CN103376669B - 网格加密方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种网格加密方法，其中公开了用于以因子n(n＜1)减小临界尺寸(CD)光刻工艺的方法的一个实施例。该方法包括：提供具有第一像素面积S1的图案发生器以产生具有等于n2*S1的第二像素面积S2的数据网格，其中，图案发生器包括具有多个网格段的多段结构，网格段均包括第一组网格段和第二组网格段，第一组网格段均被配置为在第一方向具有偏移；以及在光刻工艺期间，在垂直于第一方向的第二方向上扫描图案发生器，使得第二组网格段均被控制为具有时延。

Description

网格加密方法
临时参考
本申请要求于2012年4月13日提交的名为“Grid Refinement Method”的美国临时申请61/623,959的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
交叉参考
本发明涉及以下共同转让的美国专利申请，它们的内容结合于此作为参考：2012年2月8日由Wen-Chuan Wang等人提交标题为“A MULTIPLE-GRIDEXPOSURE METHOD”的美国序列号No.13/368,877。
技术领域
本发明总的来说涉及半导体领域，更具体地，涉及网格加密方法(gridrefinement method)。
背景技术
半导体集成电路(IC)工业经历了快速增长。在IC发展的进程中，通常增大了功能密度(即，每个芯片面积的互连器件数量)，而减小了几何尺寸(即，使用制造工艺可制造的最小部件(或线))。这种以比例缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。这种以比例缩小也增加了处理和制造IC的复杂性，为了实现这些进步，在IC制造方面需要类似发展。
例如，随着半导体工艺追求更高器件密度、更高性能以及更低成本而发展到纳米技术工艺节点，对光刻工艺提出更加严格的要求。例如，已利用诸如浸没式光刻、多重图案化、极紫外(EUV)光刻和电子束光刻的技术来支持更小器件的临界尺寸(CD)需求。然而，这种光刻方法可能导致对更小器件所需的CD产生不利影响的截断误差。已经使用诸如增加曝光网格中的像素数量和预曝光数据准备/计算的特定补偿法来减小截断误差。然而，这些补偿法增加了制造的时间和成本。因此，虽然现有的光刻方法通常已满足要求，但是它们不能在每个方面都令人满意。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种以因子n减小临界尺寸(CD)的光刻工艺的方法，其中n＜1，包括：提供具有第一像素面积S1的图案发生器以产生具有等于n2*S1的第二像素面积S2的数据网格，图案发生器包括具有多个网格段的多段结构，网格段包括第一组网格段和第二组网格段，第一组网格均被配置为在第一方向具有偏移；以及在光刻工艺期间，在垂直于第一方向的第二方向上扫描图案发生器，使得第二组网格段均被控制为具有时延。
优选地，图案发生器具有以因子1/n2增加的像素数量，并且图案发生器的数据量与1/n2成比例。
优选地，图案发生器被设计为产生2m个灰阶，并且图案发生器的数据量与m/n2成比例。
优选地，图案发生器被设计为具有从2m减少至2m-a的灰阶，参数“a”大于0，并且图案发生器的数据量与(m-a)/n2成比例。
优选地，图案发生器中的网格段的数量等于1/n2。
优选地，每个网格段均包括沿着第二方向在每列中具有(2m-1)个像素的网格阵列，并且数据网格具有2m个灰阶。
优选地，每个网格段均包括沿着第二方向在每列中具有(2m-a-1)个像素的网格阵列，并且数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”大于0。
优选地，图案发生器中的网格段的数量等于1/n。
优选地，每个网格段均包括在第一方向上定向的(2m-1)/n个像素行，并且数据网格具有2m个灰阶。
优选地，(2m-1)/n个像素行包括(2m-1)组，每一组都包括被配置为在第一方向上相互偏移的1/n个像素行。
优选地，每个网格段均包括在第一方向上定向的(2m-a-1)/n个像素行，并且数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”大于0。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于光刻工艺的图案发生器，形成在以因子n减小临界尺寸(CD)的数据网格中限定的曝光量，其中n＜1，包括：多个网格段，被配置为使得一组网格段可被控制为在光刻工艺期间具有时延；多个像素，配置在网格段中，以因子1/n2增加像素数量；并且图案发生器中的像素的像素面积等于数据网格的像素面积乘以1/n2。
优选地，图案发生器被设计为产生2m个灰阶，并且图案发生器的数据量与m/n2成比例。
优选地，图案发生器被设计为具有从2m减少至2m-a的灰阶，参数“a”大于0，并且图案发生器的数据量与(m-a)/n2成比例。
优选地，网格段中的多个像素均包括正方形或矩形的形状。
优选地，图案发生器中的网格段的数量等于1/n2。
优选地，每个网格段均包括在第二方向上扩展的每一列中具有2m-a-1个像素的网格阵列，并且数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”等于或大于0。
优选地，图案发生器中的网格段的数量等于1/n。
优选地，每个网格段均包括在第二方向上扩展的每一列中具有n*(2m-a-1)个像素的网格阵列，并且数据网格具有2m-a个灰阶。
优选地，将列中的(2m-a-1)/n个像素分为(2m-a-1)组，每一组都包括被配置为在第一方向上相互偏移的1/n个像素，参数“a”等于或大于0。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于光刻工艺的方法，使用图案发生器形成在具有第一像素尺寸的数据网格中限定的曝光量，图案发生器的第二像素尺寸大于第一像素尺寸，方法包括：接收具有多个网格段的图案发生器；以及对衬底执行曝光工艺，从而在衬底上形成光刻胶图案，执行曝光工艺包括：在第一方向上扫描图案发生器；以及在图案发生器的扫描期间，控制第一组网格段以在段之间具有时延。
优选地，图案发生器包括第二组网格段，第二组网格段均被配置为在垂直于第一方向的第二方向上在段之间具有相应的偏移。
优选地，在图案发生器的扫描期间控制第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于图案发生器：
t＝t0+(l-1)(2(m-a)-1)Δt0+yΔt
l ∈ 1 ~ 1 n 2 , a ≥ 0 .
优选地，在图案发生器的扫描期间控制第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于图案发生器：
t = t 0 + ( y n ( 2 ( m - a ) - 1 ) + x ) Δt 0 + yΔt .
α≥0
优选地，在图案发生器的扫描期间控制第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于图案发生器：
t = t 0 + [ ( 1 n - 1 ) + y ] ( 2 ( m - a ) - 1 ) Δt 0 + yΔt .
