CN103376670A - 网格加密方法 - Google Patents

网格加密方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103376670A
CN103376670A CN2013101265024A CN201310126502A CN103376670A CN 103376670 A CN103376670 A CN 103376670A CN 2013101265024 A CN2013101265024 A CN 2013101265024A CN 201310126502 A CN201310126502 A CN 201310126502A CN 103376670 A CN103376670 A CN 103376670A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pattern maker
pixel
data
grid
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013101265024A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103376670B (zh
Inventor
王文娟
林世杰
刘沛怡
许照荣
林本坚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of CN103376670A publication Critical patent/CN103376670A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103376670B publication Critical patent/CN103376670B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2059—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
    • G03F7/70291—Addressable masks, e.g. spatial light modulators [SLMs], digital micro-mirror devices [DMDs] or liquid crystal display [LCD] patterning devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/39—Circuit design at the physical level
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/39—Circuit design at the physical level
    • G06F30/392—Floor-planning or layout, e.g. partitioning or placement
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/39—Circuit design at the physical level
    • G06F30/398—Design verification or optimisation, e.g. using design rule check [DRC], layout versus schematics [LVS] or finite element methods [FEM]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本发明提供了以系数n减小临界尺寸(CD)的光刻工艺的方法的一个实施例，其中，n＜1。该方法包括：提供具有第一像素尺寸S1的图案生成器，以产生具有第二像素尺寸S2(S2＜S1)的交替数据网格，其中，图案生成器包括被配置在第一方向上彼此偏移的多个网格段；以及在垂直于所述第一方向的第二方向上扫描图案生成器，使得网格段的每个后续段被控制，以相对于网格段的在先段，网格段的每个后续段具有一个时延。

Description

网格加密方法
临时引用
本申请要求于2012年4月13日提交的美国临时专利申请第61/623,959号标题为“网格加密方法(Grid Refinement Method)”的权益，其全部内容结合于此作为参考。
相关申请的交叉引用
本公开涉及下列共同转让的美国专利申请，其全部内容结合于此作为参考：发明人Wen-Chuan Wang等人于2012年2月8日提交的美国第13/368,877号，标题为“多网格曝光法”。
技术领域
本发明总体上涉及半导体领域，更具体地，涉及网格加密方法。
背景技术
半导体集成电路(IC)行业发展迅速。在IC的发展过程中，通常增大了功能密度(即，在每个芯片面积内互连器件的数量)，而缩小了几何尺寸(即，通过制造工艺可以得到的最小部件(或线))。这种按比例缩小工艺的优点在于提高了生产效率且降低了相关成本。然而，这种按比例缩小工艺也增强了IC的加工和制造的复杂性。为了实现这些进步，我们要求IC的加工和制造方面也要有相似的发展。
例如，因为半导体行业在追求较高器件密度、较高性能和较低成本的同时，已经发展为纳米技术工艺节点，所以对光刻工艺已经提出更严格的要求。例如，已经利用一些技术来支持较小器件的临界尺寸(CD)要求，这些技术包括浸没式光刻技术、多重图案化技术、远紫外线光刻技术和电子束光刻技术。但是，这样的光刻方法可能导致截断错误，截断错误会给较小器件所需的CD带来不利影响。已经使用一些补偿方法来最小化截断错误，这些补偿方法包括增加曝光网格中像素数量和预曝光数据准备/计算。但是，这些补偿方法增加了制造时间和成本。因此，虽然现有的光刻方法通常已经满足要求，但是无法满足所有方面的要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种按照系数n减小临界尺寸(CD)的光刻工艺的方法，其中n＜1，该方法包括：提供具有第一像素尺寸S1的图案生成器，以产生具有第二像素尺寸S2的交替数据网格，S2＜S1，其中，图案生成器包括多个网格段，网格段被配置为在第一方向上彼此偏移；以及在光刻工艺过程中，在垂直于第一方向的第二方向上扫描图案生成器，以控制网格段的每个后续段，使得相对于网格段的在先段，网格段的每个后续段具有时延。
其中，图案生成器包括以系数n增加的像素和相对于图案生成器的数据量，数据量与1/n成比例。
其中，图案生成器被设计为产生2m个灰度等级，且相对于图案生成器的数据量与m/n成比例。
其中，图案生成器被设计为具有从2m个减少到2m-a个的灰度等级，参数“a”大于0，且相对于图案生成器的数据量与(m-a)/n成比例。
其中，图案生成器中的网格段的数量等于1/n。
其中，网格段的每一个均包括网格阵列，网格阵列具有在第二方向上跨度的每列中的(2m-1)个像素，交替数据网格具有2m个灰度等级。
其中，网格段的每一个均包括网格阵列，网格阵列具有在第二方向上跨度的每列中的(2m-a-1)个像素，交替数据网格具有2m-a个灰度等级，参数a大于0。
此外，还提供了一种按照系数n减小临界尺寸(CD)以形成限定在交替数据网格中的曝光量的光刻工艺的图案生成器，其中，n＜1，图案生成器包括：多个网格段，在光刻工艺过程中，多个网格段被配置为在第一方向上彼此偏移且被控制而具有时延；以及多个像素，设置在网格段中，其中，按照系数1/n增加像素的数量。
其中，图案生成器被设计为产生2m个灰度等级，并且到相对于图案生成器的数据量和与m/n成比例。
其中，图案生成器被设计为具有从2m个减少到2m-a个的灰度等级，参数“a”大于0，且相对于图案生成器的数据量与(m-a)/n成比例。
其中，网格段中的多个像素均具有正方形或矩形。
其中，图案生成器中网格段的数量等于1/n。
其中，网格段的每一个均包括网格阵列，网格阵列具有在第二方向上跨度的每列中的(2m-a-1)个像素，交替数据网格具有2m-a个灰度等级，参数a等于或大于0。
此外，还提供了一种光刻工艺的方法，通过使用具有第二像素尺寸的图案生成器形成限定在具有第一像素尺寸的交替数据网格中的曝光量，其中，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生成器，多个网格段被配置为在第一方向上彼此偏移；以及对基板进行曝光工艺，由此在基板上形成电路图案，其中进行曝光工艺包括：在垂直于第一方向的第二方向上扫描图案生成器；以及在扫描图案生成器的过程中，控制网格段，使得网格段中的每一个均具有时延。
其中，图案生成器具有以系数1/n增加的像素和相对于图案生成器的数据量，数据量与1/n成比例。
其中，图案生成器被设计为产生2m个灰度等级，且相对于图案生成器的数据量与m/n成比例。
其中，图案生成器被设计为具有从2m个减少到2m-a个的灰度等级，参数“a”大于0；以及相对于图案生成器的数据量与(m-a)/n成比例。
其中，在图案生成器中的网格段的数量等于1/n。
