CN102955376B - 用于光刻系统的可程控照射器 - Google Patents

Abstract

一种用于光刻系统的可程控照射器，包含：光源、第一光学系统、可程控微反射镜装置及第二光学系统，所述第一光学系统具有光均匀化元件，所述第二光学系统形成照射标线片的照射场。可程控微反射镜装置可配置为执行快门及阻隔边缘曝光功能，这些功能以前需要较大机械设备。本发明亦公开一种藉由可程控照射器增进照射场均匀性的方法。

Description

用于光刻系统的可程控照射器

技术领域

本发明涉及一种用于光刻系统的可程控照射器及一种藉由可程控照射器增进照射场均匀性的方法。

背景技术

光刻系统具有其基本组成，其中包含具光源的照射器、图案化标线片、投射透镜及感光（例如光阻材料涂覆的）晶片。照射器藉光源的光照射标线片。光经标线片透射或反射，然后藉由投射透镜成像于感光晶片。感光晶片经处理后，形成一图案于感光晶片上。使用许多不同的标线片，重复光刻曝光过程及后曝光过程，藉此于晶片上形成定义集成电路的半导体结构。

光刻系统需对感光晶片所明确定义的区域（亦即“曝光区”）提供精确量的曝光能量（亦即“曝光量”）。传统的光刻系统通常包含机械叶片所构成的快门来决定曝光量，其中机械叶片放置于照射器的光学路径上。机械光圈亦被用于定义曝光区的尺寸。

光刻系统保持正确的曝光量，使光刻过程具有最大过程窗口是非常重要的，因为最大过程窗口与分辨率及焦距深度息息相关。保持适当曝光量的能力取决于快门的定时，特别是快门切换，即快门的关/开/关的转换定时。对于低曝光的需求而言，所需的快门开启时间与快门叶片切换所需时间相当甚至是更短。目前尚无有效的方法来控制快门叶片的开关时间，除非能大大提升快门叶片的速度及加速度。然而，此种方法有着机械因素的限制。且要求的提升快门的加减速将产生光学系统中的震动这对光刻系统的效能造成不利的影响。因此，使用传统机械式快门来实现小的曝光量改变，且不对光刻系统造成不利影响，是一个挑战。

此外，光刻系统可能需要配合使用不同尺寸的标线片。标线片上具有图案的区域称为标线片区。标线片区的尺寸对应于晶片上的曝光区尺寸，标线片区的曝光不应产生大于预期曝光区域的曝光。因此，光刻系统通常包含上述的机械光圈来定义曝光区的尺寸。机械光圈必须被调整以便物理上配合曝光区的尺寸要求。当机械光圈包含机械式驱动叶片时，它将是一个系统故障源，且将对光刻系统的平均故障间隔时间（MTBF（themeantimebetweenfailures））产生负面影响。

在某些光刻曝光的情况，会要求沿着晶片边缘的光阻材料的环形部分（例如2-4mm）保持未曝光的状态，这种情况可能发生在晶片完成光刻曝光步骤后，需进行电镀步骤的状况下。一般而言，晶片上的一些曝光区上的光阻材料尽可能不曝光于晶片的边缘。目前，机械式的环状系统用以防止靠近晶片边缘的光阻材料曝光。然而这种机械式的解决方案并不完备健全且可能故障而对光刻系统的MTBF造成不良影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种用于光刻系统的可程控照射器用以在光学路径照射具有标线片区的标线片。所述可程控照射器沿着光轴顺序包含：光源、第一光学系统、可程控微反射镜装置、控制单元及第二光学系统，所述光源产生光化光，第一光学系统配置为自光源接收光化光，且第一光学系统具有至少一个均匀化元件用以从接收的光化光形成均匀光化光，所述可程控微反射镜装置被安排第一光学系统的下游并且包含微反射镜阵列，每一微反射镜有可调整的取向，可程控微反射镜装置被安排为根据可调整微反射镜的取向的选定配置，接收并且选择性地反射均匀化的光，可程控照射器亦包含控制单元，所述控制单元可操作地连接到可程控微反射镜装置被配置用以控制一个或多个可调整微反射镜的取向，第二光学系统被安排为沿着光学路径接收选择性反射的均匀化的光并且形成照射至少一部分标线片区的照射场。

在本发明的可程控照射器中，光源最好被配置成产生具有紫外光波长的光化光。

在本发明的可程控照射器中，控制单元最好被配置为藉由配置该控制单元以便改变可调微反射镜在第一及第二反射状态之间的选定取向，操作该可程控微反射镜作为快门，该第一及第二反射状态分别反射均匀光化光进入及离开该光学路径。

