CN103946750A - 光刻设备、器件制造方法和计算机程序 - Google Patents

光刻设备、器件制造方法和计算机程序 Download PDF

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Abstract

本发明涉及参照部位的位置和/或旋转确定用于照射目标上的多个部位的多个束的强度值。此外提供相关的光刻或曝光设备，相关的器件制造方法和相关的计算机程序。

Description

光刻设备、器件制造方法和计算机程序
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年11月29日递交的美国临时申请第61/564,642号的权益。该临时申请以引用的方式整体并入本文。
技术领域
本发明涉及曝光设备、光刻设备、制造器件的方法以及计算机程序。
背景技术
光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上或衬底的一部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)、平板显示器以及具有精细特征的其它装置或结构的制造中。在传统的光刻设备中，可以将称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生对应于IC、平板显示器或其它装置的单层的电路图案。可以将这一图案转移到衬底(例如硅晶片或玻璃板)(的一部分)上，例如经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。在类似方面中，曝光设备是在衬底(或衬底的一部分)上形成期望的图案的过程中使用辐射束的机器。
除了电路图案，图案形成装置还可以用于产生其它图案，例如滤色器图案或点矩阵。替代传统的掩模，图案形成装置可以包括图案形成阵列，该图案形成阵列包括产生电路或其它可应用图案的独立可控元件的阵列。与传统的基于掩模的系统相比，这样的“无掩模”系统的优点是，可以更加快速地设置和/或更换图案，且成本较小。
因此，无掩模系统包括可编程图案形成装置(例如空间光调制器、对比度装置等)。使用独立可控元件的阵列对可编程图案形成装置进行(例如电子或光学地)编程，用于形成期望的图案化的束。可编程图案形成装置的类型包括微反射镜阵列、液晶显示器(LCD)阵列、光栅光阀阵列、自发射式对比度装置的阵列等。可编程图案形成装置还可以由光电偏转器形成，其配置成例如移动投影到衬底上的辐射的斑点或间歇地将辐射束从衬底引导离开，例如引导至辐射束吸收器。在任一这样的布置中，辐射束可以是连续的。
发明内容
在光刻或曝光过程中，可以产生多个辐射束，被图案化并且投影到衬底上。多个束可以不具有良好地限定的边界并且不同程度地重叠。在一个示例中，可以使用自发射对比度装置的阵列以便生成辐射束，如上指出的。然而，虽然自发射对比度装置中的每一个可以设计成提供具有名义轮廓的辐射束，但是在自发射对比度装置的每一个提供的辐射束的轮廓中容易存在一些变化。这可以例如由于制造容差和/或在使用时影响自发射式对比度装置的性能的环境因素。自发射式对比度装置可以例如是激光二极管。
投影到衬底上的辐射束的轮廓的变化是不希望的。尤其地，束轮廓中的变化影响相邻的成像点之间的相互作用，导致束之间的串扰或耦合。为了解决这个问题，可以调节成像时各个束的相互作用以考虑相邻斑点的影响。每个束的(去)卷积核被用于计算该相互作用。因此，期望提供例如一种光刻或曝光系统，其中一个或多个辐射束的轮廓相对于名义轮廓的偏差诱发的一个或多个问题可以消除或减轻。
根据本发明的实施例，提供一种曝光设备，包括：辐射源，配置成产生具有独立可控强度的多个辐射束；投影系统，配置将所述辐射束中的每一辐射束投影到目标上的相应部位(location)；和控制器，配置成计算所述多个辐射束中的每一辐射束的目标强度值，以将目标曝光至想要的图案并控制辐射源发射具有目标强度值的多个束，其中所述控制器参照多个部位中的每一个部位相对于投影系统的位置和/或旋转计算目标强度值。