其中，网格段中的每一个包括网格阵列，网格阵列具有在第二方向上跨度的每列中的(2m-1)个像素，交替数据网格具有2m个灰度等级。
其中，网格段中的每一个包括网格阵列，网格阵列具有在第二方向上跨度的每列中的(2m-a-1)个像素，交替数据网格具有(2m-a)个灰度等级，参数a大于0。
其中，对基板进行曝光工艺包括将电子束应用到图案生成器。
在扫描图案生成器过程中，控制网格段，使得网格段中的每一个具有时延，包括将下列公式中限定的数据信号输出应用于图案生成器，公式为：
t＝t0+(l-1)(2(m-a)-1)Δt0+yΔt
l ∈ 1 ~ 1 n 2 , a ≥ 0
附图说明
当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的数量和尺寸可以被任意增加或减少。
图1-图6和图8-图9是示出根据不同实施例中本发明的各方面的光刻工艺方法的示意图；
图7是根据实施例中本发明的各方面的光刻工艺的数据网格的顶视图；以及
图10-图12示出了根据不同实施例中本发明的各方面的顶视图中的数据网格和数据信号输出的公式。
具体实施方式
以下公开提供了多种不同实施例或实例，用于实现本发明的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。为了简化和清楚，可以按照不同比例绘制各种部件。另外，本发明可以在多个实例中重复参考符号和/或字符。这种重复用于简化和清楚，并且其本身不表示所述多个实施例和/或配置之间的关系。此外，在不背离本公开的范围的情况下，此处公开的部件可以以不同于此处示出的示例性实施例的方法进行设置、结合或配置。应该理解，虽然此处没有明确说明，但是本领域的技术人员能够想到体现本发明精神的不同等效物。
由于半导体制造技术持续发展，已经使用光刻工艺来实现功能密度的增加和器件尺寸的缩小。电子束光刻是光刻的一种形式。在电子束光刻中，电子束设备以光刻形式射出的电子束穿过覆盖有电子束抗蚀膜(或抗蚀膜)的衬底表面。该工艺可称为曝光工艺。然后根据抗蚀膜是阳性或阴性，利用显影工艺备选地去除抗蚀膜的曝光区或非曝光区。抗蚀膜的显影引起图案化抗蚀膜，其在后续的制造工艺中用作图案化掩膜以图案化衬底(或其他衬底层)。
参见图1到图12，下文将根据不同实施例来描述光刻工艺的方法。图1是示出根据一个实施例中本发明的各方面的曝光方法的示意图。如图1所示，图表20示出了当集成电路(IC)制造发展成先进的技术节点时临界尺寸(CD)缩小为更小尺寸。因此，数据网格缩小为更小的像素尺寸。数据网格是指形成在抗蚀层上且限定在网格结构中的图案。每个数据网格的曝光量(或曝光密度)发生变化，但是数据网格的一部分中的曝光量(或曝光密度)不会单独发生变化。在这个实施例中，数据网格相应地变小，使得通过合适的分辨率就能曝光小部件。例如，CD从X缩小为nX，其中n小于1，如0.7。因此，数据网格22按照相同系数n缩小为数据网格24。像素面积则按照系数n2减小。
在现有实施例中，通过图案生成器将IC图案(或IC布局设计)转印到抗蚀膜上。图案生成器是在光刻曝光工艺中通过光刻设备(例如，电子束光刻设备)能够产生光刻曝光图案的一种结构。例如，图案生成器包括具有多个像素的微机电系统(MEMS)，每个像素均可独立地操作成“开启”(对于曝光量而言)或“关闭”(未曝光)。图1示出了根据实例的顶视图中的图案生成器26。图案生成器26包括设置在阵列中的多个像素。在“开启”和“关闭”两种状态之间独立且动态地切换每个像素，表示为信号1或0。例如，当像素处于“开启”状态时，电子束可以直接穿过像素。当像素处于“关闭”状态时，阻挡电子束穿过像素。在光刻工艺中，电子束指向图案生成器，由连接且处理(address)每个像素的控制电路控制图案生成器以独立地开启或关闭每个像素。
此外，当CD从X缩小为nX时，图案生成器26按照相同系数n缩小为图案生成器28。换句话说，图案生成器26具有像素尺寸X，且图案生成器28具有像素尺寸nX。
在这个实施例中，存在不同的挑战。首先，由于每个像素具有连接到该像素且配置在该像素的相应区域内的控制电路(像素控制电路)，所以缩小图案生成器的像素尺寸非常困难或不可能实现。特别是，像素控制电路靠近像素的有源部分(例如像素的移动元件)且占用像素的一定表面面积，由于表面面积冲突，比例缩小具有其自身的限制。
其次，通过缩小像素尺寸，根据系数1/n2增加图案生成器的单位面积内的像素数量。根据相同系数，增加用于控制图案生成器的数据。如图1所示，以系数1/n2(大于1)，增加数据量。例如，如果n是0.7，数据量大约翻倍。
图2是根据一个实施例中本发明的不同方面的示意图。参见图2进一步描述图1所示的方法。特别是，左表格30示出了图案生成器和缩小前的数据网格，而右表格31示出了图案生成器和缩小后的数据网格。在缩小前的左表格30中，图案生成器32包括阵列中的多个像素。在本实例中，图案生成器32具有设置在正交矩阵中的像素。参照图2中示出的X轴和Y轴。图案生成器32的像素排列成多行。每行均跨过X方向且包括Nx个像素。同样地，图案生成器32的像素排列成多列。每列跨过Y方向且包括Ny个像素。图案生成器中的像素总数是Nx*Ny。每个像素具有相同的尺寸G。
在光刻工艺过程中，配置图案生成器32，且以速度V在相对于抗蚀膜沿Y方向上扫描抗蚀膜。示出了相应的数据网格34。数据网格34中的像素具有像素尺寸G，其与图案生成器32的像素尺寸相同。因此，当域被曝光时，图案生成器32进入(step to)另一个域，且对下一个域重复类似的扫描。露出涂覆在衬底上的抗蚀膜，从而在抗蚀膜上成像一个或多个IC图案。数据网格中的每个域是宽度限定在X方向上且包括Nx个像素的长条。图案生成器32的对应列中的Ny像素扫描数据网格34中的每个像素。因此，像素中的曝光量(电子密度)是对应列中Ny像素的共同结果或图案生成器的列中Ny像素的曝光量之和。如上所述，能够独立地开启或关闭每个像素，因此具有两个曝光量，分别表示为全量(或最大量)和无(或最小量)。由于不同状态中(开启和关闭)的Ny像素的组合不同，根据曝光量可以实现Ny+1个灰度等级。如果在一个适当的单元内，图案生成器中每个像素的像素密度由1表示为“开启”状态且由0表示为“关闭”状态，那么由图案生成器所实现的数据网格34的一个像素中的最小密度是0，而最大密度为Ny。通过不同组合能够提供所有其他的灰度等级1、2...以及Ny-1，这样，实现了总共Ny+1个灰度等级。
当提供的数据m位用来处理(address)灰度等级时，如图2中灰度等级35所示，总的灰度等级是2m。要提供2m个灰度等级，要求图案生成器32的每个列中的像素Ny的数量是2m-1。表格36中进一步示出了像素(图案生成器32的每个列中)的位元、灰度等级和数量。如表格30的“数据量”所示，数据量与参数m成比例。
当图案生成器32沿Y方向扫过衬底的一个域时，曝光域具有分布式密度且表示为数据网格34。例如，图案生成器32的左列中的像素顺次扫过数据网格34的左列中的像素。类似地，图案生成器32的第四列中的像素顺次扫过数据网格34的第四列中的像素。
在这种方法中，当CD按比例缩小了n时，由另一个图案生成器37代替图案生成器32，且图案生成器37的像素尺寸相应减小到n*G。相应的数据网格38也缩小且其像素尺寸减小为n*G。因此，因为以系数1/n2增加了图案生成器37的单位面积的像素数量，所以也以系数1/n2增加数据量。如表格31的“数据量”所示，与图案生成器37相关的数据量与m/n2成比例。
图3示出了光刻工艺方法40的示意图，其中由于小的CD，减少了数据网格，但没有减小图案生成器的像素尺寸。参见图3，其共同描述了方法40和对应的图案生成器且包括图案生成器的组块42、数据网格的组块44和数据信号输出的组块46。仍假设以系数n(n小于1)按比例缩小CD。例如，参数n是0.5。应该理解，参数n可能是小于1的任何适合值。将图案生成器48设计成包括沿Y扫描方向设置的多个网格段(或段)。图案生成器48的像素仍具有相同的像素尺寸G。例如，像素具有正方形几何，那么在X和Y方向上的像素尺寸是G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何，那么在X方向上的像素尺寸是G。在示出的本实例中，图案生成器48包括分别标记为A、B、C和D的四个段。每个段沿着垂直于扫描方向的方向位移了像素尺寸G的一部分或被控制具有延迟的数据信号输出。
数据信号输出是发送给图案生成器48的信号且控制相应的像素以对图案数据的“开启”和“关闭”作出响应。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在扫描方向上的段之间的位移并且形成像素尺寸减小的数据网格。
每个段包括阵列中的多个像素，例如，阵列具有均在X方向上跨度的多个行和均在Y方向上跨度的多个列。此外，每行包括Nx个像素且每列包括Ny个像素。为了实现2m个灰度等级，每列中的像素数为2m-1或Ny＝2m-1。
进一步描述如何设计图案生成器48以及在无需减小图案生成器的像素尺寸的情况下，如何形成数据尺寸减小的数据网格。特别是，数据网格的像素尺寸减小到n*G，但是图案生成器48的像素尺寸仍是G。
