CN108292093B - 用于使用针对膜或表面改性的扫描光束的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于处置衬底并且特别地对应用于衬底的初级过程的结果做出次级调节从而导致总体过程的改进的一致性的方法和装置，其中，衬底定位在衬底保持件上；将扫描光束引导到衬底的表面上；以及基于衬底标志依照位置而使经扫描的射束的幅度变化。

Description

用于使用针对膜或表面改性的扫描光束的装置和方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求2015年8月31日提交的题为“Apparatus and Method for UsingScanning Light Beam for Film or Surface Modification”的美国临时申请号62/212,013的优先权，该美国临时申请以其整体通过引用并入本文。
技术领域
本发明大体涉及膜或表面改性，并且更具体地涉及出于针对膜或表面改性的能量沉积的目的而使用扫描光束的装置和方法。作为一个示例，本发明应用于过程参数的次级调节从而导致总体过程的改进的一致性。
背景技术
高级半导体处理的关键要求以及过程能力的核心措施是过程参数的严格的一致性，诸如，电路或者最小空间中的最小特征尺寸的一致性，通常被称为临界尺寸（CD）；或者电路中的不同图案化层之间的对准一致性，通常被称为整个晶片区域之上的覆盖物（OL）。鉴于通过标定所要求的特征大小的连续减小（产业声称现在是处于10nm技术节点下）和晶片的增加的大小（当前，处于300mm直径下，在不远的将来预期到450mm直径），这种要求日益成为挑战。例如，如果指示图案的最小特征大小的临界尺寸（CD）是仅几十个纳米，并且对于CD要求＜5%的变化，那么过程控制必须交付变化＜1nm的CD。达到那种精确程度的任何过程的控制是非常具有挑战性的。出于这种原因，对初级过程的结果的次级调节（在该情况下，CD）是合期望的。这意味着执行初级过程（例如，光刻曝光过程或者衬底蚀刻过程）并且从该过程获得的结果不满足最终过程控制要求，因而要求对初级过程的次级调节。
例如，可以通过投影光刻曝光而使用电路图案从光掩模向硅晶片上的光学转移来执行光刻曝光过程。在半导体图案化过程中，在曝光之前，典型地利用光敏聚合物（光刻胶）来涂敷衬底，所述光敏聚合物通过曝光于如由所投影的光掩模的图像提供的辐射而更改。当吸收到光刻胶中时，所投影的能量图案更改膜材料，使得它可以在随后的化学显影过程中选择性地移除。经显影的抗蚀剂然后可以例如在随后的蚀刻过程期间用作掩模以便将光刻胶图案转移到底层衬底上以用于生成电路图案的目的。光掩模图案以及光刻投影系统的特性精细地设计为将具有受控制的CD的图像递送给晶片上的每一个位置。然而，许多过程变化，诸如，图像投影系统中的投影光照一致性，或者在涂敷过程期间的光刻胶厚度变化，可以引起CD从目标值的偏离。这些偏离可能使电路性能降级并且可能难以控制。
半导体衬底上的图案的CD一致性可以使用由若干销售商提供的CD绘图工具来获得，所述销售商诸如KLA-Tencor（光学CD计量）或者Applied Materials（SEM CD计量）。这些工具能够测量衬底上的许多点处的电路图案CD，由此生成跨衬底的CD误差的2D图。在许多情况下，所测量的CD图从一个衬底到另一个衬底展示了非常多的可重复性。可重复的图案是用于生成图案的特定过程或过程工具的标志。这样的可重复图案被称为衬底标志。衬底标志大多通过用于处理晶片的特定半导体处理设备来确定。因而，如果用于衬底处理的仪器被更改或者替换，衬底标志也可以更改并且可能需要重新测量。
衬底标志典型地通过如以纳米单位测量的CD误差的2D图来表示。这被称作衬底标志图。该图可以用于通过由位置相关的曝光前或曝光后配量调节对初级（曝光）过程的次级调节的CD误差补偿的目的。对于曝光过程的次级调节的情况，可以测量和存储针对衬底标志图中的每一个位置所要求的曝光前或曝光后的校正量，形成预确定的2D校正图，所述预确定的2D校正图可以应用于随后的衬底以用于校正的目的。对于曝光过程的次级调节的情况，典型地作为以纳米为单位的位置的函数而表示CD误差的衬底标志图可能需要被处理为衬底校正图（其作为像素位置的函数，典型地表示每一像素所沉积的能量）以用于沉积光刻胶膜的目的（例如，以毫焦为单位），或者可替换地表示作为像素位置的函数的每一面积所沉积的能量（例如，以毫焦/cm2为单位）。在该示例中，将衬底标志图变换为衬底校正图的过程要求典型地从光刻胶销售商可获得的光刻胶光化学曝光参数的知识。
典型地，衬底标志图是应用于半导体衬底的特定仪器件或者各个过程步骤的过程控制变化特性的基本上可重复的图。其它处理步骤，诸如，衬底上的薄膜的沉积和蚀刻或者光聚合物的应用，也可以展现衬底标志，所述衬底标志可以通过次级调节来测量和补偿。对于由过程步骤的热学特性引起衬底标志的情况，例如，引起不合期望的过程变化（例如，CD变化）的烘烤或蚀刻步骤，过程的热学或能量标志可以被测量并且应用于衬底以用于次级调节的目的。对于热学或能量过程的次级调节的情况，可以测量和存储衬底标志图，形成可以应用于随后的衬底以用于校正目的的预确定的热学输入标志。对于衬底标志由过程步骤的热学特性引起的情况，典型地作为以纳米为单位的位置的函数而表示CD误差的衬底标志图可能需要被处理成衬底校正图，其典型地表示每一像素向衬底中所沉积的能量，以用于作为像素位置的函数来更改局部温度的目的（例如，以毫焦为单位），或者可替换地，作为像素位置的函数每一面积所沉积的能量（例如，以毫焦/cm2为单位）。在该示例中，将衬底标志图变换为衬底校正图的过程将要求对于实现特定CD目标而言所必需的局部温度上升的知识。
每一个属于deVilliers等人（在此之后共同地称为“deVilliers”）的美国专利公开号2015/0147827A1、2015/0146178A1、2015/0212421A1和2016/0048080A1针对数个过程提出这样的次级调节，包括CD一致性。DeVilliers描述了通过使用经空间调制的阵列（诸如，商业上可获得的微镜微机电系统（MEMS）设备）将经调制的强度图投影到晶片上而实现次级调节。这样的微镜阵列（MMA）经常被称作“数字光处理器（DLP）”或者“光栅光阀（GLV）”，并且通常使用在数字运动图片投影仪中。由于要投影的图像处于可见光谱中，所以针对电磁辐射的可见波带（在400nm和800nm之间）优化商业上可获得的MMA。需要半导体处理中的调节的应用中的大多数要求更短的波长。193nm和248nm的波长是典型的。然而，在该更短的波长下的光比可见光更有能量并且能够损坏某些MMA设备。
图1描绘了用于在deVilliers中描述的类型的数字光处理器的投影成像系统。来自辐射源101（例如，发射UV辐射的发光二极管设备（LED））的光，由透镜102准直成射束103，所述射束103基本上一致地光照MMA设备104。通过电子系统（未示出）利用期望的图案来驱动MMA设备104。透镜107将所述MMA图案的图像形成到衬底109上，将所述衬底109夹紧到衬底保持件111。在该图中，将MMA图案示出为从MMA设备104上的示例点105生成图像射束106，然后借助于投影透镜107而经由投影射束108将所述图像射束106投影到衬底109上的对应点110。进而，将发现MMA设备104上的许多其它示例性点以便以与公知的成像光学器件一致的方式投影到衬底109上的对应点。利用这种方法，同时将由MMA设备104生成的整个图案投影到衬底109上的对应图像。取决于透镜107的焦距、透镜107到MMA设备104的距离以及透镜107到衬底109的距离，衬底109上的图像可以在大小方面关于MMA设备104上的图像而减小或放大，这遵循公知的透镜理论原理。