α≥0
附图说明
当参照附图阅读时，根据以下详细描述可以更好地理解本发明。需要强调的是，根据行业标准惯例，各个部件没有以比例绘制。事实上，为了讨论的清楚，可以任意增大或减小各个部件的尺寸。
图1至图6以及图8至图9是示出各个实施例中根据本发明的各个方面的用于光刻工艺的方法的示意图。
图7是在一个实施例中根据本发明的各个方面的用于光刻工艺的数据网格的俯视图。
图10至图12在各个实施例中根据本发明各个方面以俯视图示出的数据网格和用于数据信号输出的公式。
具体实施方式
以下发明提供了用于实现本发明的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下描述了部件和配置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例而不用于限制。例如，在下面的描述中第一部件形成在第二部件之上或第二部件上可以包括第一部件和第二部件被形成为直接接触的实施例，还可以包括可形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。此外，本发明可以在各个实例中重复参照的数字和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，但其自身并不表明所讨论的各个实施例和/或配置之间的必要关系。而且，可以以不同于本文示出的示例性实施例的方式来排列、组合或配置文中公开的部件而不背离本发明的范围。应该理解，虽然未在文中明确描述，本领域技术人员能设计出各个同等设备，体现了本发明的原则。
随着半导体制造技术持续发展，已利用光刻工艺来实现增加功能密度并且减小器件大小。光刻的一种形式是电子束(e-beam)光刻。在电子束光刻中，电子束装置在覆盖有电子束敏感光刻胶膜(或光刻胶膜)的衬底表面上方以图案化方式发射电子束。该工艺可以称为曝光工艺。随后利用显影工艺根据光刻胶膜为正性或负性来选择性地去除光刻胶膜的曝光区域或废曝光区域。显影光刻胶膜生成图案化的光刻胶膜，其可在后续制造工艺中用作图案化掩膜来图案化衬底(或衬底的其它层)。
参照图1至图12，以下根据各个实施例描述用于光刻工艺的方法。图1是在一个实施例中根据本发明的各个方面示出曝光方法的示意图。在图1中，图表20示出当集成电路(IC)制造工艺到达先进技术节点时，临界尺寸(CD)缩小到更小的尺寸。因此，数据网格缩小至更小的像素大小。数据网格是指形成在光刻胶层上并在网格结构中限定的图案。可以改变每数据网格的曝光量(或曝光密度)，但不能在数据网格的一部分中独立改变曝光量。在这个实施例中，相应地缩小数据网格，使得可以以合适的分辨率来曝光小部件。在一个实例中，CD从X缩小至nX，其中，n小于1，诸如0.7。相应地，数据网格22通过相同的因子n缩小至数据网格24。像素面积以因子n2缩小。
在本实施例中，通过图案发生器将IC图案(或IC布局设计)转印至光刻胶膜。图案发生器是能在光刻曝露工艺期间通过光刻装置(诸如电子束光刻装置)产生光刻曝露图案的结构。在一个实施例中，图案发生器包括具有多个像素的微电子机械系统(MEMS)，每个像素可独立操作为“开启”(对于曝光量而言)或“关闭”(不曝光)。图1根据一个实例以俯视图示出图案发生器26。图案发生器26包括以阵列排列的多个像素。可以在两个状态“开启”和“关闭”(表示信号1或0)之间独立并且动态地控制每个像素。例如，当像素处于“开启”状态时，电子束可以直接穿过该像素。当像素处于“关闭”状态时，阻挡电子束穿过像素。在光刻工艺期间，电子束直接到达图案发生器，通过连接至每个像素并且寻址每个像素的控制电路来控制图案发生器以单独开启或关闭每个像素。
此外，当CD从X缩小至nX时，图案发生器26以相同的因子n缩小至图案发生器28。也就是说，图案发生器26具有像素尺寸X，而图案发生器28具有像素尺寸nX。
在这个实施例中，存在各个挑战。第一，考虑到每个像素均具有自己的与该像素连接并配置在像素的对应区域中的控制电路(像素控制电路)，很难或者不可能实现缩小图案发生器的像素大小。具体地，像素控制电路被配置为邻近像素的有源部分(诸如像素的移动元件)并占据像素的特定表面积，按比例缩小由于表面积冲突而具有限制。
第二，通过缩小像素大小，以因子1/n2增加图案发生器的单元面积中的像素数量。以相同因子来增加用于控制图案发生器的数据。如图1所示，以大于1的因子1/n2来增加数据量。例如，如果n为0.7，数据量约为两倍。
在一个实施例中根据本发明的各个方面，参照图2作为示意图进一步描述图1的方法。具体地，在左表30中示出缩小前的图案发生器和数据网格，而在右表31中示出缩小后的图案发生器和数据网格。在缩小前的左表30中，图案发生器32包括阵列中的多个像素。在这个实例中，图案发生器32具有排列为正交矩阵的像素。在图2中示出X坐标和Y坐标作为参考。图案发生器32的像素排列成多行。每一行都在X方向上扩展并包括Nx个像素。类似地，图案发生器32的像素排列成多列。每一列都在Y方向上扩展并包括Ny个像素。图案发生器中的像素总数为Nx*Ny。每个像素均具有相同的尺寸G。
在光刻工艺期间，图案发生器32被如此配置并且沿着Y方向以相对于光刻胶膜的速度V在光刻胶膜上方扫描。示出了对应的数据网格34。数据网格34中的像素的像素尺寸G与图案发生器32的像素尺寸相同。当如此曝光域(field)时，图案发生器32跳到另一域并且在下一域中重复类似的扫描。由此，利用成像至光刻胶膜的一个或多个IC图案来曝光涂覆在衬底上的光刻胶膜。数据网格中的每个域都是具有在X方向上限定的宽度并且覆盖Nx个像素的带。通过图案发生器32的对应列中的Ny个像素来扫描数据网格34中的每个像素。因此，该像素中的曝光量(电子密度)是对应列中的Ny个像素的总体结果，或者是图案发生器的列中的Ny个像素的总曝光量。如上所述，可以单独地开启或关闭每个像素，因此具有两个曝光量：分别表示全量(或最大量)和无(或最小量)。通过各个状态(开启或关闭)的Ny个像素的不同组合，根据曝光量实现Ny+1个灰阶。如果图案发生器中的每个像素的像素密度在适当单元中以“1”表示“开启”状态且以“0”表示“关闭”状态，则通过图案发生器实现的数据网格34的一个像素中的最小密度为0，而最高密度为Ny。可通过各种组合来提供所有其它灰阶1、2、...和Ny-1，因此实现全部Ny+1个灰阶。
当提供m位数据来寻址灰阶时，在图2中以灰阶35示出总灰阶是2m。图案发生器32的每列中的像素Ny的数量需要为2m-1个以提供2m个灰阶。在表36中进一步描述位、灰阶以及像素数量(图案发生器32的每列中)。如表30的“数据量”所示，数据量与参数m成比例。
当图案发生器32沿着Y方向扫描衬底的一个域时，曝光的域具有分布密度并通过数据网格34来表示。例如，图案发生器32的左列中的像素随后扫描数据网格34的左列中的像素。类似地，图案发生器32的第四列中的像素随后扫描数据网格34的第四列中的像素。
