CN102985879A - 用于光刻的1.5d slm - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进的微光刻书写器，其在工件的表面上扫描调制图案。公开的SLM采用连续或准连续的辐射源工作在衍射模式中。微光刻书写器使用长且窄的SLM，并利用沿着SLM的窄轴的衍射效应来改进沿着该轴的书写特性。

Description

用于光刻的1.5D SLM

技术领域

本发明要求于2010年3月5日提交的名称为“用于光刻的1.5d SLM”的美国临时专利申请No.61/311，280的优先权。 

本发明也涉及于2010年3月5日提交的名称为“具有可变速率像素时钟的转子成像系统（rotor imaging system）和方法”的美国专利申请No.12/718895。 

公开的实施例反映了由全部为Micronic Laser AB（现在为Micronic MydataAB）工作的一组发明者所做的工作。从事该项目的所有发明者在将他们的发明转让给共同受让人时都负有责任。 

背景技术

本发明涉及一种改进的微光刻书写器（micro lithographic writer），其在整个工件表面上扫描调制图案。所公开的SLM使用连续或准连续的辐射源以衍射模式工作。微光刻书写器使用长且窄的SLM，并利用沿着SLM的窄轴的衍射效应来改进沿着该轴的书写特征。 

随着时间的流逝，用于微光刻的基于光学的系统已经变得越来越精密了。十多年前的系统依赖于扫描激光束，一般使用声光调制器调制该扫描激光束。在上个十年中，系统已经发展为在所谓的无掩模步进机中使用微反射镜或可变形微反射镜器件来闪印图案的部分。研制出了使用窄的、一维微反射镜阵列以在整个基板上扫描连续或准连续的激光能。在相同的时期内，用于成像的典型波长已经变得更短。与电子束系统相比，基于光学的系统的共同特征为具有产量优势。 

近来的系统在整个基板上扫描来自于调制的一维微反射镜阵列的辐射。优点为高产量、光场的良好利用和实质上连续的激光的使用。图1中示出了来自相同申请人的第12/718，895号申请的示例。示出的附图描述了作为标识2D SLM的正方形的SLM图像，而在相同的申请中可发现具有1D SLM的替代形式。 

使用1D SLM的这些系统提供沿着阵列的长轴的良好的分辨率和图像特性，而提供沿着阵列的窄轴、在扫描的方向中不那么有利的图像特性。沿着阵列的长度的图像特性得益于在毗连的反射镜之间使用的衍射效应，使用部分相干或局部相干辐射照明反射镜。这不是沿着扫描方向的选择，因为干涉取决于由毗连或相邻的微反射镜传播的辐射之间的瞬时相互作用。沿着扫描方向，相邻的像素在不同的时间打印，所以不存在干涉。 

Sigma^TM tools，Micronic Laser自有的基于2D SLM的快速且步进系统（flash and step system）昂贵且复杂。以1-2kHz帧频驱动百万个或更多的微反射镜需要复杂数据路径的庞大计算量，而且SLM器件本身是复杂的。 

Micronic Laser的Sigma^TM tool的一个原型被发现在美国专利No.5,523,193中。在该专利中，德州仪器（Texas Instruments）的Nelson描述了可变形微反射镜器件的早期产品。在第7栏中，该专利描述了以类似于传统的基于掩模的步进机的闪印（flash-stamp）和步进模式使用区域阵列空间光调制器（area array spatial light modulator）。 

在美国专利No.7,719,753中发现了另一种无掩模光刻方法。尽管说明书在第4栏中提及了许多选择，但在第10栏至第16栏本申请的重要教导涉及使用标准的德州仪器的可变形微反射镜器件。在第16栏中说明的优选器件为1024个反射镜的宽乘768个反射镜的深（deep），与HDTV的早期产品相应。在第5栏的底部中确认的照明源是非相干弧光灯。从而，该专利教导了使用新器件，保持该新器件装载数据是相当困难的且新器件未得益于局部相干或部分相干照明的使用。 

而且，在微光刻领域中，但是利用电子束的是美国专利No.6,870,172。该专利描述了所谓的反射电子束光刻(REBL)系统，该系统由KLA-Tencor技术生产。类似于前述专利，该专利提出了使用具有4000x 1000的单独寻址元件的矩形大阵列。该系统为电子束系统，而不是光学系统。 

