CN109564390A

CN109564390A - 确定在光刻步骤中待施加到衬底的图案的组合

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Publication number: CN109564390A
Application number: CN201780045011.3A
Authority: CN
Inventors: C·A·维索尔伦; E·P·斯马克曼
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: KR102395629B1; JP2019522820A; US11747738B2; KR20210040177A; TW201812471A; KR20190032444A; WO2018015114A1; US20190339621A1; JP6896055B2; CN109564390B; TWI644183B

Abstract

描述了一种配置成处理多个衬底的直接写入曝光设备，所述设备包括：衬底保持器，所述衬底保持器配置成保持具有可用图案化区域的衬底；图案形成系统，所述图案形成系统配置成将不同图案投影到所述衬底上；处理系统，所述处理系统配置成：确定待施加于所述多个衬底的第一衬底上的一个或更多个图案的第一组合；和确定待施加于所述多个衬底的后续第二衬底上的一个或更多个图案的不同的第二组合。

Description

确定在光刻步骤中待施加到衬底的图案的组合

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月19日提交的欧洲申请16180164.2的优先权，所述欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本发明中。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备，特别地涉及一种直接写入光刻设备。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案施加至衬底或衬底的部分上的机器。例如，光刻设备可用于集成电路(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。在常规的光刻设备中，可以将可被称作掩模或掩模版的图案形成装置用来产生与IC、平板显示器或其它装置的个别层对应的电路图案。例如可通过将图案成像到设置在衬底(例如，硅晶片或玻璃板)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上将这种图案转移到衬底(的部分)上。

作为电路图案的替代，所述图案形成装置可用以产生其它图案，例如彩色滤光器图案、或点阵。作为常规掩模的替代，图案形成装置可包括图案形成阵列，所述图案形成阵列包括产生电路或其它适用图案的可个别寻址元件的阵列。这种“无掩模”系统相比于常规的基于掩模的系统的优点在于，可更迅速地且更少成本地提供和/或改变所述图案。

因而，无掩模系统包括可编程图案形成装置(例如，空间光调制器、对比装置等)。可编程图案形成装置被编程(例如，以电子方式或以光学方式)以使用可个别寻址元件的阵列来形成所需图案化束。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、及其类似物。

发明内容

需要提供一种柔性的低成本光刻设备。

在本发明的实施例中，提供一种配置成处理多个衬底的直接写入曝光设备，所述设备包括：

衬底保持器，所述衬底保持器配置成保持具有可用图案化区域的衬底；

图案形成系统，所述图案形成系统配置成将不同图案投影到所述衬底上；

处理系统，所述处理系统配置成：

确定待施加于所述多个衬底的第一衬底上的选自所述不同图案的一个或更多个图案的第一组合；和

确定待施加于所述多个衬底的后续第二衬底上的一个或更多个图案的第二组合，所述第二组合不同于一个或更多个图案的所述第一组合。

在本发明的另一实施例中，提供一种配置一种直接写入曝光设备的方法，所述方法包括以下步骤：

接收待由所述设备处理的衬底的可用图案化区域的尺寸；

接收可供用于形成图案到所述衬底上的不同图案的尺寸；

确定待施加至所述衬底上的一个或更多个图案的组合，所述一个或更多个图案选自所述不同图案，一个或更多个图案的所述组合以非重叠方式适配到所述可用图案化区域上；

其中确定一个或更多个图案的组合的所述步骤使用衬底利用率准则。

在本发明的又一实施例中，提供一种曝光设备，包括：

图案形成装置，所述图案形成装置配置成提供根据所需图案加以调制的辐射；

投影系统，所述投影系统配置成将经调制的辐射投影到所述衬底的所述可用图案化区域上的所需部位上；

所述图案形成装置和所述投影系统配置成将不同图案投影到所述衬底上；

处理系统，所述处理系统配置成通过对多个衬底中的每个衬底执行以下步骤来处理所述多个衬底：

使用衬底利用率准则来确定待施加至所述衬底上的一个或更多个图案的组合，所述一个或更多个图案选自所述不同图案。

附图说明

合并到本文中且形成本文一部分的附图图示了本发明的实施例，且与说明书一起进一步用来解释本发明的实施例的原理并且使相关领域的技术人员能够进行和使用所述实施例。

图1a示意性地描绘根据本发明的实施例的光刻设备的部分。

图1b示意性地描绘能够应用于根据本发明的光刻设备中的处理系统。

图2示意性地描绘能够使用现有技术光刻设备获得的衬底的利用。

图3示意性地描绘能够使用根据本发明的光刻设备获得的衬底的利用。

图4(a)至图4(c)示意性地描绘图3的衬底的替代利用。

图5示意性地描绘用于如图3中所示的图案的组合的替代配置。

图6示意性地描绘可用装置的等级相对于用于三个不同装置的所需装置的等级的关系。

图7示意性地描绘包括缺陷的衬底的利用。

图8示意性地描绘在无缺陷子区域中对衬底的可用图案化区域的细分。

图9示意性地描绘包括缺陷的衬底的替代利用。

图10示意性地描绘用于图3的衬底利用的可用切割线。

具体实施方式

本文中披露了若干实施例或光刻设备，特别地披露了直接写入光刻设备、和操作光刻设备的方法。

在本发明的含义中，一种直接写入曝光设备指的是一种包括可编程图案形成装置的无掩模光刻设备，所述可编程图案形成装置例如空间光调制器、对比装置等。所述可编程图案形成装置被编程(例如，以电子方式或以光学方式)以使用可个别寻址元件的阵列来形成所需图案化束。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、光栅光阀阵列及其类似物。下文提供这样的图案形成装置的更多细节。

然而，在一实施例中，本发明可应用于包括掩模的光刻曝光设备中，所述掩模例如具备能够例如经由投影系统投影到待处理的衬底上的多个不同图案。

在本发明的实施例中，所述直接写入光刻设备(也被称作无掩模光刻设备、直接写入曝光设备或无掩模曝光设备)可配置成将不同图案(例如，N个不同图案，N是＞1的整数值)投影到衬底上。特别地，所述直接写入曝光设备可包括用于将这样的图案投影到衬底上的图案形成系统。

在本发明的实施例中，一种直接写入曝光设备可包括衬底保持器、图案形成装置系统和处理系统，如图1a中示意性示出。图1a示意性地示出根据本发明的实施例的直接写入设备100，所述设备包括物体保持器、图案形成系统100.1，所述图案形成系统配置成将图案(例如，经调制的辐射图案)投影到物体114(例如，衬底)上。在所示出的实施例中，图案形成系统100.1包括图案形成装置104和投影系统108。

根据本发明，图案形成系统100.1配置成将不同图案投影到衬底上。

因为使用可编程图案形成装置来对衬底进行投影或图案化不受限于掩模上可用的特定图案，则一种直接写入曝光设备能够实现衬底的较为多功能的且较灵活的利用。

在一实施例中，不同图案可以被应用以产生不同装置，例如具有不同分辨率或像素密度的不同显示器或屏幕。

在一实施例中，不同图案可具有不同尺寸。

根据本发明的直接写入或无掩模曝光设备进一步包括配置成控制曝光设备的各种部件的处理系统100.2。在一实施例中，处理系统100.2可包括一个或更多个处理单元，诸如微处理器、微控制器、计算机或其类似物，这些处理单元通常配置成处理数据，例如在处理单元的输入端子处所接收的输入数据，以及输出经处理数据，例如用于控制所述曝光设备的部件中的一个或更多个部件的控制信号，所述经处理数据经由所述处理单元的输出端子输出。在一实施例中，处理系统100.2可位于直接写入设备内部。替代地，处理系统100.2可远离设备而定位，例如经由通信网络而连接。图1b示意性地示出能够应用于本发明中的处理系统或处理单元的可能结构。应用于本发明中的处理系统1600可例如包括处理器1600.1、微处理器、计算机或类似物以用于处理所接收的数据或信号。在一实施例中，处理系统可还包括用于储存数据(诸如，以来自测量系统的任何所接收信号)或信息的存储器1600.2或存储器单元。在所示出的实施例中，处理单元1600包括用于接收数据或信号1610的输入端子1600.3和用于输出信号或数据1620(例如，在由处理单元1600的处理器1600.1处理之后所获得的数据或信号)的输出端子1600.4。通信路径可设置在所述处理单元1600内部，介于输入端子1600.3和输出端子1600.4与处理器1600.1和存储器单元1600.2之间(由箭头指示)。

