CN101063822A - 改善边界对比度的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用衍射式微镜阵列确定在工件上的照射敏感介质的特征边界，进而延伸至在半导体衬底上形成图案和结构的方法和系统。工件包括平版印刷掩模，集成电路和其他电子和光学器件。

Description

改善边界对比度的方法和系统

本申请是申请号为03823643.5、申请日为2003年9月29日、申请人为麦克罗尼激光系统公司、发明名称为“改善边界对比度的方法和系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使用衍射式微镜阵列确定在工件上的照射敏感介质的特征边界，延伸至在半导体衬底上形成图案和结构的方法和系统。工件包括平版印刷掩模，集成电路和其他电子和光学器件。

背景技术

用于在集成电路或器件生产中形成图案的两种主要的辐射能的形式为光子束和电子束。一般，利用多个扫描的光子束的系统比利用多个电子束的系统更经常使用。光子或激光图案发生器系统一般比较快，但没有电子束系统精确。在激光扫描系统的多个较宽的激光束具有比在向量驱动的电子束系统中的单一电子束不同的特性。在用激光扫描系统进行掩模写入中可以使用一些装饰物(embellishment)，以部分地补偿光子束的较大的束宽。

对于直接写入应用，可能更优选使用光子曝光照射。因为电子束可能对集成电路的层性质有不利影响。在集成电路的衬底处和电子电荷阱层中，通过要构图的抵抗层(resist layer)的电子可能损坏或改变在该抵抗层下面的层的特性。这些改变的特性可能对器件性能有不希望的影响。以光子为基础的写入装置有一个优点是，一般它比电子束装置快。

这些发明者连续开发使用光子曝光照射的新型的图案发生器。新型的图案发生器使用一个微镜阵列(在一个实施例中，为空间光调制器(“SLM”))和脉冲照射源，代替使用一个或多个扫描激光束，在工件表面上打印所谓标记(stamp)。上述的图形引擎(Graphic Engine)是与发明者说明这种新型的图案发生器的一些方面重迭的几种应用中的一种。这些正在审查中的申请还说明可以使用具有脉冲照射的另一些种类的微镜阵列打印标记。

开发的微镜阵列依赖衍射，而不是偏转在照射敏感介质上形成对比度。通过使用衍射，微镜的微小运动使得照射分散。该分散相应于在一个目标平面中，从一个微镜转发出来的照射分量中的相消干涉。孔隙和其他光学元件将该分散转变为与在工件上的照射敏感介质相应的图像平面中的灰度光强的变化。

在目标平面上的一个微镜可形成在图像平面中的光强的高斯分布。通过各种近似，一个微镜的光强分布影响与微镜的3×3或5×5栅格大致相应的一个区域。相反，在图像平面中的一个点上的曝光照射的光强取决于在目标平面上的9或25个微镜的取向。

照射敏感介质(例如抵抗层)，在图像平面上有一定厚度和不透明。该介质的顶部和底部对曝光照射的响应情况不同。这决定于该介质的特性和在要曝光和不曝光的区域之间的边界上的对比度。一般，对比度不好会形成顶部宽和底部窄或侧壁不垂直的沟，这相应于通过该介质厚度的等曝光轮廓(iso-exposure profile)。由于介质厚度变化，特别是蚀刻过程的腐蚀后，侧壁不垂直可能折衷边界位置。与允许的临界尺寸变化比较，介质厚度的变化大。Sin10°或Sin15°为0.1736或0.2588，这表示不垂直的侧壁使得边界的位置的程度对介质厚度敏感。

有可能改善边界位置和/或对比度。因为边界的位置和微镜倾斜之间存在传递函数关系，因此微镜的工作范围可以影响边界的位置。标定方法也可以改善边界位置和/或对比度。

发明内容

本发明涉及使用衍射式微镜阵列确定在工件上的照射敏感介质的特征边界，进而延伸至在半导体衬底上形成图案和结构的方法和系统。工件包括平版印刷掩模，集成电路和其他电子和光学器件。本发明的具体方面在权利要求书，说明书和附图中说明。

附图说明

图1表示一种微镜图案发生器的一般的布局；

图2A-2D表示反射镜倾斜的范围；

图3A表示复数的幅值和光强曲线；图3B表示可以由各种反射镜结构产生的复数幅值；图3C-3E表示SLM像素值，和抵抗层图像空间凝像(aerialimage)与各种复数幅值范围相应；

图4表示使用负的黑色倾斜(negative black tilt)对不良的反射镜倾斜的影响；

图5表示侧波瓣(side lobe)的形成；

图6表示影响侧波瓣形成的不同的反射镜形状，阵列结构和表面轮廓；

图7A-7E表示单个地和作为微镜阵列的一部分，在反射镜表面上的相位干涉结构的位置的变化；

图8表示传递函数；

图9为一个光学系统的方框图；

图10A-10E表示标定技术可以使用的各种图案；

图11表示不良的边缘和相邻的像素对局部边缘位置的影响；

图12表示标定时有用的变化的线的位置；

图13和14表示标定的各个方面；

图15为一个标定算法的流程图；

图16A-16C表示多次写入(multipass writing)；和

图17表示多次写入前的标定。

具体实施方案

现参照附图进行以下的详细说明。优选实施例只是说明本发明，不是限制其范围。本发明的范围内权利要求书限制。本领域技术人员从以下的说明中可作各种等价的改变。

图1表示一个微镜阵列图像发生器的一般布局。在一个实施例中，该发生器使用一个空间光调制器(“SLM”)。该SLM图案发生器的各个方面在上述的正在审查中的专利申请中说明。要曝光的工件放在工作台112上。工作台的位置由精确的定位装置(例如成对的干涉仪113)控制。该工件可以为具有一个抗蚀剂或其他曝光敏感材料层的掩模，或者对于直接写入，可以为具有抗蚀剂或其他曝光敏感材料层的集成电路。该工作台在第一个方向上连续运动。在与第一个方向大致垂直的另一个方向上，该工作台或者缓慢运动，或者步进式运动，使得在工件上可以曝光标记条纹(stampstripes)。在这个实施例中，在脉冲激发物激光源107上接收一个闪光指令108，该指令可产生激光脉冲。这个激光脉冲可以在深度紫外线(DUV)或极度紫外线(EUV)光谱范围内。利用光束调节器或均化器，将该激光脉冲转换为照射光106。光束分离器105将该照射光的至少一部分引导至SLM 104。该脉冲是短暂的，(例如只有20ns长)，因此在闪光过程中，工作台的任何运动都冻结。SLM 104响应由图像光栅化器(pattern rasterizer)102处理的数据流101。在一个结构中，SLM具有2048×512个反射镜，每个为16×16μm，并具有80×80nm的投影图像。它包括一个CMOS模拟存储器，该存储器具有在每一个存储节点上，形成半个微米的一个微机械反射镜。在存储节点和反射镜之间的静电力驱动该反射镜。该装置在衍射模式，而不是镜面反射模式下工作，并且只需要使该反射镜的边缘偏转1/4波长(在248nm时为62nm)，从完全接通状态转至完全断开状态。为了形成一个精细的地址栅格，将该反射镜驱动至接通，断开和63个中间值。图案由SLM芯片的数百万个图像合成(stitch)在一起的。闪光和合成以1000标记/秒的速度进行。为了消除合成和其他误差，利用补偿栅格(offset grid)和电场，四次写该图案。另外，沿着边缘，该电场是混合的。反射镜单个标定。将对激发物光敏感的CCD相机放在光路中，放在与在最终透镜下的图像等价的位置上。SLM反射镜通过已知的电压的序列驱动，并且该相机测量响应。对每一反射镜都确定一个标定函数，用于在写入过程中，实时校正灰度数据。在数据通道中，将向量格式的图案光栅化为灰度图像，其灰度水平相应于在4次写入中，单个像素上的辐射量水平(dose level)。然后，利用图像处理方法，处理这个图像。最后的步骤为将该图像转换为SLM的驱动电压。利用可编程逻辑部分实时地作出图像处理函数。通过有关专利申请中所述的各个步骤，光栅化的图案数据转换为用于驱动SLM 104的值103。