根据本发明的实施例，提供一种器件制造方法，其中目标将要用想要的图案照射，所述方法包括：计算将要用于照射所述目标的多个辐射束中的每一辐射束的强度值，参照在目标上的多个部位的相对于投影系统的位置和/或旋转执行所述计算；和使用投影系统将具有计算的强度值的辐射束投影到部位中的对应的一个部位上。
根据本发明的实施例，提供一种用以计算将要用于照射目标的多个辐射束中的每一辐射束的强度值的计算机程序，所述计算机程序包括编码用以指令处理器参照在目标上的多个部位中的每一部位的相对于投影系统的位置和/或旋转执行所述计算。
附图说明
将参照示意的附图仅通过示例描述本发明的实施例，在附图中相同的参考标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1显示根据本发明的实施例的光刻或曝光设备的一部分；
图2显示根据本发明的实施例的图1的光刻或曝光设备的一部分的俯视图；
图3显示根据本发明的实施例的光刻或曝光设备的一部分的高度示意透视图；
图4显示根据本发明的实施例的通过根据图3的光刻或曝光设备投影到衬底上的投影的示意俯视图；
图5示意地示出根据本发明的实施例的一个部分的横截面视图；
图6示出用于将想要的器件图案的基于矢量的表示转换为控制信号的数据路径的一部分；
图7示出斑点曝光栅格的一部分；
图8示出光栅化栅格的一部分；
图9示出本发明的实施例中的数据路径的一部分；和
图10示出本发明的实施例中的数据路径的一部分。
具体实施方式
本发明的一个实施例涉及一种设备，其可以包括可编程图案形成装置，该可编程图案形成装置可以例如由自发射式对比度装置的阵列或多个阵列构成。关于这样的设备的进一步信息可以在PCT专利申请出版物第WO2010/032224A2号、美国专利申请出版物第US2011-0188016号、美国专利申请第US61/473636号和US专利申请第US61/524190号中找出，这些专利文献以引用方式整体并入本文。然而，本发明的实施例可以与包括例如上面讨论的那些的任何形式的可编程图案形成装置一起使用。
图1示意地示出光刻或曝光设备的一部分的示意的横截面侧视图。在该实施例中，该设备具有在X-Y平面内基本上静止的独立可控元件，如下面进一步讨论的，但是这不是必须的。该设备1包括用以保持衬底的衬底台2和用以在达到6个自由度上移动衬底台2的定位装置3。衬底可以是涂覆有抗蚀剂的衬底。在一个实施例中，衬底是晶片。在一个实施例中，衬底是多边形(例如矩形)衬底。在一个实施例中，衬底是玻璃板。在一个实施例中，衬底是塑料衬底。在一个实施例中，衬底是薄片(foil)。在一个实施例中，光刻设备适于卷对卷(roll-to-roll)制造。
设备1还包括多个独立可控自发射式对比度装置4，所述多个独立可控自发射式对比度装置4配置成发射多个束。在一个实施例中，自发射式对比度装置4是发射辐射的二极管，例如发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、聚合物LED(PLED)或激光二极管(例如，固态激光二极管)。在一实施例中，每一独立可控元件4是蓝紫激光二极管(例如Sanyo型号DL-3146-151)。这样的二极管可以由诸如Sanyo,、Nichia,、Osram和Nitride等公司供应。在一实施例中，二极管发射例如具有约365nm或约405nm的波长的UV辐射。在一实施例中，二极管可以提供从0.5-200mW的范围选出的输出功率。在一实施例中，激光二极管(裸管芯)的尺寸是从100-800微米的范围选出的。在一实施例中，激光二极管具有从0.5-5微米2的范围选出的发射面积。在一实施例中，激光二极管具有选自5-44度的范围的发散角。在一实施例中，二极管具有用以提供大于或等于大约6.4×108W/(m2.sr)的总的亮度的配置(例如，发射面积、发散角、输出功率等)。
自发射式对比度装置4布置在框架5上并且可以沿Y方向和/或X方向延伸。虽然示出了一个框架5，但是光刻设备可以具有多个框架5，如图2所示。在框架5上还布置有透镜12。框架5以及由此自发射式对比度装置4和透镜12在X-Y平面中是大致静止的。可以通过致动器7沿着Z方向移动框架5、自发射式对比度装置4以及透镜12。可替代地，或附加地，可以通过与特定的透镜12相关的致动器沿着Z方向移动透镜12。可选地，每个透镜12可以设置有致动器。