如上所述，调制的一维微反射镜阵列系统具有非对称的图像特性。这使基板的图案化变得复杂，并与步进机的图像特性不一致。具有扫描一维微反射镜SLM的系统将是有用的，该一维微反射镜SLM在扫描方向之中或之上具有实质上对称的图像特性。 

在基板上扫描微反射镜产生图像的更好、更对称的系统将没有闪压和步进系统复杂和昂贵。可想出更对称的系统的附加申请，该更对称的系统成本 有效地使用更少的微反射镜以及相对低成本的光辐射源。 

发明内容

本发明涉及一种改进的微光刻书写器，其在工件的表面上扫描调制图案。公开的SLM使用连续或准连续的辐射源以衍射模式工作。微光刻书写器使用长且窄的SLM，并利用沿着SLM的窄轴的衍射效应以改进沿着该轴的书写特性。本发明的特定方面在权利要求、说明书和附图中描述。 

附图说明

图1描述了扫描系统，其具有三个臂和一对工件，该对工件在轮轴（hub）的相反侧上进行书写； 

图2进一步描述了采用具有变形光学系统的所谓的一维SLM。 

图3描述了其他的基于1D SLM的书写器的操作。 

图4示出了M=2的1.5D SLM的截面图。 

图5描述了使用直线扫描路径的几个系统。 

图6A-6F示出了在扫描像素的方向上具有2、3、4和8个像素的1.5D SLM的部分，该像素由单个或多个反射镜构成。 

图7原理上示出了打印的图像中x-y非对称的量是如何随着扫描方向上的像素数量的增加而减少的。 

具体实施方式

参考附图给出下文的详细描述。描述优选实施例以示出本发明，而不限制本发明的范围，本发明的范围由权利要求限定。本领域的普通技术人员将认识到以下描述的多种等效变形。 

用于理解所公开的本技术的有用的出发点是其他的基于SLM的书写器的操作，包括图2和3中所示出的。在具有在扫描方向上顺序书写的像素的扫描SLM系统中，在不同时间书写的图案的块（bit）不干涉。在工件上的像面处或在辐射敏感层中，碰撞表面的具有振幅a的光波针对每一像素产生照度i=|a|²。如果工件的一个像素处的辐射同时接收照明i₁，则在相同像素的后面的像素辐射强度i₂可仅增加强度，而不改变曝光辐射的振幅。换句话说，像素的两个接连照明的效果是i_sum=i₁+i₂=|a₁|²+|a₂|²，其中第一曝光辐射 具有振幅a₁，而第二曝光辐射具有振幅a₂。这是使用非相干曝光辐射的结果。 

在扫描SLM装置中，沿着SLM的长轴、方向，微反射镜的照明是部分或局部相干的。换句话说，两个毗邻的像素被相干照明，并将在图像中产生彼此的干涉。两个毗邻的像素一起给出了振幅a_sum，其取决于由各个反射镜传播的辐射的相位角。取决于相对相位的相干效应，产生在（|a₁|-|a₂|）和（|a₁|+|a₂|）之间的振幅以及在（|a₁|-|a₂|）²和（|a₁|+|a₂|）²之间的照明值i_sum。其中选择a₂作为具有较小振幅的成分。因此，第二像素可加或减来自于第一像素的振幅。求振幅的总和（增加的或减去的）的平方，以计算所得到的强度。这称为部分相干成像。相邻像素之间的干涉可由相干函数调整，相干函数由照在SLM上的光的角分布来确定。通过选择不同的角分布，可产生与SLM上的反射图案接近类似的图像，或替代地通过干涉放大所有的边缘。在光刻时，具有特定数量的干涉环的图像通常是优选的，因为其增强了细线的打印。在关于光学的课本（例如Born和Wolf的“光学原理”）中可发现该理论，而且诸如PanoramicTech的Panoramic的商业软件可用于精细调整打印特性。小特征的灵活性和增强存在于SLM的相干或长方向中。在短的或扫描方向上，由在区域的表面上移动的单行像素的顺序打印创立图像。这提供了更少的灵活性，且特别是缺少增强小特征的选择。我们称其为非相干方向。 

