专利名称：用于动态数字光刻的实时图像尺寸调整的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及光刻，更具体地说，本发明涉及动态光刻系统。
背景技术：
光刻是将图样或图像转移到衬底上的方法。光刻的一些工业应用包括产品制造，所述产品例如平板显示器、集成电路(IC)、IC封装、平面光波回路(光子学)、印刷线路板、柔性电路/显示器和晶片凸起(waferbumping)。在其最简单的形式中，光刻系统是通过使光穿过置于衬底上方的掩模或工具而工作的，所述衬底具有例如光刻胶层的光敏表面。通常，掩模由表面上刻有固定不透明图样的透明材料形成。由于衬底表面的光敏性，当与掩模接触并对光暴露时，掩模上所刻的图样就被转移到衬底表面上。
多数光刻系统要求对工艺条件进行严格控制，因为温度和湿度的变化可能改变各种表面的形状或尺寸。当将要通过光刻转移到衬底表面上的特征尺寸较大时，衬底表面或掩模中的微小变形可以用各种对准技术来解决。但是，随着技术的进步和特征的尺寸已经减小到0.5微米以及更小，传统的对准技术已经不足以对衬底或掩模自身的尺寸改变进行补偿。另外，传统的直接接触光刻系统不能在无需产生新掩模的情况下对图像尺寸进行校正，而产生新掩模是昂贵且耗时的工艺。此外，即使是更先进的用投影光学器件使掩模与衬底分离的非接触光刻系统也不能对所有类型的变形进行校正。例如，尽管使用附加的透镜可以以光学方式实现简单的全局调整，但传统的非接触光刻系统不能补偿表面的局部变形或者光学系统自身的变形。
最近已经开发了动态光刻系统，其不需要使用物理掩模就可以将图样转移到衬底表面上。动态光刻系统一般使用空间光调制器(SLM)来限定成像到衬底表面上的图样。SLM是包括可以单独控制的光调制元件的电控器件，所述光调制元件响应于电信号而限定图像的象素。通常，对于0.5微米或更小的特征尺寸，在SLM中有几千万个光调制元件，每个光调制元件小于4平方微米。
但是，每个光调制元件位于SLM上的固定位置处，并且每个光调制元件只能处于两种象素状态之一全开或全闭。这样，为了对转移到表面上的图像进行尺寸调整以补偿光学变形或表面变形，就必须修改SLM中载入的象素数据。例如，为了使图像拉伸或收缩，可以将图像中的整行或整列象素复制或删除并提供到光调制元件的阵列上。遗憾的是，复制或删除象素产生的平均误差是1/4个象素，峰值误差是1/2个象素。另外，线宽可能改变高达±50％，并且在每个复制/删除的点处，对角线可能受到“锯齿”的不利影响。代替复制/删除可以实时重新计算图样并将重新计算的图样提供到光调制元件阵列上以形成调整尺寸的图像。但是，计算图像涉及到许多因素，包括光学系统带宽、光刻胶的非线性度以及邻近的特征，这使实时计算困难且昂贵。另外，由于动态光刻系统中所需的高数据率(相当于每秒钟2000个膝上型电脑屏幕的数据)，对每次图像转移都重新计算图样/图像是不切实际的。因此，需要一种能够实时调整图像尺寸的动态光刻系统。
发明内容
本发明的实施例提供了用于实时地对图样进行尺寸调整的一种动态光刻系统和方法，用于动态地通过光刻将尺寸调整的图样的图像转移到表面上。产生图样的两个或更多空间偏移的投影图，每个投影图包括表示图样的象素数据。图样在投影图之间具有空间偏移。选择两个或更多空间偏移的投影图的一部分对图样进行尺寸调整并通过光刻将尺寸调整的图样的图像转移到表面上。
动态光刻系统包括空间光调制器和图像处理系统，所述空间光调制器具有用于通过光刻将图像转移到表面上的光调制元件，所述图像处理系统可操作来产生并存储图样的两个或更多空间偏移的投影图。图像处理系统还可操作来将象素数据载入空间光调制器，所述象素数据相应于图样的两个或更多空间偏移的投影图的被选择部分。在一种实施例中，根据表面的变形选择两个或多个空间偏移的投影图的不同部分。在另一种实施例中，根据动态光刻系统中光学器件的变形选择两个或多个空间偏移的投影图的不同部分。
通过产生和存储图样的空间偏移的投影图，可以通过简单地选择并载入部分空间偏移的投影图以补偿表面和/或光学器件的变形来实现图像的尺寸调整。不需要对图像进行实时的计算，因此降低了消耗并增加了产出速度。除了上述讨论的之外，本发明还提供了具有其他特征和优点的实施例。根据下面的说明并参考附图，可以理解这些特征和优点。
