步进排列式干涉微影方法与系统的制作方法

专利名称：步进排列式干涉微影方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种干涉微影技术，尤其是指一种具有补偿曝光位置补偿的一种步进排列式干涉微影方法与系统。
背景技术：
随着显示器面板，软性电子以及太阳能等产业在尺寸需求潜力渐增的情况
下，未来势必需要更大面积且关键尺寸(Critical Dimension, CD)更小的周期性结构，目前大部分的产品其线宽均在微米等级，但可以预见的是未来的研究方向将会朝向次微米甚至纳米等级线宽的周期性微结构的制造。在这样的情况下，纳米级定位-稳定系统的重要性越来越高，尤有甚者，当欲以微影方式生产一大面积的微结构时，必须进行多次曝光接合而成，在此情况下，拥有纳米级定位、稳定精度，又同时拥有大行程的对位系统是不可或缺的。
在现有技术中，如美国专利US.Pat.No.6，882,477其是揭露一种扫瞄式制造大面积周期性干涉条纹结构的系统与方法，该方法主要是使晶圆连续地曝光并沿干涉条纹方向移动，并且使用声光调制器(AOM)改变光相位，达成干涉光相位锁定，产生出大面积的周期性结构，且使干涉出的条纹周期与线宽皆达到标准。该技术主要利用声光调制器进行相位锁定，因此在有高频外界噪声下仍能运作。此外，该技术主要是不以机械式结构来进行主要的定位机制，可能维持较长的机台寿命。
虽然利用非机械式的方式来进行定位的方式在现有技术中己经具有，但是对于利用机械式方式来进行定位的机构，却乏人投入研究。因为， 一般定位系统分为大行程且精密度低与小行程且精密度高两种，第一种以传统的马达与螺杆组合为代表，随着马达控制技术、机械组件加工技术的进步，总行程在大约200 mm左右的系统其定位能力己经可以达到数个微米甚至次微米的等级，但其精准度对于制造关键尺寸为次微米以下的结构仍不够好。
至于，第二种定位系统以压电材料致动的系统为代表，因为压电材料的形变量与施加其上的电压有一定的关系，因此可以通过改变施加电压的大小来产生平台的位移，如使用数字控制系统来控制压电材料，则其所能提供的最小移动步距大致上由数字/模拟转换器的分辨率来决定，使用分辨率越高的数字/模拟转换器，就能使压电材料做出更细微的动作。又因为压电材料对所施加电压的反应相当快，因此以压电致动的系统可以拥有相当高的频宽。综合以上优点，以压电材料做为致动器的微动平台相当适合用来补偿微小的定位误差以及压制整体系统因环境中各项因素所造成的震动，但其缺点是其总行程有限， 一般
只能提供不到0.5 mm的行程。
请参阅图1A与图1B所示，该图为分别微结构图案对位示意图。在图1A中，基本上图案10曝光于一工件1上，接着工件1可藉由一Y方向的步进移动，使得下一个图案11与图案10相拼接。在图1A中的图案10与11内的条纹图案与Y方向平行，因此在图案拼接并无会有问题。然而，事实上当干涉图案縮小至纳米等级时，图案内的条纹微结构并非如图1A的条纹结构完美的与移动方向平行，而是如图1B所示的情况。在图1B中，图案12内的微结构并非如图1A的图案IO—样，而是与Y方向有一偏差角度，这是因为形成干涉图案的干涉光束在调校时无法很准确的被调整到精确的曝光位置，使得形成的图案结构完美的与拼接方向平行。因此，当下一个图案13形成于图案12的一侧时，就会造成拼接的微结构间具有位移的偏差。

发明内容
本发明提供一种步进排列式干涉微影方法，其主要是在步进拼接干涉图案之前，检测出干涉光束曝光的偏移误差，然后在于拼接干涉图案的步进过程中，补偿干涉光束本身曝光时的位置误差，以提升拼接纳米微结构图案的精准度。
本发明更提供一步进排列式干涉微影系统，于步进控制移动的过程中补偿干涉光束曝光时所造成的误差，达成步进式的精密对位，并且通过多次曝光将微结构精确接合，以产生出大面积的周期性结构。
在一实施例中，本发明提供一种步进排列式干涉微影方法，其包括有下列步骤(a)提供一承载装置，其可于一第一轴向以及一第二轴向上进行位移运动以及一旋转运动；(b)提供一干涉光束并检测该干涉光束相较于该位移运动的一偏移误差；(c)使该干涉光束照射至该承载装置上的一工件表面，以于该工件表面形成一特定干涉图案区块；(d)以步进方式根据该偏移误差进行一位置调整运动，以调整下一次曝光位置；以及(e)重复该步骤(c)至(d)多次，在该工件