在具有单行SLM像素的扫描系统中，沿着SLM的长轴和窄轴书写的像素将具有在以下几个方面不同的特征：以不同剂量打印数据中的尺寸、不同的等焦剂量（iso-focal dose）、不同的分辨率和不同的焦深。应用非对称的数值孔径（NA）可部分地使沿着长轴和窄轴的特性相等，例如通过使分辨率相同，但是使分辨率相等不会校正焦深中的差别或等焦剂量（isofocal dose）中的差别。实际上，最差的方向，通常是扫描的非相干书写方向，将决定这种系统的书写性质、可被书写的最小特征、光学系统的尺寸等。 

我们公开了使用称为1.5D SLM的方法和设备。1D SLM具有N x 1个像素，而2D SLM可具有2000x 500或1024x 768个像素。当装置具有N x M个像素，而N是诸如1024、2048、4096、8192或16384的大数字，且M是小于或等于20的更小的数字（例如2、3、4、5、6、8、10、15或20个像素）时，我们称装置为1.5D SLM。 

像素是在数据路径（data path）中作为一个单元对待的且被指定了像素值的SLM的区域。在一些情况下，像素可为单个微反射镜，在其他情况下， 像素可为由相同像素值控制的一组反射镜。在图6A中示出了M=2的1.5DSLM 600的部分。存在许多小反射镜601，并且一组小反射镜601聚集形成像素604。对于衍射操作，能够以模拟方式控制反射镜，即可将反射镜置于例如由像素值指定的许多状态之一。另外的重要方面是它们以衍射模式，即通过控制光的相位工作且由在反射镜中和反射镜之间的干涉间接调制像素的强度。考虑到反射镜足够精确地制造得以可预知的方式彼此干涉，多个反射镜可以用作一个像素，并且依然形成工件上的单个衍射受限光斑。 

以相同的像素值控制一个像素中的反射镜。然而，不需要完全一致地控制反射镜，例如一些反射镜可以向左倾斜，而其他的可以向右倾斜。装置由激光束照明，激光束在区域603上实质上是相干的，区域603在长的（水平的）方向上跨越几个像素，而在短的方向中跨越整个装置宽度。图6B和6C分别示出了M=3和4的情况。这两种情况在扫描方向中包括更多的行。图6D示出了M=8的情况，而且示出了每一个像素604可仅由一个反射镜601构成。本发明不限于具有许多反射镜的像素，尽管大多数示例和附图示出了这种SLM。 

1.5D SLM与现有技术不同的是：长的方向中的部分相干光和短的方向中的相干光分布，跨越多于一个像素相干。特别是，相干在短的方向中可跨越整个装置（或其被照明的部分）。替代地，如图4中所示，在短的方向中的照明可由少量的相干，但是每一个都跨越多于一个像素或整个装置宽度的互相非相干光分布410、411、412构成。 

1.5D SLM的使用帮助解决在x和y上的不同特性（1D SLM所具有的）。1D SLM对系统设计者来说是有吸引力的，因为其能被连续激光或脉冲激光照明，脉冲激光以至少与每时间单元内扫描的像素数量一样高的频率工作，并且有时以在几十或几百兆赫范围中的频率工作。1D SLM有效地使用光场，且可垂直于阵列或以一角度扫描1D SLM。可沿着直线或曲线路径扫描1DSLM。 

为了解释本发明如何减轻图像中的非对称性，考虑成像理论是有用的。在长的方向中，SLM被部分相干光照明。部分相干意味着如果两个点彼此靠近则两个点的电场是相关的，而如果两个点分开一段距离则两个点的电场是非相关的。相关的大小为分开距离的函数。该大小称为相干函数。按照相干理论中的Van Cittert-Zernike定理，相干函数由照明SLM的光的角分布决 定。存在高相干性的区域选择为跨越三个至四个像素在光刻中是平常的。一旦知道了相干函数，即可使用商业软件计算或模拟图像特性。计算图像的一个方式是将光源分成互相不相干的源点的集合，计算由来自于每一个源点的光产生的图像，并对所有图像求和。 

