TWI596439B - 在寫入大型基板時運用偏移修正的多光束圖案產生器及相關方法 - Google Patents

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TWI596439B TW104108496A TW104108496A TWI596439B TW I596439 B TWI596439 B TW I596439B TW 104108496 A TW104108496 A TW 104108496A TW 104108496 A TW104108496 A TW 104108496A TW I596439 B TWI596439 B TW I596439B
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    • G03F7/70216—Mask projection systems
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Description

在寫入大型基板時運用偏移修正的多光束圖案產生器及相關方法
本揭示案的實施例一般係關於用於微影圖案化的設備與方法，且更具體地，係關於用於微影圖案化受到偏移與定位誤差的大型基板之設備與方法。
大面積基板通常用於製造液晶顯示器(LCD)。LCD或平板顯示器通常用於主動矩陣顯示器、例如電腦、觸控面板裝置、個人數位助理(PDA)、手機、電視監視器等。通常，平板顯示器可包括形成像素的液晶材料層，液晶材料層夾於兩個板之間。當來自電源的電力施加橫越液晶材料時，通過液晶材料的光的量可在促成影像產生的像素位置處受到控制。
微影技術通常用於產生被併入作為形成像素的液晶材料層的部分之電性特徵。根據此技術，感光光阻通常施加至基板的至少一表面。然後，光微影光罩或圖案產生器利用 光來曝光作為圖案的部分之感光光阻的選擇區域，以導致選擇區域中的光阻的化學變化，以製備這些選擇區域來用於隨後的材料移除及/或材料添加處理，以產生電性特徵。基板上作為平板顯示器的部分之電性特徵的準確放置有助於決定平板顯示器所產生的結果影像的品質，因為電性互連所形成的像素的均勻分佈對於正確地再現使用者所觀看的影像係所欲的。
隨著平板顯示器產業中基板的尺寸在每個後續世代中不斷持續地成長，使用光微影光罩來準確放置圖案橫越基板的更大距離已經變成越來越有挑戰性，因為光微影光罩與基板兩者在操作期間發生扭曲往往會導致圖案放置誤差。另外，針對大型基板，偏移的小改變可能導致平板的邊緣實質上的位置誤差。也針對大型基板，傳統上支撐大型基板的X-Y工作台的機械準確度可能不足以控制圖案放置誤差。因此，需要新的設備與方法，來準確且成本有效地產生圖案於大型基板上。
本文揭示的實施例包括在寫入大型基板時運用偏移修正的多光束圖案產生器及相關方法。多光束圖案產生器可包括空間光調變器(SLM,spatial light modulator)，空間光調變器具有獨立可控制的反射鏡將光反射至基板上，以寫入圖案。圖案可在寫入週期中寫入，其中基板移動至寫入週期區域位置。藉由在作用位置中之SLM的反射鏡，SLM將光反射至基板上，以寫入圖案於基板上。藉由決定在每一寫入週 期中基板相對於SLM的位置與偏移，SLM的一些反射鏡可數位地受控制至非作用位置或作用位置，以補償基板的偏移。以此方式，利用補償偏移，寫入在基板上的圖案可準確地寫入。
在一實施例中，揭示圖案產生器。圖案產生器可包括工作台，工作台係配置來支撐基板，並且針對複數個寫入週期的每一寫入週期，相對於SLM移動基板至不同的寫入週期區域位置。圖案產生器也可包括光源，光源係配置來發射光。圖案產生器也可包括SLM。SLM的每一反射鏡係配置成在寫入週期期間個別地、數位地受到控制而從非作用位置至作用位置，以反射光的個別部分至基板。圖案產生器也可包括電腦處理器，電腦處理器係配置來接收圖案資料，並且識別在該等寫入週期的每一寫入週期期間是否SLM的反射鏡受致動至作用位置，圖案資料包括該圖案的多邊形的配置。電腦處理器係配置來藉由數位地控制SLM的個別反射鏡至作用或非作用位置，而補償該等寫入週期的每一寫入週期中的基板的偏移。以此方式，利用相關於偏移之減小的圖案放置誤差，可完成基板上圖案的準確放置。
在另一實施例中，揭示運用多光束圖案產生器來寫入圖案的方法。該方法可包括下述步驟：藉由決定且數位地控制SLM的反射鏡的個別一者至作用位置或非作用位置，利用光的光束在寫入週期期間寫入在寫入週期區域位置內的該圖案的部分至基板上。該方法也可包括下述步驟：針對該等寫入週期的每一寫入週期，相對於SLM移動基板至另一寫入 週期區域位置。該方法也可包括下述步驟：針對該等寫入週期的每一寫入週期，決定基板的偏移。數位地控制反射鏡的個別一者之該步驟包括下述步驟：藉由控制反射鏡至作用或非作用位置，來補償決定的偏移。以此方式，可最小化在大型基板上圖案的放置誤差。
額外的特徵與優點將提出於以下的詳細說明中，且本領域中熟習技藝者從該敘述將可輕易得知部分，或者藉由實施如同本文所述的實施例(包括下面的詳細說明、申請專利範圍、以及所附圖式)而識出。