例如使用由激光器生成的射束来扫描光束以处理衬底的一般使用在本领域中是已知的。已经在本领域中描述了使用经扫描的激光射束以用于表面图案化或改性的许多方法。典型应用通过熔化或烧蚀材料来对表面或表面膜进行改性，例如以便提供退火或者实现小表面减轻特征。激光器的最早商业应用之一是用于在金刚石模具中钻孔的产品激光切割机器，由西部电气工程研究中心（1965年）实现。在1967年，英国人倡导了用于金属的激光协助氧气射流切割。在19世纪70年代早期，将激光技术投入到生产中以便切割用于宇宙空间应用的钛。存在用于使用激光进行切割的许多不同的方法，具有用于切割不同材料的不同类型。方法中的一些是蒸发、熔化和吹气；熔化、吹气和燃烧；热学应力裂缝；刮划；冷切割；以及燃烧稳定化激光切割。关于这些方法的总结，参见https://en.wikipedia.org/wiki/Laser_cutting。
在半导体制造中，商业激光处理工具（例如，Ultratech LSA 100A）提供了对制作超浅结点和高度激活的源/漏接触的困难挑战的解决方案。激光尖峰退火（LSA）在近乎瞬间的时间帧（微秒）处在高达1,350℃的温度下进行操作。在这些温度下，在微秒时间帧内实现具有最小扩散的掺杂剂的几乎完全激活。激光射束还可以提供化学改性或者引发化学移除或沉积以在衬底上或者在应用在其上的薄膜上发生。激光向材料的受限制区中准确地递送大量能量的能力允许在没有更改体积的情况下对表面化学、晶体结构和/或多尺度形貌的改性。这样的应用的总结包含在Laser Precision Microfabrication; Editors: KojiSugioka, Michel Meunier and Alberto Pique; ISBN: 978-3-642-10522-7 (印刷品),978-3-642-10523-4 (在线), 2010年的第13章中。
被称作扫描光刻的过程例如更改衬底上的表面或者表面膜的化学性质，使得随后的步骤可以移除或者以其它方式揭露表面拓扑或特征。例如，在光掩模的产生中使用扫描光刻，其中，使用公知的接触或投影光刻过程来生成任意图案以用于向衬底上的随后复制。在2004年引入的Applied Materials ALTA(R) 4700掩模图案生成系统为产业提供了用于90nm和大多数65nm临界水平的掩模层。该系统，基于激光的DUV ALTA 4700，以42x、0.9 NA物镜为特征，提供了优良的掩模分辨率、图案保真度、严格尺寸控制和放置性能。参见，http://www.appliedmaterials.com/company/news/press-releases/2004/11/applied-materials-new-alta-4700-laser-mask-writer-takes-on-65nm-critical-layer-manufacturing。在例如美国专利号5,386,221和7,483,196B2中描述了Applied Materials技术。
可替换地，瑞典公司Mycronic, AB正将扫描光刻应用于显示技术和高级电子封装应用。例如在美国专利号8,822,879B2和美国专利申请公开号US20150125077A1中描述了该技术。
在向显示技术和高级电子封装应用应用扫描光刻之前，Mycronic（以Micronic的名义）将扫描光刻应用于掩模层的制造。例如在美国专利号6,624,878B1；7,446,857B2和8,958,052B2中描述了该技术。
在扫描光刻期间，扫描并且向薄膜（被称作光刻胶或抗蚀剂）引导聚焦的UV光束，所述薄膜然后由光改性（或经曝光），导致高分辨率的微米尺度或纳米尺度图案。此处，通过打破或者交联抗蚀剂分子中的键，UV光在化学上对膜进行改性。在随后的化学显影过程期间，对于正光刻胶的情况，膜的经曝光的区在化学上被移除，而光刻胶膜的没有经曝光的区保留。在负光刻胶的情况下，没有接收曝光的区在化学上被移除，并且接收曝光的区保留。为了使用UV光束以任意图案曝光衬底膜的目的的这种射束扫描工具的示例是由AppliedMaterials公司制造的ALTA光掩模图案化工具。该工具使用旋转多边形镜轮以便跨衬底扫描射束。
这样的射束扫描方案典型地力求在衬底上产生图案的阵列，其中所述图案包括以范围从小到大的各种大小的特征。存在强烈的期望以便制造尽可能小的最小特征。在现有技术扫描中，最小特征大小典型地与射束的大小类似或稍微更大。对于激光射束表面图案化，可以将期望的最小表面特征打破成少量像素（在例如四个和九个之间）。典型地，在该情况下，正由射束图案化的最小大小的特征是与衬底上的射束斑大小相同的大小或者更大。例如，1微米直径的扫描射束斑可以用于在衬底上产生任意图案，所述图案放置在任意位置处，具有大概3微米的最小特征大小。
通过射束或图像向衬底或衬底膜中的能量输入一般被称为“剂量”，其典型地以每平方面积的能量为单位来指示或者测量，例如，mJ/cm2。
一般地，存在两个主要类型的射束扫描技术：向量扫描和光栅扫描。在向量扫描期间，通过使用射束操控方法来生成衬底上的图案，所述射束操控方法将衬底上的射束从一个任意点A移动到第二任意点B。在扫描期间，在从点A向B的运动之前、期间或之后，射束可以是“空白的”——或者快速地接通和关断，以便实现向衬底上的期望能量输入图案。在向量扫描方法中，在限定从点A到点B的路径之后，随后的扫描快速接连地限定从点C到点D、E到F等等的路径，直至写入整个期望的图案。
另一方面，在光栅扫描期间，在一个方向上跨衬底快速地来回掠扫射束，而在正交方向上跨衬底缓慢地掠扫射束，使得在某一时间之后，射束已经横越衬底上的所有点。在该扫描过程期间，在电子控制之下使射束快速地成为空白（即，接通和关断），使得将期望的图案转移到衬底。
一些写入策略组合向量和光栅扫描二者（例如参见美国专利申请公开号US20070075275）。
一般地，对于两种扫描方案，期望的是，射束开/关切换时间（即，空白时间）在激光射束写入期间足够短，使得扫描斑将能量输入给予衬底的足够小的最小区。因而，如果空白时间足够短，所得最小特征的大小将与射束的大小相当。我们将源自于所述快速空白步骤的衬底上的最小所给予的能量斑宽度称为下行轨道像素大小。期望的是，下行轨道像素大小和射束直径在大小方面相当，以便实现衬底上最优的最小可能的特征大小。在该情况下，最小特征将类似于圆点或圆盘。所述最小特征大小可以使用1D或2D准则来测量（例如使用半峰全宽准则）。最小特征大小典型地被称为临界尺寸（CD）。
发明内容