在该方法中，当以n按比例缩小CD时，通过具有对应减小到n*G的像素尺寸的另一个图案发生器37来取代图案发生器32。对应的数据网格38同样缩小并具有减小的像素尺寸n*G。相应地，由于以因子1/n2增加了图案发生器37的每单元面积的像素数，因此以因子1/n2增加数据量。如表31的“数据量”所示，与图案发生器37相关的数据量与m/n2成比例。
图3是用于光刻工艺的方法40的示意图，其中具有用于小CD的减小的数据网格而不减小图案发生器的像素尺寸。参照图3共同描述方法40和对应的图案发生器，图3包括用于图案发生器的框42、用于数据网格的框44以及用于数据信号输出的框46。仍然假设以小于1的因子n按比例缩小CD。作为一个实例，参数n是0.5。应当理解，参数n可以是小于1的任意适当的值。将图案发生器48设计为包括沿着扫描方向(即Y方向)配置的多个网格段(或段)。图案发生器48的像素依然保持相同像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何，像素尺寸在X和Y方向上均为G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何，并且像素尺寸在X方向上为G。在用于说明的本实例中，图案发生器48包括分别称为A、B、C和D的四个段。每个段均沿着垂直于扫描方向的方向偏移像素尺寸G的一部分或者被控制以具有延迟的数据信号输出。
数据信号输出是发送至图案发生器48的信号并且控制对应的像素以响应图案数据的“开启”和“关闭”。数据信号输出不是图案数据本身，而是控制像素定时的时钟信号。方法40包括如何定时数据信号输出以实现段之间沿着扫描方向的偏移以及形成具有减小的像素大小的数据网格。
每个段均包括阵列中的多个像素，诸如具有多行(每行都在X方向上扩展)和多列(每列均在Y方向上扩展)的阵列。此外，每行均包括Nx个像素并且每列均包括Ny个像素。为了实现2m个灰阶，每列中的像素数均为2m-1或者Ny＝2m-1。
进一步描述如何设计图案发生器48以及如何形成具有减小的像素大小的数据网格而不减小图案生发器的像素大小。具体地，数据网格的像素大小减小到n*G，但是图案生发器48的像素大小保持为G。
如上所述，图案发生器48的第一段A以速度V在Y方向上扫描通过该域，并且在域中形成曝光图案，曝光图案被限定在第一数据网格50(或数据网格A)中。数据网格50具有相同的数据大小G。在图表“数据信号输出”框46中示出用于第一段的数据信号输出60，其中，Δt0是扫描期间经过一个图案发生器像素的时间，并且t0代表用于扫描对应域的时间零点。
在图案发生器48的本实例中，第二段B与第一段A相似，但第二段B被控制为在光刻工艺期间具有时延Δt。注意，在Y方向上以速度V扫描图案发生器并且经过一个图案发生器像素的行程时间是Δt0。经过图案发生器48的一个段的行程时间是Ny*Δt0或者(2m-1)*Δt0。如果没有时延，则到达第二段的数据信号输出应该为(2m-1)*Δt0，其迟于到达第一段的数据信号输出。因此，来自第一段和第二段的曝光量与对应数据网格中的相同像素同步。通过Δt来延迟第二段B的数据输出信号，事实上，数据信号输出62比到达第一段的数据信号输出60迟(2m-1)*Δt0+Δt。通过Δt来延迟第二段B的数据输出信号，第二段的曝光量相对于第一段的曝光量在Y方向上偏移距离Δy＝V*Δt。也就是说，通过另一个类似于第一数据网格50的数据网格(数据网格B)来限定第二段产生的曝光量，但是在Y方向上具有偏移Δy＝V*Δt。在这种情况下，Δy选择为G/2或者通常是nG。因此，时延选择为n*(G/V)或者n*Δt0。在第二数据网格B中限定的曝光量以及在第一数据网格A中限定的曝光量限定来自段A和段B的总体曝光量。通过在Y方向上具有减小的像素尺寸的总体数据网格52来限定总体曝光量。如“数据信号输出”框46所示，用于第二段B的数据信号输出62是t0+(2m-1)*Δt0+Δt。
图案生成器48的第三段C与第二段B相似，但是被配置为在X方向上相对于第二段具有偏移Δx。Δx是G的一部分，在本实例中为G/2，其中1/n＝2。在数据网格C中限定来自第三段C的曝光量，并且与在数据网格B中限定的来自第二段的曝光量类似，但是在X方向上具有偏移Δx。来自第一段、第二段和第三段的总体曝光量是来自第一段的第一曝光量、来自第二段的第二曝光量以及来自第三段的第三曝光量的总和。通过在Y方向上具有减小的尺寸以及在X方向上具有减小的尺寸的第三数据网格54来限定总体曝光量。如“数据信号输出”框46所示，用于第三段C的数据信号输出64是t0+2(2m-1)*Δt0+Δt。
图案生成器48的第四段D与第三段C相似，但第四段D被控制为在光刻工艺期间相对第三段具有时延Δt。在数据网格D中限定来自第四段D的曝光量，并且第四段D的曝光量与在数据网格C中限定的来自第三段的曝光量相似，但是在Y方向上具有偏移Δy＝V*Δt。来自第一段、第二段、第三段和第四段的总体曝光量是来自第一段的第一曝光量、来自第二段的第二曝光量、来自第三段的第三曝光量以及来自第四段的第四曝光量的总和。通过在Y方向上具有进一步减小的尺寸以及在X方向上具有进一步减小的尺寸的第四数据网格56来限定总体曝光量。如“数据信号输出”框46所示，用于第四段D的数据信号输出66是t0+3(2m-1)*Δt0+2Δt。
总的来说，来自图案发生器48的各个段的总曝光量限定具有减小的像素尺寸的总体数据网格56。具体地，通过选择适当的Δx和Δt，像素尺寸(在X和Y方向上)减小为G*n。以因子n2减小总体数据网格56的像素面积。数据量与m/n2成比例。因此，通过执行方法40和图案发生器48，在不减小图案发生器48的像素大小的情况下，减小数据网格。以因子m/n2增加数据量。应当理解，图案发生器48仅仅是一个实例。图案发生器48可包括不同数量的段，每个段均相对于前一段偏移Δx且延迟Δt。当比例因子n是不同值时，相应地改变段的数量。例如，当n是1/3时，段的数量增加到9。通常来说，由因子1/n2决定段的数量。
图4是用于光刻工艺的方法70的示意图，其中具有用于小CD的减小的数据网格而不减小图案发生器的像素尺寸。参照图4共同描述图案发生器的结构和方法70，图4包括用于图案发生器的框72、用于数据网格的框74和用于数据信号输出的框76。仍然假设以小于1的因子n按比例缩小CD。在一个实例中，比例因子n是0.5。
在方法70中，使用图案发生器78，并且图案发生器78包括被配置为相对偏移的多个段或者被控制为具有与图案发生器48相似的时延。具体地，将图案发生器78设计为包括沿扫描方向(即Y方向)配置的多个段。图案发生器78的像素仍然保持相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何形状，并且在X和Y方向上的尺寸都是G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何形状，并且在X方向上的尺寸是G。在用于说明的本实例中，图案发生器78包括分别标为A、B、C和D的四个段。通过沿着垂直于扫描方向的方向使每个段偏移像素尺寸G的一部分，或者被控制为相对于前一段具有延迟的数据信号输出。