在本发明的实施例中，所应用的处理系统可例如配置成确定哪个或哪些图案待施加于特定衬底上。特别地，在本发明的实施例中，处理系统可配置成：

-对于一批次衬底中待由所述曝光设备处理的一衬底，确定待施加于所述衬底上的一个或更多个图案的组合；和

-对于所述一批次衬底中的一后续衬底，确定待施加于所述后续衬底上的一个或更多个图案的不同组合。

在此实施例中，所述处理系统(例如，如图1b中所示出的处理系统1600)因而可配置成对于一批次衬底的每个衬底确定将要施加哪个图案或哪些图案。如所提及，不同图案可例如与待制造的不同装置和/或具有不同尺寸的图案有关。参见图1b，处理系统1600可因此配置成接收关于能够被图案化的不同图案的信息，尤其是几何信息。这种信息可例如经由所述处理系统的输入端子1600.3来接收且储存于存储器单元1600.2中。

在本发明的实施例中，例如图1a中所示，图案形成系统100.1包括：图案形成装置104，图案形成装置104配置成提供根据所需图案调制的辐射；和投影系统108，投影系统108配置成将调制的辐射(在图1中指示为图案化束110)投影到衬底上的所需部位上。

根据本发明，衬底的能够投影图案的区域一般被称作可用图案化区域。

根据本发明的实施例，应用于所述曝光设备中的所述处理系统因而配置成确定例如选自N个可用图案的哪些图案(特别地，一个或更多个图案的哪种组合)待被投影到可用图案化区域上。

在一实施例中，所述处理系统(例如，专用处理单元)可配置成控制所述图案形成系统100.1(例如，图案形成装置104和/或投影系统108)以利用所确定的一个或更多个图案的组合来曝光所述衬底，即，将表示所述一个或更多个图案的调制的辐射投影到可用图案化区域内的适当部位上。

在本发明的含义中，“确定一个或更多个图案的组合”因而涉及选择待施加的图案或一些图案的步骤、以及确定用于一个或更多个图案的适当部位的步骤二者。如本领域技术人员将会理解的，一个或更多个图案的组合应满足一个或更多个图案的组合以非重叠方式适配至可用图案化区域上的要求。

在一实施例中，确定一个或更多个图案的组合的步骤也可考虑某些制造约束，例如介于衬底上的邻近图案之间的所期望的或所需的间隔，以便能实现图案的适当分离或分割。

在本发明的实施例中，应用于根据本发明的曝光设备中的所述处理系统配置成确定将要借助于准则(被称作衬底利用率准则)施加的一个或更多个图案的组合。

在本发明的实施例中，所述衬底利用率准则可用以确定一个或更多个图案的最适当组合，以便尽可能地利用所述可用图案化区域。

这在下列图中被图示。

图2示意性地示出在仅配备所述曝光设备以图案化一个特定图案的情况下的衬底的可用图案化区域的利用。图2示意性地示出具有可用图案化区域210的衬底200，特定图案220被投影到所述可用图案化区域上三次，所述图案具有长度L和宽度W。如可见的，由于在衬底的宽度Ws与能够由所述设备施加的图案220的宽度W之间的失配，衬底的相当大部分仍保持无法被图案化。

在所述设备被配置成将不同图案(例如，具有不同尺寸的图案)投影到衬底上的情况下，能够更有效地使用所述可用图案化区域。

图3示意性地示出具有可用图案化区域310的衬底300，三个尺寸不同的图案320.1、320.2和320.3的组合被投影到所述可用图案化区域310上。如可见的，通过使用尺寸不同的图案的组合，能够更有效地利用所述可用图案化区域。

在本发明的实施例中，所述可用图案化区域的利用率U可由下式在数学上表达：

其中：

M＝被施加于所述可用图案化区域上的图案的数目；

A_i＝M个图案中的图案i的面积；

As＝所述衬底的可用图案化区域的面积。

在一实施例中，所述图案的面积可考虑所需的任何裕量，例如用于划线或划线道的裕量。

所述利用率U也可被称作衬底的填充因子，这是因为它表示所述衬底的什么部分被图案有效填充。

在图3中所示出的示例中，可因而通过将图案320.1的面积的两倍、图案320.2的面积的三倍、以及图案320.3的面积的四倍相加且将和除以所述可用图案化区域的面积As＝Ws×Ls来计算所述利用率U。如此，能够注意到，所述衬底利用率准则U利用所述组合中所使用的不同图案的尺寸以及所述衬底的所述可用图案化区域的尺寸。

在本发明的实施例中，应用于所述光刻设备中的所述处理系统(例如，如图1a中所示出的处理系统100.2)可配置成对于多个不同组合评估所述衬底利用率准则并且选择最有利的组合。在这个实施例中，所述衬底利用率准则可包括优化函数，例如，所述衬底的利用率的数学表达式，诸如数学表达式(1)。

如本领域技术人员将会了解的，在配备了所述曝光设备以将N个不同图案投影到衬底上的情况下，可存在多种选项(即，一个或更多个图案的各种组合)以利用图案实质上填充所述衬底的所述可用图案化区域。这在图4(a)至图4(c)中被图示。

图4(a)至图4(c)示意性地示出用于在配备所述曝光设备以施加如图3中所示图案320.1、320.2和320.3的情况下曝光衬底400的三个可替代的组合。

在图4(a)中，施加于衬底上的图案的组合由图案320.2的9个投影组成。

在图4(b)中，施加于衬底上的图案的组合由图案320.3的18个投影组成。

在图4(c)中，施加于衬底上的图案的组合由图案320.1的3个投影和图案320.2的三个投影组成。

如将理解，当组合全部三个可用图案时，可能存在图案的较大组合。在这方面，值得注意的是，如上文已指示，一个或更多个图案的特定组合的特性在于所施加图案以及所述图案的特定部位二者。

为了图示这种情况，如图5中示意性地示出的图案320.1、320.2和320.3的组合被视为不同于图3中所示出的组合，尽管每种类型的相同数量的图案被施加于衬底500上。特别地，如同在图2中的情况，如图5所示的图案的组合也包括两个尺寸320.1的图案、三个尺寸320.2的图案和四个尺寸320.3的图案。

在目的在于衬底的所述可用图案化区域的所述最佳利用率的情况下，正如例如由等式(1)所表达，可注意到，仍存在例如选自N个不同图案的一个或更多个图案的大量组合，这些组合产生相同或实质上相同的利用率。特别地，本领域技术人员将了解，假设衬底500具有与衬底300相同的可用图案化区域，则图3中的衬底300的利用率将与图5中所示衬底500的利用率相同。另外，也可评估如图4(a)至图4(c)中所示衬底400的利用率不会偏离图3和图5中所示衬底的利用率太多。

如此，仅将衬底利用率作为准则应用以达到待施加的图案的特定组合可产生具有相同或实质上相同利用率的多个组合。在这种情形中，为了确定待施加于衬底上的实际组合，利用了较详细的衬底利用率准则。

因此，在本发明的实施例中，应用所述于光刻设备中的处理系统可配置成考虑到替代的或额外的准则或边界条件，以达到待施加于特定衬底(例如，一批次衬底中的特定衬底)上的图案的优选组合。

在本发明的实施例中，所述处理系统利用包括制造参数的衬底利用率准则或利用包括衬底利用率准则和制造准则的组合准则。在后一情况下，可应用权重因子来调节两个准则的相对重要性。这种制造参数或准则的用法可被应用以进一步区分各种可能组合。通过例如应用权重因子，可调节各种准则的相对重要性。