如之前所述，图案生成器48的第一段A在Y方向上以速度V扫过域且在该域中形成曝光图案，该曝光图案限定在第一数据网格50(或数据网格A)中。数据网格50具有相同的像素尺寸G。在图表“数据信号输出”组块46中示出了第一段的数据信号输出60，其中，Δt0表示扫描过程中穿过一个图案生成器像素的时间，而t0表示扫描相应域的时间零。
在图案生成器48的本实例中，第二段B和第一段A相似，但在光刻工艺过程中，第二段B被控制而具有时延Δt。注意，图案生成器以速度V在Y方向进行扫描，且穿过图案生成器像素的行走时间(travel time)为Δt0。穿过图案生成器48的一个段的行走时间是Ny*Δt0或(2m-1)*Δt0。假设数据信号输出至第二段的时间是(2m-1)*Δt0，在没有时延的情况下，该时间晚于数据信号输出至第一段的时间。因此，第一段和第二段的曝光量同步到相应数据网格的相同像素中。第二段B的数据输出信号延迟了Δt，数据输出信号62的实际时间是(2m-1)*Δt0+Δt，该时间晚于数据信号输出60至第一段的时间。第二段B的数据输出信号延迟了Δt，第二段的曝光量在Y方向上相对第一段的曝光量产生偏移，偏移距离为Δy＝V*Δt。换言之，由与第一数据网格50相似的另一个数据网格(数据网格B)限定第二段产生的曝光量，其在Y方向上的偏移量为Δy＝V*Δt。在本实例中，Δy选择为G/2或通常为nG。因此，时延选择为n*(G/V)或n*Δt0。限定在第二数据网格B中的曝光量和限定在第一数据网格A中的曝光量限定了A段和B段的汇总曝光量。像素尺寸减小的汇总数据网格52在Y方向上限定了汇总曝光量。如“数据信号输出”组块46所示，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，但被配置为在X方向上相对第二段产生偏移Δx。Δx是G的一部分，如本实例中的G/2，其中1/n＝2。第三段C的曝光量被限定在数据网格C中且与限定在数据网格B中的第二段的曝光量相似，但第三段C的曝光量在X方向上产生位移Δx。第一、第二和第三段的汇总曝光量是第一段的第一曝光量、第二段的第二曝光量和第三段的第三曝光量的总和。在Y和X方向上像素尺寸均减小的第三数据网格54限定了汇总曝光量。如“数据信号输出”组块46所示，第三段C的数据输出信号64是t0+2(2m-1)*Δt0。
图案生成器48的第四段D和第三段C相似，但在光刻工艺过程中，相对于第三段，第四段D被控制而具有时延Δt。第四段D的曝光量限定在数据网格D中且与限定在数据网格C中的第三段的曝光量相似，但第四段的曝光量在Y方向上产生位移Δy＝V*Δt。第一、第二、第三和第四的汇总曝光量是第一段的第一曝光量、第二段的第二曝光量、第三段的第三曝光量和第四段的第四曝光量的总和。在Y和X方向上的像素尺寸均进一步减小的第四数据网格56限定了汇总曝光量。如“数据信号输出”组块46所示，第四段D的数据输出信号66为t0+3(2m-1)*Δt0+2Δt。
总体来说，图像生成器48的不同段的汇总曝光量限定了像素尺寸减小的汇总数据网格56。特别是，通过选择合适的Δx和Δt，像素尺寸(在X和Y方向上)减小到G*n。按照系数n2减小汇总数据网格56的像素面积。数据量与m/n2成比例。因此，通过实施方法40和图案生成器48，无需减小图案生成器48的像素尺寸，就能减小数据网格。按照系数m/n2增加数据量。应该理解，图案生成器48只是一个实例。图案生成器48可以包括不同数量的段，每个段相对在先段产生位移Δx和延迟Δt。当比例系数n取不同的值，段的数量也相应变化。例如，当n是1/3时，段的数量增加到9。通常而言，系数1/n2决定了段的数量。
图4示出了光刻工艺方法70的示意图，其中由于小的CD，减少了数据网格，但没有减小图案生成器的像素尺寸。参见图4，其共同描述了图案生成器的结构和方法70且包括图案生成器的组块72，数据网格的组块74和数据信号输出的组块76。假设根据系数n(n小于1)，按比例减小CD。在一个实例中，比例系数n是0.5。
在方法70中，使用图案生成器78，其和图案生成器48相似，包括配置有相对偏移和控制有相对时延的多个段。特别是，将图案生成器78设计为包括沿Y扫描方向配置的多个段。图案生成器78的像素仍是相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何，且在X和Y方向上的像素尺寸均为G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何，且在X方向上的像素尺寸是G。在示出的本实例中，图案生成器78包括分别标记为A、B、C和D的四个段。每个段相对在先段沿着垂直于扫描方向的方向位移了像素尺寸G的一部分或被控制具有延迟的数据信号输出。
每个段包括阵列中的多个像素，例如，阵列具有均在X方向上跨度的多个行和均在Y方向上跨度的多个列。此外，每行包括Nx个像素且每列包括Ny个像素。为了实现2m个灰度等级，每列中的像素数为2m-1或Ny＝2m-1。
为了清楚，相似部件和动作不再赘述。但是，由于四段配置不同，所以图案生成器78不同于图案生成器48。尤其是，将B段配置为在X方向上相对A段产生偏移Δx。C段与A段在X方向上对准且在光刻工艺中被控制有时延Δt，这样使得曝光量在Y方向上位移Δy＝V*Δt。将D段配置为在X方向上相对C段产生偏移距离Δx。
由于方法70使用的图案生成器78不同于图案生成器48，且在光刻工艺过程中为合适的时延提供了不同的数据信号输出，所以方法70不同于方法40。特别是，A段的数据信号输出90是t0。B段的数据信号输出92是t0+(2m-1)*Δt0。C段的数据信号输出94是t0+2(2m-1)*Δt0+Δt。D段的数据信号输出96是t0+3(2m-1)*Δt0+Δt。
如图4所示，在光刻工艺中A段形成数据网格A(标记为80)。数据网格A的像素尺寸与图案生成器78的像素尺寸G相同。在光刻工艺中B段形成数据网格B，其中，数据网格B与A段的数据网格A相似，但其在X方向上产生位移Δx。A段和B段的汇总曝光量限定在数据网格82中，其中，数据网格82的像素尺寸在X方向上减小。
在光刻工艺中的C段形成数据网格C，其中，数据网格C与A段的数据网格A相似，但通过达到的时延Δt，数据网格C在Y方向上产生位移Δy＝V*Δt。A、B和C段的汇总曝光量限定在数据网格84中，其中，数据网格84的像素尺寸在X和Y方向上均减小。
在光刻工艺过程中，D段形成数据网格D，其中，数据网格D与C段的数据网格C相似，但其在X方向上产生位移Δx。A、B、C和D段的汇总曝光量限定在数据网格86中，其中，数据网格86的像素尺寸在X和Y方向上均减小。
总而言之，图案生成器78的不同段的汇总曝光量限定了像素尺寸减小的汇总数据网格86。特别是，通过选择合适的Δx(和Δt)，在X方向(Y方向)上的像素尺寸减小到G*n。按照系数n2减小汇总数据网格86的像素面积。数据量与m/n2成比例。因此，通过实施方法70和图案生成器78，无需减小图案生成器78的像素尺寸，就能减少数据网格。按照系数m/n2增加数据量。应该理解，图案生成器78只是一个实例。当比例系数n取不同值时，图案生成器78可包括不同数量的段，且每个段相对向在先段产生位移Δx或延迟Δy。
图5示出了光刻工艺方法100的示意图，其中由于小的CD，减小了数据网格，但没有减小图案生成器的像素尺寸。参见图5，其共同描述方法100和对应的图案生成器且包括图案生成器的组块102、数据网格的组块104和数据信号输出的组块106。假设根据系数n(n小于1)，按比例减小CD。在一个实例中，比例系数n是0.5。
在方法100中使用图案生成器108，且图案生成器108包括被控制而具有时延的多个段。尤其是，将图案生成器108设计为包括沿Y扫描方向配置的多个段。图案生成器108的像素仍是相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何，且在X和Y方向上的像素尺寸是G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何，且在X方向上的像素尺寸是G。每个段包括在X方向上具有备选位移的多个像素行，且一组段被控制而具有时延。
在示出的本实例中，图案生成器108包括分别称为110和112的两个段。根据下列实例，进一步描述图案生成器108。第一段110包括在X方向上导向且备选地在Y方向上设置的两组像素行。第一组像素行被称为A，且第二组像素行被称为B。第一组像素A包括Ny＝2m-1个行，且第二组像素行B也包括Ny＝2m-1个行。每个行包括Nx个像素。将第二组像素行B进一步配置为在X方向上相对第一组像素行A产生偏移Δx。
第二段112与第一段110相似。第二段112包括在X方向上导向且备选地在Y方向上设置的两组像素行。在第二段112中，第一组像素行被称为C且第二组像素行被称为D。第一组像素行C包括Ny＝2m-1个行，第一组像素行D也包括Ny＝2m-1。每行包括Nx个像素。将第二组像素行D进一步配置为在X方向上相对第一组像素行C产生偏移Δx。
根据一种更广泛形式的本实施例，当比例系数n是任意合适的值时，如1/n等于2或3时，图像生成器中的网格段的数量等于1/n。每个网格段包括网格阵列，其中，网格阵列沿第二方向的每列中具有(2m-1)/n个像素，数据网格具有2m个灰度等级。列中的(2m-1)/n个像素被分成(2m-1)个组，且每组包括在第一方向上彼此偏移的1/n个像素。