每个段均包括阵列中的多个像素，诸如具有多行(每行均在X方向上扩展)以及多列(每列均在Y方向上扩展)的阵列。此外，每行均包括Nx个像素并且每列均包括Ny个像素。为了实现2m个灰阶，每列中的像素数为2m-1或者Ny＝2m-1。
为了简单起见，不描述相似的部件和动作。然而，图案发生器78与图案发生器48不同，因为四个段被不同地配置。具体地，段B被配置为在X方向上相对于段A偏移距离Δx。段C在X方向上与段A对齐，并且被控制为在光刻工艺期间具有时延Δt，使得曝光量在Y方向上移动Δy＝V*Δt。段D被配置为相对于段C偏移距离Δx。
方法70与方法40不同，由于方法70使用的图案发生器78与图案发生器48不同，并且在光刻工艺期间提供用于适当时延的不同数据信号输出。具体地，用于段A的数据信号输出90是t0。用于段B的数据信号输出92是t0+(2m-1)*Δt0。用于段C的数据信号输出94是t0+2(2m-1)*Δt0+Δt。用于段D的数据信号输出96是t0+3(2m-1)*Δt0+Δt。
如图4所示，在光刻工艺期间，段A形成数据网格A(标为80)。数据网格A的像素尺寸与图案发生器78的像素尺寸相同。在光刻工艺期间，段B形成的数据网格B与来自段A的数据网格A相似，但是在X方向上具有偏移Δx。在数据网格82中限定来自段A和段B的总体曝光量，其中数据网格82在X方向上具有减小的像素尺寸。
在光刻工艺期间，段C形成的数据网格C与来自段A的数据网格A相似，但是在Y方向上具有通过时延Δt实现的偏移Δy＝V*Δt。在数据网格84中限定来自段A、段B和段C的总体曝光量，其中数据网格84在X方向上具有减小的像素尺寸并且在Y方向上具有减小的像素尺寸。
在光刻工艺期间，段D形成的数据网格D与来自段C的数据网格C相似，但是在X方向上具有偏移Δx。在数据网格86中限定来自所有段A、段B、段C和段D的总体曝光量，其中数据网格86在X方向上具有减小的像素尺寸并且在Y方向上具有减小的像素尺寸。
总的来说，来自图案发生器78的各个段的总体曝光量限定具有减小的像素尺寸的总体数据网格86。具体地，通过选择适当的Δx(和Δt)，X方向上(和Y方向上)的像素尺寸减小至G*n。通过因子n2缩小总体数据网格86的像素面积。数据量与m/n2成比例。因此，通过实现方法70和图案发生器78，在不减小图案发生器78的像素大小的情况下，减小数据网格。以因子m/n2增加数据量。应当理解，图案发生器78仅仅是一个实例。当比例因子n是不同值时，图案发生器78可包括不同数量的段，每个段均相对于前一段存在偏移Δx和延迟Δt。
图5是用于光刻工艺的方法100的示意图，其中具有用于小CD的减小的数据网格而不减小图案发生器的像素尺寸。参照图5共同地描述方法100和图案发生器，图5包括用于图案发生器的框102、用于数据网格的框104和用于数据信号输出的框106。仍然假设以小于1的因子n按比例缩小CD。在一个实例中，比例因子n是0.5。
在方法100中，使用了图案发生器108，并且图案发生器108包括控制为具有相对时延的多个段。具体地，将图案发生器108设计为包括沿扫描方向(即Y方向)配置的多个段。图案发生器108的像素仍然保持相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何形状，并且在X和Y方向上的尺寸都是G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何形状，并且在X方向上的尺寸是G。每个段均包括在X方向上具有交替偏移的多个像素行，并且控制一组段以具有时延。
在用于说明的本实例中，图案发生器108包括分别标为110和112的两个段。以下根据本实例进一步描述图案发生器108。第一段110包括在X方向上定向并且交替地配置在Y方向上的两组像素行。第一组像素行被称为A，而第二组像素行被称为B。第一组像素行A包括Ny＝2m-1行，而第二组像素行B同样包括Ny＝2m-1行。每行均包括Nx个像素。将第二组像素行B进一步配置为在X方向上相对于第一组像素行A具有偏移Δx。
第二段112与第一段110相似。第二段112包括在X方向上定向并且交替地配置在Y方向上的两组像素行。在第二段112中，第一组像素行被称为C，而第二组像素行被称为D。第一组像素行C包括Ny＝2m-1行，而第二组像素D同样包括Ny＝2m-1行。每行均包括Nx个像素。将第二组像素行D进一步配置为在X方向上相对于第一组像素行C具有偏移Δx。
根据广泛形式的本实施例，当比例因子n是任意适当值时，诸如1/n是2或3，图案发生器中的网格段的数量等于1/n。每个网格段均包括沿第二方向在每列中具有(2m-1)/n个像素的网格阵列，并且数据网格具有2m个灰阶。将每列中的(2m-1)/n个像素分成(2m-1)组并且每组均包括被配置为在第一方向上相互偏移的1/n个像素。
此外，在光刻工艺期间，将第二段112控制为具有时延Δt，使得曝光量在Y方向上移动Δy＝V*Δt。
方法100与方法40(或方法70)不同，由于方法100使用的图案发生器108与图案发生器48(或图案发生器78)不同，并且在光刻工艺期间提供不同的数据信号输出用于适当的时延。在单个图表中表示第一段110中用于第一组像素行A的数据信号输出120。在单个图表中表示第一段110中用于第二组像素行B的数据信号输出122。尤其是，由于在相同的网格段中交替配置第一组行A和第二组行B，所以为了扫描对应部分，交替地开启或关闭用于第一组(行A)和第二组(行B)的数据输出信号，以便图案发生器能接收用于A行和B行的适当信号。因此，用于行A的数据输出信号120和用于行B的数据输出信号122以相同序列一起构成用于第一段110(包括行A和行B)的总体数据输出信号。更具体地，在一段时间内数据输出信号120开启以扫描用于其对应像素的距离G，同时关闭数据输出信号122。关闭数据输出信号120，同时在相同的时间段内数据输出信号122开启以扫描用于其对应像素的另一距离。在本实施例中，时间段为G/V＝Δt0。随后，数据输出信号120开启、关闭、开启、关闭、...而数据输出信号122关闭、开启、关闭、...。
如数据信号输出120和122所示，第一段110中的第二组像素行B的开始时间不同于第一段110中的第一组像素行A的开始时间。特别地，第一段110中的第一组像素行A的开始时间是t0，而第一段110中的第二组像素行B的开始时间是t0+Δt0。
用于第二段112中的第一组像素行C的数据信号输出124是t0+2(2m-1)*Δt0+Δt。用于第二段112中的第二组像素行D的数据信号输出126是t0+[2(2m-1)+1]*Δt0+Δt。具体地，如信号124和信号126所示，第二段112中的第一组像素行C的开始时间与第二段112中的第二组像素行D的开始时间不同。