在这个结构中，SLM为衍射模式微镜装置。技术上已经公布了各种微镜装置。在另一个结构中，照射光可被引导通过一个微型光阀装置(例如在LCD阵列中)或微机械光阀。

如图2所示，可以驱动微镜超过“断开”或1/4波长消光倾斜。图2A表示与曝光照射垂直的反射镜212。在这个实施例中，使用光束分离器。使微镜阵列的输入和输出横过相同的通道。在另一个实施例中，输入照射光与反射镜表面成一个角度，使得输出可沿着与输入不同的通道集中。从反射镜212上的任何一个点发出的输出的复数幅值，可以表示为在代表其实部和虚部(相位)幅值分量的单位圆上的一个点。在图2A中，反射镜的参考位置的实部为+1，虚部为0。因为与输入照射光垂直，因此对于在反射镜212中的所有的点，这个参考位置210都相同。

图2B表示大约为1/4波倾斜的1/3的一个倾斜角(图中的倾斜是说明性的，没有按比例绘制)。反射镜222从参考线224的倾斜，可对在边缘上的反射镜位置和在中间的反射镜位置进行比较。1/4波倾斜在从反射镜边缘和中间反射的光之间产生180°的相位差。反射镜225的一个侧面的复数幅值在单位圆上表示为一个弧221。该弧221表示从中心至外边缘，在反射镜222的表面上的点的复数幅值。全部反射镜表面的复数幅值用横过X轴，从弧221反射的第二个弧表示。为了清楚起见，在这一阵列图中，只表示了反射镜的一个侧面。

图9表示的和下面所述的投射光学系统如同一个低通滤波器。在图像中，反射镜的机械结构被低通滤波器除去。留下的是在反射镜表面上的平均复数幅值，该幅值可以转换为光强分布。对于一个表面，该表面的平均复数幅值可用一个表面积分表示：

$A=A_0\∫b\·e^{-j\frac{4\mathrm{\πh}}{\mathrm{\λ}}}\mathrm{dS}$

所得出的复数幅值取决于开始的复数幅值。为了简化分析，有时可取复数反射率γ为1。折射率h是在反射镜的边缘上的。波长λ是一个照射模式的。

简化适用于各种情况，对于一个通常的微镜，该表面积分ds可以简化为从该反射镜的右边缘至左边缘的一堆积分dx。在一些情况下，反射镜的横截面为x的函数而变化。对于不倾斜的矩形反射镜，当取反射率为1时，简化为：

式中φ₀-反射镜表面上的角度，对于具有平的表面的反射镜为常数。对于矩形反射镜，简化为

当取反射率为1时，进一步的简化为

在图2B中，复数积分的实部用220表示。它在弧221的范围内。回想一下，对于一个中心倾斜反射镜，弧221也在x-轴的反射镜倾面上存在。在这种情况下，反时针方向和顺时针方向弧具有互补的虚部。在图2C中，表示了1/4波倾斜。反射镜232的边缘从参考线234倾斜的距离为1/4波长。与反射镜垂直行进的光，在升高的边缘上比在反射镜中心少行进1/2波长的距离，这就是产生相消干涉和衍射的原因。弧231表示从反射镜的一侧对反射镜的复数幅值的贡献。所得出的复数幅值230画在原点，它与相消干涉一致。在图2D中，反射镜242从参考线过分倾斜相应于所谓“负的黑色(negative black)”。这个负的黑色倾斜角经过分析，并确定对在特征边界上的对比度性质，以及反射镜设计关系，传递函数，标定和以下说明的半导体器件的制造都有好处。弧241描述了在输入和输出波之间大约257°的相位差。该相位差位于1/4波倾斜和1/2波倾斜之间。对于16微米宽的反射镜16，这相应于在边缘上倾斜大约87.5或88nm，并由一个248nm的光源照射。这是新的倾斜范围。

图3A表示复数幅值和光强曲线。这些曲线表示在一阵列倾斜相同的微镜中间，从一个微镜发出的转发输出。这些曲线代表的相消干涉的唯一成分为在一个微镜的输出分量中的干涉。这些曲线先后在上述的波劳克特格雷标定(波劳克特格雷标定)申请中说明。在该申请中，图6类似本说明书的图3A。一般，该申请要求相应于图3A的动态范围设定一个较低的边界为幅值310和光强312的曲线在x轴相交的某个反射镜的1/4波倾斜。在他们先期的工作中，这个发明者及其同事建议标定在一个微镜阵列中的所有反射镜，使它们产生相同的最大反射输出和相同的最小反射输出。在公共的最小输出时，波劳克特格雷标定的控制信号驱动一个特定的反射镜倾斜至比1/4波倾斜短的一个点。这时，该特定的反射镜产生一个所有的微镜可获得的低输出水平。这样，可以产生一个一致的动态范围，并且最小的输出光强可以实际上接近零。

图3A～3B表示由反射镜新的倾斜范围产生的输出，在这个图中提出了不同的传递函数和标定策略。在图2A～2D中也表示了新的倾斜范围。在图3A中，复数幅值曲线310的最小实部在x轴以下。这个最小的实部相应于图2D中的复数幅值240的实部和弧241的角度。在曲线308中有一个与306负值的最小幅值相应的局部最大的光强。曲线306可用函数Sin(x)/x近似。因为光强曲线为幅值曲线的平方，因此，该局部最大的光强与负的最小幅值一致。

图3B～3E表示如何利用负的黑色曝光来改善正和负的抵抗层中的对比度。图3B为与图2A～D匹配的单位圆1600。点A相应于图2A的210，点B、C和D相应于图2B～2D中的220、230和240。加入点E。利用具有偏离倾斜轴线，与接近倾斜轴线相对的更有效的反射表面的某些反射镜结构(例如图7C下面)，则可以实际地设计具有产生在该轴线上面和下面相同的正和负的复数幅值范围的倾斜范围的反射镜。即：对于这种反射镜结构，图3A中的曲线306的形状在水平轴线302的上面和下面相同。对这种反射镜结构，点A和E代表最小倾斜和最大倾斜；或者最大的正的幅值和最小的负的幅值。点A和E在一定的倾斜角度下，具有相同或相等的实部和相同或相等的平均复数幅值。因为按照任何一个特定的反射镜的惯例，点A的值取+1，0，因此对两个不同的反射镜，点A反射输出不可能相同。

图3C～3E包括参照在单位圆上标出的点的衍射元件(例如反射镜)的编码的像素值。在图3C中，像素值的图案为DDAAAADD。在这个编码中，A为明亮的反射镜，D为复数幅值为零的暗的反射镜。在这个图案中，接通和断开的反射镜相邻，不加负的黑色。在图3D中，图案为BBAAAABB。“B”反射镜产生负的幅值(例如，倾斜87nm的矩形反射镜)。相对与正的幅值，负的幅值小。在图3E中，图案为EEAAAAEE。这是一个特殊的图案，它由具有选择出的，产生相等的正的“A”幅值和负的“E”幅值的倾斜范围的反射镜产生。达到这点的工作范围和反射镜特性在同时提出的“高精度打印”的申请中作了说明。

图3C表示空间凝像和抵抗层图像的DDAAAADD像素图案的影响。在图3C所示的空间凝像中(如图3D～3E所示)，零光强曝光为基底线或轴线，激活抵抗层的曝光为变化的虚线301。相应的复数幅值的实部用有时为负(图3D～3E)的虚线表示。相应于用实线表示的复数幅值的平方的光强轮廓为正的。在图3C中，复数幅值和光强曲线相同。三个点326的相对位置表示对比度的清晰度，而垂直的一堆点代表高对比度。这些点表示如何利用传感器或摄像机的相邻像素看该图像。垂直的点越多相应于由一个传感器阵列的相邻像素所取的读数的变化越大。图3C中的点堆不如在其他图中的垂直，这相应于在衬底324上的抵抗层图像322中的侧壁比较倾斜，为了表示方便，表示显影后的抵抗层图像，但不论是否有掩模或某种器件，在衬底上的任何照射敏感层中形成相同的潜像。