此外，在光刻工艺过程中控制第二段112以具有时延Δt，这样使得曝光量在Y方向上的位移为Δy＝V*Δt。
因为光刻工艺过程中，方法100使用的图案生成器108不同于图案生成器48(或图案生成器78)，且为合适的时延提供不同的数据信号输出，所以方法100不同于方法40(或方法70)。在相应的图表中标示出第一段110中第一组像素行A的数据信号输出120。在相应的图表中标示出第一段110中第二组像素行B的数据信号输出122。具体地，因为第一组行A和第二组行B备选地设置在相同的网格段内，所以，在扫描相应部分时，备选地打开和关闭第一组(行A)和第二组(行B)的数据输出信号，这样使得图案生成器能够接收到行A和行B的合适信号。因此，行A的数据输出信号120和行B的数据输出信号122共同构成相同序列中第一段110(包括行A和行B)的汇总数据输出信号。更具体地，当数据输出信号122关闭，数据输出信号120开启一段时间，以扫描其相应像素的距离G。在相同的时间段内，数据输出信号122开启一段时间，以扫描其相应像素的另一个距离。在本实施例中，时间段为G/V＝Δt0。因此，当数据输出信号120开启、关闭、开启、关闭...时，数据输出信号122是关闭、开启、关闭、开启...。
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的起始时间不同于第一段110中第一组像素行A的起始时间。具体地，第一段110中的第一组像素行A的起始时间是t0，而第一段110中的第二组像素行B的起始时间是t0+Δt0。
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。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126所示，第二段112中的第三组像素行C的起始时间不同于第二段112中第二组像素行D的起始时间。
在光刻工艺过程中，第一段110中的第一组像素行A形成数据网格A，其中数据网格A的像素尺寸与图案生成器108的像素尺寸G相同。在光刻工艺过程中，第一段110中的第二组像素行B形成数据网格B，其中数据网格B具有相同的像素尺寸G。但是，数据网格B只在X方向上相对数据网格A产生位移。在X方向上像素尺寸减小的数据网格114限定了第一组A和第二组B的汇总曝光量。
相似地，在光刻工艺过程中，第二段112中的第一组像素行C形成数据网格C，其中数据网格C的像素尺寸和图案生成器108相的像素尺寸G相同。在光刻工艺过程中，第二段112中的第二组像素行D形成具有相同像素尺寸G的数据网格D。此外，数据网格D只在X方向上相对数据网格C产生位移。在X方向上像素尺寸减小的数据网格限定了第一组C和第二组D的汇总曝光量。
但是，由于时延Δt使得在Y方向上的偏移为Δy＝V*Δt，所以，第二段112的数据网格不同于第一段110的数据网格。此外，在X和Y方向上像素尺寸均减小的数据网格116限定了第一段110和第二段112的汇总曝光量。
通过实施图案生成器108和方法100，无需减小图案生成器的像素尺寸，由此产生的数据网格116的像素尺寸减小为n*G，其中，G是图案生成器108的像素尺寸且n是比例系数。数据网格116的每个像素中的灰度等级的数量是Ny＝2m-1。按照系数m/n2增加数据量。应该理解，图案生成器108只是一个实例。当比例系数n取不同值时，图案生成器108可包括不同数量的段。每个段具有交替结构，其中，交替结构的相邻行在X方向上位移Δx，并且一组段被控制而具有时延Δt。
图6示出了光刻工艺的方法130的示意图，其中，由于小的CD，减小了数据网格，但没有减小图案生成器的像素尺寸。参见图6，其共同描述方法130和对应的图案生成器且包括图案生成器的组块132、数据网格的组块134和数据信号输出的组块136。仍假设根据系数n(n小于1)，按比例减少CD。在一个实例中，比例系数n是0.5。
在方法130中使用图案生成器108，且图案生成器108包括被控制而具有时延的多个段。除了被控制而具有不同数据信号输出外，图像生成器108的配置与图5所示的图像生成器108的配置相似。为了简单，此处不再赘述图案生成器108的详细内容。
由于在光刻工艺过程中，方法130为时延提供了不同数据信号输出，所以方法130不同于方法100。具体地，在相应的图表中示出第一段110中第一组像素行A的数据信号输出150。在相应的图表中示出第一段110中第二组像素行B的数据信号输出152。第一段110中的第二组像素行B的起始时间和第一段110中的第一组像素行A的起始时间分别标示为信号150和152。在本实施例中，两者的起始时间为t0。
相似地，因为第一组行A和第二组行B备选地设置在相同的网格段内，所以备选地开启或关闭第一组(行A)和第二组(行B)的数据输出信号，这样使得图案生成器能够接收到行A和行B的合适信号。因此，行A的数据输出信号150和行B的数据输出信号152共同构成相同序列的第一段110(包括行A和行B)的汇总数据输出信号。更具体地，数据输出信号150处于开启状态时，数据输出信号152处于关闭状态。数据输出信号150处于关闭状态时，数据输出信号152处于开启状态。因此，数据输出信号150处于开启、关闭、开启、关闭状态...时，数据输出信号152则处于关闭、开启、关闭、开启状态...。
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。第二段112中第二组像素行D的数据信号输出156是t0+2(2m-1)*Δt0+Δt(与像素行C同)。具体地，第二段112中第三组像素行C的起始时间与第二段112中第二组像素行D的起始时间相同，分别表示为信号154和156。
因此，在光刻工艺过程中，第一段110中的第一组像素行A形成数据网格A，其中数据网格A的像素尺寸和图像生成器108的像素尺寸G相同。在光刻工艺过程中，第一段110中第二组像素行B形成具有相同像素尺寸G的数据网格B。但是，数据网格B不但在X方向上相对数据网格A产生位移，而且在Y方向上也相对数据网格A产生位移。在X方向上像素尺寸减小的数据网格140限定第一组A和第二组B的汇总曝光量。
相似地，在光刻工艺过程中，第二段112中的第一组像素行C形成数据网格C，其中，数据网格C的像素尺寸和图像生成器108的像素尺寸G相同。在光刻工艺过程中，第二段112中的第二组像素行D形成具有相同像素尺寸G的数据网格D。但是，数据网格D不但在X方向上相对数据网格C产生位移，而且在Y方向上也相对数据网格C产生位移。在X方向上像素尺寸减小的数据网格限定第一组C和第二组D的汇总曝光量。
因为引入了时延Δt，在Y方向上产生偏移Δy＝V*Δt，所以第二段112的数据网格不同于第一段110的数据网格。此外，在X和Y方向像素尺寸均减小的数据网格142限定了第一段110和第二段112的汇总曝光量。
通过实施图案生成器108和方法130，无需减小图案生成器的像素尺寸，由此产生的数据网格142的像素尺寸减小为G*n，其中，G是图案生成器108的像素尺寸。数据网格142的每个像素中的灰度等级的数量是Ny＝2m-1。按照系数m/n2增加数据量。
图7示出了光刻工艺的方法160，其中，由于小的CD，减小了像素尺寸，但是没有减小图案生成器的像素尺寸。具体地，数据网格162被转换为像素尺寸减小的交替数据网格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具有交替结构且其像素尺寸小于G。因此，通过已公开的交替数据网格实现网格的减小。如图7所示，在数据网格164中，像素距离(小于G)减小的两个相邻像素在不同于X和Y方向的方向产生跨度。在方法160中，通过图3-图6所示的不同方法，按照系数m/n或小于m/n、更小于系数m/n2，增加数据量。根据不同的实施例，参考图8和图9，其共同描述了方法160和相应的图案生成器。
图8示出了光刻工艺的方法170的示意图，其中，由于小的CD，减小了数据网格，但没有减小图案生成器的像素尺寸。参见图8，其共同描述了方法170和对应的图案生成器且包括图案生成器的组块172、数据网格的组块174和数据信号输出的组块176。仍假设根据系数n(n小于1)，按比例减小CD。在一个实例中，比例系数n是0.5。
在方法170中使用图案生成器178，且图案生成器178包括配置有位移且被控制而具有时延的多个段。将图案生成器178设计成包括沿Y扫描方向配置的多个段。图案生成器178的像素仍是相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何且在X和Y方向上的像素尺寸为G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何180，X方向上的像素尺寸和Y方向上的像素尺寸不同。例如，X方向上的像素尺寸是G，且Y方向的像素尺寸是b*G，其中，b大于1。每个段包括阵列中的多个像素，例如，阵列具有均在X方向上跨度的多个行和均在Y方向上跨度的多个列。此外，每个行包括Nx个像素，每个列包括Ny个像素。为了实现2m个灰度等级，每个列中的像素数量为2m-1或Ny＝2m-1。为了简单，不再赘述相似的部件和动作。