自发射式对比度装置4可以配置成发射束，投影系统12、14和18可以配置成将束投影到衬底的目标部分上。自发射式对比度装置4和投影系统形成光学装置列。光刻设备1可以包括用于相对于衬底移动光学装置列或其一部分的致动器(例如电机)11。在其上布置有场透镜14和成像透镜18的框架8可以借助于致动器旋转。场透镜14和成像透镜18的组合形成了可移动的光学装置9。在使用中，框架8围绕其自身的轴线10旋转，例如沿着由图2中的箭头显示的方向。通过使用致动器(例如电机)11使框架8围绕轴线10旋转。另外，可以通过电机7使框架8沿着Z方向移动，使得可移动的光学装置9可以相对于衬底台2移位。
孔结构13其中具有孔，孔结构13可以定位在透镜12的上方且在透镜12和自发射式对比度装置4之间。孔结构13可以限制透镜12、相关的自发射式对比度装置4的衍射效应、和/或邻近的透镜12/自发射式对比度装置4的衍射效应。
可以通过旋转框架8和同时在光学装置列的下面移动衬底台2上的衬底而使用所示出的设备。在透镜12、14和18彼此大致对准时，自发射式对比度装置4可以发射束穿过这些透镜12、14和18。通过移动透镜14和18，束在衬底上的像在衬底的一部分之上进行扫描。通过同时在光学装置列的下面移动衬底台2上的衬底，经受自发射式对比度装置4的图像的衬底部分也移动。通过在控制器的控制之下高速地“接通”和“关断”自发射式对比度装置4(例如，在其被关断时，没有输出或具有低于阈值的输出；在其被接通时，具有高于阈值的输出)，可以在衬底的抗蚀剂层中对期望的图案进行成像，其中控制器用于控制光学装置列或其一部分的旋转、控制自发射式对比度装置4的强度以及控制衬底的速度。
图2示出具有自发射式对比度装置4的图1的光刻设备的示意性俯视图。如同图1中显示的光刻设备1那样，光刻设备1包括用于保持衬底17的衬底台2、用于在高达6个自由度上移动衬底台2的定位装置3、用于确定自发射式对比度装置4和衬底17之间的对准以及用于确定衬底17是否相对于自发射式对比度装置4的投影处于水平的对准/调平传感器19。如图所示，衬底17具有矩形形状，然而，另外或可替代地，可以处理圆形的衬底。
自发射式对比度装置4布置在框架15上。自发射式对比度装置4可以是发射辐射的二极管，例如激光二极管，诸如蓝紫色激光二极管。如图2所示，自发射式对比度装置4可以布置到在X-Y平面中延伸的阵列21中。
所述阵列21可以是细长的线。在一实施例中，所述阵列21可以是自发射式对比度装置4的一维阵列。在一实施例中，所述阵列21可以是自发射式对比度装置4的两维阵列。
可以提供可旋转框架8，其可以沿着由所述箭头显示的方向旋转。旋转框架可以设置有透镜14、18(如在图1中所示)，以提供每个自发射式对比度装置4的图像。所述设备可以设置有致动器，用于相对于衬底旋转包括框架8和透镜14、18的光学装置列。
图3示出在其周界上设置有透镜14、18的旋转框架8的高度示意的透视图。多个束(在本示例中是10个束)入射到透镜之一上并被投影到通过衬底台2保持的衬底17的目标部分上。在一个实施例中，多个束沿直线布置。借助于致动器(未示出)可以围绕轴线10旋转可旋转框架。由于可旋转框架8的旋转，束将入射到相继的透镜14、18(场透镜14和成像透镜18)上，并且将入射到每一个相继的透镜上，被偏转，由此以便沿衬底17的表面的一部分行进，如参照图4更详细地介绍的。在一个实施例中，通过相应的源，即自发射式对比度装置，例如激光二极管(图3中未示出)产生每个束。在如图3所示的布置中，通过分段式反射镜30偏转束并使得束聚拢一起以便减小束之间的距离，由此允许更大量的束被投影通过同一透镜并实现下面将要讨论的分辨率要求。
当可旋转框架旋转时，束入射到相继的透镜上，并且每一次通过束照射透镜，束入射到透镜表面上的位置移动。因为束根据束入射到透镜上的位置而被不同地(例如具有不同的偏转)投影到衬底上，因此束(当到达衬底时)将借助下面的透镜的每个通道执行扫描运动。参照图4进一步解释这个原理。图4示出可旋转框架8的一部分的高度示意俯视图。第一组束用B1表示，第二组束用B2表示，第三组束用B3表示。每组束被投影通过可旋转框架8的相应的透镜组14、18。当可旋转框架8旋转时，束B1在扫描运动中被投影到衬底17上，由此扫描区域A14。类似地，束B2扫描区域A24，束B3扫描区域A34。