如本文所述，扫描光束并不是用于如现有技术中那样在初级过程中写入最小特征大小（CD）的目的，而是用于向衬底的区中给予能量以用于初级过程的次级调节的目的，以便满足最终过程控制要求。例如，已经将扫描射束应用于半导体晶片光刻处理以用于光掩模图案化的目的，但是一般地并不直接应用于图案化半导体衬底。此处，光掩模的掩模图案向半导体衬底上的光刻复制的过程是初级过程；出于CD校正的目的的扫描光束的使用是对初级过程的次级调节。对于光刻过程的次级调节的情况，扫描射束可以用于将UV光能量给予光刻胶膜中以用于CD校正的目的。对于蚀刻或烘烤过程的次级调节的情况，扫描射束可以用于将可见或红外光能量给予表面或者表面膜中以用于CD校正的目的。
本文中还描述了作为使用所投影的光能量的可替换方案，使用扫描光束以用于初级过程的次级调节的目的。传统上使用所投影的光能量而应用于晶片上的半导体图案化以用于初级过程的次级调节的目的的光源（例如，具有193nm和248nm波长的准分子激光器）的使用对于在扫描射束应用中的使用而言由于两个主要原因而不是优选的。首先，其脉冲速率（kHz范围）典型地对于扫描射束应用（诸如，本文描述的初级过程的次级调节）而言太慢。典型的衬底标志校正图可以包含多于200,000个像素。以2kHz脉冲速率为每一像素递送仅仅一个脉冲将花费100秒来曝光用于改性的整个晶片表面，并且因此在考虑加载、卸载和对准晶片的开销时间之前，将生产率限制于每小时37个晶片。激光脉冲到脉冲的变化可以进一步要求每一像素多个脉冲。假设针对每一像素100个脉冲的需要将使生产率减少为每小时小于1个晶片，这对于任何商业应用而言不可接受地缓慢。其次，除设定针对可以以其处理衬底的速度的严格约束之外，缓慢的脉冲速率进一步限制可能受影响的分辨率调节，并且这样的激光器的高脉冲强度引起光刻胶膜的不合期望的热学引发的更改或损坏。相比而言，本公开教导了使用可替换类型的激光器以用于应用扫描光束的目的，其避免了这些问题。
附图说明
现在将参照随附各图来描述本发明的实施例，其中：
图1是现有技术投影成像系统的描绘；
图2示出了薄DUV抗蚀剂中的热量上升的热学模型的结果；
图3是表示了在空间上变化的性质的示例衬底标志的图示；
图4是示出了依照本发明的实施例的装置的配置的图；
图5是用于调谐衬底的示例扫描光束系统的示意性图示；
图6是图示了依照本发明的实施例的衬底标志校正的方法的流程图。
具体实施方式
本文公开的技术使用经扫描的射束来向表面提供变化水平的光能量以便在半导体制造中的过程参数的次级调节方面实现有用的结果——例如，向某些区域提供UV能量以用于收紧CD控制的目的。
由deVilliers教导的现有技术方法投影经调制的强度图以便针对参数变化进行调节。在像素成像期间，使用光学投影系统从有源像素设备一次性成像整个晶片或者晶片的大部分。有源像素成像设备可以是微镜设备。基于所投影的像素成像的方案可能要求复杂且昂贵的光学投影系统，并且由于波长或强度约束而可能难以利用商业上可获得的像素成像仪而实现。最后，它们可能要求比商业上吸引人的更为昂贵的系统和/或更大的空间体积。
如本文中所述，扫描射束方案提供了期望的结果，但是又避免所投影的像素成像设备的使用。替代地，被称作扫描仪的机械或电光扫描设备引起射束或者少量射束顺序地横越衬底。在各种实施例中，扫描仪可以使用单独地或者组合地使用的以下类型的公知扫描设备：
旋转多刻面反射镜，诸如，六边形反射镜；
电流计扫描镜；
声光调制器射束偏转器；
电光调制器射束偏转器；
MEMS扫描镜；以及
压电扫描镜。
本文描述的技术可以使用连续波（CW）激光源或者脉冲激光源。然而，对于在紫外（UV）范围中实践本发明的情况，CW工具可能具有一些缺点。
因为需要以相对长波长的光开始，UV范围中的CW激光器往往是笨重且昂贵的，所述相对长波长的光随后经射束波长拆分，还被称作倍频或频率转换。该技术通常实践的一种将长波长激光射束转换为UV范围中的较短波长射束的方法。（要指出，从物理原理来看，波长和频率是逆相关的，并且可以等同地讨论。）倍频转换过程是优选的，因为具有高强度和卓越射束质量的长波长射束可以便宜地生成，例如，通过使用在1-2微米波长带中操作的二极管泵浦的固态（DPSS）激光器。
用于DPSS激光射束和其它类型的激光射束的频率转换的优选方法利用所谓的二倍频或频率混合晶体，其将激光射束从长波长转换为短波长（参见例如“Optical Waves inCrystal”，A. Yariv和P. Yeh，Wiley-Interscience，1984年的第12章）。当射束强度增加时，这些设备强烈地增加其效率。由于CW射束典型地具有低强度，所以倍频过程是不充分的，这导致光损耗和热量生成。出于这种原因，结合频率转换的CW激光器往往是大、昂贵且不充分的。
作为CW激光器的可替换方案的是脉冲激光器，例如，调Q激光器。对于给定激光平均功率水平，由于在脉冲化期间射束的高峰值强度，脉冲激光器将更高效地把长波长光子转换为短波长。出于该原因，并入频率转换的脉冲激光器往往要比类似平均功率的CW激光器更紧凑、更便宜且更高效。
脉冲或CW激光射束可以容易地使用在基于像素-图像的投影方案中。然而，由于以下原因，使用来自一些具有射束扫描以便出于相同目的而图案化衬底的UV激光器的脉冲射束更有问题：当射束跨衬底快速地扫描时，脉冲射束将仅在简短时段内开启，使得将仅曝光衬底的隔离岛。此外，即便扫描速度足够慢，或者射束足够大，使得衬底的每一部分将看到至少一个激光脉冲，如果仅几个脉冲曝光衬底的给定区域的话，所沉积的能量的统计控制（mJ/cm2）可能是不良的。这部分地是因为脉冲激光往往具有一定数量的脉冲到脉冲能量抖动，典型地，在1%和5%之间。在较长的脉冲串内进行平均导致具有较低统计浮动的改进的平均剂量。优选的是在图案化期间具有低剂量浮动，以便控制CD变化。为了增加生产率和减少成本，优选的是具有能量沉积的非常低的统计偏离和快速写入过程。出于该原因，对于如本文中所述的用以图案化衬底的射束扫描来说，某些常见的脉冲激光射束在一些环境下可能不是优选的。
例如，通常用于UV和深UV光刻的激光器类型是准分子激光器，其在商业上例如以典型的波长305nm、248nm、193nm和157nm可获得。这些激光器具有几千赫兹（例如，5kHz）的脉冲速率以及纳秒级（例如，10ns）的脉冲宽度。考虑可以牵涉到在衬底（例如，300nm直径的硅晶片）上移动的脉冲准分子射束的半导体生产过程，这里期望具有扫描过程，其中跨衬底扫描0.3mm直径的射束以用于能量沉积的目的。对于该应用，可以将晶片划分为0.3mm直径的斑或像素。对于曝光剂量的1%控制，可以期望的是具有每一像素至少100个脉冲。对于整个晶片，这暗示着总共量级为100*（30cm/0.03cm）2=108个的脉冲。对于在5kHz下脉冲化的准分子，这样的晶片曝光将花费20,000秒。然而，对于半导体处理，存在期望60秒之下或者甚至10秒之下完成总晶片曝光的商业原因。
在另一个示例中，考虑被称为调Q固态激光器的激光器类型。这种类型的激光器典型地以在5和100kHz之间的频率脉冲化，并且典型地具有几十纳秒的脉冲宽度。用于这种类型激光器的激光平均功率典型地对于在30-50kHz之间的脉冲频率而出现峰值。例如，考虑可以牵涉到脉冲调Q射束在衬底上移动的半导体产生过程，例如，300mm直径的硅晶片，其中期望具有扫描过程，其中跨衬底扫描0.3mm直径的射束以用于能量沉积的目的。对于该示例，如在之前的示例中那样，晶片将要求量级为108个的脉冲。对于在50kHz下脉冲化的调Q激光器，晶片曝光将花费2,000秒。然而，再次，对于半导体处理，存在期望在60秒之下或者甚至在10秒之下完成总晶片曝光的商业原因。
