得对应于各个DMD 34a、34b的各个追踪区域的追踪点沿扫描方向以均匀隔开的方式被布置。
而且，在各个DMD 34a、34b中，优选控制各个区块的调制时序和沿扫描方向的移动速度使得对应于各个区块的各个追踪区域的追踪点沿扫描方向以均匀隔开的方式被布置。
更进一步，在各个DMD 34a、34b中，优选控制各个区块内各个区段的调制时序和沿扫描方向的移动速度使得对应于各个区块内各个区段的各个区段追踪区域的追踪点沿扫描方向以均匀隔开的方式被布置。
而且，优选在各个DMD 34a、34b内各个区块中以N来表示的区段数满足以下公式。
N＝Tsr/Ttr
这里：Ttr：各区段的调制时间
      Tsr：送至各区段的控制信号的传送时间
更进一步，在上述实施例中，DMD 34a和DMD 34b被对准在与扫描方向正交的线上。但是，如图20A中所示，DMD 34a和DMD 34b可沿与彼此相对的方向从该与扫描方向正交的线移位预定距离。图20A是曝光头30的平面视图，图20B是图示当按图20A所示方式布置DMD 34a、34b时曝光表面上的曝光区域40a和40b的图。多个DMD的布置方法并不仅限于上述那些。可通过其他可能的方法将它们布置在扫描方向上或与扫描方向正交的方向上。
而且，在上述实施例中，各个DMD 34a、34b沿扫描方向被划分为多个区块A至D。但是，各个DMD 34a、34b的划分方法并不仅限于扫描方向。例如，可以沿与扫描方向正交的方向将其划分为多个区块，且控制信号可被并行或独立传送至各个区块。另外，以上述方式设置的各个区块沿扫描方向或与扫描方向正交的方向可被进一步细分为区段，并且，可按上述实施例中那样逐个区段地进行对控制信号的传送以及调制。上述DMD布置可允许更快的调制速度。
通过如上所述在单个曝光头30中设置至少两个并行或独立的传送单元(DMD、区块或区段，或其组合)可实现快速调制。
而且，通过基于上述至少两个并行或独立传送单元控制调制时序，可在曝光表面上实现预期的点布置。这里，首先将移动台14的移动台移动速度确定为预期速度，然后可根据预定的移动台移动速度来控制或设定基于并行或独立传送单元的调制时序。可选地，基于并行或独立传送单元的调制时序首先被确定为预期值，然后可根据预定的调制时序来控制移动台14的移动速度。
更进一步，在较高级别并行或独立传送单元中设置有较低级别并行或独立传送单元的实施例中，比如像在区块内设置有区段的情况那样，可直接控制或设定较低级别的并行或独立传送单元的调制时序。可选地，可通过对较高级别并行或独立传送单元的控制来控制或设定较低级别并行或独立传送单元的调制时序。
在上述实施例中说明了包括DMD作为空间光学调制装置的光刻机。除了这种反射空间光学调制装置以外，还可以使用透射空间光学调制装置。
而且，DMD的形状并不仅限于矩形，微镜可以以平行四边形或其他形状来布置，并且，这样的DMD也可被用于本发明。
在上述实施例中，作为曝光目标的光敏材料12可以是印制电路板或显示过滤器。而且，光敏材料12可以是片状形式或连续长度(continuouslength)(比如柔性基板等)。
而且，在上述实施例中说明了所谓的平台式光刻机。但是本发明也可被应用于所谓的外圆筒式光刻机，这种光刻机具有光敏材料在其上卷动的圆筒。
本发明的追踪方法及设备也可被应用于喷墨打印机等的追踪控制。例如，可以用如本发明中所述的类似方式控制通过喷墨的追踪点。也就是，本发明的追踪元件可被通过喷墨等提供追踪点的元件所取代。

Claims (20)

1.一种使用追踪头的追踪方法，所述追踪头包括：空间光学调制装置，所述空间光学调制装置由呈二维布置于其上的许多追踪元件构成，其用于根据依据追踪信息传送的控制信号来调制输入光；和光学系统，所述光学系统用于将经所述空间光学调制装置调制的光聚焦在追踪表面上，在所述追踪方法中，通过将控制信号传送至所述空间光学调制装置的所述追踪元件来进行调制并相对于所述追踪表面沿预定扫描方向来移动所述追踪头从而来执行追踪，
其中：
所述追踪头包括多个所述空间光学调制装置和共同的光学系统，所述光学系统用于将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦在所述追踪表面上；以及
所述方法利用包括所述多个空间光学调制装置和所述共同光学系统的所述追踪头来执行追踪。
2.如权利要求1所述的追踪方法，其中，所述追踪头的所述多个空间光学调制装置和所述光学系统被布置成令所述追踪表面中所述光学系统将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦于其上的区域并排布置在扫描方向和/或与扫描方向正交的方向上。
3.如权利要求1或2所述的追踪方法，其中，所述控制信号被并行或独立传送至所述多个空间光学调制装置。
4.如权利要求3所述的追踪方法，其中，通过使各个空间光学调制装置独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上与各个空间光学调制装置相对应的各个追踪区域的布置。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的追踪方法，其中：
所述多个空间光学调制装置中的每一个被划分为多个区块，并且
所述控制信号被并行或独立传送至各个空间光学调制装置中所述多个区块中的每一个区块。
6.如权利要求5所述的追踪方法，其中：