在通过相应的致动器旋转可旋转框架8的同时，衬底17和衬底台沿方向D移动，这在图2中表示为沿X轴线，由此在区域A14、A24、A34中基本上垂直于束的扫描方向。由于通过第二致动器沿方向D移动(例如，衬底台通过相应的衬底台马达的移动)，在通过可旋转框架8的相继的透镜投影束时束的相继扫描被投影，从而基本上彼此邻接，由此得到束B1的每个相继扫描的基本上邻接的区域A11、A12、A13、A14(如图4所示，区域A11、A12、A13之前被扫描，区域A14当前正被扫描)，得到束B2的每个相继扫描的区域A21、A22、A23、A24(如图4所示，区域A21、A22、A23之前被扫描，区域A24当前正被扫描)，得到束B3的每个相继扫描的区域A31、A32、A33、A34(如图4所示，区域A31、A32、A33之前被扫描，区域A34当前正被扫描)。由此，在旋转可旋转框架8的同时，借助衬底沿方向D的移动可以覆盖衬底表面的区域A1、A2以及A3。多个束投影通过同一透镜允许在较短的时间尺度内处理整个衬底(在可旋转框架8的相同的旋转速度条件下)，因为对于每一次透镜的通过，多个束使用每个透镜扫描衬底，由此允许对于相继的扫描沿方向D的位移增加。从不同角度看，对于给定的处理时间，当通过同一透镜将多个束投影到衬底上时，可旋转框架的旋转速度可以减小，由此可以减小由于高的旋转速度带来的例如可旋转框架的变形、磨损、振动、扰动等效应。在一个实施例中，多个束与透镜14、18的旋转切线布置成一角度，如图4所示。在一个实施例中，多个束布置成使得每个束重叠或邻接相邻的束的扫描路径。
可以在容差的松弛(relaxation oftolerance)中发现通过同一透镜一次投影多个束的方面的进一步效果。由于透镜的容差(定位、光学投影等)，相继的区域A11、A12、A13、A14(和/或区域A21、A22、A23和A24和/或区域A31、A32、A33和A34)的位置可以显示相对于彼此的某种程度的定位误差。因此，相继的区域A11、A12、A13、A14之间的一定程度的重叠可能是需要的。在例如一个束的10％重叠的情况下，处理速度可以因此比一次单个束通过同一透镜的情形同样减小10％。在一次有5个或更多个束被投影通过同一透镜的情形中，对于每5个或更多个投影线来说将提供同样10％的重叠(类似地参照上面的一个束的示例)，因此以大约5％或更多至2％或更少的因数减小总的重叠，由此对总的处理速度具有显著更低的影响。类似地，投影至少10个束可以减小总的重叠大约10倍。因而，可以通过将多个束一次通过同一透镜投影的特征减小容差对衬底的处理时间的影响。附加地或替换地，可以允许更多的重叠(因而更大的容差带)，因为只要将多个束一次投影通过同一透镜，其对处理的影响低。
替代一次通过同一透镜投影多个束或除一次通过同一透镜投影多个束之外附加地，可以使用隔行扫描技术，但是这种技术可能需要在透镜之间的相当的更严格的匹配。因此，通过多个透镜中的同一个透镜一次投影到衬底上的至少两个束具有相互的间隔，并且光刻设备可以布置成操作第二致动器以便相对于光学装置列移动衬底，从而进行随后的投影，将辐射束投影在所述间隔中。
为了减小在方向D上在群组中的相继的束之间的距离(由此，例如实现方向D上较高的分辨率)，这些束可以在方向D上相对于彼此对角地布置。通过在光学路径上设置分段式反射镜30可以进一步减小所述间隔，每个分段用以反射这些束中的相应的一个，这些分段布置成相对于多个束入射到反射镜上时束之间的间隔减小多个束被反射镜反射时束之间的间隔。这样的效果也可以通过多个光纤实现，每个束入射到多个光纤中的对应的一个，光纤布置成沿光学路径相对于光纤上游的束之间的间隔减小光纤下游的束之间的间隔。
此外，这样的效果可以通过使用具有多个输入的集成的光波导回路实现，每个输入用于接收多个束中的相应的一个。集成的光波导回路被布置成沿光学路径相对于集成的光波导回路上游的束之间的间隔减小集成的光波导回路下游的束之间的间隔。
可以提供系统用于控制被投影到衬底上的图像的聚焦。可以设置该布置以调节通过如上所述的在一种布置中的光学装置列的一部分或全部来投影的图像的聚焦。
在一个实施例中投影系统将至少一个辐射束投影到由其上将要形成器件的衬底17之上的材料层形成的衬底上，以便通过激光诱发材料转移引起材料(例如金属)的液滴的局部淀积。