下面将论述可应用于衬底利用率准则中或与这种准则组合的制造参数或准则的若干示例。

作为第一示例，制造参数或准则可与N个不同图案的所需产量(production)相关联。参考如图4(a)和图4(b)中示意性地示出的衬底利用率，可理解，施加如图4(a)中所示图案的组合或如图4(b)中所示图案的组合将会导致制造出具有图案320.2的装置和/或具有图案320.3的装置。在这种情形中，将不存在利用图案320.1制造的装置。为了考虑与特定图案相关联的特定器件的所需产量，制造参数或准则可例如利用以下信息中的一个或更多个：

-特定器件的预测需求，

-特定器件的可用库存，

-用于特定器件的可用生产装置，

-等等

使用这些参数，可设计准则，这有利于最需要的图案的组合。

由此参见图6来图示这种准则的可能实施方式。图6示意性地示出，针对N个装置或图案中的三个不同图案类型或装置N_1、N_2和N_3，可用装置的实际数目(例如，有库存，由实线600指示)和装置的所期望或所需数目(由虚线610指示)。对于所描绘的情形，可观察到，可用的装置N_1和N_3的实际数目大于装置的所期望或所需数目，而可用的装置N_2的实际数目小于装置的所期望或所需数目。当这种分析可用时，可使用此知识来选择图案的最有利或优选组合。特别地，为了解决装置的实际数目与装置的所需数目之间的失配，包括与装置N_2相关联的一个或更多个图案的图案的组合应比不包含这种图案的组合更有利。

由下列等式(2)给出如何可在数学上实施以上实施方式的示例：

其中：

P＝生产利用率(产能利用率)；

M＝施加于所述可用图案化区域上的图案的数目；

DP_i＝使用图案i制造的装置的所期望或所需产量或库存；

AP_i＝使用图案i制造的装置的可用产量或库存。

如从等式(2)可见，生产力利用率P对所需的那些图案具有正贡献(DP_i＞AP_i)(所需产量或库存大于实际产量或库存)，且对不需要的那些图案具有负贡献(实际库存大于所需库存)。

等式(2)可被视为考虑到所需库存与实际库存之间的差异的制造准则或参数的示例。

在所示示例中，使正或负贡献与特定类型i的图案的数目成比例。

如将理解，可设计大量替代准则以从生产或制造视角评价是否需要图案的特定组合。

在本发明的实施例中，可应用一种组合准则C，例如，将例如由等式(1)所表达的衬底利用率准则与例如由等式(2)所表达的生产力利用率准则组合，如由等式(3)所例解：

其中：

α₁、α₂：分别应用于所述衬底利用率U和所述生产利用率P的权重因子。

在使用这种组合利用率准则的情况下，应用于根据本发明的光刻设备中的所述处理系统可配置成针对图案的多个组合来评估组合利用率(例如由等式(3)所表达的)和选择具有最大组合利用率的组合。

作为应用组合准则的替代方案，应用于根据本发明的光刻设备中的所述处理系统可配置成依序应用不同准则以达到待施加的图案的优选组合。在这种实施例中，所述处理系统可例如配置成使用所述衬底利用率准则(例如，使用等式(1))来评价图案的多个不同组合，选择具有所期望或所需最小衬底利用率值(例如，U＞0.9)的这些组合的集合，例如使用等式(2)来评价组合的选定集合的生产力利用率，并且选择具有最高生产力利用率P的组合。

作为可应用于本发明中的制造参数或准则的第二示例，可提及缺陷信息。在本发明的实施例中，应用于根据本发明的所述光刻设备中的所述处理系统可配置成例如在所述处理系统的输入端子处接收与特定衬底相关联的缺陷信息。特别地，所述处理系统可接收指示出待处理的衬底上的缺陷的部位的信息。可例如在已针对缺陷扫描所述衬底之后使这种缺陷信息可用。针对缺陷的这种扫描可例如实施于所述光刻设备自身中，或可在所述光刻设备外执行。

在图7中示意性地图示了使用这种缺陷信息选择待施加的一个或更多个图案的适当组合。图7示意性地示出具有可用图案化区域710的衬底700。所述衬底700进一步具有位于所述可用图案化区域710内的特定部位(被称作衬底缺陷部位)处的缺陷725。在本发明的实施例中，所述光刻设备的所述处理系统(例如，图1中所示的处理系统100.2)配置成当确定待施加的图案的组合时考虑所述缺陷信息。特别地，所述处理系统可配置成选择和布置待施加的一个或更多个图案的组合，以使得没有图案与所述衬底缺陷部位重叠。在图7中，示出了图案320.1、320.2和320.3的组合，由此所施加图案中没有图案与所述缺陷725重叠。可将所应用的图案的布置与图4(c)的布置相比，由此三个图案320.1之中的中间图案由三个图案320.3替代，以便避免所述缺陷。如本领域技术人员将理解，考虑缺陷信息的过程可实现较高产率，即，每个衬底或每一批次衬底实现的恰当地起作用的装置的较高百分比或数目。

在确定待施加的图案的组合的过程中考虑所述缺陷信息能够以多种方式来进行。

作为第一示例，所应用的所述处理系统可配置成使用例如由等式(1)所指示的衬底利用率准则，但如果图案与所述缺陷部位重叠，则不考虑所述图案的贡献。这例如能被表达为：

其中：

Ud＝考虑缺陷部位的衬底利用率；

M＝施加于所述可用图案化区域上的图案的数量；

A_i＝M个图案中的图案i的面积；

δ_i＝1，在图案i不与缺陷部位交叠的情况下；

δ_i＝0，在图案i与缺陷部位交叠的情况下；

As＝所述衬底的所述可用图案化区域的面积

作为第二示例，所述处理系统可配置成将可用图案化区域细分成多个无缺陷的子区域且将衬底利用率准则应用于所述子区域中的每个上。

这示意性地在图8中图示。在图8中，衬底800的所述可用图案化区域810被细分成无缺陷的两个区域S1和S2。所应用的所述系统可随后配置成在考虑可用图案的尺寸和子区域的尺寸的情况下确定所述子区域中的每个的最佳利用率。如将理解，存在用以将所述可用图案化区域细分成无缺陷子区域的各种方式。在一实施例中，所述处理系统配置成针对细分所述可用图案化区域的多个不同方式来评估所述衬底利用率准则。这可以是有用的，这是因为细分所述可用图案化区域的方式可影响到可能的组合。作为示例，当细分如图8所示的所述可用图案化区域时，应用于本发明中的所述处理系统将不会达到如图7中所示图案的组合。

关于使用直接写入光刻设备来形成图案的衬底的利用率，可指出，图案的图案化不限于图案的特定取向。在如上所示的示例中，应用了所述图案320.1、320.2和320.3的相同取向。使用所述取向作为额外变量以用于组合待施加于衬底上的一个或更多个图案，这可实现较有利的利用率。

这在图9中图示。图9示意性地示出具有缺陷725和所述可用图案化区域710的所述衬底700。与如图7所示图案的组合相比，可注意到，在如图9所示图案的组合中，图案320.2中之一已布置成具有不同取向，因而与图7的布置相比，实现了额外图案320.3的添加。

作为第三示例，由所述处理系统所应用以确定将要施加一个或更多个图案的哪种组合的制造参数或准则可与分离所述不同图案的可行性有关。如本领域技术人员将了解，一旦所述衬底已接收所有所需的处理，则所述衬底必须被切割或分割以便分离不同图案或装置。图案或装置是否能够被容易地分离可取决于所述图案的布局。在这方面，可值得一提的是，跨越整个长度或宽度切割所述衬底可以是有利的。另外，可仅配备切割或分割工具以沿直线切割所述衬底。如此，如图3所示图案的组合可例如最初通过沿切割线C1和C2切割所述衬底而被分离成三个衬底部分。

如图5所示图案的组合不能以相同方式分离。如此，取决于可用的切割或分割工具、或可供用于搬运/输送所述衬底或衬底部分的搬运/输送工具，如图3中所示图案的组合可以是优选的。作为用以对此进行评估的可能准则，跨越整个宽度或长度延伸的可用切割线的数目可值得一提。对于如图3或图10所示图案的组合，跨越整个宽度(C1和C2)或整个长度(C3)延伸的三个切割线是可用的。对于图5的组合，仅有跨越所述衬底的整个宽度延伸的两个可用切割线是可用的。