所公开的发明将参考附图进行说明，附图示出了本发明的示例性实施例，并通过引用而结合于本说明书中，其中图1图示了根据本发明实施例的动态光刻系统，其用空间光调制器将图像通过光刻转移到衬底上；图2A是使用液晶光调制元件的空间光调制器的分解视图；图2B是图2A的液晶光调制元件的剖视图；图3A和3B图示了具有不同尺寸的图样在光调制元件阵列上的两个投影图；
图4A-4D图示了根据本发明的实施例，图样在光调制元件阵列上的空间偏移的投影图；图5是根据本发明实施例用图4A-4D中两个空间偏移的投影图的一部分产生尺寸调整的图样的示意图；图6是根据本发明实施例的图1的动态光刻系统包括照相机的一部分的示意图，所述照相机用于测量衬底表面的变形；图7A是示例性图像处理系统的框图，该系统用于产生和存储空间偏移的投影图并控制图1的动态光刻系统；图7B是示例性处理单元的示意图，该单元用于选择图像的空间偏移的投影图的部分以产生尺寸调整的图样的投影图；图8图示了将图像的子图像转移到衬底表面上的时序；图9A和9B图示了根据本发明实施例的图像尺寸调整技术的一种示例；图10图示了根据本发明实施例的图像尺寸调整技术的另一种示例；图11图示了根据本发明的实施例，使用图10的图像尺寸调整技术将图像的尺寸调整的子图像转移到衬底表面上的时序；图12是图示了根据本发明实施例用于实时地对图像进行尺寸调整以动态地通过光刻将尺寸调整的图样的图像转移到表面上的示例性过程的流程图；图13是图示了根据本发明的实施例用于实时地根据变形对图样进行尺寸调整的示例性过程的流程图；图14是图示了根据本发明实施例用于使用失调阈值将来自图像的两个或更多空间偏移的投影图的数据载入空间光调制器的示例性过程的流程图；并且图15是数据交叉技术的示意图，该技术存储用于图像的每个空间偏移投影图的象素数据。
具体实施例方式
图1图示了根据本发明实施例的通过光刻将图像转移到衬底150的动态光刻系统100。光刻系统100包括可操作来输出光104的光源102。光源102可以是如准分子激光器之类的激光器，或本领域已知的其他非激光光源。光源102光学耦合到光束成形光学器件106。光束成形光学器件106的输出是被导向空间光调制器110的光108。空间光调制器110包括可操作来对光108进行选择性转移的光调制元件(未示出)。下文中结合图2A和2B对光调制元件进行更详细的说明。在一种实施例中，光调制元件是液晶元件。但是应当明白，在其他实施例中，光调制元件是可以通过反射、透射或其他方式对光进行选择性转移的微反射镜或其他类型的光学器件。
空间光调制器110的输出包括没有光的暗区域和由多个光束112a-112n(共同组成112)组成的亮区域，这些区域由选定的光调制元件转移以形成包含了图样的至少部分图像。光束112被导向投影光学器件114，所述光学器件114被光学地对准为将光束112导向衬底150上。例如光刻胶层的光敏层(未示出)位于衬底150的表面上。光敏层响应于光束112进行反应，在衬底150的表面上产生图样。实际上，空间光调制器110的作用相当于动态掩模，所述动态掩模形成成像到衬底光敏层上的图样。
在一种实施例中，衬底150安装在扫描工作台120上，以使衬底150相对于空间光调制器110在任意方向上移动。扫描工作台120可以是例如高精度扫描工作台。在另一种实施例中，衬底150保持不动，光学器件和/或光束112相对于衬底150运动。在任何一种结构中，衬底150与空间光调制器110中的一个相对于另一个运动以将图像转移到衬底150上。
图2A和2B图示了SLM 110的示例，其具有限定图像象素的液晶(LC)光调制元件210。图2A和2B中的SLM是包括独立的LC光调制元件210的硅上液晶(LCOS)SLM 110，所述LC光调制元件210选择性地反射特定偏振态的光以将图样的图像转移到衬底上。图2A是LCOSSLM的一部分的分解视图，图2B是LCOS SLM 110的LC光调制元件210的剖视图。由图2A可见，LCOS SLM 110包括衬底200，象素电极215位于所述衬底200上。象素电极215可以布置为行和列的阵列或者非正交的布局。在衬底200中，每个象素电极215下面设有象素驱动电路250，所述象素驱动电路250被连接以驱动上覆的象素电极215。衬底200上方设置有透明玻璃230，其涂有例如铟锡氧化物(ITO)的透明导电材料层235。ITO层235是LCOS SLM 110的公共电极。衬底200和玻璃230之间密封有液晶材料层220，所述液晶材料响应于公共电极235与象素电极215之间建立的电场而发生反应。
因此，如图2B所示，象素电极215与液晶材料220、公共电极235、象素驱动电路250和偏振器260相结合形成限定图像象素的各个独立的光调制元件210。取决于施加到象素电极215与公共电极235之间的电压，液晶材料220在每个光调制元件210处发生反应以使输入光的偏振态改变或不改变。光调制元件210与SLM 110的偏振器260相结合使特定偏振态的光可以反射到或不反射到图1的衬底150上。如本领域所知，应当明白偏振器260包括一个或多个偏振器。
尽管图2A和2B中只图示了几个光调制元件210，但每个LCOS SLM110通常在不超过几平方厘米的SLM 110面积上包括几千万个光调制元件210。例如，在一种实施例中，LCOS SLM 110包括光调制元件210的16,384列乘以606行的矩阵，每个光调制元件210小于4平方微米。但是，每个光调制元件210位于SLM 110上的固定位置，并且每个光调制元件210只能处于两种象素状态之一全开或全闭。因此，当调整图像尺寸时，必须考虑SLM 110的象素式结构。
例如，参考图3A和3B，示出了两个不同尺寸的图样310a和310b，其映射到SLM 110中光调制元件210的阵列350上以形成投影图300a和300b。示出的图样310b比图样310a宽约5％。为了实现投影图300a与300b之间5％的拉伸，图样310a自身被拉伸5％以形成图样310b，并且图样310b被空间映射到阵列350上。根据映射来选择阵列350中的每个单独光调制元件210的象素状态(开或闭)，以将图样310b映射到阵列350上。例如在图3B中，对于1/2以上光调制元件面积被图样310b覆盖的光调制元件210，象素状态选择为开。否则，光调制元件210的象素状态就选择为闭。表示对于每个光调制元件210所选择的象素状态的象素数据被存储并载入空间光调制器以转移图样310b的图像。由于光调制元件210的尺寸在SLM中是固定的，所以在每次图像转移之前，可能需要通过调整图样尺寸并将尺寸调整的图样映射到阵列上以对每个投影图300a和300b分别进行计算。
为了克服SLM中固定的光调制元件尺寸对图样尺寸调整的限制，根据本发明的实施例，产生并存储图样的两个或更多空间偏移的投影图。空间偏移的投影图是映射到空间光调制器阵列上的图样的投影图，该图样相对于阵列的位置在空间上彼此有偏移。根据空间偏移的投影图，可以通过选择空间偏移的投影图中为尺寸调整的图样提供了最佳对准的部分而对图样进行尺寸调整。例如，在图4A-4D中，根据本发明的实施例，示出了图样410的四个示例性空间偏移投影图400a-400d，其映射到空间光调制器110中的阵列350上。在每个空间偏移的投影图400a-400d中，图样410在(X，Y)、(X+1/2，Y)、(X，Y+1/2)、(X+1/2，Y+1/2)的位置对准中有1/2个光调制元件尺寸的偏移。在图4A-4D中，位置对准是(0，0)、(+1/2，0)、(0，+1/2)和(+1/2，+1/2)。每个空间偏移的投影图400a-400d是通过将图样410以各自的位置对准映射到阵列350上并对最好地表示了图样410的光调制元件210进行识别而产生的。对应于空间偏移的投影图400a-400d的象素数据被存储并用于对将要投影到衬底上的图样进行尺寸调整。应当明白，空间偏移的投影图400a-d的数目和投影图400a-d之间的图样偏移是根据应用场合而变化的。
图5图示了根据本发明的实施例，映射到SLM的阵列350上的尺寸调整的图样510的投影图500的示例。尺寸调整的图样510是用图4A-4D中的两个空间偏移的投影图400a和400b的一部分形成的。示出的投影图500被分为三个部分550a-c，每个都对应于空间偏移的投影图400a或400b之一的不同部分。部分550a包括投影图400a来自图4A中对应区域的一部分，部分550b包括投影图400b来自图4B中对应区域的一部分，部分550c包括投影图400a来自图4A中对应区域的一部分。部分550a-c映射到阵列350上，使得每个部分550a-c包括载入到阵列350的光调制元件210中的象素数据，所述光调制元件210对应于投影图400a和400b中的光调制元件210。
如图4A和4B所示，投影图400b中的图样410相对于投影图400a中的图样410在x方向上偏离1/2个光调制元件。因此，通过组合使用投影图400a和400b，图样410可以在x方向拉伸或收缩。例如，示出的投影图400b中的图样410在x方向上向左移动了。因此，当选择空间上沿x轴位于部分投影图400b前方的部分投影图400a时，尺寸调整的图样510相对于所选择的部分在x方向上收缩了。同样，当选择空间上位于部分投影图400b后面的部分投影图400a时，尺寸调整的图样510相对于所选择的部分在x方向上拉伸了。
在图5中，示出的部分投影图400b选择为空间上沿x轴位于部分投影图400a的后面，使尺寸调整的图样510的起始点515从投影图400a的图样410的起始点向左移动1/2个象素。另外，示出的部分投影图400a选择为空间上沿x轴位于投影图400b的后面，使尺寸调整的图样510的末端点520从投影图400b的图样410的末端点向右移动1/2个象素。图5中对投影图400a和400b的组合的结果是尺寸调整的图样510的投影图500，其在x方向上拉伸了大约5％。应当明白，每个可用的投影图被选择的部分的数目和尺寸沿x轴和y轴都可以改变以适应任何定位、尺寸或其他类型的变形。通过选择部分空间偏移的投影图来对图样进行尺寸调整，对于1/2个光调制元件的偏移，平均误差仅为1/8个光调制元件，峰值误差仅为1/4个光调制元件。另外，可以对图样和图像进行实时的尺寸调整以补偿衬底表面或光学器件的变形，同时维持高生产率。
图6是根据本发明的实施例，动态光刻系统100包括照相机600的部分的示意图，所述照相机600用于测量衬底表面的变形。变形可能包括例如衬底150中的拉伸、收缩、倾斜或弯曲。示出的空间光调制器110光学地耦合到投影光学器件114，对选择的光调制元件反射的光束112进行导向，以在衬底150上形成图样的至少部分图像。投影光学器件114还被构造为将从衬底150反射的光625导向照相机600以测量衬底表面的变形。在一种实施例中，投影光学器件114包括与照相机600光学对准的分束器(未示出)用于将从衬底150反射的光625导向照相机600。在另一种实施例中，投影光学器件114包括两个位置较远的光学元件，所述光学元件之一被构造为将光束112导向衬底150上，另一个光学元件被构造为将从衬底150反射的光625导向照相机600。
衬底150以例如基准的一个或多个对准特征650为标记，所述对准特征650用于确定衬底150表面的变形。在照相机600内的图像传感器610处接收从衬底150反射的光625，以捕捉衬底150上对准特征650的图像。在一种实施例中，改变衬底150对投影光学器件114的相对位置以使投影光学器件114与衬底150上的每个对准特征650光学对准，使图像传感器610能够捕捉对准特征650的图像序列。在另一种实施例中，照相机600包括相对衬底150位于一个或多个位置处的多个照相机，以同时捕捉衬底150上不同对准特征650的各个图像。
图7A是图像处理系统700的框图，所述图像处理系统700用于产生和存储空间偏移的投影图并控制动态光刻系统100。图像处理系统700包括处理单元710，所述处理单元710可操作来执行软件715以产生图样的两个或更多空间偏移的投影图400a...400N，其中所述图样将通过光刻转移到图1的衬底150上。处理单元710可以是任何类型的微处理器、微控制器、可编程逻辑器件、数字信号处理器或其他处理装置。处理单元710耦合到存储空间偏移的投影图400a...400N的存储单元740和定时电路750，所述定时电路750产生定时信号755以对动态光刻系统100的工作台120、空间光调制器110、激光器102和照相机600的操作进行控制。
处理单元710还耦合到存储器单元720和输入/输出(I/O)单元730，后者可以是有线的也可以是无线的。I/O单元730被连接以从照相机600接收对准数据725并向处理单元710提供对准数据725以存储在存储器单元720中，所述对准数据725表示衬底表面上对准特征的一个或多个图像。处理单元710设置为执行软件715以对衬底中的变形随着对准数据725的改变进行计算或者对系统的光学器件变形进行计算，并将与计算出的变形相对应的变形数据735存储在存储器单元720中。处理单元还设置为执行软件715以选择存储的投影图400a...400N的不同部分来根据变形数据735产生尺寸调整的图样的投影图500，并将表示尺寸调整的投影图500的象素数据770通过I/O单元730传送到空间光调制器110。显示器760可选地耦合到图像处理系统700并可操作来显示尺寸调整的投影图500，所述投影图500将被传送到空间光调制器110以转移到衬底表面上。
图7B示出处理单元710的结构示例，所述处理单元710用于选择存储的空间偏移的投影图400a-d的多个部分以产生尺寸调整的投影图500。示出的每个空间偏移的投影图400a-d被分成相应的部分425a-d。在一种实施例中，每个部分425a-d包括表示光调制元件的一行或多行和/或一列或多列的象素数据。在其他实施例中，每个部分425a-d包括表示任何邻近结构(例如一批光调制元件)中一个或多个光调制元件的象素数据。处理单元710访问空间偏移的投影图400a-d以从一个或多个空间偏移的投影图400a-d中选择部分425a-d，并将来自所选择的部分425a-d中的象素数据输入尺寸调整的投影图500的相应部分550a-d。根据处理单元710计算出的变形信息735，处理单元710选择不同的部分425a-d。变形信息735识别衬底表面的变形和/或动态光刻系统的光学器件中的变形。
在一种实施例中，处理单元710还用失调阈值780选择尺寸调整的投影图500的部分550a-d。空间偏移的投影图400a-d随着变形信息735而不同的部分425a-d相对于衬底表面的对准是对照作为阈值的失调阈值780来进行测量的。如果在考虑变形信息时空间偏移的投影图400a-d的特定部分425a-d相对于衬底表面产生的失调大于失调阈值，则不将该特定部分425a-d选择为包括在尺寸调整的投影图500中。例如，如图4A-4D所示，在每个投影图400a-d中，特征410在x方向和y方向中任一方向上或者两个方法上偏移了1/2个光调制元件。为了产生图5的尺寸调整的投影图500，可以用1/4象素的失调阈值780对部分550a-c进行选择。这样，图4A的投影图400a中所选择的包括在图5的投影图550a中的部分随变形而产生的相对于表面的失调小于失调阈值，对于部分550b和550c也同样。
失调阈值780可以用任何类型的算法或机构来实现。在一种实施例中，失调阈值780用包含小数部分和整数部分的地址加法器来实现。作为示例，失调阈值可以对应于加数2。如果加数是精确的2，则无需切换到不同的投影图。如果加数大于2，则选择使图样收缩的投影图，而如果加数小于2，则选择使图样拉伸的投影图。用于使存储的数字图像扩大或收缩的地址加法器的一种示例在美国专利No.6,005,988中进行了说明，其通过引用而结合于此。但是，应当明白，可以用其他方法选择投影图的部分以对图样以及该图样在表面上对应的图像进行尺寸调整。
图8图示了将图像转移到衬底150表面上的时序。对于面积不超过几平方厘米的SLM 110，通常需要多次曝光来对衬底150的整个面积进行成像。每次曝光将图像的不同子图像800a-c(共同组成800)转移到衬底150的相应区域155a-c上。对于较大的衬底150，可能需要多次通过衬底150以成像衬底150的整个区域(共同组成155)。使用精密工作台可以对每次曝光的对准进行仔细的控制以将子图像800a-c无缝地结合在一起。例如如图8所示，在时刻t1，将子图像800a转移到衬底150的区域155a上。在时刻t2，将子图像800b转移到衬底150的区域155b上，在时刻t3，将子图像800c转移到衬底150的区域155c上。
当衬底表面和/或光学器件中的变形要求对图样进行尺寸调整以便成像到衬底上时，改变图像的一个或多个子图像800a-c中的图样数量或者改变一个或多个子图像800a-c的尺寸以反射尺寸调整的图样。在任何一种情况下，载入SLM 110中的象素数据都表示尺寸调整的图样。有多种技术将子图像800a-c中尺寸调整的特征转移到衬底表面上。图9A和9B图示了根据本发明的实施例，图像尺寸调整技术的一种示例。在图9A中，对子图像800a中的图样进行尺寸调整以覆盖衬底150表面上更小的区域155d，并对子图像800c中的图样进行尺寸调整以覆盖衬底150表面上更大的区域155f，以适应衬底150和/或光学器件中的变形。在时刻t1的曝光期间，SLM 110载入表示尺寸调整的子图像800a和尺寸调整的子图像800c的一部分的象素数据，并在一次曝光中将尺寸调整的子图像800a和尺寸调整的子图像800c的该一部分转移到区域155a上。尺寸调整的子图像800a被转移到衬底150的区域155d上，部分尺寸调整的子图像800c被转移到衬底150的区域155e上。组合的区域155d和155e相当于图8中的区域155a。在时刻t2的曝光期间，SLM110载入表示尺寸调整的子图像800c的剩余部分的象素数据，并将尺寸调整的子图像800c的剩余部分转移到衬底150的区域155c上。
