光刻装置和器件制造方法

专利名称：光刻装置和器件制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻装置和一种器件制造方法。
背景技术：
光刻装置是在基底的靶部上施加预期图案的设备。例如，可以在集成电路(ICs)，平板显示器及其它包含精细结构的器件的制造过程中使用光刻装置。在常规的光刻装置中，还称为掩模或划线板的构图阵列可以用来产生对应于IC(或其它器件)单个层的电路图案，该图案被成像到基底(例如，硅晶片或玻璃片)上的靶部(例如包含一个或几个电路小片(dies)的部分)上，所述基底具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层。取代掩模的是，所述构图阵列可以包含用于产生电路图案的可独立控制的元件阵列。
一般地，单一基底将包括被相继曝光的相邻靶部的网络。公知的光刻装置包括所谓的分档器(steppers)，其中通过一次曝光靶部上的全部图案而辐射每一靶部；和所谓的扫描器，其中通过投射光束沿给定方向(“扫描”方向)依次扫描图案、并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底，而辐射每一靶部。
在使用掩模的常规光刻装置中，对掩模的全面平面度有严格的要求，以避免在基底处的焦阑(telecentricity)误差。在无掩模的光刻装置中使用相当大的缩小系数(demagnification)M，例如200-400的缩小系数，就是说，使用构图阵列的光刻装置加剧了该问题。全局非平面度U，也就是大约10个或更多个反射镜周期上的非平面度，依据下列公式转化为晶片水平面处的焦阑误差TE＝2.M.U (1)因此40urad的全局非平面度，一般为构图阵列的全局非平面度，与包括透镜和其它机械影响在内的总共10mrad的标准规格相比，其提供了16-32mrad的焦阑误差。
此外，因为无掩模光刻性能增大了，所以曝光中的误差容限就减小。在曝光中存在的误差是在曝光光学装置中的光学象差和曝光光学装置中的组件公差，所述光学象差一般由制造所导致。在其它曝光误差中，象差可以导致总焦点偏离。当曝光光学装置的焦距在曝光光束的所有区域中不相同时就导致总焦点偏离。在该情形下，平坦构图阵列组件不会聚焦到图象平面或晶片平面上。当改变光学装置以修正该误差时，光学构件的移动要求很大的精确度。否则会出现将另外的误差引入系统中的麻烦。所需要的是，在不将另外的误差引入无掩模系统中的条件下减小象差的系统和方法。

发明内容
希望提供一种用于装配一个或多个构图阵列，以减小构图阵列非平面度的装置。
依照本发明的一个方面，提供一种光刻装置，包括照明系统，用于提供辐射的投射光束；可独立控制的元件构图阵列，用于在投射光束横截面上赋予图案；其上装配有所述构图阵列的装配片；高度调整结构，用于局部调整所述构图阵列有源表面的高度；用于支撑基底的基底台；和投射系统，用于将图案化光束投射到基底的靶部上。
依照本发明的另一方面，提供一种光刻装置，包括照明系统，用于提供辐射的投射光束；可独立控制的元件构图阵列，用于在投射光束横截面上赋予图案；用于支撑基底的基底台；和投射系统，用于将图案化光束投射到基底的靶部上；其中所述构图阵列包括设置在基底第一表面上的多个有源元件，与所述第一表面相对的所述基底的第二表面是光学平坦的；和具有光学平坦表面的刚性装配体，所述基底的第二表面结合到所述刚性体上。
依照本发明的又一方面，提供一种器件制造方法，包括下述步骤提供一基底，所述基底被辐射敏感材料层至少部分地覆盖；用辐射系统提供辐射的投射光束；用构图阵列在所述第一投射光束横截面上赋予其图案；将所述辐射的图案化投射光束投射到辐射敏感材料层的靶部上，和以这样一种方式将所述构图阵列装配到装配板或刚性体上即确保其有源表面是平坦的。
依照本发明的再一方面，通过移动构图阵列组件中的单个构图阵列来修正总焦点偏离。取代校准所有构图阵列、以使其限定出平坦构图阵列平面的是，至少一个构图阵列具有从平坦平面偏离的能力。在一个实施例中，构图阵列组件中的每个构图阵列占据第一位置。在晶片平面处(这里也称作图象平面)接收数据，以确定所需的修正调整。根据该确定，构图阵列组件中的各个构图阵列从第一位置移到第二位置。每个构图阵列分别移动，即使有也极少。这使得构图阵列组件偏离了平坦平面。