每个段沿着垂直于扫描方向的方向位移了像素尺寸的一部分并且也被控制而具有延迟的数据信号输出。在一个实例中，每个段沿着垂直于扫描方向的方向位移了n*G并且被控制而具有延迟的数据信号输出n*G/v，其中v是扫描速度。
在示出的本实例中，图案生成器178包括分别标示为A和B的两个段。在这个实例中，段B对段A产生位移Δx，且被控制而具有时延Δt。
但是，如下列解释，图案生成器178不同于图3-图6中示出的其他图案生成器。使用较少的段实现了数据网格的减少，因此，得到较少的数据量。图案生成器48或78包含四个段或1/n2个段。在任何情况下，按照系数m/n2增加数据量。图案生成器178包括两个段或1/n个段，并且每个段具有相同的尺寸或相同的像素数量Nx*Ny，其中Ny＝2m-1。因此，按照系数m/n而不是m/n2增加数据量。
在光刻工艺过程中，将段B配置为在X方向上相对段A产生偏移距离Δx，并且被控制而具有时延Δt，这样使得曝光量在Y方向上的位移为Δy＝V*Δt。在一个实例中，Δx和Δy中的每一个是0.5G或n*G。
在相应的图表中示出第一段A的数据信号输出186。如相应的图表所示，第二段B的数据信号输出188为t0+(2m-1)*Δt0+Δt。
因此，在光刻工艺过程中，第一段A产生由数据网格182限定的曝光量，其中，数据网格182的像素尺寸和图案生成器178的像素尺寸相同。在光刻工艺过程中，第二段B形成由数据网格B限定的曝光量，其中，数据网格B具有相同的像素尺寸，但是其在X方向上具有位移Δx和在Y方向上具有位移Δy。如185所示的像素尺寸减小的数据网格184限定了段A和段B的汇总曝光量。
通过实施图案生成器178和方法170，无需减小图案生成器的像素尺寸，由此产生的数据网格182的减小的像素尺寸小于G，其中G是图案生成器178的像素尺寸。数据网格184的每个像素中的灰度等级的数量为Ny＝2m-1。按照系数m/n仅增加数据量。
图9示出了光刻工艺的方法190的示意图，其中，由于小的CD，减小了数据网格，但没有减小图案生成器的像素尺寸。参见图9，其共同描述了方法190和相应的图案生成器且包括图案生成器的组块192、数据网格的组块194和数据信号输出的组块196。仍假设根据系数n(n小于1)，按比例减小CD。在一个实例中，比例系数n是0.5。
在方法190中使用图案生成器198，且图案生成器198包括配置有位移且被控制而具有时延的多个段。将图案生成器198设计成包括沿Y扫描方向配置的多个段。图案生成器198的像素仍是相同的像素尺寸G。在一个实例中，像素具有正方形几何，且在X和Y方向上的像素尺寸是G。在另一个实施例中，像素具有矩形几何200，且X方向上的像素尺寸和Y方向上的像素尺寸不同。例如，X方向上的像素尺寸是G而Y方向的像素尺寸是b*G，其中，b大于1。每个段包括在阵列中的多个像素，例如，阵列具有均在X方向上跨度的多个行和均在Y方向上跨度的多个列。此外，每个行包括Nx个像素和每个列包括Ny个像素。但是，灰度等级从2m减小到2(m-a)，每个列中的像素数量为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位移了像素尺寸的一部分且被控制而具有延迟的数据信号输出。
在示出的本实例中，图案生成器198包括分别标示为A和B的两个段。在本实例中，段B相对段A产生位移Δx且被控制而具有时延Δt。除了每个列中的像素数量减小外，图案生成器198和图案生成器178相似。因此，灰度等级的数量减少并且数据量减少。
在光刻工艺过程中，将段B配置为在X方向上相对段A产生偏移距离Δx，并且被控制而具有时延Δt，这样使得曝光量在Y方向上的位移Δy＝V*Δt。
在相应的图表中示出第一段A的数据信号输出206。如相应的图表所示，第二段B的数据信号输出208是t0+(2m-a-1)*Δt0+Δt。
因此，在光刻工艺过程中，第一段A生成由数据网格202限定的曝光量，其中，数据网格202的像素尺寸和图案生成器198的像素尺寸相同。在光刻工艺过程中，第二段B形成由数据网格B限定的曝光量，其中，数据网格B具有相同的像素尺寸，但是在X方向上具有位移Δx且在Y方向上具有位移Δy。如205所示，像素尺寸减小的数据网格204限定段A和段B的汇总曝光量。
通过实施图案生成器198和方法190，无需减小图案生成器的像素尺寸，由此产生的数据网格204的像素尺寸减小。灰度等级的数量为Ny＝2m-a-1。数据量仅增加了系数(m-a)/n。
图10示出了数据网格和相应数据信号输出的示意图。根据一个实施例构建数据网格210，其是图3中数据网格56、图4中数据网格86、图8中数据网格184、或图9中数据网格204的一部分。数据网格212是放大的数据网格210的一部分。214中示出了数据网格212中像素的相应坐标值，例如，1/n＝3。
下列公式确定数据信号输出：
t＝t0+(l-1)(2(m-a)-1)Δt0+yΔt
l ∈ 1 ~ 1 n 2 , a ≥ 0
其中，y是数据网格中相应像素的坐标值。可以使用公式确定分别对应于数据网格56、86、184和204的不同方法40、70、170和190中的数据信号输出。
此外，数据网格212的尺寸对应于相应的图案生成器的一个像素。数据网格212的像素尺寸由图案生成器的相应像素减小。数据网格212的像素面积S2由图案生成器的相应像素面积S1减小。在和图3中数据网格56和图4中数据网格86相关的一个实施例中，根据系数n2，数据网格212的像素面积S2由图案生成器的相应像素面积S1减小，即，S2＝n2*S1。在和图8中的数据网格184或图9中的数据网格204相关的另一个实施例中，数据网格212的像素面积S2由图案生成器的相应像素面积S1减小，如S2＜S1。图案生成器被分成多个网格段(或段)。在光刻工艺中，图案生成器的段被配置为在垂直于扫描方向的方向(X方向)上具有位移和/或被控制而具有时延，以在扫描方向(Y方向)上引入位移。
在一个实施例中，图案生成器被分成1/n2个段，如图3和4所示。段可能在X方向上具有位移或时延。每个段具有像素数量Nx*Ny，其中Ny＝2m-a-1。按照系数(m-a)/n2增加数据量。灰度等级从2m个减少到2m-a个。在一个实例中，参数a＝0。在另一个实例中，参数“a”是大于0但小于m的整数。在图10示出的实例中，n＝1/3。在图3和4示出的实例中，n＝1/2(或0.5)。
在另一个实施例中，图案生成器被分成n个段，如图8和9所示。每个段具有X方向上的位移和时延。根据系数(m-a)/n，增加数据量。灰度等级从2m个减少到2m-a个。
图11示出了数据网格和相应数据信号输出的示意图。根据一个实施例，构造了数据网格220，其是图5中数据网格116的一部分。数据网格222是放大的数据网格220的一部分。224中示出了数据网格222中像素的相应坐标值，例如，1/n＝3。
下列公式确定数据信号输出，如
t = t 0 + ( y n ( 2 ( m - a ) - 1 ) + x ) Δt 0 + yΔt
a≥0
其中，x和y是数据网格中相应像素的坐标值。使用该公式确定对应于数据网格116的方法100中的数据信号输出。
此外，数据网格222的尺寸对应于相应图案生成器的一个像素。根据系数n，数据网格222的像素尺寸由图案生成器的相应尺寸减小。根据系数n2，数据网格222的像素面积由图案生成器的相应像素面积减小。图案生成器被分成多个网格段(或段)。在光刻工艺中，图案生成器的段被控制而具有时延，以在扫描方向(Y方向)上引入位移。每个段具有交替结构和以系数1/n增加的像素。每个段的像素数量Nx*Ny，其中，Ny＝n*(2m-a-1)。每个段中的像素行被分成2m-a-1个组。每个组包括n个像素行。每个组的像素行被配置为相互邻近且每个行在垂直于扫描方向的X方向上相对于其邻近行具有一个位移。根据系数(m-a)/n2或如果a＝0，m/n2，增加数据量。灰度等级从2m个减少到2m-a个。
图12示出了数据网格和相应数据信号输出的示意图。根据一个实施例构建数据网格230，其是图6中数据网格142的一部分。数据网格232是放大的数据网格230的一部分。234中示出了数据网格232中像素的相应坐标值，例如，1/n＝3。
根据下列公式确定数据信号输出，公式为
t = t 0 + [ ( 1 n - 1 ) + y ] ( 2 ( m - a ) - 1 ) Δt 0 + yΔt
a≥0
其中，利用该公式确定数据网格146对应的方法130中的数据信号输出。
此外，数据网格232的尺寸对应于相应图案生成器的一个像素。根据系数n，数据网格232的像素尺寸由图案生成器的相应像素尺寸减小。根据系数n2，数据网格232的像素面积由图案生成器的相应像素面积减小。图案生成器被分成多个网格段(或段)。在光刻工艺过程中，图案生成器的段被控制有时延，以在扫描方向(Y方向)上引入位移。每个段具有交替结构和以系数1/n增加的像素。每个段的像素数量为Nx*Ny，其中Ny＝n*(2m-a-1)。每段中的像素行被分成2m-a-1个组。每组包括n个像素行。将每组中的像素行配置为相互邻近并且各个行在垂直于扫描方向的方向上相对于其邻近行具有位移。以系数(m-a)/n2或如果a＝0，m/n2，增加数据量。灰度等级从2m减少到2m-a。