可程控照射器最好还包括光束收集器，被安排成接收由配置在第二选定取向的可程控微反射镜装置偏离光学路径的均匀光化光。

在本发明的可程控照射器中，控制单元最好配置为操作可程控微反射镜装置，以定义光圈。

在本发明的可程控照射器中，控制单元最好配置为至少执行下列之一:a）在标线片区上扫描照射场，及b）以单一曝光中的非扫描照射场照射标线片区。

在本发明的可程控照射器中，控制单元最好被配置为操作可程控微反射镜装置，以便相较于微反射镜大体上皆配置为均匀反射时所呈现的强度均匀性的量，减少或最小化照射场中的强度非均匀性的量。

本发明亦公开一种用以在涂有光阻材料并有边缘的晶片上形成曝光区的光刻系统。所述光刻系统包含上述的可程控照射系统、投射透镜及控制单元。所述投射透镜可操作地设置于标线片及晶片之间。控制单元配置为操作可程控微反射镜装置，以便定义没有形成曝光区部分的光阻材料中的环状边缘排除区域。

本发明亦公开一种照射光刻系统中支持的标线片的标线片区以便在由半导体晶片支持的并且具有外边缘的光阻层中形成曝光区的方法。所述方法包含产生光化光并均匀化该光化光以便形成均匀光化光。所述方法亦包含从可程控微反射镜装置选择性反射该均匀光化光（即离开可程控微反射镜装置），该可程控微反射镜装置配置为向形成微反射镜阵列的多个微反射镜的每一个提供选定取向。所述方法亦包含从该选择性反射的均匀光化光形成照射场，该照射场在标线片区曝光时间内照射至少一部分标线片区。

所述方法最好亦包含配置该多个微反射镜以便定义没有形成任何曝光区部分的在光阻材料中的环状边缘排除区域。

所述方法最好进一步包含配置该多个微反射镜以便定义控制照射场内的均匀光化光量的快门。

所述方法最好进一步包含配置该多个微反射镜以便定义照射器光圈，该照射器光圈定义照射场的尺寸。

所述方法最好进一步包含在标线片区上扫描照射场，且藉由改变微反射镜阵列的选定取向来改变照射场同时扫描标线片区。

在所述方法中，改变照射场包含避免在邻近光阻层外边缘的环状排除区域中形成一部分曝光区。

所述方法最好进一步包含以照射场照射标线片区，且在标线片区曝光时间期间，藉由改变微反射镜阵列的选定取向来改变照射场。

所述方法最好进一步包含在标线片区曝光时间期间，至少执行下列之一：a）在开启状态和关闭状态之间快速切换一个或多个微反射镜、及b）改变一个或多个微反射镜在开启状态下的时间的量。

在所述方法中，改变照射场包含避免在邻近光阻层外边缘的环状排除区域中形成一部分曝光区。

所述方法最好进一步包含为多个微反射镜的每一个提供选定取向，以便相较于微反射镜大体上皆配置为均匀反射时所呈现的强度均匀性的量，减少或最小化照射场中的强度非均匀性的量。

所述方法最好进一步包含执行多次标线片照射以便在光阻层中形成对应的多个曝光区，并藉由开启和关闭微反射镜，定义用于多次标线片照射的标线片区曝光时间。

所述方法最好进一步包含执行多次标线片照射以便在光阻层中形成对应的多个曝光区。该多个曝光区的至少一个曝光区包括邻近于晶片边缘的边缘曝光区。所述方法亦最好进一步包含定义照射场强度分布，该分布对至少一个边缘曝光区与对非边缘曝光区是不同的。

以下在实例中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟悉相关技术的人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、申请专利范围及附图，任何熟悉相关技术的人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为适用于本发明所公开的可程控照射器的紫外光刻系统例子的示意图；

图2A为标线片例子显示定义标线片区的标线片图案且亦显示扫描的照射场的例子的前视示意图；

图2B为扫描照射场的例子及与扫描的照射场相关联的曝光区的例子的示意图；

图2C类似于图2A并且示出全场照射场的例子；

图2D类似于图2B并且示出尺寸相应于对应曝光区的全场图像区的例子；

图3为具有藉由图1的光刻系统形成在上面的曝光区的半导体晶片的俯视图；

图4示出本发明所公开的可程控照射器例子的举例实施例；

图5为使用于图4的可程控照射器的可程控微反射镜装置例子的正视图；和

图6为显示边缘曝光区如何被截断以防止光阻材料的环状边缘部被曝光的晶片的局部放大示意图。

具体实施方式

本发明特别涉及一种用于使用标线片或光罩（mask）的光刻系统的可程控照射器。首先描述光刻系统的实例，接着详细说明适合于所述光刻系统的实例内使用的可程控照射器的实例。