在光刻工艺期间，第一段110的第一组像素行A形成的数据网格A的尺寸与图案生成器108的像素尺寸G相同。在光刻工艺期间，第一段110的第二组像素行B形成的数据网格B具有相同像素尺寸G。然而，数据网格B仅在X方向上相对于数据网格A偏移。通过在X方向上具有减小的像素尺寸数据网格114限定来自第一组A和第二组B的总体曝光量。
类似地，在光刻工艺期间，第二段112的第一组像素行C形成的数据网格C的尺寸与图案生成器108的像素尺寸G相同。在光刻工艺期间，第二段112的第二组像素行D形成的数据网格D具有相同的像素尺寸G。此外，数据网格D仅在X方向上相对于数据网格C偏移。通过在X方向上具有减小的像素尺寸数据网格114限定来自第一组C和第二组D的总体曝光量。
然而，由于在Y方向上具有由时延Δt引入的偏移Δy＝V*Δt，来自第二段112的数据网格与来自第一段110的数据网格不同。此外，通过在X方向上具有减小的像素尺寸并且在Y方向上具有减小的像素尺寸的数据网格114限定来自第一段110和第二段112的总体曝光量。
通过实施图案发生器108和方法100，在不减小图案发生器的像素大小的情况下，因此产生的数据网格116具有减小的像素大小n*G，其中，G是图案发生器108的像素大小，而n是比例因子。数据网格116的每个像素中的灰阶数为Ny＝2m-1。以因子m/n2增加数据量。应当理解，图案发生器108仅仅是一个实例。当比例因子n是不同值时，图案发生器108可包括不同数量的段。每个段均具有交替的结构，相邻行在X方向上偏移Δx，并且控制一组段以具有时延Δt。
图6是用于光刻工艺的方法130的示意图，其具有用于小CD的减小的数据网格而不减小图案发生器的像素尺寸。参照图6总体地描述方法130和对应的图案发生器，图6包括用于图案发生器的框132、用于数据网格的框134和用于数据信号输出的框136。仍然假设以小于1的因子n按比例缩小CD。在一个实例中，比例因子n是0.5。
在方法130中，使用了图案发生器108，并且图案发生器108包括控制为具有相对时延的多个段。就配置而言，图案发生器108与图5的图案发生器108相似，但是以不同的数据信号输出来控制。为简单起见，不再本文重复图案发生器108的详细描述。
方法130与方法100不同，由于方法130在光刻工艺期间为时延提供不同数据信号输出。具体地，在对应的图表中表示用于第一段110中的第一组像素行A的数据信号输出150。在对应的图表中表示用于第一段110中的第二组像素行B的数据信号输出152。如信号150和信号152所示，第一段110中的第二组像素行B的开始时间是第一段110中的第一组像素行A的开始时间。在本实施例中，两个均开始于t0。
类似地，由于在相同网格段中交替配置第一组行A和第二组行B，所以交替开启或关闭第一组(行A)和第二组(行B)的数据输出信号，使得图案发生器能接收用于A行和B行的适当信号。因此，行A的数据输出信号150和行B的数据输出信号152以相同序列一起构成第一段110(包括行A和行B)的总体数据输出信号。具体地，数据输出信号150开启，而数据输出信号152关闭。数据输出信号150关闭而数据输出信号152开启。从而，输出信号150开启、关闭、开启、关闭、...，而数据输出信号152关闭、开启、关闭、开启、...。
用于第二段112中的第一组像素行C的数据信号输出154是t0+2(2m-1)*Δt0+Δt。用于第二段112中的第二组像素行D的数据信号输出156是t0+2(2m-1)*Δt0+Δt(与像素行C相同)。具体地，如信号154和信号156所示，第二段112中的第三组像素行C的开始时间是第二段112中的第二组像素行D的开始时间。
因此，在光刻工艺期间，第一段110中的第一组像素行A形成的数据网格A的像素尺寸与图案发生器108的像素尺寸G相同。在光刻工艺期间，第一段110中的第二组像素行B形成的数据网格B具有相同的像素尺寸G。然而，数据网格B不仅在X方向上而且在Y方向上相对于数据网格A偏移。通过在X方向上具有减小的像素尺寸的数据网格140限定来自第一组A和第二组B的总体曝光量。
类似地，在光刻工艺期间，第二段112中的第一组像素行C形成的数据网格C的像素尺寸与图案发生器108的像素尺寸G相同。在光刻工艺期间，第二段112中的第二组像素行D形成的数据网格D具有相同的像素尺寸G。然而，数据网格D不仅在X方向上而且在Y方向上相对于数据网格C偏移。通过在X方向上具有减小的像素尺寸的数据网格来限定来自第一组C和第二组D的总体曝光量。
由于在Y方向上存在由时延Δt引入的偏移Δy＝V*Δt，所以来自第二段112的数据网格与来自第一段110的数据网格不同。此外，通过在X方向上具有减小的像素尺寸并且在Y方向上具有减小的像素尺寸的数据网格142限定来自第一段110和第二段112的总体曝光量。
通过实施图案发生器108和方法130，在不减小图案发生器的像素大小的情况下，因此产生的数据网格142具有减小的像素大小n*G，其中，G是图案发生器108的像素大小。数据网格142的每个像素中的灰阶数为Ny＝2m-1。以因子m/n2增加数据量。
图7是用于光刻工艺的方法160的示意图，其中具有用于小CD的减小的数据网格而不减小图案发生器的像素尺寸。具体地，数据网格162转换成具有减小的像素尺寸的交替数据网格164。例如，数据网格162具有像素尺寸G。通过方法160，数据网格164具有交替结构并具有小于G的像素尺寸。因此，通过公开的交替数据网格来实现网格减少。如图7所示，在数据网格164中，具有减小的像素距离(小于G)的两个相邻像素在不同于X方向和Y方向的方向上扩展。在方法160中，仅以因子m/n或更小的因子(比通过图3、图4、图5和图6中的各个方法实现的因子m/n2小得多)来增加数据量。根据各个实施例，参照图8和图9共同描述方法160和对应的图案发生器。
图8是用于光刻工艺的方法170的示意图，其中具有用于小CD的减小的数据网格而不减小图案发生器的像素尺。参照图8总体描述方法130和对应的图案发生器，图8包括用于图案发生器的框172、用于数据网格的框174和用于数据信号输出的框176。仍然假设以小于1的因子n按比例缩小CD。在一个实例中，比例因子n是0.5。
在方法170中，使用图案发生器178，并且图案发生器178包括被配置为具有偏移并被控制为具有时延的多个段。图案发生器178被设计为包括沿扫描方向(即Y方向)配置的多个段。图案发生器178的像素仍然保持相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何形状，并且像素在X和Y方向上的尺寸都是G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何形状180，并且像素在X方向上的尺寸与在Y方向上的尺寸是不同的。例如，像素在X方向上的尺寸是G，而在Y方向上的尺寸是b*G，其中，b大于1。每个段均包括阵列中的多个像素，诸如具有多行(每行均在X方向上扩展)和多列(每列均在Y方向上扩展)的阵列。此外，每行均包括NX个像素，而每列均具有Ny个像素。为了实现2m个灰阶，每列中的像素数为2m-1或Ny＝2m-1。为了简单，未描述相似的部件和动作。