本公开提供了以系数n减小临界尺寸(CD)的光刻工艺的方法的一个实施例，其中n＜1。方法包括：提供具有第一像素尺寸S1的图案生成器以产生具有第二像素尺寸S2(S2＜S1)的交替数据网格，其中，图案生成器包括被配置为在第一方向上相互偏移的多个网格段；以及在光刻工艺中，在垂直于第一方向的第二方向上扫描图案生成器，以控制网格段的每个后续段，使得相对于网格段的在先段，网格段的每个后续段具有一个时延。
在该方法的一个实施例中，图案生成器包括以系数n增加的像素和到图案生成器的数据量，数据量和1/n成比例。
在另一个实施例中，将图案生成器设计为产生2m个灰度等级，并且到图案生成器的数据量与m/n成比例。
在另一个实施例中，将图案生成器设计为灰度等级从2m个减少到2m-a个，参数“a”大于0且到图案生成器的数据量和(m-a)/n成比例。
在另一个实施例中，图案生成器中的网格段数量等于1/n。在一个实施例中，每个网格段包括网格阵列，其中，网格阵列包括在第二方向上跨度的每个列中的(2m-1)个像素，且交替数据网格具有2m个灰度等级。在另一个实施例中，每个网格段包括一个网格阵列，其中，网格阵列包括在第二方向上跨度的每个列中的(2m-a-1)个像素，且交替数据网格具有2m-a个灰度等级，其中参数a大于0。
本发明也为光刻工艺提供了以系数n减少临界尺寸(CD)的光刻工艺的图案生成器的一个实施例，以形成限定在交替数据网格中的曝光量，其中n＜1。在光刻工艺过程中，图案生成器包括多个网格段和设置在网格段中多个像素，其中，多个网格段被配置为在第一方向上相互偏移且被控制具有时延，以系数1/n增加像素数量。
在一个实施例中，将图案生成器设计为产生2m个灰度等级，且到图案生成器的数据量和m/n成比例。
在另一个实施例中，将图案生成器设计为灰度等级从2m个减少到2m-a个，参数“a”大于0，且到图案生成器的数据量和(m-a)/n成比例。
在另一个实施例中，网格段中的多个像素中的每个包括正方形或长方形。
在另一个实施例中，图案生成器中的网格段数量等于1/n。在一个实施例中，每个网格段包括一个网格阵列，其中，网格阵列包括在第二方向上跨度的每个列中的(2m-1)个像素，且交替数据网格具有2m-a个灰度等级，其中参数a等于或大于0。
本发明也提供光刻工艺的方法的另一个实施例，使用具有第二像素尺寸的图案生成器形成限定在具有第一像素尺寸的交替数据网格中的曝光量，其中，根据比例因数1/n，第二像素尺寸大于第二像素尺寸。方法包括：接收具有被配置为在第一方向上相互偏移的多个网格段的图案生成器；以及对基板进行曝光工艺，从而在基板上形成电路图案。进行曝光工艺包括：在垂直于第一方向的第二方向上扫描图案生成器；以及在扫描图案生成器的过程中，控制网格段，使得每个网格段具有一个时延。
在该方法的一个实施例中，图案生成器具有以系数1/n增加的像素，以及到图案生成器的数据量，数据量和1/n成比例。
在另一个实施例中，将图案生成器设计为产生2m个灰度等级，且到图案生成器的数据量和m/n成比例。
在另一个实施例中，将图案生成器设计为灰度等级从2m个减少到2m-a个，参数“a”大于0且到图案生成器的数据量和(m-a)/n成比例。
在另一个实施例中，图案生成器中的网格段数量等于1/n。在一个实施例中，每个网格段包括网格阵列，其中网格阵列包括在第二方向上跨度的每个列中的(2m-1)个像素，且交替数据网格具有2m个灰度等级。在另一个实施例中，每个网格段包括网格阵列，其中网格阵列包括在第二方向上跨度的每个列中的(2m-a-1)个像素，且交替数据网格具有2m-a个灰度等级，其中参数a大于0。
在另一种实施例中，对基板进行曝光工艺包括将电子束应用于图案生成器。
在另一种实施例中，在扫描图案生成器的过程中，控制网格段，使每个网格段具有一个时延包括将下列公式中限定的数据信号输出应用于图案生成器，公式为
t＝t0+(l-1)(2(m-a)-1)Δt0+yΔt
l ∈ 1 ~ 1 n 2 , a ≥ 0
上面论述了若干实施例的部件，使得本领域普通技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域普通技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或更改其他用于达到与这里所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点的处理和结构。本领域普通技术人员也应该意识到，这种等效构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种按照系数n减小临界尺寸(CD)的光刻工艺的方法，其中n＜1，所述方法包括：
提供具有第一像素尺寸S1的图案生成器，以产生具有第二像素尺寸S2的交替数据网格，S2＜S1，其中，所述图案生成器包括多个网格段，所述网格段被配置为在第一方向上彼此偏移；以及
在光刻工艺过程中，在垂直于所述第一方向的第二方向上扫描所述图案生成器，以控制所述网格段的每个后续段，使得相对于所述网格段的在先段，所述网格段的每个后续段具有时延。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案生成器包括以系数n增加的像素和相对于所述图案生成器的数据量，所述数据量与1/n成比例。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案生成器被设计为产生2m个灰度等级，且相对于所述图案生成器的数据量与m/n成比例。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案生成器被设计为具有从2m个减少到2m-a个的灰度等级，参数“a”大于0，且相对于所述图案生成器的数据量与(m-a)/n成比例。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案生成器中的所述网格段的数量等于1/n。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述网格段的每一个均包括网格阵列，所述网格阵列具有在所述第二方向上跨度的每列中的(2m-1)个像素，所述交替数据网格具有2m个灰度等级。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述网格段的每一个均包括网格阵列，所述网格阵列具有在所述第二方向上跨度的每列中的(2m-a-1)个像素，所述交替数据网格具有2m-a个灰度等级，参数a大于0。
8.一种按照系数n减小临界尺寸(CD)以形成限定在交替数据网格中的曝光量的光刻工艺的图案生成器，其中，n＜1，所述图案生成器包括：
多个网格段，在光刻工艺过程中，所述多个网格段被配置为在第一方向上彼此偏移且被控制而具有时延；以及
多个像素，设置在所述网格段中，其中，按照系数1/n增加所述像素的数量。
9.根据权利要求8所述的图案生成器，其中，所述图案生成器被设计为产生2m个灰度等级，并且到相对于所述图案生成器的数据量和与m/n成比例。
10.一种光刻工艺的方法，通过使用具有第二像素尺寸的图案生成器形成限定在具有第一像素尺寸的交替数据网格中的曝光量，其中，所述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生成器，所述多个网格段被配置为在第一方向上彼此偏移；以及
对基板进行曝光工艺，由此在所述基板上形成电路图案，其中进行所述曝光工艺包括：
在垂直于所述第一方向的第二方向上扫描所述图案生成器；以及
在扫描所述图案生成器的过程中，控制所述网格段，使得所述网格段中的每一个均具有时延。
CN201310126502.4A 2012-04-13 2013-04-12 网格加密方法 Active CN103376670B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261623959P 2012-04-13 2012-04-13
US61/623,959 2012-04-13
US13/722,266 2012-12-20
US13/722,266 US8822106B2 (en) 2012-04-13 2012-12-20 Grid refinement method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103376670A true CN103376670A (zh) 2013-10-30
CN103376670B CN103376670B (zh) 2015-06-10

Family

ID=49325407

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310125443.9A Active CN103376669B (zh) 2012-04-13 2013-04-11 网格加密方法
CN201310126502.4A Active CN103376670B (zh) 2012-04-13 2013-04-12 网格加密方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310125443.9A Active CN103376669B (zh) 2012-04-13 2013-04-11 网格加密方法

Country Status (2)

