CN1664704A - 光刻装置及器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种与用以将来自辐射系统的辐射分配到两个或多个独立可控单元阵列的辐射分配系统一同使用的探测器、反馈及补偿系统，各独立可控单元阵列用来使射束图案化，该射束之后被投射到基片上。该探测器确定该辐射分配系统内的辐射损失，并将信息反馈到补偿系统，该补偿系统补偿该损失并保持投射到基片上的辐射均匀。

Description

光刻装置及器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种光刻装置和器件制造方法。
背景技术
光刻装置是一种在基片的目标部分施加所要求图案的机器。例如，光刻装置可用在集成电路(IC)、平板显示器以及涉及精细结构的其它器件的制造中。传统的光刻装置中，可用图案形成器(也称为掩膜或分层布图扩大图(reticle))产生与IC(或其它器件)的各层相对应的电路图案，并且该图案可成像在基片(例如，硅片或玻璃片)的目标部分(例如，包括部分、一个或若干芯片)。该目标部分上有辐射敏感材料(光刻胶)。图案形成器可包括用来产生电路图案的独立可控单元的阵列，用来代替掩膜。
一般，单个基片包括进行连续曝光的相邻目标部分形成的网格。公知的光刻装置包括分步投影光刻机(stepper)和扫描机。在分步投影光刻机中，在一次过程就将整个图案曝光在目标部分上的方式来照射各目标部分。在扫描机中，通过给定方向(扫描方向)上利用投射光束扫描图案，同时与该方向平行或反平行地对基片进行同步扫描，来对各目标部分进行照射。
在使用独立可控单元阵列的光刻投射装置中，通常必须使用多个这样的阵列，使图案在基片上足够迅速地曝光，以节约在该装置中进行曝光的基片的处理(though put)时间。此外，在各阵列周围需要有较大的用于阵列支持服务(例如，设定各阵列上的图案所需的数据或控制线)的空间。因而，利用单个照射场简单地同时照射所有阵列是不适当的。利用单个照射场照射所有的阵列还有一个缺点：会高比例地损失照射或辐射(即在阵列间透射，并且没有被阵列接收的照射)，并且该照射或辐射可能被光刻装置中的其它表面反射，引起并不需要的阵列上强度的变化。因而，光刻装置中可包括这样的系统：该系统将来自多个辐射源，并且/或者经过多个辐射分配通道的辐射分配到多个阵列上。
很清楚，通过辐射分配通道的辐射能够尽可能地保持均匀。现有技术描述了一种适于通过使用检测器在光源处连续监视光源辐射的系统，该检测器设置在辐射源输出光上的99％反射镜的后面。射束的99％被导向到图案形成器，剩下的1％被导向到测量辐射强度的检测器。这种检测器有效地检测进入图案形成器的辐射强度，但不是实际投射到基片上的强度。目前为止，现有技术还描述了一种设置在基片旁边的静态检测器。在基片曝光之间的设定间隔内，该静态检测器移动到射束内。这种情况的问题在于：这种系统假设在利用检测器感应射束强度的时间之间，99％反射镜和基片之间的光路的传输不发生改变。此外，在射束被分入多个辐射分配通道的情况下，或者在具有多个辐射源的情况下，各通道都必须设置一个检测器，并且必须校准所有的这些检测器并将比较他们的输出，以确保所有的通道分配相同的强度(或至少正确的强度)的辐射。
现有技术的另一问题是：如果感测到强度变化，则假设变化发生在辐射源上，并对辐射源进行相应调整；检测时没有考虑由图案形成器内有缺陷的独立可控单元引起的强度变化。
发明内容
本发明的一实施例提供了一种用于测量多个辐射分配通道的辐射强度并补偿任何测量强度变化的系统。
本发明的另一实施例提供了一种光刻投射装置，该光刻投射装置包括：用以提供射束的辐射系统；用以固定基片的基片台；根据所要求图案使来自辐射系统的射束图案化的多个图案形成器；用以将图案化射束投射到基片的目标部分的投射系统；将来自辐射系统的辐射分配到图案形成器的辐射分配器，其中辐射分配器将来自辐射系统的辐射导向到多个辐射分配通道，并且辐射分配通道将射束提供到图案形成器；以及用以测量与各图案形成器相关联的辐射强度的辐射检测系统。辐射分配通道可构成射束，或者它们是将辐射导向的实际光学通道。
这种配置提供了一种容易控制的对照射系统进行分束的装置，例如，在图案形成器间进行分束。例如，可选择由各连续的部分反射面反射到关联的辐射分配通道的射束的比例，使导向各辐射分配通道的射束强度相同。由于这些比例基本上时间恒定，因此可从照射系统测量到偏离射束强度的完全均等分配的变化，并且可进行后续补偿。
辐射检测系统最好包括一个检测器，该检测器顺序地依次检测与各图案形成器的相关联的辐射。通过采用一个可移动检测器，可不需要对每个辐射分配通道设置一个检测器。若为一系列这样的检测器就会需要校准，并且会是光刻系统的精确度的潜在危险。
检测器最好配置成移过与各图案形成器相关联的辐射的一部分。例如，可用部分反射镜从辐射的正常光路(course)中提出部分辐射，检测器移过该取出的部分来对辐射强度进行检测，即便与此同时光刻装置在被使用。
光刻投射装置最好包括与检测器相联接的探针(probe)，其中检测器是静止的，而探针移过与各图案形成器相关的辐射的一部分，而不是移动整个检测器。这种结构可用于下述情况：在光刻装置的相关部件内没有足够空间设置检测器，但有设置探针(例如光纤)的空间，探针较小，且在某些环境更容易操控。