单个构图阵列从第一位置到第二位置的移动包括倾斜、改变高度、或弯曲。这些改变通过附着到每个构图阵列的一个调节器或一组调节器来实现。在一个实施例中，为了将它们各自的构图阵列移动到第二位置，调节器改变长度。可以有源地或无源地控制调节器。有源控制的调节器可以包括，例如活塞。无源控制的调节器可以包括，例如螺杆或螺钉，可手动改变其长度。
在将单个构图阵列已经移到它们的第二位置后，来自照明系统的光照亮构图阵列组件。构图阵列组件通过至少一个光学系统反射光。所述光然后将图象平面处的物体曝光。
利用本发明，在不对光学系统中的透镜做高精度调整的情况下，可以减小诸如总焦点偏离这样的象差。此外，用构图阵列修正象差允许在构造系统时使用不怎么严格的光学装置规格。
这里使用的术语“可独立控制的元件构图阵列”应广义地解释为，用来给入射的辐射光束赋予带图案的截面的任何装置，以便在基底的靶部产生预期图案；本文中也使用术语“光阀”和“空间光调节器”(SLM)。这种构图阵列的示例包括程控反射镜阵列。其包括具有粘弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种装置的理论基础是(例如)反射表面的寻址区域将入射光反射为衍射光，而非可寻址区域将入射光反射为为非衍射光。用一个适当的空间滤波器，从反射光束中滤除所述非衍射光，只保留衍射光到达基底；这样，所述光束根据矩阵可寻址表面的寻址图案而变为图案化的。应当理解，所述滤波器还可以滤除衍射光，保留非衍射光到达基底。也可以以相应的方式使用衍射光学MEMS设备阵列。每个衍射光学MEMS设备都由多个反射带构成，所述反射带彼此相对变形，以形成将入射光反射为衍射光的光栅。程控反射镜阵列的另一替换型实施例利用微小反射镜的矩阵设置，通过施加适当的局部电场，或者通过使用压电致动器装置，使得每个反射镜能够独立地绕一个轴倾斜。再者，反射镜是矩阵可寻址的，由此已定址的反射镜以不同的方向将入射的辐射光束反射到无地址的反射镜上；如此，根据矩阵可寻址反射镜的定址图案对反射光束进行构图。可以用适当的电子装置进行所需的矩阵寻址。在上述两种情况中，可独立控制的元件阵列包括一个或者多个程控反射镜阵列。反射镜阵列的更多信息可以从例如美国专利US5,296,891、US5,523,193、PCT专利申请WO 98/38597和WO 98/33096中获得，这些文献在这里作为参考引入本文。
程控LCD阵列。例如由美国专利US 5,229,872给出的这种结构，该文献在这里作为参考引入本文。
应该理解，如果利用了特征的预偏置、光学近似校准特征、相位变化技术和分次曝光技术，那么诸如，在可独立控制的元件阵列上所“显示”的图案就可以与最终转移到基底的一层或基底上的图案大体上不同。类似地，最终在基底上生成的图案可以不对应于任一时刻在可独立控制的元件阵列上所形成的图案。这可以是这样一种情况在一配置中，形成在基底每个部分上的最终图案是在给定的时间段内或给定的曝光次数内建立的，在该时间段或曝光次数期间，可独立控制的元件阵列和/或基底的相对位置发生改变。
尽管在本文中，本发明的光刻装置具体用于制造IC，但是应该理解，这些装置可能具有其它应用，例如，可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器、平板显示器、薄膜磁头等的引导和检测图案等。本领域的技术人员将理解，在这些替换型用途范围中，本文中的术语“晶片”或者“电路小片(die)”的任何使用应认为分别与更普通的术语“基底”或“靶部”同义。这里所涉及的基底在曝光前后可以在诸如轨道(通常将抗蚀剂层施加到基底并且使已曝光的抗蚀剂显影的一种工具)或者测量或检查工具中进行处理。在可以应用的地方，本文中所公开的内容可以用于这样的或其他的基底处理工具。此外，基底可以不止一次地进行处理，例如为了生成多层IC，因此本文中的术语基底也可以指已经包含多个已处理层的基底。
本文中使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有408、355、365、248、193、157或者126nm的波长)和远紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，如离子束或者电子束。
本文中使用的术语“投射系统”应广义地解释为包含多种类型的投射系统，包括折射光学系统、反射光学系统和反折射光学系统，例如适用于提供所使用的曝光辐射，或者其他方面，例如浸没液体或真空的使用。本文中的术语“镜头”的任何使用应认为与更普通的术语“投射系统”同义。
照明系统也可以包含多种类型的光学元件，包括用于引导、定形或控制辐射投射光束的折射、反射和反折射光学元件，这些元件在下文还可共同地或者单独地称作“镜头”。
光刻装置可以是一种具有两个(双级)或更多个基底台的类型。在这种“多级”机构中，可以并行使用这些附加台，或者可以在一个或者多个台上进行准备步骤，而一个或者多个其它台用于曝光。
光刻装置也可以是其中将基底浸没在具有相当高折射率的液体(例如水)中的类型，从而填充投射系统的末端元件和基底之间的间隔。也可以将浸没液体施加到光刻装置中的其它间隔中，例如可独立控制的元件阵列和投射系统的第一个元件之间的间隔。在本领域中，对于提高投射系统的数值孔径而言，浸没技术是公知的方法。
现在仅通过举例的方式，参照附图描述本发明的实施例，在图中相应的附图标记表示相应的部件，其中

图1描述了依照本发明一个实施例的光刻装置；图2描述了在本发明第一实施例中的构图阵列和装配组件；图3描述了在本发明第一实施例的变型中的构图阵列和装配组件；图4描述了在本发明第一实施例的第二变型中的构图阵列和装配组件；图5描述了在本发明第二实施例中的构图阵列和装配组件；图6是用于制造本发明第二实施例的构图阵列和装配组件的制造工序的流程图；图7是用于制造本发明第二实施例的构图阵列和装配组件的变化的制造工序的流程图；图8是依照本发明实施例，具有反射式构图阵列的无掩模光刻系统的方框图；图9是依照本发明实施例，具有透过式构图阵列的无掩模光刻系统的方框图；图10表示出依照本发明实施方例的构图阵列；图11表示出图10中的构图阵列的进一步细节；图12表示出依照本发明实施例的组件；图13是依照本发明一个实施例的方法的流程图；图14是依照本发明一个实施例的方法的另一流程图；图15表示出依照本发明一个实施例，具有一组调节器的构图阵列；图16A是依照本发明一个实施例，构图阵列组件的前视图；图16B是依照本发明一个实施例，构图阵列组件的截面图；图17A是依照本发明一个实施例，构图阵列组件的前视图；图17B是依照本发明一个实施例，构图阵列组件的截面图；图18A是依照本发明一个实施例，构图阵列组件的前视图；图18B是依照本发明一个实施例，构图阵列组件的截面图。
具体实施例方式
图1示意性地表示出依照本发明一个特定实施例的光刻投射装置。该装置包括用于提供辐射(例如UV辐射)的投射光束PB的照明系统(照明器)IL；可独立控制的元件阵列PPM(例如程控反射镜阵列)，其用于向所述投射光束施加图案；一般地，所述可独立控制的元件阵列的位置相对于部件PL是固定的；然而可以改为将其连接到用于使其相对于部件PL精确定位的定位部件上；基底台(例如晶片台)WT，其用于支撑基底(例如涂敷抗蚀剂的晶片)W，并与用于使所述基底相对于部件PL精确定位的定位部件PW相连；以及投射系统(“镜头”)PL，用于将可独立控制的元件阵列PPM赋予投射光束PB的图案成像到基底W的靶部C(例如包括一个或多个电路小片(die))上；投射系统可以将可独立控制的元件阵列成像到基底上；或者是，投射系统可以使第二光源成像，对于该光源来讲，可独立控制的元件阵列的元件起到遮光器(shutter)的作用；投射系统也可以包括聚焦元件阵列，例如微透镜阵列(被称为MLA)或菲涅尔透镜阵列，例如用于形成第二光源并将微光点成像到基底上。
如此处所述，该装置是反射型(即具有可独立控制的元件的反射阵列)。然而，其通常也可以是诸如透射型(即具有可独立控制的元件的透射阵列)。
照明器IL接收来自辐射源SO的辐射束。该辐射源和光刻装置可以是独立的机构，例如当辐射源是受激准分子激光器时。在这种情况下，该辐射源没有被认为形成光刻装置的一部分，借助于光束传输系统BD将辐射束从源SO传递到照明器IL，该传输系统BD包括例如合适的导向反射镜和/或光束扩展器。在其它情况中，例如当该辐射源是汞灯时，该源可以是构成该装置的一部分。如果需要的话，可以将源SO和照明器IL以及光束传输系统BD一同称作辐射系统。
照明器IL可以包括校准部件AM，用于校准光束的角强度分布。通常，至少可以校准照明器光瞳平面中强度分布的外和/或内径向量(通常分别称为σ-外和σ-内)。另外，照明器IL一般包括各种其它部件，如积分器IN和聚光器CO。照明器提供经过调节的辐射束，其被称作投射光束PB，该光束PB在其横截面具有所需的均匀性和强度分布。
光束PB然后与可独立控制的元件阵列PPM相交。经过可独立控制的元件阵列PPM反射之后的光束PB通过投射系统PL，该投射系统将光束PB聚焦在基底W的靶部C上。在定位装置PW(和干涉测量装置(IF)的辅助下，基底台WT可以精确地移动，例如为了在光束PB的光路中定位不同的靶部C。类似的，例如在扫描期间，可以利用用于可独立控制的元件阵列的定位装置精确地修正可独立控制的元件阵列PPM相对于光束PB光路的位置。通常，借助于图1中未明确显示的长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精确定位)，可以实现目标台WT的移动。类似的系统也可以用于定位可独立控制的元件阵列。应该理解，投射光束可以交替地/附加地移动，而目标台和/或可独立控制的元件阵列可以具有固定位置，从而提供所需的相对移动。作为另一种替换方式，其可特别用于制造平板显示器，基底台和投射系统的位置可以固定并且将基底安排为相对于基底台移动。例如，可以为基底台提供一个系统，该系统用于横穿基底以基本上恒定的速度对基底进行扫描。
尽管本文中所描述的根据本发明的光刻装置用于曝光基底上的抗蚀剂，但是可以理解，本发明不限于这种应用，该装置可用于投射无抗蚀剂光刻中所使用的图案化投射光束。
所示的装置可以按照四种优选的模式使用1.步进模式可独立控制的元件阵列将整个图案赋予投射光束，该图案被一次投射(即单静态曝光)到靶部C上。然后基底台WT沿x和/或y方向移动，以使不同的靶部C被曝光。在步进模式中，曝光域的最大尺寸限制了在单静态曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.扫描模式可独立控制的元件阵列沿给定方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)以速度v移动，以使投射光束PB扫描整个可独立控制的元件阵列；同时，基底台WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv移动，其中M是镜头PL的放大率。在扫描模式中，曝光域的最大尺寸限制了在单动态曝光中(非扫描方向上)的靶部的宽度，而扫描运动的长度决定了靶部(扫描方向上)的高度。
3.脉冲模式可独立控制的元件阵列基本保持不动，利用脉冲辐射源将整个图案投射到基底的靶部C上。基底台WT以基本恒定的速度移动，以使投射光束PB扫描横穿基底W的线。在辐射系统的脉冲之间，对可独立控制的元件阵列上的图案按照要求进行修正，并且对脉冲进行定时，从而在基底上需要的位置使连续的靶部C曝光。因此，投射光束能够横穿基底W扫描，以使基底的一个条带曝光了完整的图案。该过程一直反复，直到整个基底都被一行行地曝光为止。
4.连续扫描模式基本与脉冲模式相同，只是所使用的是基本恒定的辐射源，并且当投射光束横穿基底扫描并使其曝光时，对可独立控制的元件阵列上的图案进行修正。
也可以采用上述应用模式的组合和/或变型，或者采用完全不同的模式。
如图2所示，将构图阵列11装配在刚性片12上，以形成构图阵列组件10。如果需要的话，该组件通过定位装置(没有示出)装配在所述装置1中。通过刚性元件或板12和14电连接所述构图阵列11。在构图阵列11和刚性板12之间是压电元件13的阵列，当适当地制动压电元件13时，其能使构图阵列11扭曲，以将非平面度修正到预期规格。压电元件也可以集成到构图阵列或装配板的任意一个中。如果构图阵列是线性的，则压电元件13的阵列可以是1维的，但优选2维的。阵列的间隔一般比构图阵列11的像素间距大的多—根据所期望的构图阵列11的非平面度的空间频率选择所述间隔。
压电元件优选如此设置，即它们的制动改变了其沿垂直于构图阵列有源表面的名义平面(nominal plane)的方向上的长度，以直接扭曲所述构图阵列。然而，也可能使用压电制动器，其在构图阵列的平面内施加力，以通过控制其内的张力(tension)和/或压力(compression)来改变其形状。
在装置的校准或重新校准过程中确定实现构图阵列的非平面度所期望的修正的适当控制信号，并在装置操作的任何时候施加。
图3中显示了第一实施例的构图阵列变型。在该组件20中，压电制动器被螺杆或螺钉21的阵列所取代，所述螺杆或螺钉配备在刚性板12的螺纹通孔中，并挤着构图阵列的背侧，以便能够调整这些螺杆或螺钉，来改变构图阵列11的形状。再者，在装置的校准或重新校准过程中执行螺杆或螺钉的调整，而无需进一步的动作。
图4示出了第二个变型，其中提供了构图阵列形状的有源控制。水平传感器系统通过光束33入射到传感器32上的位置来探测构图阵列的非平面度，所述水平传感器系统包括光源31，此光源以锐角将光束33指向构图阵列11，以将其反射到传感器32。光束33具有比构图阵列的像素大的印记(footprint)，以探测构图阵列的整个平面度，这优于在构图阵列为可变形反射镜设备的情况下探测单个反射镜的角度。当使用这种设备时，优选当设备的反射镜处于静止状态时，在辐射源LA的脉冲周期中测量平面度。
在反馈回路中使用所述构图阵列平面度的测量结果，来控制压电制动器，以使构图阵列获得预期平面度。
当然，可以使用其它无源或有源制动器来调整构图阵列的平面度。例如，可以将构图阵列装配在具有相当高热膨胀系数的材料的多个杆上，加热线圈缠绕在每个杆上，并选择性地给所述线圈加压，以提供选择性的加热，由此使所述杆选择性膨胀。还可以使用装配在所述装配板中或其上的热敏元件，其根据气体(pneumatic)，磁或水压(hydraulic)原理操作制动器。此外，构图阵列可以装配在多个杆或栓(pins)的端部上，而所述杆或栓的另一端与上述任一类型的多个制动器相连。通过控制作用在杆端部的力，可以在构图阵列中引起局部的挠矩(bending moment)，以改善其平面度。
本发明的又一个实施例与上述相同，只是在构图阵列11的装配中不同(如下所述)。本发明的该方面提出了一种解决本发明问题的另一种方案。并非提供用于调整构图装置平面度的高度调整结构，而是通过将构图装置背面打磨成光学平面，例如小于大约0.1μm，来保证其平面度，然后将其装配在相当刚性的主体上，所述刚性体也已经被打磨为相同的平面度。所述刚性体需要足够的刚性，以保证在装置的使用过程种保持所述平面度。
所述刚性体可以通过固定的或活动的底座装配，所述底座能修正构图装置的全面倾斜(global tilt)。优选地，刚性装配体沿着其中线装配，以便在装配体发生热膨胀或收缩时，构图阵列不会扭曲。
理想地，程控构图装置和固定体的结合尽可能的强。优选的结合技术为直接晶体粘接(“ansprengen”)，其通过确保在接触之前，待粘接的表面要完全清洁和平整，以使两个晶体结构粘接而获得。
在该实施例中，如图5所示，通过在制造过程中将构图阵列11的背侧打磨成光学平面度，并将其结合到刚性体41的类似打磨表面上，而获得构图阵列的预期平面度。为了能够在构图阵列与刚性体之间进行直接晶体粘接(ansprengen)，两个表面的表面粗糙度应当小于0.1μm。刚性体41也可以承载用于构图阵列11的控制或电源电子电路42。所述电路可以装配在刚性体41的一侧或末端。通过制动器或枢轴43，44(优选三个)，将刚性体装配到构图阵列组件40的主板上，所述制动器或枢轴使刚性体的全面倾斜得到所需的设置和控制。图6和7示出了用于产生具有打磨的背侧的构图阵列并且将其结合到打磨的刚性体上的制造工艺的两个例子。
作为直接晶体粘接的替换形式，可以通过所谓的“verennest”将构图阵列11结合到刚性体上。Verennest包括大量的小挠性元件(一般是相同的，且一般是金属的)。通过使用许多元件，可以获得均匀分布的力，不管被夹住的物体的局部非平面度或厚度变化度。因此围绕构图阵列边缘使用每个都具有相对小弹性力的多个小型单独弹性部件，以将构图阵列夹到刚性体上。可以使用三个止柱(stop)来限制构图阵列的平面移动。
另一替换形式是，利用含有精细校准直径的玻璃球的胶水来胶合构图阵列。优选地，以大量小的斑点形式涂敷所述胶水。这样可以将胶水层的厚度控制到非常恒定的值，例如10μm±1μm。
图8显示了依照本发明一个实施例的无掩模光刻系统100。系统100包括照明系统102，其通过光束分束器106和构图阵列光学装置108将光传输给反射式构图阵列104(如，数字微反射镜设备(DMD)、反射型液晶显示器(LCD)等)。用构图阵列104代替传统光刻系统中的划线板而将所述光构图。从构图阵列104反射的图案化光穿过光束分束器106和投射光学装置110，并记录在物体112(例如，基底、半导体晶片、平板显示器的玻璃基底等)上。
应当理解，照明光学装置可以装在本领域公知的照明系统102中。也应当理解，构图阵列光学装置108和投射光学装置110可以包括本领域公知的、要求将光导向构图阵列104和/或物体112的所需区域上的光学元件的任意组合。
在替换型实施例中，照明系统102和构图阵列104中的一个或两个可以分别连接或具有积分控制器114和116。基于从系统100的反馈，控制器114可以用于调整照明系统102，或执行校准。控制器116也可以用于调整和/或校准。或者是，控制器116可以用于在像素的离散态之间(例如，在其灰调态与全黑，或关态之间)(见图10)开关构图阵列104上的像素302。这可以产生用于曝光物体112的图案。控制器116可以具有积分存储器或被连接到存储元件(没有示出)上，所述存储元件具有用于产生图案的预定信息和/或运算法则。
图9显示了依照本发明又一实施例的无掩模光刻系统200。系统200包括照明系统202，其通过构图阵列204(例如，透射型LCD等)传输光，以将所述光构图。构图化光通过投射光学装置210传输，以将所述图案记录在物体212的表面上。在该实施例中，构图阵列204是透射式构图阵列，例如液晶显示器等。与上面相同，照明系统202和构图阵列204中的一个或两个分别与控制器214和216连接或集成。控制器214和216可以执行与上面所述控制器114和116相同的功能，这在本领域中是公知的。
在系统100或200中使用的构图阵列的例子可以通过瑞典和夫琅和费电路协会的微激光系统AB(Micronic Laser Systems AB of Sweden and Institute forCircuits)及德国的系统制造。
不过为了方便起见，下面将仅参照系统100描述。然而，下面讨论的所有概念也可以应用于系统200，这对于本领域中的普通技术人员是公知的。在不脱离本发明的精神和范围的条件下，图8和9的组件和控制器的其它布置或集成对于本领域中的普通技术人员是显而易见的。
图10显示了诸如构图阵列104的有源区300的具体细节。有源区300包括像素302的n×m阵列(图中由方块和连续的点表示)。像素302可以是DMD上的反射镜或LCD上的特定区域。通过调整像素302的物理特性，其可以被看作处于它们的一个态中。基于预期图案的数字或模拟输入信号用来开关各个像素302的态。在一些实施例中，可以探测被记录在112上的实际图案，并确定所述图案是否在可接受的容限之外。如果是，则可以使用控制器116来产生实时模拟或数字控制信号，以微调(即校准、调整等)由构图阵列104产生的图案。
图11显示了构图阵列104的进一步细节。构图阵列104可以包括包围有源区(即反射镜阵列)300的非有源包装物400。另外，在替换型实施例中，主控制器402可以连接到每个构图阵列控制器116上，以监控和控制构图阵列的阵列。图11中的虚线代表构图阵列的阵列中的第二构图阵列。可以将不止一个构图阵列添加到所述阵列中，以适合执行设计。如下所述，在其它实施例中相邻的构图阵列可以彼此偏移或交错。