参照图5，示出激光诱发材料转移的物理机制。在一个实施例中，辐射束200通过基本上透明的材料202(例如玻璃)在低于材料202的等离子体崩塌的强度下被聚焦。在由覆盖材料202的施主材料层204(例如金属膜)形成的衬底上发生表面热吸收。热吸收引起施主材料204的融化。进一步，加热引起在向前方向上的诱发的压力梯度，这导致施主材料液滴206离开施主材料层204并因此离开施主结构(例如，板)208的向前加速。因而，施主材料液滴206从施主材料层204被释放并朝向衬底17移动(没有重力的帮助或者有重力的帮助)并移动到衬底17上，在衬底17上将要形成器件。通过将束200瞄准施主板208上合适的位置，可以在衬底17上淀积施主材料图案。在一个实施例中，该束被聚焦在施主材料层204上。
在一个实施例中，一个或多个短脉冲被用于引起施主材料的转移。在一个实施例中，这些脉冲可以是几个皮秒或几个飞秒长，以获得准一维的向前热量和熔融材料的质量转移。这种短脉冲便于在材料层204内的极少的侧向热流或者没有侧向热流，因而便于对施主结构208的极少的热负载或没有热负载。短脉冲能够实现材料的迅速融化和向前加速(例如，蒸发或汽化的材料(诸如金属)将失去其向前定向性，这导致飞溅淀积)。短脉冲使得材料的加热或升温至恰好在加热温度之上并且在蒸发温度之下。例如，对于铝，期望是大约900至1000摄氏度的温度。
在一实施例中，通过使用激光脉冲，一定量的材料(例如金属)以100-1000nm液滴的形式从施主结构208被转移至衬底17。在一实施例中，施主材料包括金属或基本上由金属构成。在一实施例中，金属是铝。在一实施例中，材料层204是膜的形式。在一实施例中，膜被附接至另一实体或层。如上所述，该实体或层可以是玻璃。
可以提供包括“数据路径”的硬件和/或软件，以将待形成到衬底上的想要的器件图案的基于矢量的表示转换为适于驱动可编程图案形成装置的控制信号。图6是示出可以包含在这样的数据路径中的示例性处理阶段100的示意图。在一个实施例中，这些阶段中的每一阶段直接连接至其相邻阶段。然而，这并不是必须的。在一个实施例中，在如图所示的任一阶段之间可以设置一个或多个附加的处理阶段。附加地或可选地，一个或多个阶段中的每一个阶段可以包括多个阶段。这些阶段中的一个或多个可以组合。
在图6示出的示例中，在阶段102提供想要的器件图案的基于矢量的表示。可以使用诸如GDSII等矢量设计包构造基于矢量的表示。存储的基于矢量的表示直接地或经由一个或多个中间阶段被发送至光栅化阶段104。中间阶段的示例包括矢量预处理阶段和低通过滤阶段。低通过滤阶段可以执行例如消除混叠现象或图形保真处理。
光栅化阶段104将想要的器件图案的基于矢量的表示(或基于矢量的表示的处理后的版本)转换为与想要的器件图案对应的想要的剂量图案(即，适于通过衬底的后曝光处理形成想要的器件图案)的光栅化表示。光栅化表示可以包括例如位图数据。位图数据可以称为“像素绘图”数据。位图数据可以包括表示在多个点的栅格上的每个点处的想要剂量的一组值。多个点的栅格可以称为光栅化栅格。
光栅化表示(作为从光栅化阶段104直接输出的，或在进一步处理之后输出的)可以提供给控制信号生成阶段106。控制信号生成阶段106可以被应用为单个阶段(如图所示)或多个分离的阶段。
控制信号生成阶段106可以执行光栅化栅格与限定图案形成装置可以在目标(例如衬底)水平位置处形成斑点曝光所在的部位的栅格(可以称为“斑点曝光栅格”)之间的绘图操作。绘图操作可以包括光栅化栅格和斑点曝光栅格之间的插值。绘图操作可以配置成接收来自量测数据存储阶段108的量测数据。量测数据可以确定例如被安装的衬底相对于图案形成装置的位置和/或取向，和/或在先在被安装的衬底上形成的器件图案相对于图案形成装置的位置和/或取向。量测数据还可以确定被安装的衬底或在先形成的器件图案的测量的变形。该变形可以包括例如漂移、旋转、倾斜和/或放大。因此，量测数据提供有关如何执行光栅化栅格与斑点曝光栅格之间的插值以便确保在目标上正确定位想要的剂量图案的信息。