每个段均沿着垂直于扫描方向的方向偏移像素尺寸的一部分或者被控制以具有延迟的数据信号输出。在一个实例中，每个段均沿着垂直于扫描方向的方向偏移n*G，并且每个段也被控制为具有延迟数据信号输出n*G/v，其中，v是扫描速度。
在用于说明的本实例中，图案发生器178包括分别标为A和B的两个段。在这个实例中，段B相对于段A偏移Δx并且被控制为具有时延Δt。
然而，下文解释图案发生器178与图3、图4、图5和图6所示的图案发生器不同。实现数据网格的减少但使用更少的段，因此实现更少的数据量。在图案发生器48或78中，包括四个段或1/n2个段。在任何情况下，以因子m/n2增加数据量。在图案发生器178中，包括两个段或1/n个段，并且每个段均保持相同大小或Nx*Ny的相同像素数，其中，Ny＝2m-1。因此，代替因子m/n2，仅以因子m/n2增加数据量。
将段B配置为在X方向上相对于段A偏移距离Δx并且在光刻工艺期间被控制为具有时延Δt，使得曝光量Y方向上移动Δy＝V*Δt。在一个实例中，Δx和Δy均为0.5G或n*G。
在对应的图表中表示用于第一段A的数据信号输出186。在对于的图表中表示用于第二段B的数据信号输出188是t0+(2m-1)*Δt0+Δt。
因此，在光刻工艺期间，第一段A产生通过具有与图案发生器178的像素尺寸相同的像素尺寸的数据网格182来限定的曝光量。在光刻工艺期间，第二段B产生通过具有相同像素尺寸(但在X方向上存在偏移Δx且在Y方向上存在偏移Δy)的数据网格B来限定的曝光量。通过具有185所示的具有减小的像素尺寸的数据网格184来限定来自段A和段B的总体曝光量。
通过实施图案发生器178和方法170，在不减小图案发生器的像素大小的情况下，所产生的数据网格182具有减小的像素尺寸＜G，其中，G是图案发生器178的像素尺寸。数据网格184的每个像素中的灰阶数为Ny＝2m-1。仅以因子m/n增加数据量。
图9是用于光刻工艺的方法190的示意图，其中具有用于小CD的减小的数据网格而不减小图案发生器的像素尺寸。参照图9共同描述方法190和对应的图案发生器，图9包括用于图案发生器的框192、用于数据网格的框194和用于数据信号输出的框196。仍然假设以小于1的因子n按比例缩小CD。在一个实例中，比例因子n是0.5。
在方法190中，使用了图案发生器198，并且图案发生器198包括被配置为具有偏移并被控制为具有时延的多个段。图案发生器198被设计为包括沿扫描方向(即Y方向)配置的多个段。图案发生器198的像素仍然保持相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何形状，并且像素在X和Y方向上的尺寸都是G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何形状200，并且像素在X方向上的尺寸与在Y方向上的尺寸是不同的。例如，像素在X方向上的尺寸是G，而在Y方向上的尺寸是b*G，其中，b大于1。每个段均包括阵列中的多个像素，诸如具有多行(每行均在X方向上扩展)和多列(每列均在Y方向上扩展)的阵列。此外，每行均包括Nx个像素，而每列均具有Ny个像素。然而，灰阶从2m减少至2(m-a)，并且每列中的像素数量是2m-a-1或Ny＝2m-a-1。参数“a”大于或等于0。
每个段沿垂直于扫描方向的方向偏移像素尺寸的一部分，并且被控制为具有延迟的数据信号输出。
在用于说明的本实例中，图案发生器198包括分别标为A和B的两个段。在这个实例中，段B相对于段A偏移Δx并且段B被控制为具有时延Δt。图案发生器198与图案发生器178相似，但是减少了每列中像素的数量。相应地，减少了灰阶的数量，并且减少了数据量。
段B被配置为在X方向上相对于段A具有距离Δx的偏移并且被控制为在光刻工艺期间具有时延Δt，使得曝光量在Y方向上偏移Δy＝V*Δt。
在对应的图表中表示用于第一段A的数据信号输出206。在对应的图表中表示用于第二段B的数据信号输出208是t0+(2m-a-1)*Δt0+Δt。
因此，在光刻工艺期间，第一段A产生通过具有与图案发生器198的像素尺寸相同的像素尺寸的数据网格202限定的曝光量。在光刻工艺期间，第二段B产生通过具有相同像素尺寸(但在X方向上存在偏移Δx且在Y方向上存在偏移Δy)的数据网格B限定的曝光量。通过具有如205所示减小的像素尺寸的数据网格204来限定来自段A和段B的总体曝光量。
通过实施图案发生器198和方法190，在不减小图案发生器的像素大小的情况下，所产生的数据网格204具有减小的像素大小。灰阶数量是Ny＝2m-1。仅以因子(m-a)/n增加数据量。
图10是数据网格和对应的数据信号输出的示意图。数据网格210是根据一个实施例构造的图3的数据网格56、图4的数据网格86、图8的数据网格184或图9的数据网格204的一部分。数据网格212是放大的数据网格210的一部分。在214中示出数据网格212中像素的相应坐标，例如，1/n＝3。
通过以下公式确定数据信号输出：
t＝t0+(l-1)(2(m-a)-1)Δt0+yΔt
l ∈ ~ 1 n 2 , a ≥ 0
其中，y是数据网格中对应像素的坐标。该公式可用于确定方法40、70、170和190(分别对应于数据网格56、86、184和204)中的数据信号输出。
此外，数据网格212具有对应于对应图案发生器的一个像素的大小。从图案发生器的对应像素尺寸减小数据网格212的像素尺寸。从图案发生器的对应像素面积S1减小数据网格212的像素面积S2。在与图3的数据网格56和图4的数据网格86相关的一个实施例中，从图案发生器的对应像素面积S1以因子n2减小数据网格212像素面积S2，即S2＝n2*S1。在与图8的数据网格184或图9的数据网格204相关的另一个实施例中，从图案发生器的对应像素面积S1减小数据网格212像素面积S2，诸如S2＜S1。将图案发生器分割为多个网格段(或段)。在光刻工艺期间，图案发生器的段被配置为在垂直于扫描方向的方向(X方向)上具有偏移和/被控制为具有时延以在扫描方向(Y方向)上引入偏移。
在一个实施例中，将图案发生器分割成1/n2个段，诸如图3和图4所示。段可在X方向上具有偏移或时延。每个段均具有像素数Nx*Ny，其中，Ny＝2m-a-1。以因子(m-a)/n2增加数据量。灰阶从2m减少至2(m-a)。在一个实例中，参数a＝0。在另一个实例中，“a”是大于0但小于m的整数。在图10所示实例中，n＝1/3。在图3和图4所示的其他实例中，n＝1/2(或0.5)。
在另一个实施例中，将图案发生器分割成n个段，诸如图8和图9所示。段可在X方向上具有偏移或时延。以因子(m-a)/n增加数据量。灰阶从2m减少至2(m-a)。