在一实施例中，衬底利用率准则可因而被修改以考虑切割过程的可行性，例如通过在跨越所述衬底的整个宽度或长度的切割线的可用数目较低的情况下在所述准则中引入补偿或罚函数。

如上所描述，应用于根据本发明的光刻设备中的所述处理系统可配置成对于一批次衬底中的每个个别衬底确定待施加的N个可用图案中的一个或更多个图案的最有利组合。所述最有利组合可由所述处理系统通过运用基于衬底利用率准则或制造准则或参数中的一个或更多个的准则来进行评估。所应用的准则可例如考虑到可用图案的所需产量、切割或分割所述衬底的可行性、缺陷在衬底上的发生等。如本领域技术人员将理解，也可针对多个衬底的组合(例如，针对作为整体的一批次衬底)确定对于图案的最有利组合的这种评估。作为一示例，当可用时，对整体的一批次衬底搜集缺陷信息可以是值得的。基于这种总体缺陷信息，所述处理系统可例如评估哪些衬底不可用于进行某些图案的图案形成。如将理解，当衬底具有一个或更多个缺陷时，定位相对较大图案的选项可能相当有限或不存在。在后一情况下，与这些相对较大图案相关联的装置的所期望或所需产量可因而必须使用无缺陷衬底来实现。

在这种实施例中，即，在所述光刻设备配置成跨越整体的一批次衬底搜集或收集缺陷信息的情况下，所述处理系统可例如配置成处理所述缺陷信息并且评估在所述一批次衬底中是否存在任何系统性缺陷。特别地，当一批次衬底中的衬底的一相当大部分将会在同一部位或同一区域中具有缺陷时，这可以是衬底的生产或搬运/输送中的故障的指示。为了评估这种故障是否可能已出现，所述处理系统可例如配置成针对所述一批次衬底产生缺陷密度图，所述缺陷密度可指示所述衬底的每个单元或区域的缺陷的数目，所述衬底例如被视为细分成5cm×5cm的区域，且可对每个区域的缺陷的数目进行计数。

在这种实施例中，在特定区域中的缺陷的数目超出预定数目的情况下，所述处理系统还可配置成输出一种包括对已出现预定数目缺陷的区域的指示的警告。

根据本发明的实施例，所述光刻设备可配备有缺陷测量工具以用于确定需要进行图案化的所述衬底是否具有任何缺陷。这种测量工具可例如配备有用于将测量束投影到所述衬底的表面上的光源、以及用以接收从所述表面反射或折射的光的检测器。基于所接收的光，所述测量工具的处理单元可随后配置成确定是否存在缺陷和所述缺陷的部位。

在这种实施例中，所述光刻设备可因而配置成在图案形成过程之前针对所述缺陷扫描所述衬底的所述表面。在已发现一个或更多个缺陷的情况下，所述测量工具的所述处理单元可将这种缺陷信息或数据提供至所述光刻设备的所述处理系统，于是所述处理系统可处置此信息，如上所论述。

在一实施例中，本发明提供于一种直接写入光刻设备中，所述设备具备可编程图案形成装置。在下面论述这种设备的更多细节。

参见图1a，能够应用于根据本发明的直接写入光刻设备中的所述可编程图案形成装置104包括用以调制辐射以将图案施加至束110的多个可个别寻址元件102。在一实施例中，多个可个别寻址元件102的位置能够相对于所述投影系统108固定。然而，在一替代布置中，多个可个别寻址元件102可连接至定位装置(未示出)以根据某些参数(例如，相对于所述投影系统108)来准确地定位所述多个可个别寻址元件中的一个或更多个。

在一实施例中，所述图案形成装置104是自发射对比装置。这种图案形成装置104排除对辐射系统的需要，这可减少例如所述光刻设备的成本和尺寸。例如，所述可个别寻址元件102是辐射发射二极管，诸如发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、聚合物LED(PLED)、激光二极管(例如，固态激光器二极管)、垂直外腔面发射激光器(VECSEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)，或它们的任何组合。在一实施例中，所述可个别寻址元件102都是LED。在一实施例中，所述可个别寻址元件102发射具有在约380nm至440nm的范围内(例如，约400或405nm)的波长的辐射。在一实施例中，所述可个别寻址元件102中的每个能够提供选自1微瓦至100微瓦(μW)的范围的输出功率。在一实施例中，所述可个别寻址元件102中的每个能够提供约3微安(μA)的输出电流。在一实施例中，所述可个别寻址元件102中的每个具有约2微米(μm)或更小(例如，约1微米或更小)的发射截面宽度(例如，假定1∶1光学器件；如果使用缩小光学器件(例如，2∶1或4∶1)，则能够使用较大发射截面宽度，诸如约8μm或更小)。

在一实施例中，所述自发射对比装置包括与所需的相比更多的可个别寻址元件102，以在若另一可个别寻址元件102未能操作或未适当地操作的情况下允许使用“冗余的”可个别寻址元件102。另外，能够使用与可能需要的情况相比更多的可个别寻址元件102，以在个别元件102无法单独提供充分光学输出的情况下使元件102-起工作以输送某一功率或剂量，或通过将元件102的使用率从它们的最大值或设计规格减少而使元件102“分担负荷”。

所述光刻设备100包括物体保持器106。在此实施例中，所述物体保持器包括用以保持衬底114(例如，抗蚀剂涂覆的硅晶片或玻璃衬底)的物体台106。物体台106可以是能够以高达6个自由度(例如，在X和/或Y方向上)运动的，并且被连接至定位装置116以根据某些参数来准确地定位衬底114。例如，定位装置116可相对于投影系统108和/或图案形成装置104准确地定位衬底114。在一实施例中，可利用包括长行程模块(粗定位)且视情况包括短行程模块(精定位)的定位装置116来实现物体台106的移动，所述长行程模块和所述短行程模块未在图1中明确地描绘。类似系统可用以定位所述可个别寻址元件102，使得例如所述可个别寻址元件102能够以高达6个自由度(例如，在X和/或Y方向上)运动，例如，在实质上平行于物体台106的扫描方向的方向上进行扫描且视情况在与扫描方向正交的方向上步进。束I10可替代地/另外地是能够移动的，而所述物体台106和/或所述可个别寻址元件102可具有固定位置以提供所需相对运动。这种布置可辅助限制所述设备的尺寸。

在可例如适用于平板显示器的制造的一实施例中，所述物体台106可以是静止的且定位装置116配置成使衬底114相对于物体台106(例如，在物体台上方)移动。例如，所述物体台106可具备用来以实质上恒定的速度跨越所述衬底114而对衬底进行扫描的系统。在完成此操作的情况下，物体台106可在平坦的最上部表面上具备众多开口，气体穿过所述开口馈送以提供能够支撑衬底114的气垫。这常规地被称作气体承载布置。使用能够相对于束110的路径准确地定位衬底114的一个或更多个致动器(未示出)而使衬底114在物体台106上方移动。替代地，可通过选择性地开始和阻止气体通过开□而使衬底114相对于物体台106移动。在一实施例中，物体保持器106可以是滚动系统，衬底在所述物体保持器106上滚动，且定位装置116可以是马达用以使滚动系统转动以将所述衬底提供至物体台106上。

投影系统108(例如，石英、玻璃、塑料(例如，COC)和/或CaF₂透镜系统或光学元件，或包括由这种材料制成的透镜元件的反射折射系统，或反射镜系统，或具有额外聚合物层的光学元件(例如，玻璃元件)，或包括平坦表面和球形表面的光学元件(可使用例如聚合物层等将球形表面修饰成非球形表面))能够用以将由可个别寻址元件102调制的图案化束投影到衬底114的目标部分120(例如，一个或更多个管芯)上。应注意，在本发明的含义中，衬底的目标部分指的是衬底的待投影图案的部分。如此，目标部分120可被视为所述衬底的可用图案化区域的一部分，如上所述。投影系统108可使由多个可个别寻址元件102提供的图案成像，使得所述图案相干地形成于衬底114上。替代地，投影系统108可投影使多个可个别寻址元件102的元件充当快门的次级源的图像。