控制信号生成阶段106可以计算将要在斑点曝光栅格中的每个位置处应用以形成想要的剂量图案的一组强度。该组强度可以限定例如对于栅格中每个位置的将要用于在该位置处生成斑点的辐射束的强度。所述计算可以考虑光学投影系统的性能或参数，并因此可以被称为“反向光学元件”计算。所述计算可以考虑例如可以通过光学投影系统的性能或参数指示的各个斑点的尺寸和/或形状。可以限定对应给定一组可用强度中的每个强度的斑点的尺寸和/或形状。斑点尺寸和/或形状可以限定例如对于给定斑点随着所应用的剂量的位置的变化。所述计算还可以考虑斑点的位置相对于通过理想(即，无工程误差)的斑点曝光栅格几何形状限定的名义位置的偏离。
斑点可以在目标水平位置处彼此重叠，使得在斑点曝光栅格中的参照位置处实现的最终的剂量可以依赖于多个相邻斑点处的被应用的强度。这种效应可以通过卷积操作以数学方式建模型。控制信号生成阶段106需要执行反向过程(对于给定的想要的剂量图案确定需要在每个位置处应用的强度)，因而可以执行去卷积操作。可以通过去卷积核限定去卷积操作。去卷积核可以通过去卷积矩阵表示。这种去卷积矩阵的系数可以解释为权重，这些权重限定在计算将要在斑点曝光栅格中对应的点(或斑点)处被应用的强度时需要考虑在想要的剂量图案中在参照点的区域内的多个点处的剂量的程度。
图7和8示意地示出在这样的去卷积操作中的一个步骤。
图7示出示例性斑点曝光栅格120的一部分。栅格120中每个点125表示将要在目标上通过图案形成装置形成的斑点的中心。去卷积操作目的在于确定在这些点125中的每一个点处将要应用的强度值。斑点曝光栅格120将具有与图案形成装置能够在目标上形成的斑点曝光的图案对应的几何形状。斑点曝光栅格的几何形状因此可以是不规则的。在不规则的栅格中，在本申请所指的含义内，栅格点的密度作为位置的函数变化，使得不能够完全通过将仅包含单个栅格点的单个单位单元镶嵌成棋盘格状来构建栅格。如图7所示的栅格120的几何结构或形状被极大简化并且不必类似于与商业装置相关的斑点曝光栅格。
图8示出光栅化栅格122的示例性部分。在该示例中，光栅化栅格122具有规则的几何形状。在该示例中规则的几何形状是矩形。在本申请的含义内，在栅格可以完全通过将仅包括单个栅格点的单一类型单位单元镶嵌成棋盘格状而形成的意义上，规则的栅格的栅格点的密度是“均匀的”。点线121示出示例单位单元。点线贯穿四个栅格点的四分之一，因而总的包含一个栅格点。可以在栅格122中的每个点126处提供想要的剂量图案的示例。
在图7中的实心栅格点123表示参照栅格点(随机选择)。用于得出将要在实心栅格点123处应用的强度的去卷积操作的应用将包括在斑点曝光栅格的与参照栅格点123的位置对应的区域内的斑点曝光栅格中的多个栅格点处的想要的剂量图案的样本的加权贡献。在图8中的实心栅格点127示意地表示可以涉及这种去卷积操作的栅格点。在一个实施例中，被表示为矩阵的去卷积核将限定哪个栅格点126被涉及(通过矩阵中的非零系数的位置)和栅格点被涉及的程度(通过矩阵中非零系数的值)。
斑点曝光栅格中不同的点的去卷积操作的性质不同和/或在这些点之间去卷积操作的性质不同。这种变化可以考虑例如图案形成装置的光学性能的变化。可以通过使用校准测量获得光学性能的变化。在一个实施例中，可以根据需要存储和访问可选地通过校准测量获得的去卷积核的库。
控制信号生成阶段106可以将将要在斑点曝光栅格中的每个点处应用的强度值的序列转换为设定点值，以便生成控制信号。设定点值可以考虑图案形成装置的性质。例如，在图案形成装置包括多个自发射式对比度装置的情形，设定点值可以考虑响应于自发射式对比度装置的非线性。设定点值例如可以通过校准测量考虑名义上相同的对比度装置的性质的变化。
控制信号输出阶段110接收来自控制信号生成阶段的控制信号并提供该信号给图案形成装置。
在图示的示例中，在数据路径的离线部分112执行102和104阶段，在数据路径的在线部分114执行106-110阶段。然而，这不是必须的。在一个实施例中，与阶段104相关的全部功能或部分功能可以在线执行。替换地或附加地，阶段106和/或108的全部功能或部分功能可以离线执行。
以上在图7中示出在单个平面处的斑点曝光栅格120，例如最佳聚焦的名义平面。在该平面内，栅格点的位置由于多种原因从理想的均匀栅格发生变化。每个栅格点表示束在目标上的名义部位。也有可能需要考虑Z方向(即垂直于最佳聚焦的名义平面并平行于投影系统的光学轴线)上的位置。通常，例如，例如由于衬底的变形或者在更早的处理步骤中在其上形成的结构的变形，将要被图案化的衬底不是平的。因此，例如当目标(例如衬底)相对于最佳聚焦平面在一些束入射到目标上所在的部位处的被优化地定位时，目标表面将不会精确地位于最佳聚焦平面内。