图11数据网格和对应的数据信号输出的示意图。数据网格220是根据一个实施例构造的图5的数据网格116的一部分。数据网格222是放大的数据网格220的一部分。在224中示出数据网格222中像素的相应坐标，例如，1/n＝3。
通过以下公式确定数据信号输出：
t = t 0 + ( y n ( 2 ( m - a ) - 1 ) + x ) Δt 0 + yΔt
α≥0
其中，x和y是数据网格中的对应像素的坐标。该公式可用于确定方法100(对应于数据网格116)的数据信号输出。
此外，数据网格222具有与对应图案发生器的一个像素相对应的大小。从图案发生器的对应像素尺寸以因子n减小数据网格222的像素尺寸。从图案发生器的对应像素面积以因子n2减小数据网格222的像素面积。将图案发生器分割为多个网格段(或段)。在光刻工艺期间，将图案发生器的段控制为具有时延以在扫描方向(Y方向)上引入偏移。每个段均具有交替结构并具有以因子1/n增加的像素数。每个段均具有像素数Nx*Ny，其中，Ny＝n*(2m-a-1)。将每个段中的像素行分成2m-a-1组。每组均包括n个像素行。将每组中的像素列配置为彼此邻近并且每行均相对于其邻近的行在X方向(垂直于扫描方向)上具有偏移。如果a＝0，以因子(m-a)/n2或m/n2增加数据量。灰阶从2m减少至2(m-a)。
图12是数据网格和对应数据信号输出的示意图。数据网格230是根据一个实施例构造的图6的数据网格142的一部分。数据网格232是放大的数据网格230的一部分。在234中示出数据网格232中像素的相应坐标，在一个实例中，1/n＝3。
通过以下公式确定数据信号输出：
t = t 0 + [ ( 1 n - 1 ) + y ] ( 2 ( m - a ) - 1 ) Δt 0 + yΔt
α≥0
该公式可用于确定方法130(对应数据网格146)的数据信号输出。
此外，数据网格232具有与对应图案发生器的一个像素相对应的大小。从图案发生器的对应像素尺寸以因子n减小数据网格232的像素尺寸。从图案发生器的对应像素面积以因子n2减小数据网格232的像素面积。将图案发生器分割为多个网格段(或段)。在光刻工艺期间，将图案发生器的段控制为具有时延以在扫描方向(Y方向)上引入偏移。每个段均具有交替结构并具有以因子1/n增加的像素数量。每个段均具有像素数量Nx*Ny，其中，Ny＝n*(2m-a-1)。将每个段中的像素行分成2m-a-1组。每组均包括n个像素行。将每组中的像素行配置为彼此邻近并且每行均相对于其邻近的行在X方向(垂直于扫描方向)上具有偏移。如果a＝0，以因子(m-a)/n2或m/n2增加数据量。灰阶从2m减少至2(m-a)。
本发明提供了用于光刻工艺的方法的一个实施例，用于以因子n减小临界尺寸(CD)，其中，n＜1。该方法包括：提供具有第一像素面积S1的图案发生器以产生具有第二像素面积S2(等于n2*S1)的数据网格，其中，图案发生器包括具有多个网格段的多段结构，网格段包括第一组网格段和第二组网格段，第一组网格段的每一段都被配置为在第一方向上具有偏移；以及在光刻工艺期间在垂直于第一方向的第二方向上扫描图案发生器，使得第二组网格段的每一段都被控制为具有时延。
在该方法的一个实施例中，图案发生器具有以因子1/n2增加的像素数并且图案发生器的数据量与1/n2成比例。
在另一个实施例中，图案发生器被设计为产生2m个灰阶，并且图案发生器的数据量与m/n2成比例。
在又一个实施例中，图案发生器被设计为具有从2m个减少至2m-a个的灰阶，参数“a”大于0并且图案发生器的数据量与(m-a)/n2成比例。
在一个实施例中，图案发生器中的网格段的数量等于1/n2。在另一个实施例中，每个网格段均包括第二方向在每列中具有(2m-1)个像素的网格阵列并且数据网格具有2m个灰阶。在又一个实施例中，每个网格段均包括沿着第二方向在每列中具有(2m-a-1)个像素的网格阵列并且数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”大于0。
在一个实施例中，图案发生器中的网格段的数量等于1/n。在另一个实施例中，每个网格段均包括在第一方向上定向的(2m-1)/n个像素行并且数据网格具有2m个灰阶。在又一个实施例中，(2m-1)/n个像素行包括(2m-1)组，并且每一组都包括被配置为相互之间在第一方向上偏移的1/n个像素行。在另一个实施例中，每个网格段都包括在第一方向上定向的(2m-a-1)/n个像素行并且数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”大于0。
本发明还提供了用于光刻工艺的图案发生器的实施例以形成在以因子n减小临界尺寸(CD)的数据网格中限定的曝光量，其中n＜1。图案发生器包括：多个网格段，其被配置以使一组网格段可被控制为在光刻工艺期间具有时延；多个像素，配置在网格段中，以因子1/n2增加像素数量；以及图案发生器中的像素的像素面积等于数据网格的像素面积乘以1/n2。
在图案发生器的一个实施例中，图案发生器被设计为产生2m个灰阶，并且图案发生器的数据量与m/n2成比例。
在另一个实施例中，图案发生器被设计为具有从2m个减少至2m-a个的灰阶，参数“a”大于0并且图案发生器的数据量与(m-a)/n2成比例。
在又一个实施例中，网格段中的多个像素均包括正方形或矩形的形状。
在又一个实施例中，图案发生器中的网格段的数量等于1/n2。在一个实施例中，每个网格段均包括在第二方向上扩展的每一列具有(2m-a-1)个像素的网格阵列并且数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”等于或大于0。
在又一个实施例中，图案发生器中的网格段数量等于1/n。在一个实施例中，每个网格段均包括在第二方向上扩展的每一列中具有(2m-a-1)个像素的网格阵列并且数据网格具有2m-a个灰阶。在另一个实施例中，将列中的(2m-a-1)/n个像素分为(2m-a-1)组，每一组都包括被配置为在第一方向上相互偏移的1/n个像素，参数“a”等于或大于0。
本发明还提供了用于光刻工艺的方法的另一个实施例，以形成使用图案发生器在具有第一像素尺寸的数据网格中限定的曝光量，其中图案发生器的第二像素尺寸大于第一像素尺寸。该方法包括：接收具有多个网格段的图案发生器；以及对衬底执行曝光工艺，从而在衬底上形成光刻胶图案。执行曝光工艺包括在第一方向扫描图案发生器；以及在图案发生器的扫描期间控制第一组网格段以具有时延。
在该方法的一个实施例中，图案发生器包括第二组网格段，第二组网格段的每一段都被配置为在垂直于第一方向的第二方向上具有对应偏移。
在另一个实施例中，在图案发生器的扫描期间控制第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于图案发生器：
t＝t0+(e-1)(2(m-a)-1)Δt0+yΔt
l ∈ 1 ~ 1 n 2 , a ≥ 0 .