图3D表示与更接近于垂直的点堆336相应的，抵抗层332的侧壁上的较高的对比度。空间凝像的虚线曲线包括负的复数幅值。结果，在要除去显影的抵抗层的区域中，实线表示的光强曲线具有小的正值。然而，在该曲线的外侧边缘处，小的正光强在触发抵抗层的阈值301以下，因此，抵抗层图像322具有所希望的形状和比在图3C中更接近垂直的侧壁。

图3E与上述的图不同，因为它有一个负的抵抗层或照射敏感层。即：抵抗层图像342、343保持其最小曝光在阈值301以下，而不是最大曝光在阈值以上。阈值301以上的照射光强触发负的抵抗层，但通过腐蚀，而不是硬化抗腐蚀，可以除去。虚线表示的复数幅值曲线在轴线以下和以上延伸得一样远，因此，由实线表示的光强曲线在三个节点的每一个中，具有相同或相等的高度。与抵抗层图像342、343的更接近垂直的侧壁相应，点堆348比在上述图4更接近垂直。该侧壁越接近垂直，则照射敏感层的厚度变化和显影过程中的其他变化的影响越小。

图4表示使用负的黑色倾斜对不良的反射镜倾斜的影响。这个图设定，希望反射镜的倾斜相同，但对于所有暗的反射镜达不到。即：在402行中，所希望的1/4波反射镜的倾斜为62nm(对于248nm的波长)。然而，实际得到的反射镜倾斜可以在61～64nm范围内。结果，在暗的/和明亮(零倾斜)反射镜之间的边界412和414波动，不是直线。利用复杂的方法和光学分析软件(例如SOLID-C)进行的仿真表明，暗的反射镜的负的黑色倾斜削弱不良的反射镜倾斜的影响。在行404中，暗的反射镜倾斜的范围为86～90nm。从图3A可看出，曲线304在其负的极小值附近，比它与轴302相交处更平坦。同样可观察图3D～3E中的虚线表示的曲线。暗的反射镜的负的幅值与相邻的亮的反射镜的正的幅值相互作用。当负的幅值在曲线的较平坦部分时，相互作用不太关键。边界422和424比412和414较直，因为它们对不良的反射镜倾斜比较不敏感。在图4中，亮的反射镜靠近暗的反射镜。在这种结构中，负的黑色倾斜对对比度的影响沿着边界特别强。显然，试图在边缘清晰度上得到15～35％的改善(例如，普通的美国专利6373619B1号，第6～7行(2002年4月16日))，但最近的发展针对实际问题，并发现对比度比先前想象的可提高很多。研究的实际问题之一为在亮的和暗的反射镜之间的灰色反射镜的影响(例如，在0～62nm倾斜的明亮和暗的反射镜之间的30nm的倾斜的灰色反射镜)。分析表明，即使在亮的和暗的反射镜之间出现灰色反射镜时，利用的黑色倾斜，可使关键的尺寸的均匀性改善2倍。负得很大的幅值和负的抵抗层与中间的灰色反射镜的问题的组合，在发明者的申请中先前没有说明。

图5表示使用负的黑色产生的侧波瓣。侧波瓣是有时在减弱的移相掩模范围中讨论的现象。假设，对目标502进行曝光。小的反射镜阵列或单个反射镜形成部分地用图504表示的高斯分布。图3A的曲线312表示，在局部最大值处，在零光强倾斜以外的倾斜中，有残余的光强(例如，最大光强的4.8％)。根据残余光强的大小，在从几个相邻的目标发出的残余光强重叠的地方，可以形成侧波瓣506。例如，在为了进行光学近似校正，在一些衬线(serifs)上打印衬线的地方，可以形成侧波瓣。残余光强的大小取决于在微型发光镜阵列中的反射镜的形状。

图6表示影响侧波瓣形成的不同的反射镜形状，阵列结构和表面轮廓。利用仿真反射镜602显示形成大约4.77％的残余光强。如604的反射镜可以产生6～8％的更大的残余光强。反射镜606产生小于4.77％的残余光强。使用沿着相对的拐角之间的轴线枢转的反射镜608，不论印记(footprint)为方形或菱形，可将残余光强减少至接近0％。然而，反射镜608产生比其他印证中任何一种都更困难的打印阵列。为了有效地反射投射在阵列618上的照射光，微镜608沿着两个偏置轴线622和624排列。在图形引擎申请中所述的方法利用菱形反射镜和两个轴线不如具有单组轴线的阵列工作得好。

图6的底部的图像表示可以得到反射镜608的小的残余光强和反射镜602、604和606的规则的阵列形状的方法。反射镜32为矩形，但可以是另一种规则形状。如横截面所示，该反射镜的表面具有高度不同的区域634。横截面所示的升高的部分644大约为反射镜642的主表面之上的1/4波。这个部分造成相消干涉和通过反射镜倾斜的范围的衍射。一个单位的升高表面积与同样尺寸的下表面的面积抵消，并且与倾斜轴线的距离相同。图7表示与图6的634相应的升高区域的各种潜在位置。

图7表示单个和作为微镜阵列的一个部分的反射镜表面上的相位干涉结构的位置的变化。在图7A中，干涉结构704放置在反射镜的拐角处，而在反射镜的中间为菱形状形状702。干涉结构704的作用为抵消在图案如708中，在反射输出中的二倍它们表面面积，使内部区域706能有效产生反射输出。干涉结构704产生类似图6中的反射镜608的反射区域的内部区域706。使用干涉结构704的反射镜为矩形，使得可以用反射镜形成一个阵列，该反射镜的反射表面的中心在各个行和列中对准，不需要图6所示的阵列618的第二组轴上的偏移行和列。当形成阵列时，大致该阵列中的所有元件都可由具有干涉结构的反射镜覆盖。

使作为反射镜之间的沟的该阵列的较小区域不覆盖或开放，以减少需要处理的杂散的照射光。这杂散照射光可沿着光通道，在不希望的方向上被反射，由该阵列吸收，或在损坏可波及反射镜驱动元件的反射镜下引导(channel)(为了进一步说明对反射镜驱动元件的损坏，可参见由发明者Grehinski等人，2003年1月2日提出的题为“使用微型电子机械器件的高能量，低能量密度的抗照射的光学系统”的普通的美国专利申请10/338981号，这里引入供参考)。希望使用具有大致以规则栅格覆盖反射镜阵列的干涉结构、并且沿着光通道的入射反射少的反射镜。还希望使用具有大致以规则栅格覆盖反射镜阵列、并且在反射镜表面下面的元件对杂散照射光的曝光少的干涉结构的反射镜。在图7A中，反射镜的反射表面的印记具有一个大致在中心的倾斜轴线和在倾斜轴线的相反两侧相同的反射区域。在这个实施例中，该倾斜轴线的相反两侧上的反射区域，横过该倾斜轴线，对称地反射。在另一个实施例(例如图6的反射镜608)，反射表面可一次反射(横过倾斜轴线，然后沿着倾斜轴线)，或围绕该反射镜的中心点对称。在倾斜轴线相反两侧上的干涉结构偏离该倾斜轴线的反射输出光强，比在倾斜轴线上或其附近的小。在这个实施例中，有效的反射表面为三角形，其底边沿着倾斜轴线，其顶点在离开倾斜轴线的边缘上。干涉结构的位置距离反射镜的相反边缘比距离倾斜轴线近。优选的，该干涉结构704向上或向下偏离主反射结构702的水平多个1/4波长的奇数倍。多个1/4波长的奇数倍在从该干涉结构704反射的光和反射表面702之间产生180°相位差。技术人员知道，上述图7A的特性可以与许多的变型组合，以产生有用的反射镜结构。