在目标(例如衬底)表面不在投影束的入射部位处的最佳聚焦平面内的情形中，会出现附加的误差。可以认为，这些误差是由于投影束的远心性(telecentricity)和/或Z方向上(聚焦)投影束轮廓的改变。远心性和Z方向上束轮廓的变化的影响在于，有效的斑点位置和一个束对另一栅格位置处成像的影响随Z方向上的目标位置而变化。因此，根据本发明的一个实施例，在计算用于在目标上投影多个斑点的束强度时，考虑Z方向上的位置和/或在束入射部位处目标的旋转(倾斜)。可以预计，本发明的实施例可以减小线边缘粗糙度大约50％。
在本发明的一实施例中，参照图9，控制信号生成阶段106包括处理器单元1061，其耦接至第一存储器1062，第一存储器1062存储用于图案曝光的表示目标(例如衬底)相对于投影系统的轨迹的例如设定点的信息。处理器1061还连接至第二存储器1063，其存储用于每个栅格点126的多个去卷积核。多个去卷积核中的每一个与Z位置和/或旋转相关联。在一实施例中，多个去卷积核与跨过大约10微米范围并且对该范围采样的Z位置相关联。当执行去卷积操作以确定将在每个点125处应用的强度值时，处理器1061参考来自量测数据存储阶段108的量测数据和存储在第一存储器1062中的轨迹信息，并确定在曝光的预期时刻在衬底上与栅格点125对应的部位的预期的Z位置和/或旋转。随后计算的或预测的Z位置和/或旋转被用于选择存储在第二存储器1063中的去卷积核中的合适的一个去卷积核。
在一实施例中，第二存储器1063被构造为查找表，其中计算的Z位置和/或旋转被用于选择合适的去卷积核。在一实施例中，在计算的Z位置和/或旋转不与存储的去卷积核中的一个去卷积核的Z位置和/或旋转精确地对应的情形中，通过内推法或外推法由存储的去卷积核计算去卷积核。已经为每个栅格点125选择或计算合适的去卷积核之后，如上所述那样进行去卷积计算。还可以例如在基于存储的核计算核时考虑衬底相对于垂直于Z轴线的方向的角度。
在一个实施例中，对通过将被一次曝光的区域和去卷积核覆盖的Z位置范围限定的体积执行三维去卷积计算。三维计算是有效的Z方向上多个步骤中的每一个步骤处的二维计算。执行三维计算之后，通过从多个计算的值选择出每个栅格位置处对于预期的Z位置所合适的那些值而获得斑点强度。
在上面的实施例中，在曝光之前执行束强度的计算。在本发明的一个实施例中，如图10所示，在“操作过程中”，也就是在执行曝光的同时执行去卷积计算。在本实施例中，其他方面与上述的实施例相同，存储目标轨迹的信息的第一存储器1062被省略。相反，来自对准/水平传感器19的数据被用于提供目标在Z方向的位置和/或旋转的实时测量。随后这用于基于存储在第二存储器1063中的去卷积核的库选择或确定合适的去卷积核。在一个实施例中，对准/水平传感器19提供目标上有限数量(例如三个)的部位处Z位置和/旋转信息，并且基于来自对准/水平传感器19的数据、使用限定目标的轮廓且存储在量测数据库108中的量测信息计算在与相关的栅格点对应的部位处的Z位置和/旋转。
在一实施例中，通过校准过程获得不同的Z位置和/旋转的去卷积核。例如，使用诸如CCD等成像装置在不同的Z位置，例如最佳聚焦的名义平面及其以上和之下的五个等级处，获取束的像。可以从这些图像计算去卷积核。计算的去卷积核的数量可以大于实施的测量的数量。
根据器件制造方法，诸如显示器、集成电路或任何其他装置等装置可以由图案已经投影于其上的衬底制造。
虽然在本文中具体参照的是将光刻或曝光设备用在制造集成电路，但应当理解这里所述的光刻或曝光设备可以有其他的应用，例如集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(例如，一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