为了计算在扫描方向中来自1D SLM的图像，假设每一位置在扫描期间都相干，并计算图像，且对所有图像求和。在相邻像素之间不存在干涉，因为每一图像中仅涉及一个像素。不同像素的图像在不同的点处及时打印。 

对于1.5D，照明在短的方向中依然是相干的，但是对于每一图像使用两个或更多的像素，且这两个或更多的像素可彼此干涉。工件移动一个像素单元，计算后面的图像，并相应地修改装载入SLM中的数据。图像是在扫描图像线（image line）时产生的图像的总和。有些意外的是，给出了具有与由长的方向中的部分相干照明产生的图像类似的特性的图像。在SLM上的照明的强度分布在长的方向中具有相干函数的函数。为了得到小的非对称性，在短的方向中的照明区域应该具有与长的方向中的相干函数的尺寸近似相同的尺寸。容易计算作为相干图像的总和的图像，并且可修改照明轮廓（例如在傅里叶平面（Fourier plane）中有滤波器)以精细调整图像特性。在相同发明人的美国专利No.7,215,409中的不同的上下文中描述了使用相干光产生具有部分相干图像特性的图像。 

在M=2的仅具有两行的1.5D SLM中，在方向之间仅存在部分均等。关于M=2，已经获得了优势，例如，细黑线的增强。对于更多的行，M=3、M=4或更高数值给出了更相等的特性。细明线的良好的打印需要M=4或更高。对于M=8或10，在x和y之间，特性实质上不能区别。图7示出了x-y非对称如何随像素M的数量的增加而下降。附图仅指示了一般情况，且取决于像素尺寸、NA、光栅化（rasterization）方法以及绘制的非对称的类型，精确的形状可随系统的不同而变化。 

同时，电子地反馈至SLM的像素值的量与M和像素率（pixel rate）之间的平衡成比例，并且均等（equalization）的效果必须随情况的不同而确定。在特定情况中，将存在必须通过详细的计算、与详细要求的比较和系统性能的估计以及使用不同替代的成本来解决的平衡。 

图4示出了M=2的1.5D SLM的截面。每一个像素401、402由许多反射镜409形成，许多反射镜409由共同的端子（terminal）404驱动。将阵列 分为两个部分，为了清楚的显示，将两个部分的像素交错显示。两个部分从顶部端子408和底部端子403驱动。照明在两种像素上分布并相干，且在长的方向中具有相干区域407。当类似地转变SLM图像时，形成的相干区域将顺序地形成在x方向中，因此在x和y之间产生对称。投射光学系统在x和y中可具有不同的缩小率。反射镜能够有几个类型，例如倾斜的或上下移动的、菱形形状的、矩形的、H形的、平的或具有相位台阶（phase step）（在受让给Micronic Laser Systems AB或Micronic MyData AB的在先专利申请中详细说明）。 

将SLM上的照度I示为410。照度410在u方向中是相干的。替代地，可存在两个或更多的内部相干但不互相相干的光分布411、412，其至少部分地照明两种像素。光分布可来自两个不同的激光器或来自一个激光器，并由激光脉冲的时间延迟或由偏振而分开。 

应用环境 

所公开的本发明特别有用的环境包括具有中继光学系统的旋转臂打印装置，其在臂的一端具有轮轴（hub），而在另一端具有光学系统，该装置将图像信息与工件的表面耦合。在轮轴（hub）处的光学耦合可在旋转轴上或在旋转轴外。后面的部分提供有创造性的转子（rotor）系统的背景资料，其对于理解1.5D SLM的作用是有用的。 

转子（rotor）臂系统可对工件进行书写。转子（rotor）臂系统使用静止的光学图像装置以调制中转的图像信息。在静止的光学图像装置和工件的表面之间，转子（rotor）臂系统沿着至少一个旋转臂的光学系统中转图像信息。通过在工件的表面上重复地扫描弯曲条，通过将SLM的图像顺序缝合（stitching）在一起，邻接的图像可从重叠部分图像书写到工件上。 