图9B图示了另一种示例，其中对子图像800a中的图样进行尺寸调整以覆盖衬底150表面上的更大区域155h，并对子图像800b中的图样进行尺寸调整以覆盖衬底150表面上的更小区域155i，以适应衬底150和/或光学器件中的变形。为了产生更大的子图像800a，表示尺寸调整的子图像800a的象素数据被分为两次曝光。在时刻t1的第一次曝光期间，SLM载入表示尺寸调整的子图像800a的一部分的象素数据并将尺寸调整的子图像800a的该部分转移到衬底150的区域155a上。在时刻t2的第二次曝光期间，SLM载入表示尺寸调整的子图像800a的剩余部分的象素数据和表示尺寸调整的子图像800b的象素数据，并在一次曝光中将尺寸调整的子图像800a的剩余部分和尺寸调整的子图像800b转移到衬底150的区域155b上。将尺寸调整的子图像800a的剩余部分转移到衬底150的区域155g上，将尺寸调整的子图像800b转移到衬底150的区域155i上。
图10图示了根据本发明的实施例，图像尺寸调整技术的另一种示例。在图10中，SLM 110设置为包括光调制元件210的工作区域1000和光调制元件210的保留区域1010。工作区域1000包括用于将图像转移到衬底上的光调制元件210，保留区域1010包括未用于将图像转移到衬底上的光调制元件210。对于一次具体的曝光，工作区域1000和保留区域1010中的光调制元件210数目根据尺寸调整的类型而变化。因此，可以通过改变工作区域1000和保留区域1010中的光调制元件数目来对图样和图样在表面上相应的图像进行尺寸调整。
例如，图11图示了根据本发明的实施例，用图10的图像尺寸调整技术将尺寸调整的图样中尺寸调整的子图像转移到衬底表面上的时序。在图11中，对子图像800a中的图样进行尺寸调整以覆盖衬底150表面上更小的区域155k，并对子图像800c中的图样进行尺寸调整以覆盖衬底150表面上更大的区域1551，以适应衬底150和/或光学器件中的变形。在时刻t1的曝光期间，SLM 110载入表示尺寸调整的子图像800a的象素数据，并将尺寸调整的子图像800a转移到衬底150的区域155k上。尺寸调整的子图像800a被载入SLM 110中光调制元件的工作区域1000，而光调制元件的保留区域1010未载入任何数据，以便产生更小的子图像800a。在时刻t2的曝光期间，SLM 110载入表示尺寸调整的子图像800c的象素数据，并将尺寸调整的子图像800c转移到衬底150的区域1551上。为了产生更大的子图像800c，表示更大的子图像800c的象素数据被载入SLM 110中光调制元件的工作区域1000，所述工作区域1000包括整个阵列。SLM 110中没有光调制元件的保留区域1010以转移更大的子图像800c。
图12是图示了根据本发明的实施例的示例性过程1200的流程图，所述过程1200用于对图样进行尺寸调整以动态地通过光刻将尺寸调整的图样的图像转移到表面上。尺寸调整过程1200开始于框1210。在框1220处产生图样的第一投影图。第一投影图包括的象素数据识别表示图样的第一组光调制元件。在框1230处产生图样的第二投影图。第二投影图包括的象素数据识别表示图样的第二组光调制元件。第一投影图中的图样在被映射到空间光调制器中的光调制元件阵列上时，对第二投影图中的图样有空间偏移。在框1240处，第一和第二投影图被选择的部分用于对图样进行尺寸调整并动态地通过光刻将尺寸调整的图样的图像转移到表面上。尺寸调整过程终止于框1250处。
图13是图示了根据本发明的实施例，用于根据变形对图样进行尺寸调整的示例性过程1300的流程图。尺寸调整过程1300开始于框1310处。在框1320处产生图样的空间偏移的投影图。每个空间偏移的投影图包括的象素数据识别空间光调制器中表示图样的各个光调制元件。当将图样映射到空间光调制器中的光调制元件阵列上时，所述图样在空间偏移的投影图中有空间偏移。在框1330处测量表面或光学器件中的变形。在框1340处，根据变形选择空间偏移的投影图的不同部分，以对图样进行尺寸调整并动态地通过光刻将尺寸调整的图样的图像转移到表面上。尺寸调整过程终止于框1350。