最后，在另一个示例中，考虑被称为锁模激光器的激光器类型。这种激光器设计为使得它典型地在许多兆赫兹的速率下脉冲化，例如，100MHz或者甚至1GHz。考虑可以牵涉到在300mm直径的硅晶片上移动的脉冲锁模射束的半导体生产过程，其中期望具有扫描过程，其中跨衬底扫描0.3mm直径的射束以用于能量沉积的目的。在该示例中，类似于之前的示例，晶片将要求量级为108个的脉冲。对于在100MHz下脉冲化的锁模激光器，晶片曝光将花费1秒。这样短的曝光时间允许高生产速率。出于这种原因，依照本发明的实施例，锁模激光器常常是用于脉冲射束扫描过程的优选选择，尽管也可以使用其它类型的激光器，如果较低的生产率（系统吞吐量）对于所考虑的应用而言是商业上可接受的话。
使射束空白（特别地，使扫描射束空白）的许多方法，对于本领域技术人员而言是已知的。如通常所实践的那样，在衬底之上扫描的特定强度的射束可以在某些区域之上为空白，其不接收功率（或者接收很低的功率），并且在其它区域之上非空白，其接收100%功率。这导致在衬底上生成的二元图案。然而，依照本发明的实施例，代替于二元图案，期望的是具有灰阶图案，其中衬底的每一个区域接收所沉积的能量的期望水平。我们将这样的过程称为射束灰阶空白（GSB）。为了GSB过程是成功的，必须能够在由特定应用所要求的精度下控制沉积到每一个像素中的能量的量，以及能够在足以跟上射束在像素之间转变的速率的速度下在期望的功率水平之间转变射束。例如，如果已经将衬底划分为106个像素，并且期望在10秒中扫描衬底，那么GSB技术必须能够在与10/106秒相比小或者比10微秒小的时间（例如，1微秒）中在离散功率状态之间转变射束。
对于CW激光器的情况，存在完成GSB的若干方式。被称作强度调制的一种方法利用光学设备，所述光学设备能够快速改变射束的透射或反射。例如，声光调制器、电光调制器、液晶调制器或者基于MEMS的调制器可以用于该目的。声光调制器（“AOM”）设备例如将透射所谓的一阶射束，其中所述射束的强度与应用于设备的RF功率成比例。AOM设备能够在与1毫秒相比小的时间内在射束功率透射水平之间转变。
针对CW射束完成GSB的另一方法被称作脉冲宽度调制（PWM）。在该情况下，使用空白设备，其能够在比像素之间的转变时间小的时间尺度下实现射束的0%（或最小）或100%（或最大）透射。例如，声光调制器、电光调制器、液晶调制器或者基于MEMS的调制器可以用于该目的。在每一个像素位置处，在作为像素之间的转变时间的期望百分比的时间内，使射束转变并控制到最大状态。例如，如果期望特定像素具有关于最大剂量某一比例F的剂量，并且射束在时间T内在像素之间转变，那么在该时间期间，射束基本上在像素之上，同样由T给定，应当在时间方面调制射束，使得它在时间T*F内停留于最大强度并且在时间T*（1-F）内停留于最小强度。在该情况下，空白调制器必须能够以比像素之间的转变时间快得多的速率在最小与最大状态之间转变。例如，如果期望以D的某一分数精度获得最小和最大剂量值之间的像素剂量的控制，那么最小与最大状态之间的转变速度必须比D*T快。
用于PWM的射束空白设备可以与脉冲激光器结合地使用，诸如，调Q或锁模激光器。然而，一些调Q或锁模激光器利用内部射束空白设备以便对所生成的脉冲的速率进行选通。例如，声光调制器（AOM）或电光调制器（EOM）设备可以在激光器内部利用以用于这一目的。在该情况下，用于激光扫描期间的PWM剂量控制的目的的内部射束空白设备可以避免，如果激光器提供对其内部射束空白组件的控制措施的话，例如，由外部电子信号提供。
例如由锁模激光器提供的脉冲射束可以是通过强度或者PWM调制方案而空白的灰阶。然而，必须特别注意射束在像素之间的转变时间与激光脉冲之间的时间之间的相对差异。当使用利用脉冲射束的强度调制时，例如，期望的是具有每一像素至少一个脉冲。在将少量脉冲分配给每一个像素的情况下，如由像素速率选通的强度调制转变的速率必须与激光脉冲的速率仔细地同步，使得每一个像素接收到同样数目的脉冲。如果违反该条件，那么像素剂量中可能产生不可接受的抖动。使用利用脉冲射束的PWM是优选的，如果大量激光脉冲在像素之间的转变时间期间发生的话。如果在像素转变时间期间发生少量激光脉冲，那么可能难以实现良好的剂量控制，除非在像素速率与脉冲速率之间实现精确的同步。这是由于各个激光脉冲非常短的持续时间，使得PWM调制设备可以选择各个激光脉冲，但是可能在选择分数激光脉冲方面具有困难。例如，如果激光器在射束转变一个像素所花费的时间内产生10个脉冲，那么在使用PWM调制时像素剂量控制的粒度在不实现精确同步的情况下可为10%。这将导致不良的剂量控制。
另一方面，如果激光脉冲速率足够高使得大量脉冲在像素转变时间期间发生，那么像素剂量抖动将在使用PWM方案时为小的，甚至是在精确同步缺失的情况下。例如，如果激光器在射束转变一个像素的时间内产生1000个脉冲，那么在使用PWM调制时像素剂量控制的粒度将为0.1%。
当使用利用脉冲激光器的强度调制技术时，如果激光器在像素转变时间期间产生少量脉冲，那么剂量控制可能仍然是不良的，因为脉冲激光器典型地产生具有小脉冲能量抖动的各个脉冲。例如，当在其中向每一个像素分配单个脉冲的强度调制技术中使用时，具有脉冲能量中1%的脉冲到脉冲抖动的脉冲激光将导致1%像素剂量误差。另一方面，如果向每一个像素分配1000个脉冲，那么像素剂量误差将远低得多，因为1%抖动将在1000个脉冲之上平均。
出于以上讨论的原因，当使用利用强度调制或者PWM调制技术的脉冲激光器时，优选的是使用在像素之间的转变时间期间产生大量脉冲的激光器。例如，如果期望在10秒中内扫描具有106个像素的衬底，那么在每一像素转变时间产生大于10个或甚至大于100个脉冲的激光器可以是优选的，以便实现可接受的剂量控制。在该情况下，激光器应当在大于1MHz或者甚至大于10MHz的速率下产生脉冲。
当使用像素-投影图案化方案时，能量和功率分布在整个衬底之上，使得作为UV曝光过程的副产物而出现的任何热量很可能广泛地且一致地散布，并且因而通过晶片夹紧系统高效地传导开，并且将不会引起衬底光刻胶膜在温度方面的显著增加。然而，在脉冲射束扫描技术的情况下，其中抗蚀剂的每一个像素顺序地利用具有非常高峰值脉冲功率的射束来曝光，存在生成抗蚀剂中的非常高温度的脉冲的风险。需要特别注意抗蚀剂膜中的热学漂移效应。
避免激光脉冲期间的温度变化对于UV和深UV（DUV）带（150nm到400nm）中的光刻是重要的，所述光刻通常利用所谓的化学放大的光刻胶（CAR）来实践。CAR抗蚀剂设计为使得UV曝光释放光-酸，其随后热量处置引起在链式反应中通过抗蚀剂扩散，从而高效地放大原始剂量分布。过早的热量输入，诸如，可能通过曝光于强UV脉冲而给予抗蚀剂膜，可能引起图像CD控制的损失和过早的酸扩散。因而，在半导体制造过程期间期望非常严格的CD控制。
图2示出了在涂敷于具有1000nm厚的SiO2层的硅晶片上的薄DUV抗蚀剂（200nm厚）中热量上升的热学模型的结果。使用典型抗蚀剂的特定参数，以及典型激光器参数（特定波长，具有30kHz脉冲频率、20ns脉冲长度和500mW平均功率的调Q激光器），模型预测到抗蚀剂中4.6K的温度上升。可替换地，使用同样的抗蚀剂参数和激光波长、具有100MHz脉冲频率、10ps脉冲长度和200mW平均功率的锁模激光器，模型预测到仅有0.062K的抗蚀剂温度上升。在该情况下，锁模激光器产生的温度上升是由调Q激光器产生的1/100。一般地，相比于利用等同平均功率的锁模激光器所看到的温度上升，源自于调Q激光器的温度上升可以达到其10-100X。出于该原因，当扫描光刻胶膜时，CW激光器或者锁模激光器可以是优选的。