转子（rotor）可具有几个臂，例如2、3、4、6或8个臂，因此在每个时间单元内倍增扫描的表面区域。笨重、复杂、易损坏的机械部分，或昂贵的部分，或需要许多连接和公共机构（service）的部分可静止地设置于靠近转子的中心或轮轴，并由多个臂分享。通过径向臂，在位于转子的轮轴处或位于转子的轮轴附近的静止图像装置和工件之间中转图像。 

图1描述了转子扫描系统的示例，其具有三个臂和在轮轴148的相对侧被书写的一对工件111、112。该系统可具有100%的工作时间（duty cycle）。 每一个转子通过60°的弧书写。每次仅一个臂140选择性地在两个工件上书写。本发明的一些特别有益的应用涉及在电子基板上书写图案，电子基板例如，晶片的前面和后面；PCB；拼装的、插入的且柔性的互连基板；以及掩模、掩模母版（stencil）、样板和其他的原版（master）。同样地，转子书写装置可用于图案化显示器、电子纸、塑料逻辑电路（plastic logic）和光伏电池中的面板。可通过光刻胶的曝光来图案化，也可以通过光的其他行为（例如热或光化学工艺：熔化、蒸发、烧蚀（ablation）、热熔融、激光导致图案转移、退火、热解以及光致蚀刻和沉积）来实现。 

转子系统取代具有极性扫描运动（polar scanning motion）的笛卡尔平台（Cartesian flatbed）xy台的惯常的运动装置。潜在的益处包括高产量、低成本和机械简易性。通过旋转运动来完成扫描行为，旋转运动比直线运动在机械上更易达到高准确度。在转子的外围上的点的位置准确度由轴承（bearing）的质量和角度编码器（angle encoder）的准确度决定。这两种元件都被源自于高质量。旋转减少了在扫描期间和在扫描行程（scanning stroke）之间的振动和瞬时力。尽管往复直线运动需要每一行程反转他们的动量两次并在这么做时产生强烈的扰动，但平衡良好的转子实质上对支撑结构不发出振动或反作用力。转子可具有较高的扫描速度，而较少的机械消耗（mechanicaloverhead）。具有几个臂的转子使用几乎整个循环用于书写。例如，具有四个臂的转子可扫描通过80°的弧。由于循环为360度，转子扫描4x 80=320度。往复运动需要更多的机械消耗。用于往复运动的消耗随着增加的扫描速度而变得更大。 

转子系统可具有非常高的数据速率（data rate）和产量，并且可用于其他类型的图案化，其中以下特征是有益的：照相排版（photo setting）、打印、雕刻（engraving）、安全标记（security marking）等。转子具有平滑运动和小的机械消耗，即使是在例如60、120、300、600r.p.m.或更高的旋转速度。扫描速度，即转子的周速，可高于可比较的往复系统，例如2、4、8、20m/s或更高。 

实际上，一个装置可具有直径1米，每秒旋转3.3次以及20g的向心加速度的转子。加速力为旋转部件提供恒定的力，例如重量50克的透镜将受到10N的向外的恒定力。在四个臂和旋转速度下，系统以10m/s的周速每秒书写13个行程，对于往复台机械速度是不切实际的。此外，由于轴承的 适当的平衡和设计，运动将是平滑的，且具有高的机械精度，需要少的能量用于维持。如果图像产生器为使用恒定2MHz帧频的SLM，则SLM的重新加载将沿着扫描方向每5微米发生一次，并且像素尺寸为5x 5微米，允许书写小于15微米的线宽。 

该转子具有曲线扫描路径。对于许多图案，当转子在±60度取向时，扫描路径关于图案取向成大约45度。这使得对于SLM图像的每一次重新加载有必要重新计算像素值。然而，随着每一次SLM的重新加载，仅通过投射的SLM高度的一小部分来推进扫描。因此，重新计算像素值所需要的多数数据将来自于最后的重新加载。 