Country Link
US (6) US8822106B2 (zh)
CN (2) CN103376669B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101791252B1 (ko) 2011-04-22 2017-10-27 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. 리소그래피 머신들의 클러스터를 위한 네트워크 아키텍처 및 프로토콜
US8822106B2 (en) 2012-04-13 2014-09-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Grid refinement method
US8975601B1 (en) 2013-11-25 2015-03-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus for electron beam lithography
US9659768B2 (en) 2014-12-23 2017-05-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Focused radiation beam induced thin film deposition
US9761411B2 (en) 2015-01-20 2017-09-12 Taiwain Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for maskless direct write lithography
US9625808B2 (en) 2015-02-13 2017-04-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Durable metal film deposition for mask repair
US9589764B2 (en) 2015-03-27 2017-03-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Electron beam lithography process with multiple columns
US9915866B2 (en) 2015-11-16 2018-03-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Focused radiation beam induced deposition
US10001698B2 (en) 2015-12-15 2018-06-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd Layout hierachical structure defined in polar coordinate
US9960013B2 (en) 2016-01-13 2018-05-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Continuous writing of pattern
US9741537B1 (en) 2016-02-19 2017-08-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for supplying ion beam in ion implantation process
US10049851B2 (en) 2016-04-29 2018-08-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Data processing of electron beam lithography system
US10276426B2 (en) 2016-05-31 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for performing spin dry etching
US9793183B1 (en) 2016-07-29 2017-10-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for measuring and improving overlay using electronic microscopic imaging and digital processing
US11054742B2 (en) 2018-06-15 2021-07-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. EUV metallic resist performance enhancement via additives
US11069526B2 (en) 2018-06-27 2021-07-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Using a self-assembly layer to facilitate selective formation of an etching stop layer
US10867805B2 (en) 2018-06-29 2020-12-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Selective removal of an etching stop layer for improving overlay shift tolerance
CN115343919B (zh) * 2022-10-20 2023-02-03 合肥新晶集成电路有限公司 曝光能量的确定方法、确定装置与制造系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1605046A (zh) * 2001-12-14 2005-04-06 麦克罗尼克激光系统公司 工件构图方法和装置
US7251019B2 (en) * 2005-07-20 2007-07-31 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing a continuous light beam in combination with pixel grid imaging
CN101487982A (zh) * 2002-08-24 2009-07-22 无掩模平版印刷公司 连续地直接写的光刻技术
US20090193387A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 International Business Machines Corporation Methodology and system for determining numerical errors in pixel-based imaging simulation in designing lithographic masks
CN102292676A (zh) * 2008-11-26 2011-12-21 麦克罗尼克迈达塔有限责任公司 使用复杂二维交织方案的图像读取和写入

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2185829C (en) * 1995-09-27 2007-09-25 Vadlamannati Venkateswar Two-dimensional modulation for line screen printing
JP2006502558A (ja) * 2001-11-07 2006-01-19 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 光学式スポット格子アレイ印刷装置
US6618185B2 (en) * 2001-11-28 2003-09-09 Micronic Laser Systems Ab Defective pixel compensation method
CN1243374C (zh) * 2002-04-10 2006-02-22 台湾积体电路制造股份有限公司 利用图案化金属结构增加氮化硅表面粘着度的方法
US20090009736A1 (en) * 2003-10-27 2009-01-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for and Method of Forming Optical Images
WO2007040855A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Advanced Micro Devices, Inc. Structure and method for simultaneously determining an overlay accuracy and pattern placement error