將瞭解到，前述的一般說明與下面的詳細說明兩者呈現了實施例，且打算提供概觀或架構來瞭解本揭示案的本質與特徵。所附圖式係包括來提供進一步的瞭解，並且併入至本說明書中且構成本說明書的一部分。圖式例示各種實施例，並且與說明書一起用來解釋所揭示的概念的原理與操作。
10A‧‧‧部分
10B‧‧‧部分
12‧‧‧SLM
14‧‧‧圖案產生器
15‧‧‧圖案
16‧‧‧基板
17‧‧‧寫入機構
18(1)-18(N)‧‧‧光束
18(P1)-18(Q1)‧‧‧光束
19‧‧‧多邊形
20‧‧‧表面
22‧‧‧光阻
24(1)-24(N)‧‧‧光學路徑
24(P2)-24(Q2)‧‧‧光學路徑
25A‧‧‧有補償的像素
25B‧‧‧無補償的像素
26A、26B‧‧‧光源
27A、27B‧‧‧直線
28(1)-28(N)‧‧‧反射鏡
28(P1)-28(Q1)‧‧‧反射鏡
30A‧‧‧作用位置
30B‧‧‧非作用位置
31‧‧‧表面
32‧‧‧電腦處理器
33‧‧‧馬達
34‧‧‧光
35‧‧‧角落
36A、36B‧‧‧鋸齒線
38‧‧‧對準攝影機
40‧‧‧工作台
42‧‧‧光學系統
44、44(1)、44(2)、44(3)‧‧‧偏移偵測設備
46‧‧‧對準標記
48A-48D‧‧‧雷射干涉儀
50A-50H‧‧‧雷射干涉儀
52‧‧‧先前位置
53‧‧‧先前位置
54A-54H‧‧‧雷射束
55A、55B、55C、55D‧‧‧側部
56A-56D‧‧‧干涉儀
58‧‧‧先前位置
60‧‧‧先前位置
62A-62D‧‧‧雷射束
64A、64B、64C、64D‧‧‧側部
66A、66B‧‧‧角落
70‧‧‧先前位置
72‧‧‧先前位置
74A-74D‧‧‧雷射束
76A、76B、76C、76D‧‧‧側部
78A、78B‧‧‧角落
100‧‧‧程序
102A、102B、102C、102D、102E‧‧‧操作
A1‧‧‧向量
P1‧‧‧樞轉點
VXY‧‧‧速度
WC、WC1、WC2‧‧‧寫入週期
WCZL、WCZL1、WCZL2‧‧‧寫入週期區域位置
Δθ‧‧‧差角
因此，藉由參照實施例，可更詳細瞭解本發明的實施例之上述特徵，且對簡短總結於上的本發明的實施例有更具體的敘述，某些實施例是例示於所附圖式中。但是，注意到，所附圖式只例示本發明之一般實施例且因此不視為限制其範圍，因為本發明的實施例可容許其他等效實施例。
第1A圖為範例性多光束圖案產生器的空間光調變器(SLM)的一部分的示意頂視圖，SLM的一部分在第一寫入週期中寫入多邊形的角落於基板上，其中識別出寫入角落之SLM的已致動的反射鏡； 第1B圖為第1A圖中的空間光調變器(SLM)的另一部分的示意頂視圖，SLM的另一部分在隨後的寫入週期中寫入多邊形的角落於基板上，其中基板受到偏移；第1C圖為第1A圖與第1B圖的多光束圖案產生器的頂部透視示意視圖，例示雷射干涉儀的範例性配置，雷射干涉儀決定支撐基板的工作台的位置變化，基板呈現第1B圖的偏移；第1D圖為第1C圖的多光束圖案產生器的範例實施例的頂部透視圖；第2圖為第1A圖至第1C圖的SLM的頂部示意視圖，例示SLM的反射鏡的作用位置與非作用位置；第3圖為第1A圖至第1C圖的雷射干涉儀的配置的部分頂部示意視圖，雷射干涉儀量測支撐基板的工作台的位置變化，其中雷射干涉儀的配置係量測在矩形基板的對角線的相對側部上的角落之位置變化；第4圖為範例程序的流程圖，該程序利用第1A圖至第1C圖的多光束圖案產生器來寫入圖案於基板上；第5圖為雷射干涉儀的配置的另一實施例的部分頂部示意視圖，雷射干涉儀相容於第1A圖至第1C圖的多光束圖案產生器，其中在具有矩形形狀的工作台的四側的每一側處之至少兩個雷射干涉儀量測位置的變化，包括工作台的偏移；及第6圖為雷射干涉儀的配置的另一實施例的部分頂部示意視圖，雷射干涉儀直接量測基板的位置變化(包括偏 移)，且雷射干涉儀相容於第1A圖至第1C圖的圖案產生器。
為了促進瞭解，已經在任何可能的地方使用相同的元件符號來表示圖式中共同的相同元件。可設想到，一實施例的元件與特徵可有利地併入在其他實施例中，而不用另外詳述。
現在將詳細參考實施例，實施例的範例係例示在所附圖式中，其中繪示一些但並非全部的實施例。實際上，可用許多不同形式來實施該等概念，且不應解釋為是限制本文；反而，提供這些實施例，使得本揭示案將滿足可利用性的法定要求。盡可能的，相似的元件符號將用以表示相似的元件或部件。
本文揭示的實施例包括在寫入大型基板時運用偏移修正的多光束圖案產生器及相關方法。多光束圖案產生器可包括空間光調變器(SLM)，空間光調變器具有獨立可控制的反射鏡將光反射至基板上，以寫入圖案。圖案可在寫入週期中寫入，其中基板移動至寫入週期區域位置。藉由在作用位置中之SLM的反射鏡，SLM將光反射至基板上，以寫入圖案於基板上。藉由決定在每一寫入週期中基板相對於SLM的位置與偏移，SLM的一些反射鏡可數位地受控制至非作用位置或作用位置，以補償基板的偏移。以此方式，利用補償偏移，寫入在基板上的圖案可準確地寫入。
在詳細討論特徵之前作為介紹性背景，第1A圖至第1C圖為範例性圖案產生器14的示意視圖，圖案產生器14 寫入圖案15於基板16上。基板16可包括例如顯示面板、觸控面板、或者移動通過卷對卷系統的連續式進料卷。圖案15可在圖案產生器14的複數個寫入週期WC中寫入，寫入週期WC以至少五(5)千赫茲的速度發生。在每一寫入週期WC中，複數個光束18(1)-18(N)的一或更多個光束可沿著複數個光學路徑24(1)-24(N)平行或實質上平行地行進，以產生個別的寫入週期區域位置WCZL於基板16上，光學路徑24(1)-24(N)係導引自圖案產生器14的SLM 12。SLM 12可具有與光束18(1)-18(N)的個別一者相關之至少數量「N」的反射鏡。寫入週期WC的每一者可包括停用時間與佇留時間，在停用時間中，光束18(1)-18(N)並未入射在基板16上，且在佇留時間中，一或更多個光束18(1)-18(N)可行進通過個別的一或更多個光學路徑24(1)-24(N)至寫入週期區域位置WCZL。基板16可相對於SLM 12以速度V XY 移動，產生複數個寫入週期區域位置WCZL，其中每一光束18(1)-18(N)可針對每一寫入週期WC貢獻光子能量給基板16。寫入週期區域位置WCZL1、WCZL2、...可部分重疊，且圖案15可寫入作為在寫入週期WC期間光束18(1)-18(N)轉移給基板16的光子能量的積分總和。藉由使用如同稍後所討論的雷射干涉儀的配置來決定在每一寫入週期WC期間基板16的偏移，反射自SLM 12的光束18(1)-18(N)在每一寫入週期WC中可對基板16開啟或關閉，以補償偏移。以此方式，可改良在基板16上的圖案放置準確性。
注意到，在圖案產生器14的一些實施例中，基板 16可在寫入週期WC之前、期間、與之後以速度V XY 移動。因為基板16可移動至與寫入週期區域位置WCZL的相關一者相關的已決定的X,Y位置，光束18(1)-18(N)可寫入(或「快閃寫入」)相關於WCZL的圖案15的部分至基板16上。基板16的偏移可決定為來自基板16的許多測量量測的追蹤點平均，所以基板16的測量量測的時脈頻率可為寫入週期WC的頻率的許多倍。以此方式，當基板16持續地移動時可決定且使用偏移，以提供有效率的寫入。
關於此介紹，第1A圖為多光束圖案產生器14的SLM 12的一部分10A的示意頂視圖，SLM 12的部分10A寫入多邊形19的角落35作為圖案15的部分。在範例性寫入週期WC1中，多邊形19可在基板16上的寫入週期區域位置WCZL1內。至少一光源26A、26B可配置來發射光34朝向SLM 12的反射鏡28(1)-28(N)。反射鏡28(1)-28(N)可個別受到控制，以反射光34作為光束18(1)-18(N)的個別一者，而沿著光學路徑24(1)-24(N)行進至基板16。或者，反射鏡28(1)-28(N)可個別受到控制，以反射光34遠離基板16。
第1B圖為SLM 12的另一部分10B的示意頂視圖，在範例性寫入週期WC2中，SLM 12的另一部分10B寫入在隨後的寫入週期區域位置WCZL2內的多邊形19的角落35於基板16上。如同第1B圖所繪示，偏移(偏移為基板16繞著樞轉點的轉動)已經發生於寫入週期WC1與寫入週期WC2的開始之間。此偏移可藉由從樞轉點P1至角落35的向量A1 的差角1(Δθ1)的改變來表示，樞轉點P1以速度V XY 移動。若基板16僅以速度Vxy在X方向及/或y方向中橫移，則沒有偏移，但是因為偏移已經發生，可提供偏移補償來確保基板16上的準確圖案放置。偏移補償繪示在第1B圖中為有補償的像素25A與無補償的像素25B，有補償的像素25A與無補償的像素25B分別導致匯聚在圖案15的角落35處的鋸齒線36A、36B。相反地，第1A圖不包括利用向量A1的偏移，且所以第1A圖中出現的直線27A、27B匯聚在角落35處。
參見第1C圖，現在將討論圖案產生器14所寫入的圖案15與圖案產生器14的元件。圖案15可包括至少一多邊形19，多邊形19可相關於平板顯示器的電路。基板16可包括表面20，表面20塗覆有光阻22，光阻22可對於光束18(1)-18(N)為敏感的。每一光束18(1)-18(N)可作用為寫入像素，當入射於基板16上時，可導致基板16的光阻22局部地在入射位置處產生光阻22的化學變化。在此方面，相較於從光束18(1)-18(N)接收不同的入射光子能量之光阻22的其他位置，此入射位置可為化學上不同的。在所有寫入週期之後，光阻22上的光束18(1)-18(N)的累積曝光可完成圖案15的寫入。傳統微影技術(也熟知為「處理」)可之後用於從圖案產生器14所寫入的光阻22的化學變化來進一步顯影圖案15。在微微影「處理」的替代方案中，「顯影」可用於使用化學方法(例如，照相底片處理(photographic film process))來進一步產生圖案15。
準確控制光束18(1)-18(N)至基板16的光阻22 上的位置可促成圖案15具有圖案放置準確性地產生在基板16上。在此方面，當曝光光阻22時，圖案產生器14可相對於SLM 12以速度V XY 移動基板16，以將要被寫入的光阻22的區域帶至光束18(1)-18(N)所行進之SLM 12的光學路徑24(1)-24(N)內。因為基板16可相對於SLM 12移動，光束18(1)-18(N)可反射至在寫入週期區域位置WCZL處的基板16上以及反射遠離在寫入週期區域位置WCZL處的基板16，以形成光阻22中的圖案15，如同第1C圖所示。
具體地如同第1C圖與第2圖所繪示，為了反射光束18(1)-18(N)至基板16上以及離開基板16，至少一光源26A、26B可利用光34來照射SLM 12的反射鏡28(1)-28(N)。每一反射鏡28(1)-28(N)具有作用位置30A與非作用位置30B。當反射鏡28(1)-28(N)的各者由圖案產生器14的電腦處理器32發出信號要在作用位置30A中時，來自光源26A、26B的光34可沿著與反射鏡28(1)-28(N)的各者相關的光學路徑24(1)-24(N)反射至基板16，以「開啟」這些光學路徑24(1)-24(N)。當反射鏡28(1)-28(N)的另外各者由電腦處理器32發出信號要在非作用位置30B中時，來自光源26A、26B的光34A、34B可藉由反射鏡28(1)-28(N)的這些另外各者反射遠離基板16，且藉此在關閉的光學路徑24(1)-24(N)處的光阻22的局部區域將不會被曝光。
返回參見第1A圖，SLM 12可操作在連續的寫入週期中，其中反射鏡28(1)-28(N)的各者可在寫入週期WC 期間致動至作用位置30A(第2圖)達指定的時間時期(或佇留時期)，之後在寫入週期WC的其餘時間返回至非作用位置30B(第2圖)。在每一寫入週期WC期間，代表與一個寫入週期WC相關的圖案15的一部分之對應寫入週期區域位置WCZL可由光束18(1)-18(N)寫入(或「快閃寫入」)。寫入週期WC可為至少五(5)千赫茲。基板16可以以速度V XY 在寫入週期WC之前、期間、與之後移動。在每一寫入週期WC的開始，電腦處理器32可決定基板16上的圖案15的至少一多邊形19的所欲準確位置，以及可落入至少一多邊形19內的任何光學路徑24(1)-24(N)。若任何光學路徑24(1)-24(N)落入圖案15的至少一多邊形內，則反射鏡28(P1)-28(Q1)的相關一者可致動至作用位置30A，以反射光束18(P1)-18(Q1)的個別一者至光學路徑24(P1)-24(Q1)的這些一者中，來曝光圖案15的至少一多邊形19。每一多邊形19的所欲位置可藉由考慮以下所討論的基板16的偏移來決定。以此方式，可用改良的圖案放置準確性來寫入圖案15。
返回參見第1B圖，當基板16相對於SLM 12移動而開始隨後的寫入週期時，電腦處理器32可決定偏移已經發生。只要給予工作台40所支撐的基板16的速度Vxy，偏移可從預期的位置重新定位多邊形19的角落35。電腦處理器32可更新圖案15的多邊形19相對於SLM 12的位置，並且開啟對應於多邊形19的偏移之個別光學路徑24(P2)-24(Q2)。偏移的調整係由第1B圖中的鋸齒線36A、36B表示， 鋸齒線36A、36B匯聚而形成多邊形19的角落35。偏移的調整可針對每一寫入週期由電腦處理器32「動態地」執行，因為基板16上的圖案15的位置可相對於SLM 12的反射鏡28(1)-28(N)的光學路徑24(1)-24(N)來決定。
第1C圖為多光束圖案產生器14的頂部透視圖，圖案產生器14包括SLM 12、光源26A、26B、對準攝影機38、工作台40、光學系統42、偏移偵測設備44、以及電腦處理器32。多光束圖案產生器14的這些元件的每一者的細節現在依序討論。
上面簡要介紹的SLM 12包括反射鏡28(1)-28(N)，反射鏡28(1)-28(N)由來自電腦處理器32的信號個別地控制。SLM 12可為例如DLP9500型的數位反射鏡裝置，由德州達拉斯的德州儀器公司所製造。SLM 12可具有複數個反射鏡28(1)-28(N)例如配置在1920行與1080列中。SLM 12的每一反射鏡28(1)-28(N)可配置成可個別地致動(或數位控制)從非作用位置30B至作用位置30A，以反射光34的個別部分至基板16。當在作用位置30A中時，每一反射鏡28(1)-28(N)可反射光34的一部分至基板16，且當在非作用位置中時，小於此數量的百分之一(1)的光可反射至基板16。光34的光子能量可橫越圖案15累積，並且可至少重疊於寫入週期位置WCZL1、WCZL2之間。以此方式，圖案15的特徵可從多個寫入週期決定，以減小位置誤差，因為在任何單一寫入週期中傳送至基板16的能量會與在其他寫入週期中傳送的光子能量平均。
接著，對準攝影機38可包括光學感測器(例如電荷耦合元件)，以讀取基板16上的至少一對準標記46，將基板16登入至工作台40與SLM 12。對準攝影機38可耦接至電腦處理器32，以促進決定基板16上的圖案15的多邊形的相對位置。在此方面，一旦基板16可經由對準攝影機38登入，可開始寫入週期。
工作台40可支撐基板16且相對於SLM 12移動基板16。工作台40可包括至少一表面31，以支撐基板16於z方向中。工作台40可根據至少一馬達33以速度V XY 移動在X方向及/或y方向中，以相對於SLM 12移動基板16，使得圖案15可在寫入週期期間落入反射鏡28(1)-28(N)的光學路徑24(1)-24(N)內。工作台40也可包括至少一線性編碼器(未圖示)，以提供關於工作台40在x方向及/或y方向中的位置變化之位置資訊給電腦處理器32。
接下來，繼續參見第1C圖，光學系統42可包括縮小率，以減小基板16上的光束18(1)-18(N)的大小。縮小率可為從2：1至10：1的範圍。在此方面，光學系統44可包括至少一透鏡在基板16與SLM 12之間，該至少一透鏡包括至少一凸表面及/或凹表面。光學系統44可包括高透射率的材料(例如：石英)，以用於光34的各種波長，將光束18(1)-18(N)聚焦在基板16上。在一實施例中，當反射鏡28(1)-28(N)在作用位置30A中時，將相鄰的光束18(1)-18(N)的光學中心彼此分隔之有效間距可為二十五(25)微米或更小。另外，反射鏡28(1)-28(N)可沿著光學路徑 24(1)-24(N)的平行或實質上平行的路徑朝向基板16反射光束18(1)-18(N)。當光束18(1)-18(N)通過光學系統44朝向基板16時，針對縮小率為5：1的光學系統44，在基板16處的有效間距可為五(5)微米或更小。以此方式，可用較準確的控制來產生較高解析度的影像於基板16上，相較於沒有光學系統42的情況來說。
第1D圖為第1C圖的多光束圖案產生器的範例實施例的頂部透視圖，繪示相對於工作台40安裝之第1C圖所示的寫入機構17。寫入機構17可包括光學系統42、光源26A、26B、對準攝影機38、電腦處理器32、與SLM 12。以此方式，工作台40支撐的基板16可相對於寫入機構17移動，以寫入圖案於基板16上。
接下來，第3圖繪示偏移偵測設備44(1)的部分頂部示意視圖，偏移偵測設備44(1)包括雷射干涉儀48A-48D，雷射干涉儀48A-48D在寫入週期開始時直接量測工作台40的位置與偏移，其中在先前的寫入週期中工作台40的先前位置70與基板16的先前位置72係以破折線繪示。工作台40可支撐基板16，並且可視為相對於彼此為不動的。雷射干涉儀48A-48D可安裝在不動的位置中，並且可分別對工作台40反射雷射束74A-74D，以直接量測工作台40的位置，包括偏移。在此方面，干涉儀48A-48B可對在工作台40的角落78A處之工作台40的相鄰側部76A、76B反射，且干涉儀48C-48D可對在工作台40的角落78B處之工作台40的相鄰側部76C、76D反射。工作台40的角落78A、78B可橫越工 作台40的矩形的對角線彼此相對。使用不同組合的干涉儀56A-56D來計算基板16的位置及/或偏移的不一致可由電腦處理器32來解決，例如，藉由平均。以此方式，可針對每一寫入週期，決定基板16的位置與偏移。
返回參見第1C圖，電腦處理器32可在一實施例中包括半導體裝置、記憶體與儲存裝置。電腦處理器32可接收圖案資料，圖案資料界定包括複數個多邊形19的圖案15。圖案資料的格式可為例如像是GDSII或MEBES模式5格式之格式。電腦處理器32可接收圖案資料並且決定基板16上的圖案資料的多邊形19的位置，並且也決定當SLM 12的個別反射鏡28(1)-28(N)致動至作用位置30A時，可用於光束18(1)-18(N)來沿著行進至基板16的光學路徑24(1)-24(N)。一旦電腦處理器32已經決定基板16上的光束18(1)-18(N)的光學路徑24(1)-24(N)與多邊形19的位置，則電腦處理器32可然後決定SLM 12的哪些反射鏡要致動至作用位置30A(第2圖)，以基於寫入策略規則來寫入該寫入週期的圖案15，寫入策略規則可由圖案產生器14的使用者調整。
電腦處理器32可使用寫入策略規則的各種實施例來決定是否在寫入週期期間可致動SLM 12的反射鏡來寫入在基板16上。在一實施例中，寫入策略規則可包括：當光學路徑24(1)-24(N)的個別一者定位於打算要由光束18(1)-18(N)寫入的圖案15的多邊形19之上時，致動SLM 12的反射鏡28(1)-28(N)的個別一者至作用位置30A。以此 方式，可決定是否在寫入週期期間要致動SLM 12的反射鏡28(1)-28(N)至作用位置30A(第2圖)來寫入在基板16上。
既然已經討論過圖案產生器14的實施例的元件，第4圖繪示範例程序100的流程圖，程序100用於利用圖案產生器14來寫入圖案15並且致動光束18(1)-18(N)開啟與關閉來補償基板16的偏移。第4圖繪示的程序100將使用上面提供的術語與資訊來敘述。
程序100可包括：藉由決定且數位地控制SLM 12的反射鏡28(1)-28(N)的個別一者至作用位置30A或非作用位置30B，利用光34的光束18(1)-18(N)在寫入週期WC期間寫入在寫入週期區域位置WCZL內的圖案15的部分至基板16上(第4圖中的操作102A)。程序100也可包括：針對每一寫入週期，相對於SLM 12移動基板16(第4圖中的操作102B)。程序100也可包括：針對每一寫入週期，量測基板16的偏移(第4圖中的操作102C)。數位地控制反射鏡28(1)-28(N)的選擇一者包括：補償每一寫入週期的基板16的已量測偏移。每一寫入週期WC可決定偏移數次，以提供多個的偏移誤差資料給電腦處理器32平均，並且分辨高頻偏移誤差與來自低頻工作台位置振動的工作台位置振動誤差。低頻工作台位置振動(例如，低於半(0.5)赫茲至兩百(200)赫茲的範圍的臨界頻率的那些振動)可傳送至工作台40的馬達33(第1C圖)來修正。相反地，高頻偏移誤差與高於臨界頻率的工作台位置振動誤差可分配至SLM 12，藉由數位地控制SLM 12的個別反射鏡28(1)-28(N)來修正。
程序100也可包括：決定是否圖案15完全寫入(第4圖中的操作102D)。若圖案15未完全寫入，則寫入可繼續。否則，若圖案15完全寫入，則程序100可包括：從圖案產生器14移除基板16(第4圖中的操作102E)。以此方式，可利用改良的圖案放置準確性來寫入圖案15。
已經討論了圖案產生器14的元件以及利用圖案產生器14來寫入圖案15之程序100。現在，可以有偏移偵測設備44(2)-44(3)的其他實施例，使用雷射干涉儀的不同配置來決定在每一寫入週期時基板16的偏移。
在此方面，第5圖繪示偏移偵測設備44(2)，偏移偵測設備44(2)包括雷射干涉儀50A-50H，雷射干涉儀50A-50H在寫入週期的開始時量測工作台40的位置與偏移，其中在先前的寫入週期中之工作台40的先前位置52與基板16的先前位置53係以破折線繪示。工作台40可支撐基板16，且工作台40與基板16可視為相對於彼此為不動的。雷射干涉儀50A-50H可安裝在不動的位置中，並且可分別對工作台40反射雷射束54A-54H，以量測工作台40的位置，包括偏移。干涉儀50A-50B可於工作台40的側部55A處反射，干涉儀50C-50D可於工作台40的側部55B處反射，干涉儀50E-50F可於工作台40的側部55C處反射，且干涉儀50G-50H可於工作台40的側部55D處反射。使用不同組合的干涉儀50A-50H來計算工作台40的位置及/或偏移的不一致可由電 腦處理器32來解決，例如，藉由平均。以此方式，在每一寫入週期時可決定工作台40與支撐在工作台40上的基板16的位置與偏移，所以相對於基板16可決定圖案15的所欲位置。
偏移偵測設備的另一實施例為可能的。第6圖繪示偏移偵測設備44(3)，偏移偵測設備44(3)包括雷射干涉儀56A-56D，雷射干涉儀56A-56D在寫入週期開始時直接量測基板16的位置與偏移，其中在先前的寫入週期中之工作台40的先前位置58與基板16的先前位置60係以破折線繪示。工作台40可支撐基板16並且可相對於彼此移動。雷射干涉儀56A-56D可安裝在不動的位置中，並且可分別對基板16反射雷射束62A-62D，以直接量測基板16的位置，包括偏移。在此方面，干涉儀56A-56B可對在基板16的角落66A處之基板16的相鄰側部64A、64B反射，且干涉儀56C-56D可對在基板16的角落66B處之基板16的相鄰側部64C、64D反射。基板16的角落66A、66B可橫越具有矩形形狀的基板16的對角線彼此相對。使用不同組合的干涉儀56A-56D來計算基板16的位置及/或偏移的不一致可由電腦處理器32來解決，例如，藉由平均。以此方式，針對每一寫入週期，可直接決定基板16的位置與偏移，而不會有因為基板16與工作台40之間的相對移動所導致的誤差。
本領域中熟習技藝者將想到本文未提出的許多修改與其他實施例，該等相關實施例具有前述敘述與相關圖式中呈現的教示的益處。因此，將理解到，說明書與申請專利範圍並不限於所揭示的具體實施例，且修改與其他實施例係打 算包括在所附申請專利範圍的範圍內。所打算的是，若實施例的修改與變型落入所附申請專利範圍與其均等物的範圍內，則實施例涵蓋該等修改與變型。雖然本文中使用了特定的術語，但是該等術語僅用於一般與敘述的意義，而非限制的目的。
雖然前述是關於本發明之實施例，本發明之其他與進一步實施例可被設想出而無偏離其基本範圍，且其範圍是由下面的申請專利範圍來決定。
16‧‧‧基板
40‧‧‧工作台
44(1)‧‧‧偏移偵測設備
48A-48D‧‧‧雷射干涉儀
70‧‧‧先前位置
74A-74D‧‧‧雷射束
76A、76B、76C、76D‧‧‧側部
78A、78B‧‧‧角落
A‧‧‧向量
P1‧‧‧樞轉點
VXY‧‧‧速度
Δθ‧‧‧差角

Claims (18)

  1. 一種圖案產生器，包括：一工作台，該工作台係配置來支撐一基板，並且針對複數個寫入週期的每一寫入週期，相對於一空間光調變器(SLM)移動該基板至不同的寫入週期區域位置；一光源，該光源係配置來發射光；該SLM，其中該SLM的每一反射鏡係配置成在該寫入週期期間個別地、數位地受到控制而從一非作用位置至一作用位置，以反射該光的一個別部分至該基板；及一電腦處理器，該電腦處理器係配置來：接收圖案資料，該圖案資料包括一圖案的多邊形的一配置，識別在該等寫入週期的每一寫入週期期間是否該SLM的該等反射鏡受致動至作用位置，決定該基板的偏移(yaw)，及藉由數位地控制該SLM的個別反射鏡至作用或非作用位置，而補償該等寫入週期的每一寫入週期中的該基板的偏移，及雷射干涉儀，該等雷射干涉儀針對該等寫入週期的每一寫入週期決定該基板的角落位置，其中該電腦處理器經配置以決定該基板的該等角落位置的偏移。
  2. 如請求項1所述之圖案產生器，其中該電腦處理器係配置來在緊接的先前的寫入週期已經開始之後，識別該SLM的 反射鏡是否將致動來用於一寫入週期。
  3. 如請求項1所述之圖案產生器，其中該電腦處理器係配置來根據以高於該寫入週期的一速度之一頻率所決定的複數個測量量測，來決定用於該等寫入週期的個別一者的偏移。
  4. 如請求項1所述之圖案產生器，其中用於該等寫入週期的不同一者的該等寫入週期區域位置至少部分地重疊。
  5. 如請求項1所述之圖案產生器，其中該電腦處理器係配置來在該個別反射鏡的該光的該個別部分將入射於由該電腦處理器決定之該圖案的該等所欲多邊形的一或更多者內的基板上時，在一寫入週期期間致動該SLM的一個別反射鏡至該作用位置。