表面上拼接形成有一大面积干涉图案。
在另一实施例中，本发明更提供一种步进排列式干涉微影系统，包括一承载装置，其可承载一工件，该承载装置具有一第一以及一第二反射组件，该第一与第二反射组件分别设置于该承载装置的一侧边上； 一位置检测部，其设
置于该承载装置的一侧，该位置检测部可以藉由该第一与第二反射组件检测该
承载装置的位置以产生一位置信号； 一位移驱动部，其与该承载装置相连接，该位移驱动部可控制该承载装置于一第一轴向、 一第二轴向进行位移运动以及一旋转运动； 一干涉微影部，其可提供一干涉光束于该工件上进行千涉微影的制程； 一信号处理与控制单元，其与该位置检测部、该位移驱动部相偶接，该信号处理与控制单元接收与处理该位置信号以得到一位置处理信号，该信号处理与控制单元根据该位置处理信号以及该干涉光束相较于该第二轴向的一偏
移误差计算要补偿的位置，并根据该要补偿的位置控制该位移驱动部进行位移运动以调整该工件的曝光位置。


图1A与图1B为分别微结构图案对位示意图。
图2A为本发明的步进排列式干涉微影方法实施例流程示意图2B为本发明检测偏移误差流程示意图3为移动位置传感器的位置示意图4为干涉光束偏移误差示意图5为利用位移运动补偿偏移误差示意图6为本发明的干涉微影系统实施例示意图7A为本发明的干涉图案形状实施例示意图7B为本发明的连续干涉微影曝光实施示意图8A为本发明的定位装置实施例俯视示意图8B为本发明的定位装置侧视示意图9A与图9B为本发明的承载装置实施例立体与分解示意图；图9C为该第一反射组件或第二反射组件动作示意图；图IO为本发明的定位装置系统架构方块示意图IIA与图IIB为分别为工件上的干涉图案微观结构影像。
10~13-图案
2-步进排列式干涉微影方法 20 25-步骤
210~214-步骤 3-定位装置
30- 承载装置
300- 第一反射组件
301- 第二反射组件
302- 固定组件
303- 槽体
304- 通孔
305- 圆盘
306- 沟槽
31- 位置检测部
310- 光源部
311- 分光单元
312- 第一检测部
3120- 分光镜
3121- 平面干涉仪
3122- 光信号接收器
313- 第二检测部 3130-平面干涉仪
3131-光信号接收器
32- 双致动位移驱动部 320-细位移驱动部
3201-控制器 3202-第二为驱动器3203-压电平台
321-粗位移驱动部
3210-第一线性驱动部 3211-第二线性驱动部
3213- 控制器
3214- 驱动器
3215- 致动平台 33-信号处理与控制单元
330- 低通滤波单元
331- 转换单元
332- 第一控制单元
333- 第二控制单元
334- 判断单元
4- 千涉微影部
40-光束产生器
41- 光束整形器
42- 分光单元
5- 干涉微影系统
90- 工件
900 907-干涉图案 908-干涉区域
91- 第一检测光
910、 911-子检测光
92- 第二检测光
93- 光束
94- 整形光束
95- 第一光束
96- 第二光束
97- 干涉图案
970-微结构98-支撑组件
980-位置传感器 D-感测区域的宽度
Ax-X方向的特定距离
Ay-Y方向的位置差异
具体实施例方式
为进一步的认知与了解本发明的特征、目的及功能，下文特将本发明的装
置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，详细说明陈述如下
请参阅图2A所示，该图为本发明的步进排列式干涉微影方法实施例流程
示意图。在本实施例中，该方法包括有下列步骤首先进行步骤20提供一承 载装置，其可于一第一轴向以及一第二轴向上进行位移运动以及一旋转运动。 该承载装置可提供承载一待曝光的基材，其可为硅基材，但不以此为限。接着，