在这方面，所述投影系统可包括聚焦元件、或多个聚焦元件(在本发明中一般被称作透镜阵列)，例如，微透镜阵列(被称为M1A)或菲涅尔透镜阵列，例如用以形成次级源且将斑点成像到衬底114上。在一实施例中，透镜阵列(例如，M1A)包括至少10个聚焦元件，例如至少100个聚焦元件、至少1000个聚焦元件、至少10000个聚焦元件、至少100000个聚焦元件，或至少1000000个聚焦元件。在一实施例中，所述图案形成装置中的可个别寻址元件的数目等于或大于所述透镜阵列中的聚焦元件的数目。在一实施例中，所述透镜阵列包括多个聚焦元件，至少一个聚焦元件在光学上与可个别寻址元件的阵列中的可个别寻址元件中的一个或更多个相关联，例如，与可个别寻址元件的阵列中的可个别寻址元件中的仅一个相关联，或与可个别寻址元件的阵列中的2个或更多个可个别寻址元件(例如，3个或多于3个、5个或多于5个、10个或多于10个、20个或多于20个、25个或多于25个、35个或多于35个，或50个或多于50个)相关联；在一实施例中，多个光学元件中的至少一个聚焦元件在光学上与少于5000个可个别寻址元件(例如，少于2500个、少于1000个、少于500个或少于100个)相关联。

在一实施例中，所述透镜阵列包括各自在光学上呈二维阵列的多个可个别寻址元件相关联的两个或更多个聚焦元件(例如，多于1000个、大部分、或约全部)。

在一实施例中，所述图案形成装置104可至少在朝向衬底和远离所述衬底的方向上例如通过使用一个或更多个致动器而移动。能够将所述图案形成装置移动到所述衬底和移动远离所述衬底允许例如进行聚焦调整而不移动所述衬底或所述透镜阵列(例如，允许在非平坦衬底上进行区域聚焦调整)。

在一实施例中，所述透镜阵列包括塑料聚焦元件(其可易于进行例如注射模制，和/或是负担得起的)，其中例如辐射的波长大于或等于约400nm(例如，405nm)。在一实施例中，辐射的波长选自约350nm至500nm的范围，例如，约375nm至425nm的范围。在一实施例中，所述透镜阵列包括石英或玻璃聚焦元件。

在一实施例中，每个聚焦元件或多个聚焦元件可以是不对称透镜(例如，具有一个或更多个不对称表面)。多个聚焦元件中的每个的不对称性可相同，或多个聚焦元件中的一个或更多个聚焦元件的不对称性可不同于多个聚焦元件中的一个或更多个不同聚焦元件的不对称性。不对称透镜可便利将椭圆形辐射输出转换成圆形投影斑点，或反之亦然。

在一实施例中，聚焦元件具有高数值孔径(NA)，其被布置成在焦点外将辐射投影到衬底上以获得系统的低NA。较高NA透镜相比于可用的低NA透镜可更经济、更流行和/或品质更佳。在一实施例中，低NA小于或等于0.3，在一实施例中是0.18、0.15或更小。因此，较高NA透镜的NA大于系统的设计NA，例如，大于0.3、大于0.18，或大于0.15。

虽然在一实施例中，投影系统108与图案形成装置104分离，但其不必如此。投影系统108可与图案形成装置108集成。例如，透镜阵列区块或板可附接至图案形成装置104(与图案形成装置104集成)。在一实施例中，透镜阵列可呈个别空间分离的小透镜的形式，每个小透镜附接至所述形成装置104的一个或更多个可个别寻址元件(与图案形成装置104的一个或更多个可个别寻址元件集成)，如下文更详细地论述。

视情况，所述光刻设备可包括用以将辐射(例如，紫外线(UV)辐射)供应至多个可个别寻址元件102的辐射系统。如果所述图案形成装置是辊射源自身(例如，激光二极管阵列或LED阵列)，则所述光刻设备可被设计成不具有辐射系统(即，不具有除所述图案形成装置自身以外的辐射源)，或至少是简化的辐射系统。

所述辐射系统包括配置成从辐射源接收辐射的照射系统(照射器)。所述照射系统包括以下元件中的一个或更多个：辐射输送系统(例如，合适的导向反射镜)、辐射调节装置(例如，扩束器)、用以设定辐射的角强度分布的调整装置(一般而言，能够调整所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ-外部和σ-内部))、积分器、和/或聚光器。所述照射系统可用以调节将被提供至可个别寻址元件102的辐射，以在其截面中具有所需均一性和强度分布。所述照射系统被布置成将辐射划分成多个子束，所述多个子束可例如各自与多个可个别寻址元件中的一个或更多个相关联。例如，二维衍射光栅可用以将辐射划分成多个子束。在本描述中，术语“辐射束”涵盖但不限于所述束包括辐射的多个这种子束的情形。

所述辐射系统也可包括辐射源(例如，准分子激光器)，所述辐射源用以产生辐射以供应至多个可个别寻址元件102、或由多个可个别寻址元件102供应。例如，当所述辐射源是准分子激光器时，所述辐射源和所述光刻设备100可以是分离的实体。在这些情况下，不认为所述辐射源形成所述光刻设备100的部分，且辐射从所述源传递至所述照射器。在其它情况下，例如，当所述源是汞灯时，所述辐射源可以是所述光刻设备100的集成部分。

在一实施例中，所述辐射源(在一实施例中，所述辐射源可以是多个可个别寻址元件102)能够提供具有至少5nm(例如，至少10nm、至少50nm、至少100nm、至少150nm、至少175nm、至少200nm、至少250nm、至少275nm、至少300nm、至少325nm、至少350nm，或至少360nm)的波长的辐射。在一实施例中，所述辐射具有至多450nm(例如，至多425nm、至多375nm、至多360nm、至多325nm、至多275nm、至多250nm、至多225nm、至多200nm，或至多175nm)的波长。在一实施例中，所述辐射具有包括436nm、405nm、365nm、355nm、248nm、193nm、157nm、126nm和/或13.5nm的波长。在一实施例中，所述辐射包括大约365nm或大约355nm的波长。在一实施例中，辐射包括宽带波长，例如涵盖365nm、405nm和436nm。能够使用355nm激光源。在一实施例中，所述辐射具有约405nm的波长。

在所述光刻设备100的操作中，在所述图案形成装置104不具有辐射发射性的情况下，辐射从辐射系统(照射系统和/或辐射源)入射到所述图案形成装置104(例如，多个可个别寻址元件)上且由所述图案形成装置104调制。

替代地，在所述光刻设备100的操作中，在所述图案形成装置是自发射的且包括多个可个别寻址元件102(例如，LED)的情况下，所述多个可个别寻址元件由控制电路(未示出)调制，使得可根据所需图案而“打开”或“关闭”所述可个别寻址元件中的每个，其中“打开”是具有比“关闭”情况更高强度或剂量的辐射发射状态。在一实施例中，“打开”或“关闭”可包括变化的灰阶。

图案化束110在已由多个可个别寻址元件102产生之后传递通过投影系统108，所述投影系统将束110聚焦至所述衬底114的目标部分120上。

借助于定位装置116(以及视情况位于基座136上的位置传感器134(例如，接收干涉测量束138的干涉测量装置、线性编码器或电容传感器))，能够准确地移动衬底114，例如以便将不同目标部分120定位于束110的路径中。在使用的情况下，用于所述多个可个别寻址元件102的所述定位装置能够用来例如在扫描期间准确地校正所述多个可个别寻址元件102相对于束110的路径的位置。