图7B表示移相干涉结构的另一个结构。在倾斜轴线附近的干涉结构714比离开倾斜轴线的大。在这个变型中，该反射表面712所产生的偏离倾斜轴线附近的反射输出光强716(与有效的反射面积成比例)，比在倾斜轴线上或其附近的大。有效的衍射区域718大约为干涉结构714的两倍大。将有效的反射区域移动靠近倾斜轴线会使最小的复数幅值更加为负的。这样，可增加“负的黑色”的量，使对比度和边缘敏锐度更高，同时有更多的潜在侧波瓣。当该曲线类似图3E时，侧波瓣的偶然性导致使用负的抵抗层。

图7A-7B合在一起表示，通过在具有相同的基本印记和布局的反射镜上使用不同的干涉结构，可以修改反射镜倾斜时产生的负的黑色的量。不需要重新改变反射镜印记的形状或布局，可以满足许多要求。

图7C表示在反射表面722的周边周围使用相位干涉结构724，以有效地形成较小的反射镜。有效的衍射区域728使反射镜轮廓726较小，它可以投射较小的光强分布，从而增加空间分辨率，特别是在多次写入时更是这样。利用周边干涉结构，可使分布的有效半径减小一半。这个有效反射区域的减小可以在相邻的反射镜上，或在反射镜的交替的行上，或在反射镜棋盘图案上反复。当考虑相邻的反射镜及其干涉结构时，每一反射镜的两个侧面(图7D)或两个拐角(图7E)可以具有周边干涉结构，使反射镜阵列具有互补的干涉结构。该周边干涉结构可以后移离反射镜边缘的短距离，以建立沿着两个亮反射镜之间边界的干涉作用，而不是建立在相邻的干涉结构之间的同相的结构干涉(in-phase constructive interference)。

一个或多个传递函数可将所希望的特征位移转换为反射镜偏转。一个需要的传递函数将特征位移转换为反射镜倾斜。虽然照相的灰色之间的关系不可以线性地转换为特征位移，但可以使用灰度值作为特征位移的简写形式。在微镜阵列硬件工作中，可将位移与倾斜的函数与驱动电压函数或其他可实现所希望的特征位移的传递函数组合。图8表示一个传递函数。Y-轴802相应于特征边缘位移。换句话说，在曝光敏感介质中，要设定(在正的介质中)该介质的曝光是否足够？X-轴84相应于反射镜偏转。曲线806使它们彼此相关。正如预期的那样，当反射镜偏转达到最大倾斜时，曲线较平坦和对不良的倾斜不太敏感。应当理解，在幅值曲线310和光强曲线312上面的这个传递函数延伸进入负的幅值范围。与图3的光强曲线312不同，这个曲线从最小倾斜处的大边缘位移单调地降至最大倾斜处的小的边缘位移。在这个工作范围上，在其他相同倾斜的微镜中，一个微镜的输出光强实际上增加(例如，当倾斜从62nm增加至87.6nm时)。然而，该函数是单调的，因为在亮的微镜附近，负的黑色微镜的图像平面中所产生的光强，被相消干涉和由该负的黑色和亮的反射镜之间的相互作用产生的衍射减小。特征边缘位移对反射镜偏转(或其代替物，例如，偏转驱动电压)的传递函数，是利用负的偏转改善特征边界处的对比度的一个实际方法。

如在包括波劳克特格雷标定申请的其他普通的申请和专利中所述那样，考虑到单个反射镜的性能，需要标定。正在进行的可能包括新的标定方法，其中一些在标定具有负的黑色最大倾斜的反射镜中特别有用。图9中表示可用于标定的一种光学系统。技术人员懂得，在使用上述标定方法时，元件的取向可以改变，并可加入或调换另外的光学元件。在图9中，照射照射光901投射在一个微镜阵列902上。一般，这种照射光是脉冲式的，可从一个脉冲源发出，或通过中断一个连续的光源产生。在目标平面上，驱动该微镜阵列，以产生图案。从该反射镜阵列反射的光引导至一个部分反射的表面(例如光束分离器906)，并传输至第一个透镜阵列件或一个相当的聚焦反射镜。在傅立叶平面上设置一个孔908。这个孔可以比孔916小(比之光阑进一步缩小)或比孔916大。曝光的照射光通过第二个透镜阵列件910，引导至另一个部分反射表面912，将一部分照射光引导至工件920，和一部分照射光引导至标定传感器926。导向工件920的照射光通过第三个透镜阵列件914，第二个孔916和第四个透镜阵列件918。该光一般聚焦在工件920上的一个照射敏感层上。导向标定传感器926的照射光通过第5和第6个透镜阵列件922，924。作为一种选择，在透镜922和924之间，可以放置另外一个孔。工件920上的缩小比例将产生比在标定传感器926上小的图像。该标定传感器可以为一个电荷耦合器件(CCD)摄像机，一个MOS摄像机，或一个充电喷射器件(CID，Charged Injection Device)。CCD-摄像机为由Kodak^KAF 1600生产的摄像机，具有大约1000*1600个像素和对于使用的波长(例如248nm或197nm)的灵敏度。一般，这个灵敏度包括利用荧光染料将照射光转换为可见光，但也可以使用直接对短波长(例如248nm)敏感的摄像机芯片。优选的，电磁辐射的辐射量大约为该传感器最大范围的0.8倍。当投射在传感器上的辐射量太小时，在一些情况下，信噪比低得不可接受。当投射在传感器上的辐射量太大时，则传感器过饱和，结果测量不精确。

在可以标定SLM之前，必需将SLM像素映射在传感器阵列或摄像机上，以便建立传感器和像素之间的几何关系。利用反射镜生成由较粗糙的点栅格构成的一般为在暗的背景上的亮的或相反的图像。计算每一个点的位置，并拟合一扭曲的栅格。利用扭曲的图来寻找在反射镜阵列上与传感器阵列的特定元件相适应的像素。这个过程的更详细情况和变化在波劳克特格雷标定申请中给出。

图10表示可在标定技术(包括新方法)中使用的各种图案。图10A表示由在波劳克特格雷标定申请中所述的所谓的毯式(blanket)灰色标定产生的图案。在这个方法中，在一个场内的所有像素都名义上进行调整，以产生相同的反射输出。例如1010这样的像素，与其他像素有变化，它在图像平面部分上产生不同的光强。反复调节从产生不同光强的像素发出的输出，与相邻的像素匹配。这种标定方法沿着曲线，更象图3B中的曲线310那样，而不是象曲线312或图8中的传递函数806那样，来跟踪像素输出光强。

图10B表示一种棋盘式标定方法。它不是设定一个像素场来产生相同的反射输出光强，而是将棋盘图案1022中的一半像素调整至一个亮(或暗)值。像素的另一半1024通过一个范围，从有点灰色变化至负的黑色(或亮)。这种标定方法产生如图8中的传递函数806，因为在不同倾斜模式下的相邻像素之间的相互作用影响图像平面中的光强。

图10C表示一种稀疏的棋盘标定方法。这个图案的不亮的像素分开。按照一个度量标准，不亮的像素1032被三个、四个或五个亮的像素1034分开。按照另一个度量标准，不亮的像素之间的分开与一反射镜的图像平面光强轮廓有关。由仿真而不是由测量产生的这个光强轮廓相应于在图像平面中由与特定的亮像素相应的没有其他像素的干涉或影响的照射产生的光强分布。与在像素工作中所用的动态范围的约束的最小倾斜相适应，该亮像素可以为完全亮(例如在最小倾斜处)，或有选择的亮，对应于在像素操作中使用的动态范围的受限最小倾斜。该度量标准为光强分布的均方根。对于这种度量标准，采用标准定义的RMS：