辐射检测系统可以是每个图案形成器设一个检测器，而不是所有的图案形成器使用单独一个检测器。这种结构对下述情况是有用的：例如，当各图案形成器具有一独立的辐射源，并且需要不断地监测辐射源的辐射强度的波动时。
辐射检测系统可配置成检测辐射分配系统出口处的辐射。该时刻，该辐射已经由辐射分配系统分配并在向辐射分配通道行进的途中。这对于辐射强度的监测是理想的，因为可测到辐射分配系统引起的任何波动。
作为一种选择的或增加的方式，辐射检测系统可设置成用来检测分配通道的出口处的辐射。在这种情况下，通道限于对辐射进行导向的实际部件。这种检测器将测取通道内的任何波动。如果在辐射通过辐射分配系统之后和分配通道之后都有检测器，就可比较检测器的输出来确定辐射强度的波动由哪里产生。
作为一种选择的或增加的方式，检测系统可设置成用来检测图案形成器和投射系统之间的辐射。按照光刻装置的布局，可每个分配通道设置一个检测器，或者所有通道设置一个检测器。因而，可监测因图案形成器产生的波动。
作为一种选择的或增加的方式，检测系统可设置成用来检测投射系统出口处的辐射。该时刻，辐射被导向基片，检测的是处于最终形态的辐射，所以是很重要的。这可在各基片之间作为校准步骤进行，或者在光刻处理过程中将部分辐射导向用于检测的检测器。光刻装置中，处于上述各时刻的检测器的检测，使得精确确定波动的原因并进行最有效的补偿成为可能。例如，如果照射系统有故障，在光源进行补偿是最有效的，而不是以后在光刻装置中对该故障进行弥补。
光刻投射装置最好包括用以调整幅射的强度的补偿系统，该辐射至少与一图案形成器相关联，并且该辐射由投射系统投射。检测器和补偿器件的组合可确保投射到基片上的每个图案具有正确的强度，提高图案形成系统的效率。补偿系统可在校准过程使用，或者在基片上进行投射时实时使用。
补偿系统最好设置成用来调整独立与各图案形成器相关联的辐射的强度。
最好，至少一个图案形成器是可设成用来传递其截面具有所要求图案的射束的独立可控单元的阵列。各独立可控单元可设定为多种状态的一种，各状态将辐射的不同部分导向投射系统，并且，其中的补偿系统可通过改变各独立可控单元的设置使辐射图案保持不变而强度改变，来调整辐射。
补偿器件最好包括用来衰减辐射的辐射衰减器，该辐射至少与一个图案形成器相关联，并且该辐射由投射系统投射。衰减器对于在辐射强度高于系统应有的辐射强度、且需要去除过量辐射的情况下衰减辐射是很有用的。
补偿系统可设置成用来调整某一部分某一部分辐射的强度，该辐射与至少一图案形成器相关联，并且该辐射由投射系统投射。该部分的辐射可为将要投射到基片目标部分的特定部分的辐射，或者是与多个图案形成器中的一个相关联的辐射，等等。
当然，所有形式的补偿(衰减器等)在调整某一部分的射束时与在调整整体射束时一样等同地施加。
光刻投射装置最好包括控制系统，该控制系统用来在将射束投射到部分基片上的时间间隔内，用预先检测并存储的辐射强度数据更新补偿系统。这种情况允许对辐射强度的波动进行实时补偿。例如，如果在射束被图案形成器图案化之前，检测到强度波动，可使用反馈系统，在辐射进入图案形成器时，使图案形成器补偿这一强度波动。通过反馈和控制系统也可补偿强度的逐渐变化。
光刻投射装置最好包括控制系统，该控制系统用来在将射束投射到部分基片上的时间间隔内，用预检测的辐射强度数据更新补偿系统，该预检测的辐射强度数据指辐射检测系统预先检测并存储在存储介质中的数据。为了校准该系统，强度变化被监测，并且其数据被存储，用来与后面的检测系统数据进行比较。因而，可在辐射投射到基片的过程中，对变化进行补偿(即实时补偿)。
存储的数据最好是图案形成器具有简单图案时的强度变化的测量值。例如，当在将辐射实际投射到基片之前进行测量时，为了校准，将图案形成器设定为简单图案(即，例如将所有独立可控单元设定为相同状态，以导引最大强度)。随后，比较辐射强度，以确保光刻装置的所有部件工作并被调准。
辐射检测系统可设置成用来检测各图案形成器的辐射分配系统和/或辐射分配通道内的辐射强度的变化，并且补偿系统设置成用来补偿这种辐射强度变化。
作为一种选择的或增加的方式，辐射检测系统可设置成用来检测各图案形成器的投射系统中的辐射强度变化，并且补偿系统设置成用来补偿这些辐射强度变化。
在本发明的又一实施例中，提供了一种光刻投射装置内的辐射强度的校准方法，该方法包括以下步骤：当图案形成器具有简单图案时在多个阶段的任一阶段检测光刻投射装置内的辐射强度；将多个阶段的任一阶段的辐射强度数据存储到存储介质中；在光刻投射装置使用时，测量同一阶段的光刻投射装置内辐射强度；用控制系统将存储数据与在光刻投射装置使用时获得的数据进行比较；以及按照控制系统的输出用补偿系统调整该辐射的强度。
依据本发明的又一方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括以下步骤：提供基片；用辐射系统提供投射射束；按照所要求的图案，用多个图案形成器使来自辐射系统的射束图案化；将图案化射束投射到基片的目标部分；用辐射分配器将来自辐射系统的辐射经多个辐射分配通道分配到图案形成器；以及用辐射检测器测量辐射分配通道内的辐射强度。