TWI432908B (zh) * 2006-03-10 2014-04-01 Mapper Lithography Ip Bv 微影系統及投射方法
DE102006019963B4 (de) * 2006-04-28 2023-12-07 Envisiontec Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Verfestigen eines unter Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung verfestigbaren Materials mittels Maskenbelichtung
US20080217659A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Device and Method To Reduce Cross-Talk and Blooming For Image Sensors
JP2009244616A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Hitachi Via Mechanics Ltd レーザ直接描画方法およびレーザ直接描画装置
CN101814478B (zh) * 2009-02-24 2012-07-25 台湾积体电路制造股份有限公司 图像感测装置及其制造方法
US8415718B2 (en) * 2009-10-30 2013-04-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of forming epi film in substrate trench
US8822106B2 (en) * 2012-04-13 2014-09-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Grid refinement method
US8530121B2 (en) * 2012-02-08 2013-09-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Multiple-grid exposure method
US8510687B1 (en) 2012-03-01 2013-08-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Error diffusion and grid shift in lithography
US8584057B2 (en) 2012-03-01 2013-11-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Copmany, Ltd. Non-directional dithering methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1605046A (zh) * 2001-12-14 2005-04-06 麦克罗尼克激光系统公司 工件构图方法和装置
CN101487982A (zh) * 2002-08-24 2009-07-22 无掩模平版印刷公司 连续地直接写的光刻技术
US7251019B2 (en) * 2005-07-20 2007-07-31 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing a continuous light beam in combination with pixel grid imaging
US20090193387A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 International Business Machines Corporation Methodology and system for determining numerical errors in pixel-based imaging simulation in designing lithographic masks
CN102292676A (zh) * 2008-11-26 2011-12-21 麦克罗尼克迈达塔有限责任公司 使用复杂二维交织方案的图像读取和写入

Also Published As

Publication number Publication date
US20160246912A1 (en) 2016-08-25
US8822106B2 (en) 2014-09-02
US20160055291A1 (en) 2016-02-25
US8822107B2 (en) 2014-09-02
US9329488B2 (en) 2016-05-03
US9176389B2 (en) 2015-11-03
CN103376669B (zh) 2015-10-21
CN103376670B (zh) 2015-06-10
US20130273475A1 (en) 2013-10-17
CN103376669A (zh) 2013-10-30
US9529271B2 (en) 2016-12-27
US9678434B2 (en) 2017-06-13
US20140368806A1 (en) 2014-12-18
US20170102624A1 (en) 2017-04-13
US20130273474A1 (en) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103376670B (zh) 网格加密方法
JP6723776B2 (ja) 双方向ダブルパス方式によるマルチビーム描画
KR101699134B1 (ko) 비인쇄 더미 피쳐들을 갖는 집적 회로의 제조 방법
CN103311102A (zh) 制作与双重图案化技术兼容的转折布局绕线的方法
EP2092534A2 (en) Stencil design and method for cell projection particle beam lithography
JP2009064951A (ja) アライメントマーク、アライメントマーク形成方法及びパターン形成方法
EP3460825A1 (en) Method for irradiating a target using restricted placement grids
KR20180123156A (ko) 필 팩터 변조에 의한 공정 호환성 개선
US20130129991A1 (en) Multiple exposure with image reversal in a single photoresist layer
US10943050B2 (en) Capacitive isolation structure insert for reversed signals
CN101075087B (zh) 半导体器件及设计半导体器件的方法
CN105278257B (zh) 制造集成电路的方法
JP2008235462A (ja) 半導体集積回路の製造方法及び設計装置
CN102331685A (zh) 一种提高数字无掩模光刻分辨力的方法
US20060210887A1 (en) Lithography mask and methods for producing a lithography mask
US6635388B1 (en) Contact hole fabrication with the aid of mutually crossing sudden phase shift edges of a single phase shift mask
JP2003215779A (ja) 交互式位相シフトマスク
US20210192118A1 (en) Capacitive isolation structure insert for reversed signals
CN107342262A (zh) 集成电路制造方法
JP2004012722A (ja) フォトマスク及びパターン作製方法及び半導体装置
CN108933175B (zh) 半导体装置、生成半导体装置布局的方法与非暂态计算机可读媒体
US9268893B2 (en) Photolithography mask synthesis for spacer patterning
JP5630149B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2003315974A (ja) 露光マスクの作製方法および露光方法
CN100433025C (zh) 评价图案的制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant