TW201312290A - 微影裝置、可程式化之圖案化器件及微影方法 - Google Patents
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Abstract
在一實施例中,揭示一種微影裝置,該微影裝置包括:一調變器,其用以根據一所要圖案來調變複數個光束;及一供體結構,該等經調變光束照射至該供體結構上。該供體結構經組態成使得該等照射之經調變光束造成一供體材料自該供體結構轉移至基板。
Description
本發明係關於一種微影裝置、一種可程式化之圖案化器件,及一種器件製造方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板或基板之部件上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)、平板顯示器及具有精細特徵之其他器件或結構之製造中。在習知微影裝置中,可被稱作光罩或比例光罩之圖案化器件可用以產生對應於IC、平板顯示器或其他器件之個別層之電路圖案)。可(例如)經由成像至提供於基板(例如,矽晶圓或玻璃板)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而將此圖案轉印至基板(之部件)上。
代替電路圖案,圖案化器件可用以產生其他圖案,例如,彩色濾光器圖案或圓點矩陣。代替習知光罩,圖案化器件可包含圖案化陣列,圖案化陣列包含產生電路或其他適用圖案之可個別控制元件陣列。此「無光罩」系統相比於習知以光罩為基礎之系統的優點在於:可更快地且成本更少地提供及/或改變圖案。
因此,無光罩系統包括可程式化之圖案化器件(例如,空間光調變器、對比器件,等等)。可程式化之圖案化器件經程式化(例如,電子地或光學地)以使用可個別控制元件陣列來形成所要經圖案化光束。可程式化之圖案化器件之類型包括微鏡面陣列、液晶顯示器(LCD)陣列、光柵光
閥陣列,及其類似者。
舉例而言,需要提供一種包括可程式化之圖案化器件的可撓性之低成本微影裝置。
在一實施例中,揭示一種微影裝置,該微影裝置包括:一調變器,其經組態以將基板之一曝光區域曝光至根據一所要圖案而調變之複數個光束;及一投影系統,其經組態以將該等經調變光束投影至該基板上。該調變器可相對於該曝光區域來移動該等光束。該微影裝置可具有一透鏡陣列以接收該複數個光束,該透鏡陣列可相對於該曝光區域而移動。
在一實施例中,該微影裝置可(例如)具備一光學柱,該光學柱能夠將一圖案創製至一基板之一目標部分上。該光學柱可具備:一自發射對比器件,其經組態以發射複數個光束;及一投影系統,其經組態以將該複數個光束之至少一部分投影至該目標部分上。該裝置可具備一偏轉器以相對於該目標部分來移動該光束。
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發明之一實施例,且連同[實施方式]進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠製造及使用本發明。
下文已參看隨附圖式而描述本發明之一或多個實施例。在該等圖式中,類似元件符號可指示等同或功能上相似之元件。
本文描述無光罩微影裝置、無光罩微影方法、可程式化
之圖案化器件及其他裝置、製品及方法之一或多個實施例。在一實施例中,提供低成本及/或可撓性之無光罩微影裝置。因為微影裝置係無光罩的,所以無需習知光罩來曝光(例如)IC或平板顯示器。相似地,對於封裝應用無需一或多個環;可程式化之圖案化器件可提供用於封裝應用之數位邊緣處理「環」以避免邊緣突出。無光罩(數位圖案化)可使能夠與可撓性基板一起使用。
在一實施例中,微影裝置能夠具有超非臨界應用(super-non-critical application)。在一實施例中,微影裝置能夠具有0.1微米之解析度,例如,0.5微米之解析度或1微米之解析度。在一實施例中,微影裝置能夠具有20微米之解析度,例如,10微米之解析度或5微米之解析度。在一實施例中,微影裝置能夠具有~0.1微米至10微米之解析度。在一實施例中,微影裝置能夠具有50奈米之疊對,例如,100奈米之疊對、200奈米之疊對或300奈米之疊對。在一實施例中,微影裝置能夠具有500奈米之疊對,例如,400奈米之疊對、300奈米之疊對或200奈米之疊對。此等疊對值及解析度值可與基板大小及材料無關。
在一實施例中,微影裝置具高度可撓性。在一實施例中,微影裝置針對不同大小、類型及特性之基板可按比例調整。在一實施例中,微影裝置具有實際上無限之場大小。因此,微影裝置可用單一微影裝置或在使用很大程度上共同之微影裝置平台的情況下使用多個微影裝置來實現多個應用(例如,IC、平板顯示器、封裝,等等)。在一實施例中,微影裝置允許自動化工作產生以提供可撓性製
造。在一實施例中,微影裝置提供3D整合。
在一實施例中,微影裝置具低成本。在一實施例中,僅使用普通的現成組件(例如,輻射發射二極體、簡單可移動基板固持器,及透鏡陣列)。在一實施例中,使用像素柵格成像以實現簡單投影光學件。在一實施例中,使用具有單一掃描方向之基板固持器以縮減成本及/或縮減複雜度。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影投影裝置100。裝置100包括圖案化器件104、物件固持器106(例如,物件台,例如,基板台),及投影系統108。
在一實施例中,圖案化器件104包含複數個可個別控制元件102以調變輻射以將圖案施加至光束110。在一實施例中,複數個可個別控制元件102之位置可相對於投影系統108固定。然而,在一替代配置中,複數個可個別控制元件102可連接至一定位器件(圖中未繪示)以根據某些參數來準確地定位該等可個別控制元件中之一或多者(例如,相對於投影系統108)。
在一實施例中,圖案化器件104為自發射對比器件。此圖案化器件104預防針對輻射系統之需要,此情形可縮減(例如)微影裝置之成本及大小。舉例而言,可個別控制元件102中每一者為一輻射發射二極體,諸如,發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、聚合物LED(PLED)或雷射二極體(例如,固態雷射二極體)。在一實施例中,可個別控制元件102中每一者為一雷射二極體。在一實施例中,可個別控制元件102中每一者為一藍紫色雷射二極體(例如,
Sanyo型號DL-3146-151)。此等二極體係由諸如Sanyo、Nichia、Osram及Nitride之公司供應。在一實施例中,二極體發射具有約365奈米或約405奈米之波長之輻射。在一實施例中,二極體可提供選自0.5 mW至100 mW之範圍之輸出功率。在一實施例中,雷射二極體(裸晶粒)之大小係選自250微米至600微米之範圍。在一實施例中,雷射二極體具有選自1微米至5微米之範圍之發射面積。在一實施例中,雷射二極體具有選自7度至44度之範圍之發散角。在一實施例中,二極體可在100百萬赫茲下進行調變。
在一實施例中,自發射對比器件包含多於所需要之可個別定址元件的可個別定址元件102,以在另一可個別控制元件102未能操作或未適當地操作之情況下允許使用「冗餘」可個別控制元件102。
在一實施例中,自發射對比器件之可個別控制元件102係在可個別控制元件102之功率/前向電流曲線之陡峭部分中操作(例如,雷射二極體)。此情形可更有效率且導致較少功率消耗/熱。在一實施例中,在使用時,每可個別控制元件之光學輸出為至少1 mW,例如,至少10 mW、至少25 mW、至少50 mW、至少100 mW或至少200 mW。在一實施例中,在使用時,每可個別控制元件之光學輸出小於300 mW、小於250 mW、小於200 mW、小於150 mW、小於100 mW、小於50 mW、小於25 mW或小於10 mW。在一實施例中,在使用時,用以操作可個別控制元件的每可程式化之圖案化器件之功率消耗小於10 kW,例如,小於5
kW、小於1 kW或小於0.5 kW。在一實施例中,在使用時,用以操作可個別控制元件的每可程式化之圖案化器件之功率消耗為至少100 W,例如,至少300 W、至少500 W或至少1 kW。
微影裝置100包含物件固持器106。在此實施例中,物件固持器包含物件台106以固持基板114(例如,抗蝕劑塗佈矽晶圓或玻璃基板)。物件台106可能可移動,且可連接至定位器件116以根據某些參數來準確地定位基板114。舉例而言,定位器件116可相對於投影系統108及/或圖案化器件104來準確地定位基板114。在一實施例中,可用包含未在圖1中被明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)且視情況包含未在圖1中被明確地描繪之短衝程模組(精細定位)的定位器件116來實現物件台106之移動。在一實施例中,該裝置不存在至少一短衝程模組來移動物件台106。可使用相似系統以定位可個別控制元件102,使得(例如)可個別控制元件102在實質上平行於物件台106之掃描方向的方向上進行掃描。或者/另外,光束110可能可移動,而物件台106及/或可個別控制元件102可具有固定位置以提供所需相對移動。此配置可輔助限制該裝置之大小。在可(例如)適用於平板顯示器之製造中之實施例中,物件台106可靜止,且定位器件116經組態以相對於(例如,遍及)物件台106來移動基板114。舉例而言,物件台106可具備用以在實質上恆定速度下橫越基板114來掃描基板114之系統。在此情形中,物件台106可具備在平坦最上部表面上之眾多開口,
氣體通過該等開口被饋入以提供能夠支撐基板114之氣墊(gas cushion)。此氣墊通常被稱作氣體軸承配置(gas bearing arrangement)。使用一或多個致動器(圖中未繪示)而遍及物件台106來移動基板114,該一或多個致動器能夠相對於光束110之路徑來準確地定位基板114。或者,可藉由選擇性地開始及停止氣體通過開口之傳遞而相對於物件台106來移動基板114。在一實施例中,物件固持器106可為供捲動基板之捲軸系統,且定位器件116可為用以轉動捲軸系統以將基板提供至物件台106上之馬達。
投影系統108(例如,石英及/或CaF2透鏡系統或包含由此等材料製成之透鏡元件之反射折射系統,或鏡面系統)可用以將藉由可個別控制元件102調變之經圖案化光束投影至基板114之目標部分120(例如,一或多個晶粒)上。投影系統108可對藉由複數個可個別控制元件102提供之圖案進行投影成像,使得該圖案相干地形成於基板114上。或者,投影系統108可投影複數個可個別控制元件102之元件充當遮光片所針對之次級源的影像。
在此方面,投影系統可包含一聚焦元件或複數個聚焦元件(在本文中一般地被稱作透鏡陣列),例如,微透鏡陣列(被稱為MLA)或菲涅耳(Fresnel)透鏡陣列,例如,以形成次級源且將光點成像至基板114上。在一實施例中,透鏡陣列(例如,MLA)包含至少10個聚焦元件,例如,至少100個聚焦元件、至少1,000個聚焦元件、至少10,000個聚焦元件、至少100,000個聚焦元件或至少1,000,000個聚焦
元件。在一實施例中,圖案化器件中可個別控制元件之數目等於或大於透鏡陣列中聚焦元件之數目。在一實施例中,透鏡陣列包含一聚焦元件,該聚焦元件係與可個別控制元件陣列中之可個別控制元件中之一或多者光學地相關聯,例如,與可個別控制元件陣列中之可個別控制元件中之僅一者光學地相關聯,或與可個別控制元件陣列中之可個別控制元件中之2者或2者以上光學地相關聯,例如,與3者或3者以上、5者或5者以上、10者或10者以上、20者或20者以上、25者或25者以上、35者或35者以上或50者或50者以上光學地相關聯;在一實施例中,該聚焦元件係與5,000個以下可個別控制元件光學地相關聯,例如,與2,500個以下、1,000個以下、500個以下或100個以下可個別控制元件光學地相關聯。在一實施例中,透鏡陣列包含與可個別控制元件陣列中之可個別控制元件中之一或多者光學地相關聯的一個以上聚焦元件(例如,1,000個以上、大部分或約全部)。
在一實施例中,透鏡陣列可(例如)藉由使用一或多個致動器而至少在朝著及遠離基板之方向上移動。能夠朝著及遠離基板移動透鏡陣列會允許(例如)在不必移動基板的情況下進行聚焦調整。在一實施例中,透鏡陣列中之個別透鏡元件(例如,透鏡陣列中之每一個別透鏡元件)可至少在朝著及遠離基板之方向上移動(例如,用於非平坦基板上之局域聚焦調整或用以使每一光學柱達到相同焦距)。
在一實施例中,透鏡陣列包含塑膠聚焦元件(其可易於
被製造(例如,射出成形)及/或係可負擔得起的),其中(例如)輻射之波長大於或等於約400奈米(例如,405奈米)。在一實施例中,輻射之波長係選自約400奈米至500奈米之範圍。在一實施例中,透鏡陣列包含石英聚焦元件。在一實施例中,該等聚焦元件中每一者或複數者可為一不對稱透鏡。不對稱性針對複數個聚焦元件中每一者可相同,或針對複數個聚焦元件中之一或多個聚焦元件相比於針對複數個聚焦元件中之一或多個不同聚焦元件可不同。不對稱透鏡可促進將卵圓形輻射輸出轉換成圓形經投影光點,或反之亦然。
在一實施例中,聚焦元件具有高數值孔徑(NA),高NA經配置以在焦點外將輻射投影至基板上以獲得系統之低NA。較高NA透鏡可比可得到之低NA透鏡更經濟、普遍及/或質優。在一實施例中,低NA小於或等於0.3,在一實施例中為0.18、0.15或更小。因此,較高NA透鏡具有大於系統之設計NA的NA,例如,大於0.3、大於0.18或大於0.15。
雖然在一實施例中投影系統108係與圖案化器件104分離,但其無需如此。投影系統108可與圖案化器件108成整體。舉例而言,透鏡陣列區塊或板可附接至圖案化器件104(與圖案化器件104成整體)。在一實施例中,透鏡陣列可呈個別空間分離式小透鏡之形式,每一小透鏡附接至圖案化器件104之一可個別定址元件(與圖案化器件104之一可個別定址元件成整體),如下文更詳細地所論述。
視情況,微影裝置可包含輻射系統以將輻射(例如,紫外線(UV)輻射)供應至複數個可個別控制元件102。若圖案化器件為輻射源自身(例如,雷射二極體陣列或LED陣列),則微影裝置可經設計成不具有輻射系統,亦即,不具有除了圖案化器件自身以外之輻射源,或至少不具有簡化輻射系統。
輻射系統包括經組態以自輻射源接收輻射之照明系統(照明器)。照明系統包括以下元件中之一或多者:輻射遞送系統(例如,合適引導鏡面)、輻射調節器件(例如,光束擴展器)、用以設定輻射之角強度分佈之調整器件(通常,可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部))、積光器,及/或聚光器。照明系統可用以調節將提供至可個別控制元件102之輻射,以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。照明系統可經配置以將輻射劃分成複數個子光束,該等子光束可(例如)各自與複數個可個別控制元件中之一或多者相關聯。二維繞射光柵可(例如)用以將輻射劃分成子光束。在本描述中,術語「輻射光束」涵蓋(但不限於)該光束包含複數個此等輻射子光束之情形。
輻射系統亦可包括輻射源(例如,準分子雷射)以產生用於供應至複數個可個別控制元件102或藉由複數個可個別控制元件102供應之輻射。舉例而言,當輻射源為準分子雷射時,輻射源與微影裝置100可為分離實體。在此等狀況下,不認為輻射源形成微影裝置100之部件,且輻射係
自輻射源傳遞至照明器。在其他狀況下,舉例而言,當輻射源為水銀燈時,輻射源可為微影裝置100之整體部件。此兩種情境被預期在本發明之範疇內。
在一實施例中,輻射源(其在一實施例中可為複數個可個別控制元件102)可提供具有至少5奈米之波長之輻射,例如,波長為至少10奈米、至少50奈米、至少100奈米、至少150奈米、至少175奈米、至少200奈米、至少250奈米、至少275奈米、至少300奈米、至少325奈米、至少350奈米或至少360奈米。在一實施例中,輻射具有至多450奈米之波長,例如,波長為至多425奈米、至多375奈米、至多360奈米、至多325奈米、至多275奈米、至多250奈米、至多225奈米、至多200奈米或至多175奈米。在一實施例中,輻射具有包括436奈米、405奈米、365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米、126奈米及/或13.5奈米之波長。在一實施例中,輻射包括大約365奈米或大約355奈米之波長。在一實施例中,輻射包括寬波長頻帶,例如,涵蓋365奈米、405奈米及436奈米。可使用355奈米之雷射源。在一實施例中,輻射具有約405奈米之波長。
在一實施例中,以介於0°與90°之間的角度將輻射自照明系統引導於圖案化器件104處,例如,角度介於5°與85°之間、介於15°與75°之間、介於25°與65°之間或介於35°與55°之間。可將來自照明系統之輻射直接提供至圖案化器件104。在一替代實施例中,可藉由一光束分裂器(圖中未繪示)將輻射自照明系統引導至圖案化器件104,該光束分
裂器經組態成使得輻射最初係藉由該光束分裂器反射且經引導至圖案化器件104。圖案化器件104調變光束且將光束反射回至光束分裂器,光束分裂器朝向基板114透射經調變光束。然而,替代配置可用以將輻射引導至圖案化器件104且隨後引導至基板114。詳言之,若使用透射圖案化器件104(例如,LCD陣列)或圖案化器件104係自發射(例如,複數個二極體),則可無需照明系統配置。
在微影裝置100之操作中,在圖案化器件104不係輻射發射(例如,包含LED)的情況下,輻射係自輻射系統(照明系統及/或輻射源)入射於圖案化器件104(例如,複數個可個別控制元件)上且係藉由圖案化器件104調變。經圖案化光束110在已藉由複數個可個別控制元件102創製之後傳遞通過投影系統108,投影系統108將光束110聚焦至基板114之目標部分120上。
憑藉定位器件116(且視情況憑藉基座136上之位置感測器134(例如,接收干涉量測光束138之干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)),可準確地移動基板114,例如,以便使不同目標部分120定位於光束110之路徑中。在使用時,用於複數個可個別控制元件102之定位器件可用以(例如)在掃描期間準確地校正複數個可個別控制元件102相對於光束110之路徑的位置。
儘管根據本發明之一實施例之微影裝置100在本文中被描述為用於將抗蝕劑曝光於基板上,但裝置100亦可用以投影經圖案化光束110以供無抗蝕劑微影中使用。
微影裝置100可為反射類型(例如,使用反射可個別控制元件)。或者,裝置可為透射類型(例如,使用透射可個別控制元件)。
所描繪裝置100可用於一或多個模式中,例如:
1.在步進模式中,在將整個經圖案化輻射光束110一次性投影至目標部分120上時,使可個別控制元件102及基板114保持基本上靜止(亦即,單次靜態曝光)。接著,使基板114在X及/或Y方向上移位,使得可將不同目標部分120曝光至經圖案化輻射光束110。在步進模式中,曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分120之大小。
2.在掃描模式中,在將圖案輻射光束110投影至目標部分120上時,同步地掃描可個別控制元件102及基板114(亦即,單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板相對於可個別控制元件之速度及方向。在掃描模式中,曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上),而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在脈衝模式中,使可個別控制元件102保持基本上靜止,且使用脈動(例如,藉由脈衝式輻射源提供或藉由脈動可個別控制元件提供)將整個圖案投影至基板114之目標部分120上。以基本上恆定速率移動基板114,使得致使經圖案化光束110橫越基板114掃描一行(line)。在脈衝之間根據需要而更新藉由可個別控制元件提供之圖案,且對脈
衝進行時控,使得在基板114上之所需部位處曝光順次目標部分120。因此,經圖案化光束110可橫越基板114進行掃描以曝光用於基板114之條帶之完整圖案。重複該程序直至已逐行曝光完整基板114為止。
4.在連續掃描模式中,基本上相同於脈衝模式,惟如下情形除外:在實質上恆定速率下相對於經調變輻射光束B來掃描基板114,且隨著經圖案化光束110橫越基板114進行掃描且曝光基板114而更新可個別控制元件陣列上之圖案。可使用經同步於可個別控制元件陣列上之圖案之更新的實質上恆定輻射源或脈衝式輻射源。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
圖2描繪供晶圓(例如,300毫米之晶圓)使用的根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。如圖2所示,微影裝置100包含基板台106以固持晶圓114。用以在至少X方向上移動基板台106之定位器件116係與基板台106相關聯。視情況,定位器件116可在Y方向及/或Z方向上移動基板台106。定位器件116亦可圍繞X方向、Y方向及/或Z方向來旋轉基板台106。因此,定位器件116可提供在高達6個自由度中之運動。在一實施例中,基板台106提供僅在X方向上之運動,其優點為較低成本及較小複雜度。在一實施例中,基板台106包含中繼光學件。
微影裝置100進一步包含配置於框架160上之複數個可個別定址元件102。框架160可與基板台106及其定位器件116
機械地隔離。可(例如)藉由與用於基板台106及/或其定位器件116之框架160分離地將框架160連接至地面或牢固基座來提供機械隔離。或者或另外,可在框架160與框架160被連接至之結構之間提供阻尼器,而不管彼結構為地面、牢固基座抑或支撐基板台106及/或其定位器件116之框架。
在此實施例中,可個別定址元件102中每一者為一輻射發射二極體,例如,藍紫色雷射二極體。如圖2所示,可個別定址元件102可經配置成沿著Y方向而延伸之至少3個分離可個別定址元件陣列102。在一實施例中,可個別定址元件陣列102在X方向上與鄰近可個別定址元件陣列102交錯。微影裝置100(特別是可個別定址元件102)可經配置以提供如本文更詳細地所描述之像素柵格成像。然而,在一實施例中,微影裝置100無需提供像素柵格成像。實情為,微影裝置100可以不會形成供投影至基板上之個別像素而是形成供投影至基板上之實質上連續影像的方式將可個別控制元件102之輻射投影至基板上。
可個別定址元件陣列102中每一者可為一個別光學引擎組件之部件,其可出於容易複製起見而被製造為一單元。此外,框架160可經組態為可擴展且可組態,以容易地採用任何數目個此等光學引擎組件。光學引擎組件可包含可個別定址元件陣列102及透鏡陣列170之組合。舉例而言,在圖2中,描繪3個光學引擎組件(其中一關聯透鏡陣列170位於每一各別可個別定址元件陣列102下方)。因此,在一
實施例中,可提供多柱光學配置,其中每一光學引擎形成一柱。
另外,微影裝置100包含對準感測器150。對準感測器用以判定在基板114之曝光之前及/或期間基板114與(例如)可個別定址元件102之間的對準。可藉由微影裝置100之控制器使用對準感測器150之結果以控制(例如)定位器件116以定位基板台106以改良對準。或者或另外,控制器可控制(例如)與可個別定址元件102相關聯之定位器件以定位可個別定址元件102中之一或多者以改良對準,及/或控制與可個別定址元件102相關聯之偏轉器112以定位光束中之一或多者以改良對準。在一實施例中,對準感測器150可包括用以執行對準之圖案辨識功能性/軟體。
或者或另外,微影裝置100包含位階感測器150。位階感測器150用以判定基板106是否位於相對於來自可個別定址元件102之圖案之投影的位階處。位階感測器150可在基板114之曝光之前及/或期間判定位階。可藉由微影裝置100之控制器使用位階感測器150之結果以控制(例如)定位器件116以定位基板台106以改良位階量測。或者或另外,控制器可控制(例如)與投影系統108(例如,透鏡陣列)相關聯之定位器件以定位投影系統108(例如,透鏡陣列)之元件以改良位階量測。在一實施例中,位階感測器可藉由將超音波束投影於基板106處而操作,及/或藉由將電磁輻射光束投影於基板106處而操作。
在一實施例中,可使用來自對準感測器及/或位階感測
器之結果以變更藉由可個別定址元件102提供之圖案。可變更該圖案以校正(例如)可起因於(例如)可個別定址元件102與基板114之間的光學件(若存在)之失真、基板114之定位中之不規則性、基板114之不均勻性,等等。因此,可使用來自對準感測器及/或位階感測器之結果以變更經投影圖案以實現非線性失真校正。非線性失真校正可有用於(例如)可能不具有一致線性或非線性失真之可撓性顯示器。
在微影裝置100之操作中,使用(例如)機器人處置器(圖中未繪示)將基板114裝載至基板台106上。接著,使基板114在框架160及可個別定址元件102下方於X方向上位移。藉由位階感測器及/或對準感測器150來量測基板114,且接著使用可個別定址元件102將基板114曝光至一圖案。舉例而言,經由投影系統108之焦平面(影像平面)而掃描基板114,同時藉由圖案化器件104至少部分地接通或完全地接通或關斷子光束且因此至少部分地接通或完全地接通或關斷影像光點S(參見(例如)圖12)。對應於圖案化器件104之圖案的特徵形成於基板114上。可操作可個別定址元件102,例如,以提供如本文所論述之像素柵格成像。
在一實施例中,可完全地在正X方向上掃描基板114,且接著完全地在負X方向上掃描基板114。在此實施例中,對於負X方向掃描,可能需要可個別定址元件102之相對側上的額外位階感測器及/或對準感測器150。
圖3描繪用於在(例如)平板顯示器(例如,LCD、OLED顯
示器,等等)之製造中曝光基板的根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。類似於圖2所示之微影裝置100,微影裝置100包含:基板台106,其用以固持平板顯示器基板114;定位器件116,其用以在高達6個自由度中移動基板台106;對準感測器150,其用以判定可個別定址元件102與基板114之間的對準;及位階感測器150,其用以判定基板114是否位於相對於來自可個別定址元件102之圖案之投影的位階處。
微影裝置100進一步包含配置於框架160上之複數個可個別定址元件102。在此實施例中,可個別定址元件102中每一者為一輻射發射二極體,例如,藍紫色雷射二極體。如圖3所示,可個別定址元件102經配置成沿著Y方向而延伸之數個(例如,至少8個)靜止分離可個別定址元件陣列102。在一實施例中,該等陣列實質上靜止,亦即,其在投影期間不會顯著地移動。另外,在一實施例中,數個可個別定址元件陣列102在X方向上以交替方式而與鄰近可個別定址元件陣列102交錯。微影裝置100(特別是可個別定址元件102)可經配置以提供像素柵格成像。
在微影裝置100之操作中,使用(例如)機器人處置器(圖中未繪示)將面板顯示器基板114裝載至基板台106上。接著,使基板114在框架160及可個別定址元件102下方於X方向上位移。藉由位階感測器及/或對準感測器150來量測基板114,且接著使用可個別定址元件102將基板114曝光至一圖案。可操作可個別定址元件102,例如,以提供如本
文所論述之像素柵格成像。
圖4描繪供捲軸式可撓性顯示器/電子件使用的根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。類似於圖3所示之微影裝置100,微影裝置100包含配置於框架160上之複數個可個別定址元件102。在此實施例中,可個別定址元件102中每一者為一輻射發射二極體,例如,藍紫色雷射二極體。另外,微影裝置包含:對準感測器150,其用以判定可個別定址元件102與基板114之間的對準;及位階感測器150,其用以判定基板114是否位於相對於來自可個別定址元件102之圖案之投影的位階處。
微影裝置亦可包含具有物件台106之物件固持器,基板114係遍及物件台106而移動。基板114具可撓性且捲動至連接至定位器件116之捲軸上,定位器件116可為用以轉動該捲軸之馬達。在一實施例中,或者或另外,基板114可自連接至定位器件116之捲軸捲動,定位器件116可為用以轉動該捲軸之馬達。在一實施例中,存在至少兩個捲軸,一個捲軸係供基板自其捲動,且另一捲軸係供基板捲動至其上。在一實施例中,若(例如)基板114在該等捲軸之間足夠硬,則無需提供物件台106。在此狀況下,仍將存在物件固持器,例如,一或多個捲軸。在一實施例中,微影裝置可提供無載體基板(例如,無載體箔(carrier-less-foil,CLF))及/或捲軸式製造(roll to roll manufacturing)。在一實施例中,微影裝置可提供單片連續式製造(sheet to sheet manufacturing)。
在微影裝置100之操作中,在框架160及可個別定址元件102下方於X方向上將可撓性基板114捲動至捲軸上及/或自捲軸捲動可撓性基板114。藉由位階感測器及/或對準感測器150來量測基板114,且接著使用可個別定址元件102將基板114曝光至一圖案。可操作可個別定址元件102,例如,以提供如本文所論述之像素柵格成像。
圖5描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。如圖5所示,微影裝置100包含圖案化器件104及投影系統108。圖案化器件104包含可個別定址元件102(諸如,如本文所論述之二極體)及偏轉器112。偏轉器112自可個別定址元件102接收光束,且致使光束110在X方向及/或Y方向上側向地位移,如藉由已位移光束射線集合110所示。在一實施例中,圖案化器件104可包括透鏡以將輻射光束110自可個別定址元件102成像至偏轉器112。在一實施例中,每一可個別定址元件102具有一關聯偏轉器112。
藉由投影系統108接收來自偏轉器112之經偏轉光束。投影系統108包含兩個透鏡124、170。第一透鏡124(場透鏡)經配置以自圖案化器件104接收經調變輻射光束110。在一實施例中,透鏡124位於孔徑光闌126中。輻射光束110自場透鏡124發散,且係藉由第二透鏡170(成像透鏡)接收。透鏡170將光束110聚焦至基板114上。在一實施例中,處於第一焦距128的透鏡124之焦平面係與處於第二焦距130的透鏡170之後焦平面實質上光學地共軛。在一實施例中,透鏡170可提供0.15或0.18之NA。在一實施例中,可
使用致動器在高達6個自由度中(例如,在X-Y-Z方向上)移動透鏡124及/或透鏡170。
在一實施例中,每一可個別定址元件102具有一關聯偏轉器112及關聯透鏡170。因此,參看圖7,在經配置為呈一陣列之複數個可個別定址元件102之實施例中,可存在偏轉器陣列112及透鏡陣列170。對應於圖案化器件104中之可個別控制元件中之一或多者的經調變輻射光束110之不同部分經由各別不同偏轉器112而傳遞通過透鏡陣列170中之各別不同透鏡。每一透鏡將經調變輻射光束110之各別部分聚焦至位於基板114上之一點。以此方式,將輻射光點陣列(具有(例如)大約1.6微米之光點大小)曝光至基板114上。圖案化器件104之可個別定址元件可以一間距進行配置,此情形可在基板114處引起成像光點之關聯間距。偏轉器陣列及/或透鏡陣列可包含數百個或數千個偏轉器及/或透鏡(用作圖案化器件104之可個別控制元件亦包含數百個或數千個可個別控制元件)。將顯而易見,亦可能存在複數個透鏡122及124。在一實施例中,藉由單一偏轉器112來偏轉來自複數個可個別定址元件102之小光束110。
在一實施例中,在諸如可個別定址元件102及偏轉器112之各種元件之間可能不存在數目對應性。舉例而言,參看圖8,對於複數個偏轉器112,可存在單一可個別定址元件102。在此實施例中,可存在與複數個偏轉器112相關聯之複數個透鏡170。亦可存在複數個關聯透鏡122及124。可提供透鏡140以將來自可個別定址元件102之光束耦合至複
數個偏轉器112中(且視情況耦合至在偏轉器112之前的複數個透鏡122中)。
如圖5所示,在基板114與透鏡170之間提供自由工作距離128。此距離允許移動基板114及/或透鏡170以允許(例如)聚焦校正。在一實施例中,自由工作距離係在1毫米至3毫米之範圍內,例如,為約1.4毫米。
在一實施例中,投影系統108可為1:1投影系統,此在於:基板114上之影像光點之陣列間隔相同於圖案化器件104之像素之陣列間隔。為了提供改良型解析度,影像光點可比圖案化器件104之像素小得多。
參看圖6,描繪如實施至(例如)圖2至圖5中任一者之配置中的圖5所描繪之微影裝置的側視圖。如圖所示,微影裝置100包含用以固持基板114之基板台106、用以在高達6個自由度中移動基板台106之定位器件116,以及配置於框架160上之圖案化器件104及投影系統108。在此實施例中,藉由定位器件116在X方向上掃描基板114。另外,如藉由箭頭所示,藉由圖案化器件104之偏轉器112使藉由圖案化器件104調變且藉由投影系統108投影之光束110在Y方向上(且視情況亦在X方向上)側向地位移。
如上文所論述,偏轉器112促進輻射光束在X及/或Y方向上自可個別定址元件102之偏轉。換言之,此類型之偏轉器可掃描光束110或將光束110指向基板114上之特定部位。在一實施例中,偏轉器112可使輻射在僅Y方向上或在僅X方向上偏轉。在一實施例中,偏轉器112可使輻射在X
方向及Y方向兩者上偏轉。在一實施例中,依序偏轉器112(其各自能夠使輻射在僅一個但不同之方向上偏轉)能夠使輻射在X方向及Y方向兩者上偏轉。舉例而言,兩個同一類型之偏轉器可經安裝成彼此垂直且在彼此下方,從而引起在X方向及Y方向兩者上之偏轉。圖10(B)及圖10(C)中描繪使輻射在X方向及Y方向兩者上偏轉之此偏轉器112之實例。
在一實施例中,偏轉器112可為機械(亦即,電流計型)、電光及/或聲光偏轉器。機械偏轉器傾向於提供最大數目個可解析輻射光點(亦即,可解析光點意謂光束偏轉達等於其自有角展度之角度),但傾向於在光點掃描率方面最慢。電光偏轉器傾向於在光點掃描率方面最快,但傾向於具有最小數目個可解析輻射光點。
在一實施例中,偏轉器112為電光學偏轉器。電光學偏轉器可提供高達幾奈秒之切換速率。在一實施例中,電光學偏轉器可提供+/- 15度之偏轉角。在一實施例中,此情形針對0.05度之輸入光束發散度可得到約600個輻射光點。在一實施例中,使用電光學偏轉器可避免具有用於輻射偏轉之快速移動機械部件。在一實施例中,在輻射源102與基板114之間可能不存在移動光學元件。
電光學偏轉器可包含光學透明壓電材料。因此,在一實施例中,歸因於遍及材料所施加之電位差而對輻射光束進行導向。舉例而言,當橫越此光學透明材料而施加電位差時,該材料之折射率改變,此情形改變光束傳播方向(亦
即,輻射光束可偏轉)。在一實施例中,材料係選自以下各者:LiNbO3、LiTaO3、KH2PO4(KDP),或NH4H2PO4(ADP)。LiTaO3在405奈米之波長下透明。
參看圖9,在一實施例中,電光學偏轉器112包含由電光材料製成之稜鏡142。在一實施例中,稜鏡為板。如圖9所示,稜鏡142相對於光束110非垂直地(亦即,以一角度)定位。一旦藉由控制器144在稜鏡142之不同表面之間施加電位差,材料之折射率就改變,從而致使光束110側向地移位,如藉由圖9之箭頭之間的位移所示。
在電光學元件112相對於光束110以一角度而定位之實施例中,可能存在歸因於在掠入射下之反射的輻射損失。因此,參看圖10(A),電光學元件112可在稜鏡142之一或多個側上配合有稜鏡146,稜鏡146具有實質上相同於稜鏡142之折射率的折射率。在一實施例中,實質上相同於稜鏡142之折射率的折射率意謂在稜鏡142之最高或最低折射率之1%內、2%內、3%內、4%內、5%內或10%內的折射率。在圖10(A)中,稜鏡146提供於稜鏡142之相對側上。因此,在此實施例中,入射光束110耦合至稜鏡142之射入口表面上之稜鏡146中,且接著傳遞至稜鏡142之射入口表面中,其中該入射光束依靠所施加之電位差而偏轉。光束110自稜鏡142之射出口表面射出至稜鏡146中,其中該光束接著傳遞朝向基板114。可省略稜鏡142之射入口表面上之稜鏡146或稜鏡142之射出口表面上之稜鏡146。稜鏡146之此配置應防止不必要之功率損失且提供至電光學元件
112中之改良型輻射耦合。
在一實施例中,偏轉器112可使輻射在X方向及Y方向兩者上偏轉。參看圖10(B)及圖10(C),存在偏轉器112之第一集合220及偏轉器112之第二集合222,每一集合皆能夠使輻射在僅一個但不同之方向上偏轉。舉例而言,兩個同一類型之偏轉器可經安裝成彼此垂直且在彼此下方,從而引起在X方向及Y方向兩者上之偏轉。在圖10(B)及圖10(C)所示之實施例中,提供二維偏轉器陣列112,其中以二維陣列而配置的偏轉器112之第一集合220係在以二維陣列而配置的偏轉器112之第二集合222上方。在一實施例中,參看圖10(B),偏轉器112之第二集合222相同於偏轉器之第一集合220,惟遍及X軸而倒轉且旋轉90度除外。圖10(B)及圖10(C)展示第一集合220及第二集合222之各別側視圖。在此實施例中,每一偏轉器112包含一稜鏡142與一稜鏡146之組合(例如,諸如石英之透明玻璃)。在一實施例中,可能不存在稜鏡146。另外,雖然圖10(B)及圖10(C)描繪4乘4偏轉器陣列,但該陣列可具有不同尺寸。舉例而言,該陣列可為15乘20偏轉器陣列以覆蓋(例如)120毫米之曝光寬度。
藉由電光學偏轉器112之偏轉可有限。因此,可使用增強作用。圖5中說明此增強作用,其具有場透鏡124與成像透鏡170之組合。舉例而言,可針對400微米之影像場藉由此等透鏡而在基板處將側向移位(亦即,偏轉)放大達(例如)約10倍,其中放大率M=f2/f1,其中f2為焦距128且f1為
焦距130。
用以增加偏轉角(且因此增加可解析點之數目)之額外或替代方式係依序地使用複數個稜鏡及/或利用全內反射效應。參看圖11,以側視圖描繪複數個偏轉器112。每一偏轉器112包含依序地配置之複數個稜鏡180、182,每一交替稜鏡180、182具有一相對域。換言之,稜鏡180之域係與稜鏡182之域相對。亦即,稜鏡180之折射率改變將具有與稜鏡182之折射率改變之正負號相反的正負號。經由橫越此偏轉器112施加電位差,光束110將基本上保持「彎曲」,該光束通過偏轉器112傳遞得愈遠,因此愈增加偏轉角。圖12中描繪圖11所示之偏轉器112的俯視圖,其中展示用於施加電位差之連接件184。圖13展示圖12所描繪之複數個一維偏轉器陣列112的另外俯視圖,該等陣列係以具有關聯連接件184之二維陣列而配置至控制器144。因此,可偏轉二維佈局中之複數個小光束。在一實施例中,偏轉器112中每一者可受到分離地控制(亦即,被施加分離電位差)以提供橫穿偏轉器112之小光束之定製偏轉。
參看圖14,藉由使光束相對於形成偏轉器112之兩種不同材料186、188之邊沿以掠入射角進入偏轉器112來增加偏轉角。
在一實施例中,參看圖15,偏轉器112包含在施加電位差後隨即具有折射率梯度之電光學材料。換言之,在施加電位差時橫越整個材料提供變化之折射率改變,而非在施加電位差時橫越該材料具有實質上均一折射率改變。歸因
於在所施加之電位差之方向上折射率之變化改變,光束110隨著其傳遞通過材料而「經歷」不同折射率,從而引起光束110之彎曲。在一實施例中,材料包含鉭鈮酸鉀(KTa1-xNbxO3,KTN)。
在一實施例中,折射率改變在一個電極184(例如,陽極)處最大且在另一電極184(例如,陰極)處最小。反轉電位差亦會反轉偏轉方向(例如,自+x至-x)。另外,若施加兩個電位差,則在兩個不同方向上之偏轉原則上係可能的(例如,針對在Z方向上傳播之光束的在X及Y方向上之偏轉)。因此,可實現緊密二維偏轉器。
在使用(例如)KTN的情況下,可實現較小偏轉器112,因此縮減光束輪廓歸因於偏轉器112沿著光束傳播路徑之長度之失真的機會。舉例而言,可提供5×5×0.5毫米之偏轉器112。另外,可獲得高偏轉角,例如,在250伏特下為150毫拉德。此偏轉器112亦可在百萬赫茲之頻率下進行調變、在(例如)532奈米、~800奈米及1064奈米下具有高透明度,且具有(例如)在1064奈米下>500 MW/cm2之高損壞臨限值。
返回參看圖5,在一實施例中,提供二維二極體陣列作為可個別定址元件102。另外,提供二維偏轉器陣列112。在一實施例中,二極體102中每一者係與一偏轉器112相關聯。在一實施例中,二極體陣列係以實質上相同時脈頻率及作用區間循環進行調變,而二極體中每一者之強度可個別地變化。因此,二極體陣列產生小光束陣列110,小光
束110係藉由偏轉器陣列112偏轉。可提供繞射光學元件124以提供小光束110之適當空間分佈。小光束110係藉由透鏡170聚焦成二維小光束陣列110,其中光點之間的距離等於一個偏轉器112之可解析光點之數目乘以曝光柵格。
如上文所論述且參看(例如)圖3,複數個二極體陣列102可以交錯式組態而配置(如圖3所示)或經配置成彼此鄰近以作為光學柱。另外,光學柱中每一者具有一關聯偏轉器陣列112及關聯投影系統108光學件。在一實施例中,每一光學柱之曝光區域經配置成使得其可被壓合(亦即,其重疊)。在此組態中,可使用用於二極體102調變之相同時脈頻率及用於偏轉器112驅動之相同電壓產生器。
參看圖16,以俯視圖說明曝光策略之實施例。在圖16中,出於簡單起見,描繪3×3可個別定址元件陣列102;將提供數目大得多的可個別定址元件102。在一實施例中,該陣列將包含經個別調變二極體102。在第一模式(完全曝光模式)中,個別地調變可個別定址元件102,亦即,調變(諸如,「接通」及「關斷」)輻射強度。接著,橫越影像場148藉由偏轉器陣列112中之各別偏轉器112使來自經個別調變可定址元件102之小光束110在Y方向上並行地偏轉。以電壓-時間圖表描繪偏轉器112之施加電位差之調變的實例量變曲線。每一小光束110橫穿光學元件124且係藉由透鏡170聚焦,使得隨著基板114在X方向上被掃描(如藉由箭頭所示),小光束110曝光其自有條紋。該等條紋彼此鄰近且被適當地壓合。每一個二極體曝光編號為1.1至3.3之矩
形區域中之一經指派區域。
在一實施例中,該曝光策略不同於上文所描述之曝光策略之處在於:二極體102將二維光點陣列投影於基板114上。舉例而言,曝光序列將為:藉由二極體102完全地曝光第一矩形區域1.1,接著是矩形2.2,且接著是矩形3.3,且接著進行至矩形1.2、矩形2.2,等等。為了改良經偏轉光束110之品質,使偏轉器112僅在二極體脈衝之間斜升。此類型之曝光策略可被稱為「步進器類型」。
在一實施例中,可使用1000個二極體102在約10秒內曝光具有標稱1×1公尺之大小之基板,其中掃掠時間為約10微秒、二極體脈衝持續時間為約10奈秒、曝光柵格及光點大小為1微米、偏轉器112之可解析點之數目為約1000,且基板114之掃描速率為0.1公尺/秒。在一實施例中,0.4毫米之影像場(藉由圖17之雙頭箭頭所示)係可能的,其中光點掃描速率為38公尺/秒。在一實施例中,提供300個雷射二極體以在基板上曝光120毫米(其中小光束之數目係與透鏡170之影像場直接有關)。在一實施例中,每雷射二極體之輸出功率為約38 mW。在一實施例中,提供21奈秒之脈衝時間(48百萬赫茲)。在一實施例中,藉由調整二極體102之輸出功率來產生對比度。
因此,在一實施例中,完全曝光模式涉及藉由可個別定址元件102之調變。換言之,可個別定址元件102僅為有限時間「接通」。偏轉器112快速地偏轉小光束110以在小光束110之強度被調變且基板114在X方向上移動時造成圖案
曝光。在一實施例中,偏轉器112造成在Y方向上之偏轉,但不造成在X方向上之偏轉。因此,參看描繪圖16所示之矩形區域1.1至3.3中之一者的圖17,隨著小光束110在Y方向上橫越影像場148進行掃描,基板114在X方向上移動,如藉由箭頭所示。因此,偏轉器112被提供電位差調變以造成在Y方向上之偏轉,如藉由圖17之在Y上之電壓(Vy)隨時間之曲線圖所示。在藉由可個別定址元件102提供之調變的情況下,電位差調變可相當規則。然而,偏轉器112未被提供電位差調變以造成在X方向上之偏轉,如藉由圖17之在X上之空白電壓(Vx)隨時間之曲線圖所示。
然而,一些器件及結構僅具有有限圖案密度,且因此,區域之(例如)15%以下必須在製作期間被曝光。舉例而言,圖案密度可為表面之4%(例如,主動式矩陣平板顯示器針對80微米之子像素寬度可具有3微米之線)。因此,在4%之圖案密度的情況下,在基板上之每一像素係藉由無光罩系統定址(例如,基板上之所有像素皆被定址,且對於每一像素,輻射強度經調整以創製圖案)的配置中可能不使用高達96%之輻射。換言之,存在輻射之超容量。
因此,在第二模式(有效率曝光模式)中,僅定址基板上之必須被曝光之像素,因此縮減可能會浪費之輻射之量。因此,可存在縮減輻射功率及縮減成本。另外,此曝光模式可縮減資料路徑之複雜度且縮減系統中之熱負荷。
為了僅定址基板上之需要被曝光之像素,可提供將光束或小光束引導至所要位置之對比器件。在一實施例中,光
束或小光束係藉由偏轉器112而僅引導至基板上之需要被曝光之光點。在一實施例中,偏轉器112經組態以使小光束在X方向及Y方向兩者上偏轉以將光點僅定位於基板上之需要被曝光之像素上。當無需小光束時,可使小光束朝向光束截止器偏轉。舉例而言,光束截止器可位於場透鏡124處且可為孔徑光闌126。在有效率曝光模式中,可針對每一小光束提供一個別輻射源(諸如,雷射二極體),或可使用單一輻射源以形成多個小光束。
因此,在一實施例中,有效率曝光模式未必涉及藉由可個別定址元件102之調變。換言之,可個別定址元件102可能「一直接通(always on)」,亦即,可個別定址元件可能不使其強度在曝光期間減低。偏轉器112快速地偏轉小光束110以造成圖案曝光(且因此造成調變),且基板114在X方向上移動。在一實施例中,偏轉器112造成在X及Y方向上偏轉(而基板仍在X方向上移動)。因此,參看描繪圖16所示之矩形區域1.1至3.3中之一者的圖18,隨著小光束110在適當時在X及/或Y方向上於影像場148中偏轉,基板114在X方向上移動,如藉由箭頭所示。因此,偏轉器112被提供電位差調變以造成在X方向上之偏轉,如藉由圖18之在X上之電壓(Vx)隨時間之曲線圖所示,且偏轉器112被提供電位差調變以造成在Y方向上之偏轉,如藉由圖18之在Y上之電壓(Vy)隨時間之曲線圖所示。取決於圖案之性質且取決於是否存在藉由可個別定址元件102提供之調變,在X及Y方向上之電位差調變可相當不規則。
參看圖19,展示實施於(例如)圖3所描繪之裝置中的有效率曝光模式之實施例。因此,可個別定址元件陣列102可提供光束在各別影像場148中之偏轉以圖案化基板114。可提供複數個可個別定址元件陣列102以提供基板114之全寬方向覆蓋。
在一實施例中,有效率曝光模式裝置可包含多個輻射源。舉例而言,可存在複數個雷射二極體,其針對6%之圖案密度具有每雷射二極體2.3 mW之輸出功率。在一實施例中,有效率曝光模式裝置可包含單一輻射源。舉例而言,可存在690 mW之單一輻射源以橫越120毫米之曝光寬度產生300個光點。
另外,雖然本文之描述已主要集中於曝光基板之輻射敏感表面,但或者或另外,本文所描述之裝置、系統及方法可應用於將材料沈積於基板上,或移除基板(例如,基板上或構成基板)之材料,或材料沈積及移除兩者。舉例而言,本文所描述之光束可用以造成基板上之金屬沈積及/或基板之切除。在一實施例中,裝置可提供使用輻射敏感表面之微影(在本文中被稱作光微影)與使用本文所描述之光束之材料沈積的組合。在一實施例中,裝置可提供使用本文所描述之光束之材料沈積與移除的組合。在一實施例中,裝置可提供光微影、使用本文所描述之光束之材料沈積及材料移除。
有利地,本文所描述之裝置、方法及系統可提供單一工具以提供器件或其他結構之大量(若非全部)處理。在此工
具之情況下,生產可變得更具靈活性。可藉由用以提供特定處理之分離工具之縮減使用(例如,可將金屬沈積及切除組合至單一工具中,而非針對每一程序具有專門化工具)來縮減資本費用。
另外,在適當情況下,可採用新程序以消除一或多個生產步驟或用一或多個其他生產步驟來取代一或多個生產步驟以產生更快及/或更有效率之生產程序,等等。作為一實例,平板顯示器之生產傳統上涉及使用光微影、沈積及蝕刻進行數個層之生產。在一更特定實例中,用於平板顯示器之底板之生產可涉及5個層之創製,該等層各自涉及光微影、沈積及蝕刻。此生產可涉及5個程序步驟且常常涉及5個工具以界定金屬圖案。該等步驟包括金屬薄片沈積、光阻塗佈、抗蝕劑之光微影及顯影、使用經顯影抗蝕劑進行之金屬之蝕刻,及在蝕刻之後抗蝕劑之剝離。因此,不僅存在大量資本(例如,呈工具之形式),而且存在大量無效率材料使用。舉例而言,在界定主動式矩陣平板顯示器時,可使用光阻以覆蓋3公尺×3公尺之玻璃板,該光阻稍後被完全地沖走。相似地,將銅及/或其他金屬沈積於全玻璃板上,且稍後沖走高達95%之該等銅及/或其他金屬。另外,使用化學物以蝕刻或剝離上述材料。
因此,可藉由將一或多個減性步驟合併至一加性步驟中來達成此生產之技術破壞。因此,不是使用光微影步驟、沈積步驟與蝕刻步驟之組合,而是可使用材料沈積步驟以加性地創製通常將藉由消除材料而創製之結構。直接材料
沈積可消除通常用於平板顯示器製造中之若干減性程序步驟。或者及另外,可使用切除以消除材料,而無需(例如)抗蝕劑塗佈及顯影。因此,因為使用光束能量以影響材料,所以此雷射誘發性處理(材料沈積及/或移除)為光微影之自然延伸。
在一實施例中,舉例而言,單一裝置可用於平板顯示器生產之大多數(若非全部)層。舉例而言,該裝置可執行無光罩光微影(在需要時)、雷射光束誘發性沈積(例如,液晶(例如,主動式矩陣)顯示器之金屬圖案之雷射光束誘發性沈積)及雷射光束切除(例如,氧化銦錫(ITO)導電層之雷射光束切除)以生產顯示器面板。
首先,接著提供對材料沈積之描述且接著提供對材料移除之描述。在一實施例中,材料沈積涉及材料(例如,金屬)至基板上之雷射誘發性前向轉移(LIFT),其為用以在無光微影之情況下將材料直接沈積於基板上之方法。在一實施例中,材料可為鋁、鉻、鉬、銅,或其任何組合。
用於此沈積之裝置、程序及系統可極相似於一微影工具或程序,其中與一光微影工具或程序之主要差異為:將光束施加至材料供體板上,而非直接施加至基板上。
參看圖20及圖21,描繪雷射誘發性材料轉移之物理機構。在一實施例中,在低於實質上透明材料202(例如,玻璃或塑膠)之電漿崩潰之強度下將輻射光束200聚焦通過材料202。在上覆於材料202之供體材料層204(例如,金屬膜)上發生表面熱吸收。熱吸收造成供體材料204之熔融。另
外,加熱在前向方向上造成誘發性壓力梯度,從而導致供體材料小滴206自供體材料層204且因此自供體結構(例如,板)208之前向加速。因此,自供體材料層204釋放供體材料小滴206且使供體材料小滴206移動(憑藉或不憑藉重力)朝向基板114及至基板114上。在一實施例中,歸因於壓力梯度之強度,基板114無需垂直地在供體材料層204下方。舉例而言,基板114及供體材料層204兩者可垂直地配置且因此水平地發生轉移,或基板114可位於供體材料層204上方。藉由將光束200指向於供體板208上之適當位置上,可將供體材料圖案沈積於基板114上。在一實施例中,將光束聚焦於供體材料層204上。
在一實施例中,使用一或多個短脈衝以造成供體材料之轉移。在一實施例中,該等脈衝之長度可為幾皮秒或飛秒以獲得熔融材料之準一維前向熱及質量轉移。此等短脈衝在材料層204中促進很少至無側向熱流,且因此在供體結構208上促進很少或無熱負荷。短脈衝實現材料之快速熔融及前向加速(例如,諸如金屬之汽化材料將損失其前向方向性,從而導致飛濺沈積)。短脈衝使材料能夠加熱至恰好高於加熱溫度但低於汽化溫度。舉例而言,對於鋁且參看展示鋁在不連續性之部位處自熔融至汽化之相位改變的圖22,約攝氏900度至攝氏1000度之溫度係理想的。
在一實施例中,經由使用雷射脈衝,將適量材料(例如,金屬)以100奈米至1000奈米之小滴之形式自供體結構208轉移至基板114。在一實施例中,供體材料包含金屬或
基本上由金屬組成。在一實施例中,金屬為鋁。在一實施例中,供體材料可包含如下兩者之混合物:金屬(或其他圖案化材料);及相比於供體材料僅具有該金屬(或圖案化材料)之情況用以變更該混合物之表面張力的材料。用以變更表面張力之此材料將改良供體材料填充現有供體材料層204之孔及/或提供現有供體材料層204之孔之平滑填充的能力。舉例而言,用以變更表面張力之材料可為油漆,或供體材料自身可為油漆。在一實施例中,用以變更表面張力之材料可包含:非離子界面活性劑,諸如,辛基酚乙氧基化物、(氟)脂族聚氧化乙烯,及/或聚(二甲基)矽氧烷-聚乙二醇;及/或離子界面活性劑,諸如,十二烷基硫酸銨(陽離子)、氯化苯甲烴銨(陰離子),及/或3-[(3-膽醯胺基丙基)二甲銨基]-1-丙烷磺酸鹽(兩性離子)。
在一實施例中,材料層204呈膜之形式。舉例而言,材料層204可為至少0.05毫米、至少0.1毫米、至少0.2毫米、至少0.5毫米、至少1毫米,或至少2毫米、至少3毫米或至少5毫米。膜可小於或等於20毫米、小於或等於10毫米,或小於或等於5毫米。在一實施例中,膜附接至另一本體或層。如上文所論述,本體或層可為玻璃或塑膠。舉例而言,本體或層可為石英或氟化鈣。本體或層可呈膜之形式。舉例而言,本體或層可為至少0.5毫米、至少1毫米、至少2毫米、至少5毫米、至少1公分,或至少5公分。膜可小於或等於20公分、小於或等於10公分,或小於或等於5公分。因此,在一實施例中,供體結構208可包含經提供
有供體材料(諸如,鋁)薄層之塑膠(或其他材料)薄膜。或,在一實施例中,供體結構208可僅為金屬膜。在材料層204附接至另一本體或層時,光束可能不造成孔形成於該本體或層中,而是造成孔形成於材料層204中。在一實施例中,光束可造成孔形成於本體或層中且亦形成於材料層中(且因此形成始終通過供體結構208之孔)。在供體結構208僅為金屬膜之實施例中,光束可造成孔始終通過供體結構208而形成。
如下文所論述,供體材料可在下文所論述之靜電或電磁實施例中呈粉末或粒子之形式。因此,粉末或粒子將能夠固持某一電荷或具有某一極性。保留有供體材料粉末或粒子之本體或層可相似地能夠固持某一電荷或具有某一極性,以便保留該粉末或該等粒子。
圖23中描繪用以提供材料沈積之裝置之實施例。圖23之裝置在大多數方面相似於圖8所描繪且關於圖8所描述之裝置,亦即,光束分裂成多個小光束110;在一實施例中,可代替地使用圖7之裝置或本文所描述之任何其他裝置。最顯著之差異為:存在供體結構208,其在此實施例中具有實質上透明材料202及在實質上透明材料202上之供體材料層204。參看圖23,同時投影複數個小光束110。複數個小光束110可用以改良產出率,其中每一小光束110可在基板114上創製供體材料206之一獨立圖案。可用偏轉器112(例如,在二維中進行偏轉之電光學偏轉器)使小光束110在供體結構208上偏轉至適當位置。因此,經由小光束
110之偏轉,供體材料小滴206可空間地配置於基板114上。可使用包括(例如)本文所描述之完全曝光模式及/或有效率曝光模式之曝光策略。在一實施例中,供體結構208與基板114之間的距離介於1微米至9微米之間。在一實施例中,可使用如本文所描述之有、效率曝光模式在約60秒內將100奈米之鋁小滴沈積於具有6%之圖案密度之圖案中。此實施例可使用單一輻射源102以提供在使用各自具有0.4毫米之影像場之300個小光束的曝光期間以75毫米/秒而移動之基板的120毫米之曝光寬度。輻射源可為具有15 ps之脈衝持續時間之相干8W Talisker雷射。
如上文所描述,裝置可經組態以提供光微影、材料沈積及/或材料移除之組合。控制器218可控制在光微影模式與材料沈積模式之間的切換、在材料沈積模式與材料移除模式之間的切換,等等。舉例而言,為了在光微影與材料沈積之間切換,控制器218可控制裝置以改變在光微影與材料沈積之間的適當光學及光束設定(例如,增加功率及/或縮短用於材料沈積之脈衝長度),且在某些情況下,致使供體結構208插入至光束路徑中及/或自光束路徑被移除。舉例而言,為了在材料移除與材料沈積之間切換,控制器218可控制裝置以改變在材料移除與材料沈積之間的適當光學及光束設定(例如,增加光束功率),且在某些情況下,致使供體結構208插入至光束路徑中及/或自光束路徑被移除。
參看圖24,描繪用以結合光微影及/或雷射切除而提供
材料沈積之裝置之實施例。在圖24之左側所示的裝置之第一組態中,裝置經組態以執行如本文所描述之光微影,且或者或另外,執行使用光束之雷射切除。在圖24之右側所示的同一裝置之第二組態中,裝置經組態以執行如本文所描述之材料沈積。為了執行材料沈積,將供體結構208引入至成像透鏡170與基板114之間。為了實現此情形,將基板114降低達幾毫米而引入供體結構208。或者或另外,可升高成像透鏡170或在基板114上方之元件之任何適當組合以促進供體結構208之引入。在一實施例中,若存在用於引入供體結構208之足夠空間,則可能不存在移動。控制器218可控制各種組態改變以在材料沈積與材料移除之間切換、在光微影與材料沈積之間切換,等等。
在一實施例中,供體結構208具有相同於基板114之大小的大小(例如,直徑、寬度、長度、寬度及長度,等等)且視情況具有相同於基板114之形狀的形狀,且因此可使用基板處置器(例如,機器人)來引入供體結構208。當未使用供體結構208時,例如,當裝置用於光微影及/或切除模式中時,可將供體結構208儲存(例如)於其自有儲存單元或基板114之儲存單元中。在一實施例中,供體結構208具有3公尺之寬度。
在一實施例中,供體結構208可被支撐於基板114、基板台106、定位器件116或其自有定位器件(例如,致動器)上。舉例而言,參看圖26,基板台106可具備一或多個供體結構支撐件226。供體結構208可歸因於基板及/或基板
台之移動及/或歸因於藉由定位器件(例如,在支撐件226中或支撐件226之部件)之致動而可在高達6個自由度中移動。在一實施例中,供體結構208可至少在X方向上移動。在一實施例中,供體結構208在曝光期間結合基板114而移動。
在一實施例中,參看圖25,或者或另外,供體結構208可被部分地或完全地支撐於框架210上(在一實施例中,框架210可為相同於框架160的框架或連接至框架160)。在一實施例中,框架210可包含定位器件(例如,致動器)224以在高達6個自由度中移動供體結構208。在一實施例中,供體結構208可至少在X方向上移動。在一實施例中,供體結構208結合基板114而移動。在供體結構208被框架部分地支撐時,供體結構208之其他部分可被基板114、基板台106、定位器件116或其自有定位器件(例如,致動器)支撐或連接至基板114、基板台106、定位器件116或其自有定位器件(例如,致動器)。在此狀況下,供體結構208可歸因於基板及/或基板台之移動及/或歸因於藉由定位器件之致動而可在高達6個自由度中移動。
在一實施例中,供體結構208係自上方至少部分地被框架210支撐。為了促進供體結構208之移動,在一實施例中,藉由框架210之預加應力氣體(例如,空氣)軸承212來支撐供體結構208。在此軸承212中,施加負壓214(例如,真空抽吸)與過壓216(例如,加壓氣體)之組合。在一實施例中,負壓214及過壓216經配置為呈各別入口及出口之棋
盤形圖案。負壓214可用以補償重力且將供體結構208固持於適當位置中;過壓216用以幫助防止供體結構208黏附至框架210且因此准許供體結構208移動。參看圖26,描繪氣體軸承212之配置,其配置於框架160上以自上方至少部分地支撐供體結構208(出於清晰起見而未繪示)。經由適當地控制負壓214及/或過壓216之壓力之值及空間部位,可對供體結構208進行位階量測或以其他方式圍繞X方向及/或圍繞Y方向而在Z方向上移動供體結構208。以此方式,可避免與基板之非想要接觸。另外,可相似地補償供體結構208之彎曲或其他翹曲。雖然圖26之實施例描繪基板台106上之供體結構支撐件226,但在一實施例中無需提供此支撐件226。
雖然在上文(及下文)所描述之某些實施例中將供體結構208展示為在實質上平行於基板114之掃描平移方向的方向上位移,但無需為此狀況。舉例而言,或者或另外,供體結構208可實質上垂直於掃描方向而位移(如(例如)圖27及圖28所示)。
在一實施例中,使供體結構208再新以實現連續材料沈積。在一實施例中,在生產具有某一圖案之基板之後,使供體結構208再新。此係因為:由於供體材料自供體結構208轉移至基板114,故供體結構208為沈積於基板114上之圖案之負片。因此,在無再新以提供新的實質上均一供體材料層的情況下,同一圖案再次自供體結構208之轉印可能不可行。在一實施例中,裝置可包含控制器218,控制
器218經組態以藉由(例如)在供體結構208與基板114之間造成相對位移以使能夠將小光束投影於供體結構208之未用區域上來增加或最大化供體結構208之使用。相似地,控制器218可使小光束能夠投影於不同圖案中以在無再新的情況下進一步使用供體結構208。
在一實施例中,供體結構208再新包含用新供體結構208來取代在曝光期間所使用之供體結構208。在一實施例中,供體結構208再新包含在供體結構208上再生供體材料(因為僅百分之幾(例如,高達約6%)之供體材料層204轉移至基板)。在供體結構208上再生供體材料層204可節省成本。
在一實施例中,可以若干實例方式實現供體結構208之再新。在一實施例中,供體結構208可藉由「新鮮」供體結構替換,且將新供體材料層離線地施加至已用供體結構208。舉例而言,供體結構208可隨著新基板114之裝載-卸載而改變。供體結構208可具有相似於基板之大小的大小且視情況具有相似於基板之形狀的形狀,因此,可藉由用以裝載-卸載該基板之同一處置器來處置該供體結構。在一實施例中,可棄置「已用」供體結構208。
在一實施例中,參看圖27,供體結構208可呈可被(例如)捲動之可撓性隔膜之形式。可提供驅動捲筒300以自(例如)收集捲筒302或另一驅動捲筒300拉動供體結構208。在一實施例中,驅動捲筒300可將供體結構208推動至(例如)收集捲筒302或另一驅動捲筒300。因此,供體結構208可
為在概念上相似於舊式打字機中之墨水帶的可撓性帶。雖然圖27之供體結構208被展示為實質上垂直於基板114之掃描方向(在X方向上)而位移,但代替地或另外,供體結構208可在實質上平行於基板114之掃描方向的方向上位移。
每當需要「新」供體結構208以圖案化基板114時,就使用來自(例如)捲軸之隔膜之「新鮮」部分。因此,在一實施例中,裝置可具有兩個捲軸-一個捲軸具有「新鮮」供體結構208且一個捲軸具有「已用」供體結構208。在一實施例中,供體結構208可具有(例如)在供體結構208之外部邊緣上之一或多個路徑304,以與驅動捲筒及/或收集捲筒接合以避免接觸供體結構208之供體材料及/或在該捲筒與供體結構208之間提供足夠接觸(例如,粗糙度)。另外,對應於該等路徑之一或多個軌道306可延伸於驅動捲筒與收集捲筒之間以促進供體結構208之輸送及/或提供穩定性。
當已使用或時常使用「新鮮」供體結構208之全部或大部分時,可移除「已用」供體結構208(且在適用時可移除剩餘「新鮮」供體結構208)且用「新鮮」供體結構208(例如,「新鮮」供體結構208之新捲軸或藉由新供體材料再生之同一供體結構208)來替換「已用」供體結構208。在一實施例中,可再調節「已用」供體結構208以將供體材料施加於「已用」供體結構208上,因此,可再使用該「已用」供體結構。舉例而言,在將隔膜裝載至「已用」供體結構捲軸上時,可藉由再新模組308來原位再生隔膜。再新模組308可位於特定位置處以恰好在隔膜之「已用」部
分被捲動於「已用」供體結構捲軸上之前再生隔膜。下文進一步詳細地論述再新模組308之結構及功能性之實例。在一實施例中,可每光學引擎提供單一供體結構208環路。在一實施例中,該環路具有為基板長度之至少10倍的長度以考量10倍沈積。
在一實施例中,參看圖28,供體結構208可呈經配置以在一迴路中移動(如藉由箭頭所示)之可撓性隔膜之形式。供體結構208可圍繞或通過一或多個軌道310被定路線,一或多個軌道310驅使供體結構208通過裝置中之迴路。每當需要「新」供體結構208以圖案化基板114時,就推進隔膜之「新鮮」部分。圖28示意性地描繪該迴路。迴路可在基板114下方而非在基板114上方前進。迴路可側向地前進至基板114。雖然圖28之供體結構208被展示為實質上垂直於基板114之掃描方向(在X方向上)而位移,但代替地或另外,供體結構208可在實質上平行於基板114之掃描方向的方向上位移。
在一實施例中,供體結構208隔膜為單式材料環路。在一實施例中,供體結構208包含複數個供體結構208隔膜,該等隔膜在移動通過迴路軌道時可彼此分離。複數個供體結構208隔膜之優點為:可對複數個供體結構208隔膜中之一者分離地執行再新(例如,替換及/或再生),而根本不影響或至少不實質上影響複數個供體結構208隔膜中用於沈積之另一者。
在一實施例中,供體材料可包含溶劑。在該狀況下,基
板114可藉由加熱器330加熱至幾乎立即或極快速地將造成溶劑蒸發之溫度,例如,約攝氏250度或更高。因此,在接觸基板上之供體材料後,溶劑隨即蒸發,從而使圖案化供體材料留存於基板上。可提供具有一或多個孔隙以允許供體材料傳遞至基板之屏蔽331來屏蔽供體結構208以使其不受到基板114之熱的影響及/或屏蔽供體結構208以免蒸發溶劑。
在一實施例中,當已使用供體結構208隔膜時,可移除供體結構208隔膜且插入另一「新」隔膜。舉例而言,可替換單式供體結構208隔膜環路,或可替換複數個供體結構208隔膜中之一者。在一實施例中,藉由(例如)在「舊」隔膜用完或變得用完時將「新」隔膜過渡至使用路徑中,可在無停工時間或具有很少停工時間的情況下發生此過渡。或者或另外,可用待圖案化之每一新基板或待圖案化之每隔某一數目個基板來替換供體結構208隔膜,以便利用改變基板所需要之時間。可再調節「已用」供體結構208隔膜以將供體材料施加於「已用」供體結構208上,因此,可再使用該「已用」供體結構。
或者或另外,在使供體結構208隔膜在裝置中循環時,可原位再生該隔膜。舉例而言,在將單式供體結構208隔膜環路之另一部分用於沈積時,可再生單式供體結構208隔膜環路之「已用」部分。或,舉例而言,在將複數個供體結構208隔膜中之另一者用於沈積時,可再生複數個供體結構208隔膜中之一「已用」隔膜。再新模組308可位於
特定位置處以在隔膜之「已用」部分自透鏡陣列170與基板114之間的沈積區域移動之後且在該「已用」部分返回至沈積區域之前再生隔膜。再新模組308可包含分離隔室312、314以執行剝離及再生。舉例而言,第一隔室312可執行剝離,且第二隔室314可執行再生。在一實施例中,第一隔室及第二隔室可敞開以允許供體結構208傳遞通過第一隔室及第二隔室。在一實施例中,第一隔室及/或第二隔室具有密封結構316以使隔室之內部保持與在隔室或模組外部之環境實質上分離。在一實施例中,密封結構316可包含機械密封件,諸如,一或多個刷子、橡膠化表面,等等。在一實施例中,密封結構可包含氣體移除出口以實質上防止氣體或其他材料移入及/或移出隔室之內部。在一實施例中,密封結構可進一步包含氣體供應入口以將氣體供應至鄰近於供體結構208之通向隔室之射入口或供體結構208之來自隔室之射出口的區域。在一實施例中,密封結構可包含氣體供應入口,其中氣體移除出口在任一側上緊鄰。
在一實施例中,可每光學引擎提供單一供體結構208迴路(具有單一或複數個隔膜)。在一實施例中,可每光學引擎提供單一單式供體結構208隔膜環路。在一實施例中,呈環路之形式之供體結構208隔膜具有為基板長度之至少10倍的長度以考量10倍沈積。
更一般化地,裝置可具有傳送機系統以將「新鮮」供體結構208輸送至沈積區域且接著將「已用」供體結構208輸
送至再生模組308。接著,將經再生供體結構208輸送至沈積區域。因此,在一變體中,裝置可包含(例如)傳送機系統(例如,傳送機皮帶及/或具有軌道之驅動器)以將單一供體結構208或複數個供體結構208自沈積區域之第一側移動至沈積區域,且接著自沈積區域移動至沈積區域之第二側上之再生模組308。傳送機系統接著可反轉方向以將經再生供體結構208輸送至沈積區域,且接著自沈積區域輸送至可經定位有另外再生模組308之第一側,或傳送機系統可將「已用」供體結構208輸送回至第二側處之再生模組308。因此,此實施例可相似於圖27之捲筒實施例,而不具有(例如)一或多個捲筒及/或一可撓性隔膜。在一實施例中,提供複數個供體結構208,使得再生一或多個供體結構208,同時將另一供體結構208用於沈積。另外,在複數個供體結構208的情況下,生產可繼續進行,同時可移除複數個供體結構208中之一或多者以供修理、替換等等。
在一實施例中,參看圖30,可使供體結構208(例如,呈圓盤或板之形式)在X-Y平面中圍繞其軸線316而在透鏡陣列170與基板114之間的沈積區域中(例如,在水平平面中)旋轉,如藉由箭頭所示。每當需要「新」供體結構208以圖案化基板114時,就將供體結構208之「新鮮」部分旋轉至將發生沈積之路徑中。
在一實施例中,可旋轉供體結構208為單式材料圓盤或板。在一實施例中,可旋轉供體結構208包含複數個供體結構208部分,該等部分在旋轉時可彼此分離。複數個供
體結構208部分之優點為:可對複數個供體結構208部分中之一者分離地執行再新(例如,替換及/或再生),而根本不影響或至少不實質上影響複數個供體結構208部分中用於沈積之另一者。
在一實施例中,當已使用可旋轉供體結構208時,可移除供體結構208且插入另一「新」供體結構208。舉例而言,可用待圖案化之每一新基板或待圖案化之每隔某一數目個基板來替換供體結構208,以便利用改變基板所需要之時間。可再調節「已用」供體結構208以將供體材料施加於「已用」供體結構208上,因此,可再使用該「已用」供體結構。
或者或另外,在「已用」可旋轉供體結構208(不管為整體圓盤或板抑或複數個供體結構208部分)在裝置中旋轉時,可原位再生該供體結構208。再新模組308可位於特定位置處以在供體結構208之「已用」部分自透鏡陣列170與基板114之間的沈積區域移動之後且在該「已用」部分返回至沈積區域之前再生供體結構208。
如上文所提及,在一實施例中,可在裝置中原位再生供體結構208。舉例而言,參看圖31,再新模組308可提供於基板台106上,再新模組308在基板台106移動回至基板處置器期間處於作用中,亦即,在基板114之圖案化之後,基板台106返回至裝載-卸載位置以用於移除基板114。在基板台106之此移動或其他移動期間,供體結構208可隨著基板台106在供體結構208下方掃描而保持靜止,從而提供
使用隨著基板台106而移動之模組之再生的能力。因此,可進行供體結構208之供體材料中之孔的原位修理。該模組可具有用以偵測此等孔之感測器,及/或可在移動期間根據關於供體材料在曝光期間如何被移除之資訊來控制基板台106定位。再新模組308無需位於基板台106上。舉例而言,參看圖31,或者或另外,再新模組308可被分離地提供且可移動。在一實施例中,模組308可靜止,且供體結構208相對於模組308而移動。
在一實施例中,供體結構208之再新可包括供體結構208之供體材料之剝離及/或再生,且因此,再新模組308之再新可包括供體結構208之供體材料之剝離及/或再生。供體結構208之再新可涉及自供體結構208完全地剝離供體材料且施加新供體材料層(該新層可為自供體結構208所剝離之經再循環供體材料)。或者,再新可涉及藉由(例如)將材料直接添加至供體結構208上之供體材料中之孔、使該材料回焊以填充該等孔等等來「修理」該等孔。可以本文進一步所論述之若干實例方式來實現供體結構208之供體材料之再生。關於新層之剝離及沈積所描述之技術可在適當時應用於「修理」孔,或反之亦然。另外,關於再生及剝離所論述之各種技術可用以首先形成供體結構208。舉例而言,裝置可被提供供體結構208的無供體材料之部分,且裝置將供體材料(自供體材料的在裝置中之儲存器或供體材料的連接至裝置之儲存器)首先施加至該部分(且視情況再次用以再生供體結構208)。另外,舉例而言,可在施加
供體材料之前剝離供體結構208之部分上之塗層。
在一實施例中,剝離供體結構208可採取許多形式。舉例而言,剝離可涉及將供體結構208加熱至某一溫度以熔融掉供體材料。或者或另外,可施加化學物或電漿以化學地或機械地移除供體材料208。在一實施例中,一溶劑用以自供體結構208移除供體材料,且可為相同於用以將供體材料施加於供體結構208上之溶劑的溶劑,如下文所論述。刷子、葉片、氣體串流等等可用以輔助自供體結構208移除供體材料。在一實施例中,再新模組可包含可執行剝離及再生兩者之單一隔室。或者,參看圖28,再新模組308可包含分離隔室314、316以執行剝離及再生。在一實施例中,
在一實施例中,可藉由使膏劑或液體在供體結構208上平滑或將膏劑或液體施加於供體結構208上來實現供體結構208之供體材料之再生。膏劑或液體填充在雷射誘發性轉移期間所產生之孔,或在經剝離供體結構208上形成新層。膏劑或液體可藉由(例如)刮刀而遍及供體結構208機械地展開。在一實施例中,膏劑或液體包含蒸發而離開實質上固體層之溶劑。在一實施例中,可使供體結構208旋轉且在旋轉軸線附近提供液體以允許液體遍及供體結構208向外流動。在一實施例中,可以此方式將液體施加至關於圖30所描繪及描述之可旋轉供體結構208。在一實施例中,可使用再新模組308將液體原位施加至圖30所示之可旋轉供體結構208,亦即,當該可旋轉供體結構處於透鏡
170與基板114之間的部位時可施加液體。舉例而言,可將液體施加至圖30所示之供體結構208之底部,且液體足夠充分地黏附至供體結構208,使得在旋轉期間,液體向外流動且留存於供體結構208上。
在一實施例中,可藉由將供體結構208傳遞至再新模組308之容器中或傳遞通過再新模組308之容器且將供體材料層沈積於供體結構208上來實現供體結構208之供體材料之再生。容器中之供體材料填充在雷射誘發性轉移期間所產生之孔,或在經剝離供體結構208上形成新層。在一實施例中,容器包含液體材料(例如,熔融供體材料),且使液體材料接觸(例如,在至少一側上浸潤)「已用」供體結構208。供體材料之有限的自限制性層應歸因於(例如)表面張力而沈積於供體結構208上。在一實施例中,使用容器之再生可涉及供體材料在供體結構208上之電鍍或電解沈積。在一實施例中,液體材料可包含供體材料與溶劑之混合物。在將該混合物施加至供體結構208之後,溶劑蒸發而使供體材料留存於供體結構208上。在一實施例中,液體可包含硫酸銅(CuSO4)。
在一實施例中,再新模組之容器可具有包含供體材料之氣體,且供體結構208接觸(例如,在至少一側上被浸潤)容器中之氣體,以便使供體材料層施加至供體結構208。在一實施例中,容器可產生電漿或將電漿提供至供體結構208,以便使供體材料沈積於供體結構208上。在一實施例中,再新模組可使用化學氣相沈積及/或濺鍍以將供體材
料施加至供體結構208。
在容器具有液體或氣體時,容器可對圍繞再新模組之外部環境實質上閉合。如上文所論述,適當密封件316可用以促進此閉合。在一實施例中,容器具有大的大小,以便縮減容器中之液體及/或氣體之組合物變化。舉例而言,容器可具有大於或等於1公升、大於或等於2公升、大於或等於3公升、大於或等於5公升之體積。在一實施例中,容器具有小於或等於100公升、小於或等於70公升、小於或等於50公升、小於或等於25公升或小於或等於10公升之體積。
在參看圖29之實施例中,可藉由將供體材料選擇性地添加至供體結構208之部分來實現供體結構208之供體材料之再生。舉例而言,可藉由在曝光及沈積之後將供體材料選擇性地提供至供體材料層204中之孔來實現供體結構208之供體材料之再生。在彼方面,舉例而言,再生模組可具有噴墨(或其他)裝置318以將供體材料選擇性地施加至供體材料層204中之孔320中之一或多者的部位。在一實施例中,經選擇性施加之供體材料(例如,小滴)相比於供體材料層204中之一或多個孔可具有較低解析度,且經選擇性施加之供體材料及現有供體材料層204之表面張力或其他屬性允許經選擇性施加之供體材料填充該等孔。
在一有關實施例中,可藉由將供體材料選擇性地提供至供體結構208以形成確切地或近似地對應於待施加至供體結構208以在基板114上形成供體材料之經沈積圖案之曝光
圖案的經圖案化供體材料層204來實現供體結構208之供體材料之再生。因此,供體材料層204不會毯覆供體結構208,而是僅覆蓋供體結構208之對應於光束將照射之區域的部分。在一實施例中,可在最初使用供體結構208後隨即提供此經圖案化供體材料層204,及/或隨後(例如,在用毯覆式供體材料層204來曝光供體結構之後)提供此經圖案化供體材料層204。經圖案化供體材料層204之優點為供體材料之潛在較低使用率及/或潛在增加再生速率。
舉例而言,相似於上文所論述之情形,再生模組可具有噴墨(或其他)裝置318以將供體材料選擇性地施加至供體結構208以形成適當的經圖案化供體材料層204。在一實施例中,經選擇性施加之供體材料(例如,小滴)相比於沈積所需要之供體材料可具有較低解析度,使得經圖案化供體材料層204僅為對應於待施加至供體結構208以在基板114上形成供體材料之經沈積圖案之曝光圖案的近似。在一實施例中,再生模組可藉由填充此經圖案化供體材料層204中之孔來「固定」經先前圖案化之供體材料層204。在一實施例中,供體結構208可在曝光之後被剝離掉任何剩餘供體材料,且施加新的經圖案化供體材料層204。
在一實施例中,可藉由供體材料層204之回焊以填充孔來實現供體結構208之供體材料之再生,且供體結構208之供體材料之再生視情況涉及額外材料之沈積以補償在曝光期間自供體材料層204所轉移之材料。在添加額外材料時,通常可將此額外材料添加至供體材料層204,或此額
外材料可以需要額外材料之區域為目標。舉例而言,如上文相似地所論述,噴墨(或其他)裝置318可將額外供體材料選擇性地施加至供體材料層204中之孔中之一或多者的部位。在一實施例中,經選擇性施加之額外供體材料(例如,小滴)相比於供體材料層204中之一或多個孔可具有較低解析度,且回焊幫助使用經選擇性施加之額外供體材料而使該等孔平滑且填充等孔。
舉例而言,可藉由供體材料層204之熱回焊以填充孔來實現藉由供體結構208之供體材料之回焊的再生,且藉由供體結構208之供體材料之回焊的再生視情況涉及額外材料之沈積以補償在曝光期間自供體材料層204所轉移之材料。可使用加熱器322來加熱供體結構208及/或供體材料層204,從而引起該層之平滑:孔被填充。倘若供體材料層204在回焊之後不足夠厚,則可沈積另外供體材料以產生供體材料層204之所要厚度。
在一實施例中,可藉由供體結構208之部分之選擇性生長、繼之以藉由供體材料層204之回焊且視情況藉由額外供體材料之沈積來實現供體結構208之供體材料之再生。此方法可用於(例如)供體材料層204上覆於釋放或其他層(例如,透明材料202)的情形。因此,可再生釋放或其他層,繼之以再生供體材料層204。舉例而言,釋放或其他層在其上可能已沈積有引起釋放或其他層之修理的化學特定沈積材料。可如上文所論述使供體材料層204回焊,且視情況將額外材料沈積於供體材料層204上。在一實施例
中,可使用本文或別處所揭示之其他方法中任一者來再生供體材料層204。
在一實施例中,供體結構208可為鋁箔。若鋁箔在其上具有一層(例如,非金屬層),則光束可使此層蒸發,因此留下始終通過供體結構208之孔。在一實施例中,若鋁箔在其上具有一層(例如,非金屬層),則光束可不使此層蒸發,從而僅在供體材料中留下孔。可如本文所描述使供體結構208(例如,供體結構208之未用部分)再新。舉例而言,其可被捨棄、被熔融以形成新供體結構、藉由相比於待形成於基板上之圖案以較低位元解析度在需要新供體材料之部位處再生供體材料時進行噴射而再生,等等。
在一實施例中,如上文所論述,供體結構208可包含固持器材料202,供體材料層204靜電地或電磁地夾持至固持器材料202上。在一實施例中,靜電地或電磁地夾持至固持器材料202之供體材料層204包含材料粉末或粒子,諸如,金屬粉末或粒子。可藉由(例如)反轉或切斷供體結構208之電荷或極性而剝去供體材料層204來實現此供體結構208之再生(在供體結構208使材料204自供體結構208沈積至基板114之後)。結果,剩餘供體材料204可自其下降或被實體地移除(藉由(例如)刷子、氣體串流或其他機構)。可藉由隨後反轉或接合供體結構208之電荷或極性而將新供體材料層204施加至固持器材料202。可將特定電荷或極性主動地提供至固持器材料202及/或供體材料204以促進靜電或電磁夾持。舉例而言,再新模組308可具有適當電
及/或磁性結構以促進固持器材料202及/或供體材料204之相關充電或極性。在一實施例中,供體結構208可在用於裝置之沈積區域及/或其他區域中期間連接至電荷或磁源以促進使供體材料層204維持於固持器材料202上。
或者或另外,如上文所論述,光束可用以切除基板114之材料。詳言之,光束可用以引入相轉移。控制器218可經組態以組態輻射源以提供相比於用於材料沈積及/或光微影之光束具有增加功率之光束。
或者或另外,相似於光微影抗蝕劑程序,光束可用以造成基板114上之材料之屬性的局域改變,繼之以移除尚未改變之材料。舉例而言,可用在曝光至光束之輻射時凝固或改變狀態之材料來覆蓋基板114。作為一實例,可用諸如金屬粉末之粉末來覆蓋基板114(例如,靜電地或電磁地黏附,如上文所論述)。光束接著可造成粉末之局域化部分改變至液體狀態,使得其與鄰近粉末一起凝結且接著變成凝膠或固體。舉例而言,基板上之材料可燒結。剩餘不變粉末保持呈粉末形式且接著可被移除(例如,藉由反轉或切斷具有該粉末之基板114之電荷或極性)以留下由經曝光粉末形成之圖案。諸如冷卻、至輻射之進一步曝光等等之其他處理步驟可用以將經曝光粉末轉換成對應於該圖案之固體形式。
在一有關程序中,參看圖35,可用第一材料324來覆蓋基板114,在第一材料324上方提供形成所要圖案之第二材料326。參看圖35(A),接著將具有第一材料324及第二材
料326之基板114曝光至輻射光束。在此狀況下,參看圖35(B),在曝光至光束時改變下伏的第一材料324之屬性以允許上覆的第二材料326沈積於基板114上。參看圖35(C),接著可隨後移除第一材料324之屬性尚未改變的第一材料及第二材料之部分。舉例而言,可將上方為金屬層326(或其他適當圖案形成材料)之塑膠層324(或其他適當材料)提供至基板114。光束接著可造成塑膠層324之狀態之局域改變,例如,使該塑膠層熔融,此情形接著造成或允許上覆金屬層326轉移至基板114上。
在一實施例中,參看圖36,噴墨或其他相似裝置328可用以將圖案化材料直接提供至基板114。舉例而言,噴墨裝置328可將液體金屬202噴射至基板114上以提供所要圖案。在一有關程序中,噴墨裝置可接收或形成溶劑與圖案化材料之混合物。噴墨裝置可將該混合物噴射至基板114上,基板114係藉由加熱器330加熱至幾乎立即或極快速地將造成該混合物中之溶劑蒸發之溫度,例如,約攝氏250度或更高。因此,在接觸基板上之經噴射混合物後,溶劑隨即蒸發,從而使圖案化材料留存於基板上。可提供具有一或多個孔隙以允許供體材料傳遞至基板之屏蔽331以屏蔽噴墨裝置使其不受到基板114之熱的影響及/或屏蔽噴墨裝置以免蒸發溶劑。
在一實施例中,參看圖32,供體結構208可包含經圖案化材料202,供體材料層204施加於經圖案化材料202上方。在一實施例中,經圖案化材料202包含穿插於一或多
個低表面張力區域334當中之一或多個高表面張力區域332。在一實施例中,高表面張力區域332中之一或多者被低表面張力材料334環繞。在一實施例中,一或多個高表面張力區域332包含低表面張力材料中之一或多個孔。經圖案化材料202可包含兩個或兩個以上材料層,其中(例如)一個層為高表面張力材料且另一層為低表面張力材料。
在一實施例中,經圖案化材料202包含基礎高表面張力材料層332(例如,石英)及上覆低表面張力材料層334。經由(例如)光阻曝光及蝕刻程序,可在低表面張力材料層中形成一或多個孔隙以顯現高表面張力材料。在一實施例中,可處理高表面張力材料以形成低表面張力區域。其他程序可用以形成一或多個高表面張力區域與一或多個低表面張力區域之穿插式配置。除了用以形成經圖案化材料202之以光罩為基礎之光微影技術以外或作為該以光罩為基礎之光微影技術之替代例,接觸微影、箔光罩微影、壓印微影或無光罩微影可用以創製用以蝕刻掉低表面張力材料之光罩。
在一實施例中,高表面張力區域332包含石英、藍寶石(Al2O3)及/或YAG(釔鋁石榴石,Y3Al5O12)。在一實施例中,高表面張力區域332可包含透明氧化物。在一實施例中,低表面張力區域334可包含有機(例如,聚四氟乙烯,或氟化自組單層(SAM))或無機(例如,氮化硼)材料。在一實施例中,低表面張力區域334可包含聚合物,例如,氟化聚合物或聚二甲基矽氧烷。分子之實例為(1H,1H,2H,2H-
全氟辛基)三氯矽烷及/或(烷基)三氯矽烷(其中烷基鏈長於C6(己基且較長))。在(例如)聚四氟乙烯及/或氮化硼之狀況下,層可實質上厚於一個單層(例如,幾奈米),此情形可幫助含有待切除之供體材料204。
參看圖33(A),當將供體材料層204施加於經圖案化材料202上方時,若供體材料204之黏度足夠低,則該材料204抽取至高表面張力區域。結果,形成包含供體材料204及實質上不包含供體材料204之分離區域。因此,在一實施例中,參看圖33(B)及圖33(C),供體材料204之獨立式「島狀物(island)」可形成於經圖案化材料202上。供體材料204之分離區域接著可用於LIFT或其他程序中。舉例而言,光束200可以「島狀物」為目標。高表面張力「島狀物」之大小可經設定成在光束200衝擊供體材料204時約為光束200之橫截面的大小或略微大於光束200之橫截面的大小。
使用連續供體材料薄片之LIFT程序可在供體材料轉移程序期間造成呈小粒子之形式的碎片。因此,此經圖案化材料202配置之優點為:供體材料204不連續且因此在供體材料轉移程序期間可較不傾於碎片形成。舉例而言,因為將不存在鄰近於一「島狀物」之材料,所以延伸超出該「島狀物」之大小但在衝擊另一「島狀物」之前的光束200將造成僅自該「島狀物」之材料轉移。另外,「島狀物」相比於連續層可造成離散材料轉移,此係因為:在連續層中,一部分係自該層「裂開」,因此潛在地造成鄰近材料變位為粒子。
在一實施例中,參看圖32,供體結構208可具備一或多個孔隙336。舉例而言,一或多個孔隙336可對應於一或多個高表面張力區域。因此,在一實施例中,供體結構208可包含具有複數個孔隙之不透明層338。此配置之優點為光束置放之冗餘及/或在無額外微影步驟之情況下允許多圓點照明。在一實施例中,不透明層338可實質上在供體材料層上方。此置放之優點為:光束可實質上僅衝擊高表面張力區域,而低表面張力區域被實質上屏蔽。此情形允許(例如)光束光點較大或為略微非球面(因為孔隙之不透明層將阻擋光束之部分)、用狹長光束光點之多圓點曝光,及在低表面張力區域將未被顯著地照明時低表面張力區域上之材料之某冗餘。
參看圖34,描繪用以創製具有一或多個孔隙之供體結構208的程序流程。參看圖34(A),提供基礎材料202。在一實施例中,基礎材料202包含透明材料,例如,石英。接著,參看圖34(B),用不透明材料338來塗佈基礎材料。在一實施例中,不透明材料可為鉻。參看圖34(C),結構化不透明層以形成一或多個孔隙336。可使用(例如)標準微影技術(例如,將抗蝕劑塗佈於不透明層上、曝光抗蝕劑、顯影經曝光抗蝕劑以顯現一或多個孔隙、通過剩餘抗蝕劑之孔隙而蝕刻不透明層,及剝離剩餘抗蝕劑)來結構化不透明層。參看圖34(D),將透明層332施加於經結構化不透明材料上。在一實施例中,透明層包含高表面張力材料(例如,石英)。參看圖34(E),將低表面張力材料層334提
供於上覆於經結構化不透明層338之透明材料332上方。接著,將(例如)正性色調抗蝕劑340之層提供於低表面張力材料層上方。參看圖34(F),通過不透明層之孔隙且通過低表面張力材料層施加自對準輻射曝光342以曝光正性色調抗蝕劑以得到經曝光抗蝕劑344。參看圖34(G),接著顯影抗蝕劑以在抗蝕劑中得到實質上對應於不透明層中之孔隙的孔隙。接著,在圖34(H)中使用經圖案化且經顯影之抗蝕劑來蝕刻低表面張力材料層334以在該低表面張力材料層中提供孔隙,因此將高表面張力材料層332曝光為複數個高表面張力區域。參看圖34(I),在蝕刻之後,剝離剩餘抗蝕劑340以得到使高表面張力區域穿插於低表面張力區域中之經圖案化材料202。
參看圖33,描繪供體結構208之經圖案化材料202上之供體材料層204之再新(包括初始施加)的實施例。參看圖33(A),將供體材料粒子204之懸浮液施加至經圖案化材料202之低表面張力區域334及高表面張力區域332。在一實施例中,懸浮液為供體材料(例如,金屬)粒子204之以水(或極性溶劑)為基礎之懸浮液。在一實施例中,可遍及低表面張力區域及高表面張力區域之表面而旋塗懸浮液。
參看圖33(B),懸浮液膜將自低表面張力區域334抽取(去濕),且因此將懸浮液(及因此將供體材料粒子204)驅動至高表面張力區域332(例如,孔)。結果,形成包含供體材料204及實質上不包含供體材料204之分離區域。在懸浮液乾燥之後,參看圖33(C),供體材料204覆蓋(或填充)穿插
於低表面張力區域334中之高表面張力區域332。
在一實施例中,可提供400個可個別定址元件102。在一實施例中,600至1200個工作之可個別定址元件102可視情況具備額外可個別定址元件102以作為(例如)儲備物及/或用於校正曝光(如(例如)上文所論述)。工作之可個別定址元件102之數目可取決於(例如)抗蝕劑,抗蝕劑需要某一輻射劑量以用於圖案化。
在可個別定址元件為二極體時,其可在如(例如)圖37所示的光學輸出功率相對於前向電流之曲線之陡峭部分中(240 mA相對於35 mA)操作,從而針對複數個可個別定址元件得到每二極體高輸出功率(250 mW相對於0.33 mW),但得到低電功率(133 W相對於15 kW)。因此,二極體可被更有效率地使用且導致較少功率消耗及/或熱。因此,在一實施例中,在功率/前向電流曲線之陡峭部分中操作二極體。在功率/前向電流曲線之非陡峭部分中操作可導致輻射之不相干性。在一實施例中,以大於5 mW但小於或等於20 mW或小於或等於30 mW或小於或等於40 mW之光學功率來操作二極體。在一實施例中,不在大於300 mW之光學功率下操作二極體。在一實施例中,在單模式而非多模式中操作二極體。
可個別定址元件102之數目可尤其(且亦在上文所提及之程度上)取決於可個別定址元件102意欲覆蓋之曝光區之長度、可個別定址元件102在曝光期間移動(若存在)之速率、藉由偏轉器之偏轉之速率及量、光點大小(亦即,自可個
別定址元件102投影於基板上之光點之橫截面尺寸,例如,寬度/直徑)、可個別定址元件中每一者應提供之所要強度(例如,不管是否需要遍及一個以上可個別定址元件展開基板上之光點之所欲劑量以避免對基板或基板上之抗蝕劑之損壞)、基板之所要掃描速率、成本考慮、可個別定址元件可被「接通」或「關斷」之頻率,及針對冗餘可個別定址元件102之要求(如早先所論述;例如,用於校正曝光或作為儲備物(例如,若一或多個可個別定址元件崩潰))。在一實施例中,針對一光學柱存在至少100個可個別定址元件102,例如,至少200個可個別定址元件、至少400個可個別定址元件、至少600個可個別定址元件、至少1000個可個別定址元件、至少1500個可個別定址元件、至少2500個可個別定址元件,或至少5000個可個別定址元件。在一實施例中,針對一光學柱存在50000個以下可個別定址元件102,例如,25000個以下可個別定址元件、15000個以下可個別定址元件、10000個以下可個別定址元件、7500個以下可個別定址元件、5000個以下可個別定址元件、2500個以下可個別定址元件、1200個以下可個別定址元件、600個以下可個別定址元件,或300個以下可個別定址元件。
在一實施例中,對於每一10公分之曝光區長度(亦即,將光學柱中之可個別定址元件之數目正規化成10公分之曝光區長度),光學柱包含至少100個可個別定址元件102,例如,至少200個可個別定址元件、至少400個可個別定址
元件、至少600個可個別定址元件、至少1000個可個別定址元件、至少1500個可個別定址元件、至少2500個可個別定址元件,或至少5000個可個別定址元件。在一實施例中,對於每一10公分之曝光區長度(亦即,將光學柱中之可個別定址元件之數目正規化成10公分之曝光區長度),光學柱包含50000個以下可個別定址元件102,例如,25000個以下可個別定址元件、15000個以下可個別定址元件、10000個以下可個別定址元件、7500個以下可個別定址元件、5000個以下可個別定址元件、2500個以下可個別定址元件、1200個以下可個別定址元件、600個以下可個別定址元件,或300個以下可個別定址元件。
在一實施例中,光學柱包含少於75%之冗餘可個別定址元件102,例如,67%或更少、50%或更少、約33%或更少、25%或更少、20%或更少、10%或更少,或5%或更少。在一實施例中,光學柱包含至少5%之冗餘可個別定址元件102,例如,至少10%、至少25%、至少33%、至少50%,或至少65%。在一實施例中,光學柱包含約67%之冗餘可個別定址元件。
在一實施例中,基板上之可個別定址元件之光點大小為10微米或更小、5微米或更小,例如,3微米或更小、2微米或更小、1微米或更小、0.5微米或更小、0.3微米或更小,或約0.1微米。在一實施例中,基板上之可個別定址元件之光點大小為0.1微米或更大、0.2微米或更大、0.3微米或更大、0.5微米或更大、0.7微米或更大、1微米或更
大、1.5微米或更大、2微米或更大,或5微米或更大。在一實施例中,光點大小為約0.1微米。在一實施例中,光點大小為約0.5微米。在一實施例中,光點大小為約1微米。
圖38示意性地說明可如何產生基板114上之圖案。填滿式圓圈表示藉由投影系統108中之透鏡陣列170投影至基板114上的光點陣列S。在一系列曝光被曝光於基板114上時,該基板在X方向上相對於投影系統108而移動。空心式圓圈表示先前已曝光於基板上之光點曝光SE。如圖所示,藉由投影系統108內之透鏡陣列170投影至基板114上的每一光點將光點曝光之列R曝光於基板114上。藉由光點S中每一者所曝光之光點曝光SE之所有列R的總和來產生用於基板114之完整圖案。此配置通常被稱作「像素柵格成像」。應瞭解,圖38為示意性圖式且光點S實務上可重疊。
可看出,輻射光點陣列S係相對於基板掃描方向以角度α而配置(基板114之邊緣平行於X及Y方向)。進行此配置,使得當基板114在掃描方向(X方向)上移動時,每一輻射光點將傳遞遍及該基板之不同區域,藉此允許藉由輻射光點陣列S來覆蓋整個基板。在一實施例中,角度α為至多20°、10°,例如,至多5°、至多3°、至多1°、至多0.5°、至多0.25°、至多0.10°、至多0.05°,或至多0.01°。在一實施例中,角度α為至少0.0001°,例如,至少0.001°。根據在垂直於掃描方向之方向上的影像光點大小及陣列間隔來判定陣列在掃描方向上之傾斜角α及寬度,以確保定址基
板114之整個表面積。
圖39示意性地展示可如何藉由使用複數個光學引擎而在單次掃描中曝光整個基板114,每一光學引擎包含一或多個可個別定址元件102。藉由八個光學引擎產生輻射光點S(圖中未繪示)之八個陣列SA,八個光學引擎配置於呈「棋盤形」或交錯式配置之兩個列R1、R2中,使得一個輻射光點陣列S之邊緣與鄰近輻射光點陣列S之邊緣略微重疊。在一實施例中,光學引擎配置於至少3個列中,例如,配置於4個列或5個列中。以此方式,輻射頻帶橫越基板W之寬度而延伸,從而允許在單次掃描中執行整個基板之曝光。此「全寬」單次通過曝光幫助避免連接兩次或兩次以上通過之可能壓合問題,且亦可縮減機器佔據面積,此係因為基板可能無需在橫向於基板通過方向之方向上移動。應瞭解,可使用任何合適數目個光學引擎。在一實施例中,光學引擎之數目為至少1,例如,至少2、至少4、至少8、至少10、至少12、至少14,或至少17。在一實施例中,光學引擎之數目少於40,例如,少於30或少於20。每一光學引擎可包含一分離圖案化器件104,且視情況包含如上文所描述之一分離投影系統108及/或輻射系統。然而,應瞭解,兩個或兩個以上光學引擎可共用輻射系統、圖案化器件104及/或投影系統108中之一或多者之至少一部分。
在本文所描述之實施例中,提供控制器以控制可個別定址元件102及/或圖案化器件104。舉例而言,在可個別定
址元件為輻射發射器件之實例中,控制器可控制何時接通或關斷可個別定址元件,且實現可個別定址元件之高頻調變。控制器可控制藉由可個別定址元件中之一或多者發射之輻射的功率。控制器可調變藉由可個別定址元件中之一或多者發射之輻射的強度。控制器可橫越可個別定址元件陣列之全部或部分而控制/調整強度均一性。控制器可調整可個別定址元件之輻射輸出以校正成像誤差,例如,光展量及光學像差(例如,彗形像差、像散性,等等)。可藉由圖案化器件104之偏轉器112提供相似控制。
在光微影中,可藉由將基板上之抗蝕劑層選擇性地曝光至輻射(例如,藉由將抗蝕劑層曝光至經圖案化輻射)而將所要特徵創製於基板上。抗蝕劑之接收某一最小輻射劑量(「劑量臨限值」)的區域經歷化學反應,而其他區域保持不變。抗蝕劑層中因此產生之化學差異允許顯影抗蝕劑,亦即,選擇性地移除至少已接收到最小劑量之區域或移除未接收到最小劑量之區域。結果,基板之部分仍受到抗蝕劑保護,而基板之供移除抗蝕劑的區域被曝光,從而允許(例如)額外處理步驟,例如,基板之選擇性蝕刻、選擇性金屬沈積等等,藉此創製所要特徵。圖案化該輻射可藉由如下方式實現:控制圖案化器件104,使得在所要特徵內透射至基板上之抗蝕劑層之區域的輻射處於足夠高強度而使得該區域在曝光期間接收高於劑量臨限值之輻射劑量,而基板上之其他區域藉由提供零或顯著較低輻射強度來接收低於劑量臨限值之輻射劑量。
實務上,所要特徵之邊緣處之輻射劑量可能不自給定最大劑量突然改變至零劑量,即使其被設定成在特徵邊界之一個側上提供最大輻射強度且在另一側上提供最小輻射強度仍如此。取而代之,歸因於繞射效應,輻射劑量之位準可橫越過渡區帶而下降。接著,藉由經接收劑量下降至低於輻射劑量臨限值時之位置來判定在顯影抗蝕劑之後最終形成之所要特徵之邊界的位置。可藉由將至基板上之在特徵邊界上或附近之點的輻射不僅提供成最大強度位準或最小強度位準而且提供成介於最大強度位準與最小強度位準之間的強度位準來更精確地控制橫越過渡區帶之輻射劑量之下降的輪廓且因此控制特徵邊界之精確位置。此情形通常被稱作「灰階化(grayscaling)」或「灰階層次化(grayleveling)」。
相比於在提供至基板之輻射強度可僅被設定成兩個值(即,僅僅最大值及最小值)之微影系統中可能的情形,灰階化可提供特徵邊界之位置之較大控制。在一實施例中,可投影至少三個不同輻射強度值,例如,至少4個輻射強度值、至少8個輻射強度值、至少16個輻射強度值、至少32個輻射強度值、至少64個輻射強度值、至少100個輻射強度值、至少128個輻射強度值,或至少256個輻射強度值。若圖案化器件為輻射源自身(例如,發光二極體或雷射二極體陣列),則可(例如)藉由控制所透射之輻射之強度位準來實現灰階化。若圖案化器件包括偏轉器112,則可(例如)藉由控制偏轉器112之傾斜角來實現灰階化。又,可
藉由對複數個可程式化元件及/或偏轉器進行分組且控制群組內之在給定時間被接通或關斷之元件及/或偏轉器的數目來實現灰階化。
在一實例中,圖案化器件可具有一系列狀態,該等狀態包括:(a)所提供輻射對其對應像素之強度分佈有最小貢獻或甚至有零貢獻的黑色狀態;(b)所提供輻射作出最大貢獻之最白狀態;及(c)所提供輻射作出中間貢獻之複數個狀態。該等狀態劃分成用於正常光束圖案化/印刷之正常集合,及用於補償有缺陷元件之效應的補償集合。正常集合包含黑色狀態,及中間狀態之第一群組。此第一群組將被描述為灰色狀態,且其可經選擇以向對應像素強度提供自最小黑色值直至某一正常最大值之逐漸增加貢獻。補償集合包含中間狀態之剩餘第二群組,連同最白狀態。中間狀態之此第二群組將被描述為白色狀態,且其可經選擇以提供大於正常最大值之貢獻,從而逐漸地增加直至對應於最白狀態之真實最大值。儘管中間狀態之第二群組被描述為白色狀態,但應瞭解,此情形僅僅係促進區別正常曝光步驟與補償曝光步驟。或者,整個複數個狀態可被描述為介於黑色與白色之間的灰色狀態序列,其可經選擇以實現灰階印刷。
應瞭解,可出於上文所描述之目的之額外或替代目的而使用灰階化。舉例而言,可調諧基板在曝光之後的處理,使得取決於經接收輻射劑量位準,存在基板之區之兩個以上潛在回應。舉例而言,基板之接收低於第一臨限值之輻
射劑量的部分以第一方式作出回應;基板之接收高於第一臨限值但低於第二臨限值之輻射劑量的部分以第二方式作出回應;且基板之接收高於第二臨限值之輻射劑量的部分以第三方式作出回應。因此,灰階化可用以橫越基板而提供具有兩個以上所要劑量位準之輻射劑量輪廓。在一實施例中,輻射劑量輪廓具有至少2個所要劑量位準,例如,至少3個所要輻射劑量位準、至少4個所要輻射劑量位準、至少6個所要輻射劑量位準,或至少8個所要輻射劑量位準。
應進一步瞭解,可藉由除了藉由僅僅控制在每一點處所接收之輻射強度(如上文所描述)以外的方法來控制輻射劑量輪廓。舉例而言,或者或另外,可藉由控制每一點之曝光之持續時間來控制藉由該點接收之輻射劑量。作為一另外實例,每一點可在複數個順次曝光中潛在地接收輻射。因此,或者或另外,可藉由使用該複數次順次曝光之選定子集來曝光每一點而控制藉由該點接收之輻射劑量。
另外,雖然上文關於灰階化之論述集中於光微影,但相似概念可應用於本文所論述之材料移除及材料沈積。舉例而言,可用不同劑量位準來控制切除以提供灰階化。相似地,可控制劑量位準以提供與材料沈積相關聯之灰階化。
為了在基板上形成圖案,有必要在曝光程序期間之每一階段將圖案化器件設定至必需狀態。因此,必須將表示必需狀態之控制信號傳輸至圖案化器件。理想地,微影裝置包括產生控制信號之控制器。可將待形成於基板上之圖案
以向量定義格式(例如,GDSII)提供至微影裝置。為了將設計資訊轉換成控制信號,控制器包括一或多個資料操控器件,每一資料操控器件經組態以對表示圖案之資料串流執行處理步驟。資料操控器件可被集體地稱作「資料路徑」。
資料路徑之資料操控器件可經組態以執行以下功能中之一或多者:將以向量為基礎之設計資訊轉換成位元圖圖案資料;將位元圖圖案資料轉換成所需輻射劑量圖(即,橫越基板之所需輻射劑量輪廓);將所需輻射劑量圖轉換成每一可個別控制元件之所需輻射強度值;及將每一可個別控制元件之所需輻射強度值轉換成對應控制信號。
在一實施例中,可藉由有線或無線通信將控制信號供應至可個別控制元件102及/或一或多個其他器件(例如,偏轉器及/或感測器)。另外,可將來自可個別控制元件102及/或來自一或多個其他器件(例如,偏轉器及/或感測器)之信號傳達至控制器。以相似於控制信號之方式,可藉由有線或無線構件將電力供應至可個別控制元件102或一或多個其他器件(例如,偏轉器及/或感測器)。舉例而言,在一有線實施例中,可藉由一或多條線來供應電力,而不管該等線與攜載信號之線相同抑或不同。可提供滑動接觸配置以傳輸電力。在一無線實施例中,可藉由RF耦合來遞送電力。
雖然先前論述集中於供應至可個別控制元件102及/或一或多個其他器件(例如,偏轉器及/或感測器)之控制信號,
但或者或另外,該等控制信號應被理解為涵蓋經由適當組態而將信號自可個別控制元件102及/或自一或多個其他器件(例如,偏轉器及/或感測器)傳輸至控制器。因此,通信可為單向的(例如,僅至或自可個別控制元件102及/或一或多個其他器件(例如,偏轉器及/或感測器))或雙向的(亦即,自及至可個別控制元件102及/或一或多個其他器件(例如,偏轉器及/或感測器))。
在一實施例中,可變更用以提供圖案之控制信號以考量可影響基板上之圖案之適當供應及/或實現的因素。舉例而言,可將校正應用於控制信號以考量可個別控制元件102、透鏡等等中之一或多者之加熱。此加熱可造成可個別控制元件102、透鏡等等之指向方向改變、輻射之均一性改變,等等。在一實施例中,與可個別控制元件102及/或來自(例如)感測器之其他元件相關聯的測定溫度及/或膨脹/收縮可用以變更原本將被提供以形成圖案之控制信號。因此,舉例而言,在曝光期間,可個別控制元件102之溫度可變化,該變動造成將在單一恆定溫度下提供之經投影圖案之改變。因此,可變更控制信號以考量此變動。相似地,在一實施例中,可使用來自對準感測器及/或位階感測器150之結果以變更藉由可個別控制元件102提供之圖案。可變更該圖案以校正(例如)可起因於(例如)可個別控制元件102與基板114之間的光學件(若存在)之失真、基板114之定位中之不規則性、基板114之不均勻性,等等。
在一實施例中,可基於起因於測定參數(例如,測定溫
度、藉由位階感測器量測之距離,等等)的關於所要圖案之物理/光學結果之理論而判定控制信號之改變。在一實施例中,可基於起因於測定參數的關於所要圖案之物理/光學結果之實驗或經驗模型而判定控制信號之改變。在一實施例中,可以前饋及/或回饋方式來應用控制信號之改變。
在一實施例中,微影裝置可包含感測器118以量測已或待藉由一或多個可個別控制元件102透射朝向基板之輻射的特性。此感測器可為光點感測器或透射影像感測器。感測器可用以(例如)判定來自可個別控制元件102之輻射的強度、來自可個別控制元件102之輻射的均一性、來自可個別控制元件102之輻射光點的橫截面大小或面積,及/或來自可個別控制元件102之輻射光點的部位(在X-Y平面中)。
圖2描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖,其展示感測器118之一些實例部位。在一實施例中,一或多個感測器118提供於用以固持基板114之基板台106中或上。舉例而言,感測器118可提供於基板台106之前邊緣及/或基板台106之後邊緣處。在此實例中,展示三個感測器118,一個感測器係針對每一可個別控制元件陣列102。理想地,感測器位於將不藉由基板116覆蓋之位置處。在一替代或額外實例中,感測器可提供於基板台106之側邊緣處,理想地提供於將不藉由基板116覆蓋之部位處。基板台106之前邊緣處之感測器118可用於可個別控制元件102之曝光前偵測。基板台106之後邊緣處之感測器
118可用於可個別控制元件102之曝光後偵測。基板台106之側邊緣處之感測器118可用於在可個別控制元件102之曝光期間之偵測(「在運作中」偵測)。
在一實施例中,感測器118可提供於框架160上,且經由可個別控制元件102之光束路徑中之光束重新引導結構(例如,反射鏡面配置)而自可個別控制元件102接收輻射。舉例而言,可個別控制元件102在X-Y平面中移動,且因此,可個別控制元件102可經定位成將輻射提供至光束重新引導結構。在一實施例中,感測器118可提供於框架160上,且自可個別控制元件102之背側(亦即,與供提供曝光輻射之側相對的側)接收來自可個別控制元件102之輻射。相似地,可個別控制元件102在X-Y平面中移動,且因此,可個別控制元件102可經定位成將輻射提供至感測器118。在一實施例中,框架160上之感測器118處於固定位置中,或另外可依靠(例如)關聯致動器而可移動。可使用框架160上之感測器118以除了提供曝光前感測及/或曝光後感測以外或替代提供曝光前感測及/或曝光後感測亦提供「在運作中」感測。在一實施例中,感測器118可藉由致動器移動,且可位於基板台將移動之路徑下方(如圖3所示)、位於該路徑之側處或位於基板台106上方。在一實施例中,感測器118可藉由致動器移動至基板台106之感測器118在圖3中被展示的位置,若基板台106不在彼處,則此移動可在X、Y及/或Z方向上。感測器118可附接至框架160且可使用致動器相對於框架160而位移。
在用以量測已或待藉由一或多個可個別控制元件102透射朝向基板之輻射之特性的操作中,藉由移動感測器118及/或移動可個別控制元件102之輻射光束而使感測器118位於來自可個別控制元件102之輻射路徑中。因此,作為一實例,基板台106可移動至來自可個別控制元件102之輻射路徑中之位置感測器118。在此狀況下,感測器118定位至曝光區234處之可個別控制元件102之路徑中。在一實施例中,感測器118可定位至曝光區234外部之可個別控制元件102之路徑中。一旦位於輻射路徑中,感測器118就可偵測輻射且量測輻射之特性。為了促進感測,感測器118可相對於可個別控制元件102而移動,及/或可個別控制元件102(及/或光束)可相對於感測器118而移動。
作為一另外實例,可個別控制元件102可移動至一位置,使得來自可個別控制元件102之輻射照射於光束重新引導結構上。光束重新引導結構將光束引導至框架160上之感測器118。為了促進感測,感測器118可相對於可個別控制元件102而移動,及/或可個別控制元件102(及/或光束)可相對於感測器118而移動。
在一實施例中,感測器118可固定或移動。若固定,則可個別控制元件102及/或光束理想地可相對於固定感測器118而移動以促進感測。舉例而言,可個別控制元件102可相對於感測器118(例如,框架160上之感測器118)而移動(例如,旋轉或平移)以促進藉由感測器118之感測。若感測器118可移動(例如,基板台106上之感測器118),則可個別
控制元件102及/或光束可保持靜止以用於感測,或另外移動以(例如)加快感測。
感測器118可用以校準圖案化器件104,諸如,偏轉器112及/或可個別控制元件102中之一或多者。舉例而言,可在曝光之前藉由感測器118來偵測來自圖案化器件之光點之部位,且相應地校準系統。接著,可基於光點之此預期部位而調節曝光(例如,控制基板114之位置、控制可個別控制元件102及/或光束之位置、控制可個別控制元件102之關斷或接通,等等)。另外,隨後可進行校準。舉例而言,可使用(例如)基板台106之後邊緣上之感測器118而緊接地在曝光之後且在另外曝光之前進行校準。可在每一曝光之前、在某一數目個曝光之後等等進行校準。另外,可使用感測器118「在運作中」偵測光點之部位,且相應地調節曝光。或許可基於「在運作中」感測而重新校準諸如偏轉器112及/或可個別控制元件102之圖案化器件104。
在一實施例中,可提供位置感測器以判定可個別控制元件102中之一或多者、偏轉器112、透鏡等等在高達6個自由度中之位置。在一實施例中,感測器可包含干涉計。在一實施例中,感測器可包含編碼器,編碼器可用以偵測一或多個一維編碼器光柵及/或一或多個二維編碼器光柵。
在一實施例中,可提供感測器以判定已透射至基板之輻射之特性。在此實施例中,感測器捕獲藉由基板重新引導之輻射。在一實例使用中,藉由感測器捕獲之經重新引導輻射可用以促進判定來自可個別控制元件102之輻射光點
之部位(例如,來自可個別控制元件102之輻射光點之未對準)。詳言之,感測器可捕獲自基板之剛剛曝光之部分重新引導的輻射,亦即,潛影。此尾部重新引導輻射之強度的量測可給出光點是否已適當地對準之指示。舉例而言,此尾部之重複量測可給出重複信號,與該重複信號之偏差將指示光點之未對準(例如,異相信號可指示未對準)。舉例而言,可提供三個偵測區,三個偵測區之結果可經比較及/或組合以促進未對準之辨識。需要使用僅一個偵測區。
在一實施例中,可個別定址元件102中之一或多者可移動。舉例而言,可個別定址元件102中之一或多者可在X、Y及/或Z方向上可移動。或者或另外,可個別定址元件102中之一或多者可圍繞X、Y及/或Z方向可旋轉(亦即,Rx、Ry及/或Rz運動)。
在一實施例中,可個別定址元件102中之一或多者可在該一或多個可個別定址元件用以投影光束110之全部或部分的曝光區與該一或多個可個別定址元件不投影光束110之任何部分的在該曝光區外部之部位之間可移動。在一實施例中,一或多個可個別定址元件102為輻射發射器件,輻射發射器件在曝光區234(圖40(A)至圖40(C)之陰影區)中接通或至少部分地接通,亦即,其發射輻射,且輻射發射器件在位於曝光區234外部時關斷,亦即,其不發射輻射。
在一實施例中,一或多個可個別定址元件102為可在曝
光區234中及在曝光區234外部接通之輻射發射器件。在此情況下,一或多個可個別定址元件102可在曝光區234外部接通以在(例如)輻射未藉由一或多個可個別定址元件102適當地投影於曝光區234中時提供補償曝光。
在一實施例中,曝光區234為狹長線。在一實施例中,曝光區234為一或多個可個別定址元件102之一維陣列。在一實施例中,曝光區234為一或多個可個別定址元件102之二維陣列。在一實施例中,曝光區234狹長。
在一實施例中,可移動可個別定址元件102中每一者可分離地且未必一起作為一單元可移動。
在一實施例中,一或多個可個別定址元件102可移動,且在使用時,至少在光束110之投影期間在橫向於光束110之傳播方向的方向上移動。舉例而言,在一實施例中,一或多個可個別定址元件102為在光束110之投影期間在實質上垂直於光束110之傳播方向的方向上移動的輻射發射器件。
在一實施例中,可個別定址元件102之一或多個陣列230為可側向位移及/或可旋轉之板,該(該等)板具有沿著該(該等)板而配置之複數個空間分離式可個別定址元件102,如圖40所示。舉例而言,在使用時,每一板沿著方向238而平移。在使用時,對可個別定址元件102之運動進行適當地時控以位於曝光區234(被展示為圖40(A)至圖40(C)之陰影區)中,以便投影光束110之全部或部分。舉例而言,在一實施例中,一或多個可個別定址元件102為輻射發射
器件,且對可個別定址元件102之接通或關斷進行時控,使得一或多個可個別定址元件102在處於曝光區234中時接通。舉例而言,在圖40(A)中,複數個二維輻射發射二極體陣列230在方向238上平移-兩個陣列在正方向238上平移且兩個陣列之間的中間陣列在負方向238上平移。對輻射發射二極體102之接通或關斷進行時控,使得每一陣列230之某些輻射發射二極體102在處於曝光區234中時接通。當然,當(例如)陣列230到達其行進末端時,陣列230可在相反方向上行進,亦即,兩個陣列在負方向238上行進且兩個陣列之間的中間陣列在正方向238上行進。在一另外實例中,在圖40(B)中,複數個交插式一維輻射發射二極體陣列230在方向238上平移-在正方向238及負方向238上交替。對輻射發射二極體102之接通或關斷進行時控,使得每一陣列230之某些輻射發射二極體102在處於曝光區234中時接通。當然,陣列230可在相反方向上行進。在一另外實例中,在圖40(C)中,單一輻射發射二極體陣列230(被展示為一維,但其無需為一維)在方向238上平移。對輻射發射二極體102之接通或關斷進行時控,使得每一陣列230之某些輻射發射二極體102在處於曝光區234中時接通。
在一實施例中,陣列230中每一者為一可旋轉板,可旋轉板具有圍繞該板而配置之複數個空間分離式可個別定址元件102。在使用時,每一板圍繞其自有軸線236而旋轉。陣列230可在順時針方向及逆時針方向上交替地旋轉。或
者,陣列230中每一者可在順時針方向上旋轉或在逆時針方向上旋轉。在一實施例中,陣列230旋轉完整一圈。在一實施例中,陣列230旋轉小於完整一圈之弧。在一實施例中,若(例如)基板在Z方向上掃描,則陣列230可圍繞在X或Y方向上延伸之軸線而旋轉。
在一實施例中,可旋轉板可具有如圖40(D)所示之組態。舉例而言,在圖40(D)中,展示可旋轉板之示意性俯視圖。可旋轉板可具有陣列230,陣列230具有圍繞該板而配置的可個別定址元件102之一或多個子陣列240(在圖40(D)中,多個子陣列240被展示,但可具有僅僅單一陣列230、240)。在圖40(D)中,子陣列240被展示為相對於彼此而交錯,使得一個子陣列240之一可個別定址元件102介於另一子陣列240之兩個可個別定址元件102之間。然而,子陣列240之可個別定址元件102可彼此對準。可個別定址元件102可藉由馬達242圍繞軸線236個別地或一起旋轉,在此實例中,在圖40(D)中之Z方向上經由馬達242而運轉。馬達242可附接至可旋轉板且連接至框架(例如,框架160),或附接至框架(例如,框架160)且連接至可旋轉板。在一實施例中,馬達242(或(例如)位於別處之某馬達)可造成可個別定址元件102之其他移動,不管個別地抑或一起。舉例而言,馬達242可造成可個別定址元件102中之一或多者在X、Y及/或Z方向上之平移。或者或另外,馬達242可造成可個別定址元件102中之一或多者圍繞X及/或Y方向之旋轉(亦即,Rx及/或Ry運動)。
在使用時,對可個別定址元件102之運動進行適當地時控以位於曝光區234中,以便投影光束110之全部或部分。舉例而言,在一實施例中,一或多個可個別定址元件102為輻射發射器件,且對可個別定址元件102之接通或關斷進行時控,使得一或多個可個別定址元件102在處於曝光區234中時接通且在處於區234外部時關斷。因此,在一實施例中,可使輻射發射器件102在運動期間皆保持接通,且接著將輻射發射器件102中之某些輻射發射器件在曝光區234中調變為關斷。可能需要在輻射發射器件102與基板之間及在曝光區234外部的適當屏蔽以屏蔽曝光區234免受在曝光區234外部接通之輻射發射器件102的影響。使輻射發射器件102一致地接通可促進使輻射發射器件102在使用期間處於實質上均一溫度下。在一實施例中,可使輻射發射器件102時常保持關斷,且可使輻射發射器件102中之一或多者在處於曝光區234中時接通。
在一實施例中,可提供比理論上所需要之可移動可個別定址元件(例如,在可旋轉板上)多的可移動可個別定址元件。此配置之可能優點為:若一或多個可移動可個別定址元件破裂或未能操作,則可代替地使用可移動可個別定址元件中之一或多個其他可移動可個別定址元件。或者或另外,額外可移動可個別定址元件可具有控制可個別定址元件上之熱負荷的優點,此係因為:所存在之可移動可個別定址元件愈多,則存在使曝光區234外部之可移動可個別定址元件冷卻的機會愈多。
在一實施例中,一或多個可個別定址元件可包含溫度控制配置。舉例而言,陣列230可具有流體(例如,液體)傳導通道以將冷卻流體輸送於陣列230上、輸送於陣列230附近或輸送通過陣列230以冷卻該陣列。該通道可連接至適當熱交換器及泵以使流體循環通過該通道。感測器可提供於陣列中、提供於陣列上或提供於陣列附近以量測陣列230之參數,該量測可用以控制(例如)藉由熱交換器及泵提供之流體流之溫度。在一實施例中,感測器可量測陣列230本體之膨脹及/或收縮,該量測可用以控制藉由熱交換器及泵提供之流體流之溫度。此膨脹及/或收縮可為溫度之代表者。在一實施例中,感測器可與陣列230整合及/或可與陣列230分離。與陣列230分離之感測器可為光學感測器。
在一實施例中,陣列230可具有一或多個散熱片以增加用於熱耗散之表面積。該(該等)散熱片可(例如)在陣列230之頂部表面上及/或在陣列230之側表面上。視情況,可提供一或多個另外散熱片以與陣列230上之該(該等)散熱片合作以促進熱耗散。舉例而言,該(該等)另外散熱片能夠自陣列230上之該(該等)散熱片吸收熱,且可包含流體(例如,液體)傳導通道及關聯熱交換器/泵。
在一實施例中,陣列230可位於流體限制結構處或附近,流體限制結構經組態以使流體維持接觸陣列230本體以經由流體而促進熱耗散。在一實施例中,流體238可為液體,例如,水。在一實施例中,流體限制結構在其與陣
列230本體之間提供密封件。在一實施例中,該密封件可為經由(例如)氣流或毛細管力而提供之無接觸密封件。在一實施例中,類似於如關於流體傳導通道所論述的情形,使流體循環以增進熱耗散。可藉由流體供應器件來供應流體。在一實施例中,陣列230可位於流體供應器件處或附近,流體供應器件經組態以投射流體朝向陣列230本體以經由流體而促進熱耗散。在一實施例中,流體為氣體,例如,清潔乾燥空氣、N2、惰性氣體,等等。
在一實施例中,陣列230本體為具有(例如)用於流體傳導通道之空腔之實質上固體結構。在一實施例中,陣列230本體為實質上類框架結構,該結構大部分敞開且各種組件(例如,可個別定址元件102、流體傳導通道,等等)附接至該結構。此敞開式結構促進氣體流動及/或增加表面積。在一實施例中,陣列230本體為實質上固體結構,其中複數個空腔通向或通過該本體以促進氣體流動及/或增加表面積。
雖然上文已描述用以提供冷卻之實施例,但或者或另外,該等實施例可提供加熱。
在一實施例中,在曝光使用期間使陣列230理想地保持於實質上恆定穩態溫度下。因此,舉例而言,陣列230之可個別定址元件102中之全部或許多者可在曝光之前被通電以達到或接近所要穩態溫度,且在曝光期間,任何一或多個溫度控制配置皆可用以冷卻及/或加熱陣列230以維持穩態溫度。在一實施例中,任何一或多個溫度控制配置皆
可用以在曝光之前加熱陣列230以達到或接近所要穩態溫度。接著,在曝光期間,任何一或多個溫度控制配置皆可用以冷卻及/或加熱陣列230以維持穩態溫度。可以前饋及/或回饋方式使用來自上文所描述之感測器之量測以維持穩態溫度。在一實施例中,複數個陣列230中每一者可具有相同穩態溫度,或複數個陣列230中之一或多個陣列230相比於複數個陣列230中之一或多個其他陣列230可具有不同穩態溫度。在一實施例中,陣列230被加熱至高於所要穩態溫度之溫度且接著在曝光期間下降,此係由於藉由任何一或多個溫度控制配置施加之冷卻,及/或因為可個別定址元件102之使用不足以維持高於所要穩態溫度之溫度。
在一實施例中,一或多個可個別定址元件102之移動、溫度控制等等之前述描述可應用於諸如選自如下各者之一或多者的其他元件:透鏡122、偏轉器112、透鏡124、透鏡140及/或透鏡170。另外,各種元件中之一或多者可相對於其他元件中之一或多者可移動及/或相對於相同元件中之一或多者可移動。舉例而言,透鏡140及/或透鏡170可相對於一或多個可個別定址元件102可移動,且舉例而言,透鏡140及/或透鏡170中之一或多者可相對於其他透鏡140及/或透鏡170中之一或多者可移動。
在一實施例中,如本文所描述之透鏡陣列係與可個別定址元件相關聯或整合。舉例而言,透鏡陣列122可附接至陣列230中每一者,且因此可隨著可個別定址元件102而可移動(例如,可旋轉)。透鏡陣列可相對於可個別定址元件
102(例如,在Z方向上)可位移。在一實施例中,可向一陣列230提供複數個透鏡陣列,每一透鏡陣列板係與複數個可個別定址元件102之不同子集相關聯。
在一實施例中,單一分離透鏡122可附接於每一可個別定址元件102前方,且隨著可個別定址元件102而可移動(例如,可旋轉)。另外,透鏡122可經由使用致動器而相對於可個別定址元件102(例如,在Z方向上)可位移。在一實施例中,可個別定址元件102及透鏡122可藉由致動器而相對於陣列230之本體一起位移。在一實施例中,致動器經組態以僅使透鏡122在Z方向上位移(亦即,相對於可個別定址元件102或連同可個別定址元件102)。在一實施例中,致動器經組態以使透鏡122在高達3個自由度中位移(Z方向、圍繞X方向之旋轉,及/或圍繞Y方向之旋轉)。在一實施例中,致動器經組態以使透鏡122在高達6個自由度中位移。在透鏡122可相對於其可個別定址元件102而移動時,透鏡122可藉由致動器移動以改變透鏡122之聚焦相對於基板之位置。在透鏡122可隨著其可個別定址元件102而移動時,透鏡122之聚焦位置實質上恆定,但相對於基板而位移。在一實施例中,針對與陣列230之每一可個別定址元件102相關聯之每一透鏡122而個別地控制透鏡122之移動。在一實施例中,複數個透鏡122之子集可相對於或連同複數個透鏡122之複數個可個別定址元件102之關聯子集一起移動。在此後一情形中,可損耗聚焦控制之細度而獲得較低資料耗用及/或較快回應。在一實施例中,可藉
由散焦來調整藉由可個別定址元件102提供之輻射光點之大小,亦即,散焦得愈多,則光點大小愈大。
在一實施例中,可個別定址元件102可為輻射發射器件,例如,雷射二極體。此輻射發射器件可具有高空間相干性且因此可呈現斑點問題。為了避免此斑點問題,應藉由使一光束部分相對於另一光束部分之相位移位來擾亂藉由輻射發射器件發射之輻射。在一實施例中,一板可位於(例如)框架160上,且在可個別定址元件102與板250之間可能存在相對移動。該板造成藉由可個別定址元件102朝向基板發射之輻射之空間相干性的破壞。在一實施例中,板位於透鏡122與透鏡122之關聯可個別定址元件102之間。在一實施例中,板可位於透鏡122與基板之間。
在一實施例中,空間相干性破壞器件可位於基板與至少該等可個別定址元件102之間。在一實施例中,空間相干性破壞器件位於或可位於可個別定址元件102與基板之間的光束路徑中。在一實施例中,空間相干性破壞器件為相位調變器、振動板,或旋轉板。隨著可個別定址元件102朝向基板投影輻射,空間相干性破壞器件造成藉由可個別定址元件102發射之輻射之空間相干性的破壞。
在一實施例中,理想地經由高熱導率材料而將透鏡陣列122(不管一起作為單元抑或作為個別透鏡)附接至陣列230,以促進熱自該透鏡陣列至陣列230之傳導,其中可更有利地提供冷卻。
在一實施例中,可提供一或多個聚焦感測器或位階感測
器。舉例而言,感測器可經組態以量測每一可個別定址元件102或複數個可個別定址元件102之聚焦。因此,若偵測到離焦情況,則可校正每一可個別定址元件102或複數個可個別定址元件102之聚焦。可藉由(例如)在Z方向上(及/或圍繞X軸及/或圍繞Y軸)移動透鏡122來校正聚焦。
在一實施例中,感測器係與一可個別定址元件102成整體(或可與複數個可個別定址元件102成整體)。舉例而言,聚焦偵測光束可藉由透鏡122與可個別定址元件102之間的半面塗銀鏡面而自基板表面重新引導(例如,反射)、傳遞通過透鏡122且引導朝向偵測器。在一實施例中,聚焦偵測光束可為用於碰巧自基板重新引導之曝光之輻射。在一實施例中,聚焦偵測光束可為引導於基板處且在藉由基板重新引導後隨即變成光束之專用光束。可在光束照射於偵測器上之前將刀緣(其可為孔隙)提供於光束之路徑中。在此實例中,偵測器包含至少兩個輻射敏感部件(例如,區域或偵測器)。當基板對焦時,清晰影像形成於邊緣處,且因此,偵測器之輻射敏感部件接收相等量之輻射。當基板離焦時,光束移位且影像將形成於邊緣前方或後方。因此,邊緣將截取光束之某些部分,且偵測器之一個輻射敏感部件相比於偵測器之另一輻射敏感部件將接收較少量之輻射。來自偵測器之輻射敏感部件之輸出信號的比較實現供重新引導光束的基板之平面與所要位置相差的量及基板之平面不同於所要位置的方向。可電子地處理信號以給出(例如)可供調整透鏡122之控制信號。鏡面、邊緣及偵測器
可安裝至陣列230。在一實施例中,偵測器可為四邊形製造單元(quad cell)。
在一實施例中,在圖案化器件104與基板114之間不存在除了透鏡陣列170以外之光學件。因此,微影裝置100包含圖案化器件104及投影系統108。在此狀況下,投影系統108僅包含經配置以接收經調變輻射光束110之透鏡陣列170。對應於圖案化器件104中之可個別控制元件中之一或多者的經調變輻射光束110之不同部分傳遞通過透鏡陣列170中之各別不同透鏡。每一透鏡將經調變輻射光束110之各別部分聚焦至位於基板114上之點。以此方式,輻射光點陣列S(參見圖38)曝光至基板114上。在基板114與透鏡陣列170之間提供自由工作距離。此距離允許移動基板114及/或透鏡陣列170以允許(例如)聚焦校正。在一實施例中,透鏡陣列170可提供0.15之NA。
圖41描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性俯視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之複數個可個別控制元件102(例如,雷射二極體)及可相對於複數個可個別控制元件102而移動之光學元件250(例如,透鏡124及/或透鏡170)。在此實施例中,複數個可個別控制元件102附接至一框架且在X-Y平面中實質上靜止,複數個光學元件250相對於彼等可個別控制元件102而實質上在X-Y平面中移動(如圖41中藉由箭頭254之指示所示,例如,旋轉方向254),且基板在方向252上移動。在一實施例中,光學元件250藉由圍繞一軸線進行旋轉而相對於
可個別控制元件102移動。在一實施例中,光學元件250安裝於圍繞該軸線而旋轉(例如,在圖41所示之方向上)之結構上且以圓形方式而配置(例如,如圖41部分地所示)。
可個別控制元件102中每一者經由(例如)偏轉器112而將光束提供至移動光學元件250。在一實施例中,可個別控制元件102係與一或多個準直透鏡相關聯以將經準直光束提供至光學元件250。在一實施例中,準直透鏡在X-Y平面中實質上靜止,且附接至可個別控制元件102被附接至之框架。
在此實施例中,經準直光束之橫截面寬度小於光學元件250之橫截面寬度。因此,舉例而言,一旦經準直光束將完全地落於光學元件250之光學透射部分內,可個別控制元件102(例如,二極體雷射)就可接通。當光束落於光學元件250之光學透射部分外部時,可個別控制元件102(例如,二極體雷射)可關斷。在一實施例中,來自可個別控制元件102之光束在任一時間傳遞通過單一光學元件250。光學元件250相對於來自可個別控制元件102之光束之所得橫穿會自接通之每一可個別控制元件102在基板上得到關聯經成像線256。在圖41中,相對於圖41之三個實例可個別控制元件102中每一者而展示三個經成像線256,但將顯而易見,圖41之其他可個別控制元件102可在基板上產生關聯經成像線256。
在圖41之佈局中,光學元件250間距可為1.5毫米,且來自可個別控制元件102中每一者之光束之橫截面寬度(例
如,直徑)略小於0.5毫米。在此組態的情況下,有可能以每一可個別控制元件102書寫長度為約1毫米之線。因此,在光束直徑為0.5毫米且光學元件250直徑為1.5毫米之此配置中,作用區間循環可高達67%。藉由可個別控制元件102相對於光學元件250之適當定位,橫越基板之寬度之全覆蓋係可能的。因此,舉例而言,若僅使用標準5.6毫米直徑雷射二極體,則雷射二極體之若干列(如圖41所示)可用以橫越基板之寬度獲取全覆蓋。因此,在此實施例中,也許有可能使用比僅僅使用固定可個別控制元件陣列102之情況或比或許用本文所描述之移動可個別控制元件102之情況更少的可個別控制元件102(例如,雷射二極體)。
在一實施例中,因為每一可個別控制元件102可藉由所有移動光學元件250成像,所以光學元件250中每一者應等同。在此實施例中,所有光學元件250皆無需使場成像,但需要較高NA透鏡,例如,大於0.3、大於0.18或大於0.15。在此單元件光學件的情況下,繞射有限成像係可能的。
基板上之光束之焦點獨立於光束進入光學元件250之處而固定至該光學元件之光軸(參見(例如)圖42,其描繪圖41之微影裝置之部分的示意性三維圖式)。此配置之缺點為:來自光學元件250朝向基板之光束並非遠心的,且因此,可發生聚焦誤差,從而可能地導致疊對誤差。
在此實施例中,藉由使用不在X-Y平面中(例如,在可個別控制元件102處)移動之元件來調整聚焦將會很可能造成
漸暈(vignetting)。因此,應在移動光學元件250中發生所要聚焦調整。因此,此情形可需要相比於移動光學元件250具有較高頻率之致動器。
圖43描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之三個不同旋轉位置。在此實施例中,藉由使光學元件250包含兩個透鏡260、262以自可個別控制元件102接收經準直光束而延伸圖41及圖42之微影裝置。類似於圖41,光學元件250在X-Y平面中相對於可個別控制元件102而移動(例如,圍繞光學元件250至少部分地以圓形方式進行配置之軸線而旋轉)。在此實施例中,來自可個別控制元件102之光束在到達光學元件250之前係藉由透鏡264準直,但在一實施例中,無需提供此透鏡。透鏡264在X-Y平面中實質上靜止。基板在X方向上移動。
兩個透鏡260、262配置於經準直光束自可個別控制元件102至基板之光學路徑中,以使朝向基板之光束係遠心的。在可個別控制元件102與透鏡262之間,透鏡260包含具有實質上相等焦距之兩個透鏡260A、260B。來自可個別控制元件102之經準直光束聚焦於兩個透鏡260A、260B之間,使得透鏡260B將使該光束準直朝向成像透鏡262。成像透鏡262將光束成像至基板上。
在此實施例中,透鏡260相對於可個別控制元件102在X-
Y平面中以特定速率移動(例如,某些轉數/分鐘(RPM))。因此,在此實施例中,若移動成像透鏡262正以相同於透鏡262之速率的速率移動,則來自透鏡260之傳出準直光束將在X-Y平面中具有兩倍於移動成像透鏡262之速率的速率。因此,在此實施例中,成像透鏡264相對於可個別控制元件102以不同於透鏡260之速率的速率移動。詳言之,成像透鏡262在X-Y平面中以兩倍於透鏡260之速率(例如,兩倍於透鏡260之RPM)的速率移動,使得光束將遠心地聚焦於基板上。圖43中以三個實例位置來示意性地展示傳出準直光束自透鏡260至成像透鏡262之此對準。另外,因為基板上之實際投影相比於圖41之實例將以兩倍的速率而進行,所以可個別控制元件102之功率應加倍。
在此實施例中,藉由使用不在X-Y平面中(例如,在可個別控制元件102處)移動之元件來調整聚焦將會很可能導致遠心性損失且造成漸暈。因此,應在移動光學元件250中發生所要聚焦調整。
另外,在此實施例中,所有光學元件250皆無需使場成像。在此單元件光學件的情況下,繞射有限成像係可能的。約65%之作用區間循環係可能的。在一實施例中,透鏡264、260A、260B及262可包含2個非球面透鏡及2個球面透鏡。
圖44描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之
光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之三個不同旋轉位置。在此實施例中,為了避免以不同速率移動透鏡(如關於圖43所描述),可使用用於移動光學元件250之所謂4f遠心縮進/遠心伸出成像系統,如圖44所示。移動光學元件250包含兩個成像透鏡266、268,成像透鏡266、268在X-Y平面中以實質上相同速率移動(例如,圍繞光學元件250至少部分地以圓形方式進行配置之軸線而旋轉);且移動光學元件250接收遠心光束作為輸入且將遠心成像光束輸出至基板。在放大率為1之此配置中,基板上之影像以快達移動光學元件250之兩倍而移動。基板在X方向上移動。在此配置中,光學件將很可能需要以相對大NA使場成像,例如,大於0.3、大於0.18或大於0.15。在兩個單元件光學件的情況下,此配置也許係不可能的。可能需要具有極準確之對準容許度的六個或六個以上元件以獲取繞射有限影像。約65%之作用區間循環係可能的。在此實施例中,亦相對容易的是用不沿著或結合可移動光學元件250而移動之元件局域地聚焦。
圖45描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之五個不同旋轉位置。在此實施例中,為了避免以不同速率移動透鏡(如關於圖43所描述)且為了具有不使場成像之光學件(如關於圖44所提及),將在X-Y平面中實質上靜
止之透鏡組合與移動光學元件250進行組合。參看圖45,提供在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件102。提供在X-Y中實質上靜止之選用準直透鏡264,以準直來自可個別控制元件102之光束且將經準直光束(具有(例如)0.5毫米之橫截面寬度(例如,直徑))提供至透鏡270。
透鏡270在X-Y平面中亦實質上靜止且將經準直光束聚焦至移動光學元件250之場透鏡272(具有(例如)1.5毫米之橫截面寬度(例如,直徑))。透鏡272具有相對大焦距(例如,f=20毫米)。
可移動光學元件250之場透鏡272相對於可個別控制元件102而移動(例如,圍繞光學元件250至少部分地以圓形方式進行配置之軸線而旋轉)。場透鏡272將光束引導朝向可移動光學元件250之成像透鏡276。類似於場透鏡272,成像透鏡276相對於可個別控制元件102而移動(例如,圍繞光學元件250至少部分地以圓形方式進行配置之軸線而旋轉)。在此實施例中,場透鏡272以實質上相同於成像透鏡276之速率的速率移動。一對場透鏡272及成像透鏡276相對於彼此而對準。基板在X方向上移動。
透鏡274處於場透鏡272與成像透鏡276之間。透鏡274在X-Y平面中實質上靜止且將來自場透鏡272之光束準直至成像透鏡276。透鏡274具有相對大焦距(例如,f=20毫米)。
在此實施例中,場透鏡272之光軸應與對應成像透鏡274之光軸重合。場透鏡272經設計成使得光束將摺疊,使得藉由透鏡274準直的光束之主光線與成像透鏡276之光軸重
合。以此方式,朝向基板之光束係遠心的。
透鏡270及274可歸因於大f數而為簡單球面透鏡。場透鏡272應不影響影像品質且亦可為球面元件。在此實施例中,準直透鏡806及成像透鏡276為無需使場成像之透鏡。在此單元件光學件的情況下,繞射有限成像係可能的。約65%之作用區間循環係可能的。
圖46描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件。在此實施例中,光學消轉儀(optical derotator)用以將在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件102耦接至移動光學元件250。
在此實施例中,以一環之形式來配置可個別控制元件102連同選用準直透鏡。兩個抛物線鏡面278、280將來自可個別控制元件102之準直光束之環縮減至消轉儀282之可接受直徑。在圖46中,佩肯稜鏡(pechan prism)用作消轉儀282。若消轉儀以相比於光學元件250之速率之一半的速率旋轉,則每一可個別控制元件102顯得相對於其各別光學元件250實質上靜止。另外兩個抛物線鏡面284、286將來自消轉儀282之經消轉光束之環擴展至移動光學元件250之可接受直徑。基板在X方向上移動。
在此實施例中,每一可個別控制元件102係與一光學元件250成對。因此,也許不可能將可個別控制元件102安裝於同心環上,且因此,可能不會獲得橫越基板之寬度之全
覆蓋。約33%之作用區間循環係可能的。在此實施例中,光學元件250為無需使場成像之透鏡。
圖47描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之五個不同旋轉位置。
參看圖47,提供在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件102。可移動光學元件250包含複數個透鏡集合,每一透鏡集合包含一場透鏡272及一成像透鏡276。基板在X方向上移動。
可移動光學元件250之場透鏡272(例如,球面透鏡)在方向288上相對於可個別控制元件102而移動(例如,圍繞光學元件250至少部分地以圓形方式進行配置之軸線而旋轉)。場透鏡272將光束引導朝向可移動光學元件250之成像透鏡276(例如,諸如雙重非球面表面透鏡之非球面透鏡)。類似於場透鏡272,成像透鏡276相對於可個別控制元件102而移動(例如,圍繞光學元件250至少部分地以圓形方式進行配置之軸線而旋轉)。在此實施例中,場透鏡272以實質上相同於成像透鏡276之速率的速率移動。
場透鏡272之焦平面在部位290處與成像透鏡276之後焦平面重合,此情形給出遠心縮進/遠心伸出系統。相反於圖45之配置,成像透鏡276使某一場成像。場透鏡272之焦距係使得成像透鏡276之場大小小於2度至3度之半角。在
此狀況下,仍有可能以一個單元件光學件(例如,雙重非球面表面單元件)來獲取繞射有限成像。場透鏡272經配置為在個別場透鏡272之間無間隔之情況下予以安裝。在此狀下,可個別控制元件102之作用區間循環可為約95%。
成像透鏡276之焦距係使得在基板處具有0.2之NA的情況下,此等透鏡將不變得大於場透鏡272之直徑。等於場透鏡272之直徑的成像透鏡276之焦距將給出成像透鏡276之一直徑,該直徑留下足夠空間以用於安裝成像透鏡276。
歸因於場角,可書寫略微大於場透鏡272之間距之線。此情形在基板上之相鄰可個別控制元件102之經成像線之間給出重疊,其亦取決於成像透鏡276之焦距。因此,可個別控制元件102可以相同於光學元件250之間距安裝於(例如)一個環上。
為了避免相對小之雙重非球面成像透鏡276、縮減移動光學元件250之光學件之量且使用標準雷射二極體作為可個別控制元件102,在此實施例中存在用可移動光學元件250之單一透鏡集合使多個可個別控制元件102成像之可能性。只要可個別控制元件102遠心地成像於每一可移動光學元件250之場透鏡272上,對應成像透鏡276就將使來自可個別控制元件102之光束遠心地再成像於基板上。若(例如)同時地書寫8條線,則可以相同產出率而將場透鏡272之直徑及成像透鏡276之焦距增加達8倍,而可將可移動光學元件250之量減低為原先的1/8。另外,可縮減在X-Y平面中實質上靜止之光學件,此係因為使可個別控制元件
102成像於場透鏡272上所需要的光學件之部分可為共同的。圖48中示意性地描繪藉由單一可移動光學元件250集合同時地書寫之8條線的此配置,其中具有(例如)光學元件250集合之旋轉軸線292及光學元件250集合自旋轉軸線292起之半徑294。自1.5毫米至12毫米之間距(當藉由單一可移動光學元件250集合同時地書寫8條線時)留下足夠空間以用於安裝作為可個別控制元件102之標準雷射二極體。在一實施例中,可使用224個可個別控制元件102(例如,標準雷射二極體)。在一實施例中,可使用120個光學元件250集合。在一實施例中,28個實質上靜止光學件集合可與224個可個別控制元件102一起使用。
在此實施例中,亦相對容易的是用不沿著或結合可移動光學元件250而移動之元件局域地聚焦。只要場透鏡272上之可個別控制元件102之遠心影像係沿著光軸而移動且保持為遠心的,基板上之影像之聚焦就將僅改變且影像將保持為遠心的。圖49描繪用以用圖47之配置中之移動脊頂來控制聚焦的示意性配置。在場透鏡272之前將具有脊頂(例如,稜鏡或鏡面集合)298之兩個摺疊鏡面296置放於來自可個別控制元件102之遠心光束中。藉由將脊頂298在方向300上移動遠離或朝向摺疊鏡面296,使影像沿著光軸移位且因此亦相對於基板移位。因為由於軸向聚焦改變等於F/數目之二次比率而沿著光軸存在大的放大率,所以在F/2.5光束之情況下基板處25微米之散焦將給出在5.625毫米之f/37.5光束的情況下場透鏡272處之聚焦移位(37.5/2.5)2。
此情形意謂脊頂298必須移動該聚焦移位的一半。
下文亦在已編號條項中提供實施例:
1.一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持及移動一基板;一調變器,其經組態以根據一所要圖案來調變複數個光束,該調變器包含一電光學偏轉器陣列,該陣列實質上垂直於該裝置之一光軸而延伸;及一投影系統,其經組態以接收及投影該等經調變光束朝向該可移動基板。
2.如條項1之微影裝置,在使用時,其進一步包含一供體結構,該供體結構位於該調變器與該基板之間且在使用時該等經調變光束照射至該供體結構上,該供體結構具有可自該供體結構轉移至該基板上之一供體材料層。
3.如條項2之微影裝置,其中該供體材料為一金屬。
4.如條項1至3中任一項之微影裝置,其中該等經調變光束在使用時照射該基板且造成切除該基板之材料。
5.如條項1至4中任一項之微影裝置,其中該複數個電光學偏轉器中之一電光學偏轉器包含由電光材料製成之一稜鏡,該稜鏡相對於該稜鏡之射入口面上之一入射光束非垂直地定位。
6.如條項1至5中任一項之微影裝置,其中該等電光學偏轉器包含用以使該等光束僅在一第一方向上偏轉之一第一電光學偏轉器集合,及用以使該光束僅在一第二不同方向上偏轉之第二電光學偏轉器集合。
7.如條項1至6中任一項之微影裝置,其中該複數個電光學偏轉器中之一電光學偏轉器包含沿著光束路徑依序地配置之複數個稜鏡,每一交替稜鏡具有一相對域。
8.如條項1至7中任一項之微影裝置,其中該複數個電光學偏轉器中之一電光學偏轉器包含選自以下各者之至少一者:LiNbO3、LiTaO3、KH2PO4(KDP),或NH4H2PO4(ADP)。
9.如條項1至8中任一項之微影裝置,其中該複數個電光學偏轉器中之一電光學偏轉器具有一折射率梯度材料。
10.一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;一調變器,其經組態以根據一所要圖案來調變一光束,該調變器包含具有一折射率梯度材料之一電光學偏轉器;及一投影系統,其經組態以接收及投影該經調變光束朝向一基板。
11.如條項9或10之微影裝置,其中該折射率梯度材料包含鉭鈮酸鉀。
12.如條項1至11中任一項之微影裝置,其進一步包含折射率實質上相同於該電光學偏轉器之折射率之一稜鏡,該稜鏡位於該電光學偏轉器之射入口表面或射出口表面或該射入口表面及該射出口表面兩者處。
13.一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;
一調變器,其經組態以根據一所要圖案來調變一輻射光束;一投影系統,其經組態以接收及投影該經調變光束朝向該基板;及一控制器,其經組態以轉換該裝置之操作以使用該經調變光束來執行以下各者中至少兩者:光微影、材料沈積或材料移除。
14.如條項13之微影裝置,其中該控制器經組態以在材料沈積與材料移除之間轉換該操作。
15.如條項14之微影裝置,其中該控制器經組態以在光微影、材料沈積及材料移除當中轉換該操作。
16.如條項13至15中任一項之微影裝置,其中該控制器經組態以將該操作轉換至材料沈積,且在使用時,該微影裝置包含位於該調變器與該基板之間的一供體結構,該供體結構具有可自該供體結構轉移至該基板上之一供體材料層。
17.一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;一調變器,其經組態以根據一所要圖案來調變一輻射光束;一投影系統,其經組態以接收及投影該經調變光束朝向該基板;及一供體結構支撐件,其用以將一供體結構可移動地支撐於該調變器與該基板之間的一部位處,該供體結構具有可
自該供體結構轉移至該基板上之一供體材料層,且該經調變光束在使用時照射於該供體結構上。
18.如條項17之微影裝置,其中該供體結構支撐件可相對於該投影系統而移動。
19.如條項18之微影裝置,其中該供體結構支撐件位於該基板固持器上。
20.如條項17至19中任一項之微影裝置,其中該基板可移動,且該供體結構支撐件經組態以隨著該基板而移動該供體結構。
21.如條項17至20中任一項之微影裝置,其中該供體結構支撐件位於該基板固持器上方之一框架上。
22.如條項21之微影裝置,其中該供體結構支撐件包含一氣體軸承,該氣體軸承包含一入口以將氣體供應至該支撐件與該供體結構之間且包含一出口以自該支撐件與該供體結構之間移除氣體。
23.如條項16至22中任一項之微影裝置,其中該供體材料為一金屬。
24.如條項13至23中任一項之微影裝置,其中該調變器包含一電光學偏轉器。
25.如條項10至24中任一項之微影裝置,其中該調變器經組態以根據該所要圖案來調變複數個光束,該調變器包含一電光學偏轉器陣列,該陣列實質上垂直於該裝置之一光軸而延伸,且該投影系統經組態以接收及投影該等經調變光束朝向該基板。
26.如條項1至25中任一項之微影裝置,其包含一控制器,該控制器經組態以根據一有效率曝光模式來移動該光束,在該有效率曝光模式中,該調變器造成該等光束在X及Y方向上偏轉,同時該基板在使用該等光束之曝光期間移動。
27.如條項1至26中任一項之微影裝置,其中該投影系統包含一透鏡陣列以接收該複數個光束。
28.如條項27之微影裝置,其中每一透鏡包含沿著該複數個光束中至少一者自該調變器朝向該基板之一光束路徑而配置之至少兩個透鏡。
29.如條項28之微影裝置,其中該至少兩個透鏡中之一第一透鏡包含一場透鏡,且該至少兩個透鏡中之一第二透鏡包含一成像透鏡。
30.如條項29之微影裝置,其中該場透鏡之焦平面與該成像透鏡之後焦平面重合。
31.如條項28或29之微影裝置,其中該等光束中之複數者係用該場透鏡與該成像透鏡之一單一組合予以成像。
32.如條項29至31中任一項之微影裝置,其進一步包含一透鏡以將該複數個光束中至少一者聚焦朝向該第一透鏡。
33.如條項1至32中任一項之微影裝置,其中該透鏡陣列可相對於該調變器而移動。
34.如條項1至33中任一項之微影裝置,其中該調變器包含一輻射源。
35.如條項34之微影裝置,其中該調變器包含複數個可個
別控制輻射源以發射電磁輻射。
36.一種光束偏轉系統,其包含具有一折射率梯度材料之一電光學偏轉器及折射率實質上相同於該偏轉器之折射率之一稜鏡,該稜鏡處於該偏轉器之射入口表面或射出口表面或該射入口表面及該射出口表面兩者。
37.如條項36之光束偏轉系統,其中該折射率梯度材料包含鉭鈮酸鉀。
38.如條項36或37之光束偏轉系統,其進一步包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;一調變器,其經組態以根據一所要圖案來調變一光束,該調變器包含該電光學偏轉器;及一投影系統,其經組態以接收及投影該經調變光束朝向一基板。
39.一種器件製造方法,其包含:使用一電光學偏轉器陣列來提供根據一所要圖案而調變之複數個光束,該陣列橫越該等光束之光束路徑而延伸;投影該複數個光束朝向一基板;及移動該基板,同時投影該等光束。
40.一種器件製造方法,其包含:根據一所要圖案來調變一輻射光束;投影該光束朝向一基板;及轉換該經調變光束之使用以執行以下各者中至少兩者:光微影、材料沈積或材料移除。
41.一種器件製造方法,其包含:
根據一所要圖案來調變一輻射光束;投影該光束朝向一基板;及可移動地支撐一供體結構,該光束照射至該供體結構上,該供體結構具有可自該供體結構轉移至該基板上之一供體材料層。
42.一種器件製造方法,其包含:使用具有一折射率梯度材料之一電光學偏轉器而根據一所要圖案來調變一輻射光束;及投影該光束朝向一基板。
43.一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;一調變器,其經組態以根據一所要圖案來調變一輻射光束;一投影系統,其經組態以接收及投影該經調變光束朝向該基板;及一供體結構輸送系統,其用以將一供體結構移動於該調變器與該基板之間的一部位處,該供體結構具有可自該供體結構轉移至該基板上之一供體材料層,且該經調變光束在使用時照射於該供體結構上。
44.如條項43之微影裝置,其中該供體結構在該調變器與該基板之間垂直地移動。
45.如條項43或44之微影裝置,其中該供體結構具可撓性,且該供體結構輸送系統包含一捲筒以推動或拉動該可撓性供體結構。
46.如條項43至45中任一項之微影裝置,其中該供體輸送系統形成一環路以使該供體結構在該裝置內循環。
47.如條項43至48中任一項之微影裝置,其中該供體輸送件使該供體結構旋轉進或旋轉出該部位。
48.如條項43至48中任一項之微影裝置,其中該供體結構包含藉由該輸送系統移動之複數個供體結構。
49.如條項48之微影裝置,其中該輸送系統包含複數個輸送機構,每一機構係與該裝置之一光學引擎相關聯。
50.如條項43至49中任一項之微影裝置,其包含一再生模組以將供體材料施加至該供體結構。
51.如條項50之微影裝置,其中該再生模組經組態以在該供體結構處於該供體結構輸送系統中時將供體材料施加至該供體結構。
52.如條項50或51之微影裝置,其中該再生模組包含用以自該供體結構剝離供體材料之一隔室及用以將供體材料提供於該供體結構上之一隔室。
53.如條項52之微影裝置,其中用以剝離供體材料之該隔室係與用以提供供體材料之該隔室分離。
54.如條項50至53中任一項之微影裝置,其中該再生模組包含一噴墨或相似裝置以將供體材料選擇性地施加至該供體結構。
55.如條項50至53中任一項之微影裝置,其中該再生模組包含一容器以將該供體結構曝光至包含供體材料之一液體或氣體。
56.如條項50至53中任一項之微影裝置,其中該再生模組經組態以使用供體材料之電漿沈積或電解沈積。
57.如條項43至56中任一項之微影裝置,其中該供體材料包含一溶劑,且該微影裝置進一步包含一加熱器以加熱該基板,使得該溶劑係藉由該經加熱基板而蒸發。
58.如條項57之微影裝置,其進一步包含具有位於該供體結構與該基板固持器之間的一孔隙之一結構,該供體材料自該供體結構通過該孔隙而傳遞至該基板。
59.如條項43至54中任一項之微影裝置,其中該供體結構包含一靜電或電磁夾持本體,且該供體材料包含一可靜電或電磁夾持材料。
60.如條項59之微影裝置,其中該可靜電或電磁夾持材料包含供體材料之粒子。
61.一種用以再生具有一供體材料層之一供體結構之方法,該供體材料層在一光束照射於該供體結構上時可自該供體結構轉移至基板上,該方法包含根據一圖案將供體材料選擇性地施加至該供體結構。
62.如條項61之方法,其中該圖案對應於該供體結構上之該供體材料層中之一孔圖案。
63.如條項61或62之方法,其進一步包含加熱該供體結構以使該供體結構上之該供體材料回焊。
64.如條項61之方法,其進一步包含在施加該經選擇性施加之供體材料之前剝離該供體結構之供體材料。
65.如條項64之方法,其中該圖案對應於待沈積至該基板
上之一所要圖案。
66.一種器件製造方法,其包含:根據一所要圖案來調變一輻射光束;及投影該光束朝向一供體結構,該供體結構具有靜電地或電磁地黏附至該供體結構之一供體材料層,該光束在照射於該供體結構上時造成該供體材料之一部分自該供體結構轉移至基板上。
67.如條項66之方法,其中該供體材料包含粒子。
68.如條項66或67之方法,其進一步包含在該投影之後剝離該供體結構之剩餘供體材料層且將一新的經靜電或電磁黏附之供體材料層施加至該供體結構。
69.如條項66至68中任一項之方法,其中該供體材料層呈通常對應於該所要圖案之一圖案形式。
70.一種供體結構,其用以在一光束照射於該供體結構上時將一供體材料層轉移至一基板上,該供體結構包含具有一高表面張力區域及一低表面張力區域之一經圖案化材料。
71.如條項70之供體結構,其進一步包含一供體材料,該供體材料黏附至該高表面張力區域。
72.如條項71之供體結構,其中該供體材料包含其中具有供體材料之粒子之一液體,該液體蒸發以使該等粒子留在該高表面張力區域上。
73.如條項70至72中任一項之供體結構,其中該經圖案化材料具有經黏附有供體材料之一第一側及一第二側,且該
供體結構包含具有在該第一側與該第二側之間的一孔隙之一結構。
74.如條項70至73中任一項之供體結構,其中該經圖案化材料包含高表面張力材料之一透明材料。
75.如條項70至74中任一項之供體結構,其中該經圖案化材料包含其中具有一孔隙之一低表面張力材料層。
76.一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;一液體金屬材料源;及一噴墨裝置,其用以將液體金屬材料以一圖案噴射至該基板上。
77.如條項76之微影裝置,其進一步包含一加熱器以加熱該基板,且該液體金屬材料包含藉由該經加熱基板蒸發之一溶劑。
78.如條項76或77之微影裝置,其進一步包含具有位於該噴墨裝置與該基板固持器之間的一孔隙之一結構,該經噴射液體材料通過該孔隙而傳遞至該基板。
79.一種器件製造方法,其包含:根據一所要圖案來調變一輻射光束;投影該光束朝向一基板,該基板在其上具有一材料層;及將該光束照射於該基板之該層之一部分上,該光束造成該層之該部分將狀態自固體改變至液體或自液體改變至固體以形成包含該部分之一圖案。
80.如條項79之器件製造方法,其中該部分係自固體改變至液體且隨後改變至一固體或凝膠形式。
81.如條項80之器件製造方法,其中該層包含一金屬粉末。
82.如條項79至81中任一項之器件製造方法,其進一步包含移除未藉由該光束照射的該層之一部分以形成包含該層之該部分之一經圖案化結構。
83.一種器件製造方法,其包含:根據一所要圖案來調變一輻射光束;投影該光束朝向一基板,該基板具有一第一層及在該第一層頂部上之一第二層;及將該光束照射於該第二層之一部分上,該光束造成在該部分下方之該第一層之一屬性改變以允許第二層之該上覆部分沈積於該基板上。
84.如條項83之器件製造方法,其中該屬性包含改變該第一層之狀態。
85.如條項83或84之器件製造方法,其中該第一層包含一塑膠。
86.如條項85之器件製造方法,其中該第二層包含一金屬。
87.如條項83至86中任一項之器件製造方法,其進一步包含移除未藉由該光束照射的該第一層及該第二層之一部分以形成包含沈積於該基板上的該第二層之該部分的一經圖案化結構。
88.一種本發明之實施例中之一或多者的用途,該等實施例用於製造平板顯示器。
89.一種本發明之實施例中之一或多者的用途,該等實施例用於積體電路封裝中。
90.一種平板顯示器,其係根據或使用本發明之實施例中任一者予以製造。
91.一種積體電路器件,其係根據或使用本發明之實施例中任一者予以製造。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在特定器件或結構(例如,積體電路或平板顯示器)之製造中之使用,但應理解,本文所描述之微影裝置及微影方法可具有其他應用。應用包括(但不限於)製造積體電路、整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、LCD、OLED顯示器、薄膜磁頭、微機電器件(MEMS)、微光機電系統(MOEMS)、DNA晶片、封裝(例如,覆晶、重新分佈,等等)、可撓性顯示器或電子件(其為可捲動、可彎曲(比如,紙張)且保持無變形、適型、結實、薄及/或輕量之顯示器或電子件,例如,可撓性塑膠顯示器),等等。又,舉例而言,在平板顯示器中,本裝置及方法可用以輔助創製多種層,例如,薄膜電晶體層及/或彩色濾光器層。熟習此項技術者應瞭解,在此等替代應用之內容背景中,可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(例如,通常將抗蝕劑
層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)或度量衡或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時,可將本文之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外,可將基板處理一次以上,例如,以便創製多層IC,使得本文所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
平板顯示器基板可為矩形形狀。經設計成曝光此類型之基板的微影裝置可提供覆蓋矩形基板之全寬或覆蓋寬度之部分(例如,寬度之一半)的曝光區。可在曝光區下方掃描基板,而圖案化器件同步地提供經圖案化光束。以此方式,將所要圖案之全部或部分轉印至基板。若曝光區覆蓋基板之全寬,則可以單次掃描來完成曝光。若曝光區覆蓋(例如)基板之寬度之一半,則可在第一掃描之後橫向地移動基板,且通常執行另外掃描以曝光基板之剩餘部分。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以調變輻射光束之橫截面以便在基板(之部分)中創製圖案的任何器件。應注意,舉例而言,若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵,則該圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。相似地,最終產生於基板上之圖案可能不會對應於在任一瞬間藉由可個別控制元件陣列形成之圖案。在如下配置中可為此狀況:其中遍及給定時段或給定數目次曝光而建置形成於基板之每一部分上之最終圖案,在該時段或該等曝光期間,藉由可個別控制元件陣列提供之圖案及/或基板之相對位置改變。通常,創製於基板之目標部分上的圖案將對
應於創製於目標部分中之器件(例如,積體電路或平板顯示器)中的特定功能層(例如,平板顯示器中之彩色濾光器層或平板顯示器中之薄膜電晶體層)。此等圖案化器件之實例包括(例如)光罩、可程式化鏡面陣列、雷射二極體陣列、發光二極體陣列、光柵光閥,及LCD陣列。圖案可憑藉電子器件(例如,電腦)而程式化之圖案化器件(例如,包含可各自調變輻射光束之部分之強度之複數個可程式化元件的圖案化器件(例如,在前句中所提及之所有器件,惟光罩除外),包括具有藉由調變輻射光束之部分相對於輻射光束之鄰近部分之相位而將圖案賦予至輻射光束之複數個可程式化元件的電子可程式化之圖案化器件)在本文中被集體地稱作「對比器件」。在一實施例中,圖案化器件包含至少10個可程式化元件,例如,至少100個可程式化元件、至少1000個可程式化元件、至少10000個可程式化元件、至少100000個可程式化元件、至少1000000個可程式化元件,或至少10000000個可程式化元件。下文略微更詳細地論述此等器件中之若干者之實施例:
-可程式化鏡面陣列。可程式化鏡面陣列可包含具有黏彈性控制層之矩陣可定址表面及反射表面。此裝置所隱含之基本原理為(例如):反射表面之經定址區域將入射輻射反射為繞射輻射,而未經定址區域將入射輻射反射為非繞射輻射。在使用適當空間濾光器的情況下,可將非繞射輻射濾出反射光束,從而僅使繞射輻射到達基板。以此方式,光束根據矩陣可定址表面之定址圖案而變得圖案化。
作為一替代例,濾光器可濾出繞射輻射,從而使非繞射輻射到達基板。亦可以對應方式來使用繞射光學MEMS器件陣列。繞射光學MEMS器件可包含複數個反射帶,該等反射帶可相對於彼此而變形以形成將入射輻射反射為繞射輻射之光柵。可程式化鏡面陣列之另外實施例使用微小鏡面之矩陣配置,該等微小鏡面中每一者可藉由施加合適局域化電場或藉由使用壓電致動構件而圍繞軸線個別地傾斜。傾斜度界定每一鏡面之狀態。當元件無缺陷時,鏡面可藉由來自控制器之適當控制信號進行控制。每一無缺陷元件可受到控制以採用一系列狀態中任一者,以便調整其在經投影輻射圖案中之對應像素之強度。再次,鏡面係矩陣可定址的,使得經定址鏡面在與未經定址鏡面不同之方向上反射入射輻射光束;以此方式,反射光束可根據矩陣可定址鏡面之定址圖案而圖案化。可使用合適電子構件來執行所需矩陣定址。舉例而言,可自全文以引用之方式併入本文中的美國專利第US 5,296,891號及第US 5,523,193號以及PCT專利申請公開案第WO 98/38597號及第WO 98/33096號搜集到關於此處所提及之鏡面陣列之更多資訊。
-可程式化LCD陣列。全文以引用之方式併入本文中的美國專利第US 5,229,872號中給出此構造之實例。
微影裝置可包含一或多個圖案化器件,例如,一或多個對比器件。舉例而言,微影裝置可具有複數個可個別控制元件陣列,每一陣列彼此獨立地被控制。在此配置中,可個別控制元件陣列中之一些或全部可具有共同照明系統
(或照明系統之部件)、用於可個別控制元件陣列之共同支撐結構及/或共同投影系統(或投影系統之部件)中至少一者。
舉例而言,在使用特徵預偏置、光學近接校正特徵、相位變化技術及/或多重曝光技術時,「顯示」於可個別控制元件陣列上之圖案可實質上不同於最終轉印至基板之層或基板上之層的圖案。相似地,最終產生於基板上之圖案可能不會對應於在任一瞬間形成於可個別控制元件陣列上之圖案。在如下配置中可為此狀況:其中遍及給定時段或給定數目次曝光而建置形成於基板之每一部分上之最終圖案,在該時段或該等曝光期間,可個別控制元件陣列上之圖案及/或基板之相對位置改變。
投影系統及/或照明系統可包括用以引導、塑形或控制輻射光束的各種類型之光學組件,例如,折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件,或其任何組合。
微影裝置可為具有兩個(例如,雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上圖案化器件台)之類型。在此等「多載物台」機器中,可並行地使用額外台,或可在一或多個台上進行預備步驟,同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型:其中基板之至少一部分可藉由具有相對高折射率之「浸潤液體」(例如,水)覆蓋,以便填充在投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間,例如,圖案化器件與投影系
統之間的空間。浸潤技術用以增加投影系統之NA。本文所使用之術語「浸潤」不意謂結構(例如,基板)必須浸沒於液體中,而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
另外,裝置可具備流體處理製造單元以允許流體與基板之經輻照部分之間的相互作用(例如,以將化學物選擇性地附接至基板或選擇性地改質基板之表面結構)。
在一實施例中,基板具有實質上圓形形狀,視情況,沿著其周邊之部分具有凹口及/或平坦化邊緣。在一實施例中,基板具有多邊形形狀,例如,矩形形狀。基板具有實質上圓形形狀之實施例包括如下實施例:其中基板具有至少25毫米之直徑,例如,直徑為至少50毫米、至少75毫米、至少100毫米、至少125毫米、至少150毫米、至少175毫米、至少200毫米、至少250毫米或至少300毫米。在一實施例中,基板具有至多500毫米、至多400毫米、至多350毫米、至多300毫米、至多250毫米、至多200毫米、至多150毫米、至多100毫米或至多75毫米之直徑。基板為多邊形(例如,矩形)之實施例包括如下實施例:其中基板之至少一側(例如,至少兩個側或至少三個側)具有至少5公分之長度,例如,長度為至少25公分、至少50公分、至少100公分、至少150公分、至少200公分或至少250公分。在一實施例中,基板之至少一側具有至多1000公分之長度,例如,長度為至多750公分、至多500公分、至多350公分、至多250公分、至多150公分或至多75公分。在一實施
例中,基板為具有約250公分至350公分之長度及約250公分至300公分之寬度的矩形基板。基板之厚度可變化,且在一定程度上,可取決於(例如)基板材料及/或基板尺寸。在一實施例中,厚度為至少50微米,例如,至少100微米、至少200微米、至少300微米、至少400微米、至少500微米,或至少600微米。在一實施例中,基板之厚度為至多5000微米,例如,至多3500微米、至多2500微米、至多1750微米、至多1250微米、至多1000微米、至多800微米、至多600微米、至多500微米、至多400微米或至多300微米。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)中處理本文所提及之基板。可在曝光之前或之後在(例如)度量衡工具及/或檢測工具中量測基板之屬性。
在一實施例中,抗蝕劑層提供於基板上。在一實施例中,基板為晶圓,例如,半導體晶圓。在一實施例中,晶圓材料係選自由Si、SiGe、SiGeC、SiC、Ge、GaAs、InP及InAs組成之群組。在一實施例中,晶圓為III/V化合物半導體晶圓。在一實施例中,晶圓為矽晶圓。在一實施例中,基板為陶瓷基板。在一實施例中,基板為玻璃基板。玻璃基板可有用於(例如)平板顯示器及液晶顯示器面板之製造中。在一實施例中,基板為塑膠基板。在一實施例中,基板係透明的(對於人類肉眼而言)。在一實施例中,基板係彩色的。在一實施例中,基板係無色的。
雖然在一實施例中將圖案化器件104描述及/或描繪為處
於基板114上方,但代替地或另外,圖案化器件104可位於基板114下方。另外,在一實施例中,圖案化器件104與基板114可並排,例如,圖案化器件104及基板114垂直地延伸且圖案被水平地投影。在一實施例中,提供圖案化器件104以曝光基板114之至少兩個相對側。舉例而言,至少在基板114之每一各別對置側上可存在至少兩個圖案化器件104以曝光彼等側。在一實施例中,可存在用以投影基板114之一個側的單一圖案化器件104,及用以將圖案自單一圖案化器件104投影至基板114之另一側上的適當光學件(例如,光束引導鏡面)。
在下文之描述中,術語「透鏡」應通常被理解為涵蓋提供相同於所參考透鏡之功能的功能的任何折射、反射及/或繞射光學元件。舉例而言,可以具有光學功率之習知折射透鏡的形式、以具有光學功率之史瓦茲西耳德(Schwarzschild)反射系統的形式及/或以具有光學功率之波帶片(zone plate)的形式來體現成像透鏡。此外,若所得效應係產生會聚光束,則成像透鏡可包含非成像光學件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例,但應瞭解,可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言,本發明可採取如下形式:電腦程式,其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列;或資料儲存媒體(例如,半導體記憶體、磁碟或光碟),其具有儲存於其中之此電腦程式。
此外,儘管已在某些實施例及實例之內容背景中揭示本
發明,但熟習此項技術者應理解,本發明超出特定揭示之實施例而延伸至其他替代實施例及/或本發明及其明顯修改以及等效者之使用。另外,雖然已詳細地展示及描述本發明之數個變化,但基於此揭示內容,對於熟習此項技術者,在本發明之範疇內的其他修改將易於顯而易見。舉例而言,應預期,可進行該等實施例之特定特徵及態樣之各種組合或子組合,且該等組合或子組合仍屬於本發明之範疇。因此,應理解,可將所揭示實施例之各種特徵及態樣彼此組合或彼此替換,以便形成所揭示之本發明之變化模式。舉例而言,在一實施例中,可移動可個別控制元件可與不可移動可個別控制元件陣列進行組合,例如,以提供或具有備用系統。在一實施例中,美國專利申請公開案第US 2011-0188016號及PCT專利申請公開案第WO 2010/032224號所揭示之一或多個特徵或態樣(美國專利申請公開案第US 2011-0188016號及PCT專利申請公開案第WO 2010/032224號之全文以引用之方式併入本文中)可與本文所揭示之一或多個特徵或態樣進行組合或替換本文所揭示之一或多個特徵或態樣。
因此,雖然上文已描述本發明之各種實施例,但應理解,該等實施例係僅藉由實例而非限制予以呈現。對於熟習相關技術者將顯而易見,在不脫離本發明之精神及範疇的情況下,可在本發明中進行形式及細節之各種改變。因此,本發明之廣度及範疇不應受到上述例示性實施例中任一者限制,而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行
界定。
1.1‧‧‧矩形區域
1.2‧‧‧矩形區域
1.3‧‧‧矩形區域
2.1‧‧‧矩形區域
2.2‧‧‧矩形區域
2.3‧‧‧矩形區域
3.1‧‧‧矩形區域
3.2‧‧‧矩形區域
3.3‧‧‧矩形區域
100‧‧‧微影投影裝置
102‧‧‧可個別控制元件/可個別定址元件/輻射源/輻射發射二極體/二極體陣列/可個別控制元件陣列/可個別定址元件陣列
104‧‧‧圖案化器件
106‧‧‧物件固持器/物件台/基板台
108‧‧‧投影系統
110‧‧‧經圖案化輻射光束/小光束/入射光束/經偏轉光束/經調變輻射光束
112‧‧‧電光學偏轉器/電光學元件
114‧‧‧晶圓/平板顯示器基板/可撓性基板
116‧‧‧定位器件
118‧‧‧位置感測器
120‧‧‧目標部分
122‧‧‧透鏡
124‧‧‧第一透鏡/場透鏡/繞射光學元件
126‧‧‧孔徑光闌
128‧‧‧第一焦距/自由工作距離
130‧‧‧第二焦距
134‧‧‧位置感測器
136‧‧‧基座
138‧‧‧干涉量測光束
140‧‧‧透鏡
142‧‧‧稜鏡
144‧‧‧控制器
146‧‧‧稜鏡
148‧‧‧影像場
150‧‧‧對準感測器/位階感測器
160‧‧‧框架
170‧‧‧透鏡陣列/第二透鏡/成像透鏡
180‧‧‧稜鏡
182‧‧‧稜鏡
184‧‧‧連接件/電極
186‧‧‧材料
188‧‧‧材料
200‧‧‧輻射光束
202‧‧‧實質上透明材料/固持器材料/液體金屬/經圖案化材料/基礎材料
204‧‧‧經圖案化供體材料層/供體材料/供體材料粒子
206‧‧‧供體材料小滴
208‧‧‧供體板/可旋轉供體結構
210‧‧‧框架
212‧‧‧預加應力氣體軸承
214‧‧‧負壓
216‧‧‧過壓
218‧‧‧控制器
220‧‧‧偏轉器之第一集合
222‧‧‧偏轉器之第二集合
224‧‧‧定位器件
226‧‧‧供體結構支撐件
230‧‧‧可個別定址元件陣列/輻射發射二極體陣列
234‧‧‧曝光區
236‧‧‧軸線
238‧‧‧正方向/負方向/流體
240‧‧‧可個別定址元件子陣列
242‧‧‧馬達
250‧‧‧板/移動光學元件
252‧‧‧方向
254‧‧‧旋轉方向
256‧‧‧經成像線
260‧‧‧透鏡
260A‧‧‧透鏡
260B‧‧‧透鏡
262‧‧‧成像透鏡
264‧‧‧準直透鏡
266‧‧‧成像透鏡
268‧‧‧成像透鏡
270‧‧‧透鏡
272‧‧‧場透鏡
274‧‧‧成像透鏡
276‧‧‧成像透鏡
278‧‧‧抛物線鏡面
280‧‧‧抛物線鏡面
282‧‧‧消轉儀
284‧‧‧抛物線鏡面
286‧‧‧抛物線鏡面
288‧‧‧方向
290‧‧‧部位
292‧‧‧旋轉軸線
294‧‧‧半徑
296‧‧‧摺疊鏡面
298‧‧‧脊頂
300‧‧‧驅動捲筒(圖27)/方向(圖49)
302‧‧‧收集捲筒
304‧‧‧路徑
306‧‧‧軌道
308‧‧‧再新模組/再生模組
310‧‧‧軌道
312‧‧‧第一隔室
314‧‧‧第二隔室
316‧‧‧密封結構/軸線/隔室/密封件
318‧‧‧噴墨裝置
320‧‧‧孔
322‧‧‧加熱器
324‧‧‧第一材料/塑膠層
326‧‧‧第二材料/金屬層
328‧‧‧噴墨裝置
330‧‧‧加熱器
331‧‧‧屏蔽
332‧‧‧高表面張力區域/基礎高表面張力材料層/透明層/透明材料
334‧‧‧低表面張力區域/上覆低表面張力材料層
336‧‧‧孔隙
338‧‧‧不透明層/不透明材料
340‧‧‧正性色調抗蝕劑
342‧‧‧自對準輻射曝光
344‧‧‧經曝光抗蝕劑
R‧‧‧光點曝光之列
R1‧‧‧列
R2‧‧‧列
S‧‧‧影像光點/輻射光點/輻射光點陣列
SA‧‧‧輻射光點陣列
SE‧‧‧光點曝光
圖1描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖2描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。
圖3描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。
圖4描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。
圖5描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖6描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖7描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖8描繪根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖9描繪根據本發明之一實施例之光束偏轉器的示意性側視圖。
圖10(A)描繪根據本發明之一實施例之光束偏轉器的示意性側視圖。
圖10(B)描繪根據本發明之一實施例之光束偏轉器的示意性側視圖。
圖10(C)描繪圖10(B)之光束偏轉器的另外示意性側視圖。
圖11描繪根據本發明之一實施例之一維光束偏轉器陣列的示意性側視圖。
圖12描繪根據本發明之一實施例之一維光束偏轉器陣列的示意性俯視圖。
圖13描繪根據本發明之一實施例之二維光束偏轉器陣列的示意性俯視圖。
圖14描繪根據本發明之一實施例之光束偏轉器的示意性側視圖。
圖15描繪根據本發明之一實施例之光束偏轉器的示意性側視圖。
圖16描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之偏轉器的曝光策略及關聯電壓-時間量變曲線的示意性俯視圖。
圖17描繪根據本發明之一實施例之曝光策略的示意性俯視圖。
圖18描繪根據本發明之一實施例之曝光策略的示意性俯視圖。
圖19描繪根據本發明之一實施例的實施圖18之曝光策略之微影裝置的示意性俯視圖。
圖20描繪材料沈積裝置及程序之側視圖。
圖21描繪材料沈積裝置及程序之側視圖,其為圖20所描繪之材料沈積裝置及程序的近視圖。
圖22為鋁之熱容量相對於溫度的曲線圖。
圖23為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖24為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖25為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖26為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。
圖27為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖28為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖29為根據本發明之一實施例之再生模組的示意性細節。
圖30為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性側視圖。
圖31為根據本發明之一實施例之微影裝置的示意性俯視圖。
圖32為根據本發明之一實施例之供體結構之經圖案化材料的示意性俯視圖。
圖33(A)至圖33(C)為將供體材料提供於根據圖32之供體結構上的示意圖。
圖34(A)至圖34(I)為根據本發明之一實施例之供體結構及製造該供體結構之方法的示意圖。
圖35(A)至圖35(C)為根據本發明之一實施例之基板圖案化方法的示意性側視圖。
圖36為根據本發明之一實施例之基板圖案化方法的示意性側視圖。
圖37描繪根據本發明之一實施例之可個別定址元件的功率/前向電流曲線圖。
圖38描繪使用本發明之一實施例將圖案轉印至基板之模式。
圖39描繪光學引擎之示意性配置。
圖40(A)至圖40(D)描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部件的示意性俯視圖及側視圖。
圖41描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性俯視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件。
圖42描繪圖41之微影裝置之部分的示意性三維圖式。
圖43描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之三個不同旋轉位置。
圖44描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之
光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之三個不同旋轉位置。
圖45描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之五個不同旋轉位置。
圖46描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件。
圖47描繪根據本發明之一實施例之微影裝置之部分的示意性側視圖佈局,該微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制元件及可相對於可個別控制元件而移動之光學元件,且展示光學元件250集合相對於可個別控制元件之五個不同旋轉位置。
圖48示意性地描繪藉由圖47之單一可移動光學元件250集合同時地書寫之8條線的配置。
圖49描繪用以用圖47之配置中之移動脊頂來控制聚焦的示意性配置。
102‧‧‧可個別控制元件/可個別定址元件/輻射源/輻射發射二極體/二極體陣列/可個別控制元件陣列/可個別定址元件陣列
112‧‧‧電光學偏轉器/電光學元件
114‧‧‧晶圓/平板顯示器基板/可撓性基板
116‧‧‧定位器件
122‧‧‧透鏡
124‧‧‧第一透鏡/場透鏡/繞射光學元件
140‧‧‧透鏡
170‧‧‧透鏡陣列/第二透鏡/成像透鏡
208‧‧‧供體板/可旋轉供體結構
300‧‧‧驅動捲筒
302‧‧‧收集捲筒
304‧‧‧路徑
306‧‧‧軌道
308‧‧‧再新模組/再生模組
Claims (20)
- 一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;一調變器,其經組態以根據一所要圖案來調變一輻射光束;一投影系統,其經組態以接收及投影該經調變光束朝向該基板;及一供體結構輸送系統,其用以將一供體結構移動於該調變器與該基板之間的一部位處,該供體結構具有可自該供體結構轉移至該基板上之一供體材料層,且該經調變光束在使用時照射於該供體結構上。
- 如請求項1之微影裝置,其中該供體結構包含藉由該輸送系統移動之複數個供體結構。
- 如請求項2之微影裝置,其中該輸送系統包含複數個輸送機構,每一機構係與該裝置之一光學引擎相關聯。
- 如請求項1至3中任一項之微影裝置,其包含一再生模組以將供體材料施加至該供體結構。
- 如請求項4之微影裝置,其中該再生模組包含用以自該供體結構剝離供體材料之一隔室及用以將供體材料提供於該供體結構上之一隔室。
- 如請求項1至5中任一項之微影裝置,其中該供體材料包含一溶劑,且該微影裝置進一步包含一加熱器以加熱該基板,使得該溶劑係藉由該經加熱基板而蒸發。
- 如請求項6之微影裝置,其進一步包含具有位於該供體 結構與該基板固持器之間的一孔隙之一結構,該供體材料自該供體結構通過該孔隙而傳遞至該基板。
- 如請求項1至5中任一項之微影裝置,其中該供體結構包含一靜電或電磁夾持本體,且該供體材料包含一可靜電或電磁夾持材料。
- 一種用以再生具有一供體材料層之一供體結構之方法,該供體材料層在一光束照射於該供體結構上時可自該供體結構轉移至基板上,該方法包含根據一圖案將供體材料選擇性地施加至該供體結構。
- 如請求項9之方法,其中該圖案對應於該供體結構上之該供體材料層中之一孔圖案。
- 如請求項9或10之方法,其進一步包含加熱該供體結構以使該供體結構上之該供體材料回焊。
- 一種器件製造方法,其包含:根據一所要圖案來調變一輻射光束;及投影該光束朝向一供體結構,該供體結構具有靜電地或電磁地黏附至該供體結構之一供體材料層,該光束在照射於該供體結構上時造成該供體材料之一部分自該供體結構轉移至基板上。
- 一種供體結構,其用以在一光束照射於該供體結構上時將一供體材料層轉移至一基板上,該供體結構包含具有一高表面張力區域及一低表面張力區域之一經圖案化材料。
- 如請求項13之供體結構,其進一步包含一供體材料,該 供體材料黏附至該高表面張力區域。
- 一種微影裝置,其包含:一基板固持器,其經建構以固持一基板;一液體金屬材料源;及一噴墨裝置,其用以將液體金屬材料以一圖案噴射至該基板上。
- 如請求項15之微影裝置,其進一步包含一加熱器以加熱該基板,且該液體金屬材料包含藉由該經加熱基板蒸發之一溶劑。
- 一種器件製造方法,其包含:根據一所要圖案來調變一輻射光束;投影該光束朝向一基板,該基板在其上具有一材料層;及將該光束照射於該基板之該層之一部分上,該光束造成該層之該部分將狀態自固體改變至液體或自液體改變至固體以形成包含該部分之一圖案。
- 如請求項17之器件製造方法,其中該部分係自固體改變至液體且隨後改變至一固體或凝膠形式。
- 一種器件製造方法,其包含:根據一所要圖案來調變一輻射光束;投影該光束朝向一基板,該基板具有一第一層及在該第一層頂部上之一第二層;及將該光束照射於該第二層之一部分上,該光束造成在該部分下方之該第一層之一屬性改變以允許第二層之該 上覆部分沈積於該基板上。
- 如請求項19之器件製造方法,其中該屬性包含改變該第一層之狀態。
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