光刻系统

本公开的举例实施例是使用本公开的可程控照射器的光刻系统。其中适用本发明公开的可程控照射器的光刻系统的例子在美国专利No.7,177,099、7,148,953、7,116,496、6,863,403、6,813,098、6,381,077及5,410,434中有描述，所述专利皆应纳入参考。

请参照图1，为适用于本发明公开的可程控照射器的光刻系统200的示意图。光刻系统200沿着光轴A_o顺序包含：可程控照射器10、标线片210（例如有图案的光罩）、标线片载物台220、投射透镜230、晶片240、晶片载物台250，可程控照射器10将于下文有更详尽的叙述；标线片210在标线片平面RP上被标线片载物台220所支撑；晶片240在晶片平面WP上被晶片载物台250所支撑。标线片210包含图案区域211，图案区域211包含图案元素212并定义标线片区RF。晶片包含外边缘241（请参照图3）。

晶片240的表面包含光敏涂层242（例如：光阻材料），由位于可程控照射器10中的光源310所产生的光（即：“光化光”）L活化。在一实例中，光化光L包含紫外光波长，在更具体的实例中，光化光L包含g-线波长、h-线波长、i-线波长、248nm波长及193nm波长之一。

光刻系统200亦包含控制器260可操作地连接到可程控照射器10、标线片载物台220、晶片载物台250。控制器260被配置用于控制光刻系统200的操作。控制器260的实例包含计算机，如个人计算机或工作站。在一实例中，控制器260包含仪器控制软件，其中包含含在计算机可读介质中的指令，用以控制光刻系统200的各组件。

可程控照射器10配置为在对应标线片平面RP的照射平面ILP产生照射场ILF（请参照图2）。照射场ILF包含均匀光化光L’且在标线片区曝光时间中照射至少部分的标线片区RF，藉此，投射透镜230在对应的晶片曝光时间中在晶片平面WP上形成对应的图像区IF。晶片载物台250是可移动的（例如通过控制器260的控制信号SCW），藉此，图像区IF可被放置于晶片240的不同部分上，以在晶片240上形成不同的曝光区EF，特别是在光敏涂层240上。在一实例中，标线片载物台220通过控制器260的控制信号SCW可进行移动。

因此，可程控照射器10的均匀光化光L’用于照射至少一部分的图案区域211，它定义标线片区RF。然后，通过投射透镜230，标线片区RF的被照射部分成像于晶片240的光敏涂层242上。在一举例实施例中，当照射场ILF扫过标线片区RF时，标线片210和晶片240以扫描晶片240上的图像区IF的方式一起移动，如图1的箭头AR所示，同时亦图解示意于图2A及图2B。所述操作形成扫描曝光区EF，所述扫描曝光区EF大于照射场ILF或图像区IF。所述过程然后重复于晶片240的不同区域（未曝光的区域）。此种印制方案(printingapproach)本领域中称为“步进扫描(stepandscan)”。

请参照图2C，图2C类似于图2A，并示意出用于步进重复印制的全场照射场ILF的实例；请参照图2D，图2D类似于图2B，并示意出用于步进重复印制的尺寸相应于对应曝光区EF的全场图像区IF的实例。在另一实施例中，照射场ILF一次照射整个标线片区RF，由此以单一曝光形成一个曝光区EF。然后晶片240被移动，重复单一静态曝光。此种印制方案称为“步进重复(stepandrepeat)”。

请参照图3，形成于涂有光敏涂层242的晶片240上的曝光区EF，通过标准光刻及半导体处理技术，本身被用于制成集成电路芯片。

可程控照射器

请参照图4，为本发明的可程控照射器10的实施例示意图。可程控照射器10包含光学轴A1，所述光学轴A1定义了通过可程控照射器10至标线片210的光化光L（同样包含均匀光化光L’）的光学路径OP的中心轴。光学轴A1与光刻系统200的光学轴A_o重合。可程控照射器10包含上述的配置于光学轴A1上的光源310，光源310发射上述的光化光L（未均匀化）。在一实例中，光源310包含汞弧灯，其中包含汞弧灯泡312及反射器314。其它类型的光源310，如具有一个或多个发光二极管的基于发光二极管的光源，或一或多个激光器可以被使用。

可程控照射器10可选择性地包含折迭反射镜320，它沿着光轴A1，紧接于光源310的下游，以便折迭光学路径OP，藉此提高可程控照射器10的紧凑性。在一实例中，折迭反射镜320可为冷反射镜，冷反射镜可冷却以便移除光源310产生的热，所述的热是由于光源310发射出非光化波长光而产生的。在一实例中，可程控照射器10包含光学滤波器322，放置于光学路径OP上，例如，邻近并位于折迭反射镜320的上游，如图所示。光学滤波器322可让光化光L通过，但阻挡或重新导引光源310所发射的非光化光波长。