在本发明的又一实施例中，提供了一种器件制造方法，该方法包括以下步骤：提供基片；用辐射系统提供投射射束；按照所要求的图案，用多个图案形成器使来自辐射系统的射束图案化；将图案化射束投射到基片的目标部分；用辐射分配装置将来自辐射系统的辐射经多个辐射分配通道分配到图案形成器；用辐射检测器测量辐射分配通道内的辐射强度，辐射检测器输出各辐射分配通道的强度值；以及补偿辐射分配通道的辐射强度的任何差异。
依据本发明的另一方面，提供了一种根据上述器件制造方法和/或通过上述光刻装置制造的器件。
下面，将参考附图对本发明的其它实施例、特征和优点，以及本发明各实施例的结构和操作进行详细描述。
附图说明
本申请结合附图说明本发明，附图构成说明书的一部分，连同描述部分进一步解释了本发明的基本原理，使本领域的技术人员能够完成并使用本发明。
图1描述了本发明一实施例的光刻装置。
图2描述了本发明第一实施例的光刻装置的部分配置。
图3描述了本发明第二实施例的光刻装置的部分配置。
图4描述了本发明第三实施例的光刻装置的部分配置。
图5描述了本发明的反馈系统的流程图。
现在将参照所附附图对本发明进行描述。在这些附图中，相同的附图标记代表相同或功能相似的部件。
具体实施方式
本申请所用的“独立可控单元的阵列”应广义地解释为意指用于使入射射束具有图案化截面的、以在基片的目标部分产生所要求图案的任何装置。在这种语境下，也可使用“光阀”、“光栅光阀”、“空间光调制器”(SLM)。这种图案形成器的实例可包括后面描述的装置。
可编程反射镜阵列。该阵列可包括具有粘弹性控制层和反射表面的可矩阵寻址(matrix-addressable)表面。这种装置的基本原理在于：例如，反射面的已寻址区域将入射光反射为衍射光，而未寻址区域将入射光反射为未衍射光。用适当的空间滤波器，可从反射射束中滤除未衍射光，只剩下到达基片的衍射光。通过这种方式，可按照可矩阵寻址表面的寻址图案使光束形成图案。
应该明白，作为另一种方式，滤波器也可滤除衍射光，而剩下到达基片的非衍射光。在相应的方式中，也可使用衍射光学微机电系统(MEMS)器件的阵列。各MEMS器件包含多个反射条，该反射条可相对另一反射条变形，以形成将入射光反射为衍射光的光栅。
可编程反射镜阵列的另一可选择的实施例中，使用许多小镜的矩阵配置，通过施加适当的局部化电场或通过使用压电传动器件，使各小镜可单独绕一轴倾斜。此外，这些反射镜是可矩阵寻址的，以使已寻址的反射镜在不同于未寻址反射镜的方向上反射入射射束。这样，可根据可矩阵寻址反射镜的寻址图案使被反射的射束图案化。可使用适当的电子器件执行所需的矩阵寻址。
在上述的两种情况中，独立可控单元的阵列可包括一个或多个可编程反射镜阵列。例如，可从美国专利No.5,296,891和美国专利No.5,523,193以及PCT专利申请WO98/38597和WO98/33096中收集到本申请所参照的反射镜阵列的更多信息，本申请通过全面参照而包括了上述专利或专利申请的内容。
可编程LCD阵列。在美国专利No.5,229,872中给出了这种结构的一个例子，本申请通过全面参照而包括了该专利的内容。
应该知道，在使用特征的预偏置(pre-biasing)、光学近似校正特征、相位变化技术和多次曝光技术时，例如，“显示”在独立可控单元的阵列上的图案可与最后转移到基片的层或基片上的图案实质上不同。类似地，最后在基片上生成的图案可与独立可控单元的上任意时刻产生的图案不一致。这种情况会出现在这样的配置中：在该配置中，最后在基片的各部分形成的图案是在给定的时间间隔内或给定的曝光次数内逐步形成的，在该过程中，独立可控单元阵列上的图案和/或基片的相对位置会有变化。
尽管在本说明书中，特别提到在IC制造中使用的特定光刻装置，但应该理解，这里所描述的光刻装置可具有其它应用，例如，集成光学系统的制造、磁畴存储器的导向和检测图案、平板显示器、薄膜磁头等。本领域的技术人员应该知道，在这些其它应用中，可认为本申请所使用的任何“晶片”或“芯片”分别与更上位的术语“基片”或“目标部分”同义。例如，在曝光之前或以后，可在导向装置(一种一般用来在基片上涂覆光刻胶并对曝光的光刻胶进行显影的工具)中或在计量或检验工具中，对本申请提及的基片进行处理。适用时，本申请揭示的内容可用于上述或其它的基片处理工具。此外，可对基片进行一次以上的处理，例如为了制作多层IC，所以本申请所使用的术语“基片”也可指已经包含多个处理层的基片。
本申请所用的术语“辐射”和“射束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，波长为365、248、193、157或126nm的辐射)、极远紫外(EUV)辐射(例如，波长在5-20nm范围内的的辐射)以及粒子束(例如，离子束或电子束)。
本申请所使用的术语“投射系统”应广义解释为包含各种类型的投射系统，包括折射光学系统、反射光学系统以及折反射光学系统，例如，适合所用的曝光辐射或适合其它条件(例如，使用浸入液体或使用真空)的投射系统。可认为本申请所使用的任何“透镜”与更上位的“投射系统”同义。
照射系统也可包括各种类型的光学元件，包括用于导向、整形或控制投射射束的折射、反射和折反射的光学元件，在下文中，这些光学元件还可被集合地或者单独地称为“透镜”。