尽管根据一实施例的所述光刻设备100在本文中被描述为配置成曝光衬底上的抗蚀剂，但所述设备100可用以投影图案化束110以用在无抗蚀剂光刻中。

所述光刻设备100可属于反射型(例如，运用反射性的可个别寻址元件)。替代地，所述设备可属于透射型(例如，运用透射性的可个别寻址元件)。

所描绘的设备100能够在一个或更多个模式中使用，所述模式诸如：

1.在步进模式中，在将所述可个别寻址元件102和衬底114被保持基本上静止的同时，将整个已图案化辐射束110-次投影到目标部分120上(即，单一静态曝光)。然后将所述衬底114沿X和/或Y方向移位，使得能够将不同目标部分120曝光至已图案化辐射束110。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一静态曝光中成像的目标部分120的尺寸。

2.在扫描模式中，在对所述可个别寻址元件102和所述衬底114同步地进行扫描的同时，将已图案化辐射束110投影到目标部分120上(即，单一动态曝光)。可通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定所述衬底相对于可个别寻址元件的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定目标部分的长度(在扫描方向上)。

3.在脉冲模式中，将所述可个别寻址元件102保持基本上静止，并且使用脉动(例如，由脉冲式辐射源提供，或通过加脉冲于所述可个别寻址元件而提供)将整个图案投影到所述衬底114的目标部分120上。所述衬底114以基本上恒定速度移动，使得使图案化束110扫描跨越所述衬底114的线。在脉冲之间按需更新由所述可个别寻址元件提供的图案，且所述脉冲被定时以使得连续目标部分120在衬底114上的所需部位处被曝光。因此，图案化束110能够跨越所述衬底114进行扫描以曝光用于衬底114的条带的完整图案。重复所述过程，直至已逐行地曝光完整衬底114为止。

4.在连续扫描模式中，基本上与脉冲模式相同，除以下以外：相对于调制的辐射束B以实质上恒定速度扫描所述衬底114，且在图案化束110跨越衬底114进行扫描并且曝光所述衬底时更新可个别寻址元件阵列上的所述图案。可使用与可个别寻址元件阵列上的图案更新同步的实质上恒定辐射源或脉冲式辐射源。

也可以采用对上文所描述的使用模式的组合和/或变化或完全不同的使用模式。

尽管可在本文中具体地参考光刻设备在特定器件或结构(例如，集成电路或平板显示器)的制造中的使用，但应理解，本文中所描述的所述光刻设备和所述光刻方法可具有其它应用。应用包括但不限于：制造集成电路、集成式光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、OLED显示器、薄膜磁头、微机电器件(MEMS)、微光机电系统(MOEMS)、DNA芯片、封装(例如，倒装芯片、重布等)、柔性显示器或电子器件(它们是可卷起、可弯曲纸张状的且保持不变形、具顺应性、坚固、薄和/或轻量的显示器或电子器件，例如柔性塑料显示器)等。并且，例如在平板显示器中，本设备和方法可用以辅助产生多种层，例如薄膜晶体管层和/或彩色滤光器层。因而，本文中的同一设备的变型能够用在包括例如柔性衬底上的各种电子器件和其它装置或图案的制造中，诸如使用例如卷轴式技术的塑料或金属箔和/或玻璃载体上的箔。

本领域技术人员将了解，在这些替代应用的情形中，可认为本文中使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别与更上位的术语“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)、量测工具和/或检查工具中。在适用的情况下，可以将所公开的内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如为了产生多层IC，使得本文中使用的术语“衬底”也可指代已经包含多个已处理层的衬底。

平板显示器衬底的形状可以是矩形。被设计用以对这种类型的衬底进行曝光的光刻设备可提供覆盖矩形衬底的整个宽度或覆盖所述宽度的一部分(例如，所述宽度的一半)的曝光区。可在所述曝光区下方扫描所述衬底，同时所述图案形成装置同步地提供图案化束。以此方式，将所需图案的全部或部分转移到所述衬底。如果所述曝光区覆盖所述衬底的整个宽度，则可利用单次扫描完成曝光。如果曝光区覆盖例如所述衬底的宽度的一半，则可在第一扫描之后横向地移动所述衬底，且通常执行另一扫描以曝光所述衬底的剩余部分。

本文中使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为是指任何能够用于调制辐射束的横截面以便在衬底(的部分)中产生图案的装置。应该注意的是，被赋予辐射束的图案可能不与在所述衬底的目标部分中所需的图案完全对应(例如，如果所述图案包括相移特征或者所谓的辅助特征)。类似地，最终产生于衬底上的图案可不对应于在任何时刻由可个别寻址元件的阵列形成的图案。这种情况可呈如下布置：其中形成于所述衬底的每个部分上的最终图案遍及给定时间段或给定曝光次数(在此期间，由可个别寻址元件的阵列提供的图案和/或所述衬底的相对位置改变)而积聚。通常，产生于所述衬底的所述目标部分上的图案将对应于目标部分中所产生的装置(例如，集成电路或平板显示器)中的特定功能层(例如，平板显示器中的彩色滤光器层或平板显示器中的薄膜晶体管层)。这些图案形成装置的示例包括例如掩模版、可编程反射镜阵列、激光二极管阵列、发光二极管阵列、光栅光阀、和LCD阵列。图案可借助于电子装置(例如，计算机)而编程的图案形成装置在本文中被统称为“对比装置”，例如，包括能够各自调制所述辐射束的一部分的强度的多个可编程元件的图案形成装置，(例如，先前句子中所提及的所有装置，除了掩模版)，包括：具有多个可编程元件的电子可编程图案形成装置，所述多个可编程元件通过对辐射束的一部分相对于辐射束的邻近部分的相位进行调制而将图案赋予所述辐射束。在一实施例中，所述图案形成装置包括至少10个可编程元件，例如至少100个、至少1000个、至少10000个、至少100000个、至少1000000个，或至少10000000个可编程元件。下文中更详细地论述这些装置中的若干装置的实施例：

-可编程反射镜阵列。可编程反射镜阵列可包括具有粘弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备隐含的基本原理在于，例如，所述反射表面的已寻址区域将入射辐射反射为衍射辐射，而未寻址区域将入射辐射反射为非衍射辐射。使用适当的空间滤光器，能够从反射束滤掉非衍射辐射，从而仅使所述衍射辐射达到所述衬底。以此方式，所述束变得根据矩阵可寻址表面的寻址图案而图案化。作为替代方案，所述滤光器可滤出所述衍射辐射，从而使非衍射辐射到达衬底。也可将衍射光学MEMS器件的阵列以对应方式使用。衍射光学MEMS器件可包括多个反射带，所述多个反射带可相对于彼此变形以形成将入射辐射反射为衍射辐射的光栅。可编程反射镜阵列的另一实施例运用微小反射镜的矩阵布置，所述微小反射镜中的每个可通过施加合适的区域化电场、或通过运用压电致动构件而关于轴线个别地倾斜。倾斜度定义了每个反射镜的状态。当元件无缺陷时，所述反射镜能够通过来自控制器的适当控制信号而控制。每个无缺陷元件是可控的以采取一系列状态中的任一种状态，以便调整它的在投影的辐射图案中的对应像素的强度。再次，反射镜是矩阵可寻址的，使得已寻址反射镜在不同于未寻址反射镜的方向上反射入射辐射束；以此方式，可根据矩阵可寻址反射镜的寻址图案而图案化反射束。可使用合适电子构件来执行所需矩阵寻址。例如，能够从以全文引用方式并入本文中的美国专利号US5,296,891和专利号US5,523,193以及PCT专利申请公开号WO98/38597和WO98/33096收集到如此处所提及的关于反射镜阵列的更多信息。

-可编程LCD阵列。在以全文引用方式并入本文中的美国专利第US5,229,872号中给出了这种构造的示例。

所述光刻设备可包括一个或更多个图案形成装置，例如一个或更多个对比装置。例如，光刻设备可具有可个别寻址元件的多个阵列，每个可个别寻址元件彼此独立地受控制。在这种布置中，可个别寻址元件的阵列中的一些或全部可具有共同照射系统(或照射系统的部分)、用于可个别寻址元件的阵列的共同支撑结构和/或共同投影系统(或投影系统的部分)中的至少一种。