图5描述了使用直的扫描路径的多种系统。当扫描路径是直的时，变换缓冲器（shift buffer）可重新使用像素行之间的数据。通过同步变换频率与扫描一个像素高度所需的时间来实现重新使用，如在U.S.7,719,753中由Meisburger所描述的。作为Meisburger所述的改进，其使用了开关像素（on-offpixel）来代替衍射灰阶像素（diffractive gray-scaled pixels），当SLM重新加载频率设定为变换频率（其与扫描一个像素高度所用时间同步）的整数倍时，可使用两个或更多的变换缓冲器。利用两个变换缓冲器，可计算对齐行与像素中间和边缘位置的灰阶像素值（gray scale pixel values）。然后，将交替地从两个变换缓冲器装载SLM，使重新加载频率加倍，而不需要针对每一次重新加载全部重新计算。 

图2进一步示出了采用具有变形光学系统（anamorphic optics）的所谓的一维SLM，将其与1.5D光学系统相比较。在U.S.2010/0208329Al中发现关于该构造的更多细节。光源205（弧光灯、气体放电器件、激光器、激光器阵列、激光等离子体、LED、LED阵列等）照明一维SLM 204。将反射的（通常情况下或者为透射的）辐射投射为工件201上的线段203。驱动SLM的数据随着工件的扫描207而改变，以建立曝光图像。强变形光学系统206集中来自列（或行）中的多个反射镜的能量于图像中的点，并且整个二维被照明阵列形成窄的线段203，其在工件上被扫描。在一个维度中，变形光学系统缩小被照明区域，例如缩小2x至5x，所以60毫米宽的SLM将成像在30至12mm长的线段上。沿着短的维度，变形光学系统强烈缩小反射镜列以聚焦在例如3微米宽的窄区域上，即，实质上单个分辨线（resolved line）上。替代地，该区域可为1或5微米宽，或者为小于10微米宽。在3微米 宽的区域上的聚集可涉及从近似240微米至3微米的80x的缩小率。变形光路缩小反射镜的行至这样的程度：在像面处组合且不分辨（resolved）单独反射镜。如在相关专利中所述，可将SLM安置在一平面中，该平面沿着SLM的一个维度在清晰的焦点内，且沿着另一维度是散焦的。这将降低透镜系统的临界性。 

与此相反，1.5D SLM将使用较少的变形光学系统。在一个装置中，其中每一个微反射镜沿着长轴具有10微米的投射宽度，五行微反射镜可具有沿着窄通路（narrow access）50微米的投射高度，使得像面上的投射反射镜实质上为正方形，意味着图像中像素的x和y维度实质上是相等的，或在1:2至2:1的范围内。这可参考图2而示出，其中七个实质上正方形的（H形的）微反射镜作用为单个像素。相似地，在图3中，示出的十四个微反射镜作用为两个像素。在任一例子中，投射像素长度（中心到中心距离）沿着长轴，作用为单个像素的七个微反射镜的投射高度将为6.7至10微米。对于五个像素高，投射高度将为33.3至50微米。对于该更受限的倍缩，作用为单个像素的单组反射镜如果交叠位置将被投射为清楚的。因此，沿着窄轴的干涉和衍射效应将产生相干效应。亦即，来自具有匹配相的毗连反射镜的重叠投射将具有增加的振幅。具有相反相的重叠投射将具有消减的振幅。 

利用消减的振幅，负振幅（所谓的负黑（negative black））可用于锐化边缘对比度。 

通过偏振控制132，激光能量在两个SLM 147和149之间转换，并且数据流也在SLM之间转换。因为激光器120和数据路径135在书写器中的最昂贵的模块之中，所以当SLM和臂中的光学系统分别具有50％和33％的较低工作时间（duty cycle）时，该实施例已经被设计为100％的时间使用激光和数据通道。例如，该实施例可为具有三个旋转臂140A-C的书写系统的示例。对于这些臂和中继光学系统，存在多种替代设计。附图概念地描述激光器120和发送数据至两个SLM 130的控制器135，这些数据被中转132、147、149至旋转臂。附图示出了每个臂如何在每个SLM的前方移动，以及如何在工件111、112上书写一系列同心的印记（stamp）。尽管两个工件被示出在该附图中时，但取决于工件的尺寸，可将更多的工件安置在转子下方。当该示例描述为书写系统时，中转的方向可仅仅轻易地从工件返回至一对探测器，该对探测器安置在激光器120的位置或其他地方。在替代构造中，可使 用一个工件、四个臂。 