光刻装置可具有两个(双级)或多个基片台(和/或两个或多个掩模台)。在这种“多级”机器中，可并行地使用附加台，或者是当一个或多个台正用于曝光时，可在一个或多个其它台上执行准备步骤。
光刻装置还可以将基片浸入具有相对高折射率的液体(例如，水)中，以填充投射系统的最后元件和基片之间的空间。浸入液体也可用于该光刻装置内的其它空间，例如，掩模和投射系统的第一元件之间的空间。用以增加投射系统的数值孔径的浸入技术在本领域中是公知的。
光刻投影装置
图1示意性地描述了本发明一实施例的光刻投射装置100，装置100至少包括辐射系统102(例如，EX、IL(例如，AM、IN、CO等))、单独可控单元的阵列PPM 104、载物台WT 106(例如，基片台)和投射系统(“透镜”)PL 108。
辐射系统102可用以提供投射射束PB 110(例如，UV辐射)，在本例的特定情况下，辐射系统102还包括一个辐射源LA 112。
单独可控单元的阵列104(例如，可编程反射镜阵列)可用以在投射射束110上施加图案。一般地，单独可控单元的阵列104的位置可相对投射器件108固定。然而，在另一可选的配置中，单独可控单元的阵列104可与定位器(未图示)相连，用以相对投射系统精确定位该单独可控单元的阵列104。如本申请中所描述的，单独可控单元的阵列104是反射型的(例如，具有单独可控单元的反射阵列)。
载物台106可提供有用以将基片W 114(例如，涂覆了光刻胶的硅片和玻璃基片)固定的基片固定装置，并且载物台106可与定位器PW 116相连，以相对于投射系统108精确地定位基片114。
投射系统(例如，透镜)108(例如，石英和/或CaF2透镜系统，或由上述材料制成的折反射系统，或者反射镜系统)可用于将从分束器118接收的图案化射束投射到基片114的目标部分C 120(例如，一个或多个芯片)上。投射器件108可将单独可控单元的阵列104的图像投射到基片114上。另外，投射系统108可投射第二辐射源的像，独立可控单元的阵列104的单元用作该辐射源的遮光器(shutter)。投射器件108还可包括微透镜阵列(MLN)，以形成第二辐射源，并将微光点投射到基片114上。
辐射源112(例如，激基激光器)可产生射束122。该射束122直接或经过调整器件126(例如，扩束器Ex)之后，被送入照射系统IL 124。照射器件124可包括用于设定射束122的强度分配的外部和/或内部径向范围(通常分别称作σ-外和σ-内)的调节器件AM128。此外，照射器件124一般还包括各种其它元件，例如积分器IN 130和集光器CO 132。通过这种方式，入射到单独可控单元阵列114的射束110的截面上具有所要求的均匀度和强度分布。
值得注意，关于图1，辐射源112可在光刻投射装置100的外壳内(例如，当辐射源是汞灯时，经常为这种情况)。在其它实施例中，辐射源112还可远离光刻投射装置100。在这种情况下，射束122将被引入光刻投射装置100(例如，在适当的定向镜的辅助下)。后一种情况通常出现在当辐射源112为激基激光器时。应该明白，这两种情况都被在本发明的范围内考虑。
在经分束器118导向后，射束110随后与独立可控单元阵列104相交。由独立可控单元的阵列104反射后，射束110通过投射系统108，该投射系统108将射束110聚焦到基片114的目标部分120上。
借助于定位器116(和可选用的在底板BP 136接收通过分束器140的干涉光束138的干涉测量器件IF 134)，基片台106可精确移动，以在射束110的光路中，定位不同的目标部分120。使用中，例如在扫描过程中，独立可控单元的阵列104的定位器件可用来精确校正独立可控单元的阵列104相对射束110的光路的位置。一般，借助于长行程模块(行程定位)和短行程模块(精细定位)来实现载物台106的移动，这两种模块未在图1中明示。也可使用类似的系统来定位独立可控单元的阵列104。应该明白，作为一种选择的或增加的方式，投射射束110也可是可移动的，同时载物台106和/或独立可控单元阵列104可具有固定位置，以提供所需的相对移动。
在本实施例的另一结构中，基片台106可为固定的，基片114可在基片台106上移动。这样处理时，可在基片台106的最上层平面上提供大量的开口，气体经该开口送入，以提供气垫，该气垫能够支撑基片114。这种装置传统上被称为空气支承。可使用一个或多个传动器(未图示)，使基片114在基片台106上移动，这些传动器能够相对于射束110的光路精确地定位基片114。另外，也可通过选择性地开启和阻塞气体通过的开口，使基片114在基片台106上移动。
尽管本发明的光刻装置100在本申请中描述为对基片上的光刻胶进行曝光，应该明白，本发明并不限于这种用途，该光刻装置110可在无光刻胶的光刻中，用来投射图案化的投射光束110。
所述装置100可用于四个优选方式：
1.分步方式：在一次通过(即一次“闪光”)中，将独立可控单元的阵列104上的整体图案投射到目标部分120上。随后，基片台106沿x和/或y方向移动到不同位置，以通过射束110曝光不同的目标部分120。
2.扫描方式：基本与分步方式相同，但不在一次闪光中对给定的目标部分120进行曝光。而是独立可控单元的阵列104可在给定方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)上以速度V移动，以使投射射束110在独立可控单元的阵列104上扫描。同时，基片台106在相同或相反的方向上，以速度V＝Mv移动，其中，M是投射系统108的放大倍数。以这种方式，不必损失分辨率即可曝光相对大的目标部分120。
3.脉冲方式：独立可控单元的阵列104基本保持静止，并利用脉冲辐射系统102，将整体图案投射到基片114的目标部分120上。以基本不变的速度移动基片台106，以使投射射束110横跨基片106而扫描一条横线。在辐射系统102的各脉冲之间，独立可控单元的阵列104上的图案更新为所需图案，且脉冲被定时，以在基片114上的所需位置对连续的目标部分120进行曝光。因而，投射射束110可横跨基片进行扫描，以曝光基片114的一条上的全部图案。重复该过程，直到整个基片114被逐线曝光。
4.连续扫描方式：与脉冲方式基本相同，但本方式使用基本不变的辐射系统102，并且当投射光束110扫描过基片114并对它进行曝光时，更新独立可控单元的阵列104上的图案。
也可使用上述方式的组合和/或变形，或者使用完全不同的方式。
示范性应用
图2、图3和图4示意性地表示了本发明各实施例的部分光刻投射装置。照射系统5、60产生射束6，在图3和图4的情况下，射束6由辐射分配系统7分配到多个光引擎8，光引擎8使射束图案化并将射束投射到基片9上。各光引擎8包括独立可控单元的阵列和投射系统，该独立可控单元的阵列用来根据所要求图案使射束图案化，该投射系统用来将图案化射束投射到基片上。光引擎也可包括用来在射束入射到独立可控单元的阵列之前，用以准备射束的附加的元件。例如，光引擎可包括对光引擎8接收来自辐射分配系统7的辐射的角度进行补偿的元件。
应该明白，代替分立的投射系统，多个光引擎可配置在一个公用投射系统上，以将若干独立可控单元的阵列产生的图案化射束同时投射到基片上。各通道还可设有反射一定量的入射辐射的部分反射镜，以连续监测各通道内的辐射强度。还将看到，本发明不限于使用使射束图案化的独立可控单元的阵列。总的来说，任何用来向射束的截面传递图案的图案形成器均可用来代替所述独立可控单元的阵列。
图2描述了一个其中设有若干辐射源60a、60b、60c、60d和60f的实施例，各辐射源分别向一个光引擎8提供辐射。可采用多个辐射源和多个光引擎的任何组合：来自一个辐射源的辐射可在多个光引擎8之间进行分束(如下文所述)，或者可将来自多个光源的光源组合而输入到单个光引擎。当多个辐射源向多个光引擎提供辐射时，可用检测系统62进行同轴辐射剂量监测(in-line radiation dosemonitoring)。对于每个辐射源60，检测系统可包括一个检测器，并且涉及检测器之间的校准步骤，并且/或者该检测系统可包括较少数量的在各射束之间移动的检测器。用部分反射镜和/或其它光导，各射束的一部分可被导向监测射束强度的检测器。
图3描述了一种辐射分配系统7，该系统包括可转动地固定在来自照射系统5的射束的光路中的反射镜。在不同的转角处，反射器将来自照射系统的射束6反射到不同光引擎8。因而，随着驱动器(未图示)转动反射器7，来自照射系统5的辐射被依次导向各光引擎8。反射器7可设置成用来往复转动，以沿光引擎8的轴线，向前、向后导向辐射。为了实现上述情况，可通过压电传动器、静电传动器、洛伦兹(Lorentz)传动器或任何其它适当的器件传动反射器。另外，反射器可设置成用来以恒定速度绕轴转动，以使沿光引擎8排列的方向反复导向辐射。如图3所示，辐射分配系统7的转动反射器可为平面元件。在这种配置中，该平面元件的两侧都可包括反射面，使得在该元件的各侧的半圈转动中，都可将辐射依次分配到各光引擎8。另外，转动反射器可为任何形状的，随着反射器转动，将辐射导向不同的光引擎8。在一实例中，用具有绕轴固定的多个不规则多边形反射面的辐射分配单元代替辐射分配单元的平面反射镜。随着辐射分配单元转动，各反射面依次与来自照射系统5的射束相交。在每次这种通过中，各反射面引起来自照射系统5的射束的反射角变化。结果，在该时间内，反射面反射的射束的方向也发生改变。因而，通过与上述第一实施例相对应的方法，在各反射面与来自照射系统5的射束6相交的时间中，各反射面可用来在各辐射分配通道之间依次分配辐射。
应该明白，虽然附图显示了配置在一排内的光引擎8，但在实际操作中，可将光引擎配置成任何方便的形式，例如，两排或多排。因而，需要在垂直于附图平面的方向上以及所示平面内，对来自照射系统5的辐射进行分配。上述情况可通过以下方式进行配置：比方说，可通过使辐射分配系统7的反射器不仅绕垂直于图3平面的轴转动，而且绕第二个(正交的)轴(可能在更受限的范围内)转动。另外，反射器可绕如图3所示的单轴分配辐射，并可设置若干分配元件将辐射传送到光引擎8。
作为另一种变形，来自辐射分配单元7的辐射可不直接导向各光引擎。而代之以这样的方式，各辐射分配通道可包括一个和多个射束分束器，该射束分束器用来对在任意给定时刻导向该通道的辐射进行分束，并将辐射分配到两个或更多的光引擎。类似地，各光引擎可包括一个或多个独立可控单元的阵列，它们在同一光场内被照射和/或共用一个公用投射系统。
虽然，照射系统5一般使用恒辐射源(例如用于制造平板显示器的恒UV光源)，但照射系统5可产生具有规则间隔的辐射脉冲，也就是包括脉冲辐射源。在这种情况下，辐射分配单元7的转动与照射系统5的脉冲频率同步。例如，同步可以是：在辐射分配单元7的每次转动(或半转，例如该单元以连续速度旋转且为双面)过程中，照射系统在反射器在所需角度将辐射反射到各辐射分配通道(或者如图3所示，直接反射到光引擎8)的各点处提供辐射脉冲。另外，例如，同步可以是：在每次转动过程中，照射系统仅向一个辐射分配通道提供脉冲；或者在每次转动中，向间隔的辐射分配通道提供辐射。
应该知道，也可考虑其它的工作循环。例如，如上面所讨论的，如果光引擎8配置在多排内，同步可以是：在辐射分配单元7绕垂直于图3平面的轴的每次转动中，照射系统向单排内的各光引擎提供辐射脉冲。随后，辐射分配单元绕第二轴移动，并且在辐射分配单元7的下次转动中，向另一排光引擎提供辐射。
因此，如上面所述的，辐射分配单元7具有一个将来自照射系统的辐射依次分配到多个辐射分配通道的工作循环。各辐射分配通道随后将辐射导向一个或多个光学引擎，所述光学引擎包含用来使射束图案化的独立可控单元的阵列。因而，在对一独立可控单元阵列进行照射并将产生的图案化射束投射到基片上的同时，可将其它独立可控单元阵列设定为下一个图案。这是有用的，因为脉冲辐射源能够以比独立可控单元的新图案设定快的速度提供辐射脉冲。因而，例如，与各光引擎需要独立的照射系统的情况相比，通过将来自一个照射系统的辐射脉冲分配到多个独立可控单元阵列，可更有效地使用照射系统，并且装置的尺寸和成本降低。
应该知道，除了将辐射分配系统与脉冲辐射源同步，必须将二者与各独立可控单元的阵列的图案更新同步。
对于给定数量的用来将图案化射束投射到基片上的光引擎，光刻装置可包括具有与光引擎数量相同的辐射源的照射系统和用来合并各辐射源产生的射束的系统，以及如前文或后文所述的后来用以在各光引擎间再分配辐射的辐射分配系统。
应该知道，一般而言，任意数量的辐射源可与任意数量的光引擎一起使用。此外，即使合成射束的强度确实还有一定程度的变化，但与使用多个和各光引擎相联的独立照射系统的装置相比，在给定时间进行图案化并投射到基片上的射束的强度之间的变化将会被减小。
图2描述了一系列监测输入到光引擎内的辐射的强度的检测器62以及监测经过光引擎和投射系统后的光强的检测器20。使用这些检测器62、20的组合或单独使用一种检测器，可能需要一个对系统的整体强度进行校准的频繁校准步骤和多个包括监测并补偿各通道的强度分配的不太频繁的校准步骤。前者(较频繁步骤)可出现在各基片之间，后者(不太频繁步骤)可出现在各成批基片之间。图3表示检测器20，并且图4表示检测器22。检测器22沿输入到光引擎8内的射束移动并测量它们的相关强度。例如，检测器沿着轨道移动，或者，探针或光波导可沿光引擎的输入光和输出光移动，将辐射的一部分导向检测器，其检测器在该系统的旁边不动。实际上，也可使用大的单个的基片层面检测器，该检测器覆盖所有的光引擎8；或者使用部分重叠的检测器阵列。由于同一分布的光强入射到至少两个检测器，因此，与不重叠相比，利用检测器范围的重叠可更有效地校准检测器。
作为一种附加的或选择的方式，可在光引擎8内设置检测器。这些检测器将起到与图2的检测器62相同的用途。辐射强度可在不需要将辐射投射到基片时检测，或者用部分反射镜或类似元件将部分辐射导向检测器。
由于辐射分配单元7的缺陷或辐射源5的变化，进入各光引擎8内的辐射可能不均匀。如果出现这种情况，检测器22将信息反馈到补偿强度差异的补偿系统。检测器20测量来自光引擎8的将被投射到基片9上的图案化辐射的强度，它可取代检测器22，或者对检测器22进行补充。检测器20测量，例如当辐射通过图案形成器时，由光引擎自己产生的任何辐射变化，。在各光引擎有各自的投射系统的情况下，检测器20更有可能被使用。这时在光引擎之后设置检测器就更为重要，由于涉及更多的需要校准的元件，投射的辐射的变化更可能大于仅使用一个投射系统的情况，。
可有若干种方法对辐射的变化进行补偿。第一种方法是通过图案形成器。如果检测器(例如检测器22)测到输入图案形成器的辐射不同于其它的入射强度，该检测器可将这一信息反馈到图案形成器，该图案形成器改变将投射到基片上的图案的强度。例如，如果检测器20测量到图案化辐射的强度相对其它光引擎输出光发生变化，该检测器将该信息反馈到补偿系统，并且，例如可通过偏移独立可控单元来导引不同量的辐射，以保持图案相同但图案的辐射强度(也可称灰度级)不同，来对光引擎引起的变化进行补偿。
在一实施例中，可偏移图案形成器内的独立可控单元，以影响从光引擎输出的图案内各点的强度。
更具体地，一个或多个独立可控单元的阵列接收来自投射系统的辐射，并且这些单元被分别偏移以产生图案，该图案由投射到基片上的辐射的较大或较小的强度形成。如果提供到独立可控单元的强度高于其它光引擎的入射光，这些单元可被偏移不同的量，以改变灰度级并减小导向投射系统的辐射的强度。另一方面，例如，如果发现与一个光引擎相联的投射系统比与另一光引擎相联的投射系统衰减更多的辐射，可改变灰度级以增加导向投射系统的强度。
