CN101203808A - 图像增强技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善在曝光到移动工件上的图像中的至少一个特征边缘陡度的方法，其包括下述步骤：在基本上与工件的移动方向相同的方向上移动所述图像，将图像的移动与曝光辐射源的脉冲长度同步。本发明还涉及一种在工件上产生图案的图案产生器。

Description

图像增强技术

技术领域

本发明示例性的实施方案涉及一种图案产生器及其方法。

背景技术

现代UV光刻术正在搜寻新的高度平行的写入方法。使用光学MEMS器件的空间光调制(SLM)可赋予这种可能性。SLM芯片包括DRAM状的CMOS电路，在上面具有几百万个单独可寻址的像素。所述像素由于反射镜元件与寻址电极之间的电力差而偏转。与本发明指定为相同代理人的US6373619中描述了使用SLM的图案产生器的一个示例性实施方案。该专利简短地公开了一种曝光SLM一系列图像的小场步进器(field stepper)。工件设置在一可连续移动的工作台上，脉冲的电磁辐射源(其可为脉冲激光、闪光灯、来自同步加速器光源的闪光等)发射闪光并冻结工件上的SLM图像。在每个闪光之前用新的图案对SLM重新编程，从而在工件上形成连续图案。

提高基板构图速度的一个方法是提高闪光频率和提高其上设置有工件的工作台的速度。与固定的脉冲长度结合提高工作台的速度会抹去工件上的图像。可通过使用短脉冲波长来克服该缺点，然而这不总是可能的，更不用说是理想的，这会成为一个问题。

因此，本领域需要的是一种用于修正当在固定脉冲长度过程中工作台移动过远时所述抹去图像的方法。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种方法，其消除或至少减小了上述问题。

依照本发明的第一个方面，通过提供一种方法来获得该目的，该方法用于改善在曝光到移动工件上的印花(stamp)中的至少一个特征边缘陡度，包括下述步骤：在基本上与工件的移动方向相同的方向上移动表示所述印花的图案，将图案的所述移动与曝光辐射源的脉冲长度同步。

本发明还涉及一种将印花曝光到工件上的图案产生器，该工件至少部分地覆盖有辐射敏感层，该图案产生器包括：工作台，其在第一方向上连续移动，且其上设置有所述工件；至少一个机械组件，其能在所述第一方向上移动表示所述工件上的所述印花的图案；同步器，其将脉冲长度与在所述第一方向上的图案的所述移动同步。

附图说明

本发明进一步的特性及其优点将从之后给出的本发明优选的实施方案的详细描述和附图1-6而变得显而易见，这仅仅是示意性的，并不是限制性的。

图1描述了使用包括本发明方法的空间光调制器的现有技术图案产生器的示意性整体图；

图2描述了作为时间函数的工作台和振动图像移动。

具体实施方式

下面将参照附图进行详细描述。描述优选的实施方案来解释本发明，但并不限于这些范围，其由权利要求确定。本领域普通技术人员将认识到根据下面的描述可进行各种等价的变化。

此外，参照模拟SLM描述优选的实施方案。对于本领域普通技术人员应当清楚，当等价地应用除模拟SLM之外的其他SLM时也可以；例如由Texas instruments制造的数字SLM，像数字微反射镜器件(DMD)。此外，SLM可由反射或透射像素组成。此外，参照受激准分子激光器光源描述优选的实施方案。本领域普通技术人员应当清楚，可使用除受激准分子激光器之外的其他脉冲电磁辐射源，例如Nd-YAG激光器、离子激光器、Ti蓝宝石激光器、自由电子激光器或其他脉冲基频激光器、闪光灯、激光等离子体光源、同步加速器光源等。

图1示意性地图解了使用依照现有技术的空间光调制器的图案产生器。所述图案产生器可得益于本发明。所述图案产生器包括电子辐射源110、第一透镜120、半透明反射镜130、第二透镜140、空间光调制器150、第三透镜160、干涉仪170、图案位图产生器180、计算机185、工件190。

激光光源110可以是例如发射308nm、248nm、193nm、156nm或126nm的受激准分子激光器。所述脉冲通过均化及整形透镜120、140被均化和整形。所述透镜120、140包括下述光学特性，即平面波曝光SLM150的表面。激光器的暂时脉冲波长位0.1μs或更小，例如为10ns。激光器的脉冲重复频率为0.5-5kHz，例如为2kHz。

第三透镜160确定系统的缩小率。当使用模拟空间光调制器时，在第三透镜160和半透明反射镜130之间设置有空间滤波器和傅立叶透镜(图中没有示出)。

计算机185产生将要成像到工件上的图案。所述工件可以是覆盖有铬层的透明基板，铬层依次被光敏材料层覆盖。这是在掩模和刻线板的制造中使用的工件的一个例子。工件还可以是不用掩模而直接在上面产生图案的半导体晶片。该图案可以通过在光刻工业中使用的常规软件来产生。通过图案位图产生器180将所述图案转变为位图表示。所述位图表示通过所述位图产生器180依次转变为空间光调制器的驱动信号。所述驱动信号可将所述空间光调制器150中的单个像素元件设为理想的调制状态。在模拟空间光调制器的情形中，具体的驱动信号对应于特定像素元件的具体偏转状态。模拟像素元件，如以模拟模式操作的微反射镜的偏转状态可在全偏转和非偏转之间设置为任意数量的状态，例如64、128或256个状态。