本技术的一些特别有用的应用涉及电子基板上书写图案，电子基板例如为晶片的前面和后面、PCB、拼装的、插入的和柔性互连基板以及掩模、掩模母版、样板和其他的原版（master）。同样地，转子书写器可用于图案化显示器、电子纸、塑料逻辑电路（plastic logic）和光伏电池中的面板。可通过光刻胶的曝光来图案化，也可以通过光的其他行为（例如热或光化学工艺：熔化、蒸发、烧蚀（ablation）、热熔融、激光导致图案转移、退火、热解以及光致蚀刻和沉积）来实现。 

一些特定实施例 

所公开的本发明包括曝光工件上的辐射敏感层的微光刻系统。该系统包括长且窄的SLM，该SLM沿着长轴具有至少1000个微反射镜，而沿着窄轴具有2至20个微反射镜。该SLM以衍射模式工作，以调制并中转辐射。该系统进一步包括照明装置，其采用局部相干且连续或准连续的辐射照明SLM。准连续的辐射意指具有重复速率的脉冲辐射，该重复速率是重新加载调制SLM的数据的速率的至少5倍并不与该数据同步，或者如果同步，该重复速率可为重新加载频率的任意整数倍。在许多示例中，尽管重新加载频率可在1至2MHz的范围内，但准连续的辐射在几百兆赫的脉冲频率范围内。该系统进一步包括中继光学系统，其将来自SLM微反射镜的辐射投射至像面。该投射提供对于微反射镜到像面的不同映射（distinct mapping），其采用沿着窄轴的局部清空（clearance），以产生增加的及消减的相干强度效应。这些相干强度效应包括减少来自毗邻反射镜的辐射的组合振幅，导致衍射和锐化像面上的边缘清晰度。系统进一步包括扫描机械装置，其在SLM调制投射辐射时，在像面上扫描投射辐射。 

可选地，系统在工件上扫描直线。在该情况中，系统可包括至少一个变换缓冲器，其在扫描机械装置推进扫描时允许调制SLM的数据通过缓冲器变换，而不需重新计算，因此减少了调制SLM的数据的计算负荷。如上所述，这允许随着扫描的每一次推进，重新计算或重新加载在变换缓冲器的一个边缘的仅一部分数据。 

替代地，扫描机械装置可扫描工件上的曲线路径。那么，当扫描机械装置推进扫描时，系统必须包括逻辑单元以重新计算或重新加载连续调制SLM 的数据。 

在一些实施例中，微反射镜可具有大的高宽比（aspect ratio），其沿着SLM的窄轴大于或等于2:1。在这些装置中，中继光学系统以比沿着长轴的缩小率更大的沿着窄轴的缩小率缩小来自SLM的辐射。有时，变形缩小率在工件上产生大高宽比微米量级的近似方形的投射区域。近似方形具有在2:1和1:2之间的高宽比。 

在一些装置中，SLM沿着窄轴具有10个或较少个微反射镜宽。 

所公开的本发明也包括使用所谓的1.5D SLM的方法。该方法涉及利用长且窄的SLM图案化基板，该SLM具有至少1000个微反射镜长且2至20个微反射镜的宽。该方法包括以衍射模式操作SLM以调制和中转辐射。该方法包括采用局部相干且连续或准连续的辐射照明SLM。在上面已解释了准连续的含义。该方法进一步包括扫描从SLM中转通过中继光学系统的辐射遍及像面，该中继光学系统以与SLM像素不同的映射将扫描辐射投射至像面，映射利用沿着SLM窄轴的局部相干，以产生增加的和消减的相干特性，并锐化边缘位置。增加的和消减的相干特性和边缘锐化的设备讨论适用于该方法。 

该方法可选地涉及实质上以工件上的直线扫描辐射。实践这种替代，该方法可进一步包括在扫描推进时通过变换缓冲器变换调制SLM的数据，而不需重新计算，因此减少用于调制SLM的数据的计算负担。 