图3示出了晶片上的CD变化的典型衬底标志，其可以通过deVilliers的基于像素的投影方法（参见美国专利公开号US2015/0146178A1，图3）或者本申请的像素扫描方法来校正。图像的较暗区域（指示CD与预期值的较大偏离）可以使用本文描述的方法和装置来调节以便变得更亮，并且因此，导致CD与预期值的较小偏离以及因而更严格的分布。
示例性实施例
本领域技术人员将领会到，所公开的发明的应用可以在许多具体实施例中通过应用本文提供的教导来实现。参照图4描述特定实施例。光学操作台400支撑激光器401，例如，发射波长266nm或512nm的射束402，所述射束由AOM 403调制以用于射束空白或者灰阶射束空白的目的。所述射束然后由反射镜404和405引导至空间滤波器406。空间滤波器是本领域中公知的用于清洁激光射束以便移除旁瓣、噪声和其它伪影的设备，因而使得射束处于更平滑且更对称的状态下。当跨衬底扫描时，对称的平滑射束帮助实现所累积的能量剂量的规律且平滑的添加，导致能量沉积的增加的控制和降低的误差。在空间滤波器406之后，反射镜407和408将射束引导至一对电流计反射镜扫描仪409和410。第一扫描仪409提供沿X轴线的快速扫描，而第二扫描仪410提供沿Y轴线的缓慢扫描。以该方式布置的一对电流计扫描仪可以执行光栅扫描过程。特别地设计用于光栅扫描的成对的电流计扫描仪可从许多销售商获得。经扫描的射束在椎体411内偏转到衬底412以用于针对膜或表面改性的能量沉积的目的。椎体411表示由扫描仪409和410实现的射束行进的极限。
在图中示出并且在本文中描述的特定实施例不应当解读为将本发明约束于在该具体示例中描述的方法和组件。例如，代替于AOM设备，可以采用EOM设备以便提供射束空白。可替换地，可以由激光器构造内部的AOM设备提供射束空白。而且，代替于一对电流计射束偏转器，可以使用一对AOM射束偏转器。代替于锁模激光器，可以使用调Q激光器或者其它类型的激光器。本领域技术人员可以单独地或者组合地应用本文教导的类型的激光器、调制器、射束偏转器、空白方案和调制方案中的任一个，以便使用扫描光束以用于针对膜或表面改性的能量沉积的目的。
转向图5，扫描射束衬底标志校正控制器550控制在图4中示出的装置的操作。它包括外部通信接口501，例如，以太网连接，或者能够接收外部信息的任何其它类型的网络或其它连接；控制处理器502；操作存储器503，其提供用于控制处理器502所需要的临时存储；存储用存储器504，诸如，SRAM、FLASH存储器、磁性或光学盘存储装置、或者任何其它类型的存储器，以便存储衬底标志图、衬底标志校正图、经误差校正的标志校正图和线性化扫描文件；外部传感器输入505；以及控制信号输出部分520，提供用于控制射束功率和定位的数字和/或模拟输出信号。
衬底标志图可以是以各种各样不同的格式，包括但不限于jpeg文件、位图（bmp）文件、Excel文件和逗号分隔值（CSV）文件。一般地，不管特定格式如何，对于每一个位置或像素，衬底标志图包含与目标CD值的偏离（即，用于该位置或像素或者位置或像素的群组的CD误差）。衬底标志校正图也可以是以各种各样不同的格式，包括但不限于jpeg文件、位图（bmp）文件、Excel文件和逗号分隔值（CSV）文件。一般地，不管特定格式如何，对于每一个位置或像素，衬底标志图包含校正从目标CD值的偏离所要求的功率量（即，校正用于该位置或像素或者位置或像素的群组的CD误差所要求的功率）。在一个实施例中，对于每一个像素，衬底标志校正图包含需要由激光器给予晶片上的特定点处的曝光剂量的值。例如，对于曝光过程的次级调节的情况，衬底标志图可以包含以纳米为单位的用于像素或者像素的群组的CD误差，并且衬底标志校正图可以包含分别以毫焦或者毫焦/cm2为单位的校正用于像素或者像素的群组的CD误差所要求的每一像素的能量。在该示例中，将衬底标志图变换为衬底标志校正图的过程要求典型地从光刻胶销售商可获得的光刻胶光化学曝光参数的知识。
衬底标志校正图可以例如通过如本领域中已知的外部CD计量系统来生成并且经由通过外部通信接口501的网络连接（诸如以太网连接）加载到扫描射束标志校正控制器550中的存储器504中。可替换地，衬底标志图可以例如从外部CD计量系统加载并且通过扫描射束标志校正控制器550变换成衬底标志校正图。可以与向扫描射束衬底标志校正控制器呈现晶片514的时间并发地，刚好在实际曝光之前加载每一个衬底标志校正图。在图6流程图中示出的所有误差校正步骤优选地快速执行，以便不会不利地影响系统的生产率。可替换地，数个2D衬底标志校正图，或者可替换地，线性化和/或经误差校正的曝光文件（在下文描述），可以存储在存储器中，并且然后在需要时可用于顺序化到曝光队列中。
外部传感器接口（输入）505使得能够连接到光电检测器传感器，其提供对激光器509的输出功率的周期性监测。激光器可以随时间而经历功率输出的缓慢漂移，这可能使曝光剂量控制受损。激光器功率的传感器输入使得能够通过激光器功率控制器506实现漂移补偿以便实现衬底曝光期间的准确射束功率控制。外部传感器接口505还使得能够连接到监测晶片514的位置传感器，例如，相机或光电检测器（未示出），其中传感器感测晶片位置或者晶片边缘位置以用于测量晶片位置误差的目的。晶片位置误差的补偿可以提供为如下文和图6中所述的那样。
控制信号输出520将控制信号发送给激光器功率控制驱动器506，其控制激光器509的功率水平。它还将控制信号发送给射束位置驱动器，所述射束位置驱动器控制扫描仪中的射束偏转器的x方向和y方向。特别地，射束位置驱动器的X方向507被发送给扫描仪中的射束X偏转器511，并且射束位置驱动器的Y方向508被发送给扫描仪中的射束Y偏转器517。在射束510横越射束偏转器511和512之后，将经扫描的射束513引导到衬底514。通过提供由激光器制造商要求的适当输入（例如，电压或控制信号的占空比），或者通过使用外部声光调制器（AOM）（诸如403（图4））控制激光器功率，控制激光器功率506的激光器功率控制驱动器可以如此做。射束偏转器511和512在图4中分别示出为电流计409和410。操作射束偏转器和激光器功率控制所要求的相关联的电子器件和驱动器在本领域中已知并且没有在图4中示出。
由于本文描述的系统使用经扫描的射束而不是投影的图像，所以在图3中示出的各个像素优选地以线性顺序布置（线性化衬底标志校正图），允许系统给予晶片514上的每一个期望位置处所要求的曝光剂量。扫描可以是“来回”扫描，也被称为交互书写扫描或者单方向“回扫”扫描，其中曝光仅在一个方向上并且利用激光器关断将射束快速地带回到晶片的一侧。扫描还可以使用向量扫描方案，在该情况下，将向量扫描信息存储在衬底标志校正图中。
转向图6，在步骤601中，将2D衬底标志图或者衬底标志校正图加载到扫描射束衬底标志校正控制器550中的存储用存储器504中。
在可选步骤602中，如果需要，衬底标志图或者衬底标志校正图的格式被转译为由扫描射束衬底标志校正控制器550所要求的格式并且存储在存储用存储器504中。例如，如果扫描射束衬底标志校正控制器550要求图是以位图格式，但是所加载的图是例如jpeg格式，那么将该图从jpeg格式转译为位图格式。