干涉仪170连续地探测工件的位置。当构图一条印花时，工件以恒定的速度移动。工件还可以以变化的速度移动。当工件以变化的速度移动时，在照明SLM之前的短时间周期，必须探测实际速度，以确保SLM的印花印刷在工件上的所需位置处。印花是SLM的图案在工件上的再现。在SLM图案再现到工件上之前，通过一个或多个透镜进行SLM图案的缩小。结合在一起的几个印刷形成了条带。结合在一起的条带形成了完整的图像。干涉仪170传送并接收探测工件所述位置的信号165。当通过所述干涉仪探测指定位置处的工件时，给激光器发送触发信号。产生所述触发信号的一个方法是将工件位置的探测值与存储的位置值进行比较。当在例如查看表中的位置的存储值与位置的探测值之间相匹配时，产生触发信号。所述触发信号最终使激光器产生脉冲。

在脉冲频率为1kHz，且在工件移动方向上缩小的SLM尺寸为50μm时，写入速度为50mm/s。在1kHz脉冲频率和每个脉冲的暂时脉冲长度为10ns时，每个脉冲之间具有0.99μs的时间空间。

在依照本发明的一个实施方案中，SLM150可设置在可移动的支撑体上。所述支撑体的移动与曝光光源的脉冲波长同步。在所述脉冲长度过程中支撑体的移动至少部分地抵消工作台的移动。在依照本发明的一个实施方案中，通过压电激励器移动支撑体。在本发明的另一个实施方案中，通过步进电机移动支撑体。在依照本发明的另一个实施方案中，支撑体为振动运动。

图2图解了作为时间函数的由210表示的工作台速率和由220表示的能将曝光到工件上的图案移动的机械组件的速率。这里，机械组件向后和向前振动。因为该实施方案中的工作台以恒定的速率移动，所以来自曝光辐射源的闪光与振动运动同步，以在激光闪光和工作台移动的同时抵消抹去图像的效果。当支撑体的移动方向与工作台的移动方向相同时，激光与闪光同步。在该实施方案中，振动的最大幅度为等于工作台恒定速度的绝对值。为了抵消抹去效果，在振动曲线220的最大点220a，220b处进行激光闪光的同步。本领域普通技术人员应当清楚，可使用任意幅度的振动。如果使用过低的幅度，可通过其他方法进行进一步的补偿。如果使用过高幅度的振动，可在具有与图2中所示实施方案相同或较小效果的最大点之外的其他点处，将曝光辐射的闪光同步。

在依照本发明的另一个实施方案中，通过移动半透明反射镜，所述图案在与工作台相同的方向上移动。通过压电激励器的方式，通过步进电机的方式，或通过将所述半透明反射镜变为振动运动的方式，可移动所述反射镜。半透明反射镜设置在支撑结构上。所述支撑结构与半透明反射镜一起具有特定的自谐振。通过在所述支撑结构和半透明反射镜上施加具有特定幅度的特定频率，所述反射镜可以以其谐振频率振动。按照与结合移动SLM的描述的类似方式进行同步。

在依照本发明的另一个实施方案中，为了移动曝光到工件上的图案，可移动一个或多个透镜140、160。以结合上述其他实施方案描述的类似的方式，可通过压电激励器的方式，通过步进电机的方式，或通过自谐振的方式移动所述透镜。

在依照本发明的另一个实施方案中，通过在工作台连续移动时施加振动，可将印花冻结在特定点处。所述振动与激光的脉冲长度同步。如果根据工作台的连续速度选择性地选择幅度，则工作台的振动可以以特定时间间隔冻结工作台移动。

在依照本发明的另一个实施方案中，通过电光偏转或声光偏转移动所述图案。电光偏转器或声光偏转器设置在空间光调制器与工件之间。图案可以在与工作台的移动方向相同的方向上移动。

尽管参照优选的实施方案和上述详细的例子公开了本发明，但应当理解，这些例子是示意性的，而不是限制性的。在本发明的精神和随后权利要求的范围内，本领域普通技术人员可以进行修改和组合。

Claims (11)

1.一种改善在曝光到移动工件上的印花中的至少一个特征边缘陡度的方法，包括下述步骤：

在基本上与工件的移动方向相同的方向上移动表示所述印花的图案，

将图案的所述移动与曝光辐射源的脉冲长度同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述曝光辐射源是脉冲辐射源。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括下述步骤：

提供机械组件的振动，从而获得图案的所述移动。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机械组件是下列组中的至少一个：空间光调制器、分束器、透镜、工作台、反射镜。

5.一种将印花曝光到工件上的图案产生器，该工件至少部分地覆盖有辐射敏感层，该图案产生器包括：

工作台，其在第一方向上连续移动，且其上设置有所述工件，

至少一个机械组件，其能在所述第一方向上移动表示所述工件上的所述印花的图案，

同步器，其将脉冲长度与在所述第二方向上的图案的所述移动同步。

6.根据权利要求5所述的图案产生器，其中，所述图案产生器是以下组中的一个：直接写入器、掩模写入器、步进器、扫描器。

7.根据权利要求5或权利要求6任意一个所述的图案产生器，其中，曝光辐射源是脉冲辐射源。

8.根据权利要求5-7任意一个所述的图案产生器，其中，所述至少一个机械组件是下列组中的至少一个：空间光调制器、分束器、透镜、工作台、反射镜。

9.根据权利要求5-8任意一个所述的图案产生器，其中，所述机械组件能振动，从而获得图案的所述移动。

10.根据权利要求5-9任意一个所述的图案产生器，其中，还包括能在所述第一方向上使图案偏转的电光或声光偏转器。

11.根据权利要求1-4任意一个所述的方法，其中，还包括下述步骤：

在基本上与工件的移动方向相同的方向上使表示所述印花的图案偏转，

将图案的所述偏转与曝光辐射源的脉冲长度同步。

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