根据该标准定义，r为在离光强分布的中心距离r处的图像平面中的一个位置，E(r)为光强的量度或在r处的图像平面中的曝光辐射量。优选的，利用下述的简化的二次积分，在移除光源而不是亮的像素的背景曝光能量后，计算这个值：

在这个公式中，提供了点r的(x，y)坐标。积分的上下限覆盖至少是该分布的中心，(x0，y0)和包括亮像素发出的大致所有的曝光辐射量的范围。另一种方法是，该积分可利用极坐标，在包括基本从该亮像素发出的所有曝光辐射量的范围上进行。不亮像素的分离为中心至中心测量的K*光强RMS，使得如果在图像平面上，其光强分布的中心隔开2*光强RMS的距离，则一对不亮像素隔开2*光强RMS。不亮像素的分离大于或等于2*光强RMS，3*光强RMS，或4*光强RMS。2*光强RMS，3*光强RMS或4*光强RMS度量标准，与亮反射镜计算度量标准相比，可以更好地用于具有周边干涉结构(例如图7C～7E)的微镜结构。优选的，不亮反射镜之间的分离大于或等于4*光强RMS。分离为2*光强RMS或3*光强RMS不太好。这些分离大大简化隔离一个特定的不亮反射镜投射在图像平面上的光强分布或效果的工作。在稀疏棋盘图案中，单个反射镜的响应可以从亮通过灰色至负的黑色来标定。稀疏的棋盘图案可以围绕微小反射镜阵列偏移，直至所有的单个反射镜都标定为止。为了标定需要使用比棋盘图案更多的稀疏棋盘图案，因为在稀疏棋盘中，16个像素中有一个或25个像素中才有一个为不亮的，而不是在正常的棋盘中，两个中有一个为不亮的像素。使用的数目多的图案可被需要隔离彼此之间隔开4*光强RMS的不亮像素之间的相互作用的迭代次数减小所补偿。

图10D～10E表示另一种标定方法，其中，暗的像素带横跨以不亮的像素为边界的亮像素场上扫过。图10A～10E可以用来说明改进的标定方法。微镜和在更一般情况下，为调制复数幅值或光强的任何SLM元件，可以利用在由传感器或摄像机采集图像中产生的光强标定。在图10A中，一般通过对所有元件进行相同的调制(加电压)，可以初步近似地将所有反射镜驱动至均匀的灰色。测量实际产生的灰值和它是如何在摄像机产生的图像上在阵列上变化的(例如像素1010)，可提供改善特定元件的调制的信息。如在波劳克特格雷标定申请中所述那样，反复该过程直至产生好的均匀的灰色摄像机图像为止，可以改善该近似。记录电压图作为标定图。在标定几个灰值后，将该图压缩成反射镜参数图。

改进的测光标定过程使用一些反射镜为亮的，另一些为暗式不亮的图案，并测量所得到的灰色水平，而不是将反射镜驱动至均匀的灰色。一种改进的方法为基于所产生的均匀的灰色图像，使用亮和不亮的元件的棋盘图案(图10B)标定暗的值。另一个改进的方法使用一个颜色(例如亮或暗的)的背景，并将隔离的元件驱动至另一个颜色(例如不亮或非暗(图10C))，并且测量和标定由该隔离的元件产生的灰值。这些改进的标定方法在动态范围的末端，特别是在动态范围的暗端可给出较好的结果。

在平版印刷系统中，反射镜的测光性质与打印性质耦合，但这些性质本身不重要。光强是重要的，因为它影响图像中的边缘的位置。如图10D～10E所示，改进的标定可包括驱动具有线图案的微镜阵列，和沿着亮和黑暗之间的边界标定像素。

对于具有相等的反射镜的理想系统，如果输入数据为图11中的直的边缘1101，则测光标定产生直的边缘。利用现实边界(real-world)的反射镜1100，存在不能完全被标定消除的不良情况。该测光标定方法在边缘上留下残余的波纹1102。因为边缘的直线性和正确性是重要的打印参数，因此即使在边缘控制中稍微改进也是有价值的。

调制器中装入线图案数据。从该调制器产生图像，并且记录线图案图像1102。线边缘的位置和直线性被量化，并且根据沿着该边缘的特定位置1104上的线位置1105，计算对相邻的像素1106、1107、1108的校正。如图12中的线位置所示，对特定像素的校正是基于在特定像素上及其附近的线位置和直线性的。所加的校正可以为相应于图12中的变化的线位置的几个校正的加权平均。优选的，校正图8的传递函数806上的至少一个(优选的为2个或多个)点。该方法本身可以反复使用，或者下一次标定使用另一种方法。

过程如下：将一个与一轴线平行的密致的线间隔图案加在SLM上。在一个优选实施例中，间距为7个像素，因此，亮和暗的区域为3.5和3.5个像素宽度。为了清楚起见，图11～图14只表示了线间隔图案的一个边缘。SLM在与用于写入实际图案的条件相同的条件下被照射，并且投射的照射光被半透明的光束采样器或分束器912分接，以便在传感器阵列926上形成第二个图像1109。所形成的第二个图像与达到工件上的曝光敏感介质上的图像相同，但比例调节至传感器阵列1109的分辨率，并引入与传感器有关的噪声1110。集成起来以减小摄像机噪声和光学斑点的捕捉到的图像存储在连接的计算机中，进行分析。

在捕捉图像前，应利用测光和几何学方法标定该传感器阵列，几何学标定可以包括将一个稀疏的点图案输出给SLM和计算图像扭曲图型。测光标定可利用均匀照相进行。同时，可以测量其他误差(例如在传感器阵列中的暗电流)并列表。

可以利用存储的标定数据，对被传感器阵列捕捉的图像的几何形状和灵敏度进行校正。分析捕捉到的图像边缘。在中心像素1103中的边缘位置1105受到在半径(例如1104)内的所有反射镜的影响。(所示的该半径是近似的，为了与各种光强RMS因子匹配，可以确定各种半径)。亮的相邻像素1107以其最小倾斜的影响像素1104。暗的像素1105以其最大倾斜施加影响。灰色像素1108以其中等倾斜施加影响。原则上，可通过使阈值为预先确定的水平而发现边缘1101。实际上，可用数学方法找到具有与光学分辨率1301兼容的空间频率的拟合优选的的线边缘(即可抑制由摄像机像素1110和其他随机源1300产生的不规则性)。沿着该边缘计算该边缘的位置误差1304。如图13所示，计算相邻像素的校正，并累积起来用于计算相邻的像素的校正。根据加权函数，将在一个位置的校正在相邻的像素上扩展。

就在误差向量1304上的像素对其校正值贡献最大，最接近的相邻像素贡献较小，第二个相邻像素的贡献只是很小一点。加权函数可以预先确定，还可以在标定过程中，凭经验确定或改善。在小的邻域中当改变在一反射镜上的电压并记录边缘的移动不但可给出相对灵敏度，而且可给出用例如nm/DAC值表示的实际的数字值。校正值可用DAC值表示和定比例，使得当过程结束时，界积的校正值为用DAC值表示的所希望的校正。

一个像素可赋予多于1个校正值。例如，如图14所示，可以计算相对幅值为+1、+0.4和-0.1的校正值。在图14中，反射镜具有由累加器(accumulator)实现的三个校正值。当边缘位置如在右下所示时，像素5的边缘位置受像素1和4的白值，像素2和5的中间值与像素3和6的暗值的影响。计算的校正被加权和在累加寄存器中累加。如图12所示，该线间隔图案偏移11/2像素，并记录和处理新的图像。另一种方案是，在记录和处理一个新图像前，可使该线间隔图案偏移另一个适当的距离。当该线间隔图案偏移一个较小量时，可以直接计算在传递函数806上的更多的点。当在横过7个像素的间距时，该线间隔图案偏移0.5个像素时，在记录到记录一个新的图像前，14个图像将是该图案的所有半整数像素位置的一个完全集。可将该图案转动至不同的取向(例如，从垂直转动至水平)，并记录和处理图像的一个新集(例如，14个图像)。还可记录4组取向(例如，水平、垂直和两个对角线)。可对要打印的几何形状进行标定，使得在一个线间隔图案中有最重要的线取向，并记录和处理多阵列图像。在获得和处理所有图像后，或成为具有白、黑和中间值的校正的反射镜校正图，并且可以校正反射镜表。