例如，在使用了特征的预偏置、光学邻近校正特征、相位变化技术和/或多种曝光技术的情况下，“显示”于可个别寻址元件的阵列上的图案可实质上不同于最终转移到所述衬底的层或衬底上的图案。类似地，最终产生于所述衬底上的图案可不对应于在任何时刻形成于可个别寻址元件的阵列上的图案。这种情况可呈如下布置：其中形成于衬底的每个部分上的最终图案遍及给定时间段或给定曝光次数(在此期间，可个别寻址元件的阵列上的图案和/或所述衬底的相对位置改变)而积聚。

照射系统和/或投影系统可以涵盖用于引导、成形或控制辐射束的各种类型的光学部件，包括折射型、反射型磁性型、电磁型和静电型光学系统，或它们的任何组合。

所述光刻设备可以是具有两个(例如，双台)或更多个衬底台(和/或两个或更多个图案形成装置台)、或者与并不保持衬底的另一个台(例如，用于清洁和/或测量等的台)相组合的一个或更多个衬底台的类型。在这些“多台”机器中，可并行地使用额外台，或可在对一个或更多个台执行预备步骤的同时使用一个或更多个其它台用于曝光。

所述光刻设备也可以是如下类型：其中所述衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的“浸没液体”(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至所述光刻设备中的其它空间，例如，图案形成装置与投影系统之间的空间。浸没技术用以增大投影系统的NA。本文中所使用的术语“浸没”并不意味着例如衬底的结构必须被浸没于液体中，相反地仅意味着在曝光期间所述液体位于投影系统与衬底之间。

此外，所述设备可具备流体处理单元以允许流体与衬底的受照射部分之间的相互作用(例如，用以将化学物质选择性地附着至所述衬底，或选择性地修改所述衬底的表面结构)。

在一实施例中，所述衬底具有实质上圆形形状，可选地，沿着其周边部分具有凹□和/或平坦化边缘。在一实施例中，所述衬底具有多边形形状，例如矩形形状。所述衬底具有实质上圆形形状的实施例包括所述衬底具有至少25mm(例如，至少50mm、至少75mm、至少100mm、至少125mm、至少150mm、至少175mm、至少200mm、至少250mm，或至少300mm)的直径的实施例。在一实施例中，所述衬底具有至多500mm、至多400mm、至多350mm、至多300mm、至多250mm、至多200mm、至多150mm、至多100mm、或至多75mm的直径。衬底是多边形(例如，矩形)的实施例包括所述衬底的至少一个侧边(例如，至少2个侧边或至少3个侧边)具有至少5cm(例如，至少25cm、至少50cm、至少100cm、至少150cm、至少200cm，或至少250cm)的长度的实施例。在一实施例中，衬底的至少一个侧边具有至多1000cm(例如，至多750cm、至多500cm、至多350cm、至多250cm、至多150cm，或至多75cm)的长度。在一实施例中，衬底是具有约250cm至350cm的长度和约250cm至300cm的宽度的矩形衬底。衬底的厚度可变化，并且在一定程度上可取决于例如衬底材料和/或衬底尺寸。在一实施例中，厚度是至少50μm，例如至少100μm、至少200μm、至少300μm、至少400μm、至少500μm，或至少600μm。在一个实施例中，衬底的厚度是至多5000μm，例如至多3500μm、至多2500μm、至多1750μm、至多1250μm、至多1000μm、至多800μm、至多600μm、至多500μm、至多400μm，或至多300μm。本发明中所提及的衬底在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(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)中。所述衬底的性质可在曝光之前或之后例如在量测工具和/或检测工具中测量。

在一实施例中，抗蚀剂层设置于所述衬底上。在一实施例中，衬底是晶片，例如半导体晶片。在一实施例中，晶片材料选自包括以下的组：Si、SiGe、SiGeC、SiC、Ge、GaAs、InP和InAs。在一实施例中，晶片是III/V化合物半导体晶片。在一实施例中，晶片是硅晶片。在一实施例中，衬底是陶瓷衬底。在一实施例中，衬底是玻璃衬底。玻璃衬底可用于例如平板显示器和液晶显示面板的制造中。在一实施例中，所述衬底是塑料衬底。在一实施例中，所述衬底是透明的(对于人类裸眼而言)。在一实施例中，所述衬底被着色。在一实施例中，所述衬底不具有颜色。在一实施例中，所述衬底包括临时玻璃载体上的塑料箔。这种塑料箔可包括例如玻璃衬底上的聚酰亚胺的涂层，玻璃衬底以类似于玻璃显示器的方式处理，但其中在使用例如UV激光步骤进行处理之后，理想地在利用保护塑料箔来层压剩余箔之后，将玻璃移除以实现增加的稳固性和处置的容易性。

虽然在一实施例中，所述图案形成装置104被描述和/或描绘为处于衬底114之上，但图案形成装置可替代地或另外位于衬底114之下。此外，在一实施例中，所述图案形成装置104与所述衬底114可并排设置，例如，所述图案形成装置104和所述衬底114垂直地延伸并且所述图案被水平地投影。在一实施例中，图案形成装置104被设置成用以曝光衬底114的至少两个相对侧。例如，可存在至少两个图案形成装置104，至少位于所述衬底114的每个相应的对置侧上，以曝光那些侧。在一实施例中，可存在用以投影所述衬底114的一侧的单一图案形成装置104，和用以将图案从单一图案形成装置104投影到所述衬底114的另一侧上的适当光学器件(例如，束引导反射镜)。

在本发明中的描述中，术语“透镜”一般应被理解为涵盖提供与所提及透镜相同功能的任何折射型、反射型和/或衍射型光学元件。例如，成像透镜可以体现为呈具有光学功率的常规折射型透镜的形式，呈具有光学功率的Schwarzschild反射型系统的形式，和/或呈具有光学功率的波带片的形式。而且，如果所得效果是产生收敛束，则成像透镜可包括非成像光学器件。