进行步骤21提供一干涉光束并检测该干涉光束相较于位移运动的一偏移误 差。接下来详细说明步骤21的流程，请参阅图2B所示，该图为本发明检测 偏移误差流程示意图。首先进行歩骤210将一位置传感器(position sensing detector, PSD)放在该承载装置上。接着进行步骤211，使该干涉光束中的一第 一光束投射一光区至该位置传感器上并记录该光区的一第一位置。
请参阅图3所示，步骤211的干涉光束主要是由一光束产生器40、光束 整形器41以及一分光单元42所产生。该光束产生器40提供一光束93，在本 实施例中，该光束产生器40为一激光产生器。该光束93经由该光束整形器 41将该光束93调制成一整形光束94。然后，该分光单元42将该整形光束94 分光以形成该第一光束95与第二光束96，并使该光束95与96相互干涉而投 射至工件上。在图3中，位置传感器980藉由一支撑组件98设置于承载装置 30上，而第一光束95投射至该位置传感器980上。如图4所示为了减少后续 位置判断误差，在一实施方式中，可让该第一光束所形成的光区99a的直径大 小等于该位置传感器980的感测区域的宽度D。
再回到图2B所示，接着进行步骤212，控制该承载装置于该第一轴向上 移动一特定距离，并记录该干涉光束中的一第二光束于该位置传感器上所形成 的光区的一第二位置。请参阅图3所示，前述的歩骤212可藉由移动承载装置30将该位置传感器980移动至第二光束96的投射位置。再回到图2B所示， 接着进行步骤213，计算该第一位置与该第二位置于该第二轴向上的一位置差 异。如图4所示，如果该干涉光束在曝光时，相对该承载装置的移动有位置偏 差时，位置传感器980上的光区99a与99b，在对应该第一光束以及该第二光 束时的位置就会有所不同。在图4中，可以藉由步骤213算出Y方向的位置 差异Ay。再回到图2B所示，最后，再进行歩骤214，根据该位置差异与该特 定距离的比值得到该偏移误差。如图4所示，由于X方向的特定距离Ax为己 知，而Y方向的位置差异Ay又可藉由步骤213计算出来，因此位置差异Ay 与该特定距离Ax的比值即为该偏移误差。
检测出偏移误差的后，再回到图2A所示，接着进行步骤22，使该干涉光 束照射至该承载装置上的一工件表面，以于该工件表面形成一特定干涉图案区 块。然后进行步骤23，以步进方式根据该偏移误差进行一位置调整运动，以 调整下一次曝光位置。如图5所示，在步骤23的位置调整运动可以藉由Y方 向移动800以及X方向移动801的组合或者是藉由斜向移动803来达成。此 外，亦可以利用旋转运动将基材先旋转一个角度以补偿该偏移误差，然后再藉 由X方向或者是Y方向的步进移动将工件移动至下一个曝光位置。再回到图 2A所示，重复步骤23、 24以及25多次，在该工件表面上拼接形成有一大面 积的干涉图案。
请参阅图6所示，该图为本发明的干涉微影系统实施例示意图。在本实施 例中，干涉微影系统5由一干涉微影部4以及一定位装置3相结合。该干涉微 影部4具有一光束产生器40、光束整形器41以及一分光单元42。该光束产生 器40提供一光束93，在本实施例中，该光束产生器40为一激光产生器。该 光束93经由该光束整形器41将该光束93调制成一整形光束94。然后，该分 光单元42将该整形光束94分光以形成该至少两道特定形状的光束95与96， 并使该特定形状的光束95与96相互干涉而投射至该工件90上形成特定形状 的干涉图案。如图7A所示，其中该特定形状干涉图案97，在本实施例中为圆 形，但不以此为限，例如多边形(四边形)亦可。在圆形的干涉图案97内 具有多个微结构970。至于要如何调制成特定形状的技术属于现有的技术，在 此不作赘述。
请参阅图8A与图8B所示，其特征在于，图8A为本发明的定位装置实施例俯视示意图；而图8B为本发明的定位装置侧视示意图。该定位装置3包括 有一承载装置30、 一位置检测部31、 一双致动位移驱动部32以及一信号处理 与控制单元。该承载装置30可提供承载待加工的一工件卯。在该承载装置30 的两侧对应一第一方向(X方向)以及一第二方向(Y方向)上分别设置有一第一 反射组件300以及一第二反射组件301，该第一反射组件300以及该第二反射 组件301的配置相互正交，如L形的配置。在本实施例中，该第一反射组件 300以及该第二反射组件301选择为平面镜，其表面平整度可以在A/10以下， 其中，A为检测用激光的波长。
请参阅图9A与图9B所示，该图为本发明的承载装置实施例立体与分解 示意图。在本实施例中，该承载装置30的两侧藉由固定组件302固定该第一 反射组件300以及该第二反射组件301于定位上。而该承载装置30的本体上 具有一槽体303，其内具有多个通孔304，真空负压可藉由该通孔304产生吸 附力作用于工件上。该承载装置30上具有一圆盘305，其容置于该槽体303 中以提供承载工件，该圆盘305上具有多个沟槽306与该通孔304相连通，使 该真空负压所产生的吸附力可以作用于工件上。如图9C所示，该图为该第一 反射组件或第二反射组件动作示意图。图9C以第一反射组件300为例，为了 能够确保反射的光径，该第一反射组件300可藉由图9A的固定组件302调整 该反射组件300的转角以调整其反射光径的位置。
再回到图8A所示，该位置检测部31，其设置于该承载装置30的一侧， 该位置检测部31可以检测该承载装置30的位置以产生一位置信号。该位置检 测部31包括有一光源部310、 一分光单元311、 一第一检测部312以及一第二 检测部313。该光源部310可提供一检测光源，其为一激光，在本实施例中， 该激光为一红光氦氖激光。该分光单元311其可将该检测光源分成一第一检测 光91以及一第二检测光92。该第一检测光91负责检测该承载装置30于X方 向的位置以及该承载装置30的转角，而该第二检测光92则负责检测该承载装 置30于Y方向的位置。
该第一检测部312，其设置于该承载装置的一侧与该第一反射组件300相 对应，该第一检测部312可藉由一分光镜3120将该第一检测光91分成两道子 检测光910与911并导引至该第一反射组件300以及接收由该第一反射组件 300所反射的子检测光。该第一检测部312具有两个平面干涉仪3121以及分别与该两个平面干涉仪3121相对应的光信号接收器3122。该平面干涉仪3121 以及该光信号接收器3122属于现有技术，例如可使用安捷伦(Agilent Corp) 所生产的代号10706B的平面干涉仪以及使用10780C的激光接收器来实施。
该第二检测部313，其设置于该承载装置30的另一侧与该第二反射组件 301相对应，该第二检测部313可将该第二检测光92导引至该第二反射组件 301并接收由该第二反射组件所反射的反射光。在本实施例中，该第二检测部 313由一平面干涉仪3130以及一光信号接收器3131所构成。该平面干涉仪 3130以及该光信号接收器3131属于现有技术，例如可使用安捷伦(Agilent Corp)所生产的代号10706B的平面干涉仪以及使用10780C的激光接收器来实 施。
接下来说明位置与转角量测方式，氦氖激光首先经过一个分光器(33%)， 较弱的一道光束经由3号干涉仪打在L型平面镜后回到3号干涉仪再由3号接 受器接收光信号，再转为电信号回到PC上的解碼轴卡^N1231A;较强的一 道光束再经过一个50%的分光器，分别平行进入1号及2号干涉仪打在L型 平面镜后再进入1号及2号接收器，之后转成电信号再进入轴卡。即可定义
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其中Dl指由子检测光910所量测的位置，D2为子检测光911所量得的 位置，D3为第二检测光92所测得的位置，而L为两平面干涉仪3121的距离。 本发明实施例的位置检测部的最大分辨率为"2048 ，其中x为所采用的氦氖激
光的波长，亦即632.99nm，因此可换算出最大分辨率约为0.3nm。在整个系统 中，整个L型反射组件300与301即为参考坐标的重要依据。 一切调整是根据 第一反射组件300与第二反射组件301所形成的L型反射结构的原点为基准来 移动，只要不超过L型反射结构的范围就可以精密定位出现今平台位置。
该双致动位移驱动部32，其与该承载装置30相连接，该双致动位移驱动 部32可藉由一细位移运动以及一粗位移运动调节该承载装置30的位置。该双 致动位移驱动部32更包括有一细位移驱动部320以及一粗位移驱动部321。该细位移驱动部320，其与该承载装置30相连接，以微调节该承载装置30进 行一细位移运动。在本实施例中，该细位移驱动部320是属于压电致动平台， 但不以此为限。该压电致动平台可进行X、 Y方向的移动以及以Z轴为转轴转 动以调整该承载装置30的转角。压电致动平台属于现有技术，在本实施例是 使用Physik Instrumente公司所生产的P-527.RCD压电致动平台，其为一三轴 的压电平台，XY轴最大都有200um的移动范围，旋转角6则有士2mrad的 角度；定位分辨率在XY为0.3nm，旋转角6为0.1 U rad。用于该压电平台的 驱动器同样附有控制器，包含PI增益调整及两组带阻滤波器(Notch filter)可供 调整，而启动此控制器做回授控制时，定位分辨率分别会更改为2nm及0.3 u rad，其使用的取样频率为5KHz，而其对压电平台内部的电容式位移感应器的 取样频率则为20KHz。
该粗位移驱动部321，其与该细位移驱动部320相连接，以粗调节该承载 装置30进行一粗位移运动。所谓粗位移运动指控制该承载装置30进行大行程 的位移运动。该粗位移驱动部321更具有一第一线性驱动部3210以及一第二 线性驱动部3211。该第一线性驱动部3210，其与该细位移驱动部320相连接， 而该第二线性驱动部3211，其与该第一线性驱动部3210相连接，该第二线性 驱动部3211与该第一线性驱动部3210相互正交。在本实施例中，该第一线性 驱动部3210作为调节该承载装置30在X轴方向移动的动力来源，而该第二 线性驱动部3211则作为该承载装置30进行Y方向移动的动力来源。一般而言，
该第一或第二线性驱动部为马达与螺杆所组合的驱动装置，但不以此为限。在 本实施例中，该第一以及该第二线性驱动部3210与3122是选择Physik Instrumente公司所产的M521.DD的线性驱动装置。由于粗位移驱动部321在 直线度方面约为有lPm/ 100mm，故在反复运动后会有u m等级的误差，此 误差便得靠细位移驱动部320来达成。
该信号处理与控制单元33，其与该位置检测部31、该双致动位移驱动部 32相偶接，该信号处理与控制单元33接收与处理该位置信号以得到一位置处 理信号，该信号处理与控制单元33根据该位置处理信号计算要补偿的位置， 并根据该要补偿的位置直接控制该双致动位移驱动部32进行该细位移运动以 及根据该补偿的位置判断是否要驱动该双致动位移驱动部32进行该粗位移运 动以调整承载装置30的位置。接下说明该信号处理与控制单元33的结构，如图10所示，该图为本发明的定位装置系统架构方块示意图。该信号处理与控
制单元33的结构包括有一低通滤波单元330、 一转换单元331、 一第一控制单 元332以及一第二控制单元333。
该低通滤波单元330，其对该位置信号进行滤波以形成一滤波信号。由于 该细位移驱动部320以及该粗位移驱动部321的工作频段不同，因此藉由该低 通滤波单元330将不要的高频信号滤除之外，该低通滤波单元330可以重整该 细位移驱动部320以及粗位移驱动部321之间工作频段的分配，在另一方面它 可以滤除(eliminate)因细位移驱动部320的接口对该位置检测部31所使用 的高频激光信号做采样时所造成的鬼影信号(aliasing)。该转换单元331，其 可进行坐标转换将该滤波信号转换成一位置处理信号。因为发明的精度等级属 于纳米(nanometer)等级的精准度，所以必须考虑到承载装置平台本身的坐标系 统可能有误差，因此需藉由坐标转换将该滤波信号转换至绝对坐标系统中，才 能得到真正对应该承载装置位置的位置处理信号。
该第一控制单元332，其可接收该位置处理信号并产生对应的一细调节控 制信号以控制该双致动位移驱动部32中的细位移驱动部320进行细位移运动 以调整该承载装置30的位置。该第一控制单元332主要在于将该位置处理信 号与该承载装置30的目标位置与转角进行比较，并得到位置与转角的差值， 然后决定产生一位置补偿信号。该位置补偿信号基本上可分成两个部分， 一部 份是属于该细位移驱动部320要负责的部分， 一部份是属于粗位移驱动部321 要负责控制的部分。