在步骤603中，如果在步骤601中加载衬底标志图，通过针对每一个像素位置确定与衬底标志图中用于该位置的CD误差对应的曝光剂量的值，生成衬底标志校正图——其再次可以例如是基于从光刻胶销售商可获得的信息。再次，衬底标志图可以依据临界尺寸（CD）来提供。从期望目标值的偏离然后可以通过向所要求的CD分配与调节成比例的曝光剂量来表达，以便将所观察的CD移动到目标CD。
在步骤604中，可以计及数个时间和空间因素以及潜在的误差以用于生成经误差校正的曝光文件。这些包括关于由一些扫描仪生成的射束位置与晶片平面的交叉的几何因素，以及扫描仪的不同制造和控制方法典型的射束扫描仪参数的静态和动态非线性误差。这样的扫描误差项可以在不同制造商的扫描仪之间显著地不同，其中动态误差可以由射束扫描仪对外部刺激的电子和机械响应时间而引起。优选地，考虑这些延迟以便确保扫描仪在控制射束功率的精确时间处指向晶片上的正确位置。
此处列出的误差是可以观察到的误差的示例并且不是误差因素的完整列表。可以包括附加的误差校正。可以通过此处描述的方法来捕获和校正引起激光射束位置从期望位置的偏离的任何误差因素。
在步骤605中，检查目标（典型地，晶片）以便确定它是否正确地定位和取向。这可以利用本领域技术人员所熟知的计量方法来完成。如果这样，在步骤610中，将衬底标志校正图变换为线性扫描文件，在一个实施例中，该线性扫描文件包括用于所扫描的目标的每一个位置的x位置、y位置和所要求的剂量。
如果曝光目标位置和/或取向不正确，激光器将剂量给予错误的晶片位置处。如果这样，在步骤606中，将误差的通知发送给控制器的操作员，或者可替换地，控制器可以自动地校正误差。在步骤607中，可以例如使用以下选项中的一个或多个来校正不正确的位置/取向：（1）正确地重新定位晶片（步骤608），其可以例如使用自动化加载机器人而实现，或者（2）通过偏移和/或旋转软件中的曝光扫描位置来重新定位激光射束（步骤609）以便校正误差。校正的选择取决于数个因素，诸如，系统能力和生产力要求的细节。
在步骤610中，根据所采用的扫描策略（例如，回扫、交互书写或者向量扫描策略），可以将经误差校正的2D衬底标志校正图转译为驱动和控制射束功率以及扫描仪所要求的1D（线性化）扫描文件。
在步骤611中，基于线性化扫描文件，通过控制器550向电子驱动器提供经误差校正和线性化的射束位置和激光射束能量值的线性序列以用于射束扫描仪和激光射束能量控制，其执行激光射束的实际定位并且在它移动到期望位置时控制射束的能量或功率。
在已经给予所有像素期望的曝光剂量之后，系统信令通知该过程的结束或者进行到下一表面改性过程。
本领域技术人员将理解到，可以存在对本文教导的技术和装置做出的许多变化，而仍然实现本发明的相同目标。这样的变化旨在被本公开的范围所覆盖。照此，本发明的实施例的之前描述不旨在为限制性的。相反，在以下权利要求中呈现对本发明的实施例的任何限制。

Claims (36)

1.一种处置衬底以用于曝光过程的次级调节目的的方法，包括：
将衬底定位在衬底保持件上；
跨衬底的表面扫描光束；
基于衬底标志随着跨该表面扫描光束而依照位置使所述光束的幅度变化，其中衬底标志包括衬底标志图，所述衬底标志图表示作为位置的函数的临界尺寸（CD）误差，所述衬底标志图用于通过由位置相关的曝光前或曝光后配量调节对曝光过程的次级调节的CD误差补偿的目的；
其中随着跨该表面扫描所述光束，所述光束与衬底相互作用导致衬底中的基于所述光束的幅度的次级改变，所述次级改变包括CD校正。
2.权利要求1所述的方法，其中跨衬底的表面扫描光束的步骤经由以下中的至少一个来执行：旋转多刻面反射镜、电流计扫描镜、AOM射束偏转器、EOM射束偏转器、MEMS扫描镜和/或压电扫描镜。
3.权利要求1所述的方法，其中基于衬底标志而依照位置使所述光束的幅度变化的步骤经由AOM、EOM、液晶调制器或者基于MEMS的调制器来执行。
4.权利要求1所述的方法，其中衬底标志是基于对应于衬底的能量标志。
5.权利要求1所述的方法，其中衬底标志是基于对应于衬底的临界尺寸（CD）标志。
6.权利要求1所述的方法，其中衬底标志是基于对应于衬底的光刻曝光标志。
7.权利要求1所述的方法，其中衬底标志是基于对应于衬底的热学输入标志。
8.权利要求1所述的方法，其中光束由CW激光器、调Q激光器或者锁模激光器生成。
9.权利要求1所述的方法，其中基于衬底标志而依照位置使所述光束的幅度变化的步骤包括基于对应于衬底标志的衬底标志校正图来依照位置而使所述光束的幅度变化。
10.一种处置衬底以用于曝光过程的次级调节目的的方法，包括：
将衬底定位在衬底保持件上；
将衬底标志校正图加载到存储器中；
基于衬底标志校正图随着跨衬底的表面扫描光束而使所述光束的幅度变化，其中衬底标志校正图对应于包括衬底标志图的衬底标志，所述衬底标志图表示作为位置的函数的临界尺寸（CD）误差，所述衬底标志图用于通过由位置相关的曝光前或曝光后配量调节对曝光过程的次级调节的CD误差补偿的目的，并且其中衬底标志校正图包含校正CD误差所要求的每一像素或像素的群组的能量，表示为作为像素位置的函数的每一像素所沉积的能量或作为像素位置的函数的每一面积所沉积的能量；
其中随着跨该表面扫描所述光束，所述光束与衬底相互作用导致衬底中的基于所述光束的幅度的次级改变，所述次级改变包括CD校正。
11.一种处置衬底以用于曝光过程的次级调节目的的方法，包括：
将衬底定位在衬底保持件上；
将衬底标志校正图加载到存储器中；
基于衬底标志校正图随着跨衬底的表面扫描光束而使所述光束的幅度变化，其中衬底标志校正图对应于包括衬底标志图的衬底标志，所述衬底标志图表示作为位置的函数的临界尺寸（CD）误差，所述衬底标志图用于通过由位置相关的曝光前或曝光后配量调节对曝光过程的次级调节的CD误差补偿的目的，并且其中衬底标志校正图包含校正CD误差所要求的每一像素或像素的群组的能量，表示为作为像素位置的函数的每一像素所沉积的能量或作为像素位置的函数的每一面积所沉积的能量；
其中基于衬底标志校正图随着跨衬底的表面扫描光束而使所述光束的幅度变化的步骤包括：
从衬底标志校正图生成线性化扫描文件；
基于该线性化扫描文件而使跨衬底的表面扫描的光束的幅度变化；
其中随着跨该表面扫描所述光束，所述光束与衬底相互作用导致衬底中的基于所述光束的幅度的次级改变，所述次级改变包括CD校正。
12.权利要求10所述的方法，其中基于衬底标志校正图随着跨衬底的表面扫描光束而使所述的幅度变化的步骤包括：
基于扫描仪性质和扫描仪控制方法而从衬底标志校正图生成经误差校正的曝光文件；
基于经误差校正的曝光文件而使扫描到衬底的表面上的光的光束的幅度变化。
13.一种用于处置衬底以用于曝光过程的次级调节目的的装置，包括：
能够发射射束的激光器；
射束偏转器，其能够使由该激光器发射的射束跨衬底的表面扫描；
射束功率或能量控制驱动器；
衬底标志校正图，其包含用于衬底中的多个位置的射束功率或能量控制信息和射束位置信息，其中衬底标志校正图对应于包括衬底标志图的衬底标志，所述衬底标志图表示作为位置的函数的临界尺寸（CD）误差，所述衬底标志图用于通过由位置相关的曝光前或曝光后配量调节对曝光过程的次级调节的CD误差补偿的目的，并且其中衬底标志校正图包含校正CD误差所要求的每一像素或像素的群组的能量，表示为作为像素位置的函数的每一像素所沉积的能量或作为像素位置的函数的每一面积所沉积的能量；