可程控照射器10沿着光轴A1且在折迭反射镜320的下游可选择性地包含：第一光学系统340、可程控微反射镜装置350及第二光学系统360，可程控微反射镜装置350具有前表面352及后表面353。前表面352包含可调微反射镜元件356（即微反射镜），下文更详细讨论。第一光学系统340配置为接收来自光源310的光L，并导引光L至可程控微反射镜装置350的前表面352。在一实例中，第一光学系统340配置为接收并均匀化光化光L，用于形成均匀光化光L’。然后，均匀光化光L’入射到可程控微反射镜装置350的前表面352上。在一实例中，在前表面352上的均匀光化光L’的强度均匀性为+/-2％或更好（即更，如+/-1％）。这里注意到，均匀光化光L’是相同于光化光L，除了均匀光化光L’具有更均匀的强度分布。

在一举例实施例中，第一光学系统340包含至少一个光均匀化元件342，例如至少一个光管和/或至少一个光扩散元件（即漫射器）。第一光学系统340亦可包含聚焦透镜330及成像透镜332，在一实例中，它们可分别设置于光均匀化元件342的输入端及输出端。在一举例实施例中，第一光学系统340具有缩减放大率M1（即放大率小于1）。

在一实例中，至少一个光均匀化元件342具有选定尺寸的输出端343。光均匀化元件342的输出端343可藉由第一光学系统340缩小约两倍（即放大率M1＝+0.5或-0.5），藉此，输出端343的图像尺寸实质上吻合可程控微反射镜装置350的前表面352的尺寸。第一光学系统340的缩减放大率M1的确切数值取决于光均匀化元件342的输出端343的尺寸及可程控微反射镜装置350的前表面352的尺寸。在一实例中，邻近于光均匀化元件342的输出端343的成像透镜332提供所需的缩减放大率M1。

第二光学系统360配置为接收由可程控微反射镜装置350的前表面352反射的均匀光化光L’，并导引均匀光化光L’至标线片210以定义照射平面IPL上的照射场ILF，照射场ILF对应于标线片平面RP。照射场ILF照射至少一部分标线片区RF。在一举例实施例中，第二光学系统360配置为维持均匀光化光L’中的强度均匀性的程度，均匀光化光L’是由可程控微反射镜装置350的前表面352反射的。有关自前表面352反射的均匀光化光L’的反射性质，下文有更详尽的叙述。

在一实例中，第二光学系统360被示出包含聚光透镜362及聚焦透镜364。聚光透镜362及聚焦透镜364皆可包括一个或多个透镜元件，为便于说明，示意图皆显示为单一元件。在一实例中，聚光透镜362及聚焦透镜364配置为共同定义一个中继透镜系统。

在一举例实施例中，第二光学系统360对由可程控微反射镜装置350的前表面352反射的均匀光化光L’有选定的放大率，以便形成尺寸吻合于标线片区RF的照射场ILF。在一实例中，微反射镜356（下文结合图5介绍讨论）具有x1微米的尺寸；照射场ILF自明亮转至黑暗需要超过距离x2，因此，第二光学系统360配置为具有放大率M2＝x2/x1。举例来说，对于微反射镜尺寸x1=20微米及自明亮转至黑暗的距离x2=100微米，则放大率M2＝5（或“5X”）。在清晰的明亮至黑暗的转换是可接受的情况下，放大率M2可小于x2/x1。然而，更大的放大倍率可能会造成问题，因为由单一微反射镜356所定义的照射场IFL中的面积可能会开始变得过大。

第二光学系统360亦可设计为具有选定分辨率R2，因为考虑到可能会要解决微反射镜356（见图5）间的间隔357（亦即“死区”）这种特定不愿发生的情况。因此，第二光学系统360的分辨率R2需被设定，使对照射场ILF出现大体上均匀（例如在+/-2%以内）的点，间隔357是模糊不清的。在一实例中，分辨率R2是由一周期（P2）的微反射镜356加上邻近的间隔357（请参照图5）定义。因此分辨率R2显著地模糊了间隔357并大致平均照射场ILF中的照射。

请再参照图4，可程控照明器10包含光束收集器（beamdump）370，用以接收自可程控微反射镜装置350的前表面352而来的偏折光L”，如下文所述。光束收集器370被配置用于吸收或防止偏折光L”返回到光学路径OP、特别是到达标线片区RF。