图14是图示了根据本发明的实施例的示例性过程1400的流程图，所述过程1400用于使用失调阈值将来自图像的两个或更多空间偏移的投影图的数据载入空间光调制器。数据载入过程1400开始于框1405。在框1410处限定失调阈值，并在框1415处产生图样的空间偏移的投影图。每个空间偏移的投影图包括的象素数据识别空间光调制器中表示图样的各个光调制元件。当将图样映射到空间光调制器中的光调制元件阵列上时，所述图样在空间偏移的投影图中有空间偏移。
在框1420处测量表面或光学器件中的变形。在框1425处，根据变形将图样的空间偏移的投影图之一(其对表面产生的失调随变形的变化小于失调阈值)确定为最接近对准的投影图，并在框1430处，将相应于最接近对准的投影图的象素数据载入空间光调制器。将来自最接近对准的投影图的象素数据顺序载入空间光调制器中，直到在框1435处完全载入待转移的图样或在框1440处最接近对准的投影图与表面的失调扩大到大于失调阈值。如果确定失调大于失调阈值，则在框1430处选择失调小于失调阈值的另一个最接近对准的投影图并继续进行顺序载入象素数据的过程。数据载入过程终止于框1445处。
图15是数据交叉技术的示意图，所述数据交叉技术用于存储每个空间偏移的投影图400a-d的象素数据1500a-d。在多个动态光刻系统将同一图样转移到不同衬底上的应用中，可以离线产生投影图400a-d，将其压缩并转移到多个动态光刻系统中。为了增加投影图的编码效率，可以在压缩之前将来自所有投影图400a-d的象素数据1500a-d交叉在一起。
在图15中示出了存储单元740中存储的4个投影图400a-d。在存储单元740的存储器阵列1510中将来自所有的各个图像投影图400a-d的象素数据1500a-d交叉在一起。例如，与投影图400a和400b相对应的象素数据1500a和1500b存储在存储器阵列1510的同一行1520的间隔列1525中。在图15中，列被称为字，行被称为位。为了从投影图之一(例如投影图400c)选择象素数据(例如象素数据1500c)，象素数据1500a-d被输入到字选择器1540以便只从包括与投影图400c相对应的象素数据1500c的那些列1525中选择象素数据1500a和1500c。剩余的象素数据1500a和1500c被输入到位选择器1550以便只从包括与投影图400c相对应的象素数据1500c的那些列1520中选择象素数据1500c。通过将象素数据1500a-d交叉而不是存储每个投影图400a-d的象素数据1500a-d的独立平面，降低了投影图的空间频率，这提高了象素数据1500a-d的编码效率。
本领域技术人员将了解，本发明的应用中所述的创新性构思可以在广泛的应用范围内修改和变化。因此，专利性主题的范围不应限于所讨论的任何具体的示例性教导，而是由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种方法，用于实时地对图样(410)进行尺寸调整以动态地通过光刻将尺寸调整的图样(510)的图像转移到表面(150)上，所述方法的特征在于产生(1220)所述图样(410)的第一投影图(400a)，所述第一投影图(400a)包括表示所述图样(410)的第一象素数据；产生(1230)所述图样(410)的第二投影图(400b)，所述第二投影图(400b)包括表示所述图样(410)的第二象素数据，所述第二投影图(400b)中的图样(410)与所述第一投影图(400a)中的图样(410)有空间上的偏移；以及选择(1240)部分所述第一象素数据和所述第二象素数据，以形成所述尺寸调整的图样(510)并动态地通过光刻将所述尺寸调整的图样(510)的图像转移到所述表面(150)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的产生(1220)所述第一投影图(400a)的步骤包括将所述图样(410)映射到空间光调制器(110)中光调制元件(210)的阵列(350)上相对于所述阵列(350)的第一位置对准处，并且所述产生(1230)所述第二投影图(400b)的步骤包括将所述图样(410)映射到所述阵列(350)上相对于所述阵列(350)的第二位置对准处。