在一个优选实施例中，根据在校正图型中的点数的不同，可以用测光方法预先标定反射镜，并且通过对每一反射镜的电压比例进行偏移，定比例或延展，可得到新的校正图型。对于3个或更多的点，延展可利用平滑函数进行。对于三个点，二次多项式可以拟合。对于多于三个点，一个三次样条函数通过计算点。可以调节该传递函数，使它与在最大倾斜附近，与一个较平坦的传递函数相适应。如上所述，该优选实施例为三个点。多于三个点(例如n个)可使每一个图像之间的位移较小，一般为(1/(n-1))。原理不改变，可使位移的范围扩宽。

图15为如上所述的边缘标定的流程图，并且表示多级迭代(potentialiteration)。在这个流程图中，首先在1151中确定加权函数。然而，如上所述，加权函数可以在该流程过程的其他位置上凭经验确定，或者在过程中改进。校正过程从在1512中重置累加器开始，这些累加器可以重置至零，一个预先确定的值，或预先确定或迭代确定的单个像素的值。通过从向量格式至光栅化格式，将一线光栅化，可以在1513中产生一个线图案以加在微镜阵列上。另一种方法是，通过存储用于标定的简单图案的数据，可以不需光栅化，标定逻辑电路可以产生标定用的线。在1514中，将图像投射在一个传感器阵列上。在1515中，检测投射图像中的边缘。在1516中，例如通过对时间积分或平均多个图像，过滤掉摄像机噪声。在1517中，确定沿着边缘的一个位置的位置误差。在1518中，该误差被加权函数分配，并且积累在相邻像素的校正累加器中。本领域技术人员知道，步骤1517和1518可改变并重新排序，使得可根据对多个位置误差的加权，在进入相应的累加器之前，确定多个位置误差和计算一个校正。进行多级迭代。虽然按确定的顺序表示在边缘取向(1502)边缘位置(1503)和边缘像素(1504)上的迭代，但迭代的次序可以改变。可以快速实时地分辨复杂图案和将图案送至微镜阵列的处理器系统，也可以快速地按照边缘取向，位置和像素的任意次序，产生图案。在1501中，外部迭代回路表示可以反复该过程直至它收敛至满意的结果为止。另外，虽然加权函数1511在迭代回路1501外面，但可以在处理过程中，凭经验确定或改善加权函数并实际上进行任意级的迭代。

根据存储校正因子的精度，可将误差扩散加在非整数的校正因子上。如果一反射镜分配0.53DAC单位的校正，和存储精度为一个DAC单位，则可得到一个完全单位的校正，并且误差ε＝0.53-1.00可以在最接近的邻近值之间扩散或散布。这样，可以减少误差源和数字噪声。

边缘位置标定可以用于任何SLM和产生线的照相系统。不论SLM是在白色和零幅值黑色(例如图3B中的A和D)之间，或者在灰色和负的黑(例如图3B中的A和B)之间驱动，实现方式都是相同的，较大的动态范围使得更希望使用多个三个标定点，或预先确定有一个拐点的曲线特性。

用作强的移相掩模的SLM的动态幅值范围为从-1通过0至+1(例如图3B中的E，D，A)。因此，一个点最可能接近+1，另一个点接近-1，第三个点在0附近。如图3E所示，在由负和正的复数幅值产生的光强之间的干涉将在负的抵抗层中形成两个边缘348，而不是在正的抵抗层中形成一个边缘326、336。需要图像处理稍微改变，去探测两个边缘，而不是一个边缘。例如，可将多个1个中等倾斜的像素放置在最小倾斜和最大倾斜的像素之间，它们二者因为光强的关系，如果幅值的平方可以从正和负的复数幅值产生亮度，则都是“亮”的。

上述和在权利要求中所述的方法可以用于标定各种以阵列为基础的图案发生器，可以标定的阵列的例子为基于镜面反射(例如TI，Daewoo所述的反射镜设计)格栅光阀(例如，Silicon Light Machines公司)、LCD调制元件、吸收阵列(例如，Hank Smith MIT)，和基于电光学(例如Xerox)，光弹性(photeelastic)、声光学(acustooptic)、磁光学、干涉测量的或发射的(例如LEDs，VCSELs)性质的光学阵列或SLM。光可以利用折射或衍射的单一透镜，多个透镜或透镜阵列(例如，Hank Smith，MIT)成像。其他阵列为近场光学阵列，机械(例如IBM)和电气(例如Carbon Naontubes)写入阵列。另外，可以对基于调制器阵列，例如孔板(例如，SPIE 2002，Canon)，光电发射器(例如，Mapper)或多个颗粒柱(particle column，例如，ETEL，Broody)，对离子或电子束使用这些标定方法。对于光学写入器，优选的使用供图像拾取用的摄像机。对于颗粒束，可以使用测量颗粒的装置(例如颗粒检测器阵列)。不论使用什么形式的曝光能量和调制器，总可以曝光抵抗层和检查曝光图案，作为使用传感器或摄像机收集实时数据的替代方法。

对于标定，需要根据该图像是不交错的或交错的，来采用不同的方法，衍射的微镜SLM以部分相干光形成邻近的不交错的图像。图像的邻近和影响反映调制器阵列的状态。其他形式的阵列调制器(例如纳米管阵列，或MIT的透镜阵列光学系统)产生交错的图像。利用不相邻的调制器元件，和在不同的时间形成相邻的像素。交错使标定软件变得复杂，但不改变上述的原理，标定软件需要知道交错的性质和将加权校正加在适当的校正累加器上。

上述的标定方法可以扩展至多次写入。目的是标定该阵列，使得写入的没有误差。在任何实际的系统中，都有误差残值(error residual)。如图16A～16C所示，当多次打印图案时，这种残值可以通过平均化减小。两次打印可使随机误差减小2的平方根。然而，如图17所示，由于可以测量和知道误差。并且各次之间进行补偿，因此可以使误差残值比随机方式更好地减小。又如图17所示可以改变过程，使得可对在其他次中为相邻的像素确定加权函数，并且可累积这些误差的误差。多次校正的较简单但不是很有效的过程为将在一次写入中每一个像素的残值列表。然后利用已知场和像素的偏移(offset)，计算多次的误差。再一次处理全部微小反射镜阵列的校正表，并对像素校正多次的残值。

有一种说法，似乎多次校正会将大的计算负担加到标定方法上。实际上，该方法的计算强度最大的部分为抽取图像中的边缘位置。虽然多次写入的薄记(book-keeping)较复杂，但是施加基于一次或多次的校正工作时的差别小。