在又一个实施例中，在图案发生器的扫描期间控制第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于图案发生器：
t = t 0 + ( y n ( 2 ( m - a ) - 1 ) + x ) Δt 0 + yΔt .
α≥0
在又一个实施例中，在图案发生器的扫描期间控制第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于图案发生器：
t = t 0 + [ ( 1 n - 1 ) + y ] ( 2 ( m - a ) - 1 ) Δt 0 + yΔt .
α≥0
前面概述了若干实施例的特征，使得本领技术人员可以更好地理解本发明的各方面。本领技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为用于设计或修改用于执行与文中所述实施例相同目的和/或实现相同优点的其它工艺和结构的基础。本领的技术人员还应该意识到，这种等效结构不背离本发明的精神和范围，并且可以进行各种改变、替换和变更而不背离本发明的精神和范围。

Claims (25)

1.一种以因子n减小临界尺寸CD的光刻工艺的方法，其中n<1，包括：
提供具有第一像素面积S1的图案发生器以产生具有等于n2*S1的第二像素面积S2的数据网格，所述图案发生器包括具有多个网格段的多段结构，所述网格段包括第一组网格段和第二组网格段，所述第一组网格段均被配置为在第一方向具有偏移，其中符号*表示乘积；以及
在光刻工艺期间，在垂直于第一方向的第二方向上扫描所述图案发生器，使得所述第二组网格段均被控制为具有时延。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案发生器具有以因子1/n2增加的像素数量，并且所述图案发生器的数据量与1/n2成比例。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案发生器被设计为产生2m个灰阶，并且所述图案发生器的数据量与m/n2成比例，所述m为提供数据的位数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案发生器被设计为具有从2m减少至2m-a的灰阶，参数“a”大于0，并且所述图案发生器的数据量与(m-a)/n2成比例，所述m为提供数据的位数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案发生器中的网格段的数量等于1/n2。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个网格段均包括沿着所述第二方向在每列中具有(2m-1)个像素的网格阵列，并且所述数据网格具有2m个灰阶，所述m为提供数据的位数。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，每个网格段均包括沿着所述第二方向在每列中具有(2m-a-1)个像素的网格阵列，并且所述数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”大于0，所述m为提供数据的位数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案发生器中的网格段的数量等于1/n。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，每个网格段均包括在所述第一方向上定向的(2m-1)/n个像素行，并且所述数据网格具有2m个灰阶，所述m为提供数据的位数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述(2m-1)/n个像素行包括(2m-1)组，每一组都包括被配置为在所述第一方向上相互偏移的1/n个像素行，所述m为提供数据的位数。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，每个网格段均包括在所述第一方向上定向的(2m-a-1)/n个像素行，并且所述数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”大于0，所述m为提供数据的位数。
12.一种用于光刻工艺的图案发生器，形成在以因子n减小临界尺寸CD的数据网格中限定的曝光量，其中n<1，包括：
多个网格段，被配置为使得一组网格段可被控制为在光刻工艺期间具有时延，并且被配置的每个网格段相对于所述每个网格段的前一网格段具有一方向上的偏移；
多个像素，配置在所述网格段中，以因子1/n2增加像素数量；并且
所述图案发生器中的像素的像素面积等于所述数据网格的像素面积乘以1/n2。
13.根据权利要求12所述的图案发生器，其中，所述图案发生器被设计为产生2m个灰阶，并且所述图案发生器的数据量与m/n2成比例，所述m为提供数据的位数。
14.根据权利要求12所述的图案发生器，其中，所述图案发生器被设计为具有从2m减少至2m-a的灰阶，参数“a”大于0，并且图案发生器的数据量与(m-a)/n2成比例，所述m为提供数据的位数。
15.根据权利要求12所述的图案发生器，其中，所述网格段中的多个像素均包括矩形的形状。
16.根据权利要求12所述的图案发生器，其中，所述图案发生器中的网格段的数量等于1/n2。
17.根据权利要求16所述的图案发生器，其中，每个网格段均包括在第二方向上扩展的每一列中具有2m-a-1个像素的网格阵列，并且所述数据网格具有2m-a个灰阶，参数“a”等于或大于0，所述m为提供数据的位数。
18.根据权利要求12所述的图案发生器，其中，所述图案发生器中的网格段的数量等于1/n。
19.根据权利要求18所述的图案发生器，其中，每个网格段均包括在第二方向上扩展的每一列中具有n*(2m-a-1)个像素的网格阵列，并且所述数据网格具有2m-a个灰阶，其中符号*表示乘积，所述m为提供数据的位数。
20.根据权利要求19所述的图案发生器，其中，将列中的(2m-a-1)/n个像素分为(2m-a-1)组，每一组都包括被配置为在垂直于第二方向的第一方向上相互偏移的1/n个像素，参数“a”等于或大于0，所述m为提供数据的位数。
21.一种用于光刻工艺的方法，使用图案发生器形成在具有第一像素尺寸的数据网格中限定的曝光量，所述图案发生器的第二像素尺寸大于所述第一像素尺寸，所述方法包括：
接收具有多个网格段的所述图案发生器；以及
对衬底执行曝光工艺，从而在所述衬底上形成光刻胶图案，执行所述曝光工艺包括：
在第一方向上扫描所述图案发生器；以及
在所述图案发生器的扫描期间，控制第一组网格段以在段之间具有时延，并且所述第一组网格段相对于所述第一组网格段的前一组网格段具有一方向上的偏移。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述图案发生器包括第二组所述网格段，第二组所述网格段均被配置为在垂直于所述第一方向的第二方向上在段之间具有相应的偏移。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，在所述图案发生器的扫描期间控制所述第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于所述图案发生器：
t＝t0+(l-1)(2(m-a)-1)Δt0+yΔt，其中，t0为用于扫描对应域的时间零点，Δt0为扫描期间经过一个图案发生器像素的时间，Δt为时延，a为大于或等于0的参数，m为提供数据的位数，t为数据信号输出的时间，y为数据网格中对应像素的坐标，其中n<1。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，在所述图案发生器的扫描期间控制所述第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于所述图案发生器：
t = t 0 + ( y n ( 2 ( m - a ) - 1 ) + x ) &Delta;t 0 + y &Delta; t , 其中，t0为用于扫描对应域的时间零点，Δt0为扫描期间经过一个图案发生器像素的时间，Δt为时延，a为大于或等于0的参数，m为提供数据的位数，x和y为数据网格中对应像素的坐标，t为数据信号输出的时间，其中n<1。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，在所述图案发生器的扫描期间控制所述第一组网格段以在段之间具有时延包括：将在以下公式中限定的数据信号输出应用于所述图案发生器：
t = t 0 + &lsqb; ( 1 n - 1 ) + y &rsqb; ( 2 ( m - a ) - 1 ) &Delta;t 0 + y &Delta; t , 其中，t0为用于扫描对应域的时间零点，Δt0为扫描期间经过一个图案发生器像素的时间，Δt为时延，a为大于或等于0的参数，m为提供数据的位数，y为数据网格中对应像素的坐标，t为数据信号输出的时间，其中n<1。
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