3.一种方法，用于实时地对图样(410)进行尺寸调整以动态地通过光刻将尺寸调整的图样(510)的图像转移到表面(150)上，所述方法的特征在于产生(1320)所述图样(410)的两个或更多空间偏移的投影图(400a...400N)，每个空间分离的投影图(400a...400N)包括表示所述图样(410)的各个象素数据，所述图样(410)在所述投影图(400a...400N)之间有空间偏移；测量(1330)变形；以及根据所述变形从所述两个或更多空间偏移的投影图(400a...400N)的不同部分选择(1340)所述象素数据(770)以形成所述尺寸调整的图样(510)并动态地通过光刻将所述尺寸调整的图样(510)的图像转移到所述表面(150)上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述测量步骤还包括将所述表面(150)定位到相对于图像传感器(610)的至少一个位置，所述图像传感器(610)可操作来对位于所述表面(150)上的至少一个对准特征(650)进行成像；以及计算所述至少一个对准特征(650)在所述表面(150)上的位置以确定所述表面(150)的变形。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述选择步骤还包括限定(1410)失调阈值(780)，以及根据所述表面的变形从所述两个或更多空间偏移的投影图(400a...400N)中相对于所述表面(150)产生所述图样(510)的失调的不同部分选择(1430)所述象素数据(770)，所述失调小于所述失调阈值(780)。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括通过使来自每个所述空间偏移的投影图(400a...400N)的象素数据交叉而存储来自所述空间偏移的投影图(400a...400N)的象素数据。
7.一种动态光刻系统(100)，包括空间光调制器(110)，所述空间光调制器(110)包括用于动态地通过光刻将图样的图像转移到表面(150)上的光调制元件(210)，所述系统(100)的特征在于图像处理系统(700)可操作以产生并存储所述图样的两个或更多空间偏移的投影图(400a...400N)，每个空间分离的投影图(400a...400N)包括的各个象素数据识别所述空间光调制器(110)中表示所述图样的各个光调制元件(210)，所述图样在所述投影图(400a...400N)之间有空间偏移，所述图像处理系统(700)还可操作以将选择的象素数据载入所述空间光调制器(110)中，所述选择的象素数据相应于所述图样的两个或更多空间偏离的投影图(400a...400N)中被选择的部分。
8.根据权利要求7所述的动态光刻系统(100)，其中，所述空间光调制器(110)包括工作光调制元件(1000)和保留光调制元件(1010)，被载入所述空间光调制器(110)的选择的象素数据相应于所述工作光调制元件(1000)的至少一部分。
9.根据权利要求7所述的动态光刻系统(100)，其中，所述图像包括子图像，被载入所述空间光调制器(110)的所述象素数据相应于所述子图像之一的至少一部分。
10.根据权利要求7所述的动态光刻系统(100)，其中，所述表面(150)具有变形，并且其中所述图像处理系统(700)还可操作以限定失调阈值(780)并根据所述表面(150)的变形选择所述两个或更多投影图(400a...400N)中相对于所述表面(150)产生所述图样的失调的不同部分，所述失调小于所述失调阈值(780)。
全文摘要
一种动态光刻系统(100)实时地对图样(410)进行尺寸调整并通过光刻将尺寸调整的图样(510)的图像转移到表面(150)上以补偿表面(150) 和/或光学器件(114)中的变形。系统(100)使用图样(410)的两个或更多预先存储的空间偏移的投影图(400a...400N)。每个空间偏移的投影图(400a...400N)包括的象素数据识别空间光调制器(110)中表示图样(410)的光调制元件(210)。图样(410)在投影图(400a...400N)之间具有空间偏移。根据变形选择两个或多个空间偏移的投影图(400a...400N)的不同部分来对图样(410)进行尺寸调整并通过光刻将尺寸调整的图样(510)的图像转移到表面(150)上。
文档编号G03B27/54GK1882874SQ200480034161
公开日2006年12月20日 申请日期2004年12月14日 优先权日2003年12月15日
发明者戴尔·W·施罗埃德尔 申请人:安捷伦科技有限公司