各个空间光学调制装置中的各个区块被进一步细分为多个区段，并且
所述控制信号被顺序传送至所述多个区段中的每一个区段，并且，当各个空间光学调制装置内的各个区块中所述控制信号的每一传送被完成的时候，调制被顺序进行。
7.如权利要求1至4中任意一项所述的追踪方法，其中：
所述多个空间光学调制装置中的每一个沿扫描方向被划分为多个区块；并且
所述控制信号被并行或独立传送至各个空间光学调制装置中的各个区块。
8.如权利要求7所述的追踪方法，其中，通过使各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上与各个空间光学调制装置中各个区块相对应的各个区块追踪区域的布置。
9.如权利要求7所述的追踪方法，其中：
各个空间光学调制装置中的各个区块沿扫描方向被进一步细分为多个区段；并且
所述控制信号被顺序传送至所述多个区段中的每一个区段，并且，当在各个空间光学调制装置内的各个区块中所述控制信号的每一传送被完成的时候，调制被顺序进行。
10.如权利要求9所述的追踪方法，其中，通过控制由各个空间光学调制装置中的各个区块内的各个区段进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上与各个空间光学调制装置中各个区块内的各个区段相对应的各个区段追踪区域的布置。
11.一种追踪设备，包括：
追踪头，所述追踪头包括：空间光学调制装置，所述空间光学调制装置由呈二维布置于其上的许多追踪元件构成，其用于根据依据追踪信息传送的控制信号来调制输入光；和光学系统，所述光学系统用于将经所述空间光学调制装置调制的光聚焦在追踪表面上；
移动装置，所述移动装置用于相对于所述追踪表面沿预定的扫描方向移动所述追踪头；以及
控制装置，所述控制装置用于通过向所述空间光学调制装置的所述追踪元件传送控制信号从而使所述追踪元件进行调制，并通过控制所述移动装置来控制所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度，
其中，所述追踪头包括多个所述空间光学调制装置和共同的光学系统，所述光学系统用于将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦在所述追踪表面上。
12.如权利要求11所述的追踪设备，其中，所述追踪头的所述多个空间光学调制装置和所述光学系统被布置成令所述追踪表面中所述光学系统将经所述多个空间光学调制装置调制的光聚焦于其上的区域并排布置在扫描方向和/或与扫描方向正交的方向上。
13.如权利要求11或12所述的追踪设备，其中，所述控制装置包括多个控制信号传送部，所述多个控制信号传送部中的每一个针对所述多个空间光学调制装置中的每一个设置，以便将所述控制信号并行或独立传送至所述多个空间光学调制装置。
14.如权利要求13所述的追踪设备，其中，所述控制部被构造成通过使各个空间光学调制装置独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上与各个空间光学调制装置相对应的各个追踪区域的布置。
15.如权利要求11至14中任意一项所述的追踪设备，其中：
所述多个空间光学调制装置中的每一个被划分为多个区块，并且
所述控制装置包括多个区块控制信号传送部，所述多个区块控制信号传送部中的每一个针对各个空间光学调制装置中的所述多个区块中的每一个设置，以便将所述控制信号并行或独立传送至各个空间光学调制装置中的各个区块。
16.如权利要求15所述的追踪设备，其中：
各个空间光学调制装置中的各个区块被进一步细分为多个区段，并且
所述控制装置被构造成将所述控制信号顺序传送至各个区段并使在各个空间光学调制装置内的各个区块中完成所述控制信号的每一传送时顺序进行调制。
17.如权利要求11至14中任意一项所述的追踪设备，其中：
所述多个空间光学调制装置中的每一个沿扫描方向被划分为多个区块，并且
所述控制装置包括多个区块控制信号传送部，所述多个区块控制信号传送部中的每一个针对各个空间光学调制装置中的各个区块设置，以便将所述控制信号并行或独立传送至各个空间光学调制装置中的各个区块。
18.如权利要求17所述的追踪设备，其中：
所述控制部被构造成通过使各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行调制以及控制由各个空间光学调制装置中的各个区块独立进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上与各个空间光学调制装置中各个区块相对应的各个区块追踪区域的布置。
19.如权利要求17所述的追踪设备，其中：
各个空间光学调制装置中的各个区块沿扫描方向被进一步细分为多个区段，并且
所述控制部被构造成将所述控制信号顺序传送至各个区段并在各个空间光学调制装置内的各个区块中完成所述控制信号的每一传送时顺序进行调制。
20.如权利要求19所述的追踪设备，其中，所述控制装置被构造成通过控制由各个空间光学调制装置中的各个区块内的各个区段进行的调制的时序和/或所述追踪头沿扫描方向的相对移动速度来控制所述追踪表面上与各个空间光学调制装置中各个区块内的各个区段相对应的各个区段追踪区域的布置。
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