可程控照明器10包含控制单元400，控制单元400可操作地连接到可程控微反射镜装置350并被配制成控制可程控微反射镜装置350的操作。控制单元还可操作地连接到控制器260。控制单元400的实例是运动控制器。控制单元400是可程控的且通过控制信号SC1控制可程控微反射镜装置350的操作和配置。控制器260本身又通过控制信号SC2控制控制单元400的操作。

可程控微反射镜装置

请参照图5，为本发明的可程控微反射镜装置350的实例的顶视图。可程控微反射镜装置350包含在前表面352上的可调反射镜元件356（即微反射镜）的阵列。上述间隔357分开相邻的微反射镜356。举例来说，可程控微反射镜装置350为芯片，所述芯片是由德州奥斯汀的德州仪器（TexasInstrumentsinAustin,Texas）所提供。在另一实例中，可程控微反射镜装置350可包含微机电系统（MEMS）装置。美国专利No.4,441,791、4,615,595及4,956,610中描述了可程控微反射镜装置350的例子，通过引用合并于本文。

在一实例中，可调微反射镜356是可寻址的，控制单元400可被编程以便寻址可调微反射镜356，使可调微反射镜356依选定方式控制其相对取向，举例来说，具有相对取向的选定图案及改变一个选定图案至另一个选定图案。在一实例中，控制单元400的可程控性是藉由在计算机可读介质中存储指令的控制单元400内的软件或固件实现的，使可程控微反射镜装置350的可寻址微反射镜356的阵列形成微反射镜取向的选定配置。

在一实例中，可程控微反射镜装置350包含大约1至2百万个可调微反射镜356(例如1000x1000阵列)，每一微反射镜具有近似于正方形形状，其边长约为10至20微米。每一可调微反射镜356皆可单独寻址，且在一个实例中，可依程控移动至两种物理反射状态的其中一种。在一举例实施例中，在第一状态下，给定的可调微反射镜356倾斜取向约+10度，而在第二状态下，可调微反射镜356倾斜取向约-10度，其中的角度是从中间参考方向进行量测。

请参照图5，图5中示出某些可调微反射镜356（其中两个用附图标记356-1标识）具有第一状态的取向，亦即实质上平行于一般由前表面352所定义的平面P。其它由附图标记356-2标识的可调微反射镜被示出具有第二状态的取向，亦即非平行（即有相对角度）于平面P。因此，均匀光化光L’入射到可调微反射镜356-1后，反射至一个方向（如沿着光学路径OP）；而均匀光化光L’入射到可调微反射镜356-2后，反射至另一个方向（如离开光学路径OP）并形成偏折光L”，例如它被导引至光束收集器370，如图4所示。

在可程控微反射镜装置350的配置的实例中，当可调微反射镜356反射入射的均匀光化光L’沿着光学路径OP至第二光学系统360时，可调微反射镜356处于“开”的反射状态；而当可调微反射镜356反射入射的均匀光化光L’离开光学路径OP至光束收集器370而成偏折光L”时，可调微反射镜356处于“关”的反射状态。在一实例中，所有微反射镜356处于“开”的状态，沿同一方向并且是在相同的时间期间内反射入射的均匀光化光L'（即所有处于“开”状态的微反射镜皆无切换或关闭），因此，可调微反射镜356的阵列如平面镜一般操作，提供实质上的均匀反射。

为了使在可程控照射器10里的可程控微反射镜装置350最有效地工作，每一可调微反射镜356必须有效地反射均匀光化光L'。因此，在一举例实施例中，可调微反射镜356包含的反射涂层被配置成（例如以多个层）使均匀光化光L'的反射最佳化。

请再次参照图4，在一举例实施例中，可程控照射器10包含冷却元件410，可操作地连接至冷却单元420。冷却单元420相对于可程控微反射镜装置350被可操作地设置（例如在后表面353上或邻近后表面353）以进行热交换，使冷却元件410可从可程控微反射镜装置350移除热。冷却单元420可配置为使冷却流体422流过冷却元件410，以保持可程控微反射镜装置350的温度是在或低于临界温度（如60℃）。在一实例中，冷却单元可操作地连接至控制器260，并被控制器260的控制信号SC3所控制。

快门配置

在一举例实施例中，可程控微反射镜装置350配置为通过控制单元400的编程，可程控微反射镜装置350如快门般操作。当所有可调微反射镜356处于“关”的反射状态时，没有均匀光化光L'从可程控微反射镜装置350透射至标线片210，亦即，照射场ILF是关闭的。同样地，当所有可调微反射镜356处于“开”的反射状态时，均匀光化光L'从可程控微反射镜装置350透射至标线片210，亦即，照射场ILF是开启的。