可使用以下项目来进一步描述实施例：

1.一种配置成处理多个衬底的直接写入曝光设备，所述设备包括：

-衬底保持器，所述衬底保持器配置成保持具有可用图案化区域的衬底；

-图案形成系统，所述图案形成系统配置成将不同图案投影到所述衬底上；

-处理系统，所述处理系统配置成：

o确定待施加于所述多个衬底的第一衬底上的选自所述不同图案的一个或更多个图案的第一组合；和

o确定待施加于所述多个衬底的后续第二衬底上的一个或更多个图案的第二组合，所述第二组合不同于一个或更多个图案的所述第一组合。

2.根据项目1所述的直接写入曝光设备，其中所述图案形成系统配置成：

-提供根据所需图案而调制的辐射；和

-将调制的辐射投影到所述衬底的所述可用图案化区域上的所需部位上。

3.根据项目1或2所述的直接写入曝光设备，其中所述多个衬底形成一批次衬底。

4.根据项目1、2或3所述的直接写入曝光设备，其中图案形成处理系统包括：

-图案形成装置，所述图案形成装置配置成提供根据所需图案而调制的所述辐射：和

-投影系统，所述投影系统配置成将所述已调制的辐射投影到所述衬底的所述可用图案化区域上的所述所需部位上。

5.根据项目1至4中任一项所述的直接写入曝光设备，其中所述处理系统配置成使用衬底利用率准则来确定所述第一组合和所述第二组合。

6.根据项目5所述的直接写入曝光设备，其中所述衬底利用率准则包括基于所述可用图案化区域的尺寸和所述不同图案的尺寸的优化函数。

7.根据项目6所述的直接写入曝光设备，其中所述衬底利用率准则包括制造参数或准则。

8.根据项目7所述的直接写入曝光设备，其中所述制造参数或准则包括指示所述一个或更多个图案的所需产量的生产力利用率准则。

9.根据项目7所述的直接写入曝光设备，其中所述制造参数或准则与衬底缺陷部位相关联。

10.根据项目8或9所述的直接写入曝光设备，其中所述制造参数或准则作为约束被应用于所述优化函数中。

11.一种配置直接写入曝光设备的方法，所述方法包括以下步骤：

-接收待由所述设备处理的衬底的可用图案化区域的尺寸；

-接收可用于图案化至所述衬底上的不同图案的尺寸；

-确定待施加至所述衬底上的选自所述不同图案的一个或更多个图案的组合，一个或更多个图案的所述组合以非重叠方式适配于所述可用图案化区域上；

-其中确定一个或更多个图案的所述组合的所述步骤使用衬底利用率准则。

12.根据项目11所述的方法，其中所述衬底利用率准则包括基于所述可用图案化区域的所述尺寸和所述不同图案的所述尺寸的优化函数。

13.根据项目11所述的方法，还包括以下步骤：

-接收制造参数；

且其中所述衬底利用率准则包括所述制造参数。

14.一种操作配置成处理多个衬底的直接写入曝光设备的方法，所述方法包括以下步骤：

-执行根据项目11至13中任一项所述的方法；

-控制所述直接写入曝光设备利用所确定的一个或更多个图案的组合来曝光所述衬底；

-使用衬底利用率准则来确定待施加到所述多个衬底中的后续衬底上的一个或更多个图案的不同的另一组合；

-控制所述直接写入曝光设备利用所确定的一个或更多个图案的所述另一组合来曝光所述后续衬底。

15.根据项目14所述的方法，当参考项目13时，其中确定所述另一组合的所述步骤之前是以下步骤：

-更新所述制造参数。

16.根据项目15所述的方法，其中所述制造参数包括与所确定的所述一个或更多个图案的所需产量相关联的生产力利用率准则。

17.一种曝光设备，包括：

图案形成装置，所述图案形成装置配置成提供根据所需图案而调制的辐射；

投影系统，所述投影系统配置成将已调制的辐射投影到所述衬底的所述可用图案化区域上的所需部位上；

处理系统，所述处理系统配置成通过对多个衬底中的每个执行以下步骤来处理所述多个衬底：

-使用衬底利用率准则来确定待施加至所述衬底上的选自所述不同图案的一个或更多个图案的组合。

18.根据项目17所述的曝光设备，其中所述处理系统进一步配置成对所述多个衬底中的每个执行以下步骤：

-控制所述曝光设备利用所确定的一个或更多个图案的所述组合来曝光所述衬底。

19.根据项目17或18所述的曝光设备，其中所述衬底利用率准则包括基于所述可用图案化区域的尺寸和所述不同图案的尺寸的优化函数。

20.根据项目19所述的曝光设备，其中所述优化函数包括衬底利用率准则和生产力利用率准则的加权组合。

21.根据项目17所述的曝光设备，其中所述不同图案具有不同尺寸。

22.根据项目17所述的曝光设备，其中所述一个或更多个图案的所述组合以非重叠方式适配至所述可用图案化区域上。

23.根据项目17所述的曝光设备，其中所述多个衬底形成一批次衬底。

虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但应该理解的是，本发明可以用与上述不同的其它方式实施。例如，本发明的实施例可采取以下形式：计算机程序，所述计算机程序包含描述如上文所披露的方法的机器可读指令的一个或更多个序列；或数据储存介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)，其中储存有这种计算机程序。

此外，尽管已描述某些实施例和示例，但本领域技术人员将会理解，本发明超出具体披露的实施例而延伸至其它替代实施例和/或本发明的用途以及它们的明显修改和等效物。另外，虽然已详细地示出和描述本发明的多种变型，但基于本公开，在本发明的范畴内的其它修改对于本领域技术人员将显而易见。例如，应预期到的是，可进行所述实施例的特定特征和方面的各种组合或子组合，且所述组合或子组合仍属于本发明的范畴。因此，应理解，能够将所披露实施例的各种特征和方面互相组合或互相取代，以便形成所披露的本发明的多种变化模式。在一实施例中，美国专利申请公开案第US2011-0188016号和PCT专利申请公开案第WO2010/032224号中所披露的一个或更多个特征或方面(美国专利申请公开案第US2011-0188016号和PCT专利申请公开案第WO2010/032224号的全部内容以引用方式并入本文中)可与本文中所披露的一个或更多个特征或方面相组合或取代本文中所披露的一个或更多个特征或方面。

因此，虽然上文已描述各种实施例，但应理解，所述实施例已仅借助于示例来呈现，而非限制。对于相关领域的技术人员将会显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范畴的情况下，能够对形式和细节进行各种改变。因而，本发明的广度和范围不应受上述示例性实施例中的任一个限制，而应仅根据下列权利要求及其等效物来限定。

Claims

1.一种配置成处理多个衬底的直接写入曝光设备，所述直接写入曝光设备包括：

衬底保持器，所述衬底保持器配置成保持具有可用的图案化区域的衬底；

图案形成系统，所述图案形成系统配置成将不同的图案投影到所述衬底上；

处理系统，所述处理系统配置成：

确定待施加于所述多个衬底中的第一衬底上的选自所述不同图案的一个或更多个图案的第一组合；和

确定待施加于所述多个衬底中的后续的第二衬底上的一个或更多个图案的第二组合，所述第二组合不同于一个或更多个图案的所述第一组合。

2.根据权利要求1所述的直接写入曝光设备，其中所述图案形成系统配置成：

提供根据所需图案而调制的辐射；和

将调制的辐射投影到所述衬底的所述可用的图案化区域上的所需部位上。

3.根据权利要求1所述的直接写入曝光设备，其中所述多个衬底形成一批次衬底。

4.根据权利要求1所述的直接写入曝光设备，其中所述图案化处理系统包括：

图案形成装置，所述图案形成装置配置成提供根据所需图案而调制的所述辐射；和

投影系统，所述投影系统配置成将调制的辐射投影到所述衬底的所述可用的图案化区域上的所需部位上。

5.根据权利要求1所述的直接写入曝光设备，其中所述处理系统配置成使用衬底利用率准则来确定所述第一组合和所述第二组合。

6.根据权利要求5所述的直接写入曝光设备，其中所述衬底利用率准则包括基于所述可用的图案化区域的尺寸和所述不同图案的尺寸的优化函数。

7.根据权利要求6所述的直接写入曝光设备，其中所述衬底利用率准则包括制造参数或准则。

8.根据权利要求7所述的直接写入曝光设备，其中所述制造参数或准则包括指示所述一个或更多个图案的所需产量的生产力利用率准则，或其中所述制造参数或准则与衬底缺陷部位相关联。

9.根据权利要求8所述的直接写入曝光设备，其中所述制造参数或准则作为约束被应用于所述优化函数中。

10.一种配置直接写入曝光设备的方法，所述方法包括以下步骤：

接收待由所述直接写入曝光设备处理的衬底的可用的图案化区域的尺寸；

接收可用于图案化至所述衬底上的不同图案的尺寸；

确定待施加至所述衬底上的选自所述不同图案的一个或更多个图案的组合，一个或更多个图案的所述组合以非重叠方式装配至所述可用的图案化区域上；

其中确定一个或更多个图案的所述组合的步骤使用衬底利用率准则。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述衬底利用率准则包括基于所述可用的图案化区域的所述尺寸和所述不同图案的所述尺寸的优化函数。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：

接收制造参数；

并且其中，所述衬底利用率准则包括所述制造参数。

13.一种曝光设备，包括：

投影系统，所述投影系统配置成将已调制的辐射投影到所述衬底的所述可用的图案化区域上的所需部位上；

所述图案形成装置和所述投影系统配置成将不同的图案投影到所述衬底上；

使用衬底利用率准则来确定待施加至所述衬底上的选自所述不同图案的一个或更多个图案的组合。

14.根据权利要求13所述的曝光设备，其中所述处理系统进一步配置成对所述多个衬底中的每个执行以下步骤：

控制所述曝光设备利用所确定的一个或更多个图案的所述组合来曝光所述衬底。

15.根据权利要求13所述的曝光设备，其中所述衬底利用率准则包括基于所述可用的图案化区域的尺寸和所述不同图案的尺寸的优化函数。