术语“透镜”在情况允许的情形中，可以指的是多种类型的光学部件中任一种，包括折射式、衍射式、反射式、磁性式、电磁式以及静电式光学部件或其组合。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。以外，机器可读指令可以以两种或更多种计算机程序的形式实现。两种或更多种计算机程序可以存储在一个或更多个不同的存储器中和/或数据存储介质中。
上面的说明书是为了说明而不是限制性的。因此，本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求限定的范围的情况下可以对所述的本发明做出修改。

Claims (15)

1.一种曝光设备，包括：
辐射源，配置成产生具有独立可控强度的多个辐射束；
投影系统，配置将所述多个辐射束中的每一个辐射束投影到目标上的各自的部位上；和
控制器，配置成计算所述多个辐射束中的每一个辐射束的目标强度值，以将目标曝光至想要的图案并控制辐射源以发射具有目标强度值的多个束，其中所述控制器参照多个部位中的每一个部位相对于投影系统的位置和/或旋转计算目标强度值。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器配置成通过使用用于每个辐射束的对该束与相邻束之间的交叉耦合建模的函数计算目标强度值。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述函数依赖于多个部位中的每一个部位相对于投影系统的位置。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述控制器包括存储用于每个辐射束的多个函数的查找表，所述控制器配置成根据各自的部位的位置从查找表中选择每个辐射束的函数。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的设备，其中所述函数是(去)卷积核。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括位置传感器，所述位置传感器配置成将辐射束投影到目标上的同时测量目标上的部位相对于投影系统的位置和/或旋转。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，还包括：
第一存储器，布置成存储表示目标的表面轮廓图的数据；
第二存储器，布置成存储表示目标的轨迹的数据；和
位置计算器，布置成从所述表面轮廓图和轨迹计算每个部位的位置和/或旋转。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述部位相对于投影系统的位置是沿垂直于参照平面的方向离开参照平面的距离。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述目标是衬底上的目标部分。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的设备，其中所述目标是与将在其上形成器件的衬底间隔开的施主材料层。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述辐射源包括配置成提供多个辐射束的可编程图案形成装置。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述可编程图案形成装置包括可控元件，用以选择地提供所述多个辐射束。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中所述可编程图案形成装置包括多个自发射式对比度装置。
14.一种器件制造方法，其中目标将要用想要的图案照射，所述方法包括：
计算将要用于照射所述目标的多个辐射束中的每一个辐射束的强度值，参照在目标上的多个部位的相对于投影系统的位置和/或旋转执行所述计算；和
使用投影系统将具有已计算的强度值的辐射束投影到多个部位中的各自的一个部位上。
15.一种用以计算将要用于照射目标的多个辐射束中的每一个辐射束的强度值的计算机程序，所述计算机程序包括编码，用于给处理器发送指令以参照在目标上的多个部位中的每一个部位的相对于投影系统的位置和/或旋转执行所述计算。
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