从上述说明，技术人员知道，从本发明的各方面和阵列成部分出发，可以构造大量的各种系统和方法。一个实施例为使用二维的倾斜微镜阵列，对工件上的至少一个照射敏感介质曝光的确定特征边界的方法。另外，这种方法可以用于一维的倾斜的微镜阵列。这个方法包括使第一组微镜在所述边界的一侧倾斜，产生高反射的输出，以及使第二组微镜在所述边界的另一侧上倾斜，通过产生最小的反射输出光强的倾斜，到沿着边界产生明显改善的对比度的倾斜。该高的反射输出可以受要由微镜得到的最大输出，由与在该阵列中的各种微镜可得到的值相应的动态范围，或被选择的动态范围的限制，该被选择的动态范围用于增大由第一组微镜产生的正的复数幅值与由第二组微镜产生的负的复数幅值的比值。从第二组微镜得出的反射输出的复数幅值可以具有大致为负值的复数幅值的实部。根据高反射输出的选择的动态范围和微镜的结构，一个特定的微镜的负的复数幅值与正的复数幅值的绝对值的比值可以大约为0.218、0.5甚至为1.0的数量级。根据应用情况的不同，希望的比值可以大于或等于0.2，大于或等于0.5，或大约为1.0。例如，掩模制造的应用可以使用较小的比值，而直接写入的应用可以使用较大的比值。通过仿真或通过评价在抵抗层或另一个照射敏感介质上的潜像或显影图像来确定沿着边界明显改善的对比度。这个方法的一个方面可以是选择第一和第二组微镜的倾斜，使各组微镜之间的相消干涉大大改善对比度。第三组微镜可以放在第一和第二组微镜之间，第三组微镜具有中等的倾斜。第三组微镜的倾斜可以产生与单调函数相适应的灰度。这个单调函数的范围可以从该高反射输出至由第二组反射镜的倾斜产生的输出。这个单调函数可使在照射敏感介质上的边缘位移与微镜边缘上的倾斜相关。从图中所示的曲线可推论出，该单调函数的拐点距离第二组微镜的倾斜，比距离第一组微镜的倾斜更近。这个方法的另一个方面包括，微镜是如何倾斜的。它们可以围绕大致在中心的轴线倾斜，或从一侧倾斜。如同德州仪器公司所述的可变形微镜装置中一样，倾斜包括使微镜的支承件变形，或者可包括使微镜本身变形。

上述方法的各个方面可以进一步与使该微镜反复倾斜组合。这种倾斜可用部分相干的照射光照射该反射镜阵列，和引导该反射输出在照射敏感介质上形成至少一个图案和处理工件，在工件上形成与该图案相应的一个或多个半导体结构。当该工件为一个标线片(reticle)时，上述的方法可以组合：反复地倾斜该微镜，用部分相干的照射光照射该反射镜阵列，和将反射输出引导至该照射敏感介质上；在该标线片上显影图案；和在半导体衬底上形成一个或多个与该图案相应的半导体结构。

另一个实施例为当利用一维或二维的倾斜微镜阵列在工件上使照射敏感介质曝光时，确定一特征边界的方法。这个实施例可以包括使第一组微镜在该边界的一侧倾斜，产生一个高反射的输出，和使第二组微镜在该边界的另一侧倾斜，通过在第二组微镜的反射输出内产生最大的相消干涉，达到在第一和第二组微镜的反射输出之间产生明显的相消干涉的倾斜。同样的实施例为当利用一维或二维的倾斜微镜阵列使工件上的照射敏感介质曝光时，确定一特征边界的方法。该同样的实施例包括使第一组微镜在所述边界的一侧倾斜，产生高反射的输出，和使第二组微镜在所述边界的另一侧上倾斜，通过产生最小的反射输出光强的倾斜后，达到在第一和第二组微镜的反射输出之间产生明显的相消干涉的倾斜。在这些实施例中的明显的相消干涉比由于反射镜的不对准或错误标定偶然造成的相消干涉还要多。明显的相消干涉可以通过仿真或评价在照射敏感介质中产生的图案来确定。第一个实施例的各个方面和进一步的组合可与这二个实施例中的任一个组合。

几个装置的实施例与该方法和上述方法的变型相适应。一个装置的实施例为当在工件上曝光该照射敏感介质时，确定特征边界的一维或二维倾斜微镜阵列的控制器。该控制器包括逻辑电路和与该反射镜阵列可操作连接的源，该控制器可驱动第一组微镜在边界一侧上至第一个倾斜，并产生高反射输出，并可驱动第二组微镜在边界另一侧上至第二个倾斜，通过产生最小反射输出光强的点，至产生明显改善的沿着该边界的对比度的点，在这个实施例中，第二组微镜的倾斜的变化，可与上述方法中的变化并行。这个实施例的与控制器连接和受该控制器控制的倾斜微镜可以包括一个具有一个或多个下列特征的反射表面印记：一个大致在中心的倾斜轴线，在该倾斜轴线的相对侧上的相似的反射面积，和偏离该倾斜轴线，比在该倾斜轴线上或其附近大大减小(或增大)的反射面积。上述的控制器实施例还可包括图案发生器部件。该图案发生器部件可包括一个投影照射在该阵列上的照射光源。光学系统将从该反射镜阵列反射的照射光传输至工件上的照射敏感介质。另外，形成一个支承工件的工作台，可控制工件运动，以限定特征边界。另外一种方案是，采用或不采用图案发生器部件可以使用该装置去驱动在第一和第二组微镜之间的第三组微镜至中等的倾斜。这个中等倾斜可由单调的传递函数确定。该单调函数的范围可以包括产生高反射输出的倾斜和产生明显改善的对比度的倾斜。该单调传递函数的拐点离该产生明显改善的对比度的倾斜，比离产生高的反射输出的倾斜更近。

制造实施例的产品包括一个可由机器阅读的介质。该介质具有当利用微镜阵列使工件上的照射敏感介质曝光时，控制确定特征边界的指示，还包括实现上述任何一种方法和方法的变型的指示。

本发明还包括倾斜微镜的几个实施例。可以在微镜阵列中使用或实际上使用的一个倾斜微镜的实施例包括一反射表面的印记。这个反射表面的印记具有大致在中心的一倾斜轴线，在该倾斜轴的相反两侧相似的反射面积和离开该倾斜轴线比在该倾斜轴线上或其附近小(或大)的反射面积。该相似的反射面积在该倾斜轴线的横向是对称的(例如镜面图像)，或者它们可以在该倾斜轴线上的一个点的横向对称(例如，二次横过垂直轴线反射的图像)。

另一个实施例为可以在微镜阵列中使用或实际上使用的一个倾斜微镜的反射表面。该反射表面包括具有大致在中心的一倾斜轴线，在该倾斜轴的相反两侧相似的反射面积和离开该倾斜轴线比在该倾斜轴线上或其附近小(或大)的反射面积的一反射表面印记。在这个实施例中，该反射表面的倾斜范围包括产生高反射输出的第一倾斜角和第二倾斜角，该第二倾斜角在产生最小的反射输出光强的倾斜以外，至产生具有第一和第二倾斜角的微镜之间的对比度明显改善的倾斜。在这个实施例中的倾斜角范围可以用上述方法表示。

另一个实施例也包括可在微镜阵列使用或实际上使用的倾斜微镜的反射表面。该反射表面具有大致在中心的倾斜轴线，和在该倾斜轴线的相对侧上相似的反射面积的一个印记。该反射表面印记还具有在倾斜轴线的相反两侧上的相位干涉结构，该干涉结构使该反射表面在离开该倾斜轴线的反射输出光强比在倾斜轴上或其附近的小(或大)。这个实施例的一个方面可以为，该反射表面印记包括在中心倾斜轴线相反两侧上的相对的边缘，并且相位干涉结构更靠近该相反的边缘和该倾斜轴线。这个实施例另一个方面可以为，该反射表面印记包括在中心倾斜轴线的相反端上的相对的边缘，并且该干涉结构离该相反边缘比离该相反边缘之间的中点更近。这个实施例的再一个方面可以为，该干涉结构沿着该反射表面印记的外边缘。沿着该外边缘的干涉结构可以有效地减小微镜的投射光强分布的尺寸。与该倾斜微镜的反射表面的任何一个实施例一起，该相位干涉结构的高度与该反射表面本身相差奇数倍个1/4波长。