光刻系统中的快门的要求为快门自开至关（或自关至开）过渡的时间需小于1％的总曝光时间。某些高敏感光阻材料可能要求100毫秒（ms）或更少的曝光时间。因此，希望快门过渡时间低于1毫秒。相较于以几毫秒的切换时间操作的机械式快门，可调微反射镜356可以在开及关反射状态之间非常快地过渡。本发明提供了良好控制曝光量的能力，即便是在低强度曝光的状态下。

另外，商业使用的可程控微反射镜装置350的可靠度（即MTBF）一般优于机械式快门（例如，达到约1000倍）。此外，因为每一可调微反射镜356的质量皆非常小，可程控微反射镜装置350并产生能够降低光刻系统200的性能的震动。

边缘保护配置

请参照图6，为晶片240的近距示意图，示出随着两曝光区EF，光敏涂层242的环状边缘部分244。在一举例实施例中，可程控微反射镜装置350配置为防止环状边缘部244被曝光区EF曝光。藉此排除机械式边缘保护环的需求。

边缘保护功能是藉由控制器260监测不同曝光区EF的位置而得，曝光区是形成于光敏涂层242上（请参照图3）。对于延伸进入或重叠环状边缘部分244的曝光区EF而言，如图6中由最右边的曝光区EF的曝光区部分EFP所示出的，控制器260包含控制信号SC2指令，使控制单元400配置可程控微反射镜装置350选择性地仅照射部分标线片区RF。所述选择性照射被设计用于减少有问题的曝光区EF的尺寸，使有问题的曝光区EF不延伸进入或重叠光敏涂层242的环状边缘部分244，如在图6的最右边的曝光区EF所示出的。最右边的曝光区EF的曝光区部分EFP并没有实际形成，且最右边的曝光区EF的外边缘EFE实质上对应于环状边缘部分244的内弯曲。

因此，边缘曝光区EF可沿着环状边缘部分244的边界精准地被截断。在一实例中，边缘保护可被保持于约20至40微米的范围的精准度，该精准度普遍优于机械式边缘保护环的放置精准度。因此边缘保护功能可动态且迅速地执行。

为了实施该特征，有必要对微反射镜装置进行编程以配合载物台运动及曝光区尺寸。根据晶片的位置与尺寸，计算相对于曝光区EF的晶片边缘位置是必要的。举例来说，将当时所熟知的晶片尺寸（即直径200或300毫米）的晶片240加载至工具上，晶片240的中心将从晶片240上的对准标记计算（将于任何曝光前被获取）。藉此，晶片240的边缘可被计算出来。当边缘相交于曝光区EF，控制单元400指示微反射镜阵列，使对应于沿着该边缘的曝光的微反射镜被关闭（亦即无任何曝光发生）。

光圈配置

本发明亦公开包含使用可程控微反射镜装置350为在前表面352的可程控照射器10来定义快门354（见图1和图4）。在具有庞大数量的可调微反射镜356（例如1000x1000阵列）及每一微反射镜356可单独寻址的状况下，可以非常高的精准度定义从可调微反射镜356反射的均匀光化光L’的强度分布。对于每一可调微反射镜356皆为边长10微米的正方形形状而言，从可调微反射镜356反射的均匀光化光L’的强度分布，其精准度可定义为大约10微米。控制单元400可以被编程，使可程控微反射镜装置350定义需要的标线片区RF尺寸。在一个实例中，尺寸34毫米的照射场ILF可被定义在约为34微米之内。希望定义照射场ILF，使对应的曝光区EF可容纳曝光区EF之间的划线。划线间隔一般为约75至100微米。这是有利的，因为在生产过程中，晶片240上的芯片及曝光区的尺寸可随着产品不同而改变。因此，光刻系统需要能够改变曝光区EF的面积。这目前是藉由在标线片平面RP处调整机械式光圈而完成。

照射器均匀性的控制

因此，当其它可调微反射镜356于曝光过程期间可做开启或关闭的切换时，藉由确保特定可调微反射镜356保持关闭，控制曝光区EF的尺寸。

在一实例中，藉由可调微反射镜356的选择性配置，提升照射场ILF的照射均匀性（例如到+/-1％均匀性或更好）。在一实例中，所述选择性反射包含以高速（例如在1千赫或更快）切换一个或多个可调微反射镜356。在另一实例中，所述选择性反射包含相较于其它可调微反射镜356，提前关闭选定的可调微反射镜356，以补偿非均匀性照射的已知区域。可程控微反射镜装置350的这种类型的选择性编程可用于相较于微反射镜356配置为提供均匀反射，亦即所有微反射镜356具有相同取向时所呈现的强度非均匀性的量，减少或最小化照射场ILF中的强度非均匀性的量，从而使可程控微反射镜系统350的前表面352基本上如平面镜一般操作。依此方式，光学系统340及360的空间非均匀性可以被补偿。