当从光引擎投射的辐射大于其它光引擎时，另一种使辐射强度变均匀的方法是通过建立衰减器，该衰减器衰减定向到光引擎或由光引擎出来的辐射。因为与已经进行图案化的射束相比，还没图案化的射束更容易进行衰减，射束的衰减最好发生在进入图案形成器之前，尽管也可在之后。能够只衰减射束的一部分，例如通过弥补各通道中的辐射剂量均匀性的不足，但这种情况也最好在射束进入图案形成器前进行。
图4示出了辐射分配系统的不同实施例。图4提供了一种能够同时向两个或更多辐射分配通道(或光引擎8)提供辐射的辐射分配系统。尤其，如果使用脉冲照射系统，辐射分配单元30可在辐射分配通道之间对各脉冲进行分束。此外，如上面所述的，所示配置可在辐射分配通道内用作分束器。
如图4，辐射分配单元30包括多个部分31、32、33、34、35、36，各部分与一个辐射分配通道或光引擎8相关联。各部分由基本透射所使用的辐射的材料制成，尤其可由玻璃棒、石英棒或CaF2棒构成。然而，应该知道，这些部分的截面形状可为任意的适合形状，并且这些部分不必机械上连接。
第一部分31具有第一端31b，该第一端31b接收来自照射系统5的射束6。在另一端，第一部分具有与射束6成一定角度配置的部分反射面31a。射束6的一部分被反射出辐射分配单元30，传输到相关联的辐射分配通道或光引擎8。剩余的射束穿过部分反射面，进入辐射分配单元30的第二部分32。如图所示，第二部分被适当地定形，以使接收辐射的端部的具有与第一部分的部分反射面31a相对应的形状。然而，也可不必这样。第二部分在对端也具有与第一部分类似的部分反射面，该部分反射面又将部分射束反射出辐射分配单元30，并让剩余的射束进入第三部分。需要时重复上述动作，直到最后部分，在所示的实例中，直到第六部分36，该第六部分具有全反射面36a，该全反射面36a将来自照射系统5的射束6的剩余部分反射到相关联的辐射分配通道或光引擎8内。
通过适当配置部分反射面，辐射分配单元30可设置成用来将来自照射系统5的射束分成多个等强度射束，该射束入射到各辐射分配通道内。例如，可在各部分反射表面使用不同的涂层。这些涂层的适合材料包括氟化物(例如，冰晶石)。此外，导向各辐射分配通道的射束的比例随时间保持恒定。因而，如果辐射强度的分配不是完全均等，如上面所述的，可测量各辐射分配通道内的相对强度，并在光刻装置的剩余部件中进行适当补偿。
应该知道，当使用前一实施例时，辐射分配通道或光引擎8可设置成不在如图4所示的单排内。在这种情况下，可使用辐射分配单元对辐射进行相应地导向，或者可使用如图3所示的辐射分配单元30的配置变形。例如，可在辐射分配单元30的一个或多个部分之间配置全反射器，以不必对辐射分配单元30的个别部分进行校准。类似地，对于各部分31、32、33、34、35和36也可采用另外的配置。例如，相间的部分的部分反射面可在相反的方向形成角度，将来自辐射分配单元的相对侧的辐射反射到第一部分反射面。然后，平面反射器可设置成用来90°反射射束的所有部分(例如，进入图4的平面)，产生两排可被直接投射到两排光引擎的射束。
图5示出了检测器的反馈系统和补偿器。校准信息40在光刻装置的组装过程中得到确定。该信息中包括输入辐射的强度信息和将辐射图案化所需的图案形成器的定位信息。
在基片的各图案化处理之间，在辐射进入光引擎8之前(或之后)，检测器20、22或62监测辐射的实际强度，并将各光引擎8的强度和其它光引擎的强度以及校准信息40进行比较。如果检测器20或22测量的各光引擎8内的强度和其它光引擎内的强度以及校准信息相同，则补偿系统44不必起作用。但是，如果特定的光引擎8的强度有变化，则补偿系统44就例如使用图案形成器48的灰度级性能，或使用衰减器46衰减过量的辐射，来补偿该变化。于是，来自所有光引擎的辐射输出变成均匀。输出光由检测器20选择性地检测。这样可确定补偿系统对变化进行了所需补偿。检测器也可监测一个独立可控单元阵列内的个别单元的相关信息。这样，不仅可调节整个光引擎的光强度，还可通过基于在接收到的信息对被监测的单元进行所需偏移，调节个别单元的强度。
利用检测器20或22对输入辐射进行进一步测量，以确定变化是否存在，且是否能够补偿。如果感测到所有的光引擎8具有相同的偏移，则可不仅对个别控制单元进行补偿，而且还对光源进行补偿。
应该清楚，当然可在任一实施例的任一组合中使用任何一种检测器，且这些检测器已经在各实施例中清楚阐述。
虽然上面描述了本发明的多种实施例，但应该理解，这些实施例仅以示例方式表示，并不构成任何限制。本领域的技术人员不难明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本申请进行各种形式和细节上的修改。因而，本发明的精髓和范围将不限于上述的实施例，而仅由随后的权利要求和其等同物限定。

Claims (22)

1.一种光刻投射装置，其中包括：
提供射束的辐射系统；
将基片固定的基片台；
用以按照所要求图案使来自所述辐射系统的射束图案化的多个图案形成器；
将图案化射束投射到所述基片的目标部分的投射系统；
将来自所述辐射系统的辐射分配到所述图案形成器的辐射分配器；
若干辐射分配通道；以及
测量与各所述图案形成器关联的辐射的强度的辐射检测系统，
其中，所述辐射分配器将来自所述辐射系统的辐射导引到多个所述辐射分配通道，这些辐射分配通道将所述射束提供给所述图案形成器。
2.如权利要求1所述的光刻投射装置，其中，所述辐射检测系统包括检测器，所述检测器顺序地检测与各图案形成器关联的辐射。