控制器，其中该控制器将衬底标志校正图中的射束功率或能量控制信息输出到该射束功率或能量控制驱动器，并且将衬底标志校正图中的射束位置信息输出到该射束偏转器，该射束偏转器进而跨该衬底的表面扫描该射束，随着跨该表面扫描该射束而引起衬底中的次级改变，所述次级改变包括CD校正。
14.权利要求13所述的装置，其中所述控制器包括：
数字处理器；
能够接收衬底标志校正图的外部通信接口；
能够存储衬底标志校正图的存储用存储器；以及
能够输出射束能量或功率控制信息和射束位置信息的控制信号输出。
15.权利要求13所述的装置，其中在射束偏转器和衬底之间不需要透镜来将射束聚焦到衬底上。
16.权利要求1所述的方法，其中不需要透镜来将该光束聚焦到衬底表面上。
17.权利要求10所述的方法，其中不需要透镜来将该光束聚焦到衬底表面上。
18.一种处置衬底以用于曝光过程的次级调节目的的方法，包括：
将衬底定位在衬底保持件上；
将衬底标志校正图加载到存储器中；
跨衬底的表面扫描光束；
基于衬底标志随着跨该表面扫描光束而依照位置使所述光束的幅度变化，其中衬底标志包括衬底标志图，所述衬底标志图表示作为位置的函数的临界尺寸（CD）误差，所述衬底标志图用于通过由位置相关的曝光前或曝光后配量调节对曝光过程的次级调节的CD误差补偿的目的，并且其中衬底标志校正图包含校正CD误差所要求的每一像素或像素的群组的能量，表示为作为像素位置的函数的每一像素所沉积的能量或作为像素位置的函数的每一面积所沉积的能量；
其中基于衬底标志随着跨衬底的表面扫描光束而使所述光束的幅度变化的步骤包括：
从衬底标志校正图生成线性化扫描文件；
基于该线性化扫描文件而使跨衬底的表面扫描的光束的幅度变化；以及
其中随着跨该表面扫描所述光束，所述光束与衬底相互作用导致衬底中的基于所述光束的幅度的次级改变，所述次级改变包括CD校正。
19.一种用于处置衬底以用于曝光过程的次级调节目的的装置，包括：
能够发射射束的激光器；
射束偏转器，其能够使由该激光器发射的射束跨衬底的表面扫描；
射束功率或能量控制驱动器；
衬底标志校正图，其包含用于衬底中的多个位置的射束功率或能量控制信息和射束位置信息，其中衬底标志校正图对应于包括衬底标志图的衬底标志，所述衬底标志图表示作为位置的函数的临界尺寸（CD）误差，所述衬底标志图用于通过由位置相关的曝光前或曝光后配量调节对曝光过程的次级调节的CD误差补偿的目的，并且其中衬底标志校正图包含校正CD误差所要求的每一像素或像素的群组的能量，表示为作为像素位置的函数的每一像素所沉积的能量或作为像素位置的函数的每一面积所沉积的能量；
控制器，其中该控制器从衬底标志校正图生成线性化扫描文件；将线性化扫描文件中的射束功率或能量控制信息输出到该射束功率或能量控制驱动器，并且将线性化扫描文件中的射束位置信息输出到该射束偏转器，该射束偏转器进而跨该衬底的表面扫描该射束，随着跨该表面扫描该射束而引起衬底中的次级改变，所述次级改变包括CD校正。
20.权利要求1所述的方法，其中该光束具有大于5kHz的脉冲速率。
21.权利要求1所述的方法，其中该光束具有大于10kHz的脉冲速率。
22.权利要求10所述的方法，其中该光束具有大于5kHz的脉冲速率。
23.权利要求10所述的方法，其中该光束具有大于10kHz的脉冲速率。
24.权利要求10所述的方法，其中该光束由CW激光器、调Q激光器或者锁模激光器生成。
25.权利要求11所述的方法，其中该光束具有大于5kHz的脉冲速率。
26.权利要求11所述的方法，其中该光束具有大于10kHz的脉冲速率。
27.权利要求11所述的方法，其中该光束由CW激光器、调Q激光器或者锁模激光器生成。
28.权利要求13所述的装置，其中该射束具有大于5kHz的脉冲速率。
29.权利要求13所述的装置，其中该射束具有大于10kHz的脉冲速率。
30.权利要求13所述的装置，其中该激光器是CW激光器、调Q激光器或者锁模激光器。
31.权利要求18所述的方法，其中该光束具有大于5kHz的脉冲速率。
32.权利要求18所述的方法，其中该光束具有大于10kHz的脉冲速率。
33.权利要求18所述的方法，其中该光束由CW激光器、调Q激光器或者锁模激光器生成。
34.权利要求19所述的装置，其中该射束具有大于5kHz的脉冲速率。
35.权利要求19所述的装置，其中该射束具有大于10kHz的脉冲速率。
36.权利要求19所述的装置，其中该激光器是CW激光器、调Q激光器或者锁模激光器。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108292093B (zh) * 2015-08-31 2023-01-31 利赛奥谱特科技责任有限公司 用于使用针对膜或表面改性的扫描光束的装置和方法
CN111338185B (zh) * 2018-12-19 2022-05-20 联芯集成电路制造(厦门)有限公司 增进晶片曝光品质的方法
IL285382B2 (en) * 2019-03-12 2024-05-01 Asml Netherlands Bv A method and device for predicting deviation in a projection system
EP4343827A1 (en) * 2022-09-21 2024-03-27 ASML Netherlands B.V. Method and apparatus for bonding substrates
CN116794940B (zh) * 2023-08-21 2023-11-14 深圳市先地图像科技有限公司 一种图像处理方法及部件
CN116755299B (zh) * 2023-08-21 2023-10-31 深圳市先地图像科技有限公司 一种图像处理方法及装置
CN116774536B (zh) * 2023-08-21 2023-10-31 深圳市先地图像科技有限公司 一种图像处理方法及系统
CN116755298B (zh) * 2023-08-21 2023-10-31 深圳市先地图像科技有限公司 一种图像处理方法及设备

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178113U (ja) * 1982-05-21 1983-11-29 株式会社日立製作所 レ−ザ偏向装置
JP2711197B2 (ja) * 1992-01-21 1998-02-10 大日本スクリーン製造株式会社 光ビーム走査方法
US5386221A (en) 1992-11-02 1995-01-31 Etec Systems, Inc. Laser pattern generation apparatus
SE514835C2 (sv) 1999-01-21 2001-04-30 Micronic Laser Systems Ab System och metod för mikrolitografiskt skrivande
TW405062B (en) * 1999-02-18 2000-09-11 Asm Lithography Bv Lithographic projection apparatus