替代地，该方法可涉及沿着曲线路径扫描辐射。在这样的装置中，该方法可涉及在扫描推进时重新计算用于SLM中的行的数据。 

有时，该方法实践为使用具有大的高宽比（沿着阵列的窄轴大于或等于2:1）的像素。那么，该方法进一步包括中继光学系统，其以沿着窄轴的较大的缩小率变形地缩小来自SLM的辐射。在一些示例中，该变形缩小率可在工件上产生来自大的高宽比像素的近似方形的投射区域。 

在一些装置中，该方法实践为使用沿着窄轴为10个或更少个微反射镜宽的SLM。预期的是修改和组合对于本领域技术人员来说是容易想到的，该修改和组合将在本发明的精神内，且在所附权利要求的范围内。 

Claims (14)

1.一种微光刻系统，该微光刻系统曝光工件之上的辐射敏感层，该微光刻系统包括：

SLM，在长轴上具有至少1000个微反射镜，而在窄轴上具有2至20个微反射镜，该SLM以衍射模式工作，以调制并中转辐射；

照明装置，采用局部相干且连续或准连续的辐射照明所述SLM；

中继光学系统，以与所述微反射镜不同的映射将来自于所述SLM的微反射镜的辐射投射至像面上，该映射利用沿着所述窄轴的局部相干，以产生增加的和消减的相干强度效应并锐化所述像面上的边缘清晰度；以及

扫描机械装置，在所述SLM调制投射辐射时，该扫描机械装置在所述像面上扫描所述投射辐射。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述扫描机械装置在所述工件上扫描直线，所述系统进一步包括至少一个变换缓冲器，该变换缓冲器在所述扫描机械装置推进所述扫描时允许调制所述SLM的数据通过所述缓冲器变换而不重新计算，因此减少用于调制所述SLM的数据的计算负荷。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述扫描机械装置在所述工件上扫描曲线路径，所述系统进一步包括逻辑单元以在所述扫描机械装置推进所述扫描时重新计算连续地调制所述SLM的数据。

4.根据权利要求1至3中任一个所述的系统，其中所述照明装置照明所述SLM的重复速率是调制所述SLM的数据的重新加载速率的至少100倍大。

5.根据权利要求1至4中任一个所述的系统，其中所述微反射镜具有大高宽比，沿着所述SLM的窄轴大于或等于2比1，而且所述中继光学系统沿着所述窄轴以更大的缩小率变形地缩小来自于所述SLM的辐射。

6.根据权利要求5所述的系统，其中将大高宽比的所述微反射镜变形地缩小到所述工件上的近似方形的投射区域。

7.根据权利要求1至6中任一个所述的系统，其中所述SLM沿着所述窄轴为10个或更少个微反射镜宽。

8.一种使用SLM图案化基板的方法，该SLM至少有1000个微反射镜长，而有2至20个微反射镜宽，所述方法包括：

以衍射模式操作所述SLM，以调制并中转辐射；

采用局部相干且连续或准连续的辐射照明所述SLM；

在像面上扫描从所述SLM中转通过中继光学系统的辐射，该中继光学系统以与所述SLM像素不同的映射将扫描辐射投射至所述像面上，该映射利用沿着所述SLM的窄轴的局部相干，以产生增加的和消减的相干特性并锐化边缘位置。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在工件上以实质上的直线扫描所述辐射；以及

在所述扫描推进时，通过变换缓冲器变换调制所述SLM的数据而不重新计算，因此减少了调制所述SLM的数据的计算负荷。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在所述工件上沿着曲线路径扫描所述辐射；

在所述扫描推进时，重新计算连续调制所述SLM的数据。

11.根据权利要求8至10中任一个所述的方法，还包括：以准连续脉冲重复速率照明所述SLM，该重复速率是调制所述SLM的数据的重新加载速率的至少100倍大。

12.根据权利要求8至11中任一个所述的方法，其中所述微反射镜具有大高宽比，沿着所述SLM的窄轴大于或等于2比1，所述方法还包括所述中继光学系统沿着所述窄轴以更大的缩小率变形地缩小来自于所述SLM的辐射。

13.根据权利要求12所述的方法，其中将大高宽比的所述微反射镜变形地缩小到所述工件上的近似方形的投射区域。

14.根据权利要求8至13中任一个所述的方法，其中所述SLM沿着所述窄轴为10个或更少个微反射镜宽。

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