  6. 如請求項1所述之圖案產生器，其中該基板包括用於接收該圖案的一矩形表面，且該矩形表面包括至少2.4公尺的一長度以及至少2.1公尺的一寬度。
  7. 如請求項1所述之圖案產生器，其中該圖案資料係圖形資料庫系統(GDS)格式。
  8. 一種圖案產生器，包括： 一工作台，該工作台係配置來支撐一基板，並且針對複數個寫入週期的每一寫入週期，相對於一空間光調變器(SLM)移動該基板至不同的寫入週期區域位置；一光源，該光源係配置來發射光；該SLM，其中該SLM的每一反射鏡係配置成在該寫入週期期間個別地、數位地受到控制而從一非作用位置至一作用位置，以反射該光的一個別部分至該基板；及一電腦處理器，該電腦處理器係配置來：接收圖案資料，該圖案資料包括一圖案的多邊形的一配置，識別在該等寫入週期的每一寫入週期期間是否該SLM的該等反射鏡受致動至作用位置，決定該基板的偏移(yaw)，及將該偏移的決定值分類至該偏移的一高頻部分與該偏移的一低頻部分，其中該高頻偏移以高於一臨界頻率的頻率發生，及藉由數位地控制該SLM的個別反射鏡至作用或非作用位置，而補償該等寫入週期的每一寫入週期中的該基板的偏移。
  9. 如請求項8所述之圖案產生器，其中該電腦處理器係配置成藉由命令該工作台的至少一馬達修改該工作台的一移動，來補償該偏移的該低頻部分，且該電腦處理器係配置成藉由數位地控制該SLM的個別反射鏡，來補償該偏移的該高 頻部分。
  10. 如請求項8所述之圖案產生器，其中該臨界頻率在從半(0.5)赫茲至兩百(200)赫茲的範圍中。
  11. 如請求項10所述之圖案產生器，其中該等寫入週期以至少五(5)千赫茲的速度發生。
  12. 如請求項8所述之圖案產生器，進一步包括雷射干涉儀，該等雷射干涉儀針對該等寫入週期的每一寫入週期決定該工作台的角落位置，其中該電腦處理器決定該工作台的該等角落位置的偏移。
  13. 一種運用一多光束圖案產生器以在一基板上寫入一圖案的方法，包括下述步驟：藉由決定且數位地控制一空間光調變器(SLM)的反射鏡的個別一者至一作用位置或一非作用位置，在寫入週期期間利用光的光束以在該基板上的一寫入週期區域位置內寫入該圖案的部分；針對該等寫入週期的每一寫入週期，相對於該SLM移動該基板至另一寫入週期區域位置；及針對該等寫入週期的每一寫入週期，決定該基板的偏移，其中 決定該偏移之該步驟包括下述步驟：利用入射於該基板的四個側部的每一者上之至少一雷射干涉儀，直接測量該基板的角落位置，及數位地控制反射鏡的個別一者之該步驟包括下述步驟：藉由控制該等反射鏡至該作用或非作用位置，來補償所決定的該偏移。
  14. 如請求項13所述之方法，其中數位地控制之該步驟包括下述步驟：當與該等反射鏡的該等個別一者相關的該等光學路徑將入射於該基板上的該圖案的一或更多個所欲多邊形上時，在一寫入週期期間致動該SLM的該等反射鏡的該等個別一者至該作用位置。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該基板上的該一或更多個所欲多邊形的該位置是基於該偏移而決定。
  16. 一種運用一多光束圖案產生器以在一基板上寫入一圖案的方法，包括下述步驟：藉由決定且數位地控制一空間光調變器(SLM)的反射鏡的個別一者至一作用位置或一非作用位置，在寫入週期期間利用光的光束以在該基板上的一寫入週期區域位置內寫入該圖案的部分；針對該等寫入週期的每一寫入週期，相對於該SLM移動該基板至另一寫入週期區域位置；及 針對該等寫入週期的每一寫入週期，決定該基板的偏移，其中數位地控制反射鏡的個別一者之該步驟包括下述步驟：藉由控制該等反射鏡至該作用或非作用位置，來補償所決定的該偏移，及補償該決定的偏移之該步驟包括下述步驟：將該決定的偏移分類至該決定的偏移的一高頻部分與該決定的偏移的一低頻部分，其中該高頻決定的偏移以高於一臨界頻率的頻率發生。
  17. 如請求項16所述之方法，其中決定該偏移之該步驟包括下述步驟：利用雷射干涉儀直接測量一工作台的位置，以決定該工作台所支撐的該基板的該偏移。
  18. 如請求項16所述之方法，其中該偏移的該低頻部分是藉由命令一工作台的至少一馬達修改該工作台的一移動來補償，且該偏移的該高頻部分是藉由數位地控制該SLM的個別反射鏡來補償。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060053406A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 Micronic Laser Systems Ab Healing algorithm
US20060221320A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-05 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing multiple die designs on a substrate
US20110134407A1 (en) * 2009-12-08 2011-06-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Maskless exposure apparatus and pattern compensation method using the same