另一个实施例为标定二维微镜阵列的方法。该方法可以与第一和第二轴线平行地工作，但也可只沿着一轴线工作。这个方法包括与第一轴线平行，产生在亮与暗的微镜之间的至少一条第一对比度线。在至少是一些线位置上，该第一对比度线横过在暗和亮的微镜之间的具有灰值的微镜阵列施加。逻辑上说，该线可以横过整个反射镜阵列上被扫过。然而，图案产生逻辑电路可使该第一线任意地位于该反射镜阵列上的各个位置。在各个第一线位置上记录与该微镜相应的反射输出光强。优选的，使产生第一对比度线的过程，对于与不和第一轴线平行的第二轴线平行的第二对比度线反复。逻辑上说，第一轴线可以穿过微镜的中心，而第二轴线也可穿过微镜的中心，如果微镜排列成笛卡尔阵列，则该轴线可以垂直。然而，也可以采用轴线的其他取向。产生对比度线的过程可以对在对角线上的第3和第4个轴线反复。这个方法还包括对单个微镜进行与记录的反射输出光强相应的校正的计算。这个实施例的一个方面为，在亮和暗的微镜之间的第一和第二条对比度线包括至少三个串连的暗的微镜，这些暗的微镜或者邻近该至少三个串连的亮的微镜，或者由至少一个灰的微镜与该至少三个串连的亮的微镜分开。在使用这个方法时，施加对比度线可以包括放置该对比度线，使至少三个从一个像素输出的反射输出光强的记录与每一对比度线相适应。

另一个实施例为标定一个二维微镜阵列的方法。该微镜阵列由具有特征波长的一个电磁辐射的部分相干光源照射。这个方法包括在该反射镜阵列中产生微镜的棋盘图案，将该棋盘的方形交替地设定为亮和不亮值。该棋盘的方形可以为单个的像素或一小堆像素(例如，2×2或3×3像素)。该方法还包括在微镜的倾斜轴线和边缘之间的1/4和1/2波长差之间的范围内，驱动不亮的微镜，与记录图像平面上输出的光强。它还包括确定该不亮的微镜的一个或多个驱动值，用于设定能与两个记录的输出光强的驱动值匹配的响应曲线。该记录的输出光强为边缘位移的代表。这个实施例的一个方面是根据确定的驱动值，设定反射镜阵列的输出光强的暗的和动态范围。

另一个实施例为利用部分相干的电磁辐射源照射的二维微镜阵列的标定方法。这个方法包括在该反射镜阵列中产生一个微镜图案。大部分微镜设定为第一个输出光强。其他的微镜正好通过输出光强值的范围。其他的微镜大致互相隔开。该方法包括驱动该其他微镜至输出光强值的范围，和在各种驱动信号下，记录其他微镜的输出光强。然后，确定单个微镜的驱动信号，以产生所希望的输出光强水平。该驱动信号可用标定曲线或传递函数实现。这个实施例的一个方面为其他微镜中的隔开可以为第一个输出光强值的至少三个微镜。另外，在图像平面上测量的微镜中心之间的隔开可以为与一般的亮微镜相应的，光强分布的均方根的因子。如上所述，微镜中心之间的隔开可以在图像平面上测量。该因子可以为光强分布的均方的2、3或4倍。

再一个实施例为标定曝光照射光源的二维微镜阵列的方法。这个方法包括在该反射镜阵列中产生光源的图案。其中大部光源设定为第一个输出光强值和其他光源设定为输出光强值的范围。其他光源充分彼此分开，可以单个地由传感器分辨。该方法包括驱动其他光源通过输出光强值范围，并在各种驱动信号下记录其他光源的输出光强。确定光源的驱动信号，以产生所希望的输出光强水平。本发明的再一个方面是可以为单个光源确定驱动信号。

本发明还包括实现上述任一个方法的逻辑电路和源。它可扩展至包括这种逻辑电路和源的图案发生器。作为一种制造的产品，它还包括具有实现上述任何一种方法的数字逻辑电路的存储器。它还扩展至装入制造产品的数字逻辑电路的图案发生器。

虽然参照优选实施例和上面详述的例子说明了本发明，但这些例子只是说明的目的，不是限制。技术人员可作各种改进和组合，这些改进和组合都在本发明的材料和下列权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种标定二维的微镜阵列的方法，它包括：

与第一轴线平行，在亮和暗的微镜之间产生至少一条第一对比度线；在该暗的亮的微镜之间，至少一些第一线的位置上，利用灰值的微镜，横跨该反射镜阵列施加第一对比度线，并记录与该微镜相应的反射输出光强；

与不和第一轴线平行的第二轴线平行，在亮和暗的微镜之间，产生至少一条第二对比度线；在至少是一些第二条线的位置上，在暗的和亮的微镜之间，利用灰值的微镜，横跨该反射镜阵列施加第二对比度线；并记录与该微镜相应的反射输出光强；和

计算与记录的反射输出光强相应的单个微镜的校正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征为，在亮和暗的微镜之间的第一和第二对比度线的宽度包括至少三个串连的暗的微镜，这些反射镜与至少三个串连的亮的微镜邻近或被至少一个灰的微镜与该至少三个串连的亮微镜隔开。

3.如权利要求1所述的方法，其特征为，横跨该反射镜阵列施加对比度线包括设置对比度线，使至少是从一个像素发出的反射输出光强的三个记录与每一条对比度线相应。

4.一种由具有特征波长的部分相干的电磁辐射源照射的二维微镜阵列的标定方法，它包括：

在该反射镜阵列中产生微镜的棋盘图案，使棋盘的方形交替地设定为亮和不亮的值；

在微镜的倾斜轴线和边缘之间，在1/4和1/2波长差之间的范围内，驱动该不亮的微镜，并记录在图像平面上的输出的光强；和

确定该不亮的微镜的一个或多个驱动值，用于设定使驱动值与记录的输出光强匹配的响应曲线。

5.如权利要求4所述的方法，其特征为，它还包括，根据该确定的驱动值，设定反射镜阵列的输出光强的动态范围的暗端。

6.一种由部分相干的电磁辐射源照射的二维微镜阵列的标定方法，它包括：

在该反射镜阵列中产生一微镜图案，大多数微镜设定为第一个输出光强值，而其他微镜通过输出光强值范围变化，其他微镜大致互相隔开；

驱动该其他微镜通过输出光强值的范围，并且在各种驱动信号下，记录其他微镜的输出光强；

确定单个微镜的驱动信号，以产生所希望的输出光强水平。

7.如权利要求6所述的方法，其特征为，在其他微镜中的分隔为第一输出光强值的至少三个微镜。

8.如权利要求6所述的方法，其特征为，在其他微镜的中心之间的分隔为至少2*光强RMS，光强RMS为与通常的亮的微镜相应的光强分布的均方根。

9.如权利要求6所述的方法，其特征为，在其他微镜的中心之间的分隔为至少3*光强RMS，光强RMS为与通常的亮的微镜相应的光强分布的均方根。

10.如权利要求6所述的方法，其特征为，在其他微镜的中心之间的分隔为至少4*光强RMS，光强RMS为与通常的亮的微镜相应的光强分布的均方根。

11.如权利要求6所述的方法，其特征为，驱动该其他微镜，通过产生从单个微镜发出的最小反射输出光强的倾斜，至产生在亮和暗的微镜之间对比度明显改善的倾斜。

12.如权利要求6所述的方法，其特征为，驱动该其他微镜，通过产生在其他微镜的反射输出内最大的相消干涉的倾斜，至在具有第一输出光强值的微镜和其他微镜的反射输出之间明显的相消干涉的倾斜。

13.如权利要求6所述的方法，其特征为，驱动该其他微镜，通过产生从单个微镜发出的最小反射输出光强的倾斜后，至在具有第一输出光强值的微镜和其他微镜的反射输出之间明显的相消干涉的倾斜。

14.一种标定二维曝光照射源阵列的方法，它包括：

在该反射镜阵列中产生一个源图案，大多数源设定为第一输出光强值，而其他源通过输出光强值范围变化，使其他源充分互相隔开以便由一个传感器单个分辨；

驱动该其他源通过输出光强值的范围，并且在各种驱动信号下，记录其他源的输出光强；

确定源的驱动信号，以产生所希望的输出光强水平。

15.如权利要求14所述的方法，其特征为，确定单个源的驱动信号。

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