当该第一控制单元332产生出该位置补偿信号时，即可得知需要由该细位 移驱动部补偿320的量，因此在根据要由该细位移驱动部320补偿的位移量转 换成对应的细调节控制信号给该细位移驱动部320。该细位移驱动部320在硬 件上基本上可分为三个部分，第一为控制器3201、第二为驱动器3202，第三 为压电平台3203。当该控制器3201收到该细调节控制信号时，会将该细调节 控制信号解译成可以控制压电平台3203移动的信号，该驱动器3202接收到由 该控制器3201解译后的信号后，会驱动该压电平台3203移动，由于该压电平 台3203与该承载装置30相连接，因此承载装置30则可随该压电平台3023 的移动而改变其位置。
在该细位移驱动部320作动的过程中，另一方面，该位置补偿信号更可通过一判断单元334，判断是否有需要粗位移驱动部321来配合的较大的位移量， 如果有的话，则将发出一触发信号给该第二控制单元333。该第二控制单元 333，其可接收该触发信号，并根据该位置补偿信号产生对应的一粗调节控制 信号给该粗位移驱动部321进行该粗位移运动。由图8A所示，该粗位移驱动 部321是由两线性驱动部3210与3211所构成，图IO仅显示其中之一线性驱 动部的构成。粗位移驱动部321具有为控制器3213、驱动器3214以及致动平 台3215。当该控制器3213收到该粗调节控制信号时，会将该粗调节控制信号 解译成可以控制致动平台移动的信号。该驱动器3214接收到由该控制器解译 后的信号后，会驱动该致动平台3215移动。在现有技术中，致动平台3215 通常是连接螺杆，而螺杆则与马达相连接。而驱动器3214会控制马达转动的 脉冲数，进而控制致动平台移动3215的位置，这是熟悉此项技术的人所熟知 的技术。由于该致动平台3215与细位移驱动部320相连接，细位移驱动部320 又与该承载装置30相连接，因此承载装置30则可随该致动平台3215的移动 而改变其位置。
通过上述的过程，本发明的信号处理与控制单元33所产生的控制信号可 以同时对应不同工作频率需求的硬件。例如本发明的粗位移驱动部321以及 细位移驱动部320虽然各自有自己的工作频率与控制指令，但是通过该信号处 理与控制单元33的整合，分别产生出对应不同硬件架构的控制信号，使得不 同硬件架构的装置可以在不需要改造的情况下即可被控制产生符合需要的位 移。利用本发明的双致动位移驱动部32可以控制承载装置30涵盖200mm x 200mm的X-Y移动范围以及在X或Y方向上稳定误差在士20nm内以及角度 在lpmd的误差范围内。
接下来说明图6的装置如何动作，图6的干涉微影系统可以进行大面积的 干涉微影曝光，亦即利用多个特定形状的干涉图案97(如图7A所示)相互拼接， 以于工件卯(晶圆)上形成大面积的干涉图案。如图6与七B所示，在图7B中 仅显示工件卯的一部，由于工件设置于承载装置30上，而承载装置30可通 过该双致动位移驱动部32的控制进行步进移动，每一次移动行程D。藉由双 至动位移驱动部32的粗位移以及细位移双重控制下，控制承载装置30可以精 确的到达目标位置以及精确的补偿因为干涉光束本身所产生的偏移误差。然后 再进行图2A中的步骤23至步骤24，利用图6的干涉微影系统5于该工件卯上进行多次曝光，以将多个干涉图案拼接于工件上。藉由前述图8A的定位装
置以及图2B的寻找偏移误差的方法，该承载装置30可以通过歩进移动的方 式配合位移偏差的补偿使得该干涉微影部4可在该工件上依序形成900至905 的干涉图案，每一个干涉图案900至905内具有如图7A的微结构。
因为每一个干涉图案为圆形，因此必须在未交集的区域上再曝光。通过定 位装置3的高精度位移控制，可以使得该微影干涉部4于该晶圆上依序形成 906至907的干涉图案使得所有面积得以被曝光以形成微结构于该工件90上。 如图IIA与图11B所示，该图分别为工件90上的区域908干涉图案微观结构 影像。由于本发明的定位装置具有精密定位的效果，根据实际实施所取得在区 域908的影像，在图IIA的影像中，可以发现在区域908中虽同时重复曝光 以及不同干涉图案相接合的区域，但是在图11A中，并未发现明显的错位情 况。再将图IIA的影像继续放大，亦无发现因重复曝光或相拼接区域内具有 微结构错位的情形。由此可知，本发明的干涉微影系统5利用图2A与图2B 的方法可以完成精密且大面积纳米微结构拼接的功效。
以上所述，仅为本发明的实施例，当不能以的限制本发明范围。即大凡依 本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱 离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。
综合上述，本发明提供的一种步进排列式干涉微影方法与系统，藉由粗调 节以及细调节的控制方式来控制与补偿承载装置的移动位置，以精确定位以及 补偿干涉光束所造成的误差，使位置控制的精度维持在纳米等级。本发明的特 征已经可以提高该产业的竞争力以及带动周遭产业的发展，诚已符合发明专利 法所规定申请发明所需具备的要件，故依法呈提发明专利申请。
权利要求
1.一种步进排列式干涉微影方法，其特征在于，包括有下列步骤(a)提供一承载装置，其可于一第一轴向以及一第二轴向上进行位移运动以及一旋转运动；(b)提供一干涉光束并检测该干涉光束相较于该位移运动的一偏移误差；(c)使该干涉光束照射至该承载装置上的一工件表面，以于该工件表面形成一特定干涉图案区块；(d)以步进方式根据该偏移误差进行一位置调整运动，以调整下一次曝光位置；以及(e)重复该步骤(c)至(d)多次，在该工件表面上拼接形成有一大面积干涉图案。
2. 如权利要求1所述的步进排列式干涉微影方法，其特征在于，该步骤(d)更包括有(dl)以该旋转运动根据该偏移误差将该承载装置旋转一角度；以及(d2)以步进方式调整该承载装置的曝光位置。
3. 如权利要求1所述的歩进排列式干涉微影方法，其特征在于，该步骤(d)更包括有(dl)使该承载装置于该第一轴向上步进移动；以及(d2)使该承载装置于该第二轴向上步进移动以补回该偏移误差。
4. 如权利要求1所述的步进排列式干涉微影方法，其特征在于，该承载装置更可藉由一粗位移以及一细位移运动进行该位置调整运动。
5. 如权利要求1所述的步进排列式干涉微影方法，其特征在于，检测该偏移误差的方式更包括有下列步骤(M)将一位置传感器放在该承载装置上；(b2)使该干涉光束中的一第一光束投射一光区至该位置传感器上并记录该光区的一第一位置；(b3)控制该承载装置于该第一轴向上移动一特定距离，并记录该干涉光束中的一第二光束于该位置传感器上所形成的光区的一第二位置；(b4)计算该第一位置与该第二位置于该第二轴向上的一位置差异；以及(b5)根据该位置差异与该特定距离的比值得到该偏移误差。
6. 如权利要求5所述的歩进排列式干涉微影方法，其特征在于，检测该光区的直径大小为该位置传感器的感测区域的宽度。
7. —种步进排列式干涉微影系统，其特征在于，包括一承载装置，其可承载一工件，该承载装置具有一第一以及一第二反射组件，该第一与第二反射组件分别设置于该承载装置的一侧边上；一位置检测部，其设置于该承载装置的一侧，该位置检测部可以藉由该第一与第二反射组件检测该承载装置的位置以产生一位置信号；一位移驱动部，其与该承载装置相连接，该位移驱动部可控制该承载装置于一第一轴向、 一第二轴向进行位移运动以及一旋转运动；一干涉微影部，其可提供一干涉光束于该工件上进行干涉微影的制程；一信号处理与控制单元，其与该位置检测部、该位移驱动部相偶接，该信号处理与控制单元接收与处理该位置信号以得到一位置处理信号，该信号处理与控制单元根据该位置处理信号以及该干涉光束相较于该第二轴向的一偏移误差计算要补偿的位置，并根据该要补偿的位置控制该位移驱动部进行位移运动以调整该工件的曝光位置。
8. 如权利要求7所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该第一与第二反射组件相互正交。
9. 如权利要求7所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该位置检测部更可以检测该承载装置的转角。