US20110170081A1 (en) * 2010-01-11 2011-07-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Maskless exposure apparatuses and frame data processing methods thereof
US20130130182A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Periodic Structures, Inc. Apparatus and method of direct writing with photons beyond the diffraction limit

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204946B1 (en) 1997-08-21 2001-03-20 Lucent Technologies Inc. Reconfigurable wavelength division multiplex add/drop device using micromirrors
US6263123B1 (en) 1999-03-12 2001-07-17 Lucent Technologies Pixellated WDM optical components
US20030090756A1 (en) 2001-09-25 2003-05-15 Cidra Corporation Optical channel monitor having an array of micro-mirrors
US20090011614A1 (en) 2004-06-18 2009-01-08 Electro Scientific Industries, Inc. Reconfigurable semiconductor structure processing using multiple laser beam spots
WO2006106746A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Fujifilm Corporation 描画点データ取得方法および装置並びに描画方法および装置
JP4919378B2 (ja) * 2005-09-29 2012-04-18 富士フイルム株式会社 描画点データ取得方法および装置並びに描画方法および装置
JP2008089868A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Fujifilm Corp 描画点データ取得方法および装置ならびに描画方法および装置
KR101818127B1 (ko) * 2009-12-07 2018-01-12 아이피지 마이크로시스템즈 엘엘씨 레이저 리프트 오프 시스템과 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060053406A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 Micronic Laser Systems Ab Healing algorithm
US20060221320A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-05 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing multiple die designs on a substrate
US20110134407A1 (en) * 2009-12-08 2011-06-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Maskless exposure apparatus and pattern compensation method using the same
US20110170081A1 (en) * 2010-01-11 2011-07-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Maskless exposure apparatuses and frame data processing methods thereof
US20130130182A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Periodic Structures, Inc. Apparatus and method of direct writing with photons beyond the diffraction limit

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