可程控微反射镜装置350的选择性编程可用于补偿照射非均匀性。当光行经光学路径OP，光化光L强度中及均匀光化光中的空间非均匀性即有可能产生。在一实例中，非均匀性是从光学路径OP上的第一和/或第二光学系统340及360或其它元件上的瑕疵所产生。在另一实例中，当第一光学系统340成像光均匀化元件342的输出端343至可程控微反射镜装置350的前表面352时，产生空间强度非均匀性。在另一实例中，当第二光学系统成像可程控微反射镜装置350的前表面352至标线片210时，产生空间强度非均匀性。当投射透镜230成像被照射的标线片区RF，以在光敏涂层242中形成相应的曝光区EF时，可于晶片240上产生空间非均匀性。

在一实例中，藉由选择性编程可程控微反射镜装置350获得的对照射非均匀性的补偿允许减少可程控照射器10的其它部件上的公差。

可程控微反射镜装置350的选择性编程可用于补偿这些及其它类型的来源所产生的空间照射不均匀性。在一实例中，补偿空间照射非均匀性包含在晶片平面WP上测量静态（亦即，快门持续开启）照射均匀性。一般而言，晶片平面WP上的强度并不做空间上的突然变化，而且几百微米的空间分辨率的测量是可以接受的。

因此，请参照图4，本发明公开了一个强度测量计500包含光圈部件510、光圈512及光电探测器520。光圈部件510定义一个小型（小于500微米）光圈512位于光电探测器520之前。光电探测器520可操作地连接至控制器260（或是分离的计算机，未示出）。强度测量计500可用于藉由移动强度测量计500于曝光区EF可能形成的位置来测绘在晶片平面WP上的照射均匀性。在晶片平面WP的X和Y轴上，每1mm进行一次测量。一旦执行了强度测绘且了解了强度分布，该信息可用于藉由调整微反射镜356的“开”状态持续时间来改善曝光期间的照射均匀性。举例来说，若晶片平面WP的一个区域具有的强度过高5％（相对于晶片240的其余部分），那么，控制可程控微反射镜装置350的控制单元400可被编程，使该特定区域在曝光期间，少5％的曝光时间。若另一区域具有的强度过低3％，则与该特定区域相关联的微反射镜356可被控制，使该区域具有长3％的曝光时间。如此一来，动态快门可改善（即减少或基本消除）静态强度的非均匀性。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神的前提下所作的修改与变化，皆应涵盖于本发明的范围内，因此本发明的保护范围应当以所附的专利要求书的界定为准。

Claims (20)

1.一种用于光刻系统的可程控照射器，用于在光学路径上照射具有标线片区的标线片以在具有表面、边缘和光阻材料的涂层的晶片上形成一个或多个曝光区，所述光阻材料包括邻近晶片边缘的环状边缘部分，其特征在于该可程控照射器包括：

光源，产生光化光；

第一光学系统，被配置成接收来自该光源的光化光，该第一光学系统具有至少一个均匀化元件，所述均匀化元件被配置成从接收的光化光形成均匀光化光；

可程控微反射镜装置，具有微反射镜阵列，其中每一微反射镜皆具有可调取向，该可程控微反射镜装置被安排成根据可调微反射镜的取向的选定配置来接收并且选择性地反射均匀光化光；

控制单元，可操作地连接到该可程控微反射镜装置，并被配置成控制可调微反射镜中的一个或多个的取向；

第二光学系统，被安排成沿着该光学路径接收选择性地反射的均匀光化光，并形成照射场，该照射场照射标线片区；

投射透镜，可操作地设置于标线片和晶片之间，投射透镜用于基于被照射的标线片区将所述一个或多个曝光区成像在光阻材料中，其中所述一个或多个曝光区包括至少一个边缘曝光区，所述边缘曝光区在标线片区被完全照射的情况下将至少部分地与光阻材料的环状边缘部分重叠；及

其中，所述控制单元控制所述可程控微反射镜装置的微反射镜的选定取向以部分地照射标线片，使得边缘曝光区的部分都没有延伸到光阻材料的环状边缘部分中。

2.如权利要求1所述的可程控照射器，其中，该光源被配置为产生该光化光使其具有紫外光波长。

3.如权利要求1所述的可程控照射器，其中，藉由配置该控制单元改变该可调微反射镜在第一反射状态及第二反射状态之间的选定取向，该控制单元被配置成操作该可程控微反射镜装置作为快门，该第一反射状态及第二反射状态分别反射该均匀光化光进入和离开该光学路径。