3.如权利要求2所述的光刻投射装置，其中，所述检测器移过与各所述图案形成器关联的辐射的一部分。
4.如权利要求2所述的光刻投射装置，其中，还包括与所述检测器相关联的探针，其中所述检测器基本不动，而所述探头移过与各所述图案形成器关联的辐射的一部分。
5.如权利要求1所述的光刻投射装置，其中，所述辐射检测系统包括若干检测器，它们各自与各图案形成器相关联。
6.如权利要求1所述的光刻投射装置，其中，所述辐射检测系统检测所述辐射分配系统发出的辐射。
7.如权利要求1所述的光刻投射装置，其中，所述辐射检测系统检测所述辐射分配通道发出的辐射。
8.如权利要求1所述的光刻投射装置，其中，所述检测系统检测所述图案形成器和所述投射系统之间的辐射。
9.如权利要求1所述的光刻投射装置，其中，所述检测系统检测所述投射系统发出的辐射。
10.如权利要求1所述的光刻投射装置，其中，还包括调整辐射的强度的补偿系统，该辐射至少与一个图案形成器相关联且由所述投射系统投射。
11.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中，所述补偿系统独立调节与各所述图案形成器相关联的辐射的强度。
12.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中：
至少一个所述图案形成器为独立可控单元的阵列，该阵列可设成用来传递其截面具有所要求图案的射束；
各独立可控单元设定为多种状态的一种状态，在设定过程中，不同比例的所述辐射被导引到所述投射系统；
所述补偿系统通过改变各所述独立可控单元的设定来调整所述辐射，以在辐射的强度改变时保持所述辐射的图案。
13.如权利要求12所述的光刻投射装置，其中还包括控制系统，当所述辐射向所述基片的一部分投射时，所述控制系统利用在先检测并存储的辐射强度数据更新所述补偿系统，其中，所存储的数据是所述图案形成器被设定成使所有的所述独立可控单元设为相同状态时的强度变化的测量值。
14.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中，所述补偿系统包括一个将辐射衰减的辐射衰减器，该辐射至少与一个图案形成器相关联、且由所述投射系统投射。
15.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中，所述补偿系统调节辐射的一部分的强度，该辐射至少与一个图案形成器相关联、且由所述投射系统投射。
16.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中，还包括控制系统，当所述辐射向所述基片的一部分投射时，所述控制系统利用在先检测并存储的辐射强度数据更新所述补偿系统。
17.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中，还包括控制系统，当所述辐射向所述基片的一部分投射时，所述控制系统利用在先检测的辐射强度数据更新所述补偿系统，其中，所述在先检测的辐射强度数据对应于在当前操作前由所述辐射检测系统检测并存储在存储介质中的辐射强度数据。
18.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中：
所述辐射检测系统检测各所述图案形成器的所述辐射分配系统和若干所述辐射分配通道这二者中的至少一个中的辐射强度的变化；
所述补偿系统设置成用来补偿辐射强度的这种变化。
19.如权利要求10所述的光刻投射装置，其中：
所述辐射检测系统设置成用来检测各所述图案形成器的投射系统中的辐射强度的变化；
所述补偿系统设置成用来补偿辐射强度中的这种变化。
20.一种校准光刻投射装置内的辐射强度的方法，包括以下步骤：
在光刻投射装置中的多个阶段的任一阶段，当图案形成器的独立可控单元设定为相同状态时，检测辐射强度；
将所述多个阶段的任一阶段的辐射强度数据存储到存储介质中；
在所述光刻投射装置使用时，检测在同一阶段所述光刻投射装置内的辐射的强度；
用控制系统将存储的数据与所述光刻投射装置使用中获得的数据进行比较；以及
按照所述控制系统的输出，用补偿系统调节所述辐射的强度。
21.一种器件制造方法，包括以下步骤：
提供基片；
用辐射系统提供投射射束；
按照所要求图案，用多个图案形成器使来自所述辐射系统的射束图案化；
将图案化的射束投射到所述基片的目标部分；
用辐射分配器使来自所述辐射系统的辐射经多个辐射分配通道分配到所述图案形成器；
用辐射检测器测量所述辐射分配通道内的辐射强度。
22.一种器件制造方法，包括以下步骤：
提供基片；
用辐射系统提供投射射束；
按照所要求图案，用多个图案形成器使来自所述辐射系统的射束图案化；
将图案化的射束投射到所述基片的目标区域；
用辐射分配器将来自所述辐射系统的辐射经多个辐射分配通道分配到所述图案形成器；
用辐射检测器测量所述辐射分配通道内的辐射强度，所述辐射检测器输出各所述辐射分配通道的强度值；以及
对所述辐射分配通道的辐射强度上存在的任何差异进行补偿。
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