EP1030222B1 (en) * 1999-02-18 2006-01-04 ASML Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus
CN1196031C (zh) 1999-05-20 2005-04-06 麦克隆尼克激光系统有限公司 在平版印刷中用于减少误差的方法
JP2001140182A (ja) * 1999-11-11 2001-05-22 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 抄紙機ヘッドボックスによる配向性制御装置
SE0200547D0 (sv) 2002-02-25 2002-02-25 Micronic Laser Systems Ab An image forming method and apparatus
JP4174289B2 (ja) * 2002-10-17 2008-10-29 キヤノン株式会社 位置決め装置、その位置決め装置を適用した露光装置、デバイスの製造方法
CN1997878A (zh) 2003-07-18 2007-07-11 Uclt有限责任公司 在光掩膜中修正临界尺寸偏差的方法
WO2005026340A1 (ja) * 2003-09-08 2005-03-24 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha 基質特異性に優れたピロロキノリンキノン（ｐｑｑ）依存性グルコースデヒドロゲナーゼ改変体
US7483196B2 (en) 2003-09-23 2009-01-27 Applied Materials, Inc. Apparatus for multiple beam deflection and intensity stabilization
US7190458B2 (en) * 2003-12-09 2007-03-13 Applied Materials, Inc. Use of scanning beam for differential evaluation of adjacent regions for change in reflectivity
JP2006163322A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光ビーム偏向器
JP4588602B2 (ja) 2005-09-30 2010-12-01 株式会社トプコン 静電偏向器の製造方法
US8102410B2 (en) 2005-10-26 2012-01-24 Micronic Mydata AB Writing apparatuses and methods
JP2010113001A (ja) * 2008-11-04 2010-05-20 Shinko Electric Ind Co Ltd 直接露光方法および直接露光装置
WO2010063827A1 (en) 2008-12-05 2010-06-10 Micronic Laser Systems Ab Gradient assisted image resampling in micro-lithographic printing
US20100290020A1 (en) * 2009-05-15 2010-11-18 Shinichi Mori Optical apparatus, exposure apparatus, exposure method, and method for producing device
DE102011083774B4 (de) * 2010-10-04 2019-06-13 Carl Zeiss Sms Ltd. Verfahren zum Bestimmen von Laser korrigierenden Tool-Parametern
US8896909B2 (en) 2010-11-04 2014-11-25 Micronic Ab Method and device scanning a two-dimensional brush through an acousto-optic deflector (AOD) having an extended field in a scanning direction
US8551677B2 (en) 2011-09-23 2013-10-08 Globalfoundries Inc. Lithographic CD correction by second exposure
US8658336B2 (en) * 2012-04-30 2014-02-25 Micron Technology, Inc. Methods of correcting for variation across substrates during photolithography
US9645391B2 (en) * 2013-11-27 2017-05-09 Tokyo Electron Limited Substrate tuning system and method using optical projection
WO2015081167A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 Tokyo Electron Limited Substrate tuning system and method using optical projection
US9500599B2 (en) 2014-01-23 2016-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Surface inspection apparatus for semiconductor chips
WO2015112802A1 (en) 2014-01-27 2015-07-30 Tokyo Electron Limited System and method for shifting critical dimensions of patterned films
WO2016025210A1 (en) 2014-08-13 2016-02-18 Tokyo Electron Limited Critical dimension control in photo-sensitized chemically-amplified resist
KR102381824B1 (ko) * 2015-04-13 2022-03-31 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판을 평탄화하기 위한 시스템 및 방법
CN108292093B (zh) * 2015-08-31 2023-01-31 利赛奥谱特科技责任有限公司 用于使用针对膜或表面改性的扫描光束的装置和方法

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