4.如权利要求3所述的可程控照射器，还包括光束收集器，被安排成接收由配置为第二选定取向的该可程控微反射镜装置偏离开该光学路径的该均匀光化光。

5.如权利要求1所述的可程控照射器，其中，该控制单元被配置成操作该可程控微反射镜装置以定义光圈。

6.如权利要求1所述的可程控照射器，其中，该控制单元配置为至少执行下列之一：a)在该标线片区上扫描该照射场，及b)以单一曝光中的非扫描照射场照射该标线片区。

7.如权利要求1所述的可程控照射器，其中，该控制单元配置为操作该可程控微反射镜装置，以便相较于该微反射镜大体上皆配置为均匀反射时所呈现的强度均匀性的量，减少或最小化该照射场中的强度非均匀性的量。

8.一种照射在光刻系统中支持的标线片的标线片区以便在半导体晶片支持的且具有外边缘的光阻层中形成曝光区的方法，其中所述光阻层包括邻近晶片外边缘的环状边缘部分，所述方法包括：

产生均匀光化光；

从可程控微反射镜装置选择性地反射该均匀光化光，该可程控微反射镜装置被配置为向形成微反射镜阵列的多个微反射镜中的每一个提供选定取向；

从选择性地反射的均匀光化光形成照射场，该照射场照射标线片区以形成至少一个边缘曝光区，所述边缘曝光区在标线片区被完全照射的情况下将至少部分地与光阻材料的环状边缘部分重叠；及

控制所述可程控微反射镜装置以部分地照射标线片区，使得所述至少一个边缘曝光区的部分都没有延伸到光阻材料的环状边缘部分中。

9.如权利要求8所述的方法，还包括配置该多个微反射镜以便定义控制该照射场内的均匀光化光的量的快门。

10.如权利要求8所述的方法，还包括配置该多个微反射镜以便定义照射器光圈，该照射器光圈定义该照射场的尺寸。

11.如权利要求8所述的方法，还包括：

在该标线片区上扫描该照射场；及

藉由改变该微反射镜阵列的选定取向，改变该照射场同时扫描标线片区。

12.如权利要求8所述的方法，其中，晶片具有一尺寸，所述方法还包括：

在晶片上的不同位置处形成曝光区，以及其中，控制所述可程控微反射镜装置包括基于晶片尺寸和曝光区位置来确定哪个曝光区构成所述至少一个边缘曝光区。

13.如权利要求8所述的方法，还包括在通过照射场对标线片区的照射期间，至少执行下列之一：a)在开启状态和关闭状态之间快速切换微反射镜中的一个或多个、及b)改变微反射镜中的一个或多个在该开启状态下的时间的量。

14.如权利要求8所述的方法，还包括为多个微反射镜的每一个提供该选定取向，以便相较于该微反射镜大体上皆配置为均匀反射时所呈现的强度均匀性的量，减少或最小化该照射场中的强度非均匀性的量。

15.如权利要求8所述的方法，还包括：

执行多次标线片照射，以便在该光阻层中形成对应的多个曝光区；及

定义标线片区曝光时间，用于藉由开启和关闭该微反射镜进行多次标线片照射。

16.如权利要求8所述的方法，还包括：

执行多次标线片照射，以便在该光阻层中形成对应的多个曝光区，其中该多个曝光区中的至少一个曝光区包含所述至少一个边缘曝光区；及

定义照射场强度分布，该分布对所述至少一个边缘曝光区与对非边缘曝光区是不同的。

17.如权利要求8所述的方法，其中，所述环状边缘部分具有在2mm和4mm之间的宽度。

18.一种在具有一尺寸和外边缘的晶片上支持的光阻材料中形成曝光区的方法，其中，所述光阻材料包括邻近于晶片边缘的环状边缘部分，所述方法包括：

将均匀光化光导引至具有微反射镜的可程控微反射镜装置，每个微反射镜具有可调取向；

从所述可程控微反射镜装置的微反射镜选择性地反射均匀光化光以形成照射场；

重复照射具有标线片区的标线片以在光阻材料中的不同位置处形成多个曝光区，其中，所述多个曝光区包括至少一个边缘曝光区，所述边缘曝光区在标线片区被完全照射的情况下将延伸到光阻材料的环状边缘部分中；及

调整微反射镜中的至少一些的取向以使照射场部分地照射标线片区，使得所述至少一个边缘曝光区不延伸到光阻材料的环状边缘部分中。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述环状边缘部分具有在2mm和4mm之间的宽度。

20.如权利要求18所述的方法，其中，所述调整微反射镜中的至少一些的取向基于晶片尺寸和曝光区的不同位置。