10. 如权利要求7所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该位移驱动部为一双致动位移驱动部，其更具有一细位移驱动部，其与该承载装置相连接以进行该细位移运动；以及一粗位移驱动部，其与该细位移驱动部相连接以进行该粗位移运动。
11. 如权利要求10所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该细位移驱动部为一压电致动组件，其可进行该旋转运动以及一二维线性运动。
12. 如权利要求10所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该粗位移驱动部更具有一第一线性驱动部，其与该细位移驱动部相连接；以及一第二线性驱动部，其与该第一线性驱动部相连接，该第二线性驱动部与该第一线驱动部相互正交。
13. 如权利要求7所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该位置检测部更具有一光源部，其可提供一激光检测光源；一分光单元，其可将该激光检测光源分成一第一检测光以及一第二检测光；一第一检测部，其设置于该承载装置的一侧与该第一反射组件相对应，该第一检测部可将该第一检测光分成复数道子检测光并导引至该第一反射组件以及接收由该第一反射组件所反射的子检测光；以及一第二检测部，其设置于该承载装置的另一侧与该第二反射组件相对应，该第二检测部可将该第二检测光导引至该第二反射组件并接收由该第二反射组件所反射的反射光。
14. 如权利要求13所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该第二检测部更具有一平面干涉仪以及一光信号接收器。
15. 如权利要求13所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该第一检测部更具有多个平面干涉仪以及多个光信号接收器。
16. 如权利要求7所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该信号处理与控制单元更具有一低通滤波单元，其对该位置信号进行滤波以形成一滤波信号；一转换单元，其可进行坐标转换将该滤波信号转换成一位置处理信号；一第一控制单元，其可接收该位置处理信号并与该承载装置的目标位置相比较以形成一位置补偿信号，然后根据该位置补偿信号产生对应的一细调节控制信号以控制该双致动位移驱动部进行该细位移运动，该第一控制单元更可以藉由一逻辑判断决定是否要产生一触发信号以作为进行该粗位移运动的依据；以及一第二控制单元，其可接收该触发信号，并根据该位置补偿信号产生对应的一粗调节控制信号，给该双致动位移驱动部进行该粗位移运动。
17. 如权利要求7所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，该第一以及该第二反射组件分别藉由一固定装置固定于该承载装置上。
18. 如权利要求7所述的步进排列式干涉微影系统，其特征在于，而该承载装置的上具有一槽体，其内具有多个通孔，以提供真空负压藉由该通孔产生吸附力作用于工件上。
19.如权利要求18所述的步进排列式干涉微影系统，该承载装置上具有一圆盘，其容置于该槽体中以提供承载工件，该圆盘上具有多个沟槽与该通孔相连通，使该真空负压所产生的吸附力可以作用于工件上。
全文摘要
本发明公开了一种步进排列式干涉微影方法，其主要是在干涉微影前先对干涉光束相较于移动承载偏移误差进行量测，以减低后来利用步进式曝光拼接纳米微结构图案时相邻的图案间的位移偏差。此外，本发明更提供一步进排列式干涉微影系统，于步进控制移动的过程中补偿干涉光束曝光时所造成的误差，达成在二维平面上大面积的步进式的精密对位，并且通过多次曝光将微结构精确接合，以产生出大面积的周期性结构。
文档编号G03F7/20GK101634810SQ200810130790
公开日2010年1月27日 申请日期2008年7月21日 优先权日2008年7月21日
发明者张所鋐, 陈正宏, 陈联圣, 颜家钰 申请人:财团法人工业技术研究院