图12显示了包括支撑装置502的组件500，所述支撑装置支撑或覆盖包含多个构图阵列104的构图阵列组件508。在不同的实施例中，如下面更详细描述的，根据每脉冲预期的曝光数量，或其它执行设计标准，构图阵列组件508的每列构图阵列、每行构图阵列等可以具有不同数量的行，列。构图阵列104可以连接到支撑装置502上。支撑装置502可以具有热控区504(如水或空气沟道、结构加热槽等)。支撑装置502还具有控制逻辑电路和有关电路(如，见图11显示的元件116和元件402，其可以是ASIC、A/D转换器、D/A转换器、用于流通数据的光纤光学装置等)的区域。此外，支撑装置502可以具有开口506(形成在虚线形状内)，所述开口接纳构图阵列104，这在本领域中是公知的。支撑装置502、构图阵列104和所有外围冷却或控制装置电路被称为组件。
组件500可以允许预期步长(step size)产生所需的缝合(stitching)(如物体112上特征的相邻元件的连接)，和主导及托尾构图阵列104的交迭。主导构图阵列是下述构图阵列，即其在扫描过程中在物体112上产生一系列图象中的第一个图象，托尾构图阵列是下述构图阵列，即其在扫描过程中在物体112上产生一系列图象中的最后一个图象。在主导和托尾构图阵列之间可以存在另外的构图阵列。来自不同扫描的主导和托尾构图阵列104的图象的重叠有助于移除接缝，所述接缝由相邻的，非重叠扫描导致。基于由热稳定材料制造，支撑装置502可以用于热操作。
支撑装置502可以用作确保构图阵列104间隔控制的机械支柱，并用于嵌入电路控制和热控制区域504。可以在支撑装置502背侧和前侧中的一者或两者上装配任何电子装置。例如，当使用模拟构图阵列或电子装置时，可以将配线从控制或连接系统504连接到有源区300。基于被装配到支撑装置502上，这些配线可以相对短，其与电路远离支撑装置502的情况相比，减小了模拟信号的衰减。还有，在电路和有源区300之间具有短线路可以提高通信速度，由此提高了实时(in real time)图案再调整速度。
在一些实施例中，当构图阵列104或电路中的电子装置耗损时，可以很容易地替换组件500。尽管看出替换组件500比仅仅替换组件500上的芯片昂贵的多，但实际上替换整个组件500更加有效，其能节省生产成本。还有，如果最终用户愿意使用整修的组件500，则可以整修组件500，以减少替换部分。一旦替换了组件500，那么在重新构成之前只需要全面的对准。
在光刻系统中，例如系统100，系统中的任何光学象差，如总焦点偏离或其它焦点象差，在系统中的光将物体112曝光时可以导致明显的误差。尽管在这里使用焦点象差作为例子，但其它光学象差也可以用本发明修正，这对于本领域中的技术人员是显而意见的。涉及光学象差的光学装置可以是，例如，构图阵列光学装置108或投射光学装置110。修正焦点象差的一个方法是，精确地调整光学装置(如投射光学装置110或构图阵列光学装置108)中透镜的相对位置。这样，平坦划线板平面(如，构图阵列组件508的位置平面)被投射到平坦的物体焦点平面上。然而，透镜调整可能具有导致不同象差的负作用，其必需进一步用光学装置的调整来修正。
在本发明的一个实施例中，焦点象差不能通过移动光学装置内的透镜来修正。而是，分别从构图阵列组件508移动单个的构图阵列104，以改变所述投射图象的焦点曲线(focus profile)。这就产生了非平坦划线板平面，其被设计成能够克服光学装置中的误差，并投射到平坦物体焦点平面上。
图13是依照本发明一个实施例的示例方法600的流程图。在步骤602中，照亮构图阵列组件，如构图阵列组件508。
在步骤604，根据在物体112的平面处曝光中的误差或象差，调整构图阵列组件508中的构图阵列104。图14是进一步详细说明步骤604的一个实施例的流程图。在步骤702，在图象平面采集曝光数据。在一个实施例中，用一系列传感器采集曝光数据。在一个实施例中，用由一个或多个在曝光光束内移动的一个或多个传感器的一系列测量来采集曝光数据。例如，探测器沿着曝光光束的狭缝上下移动，以确定点，若有的话，光束在该点处是不聚焦的。在一个实施例中，曝光测试物体112，然后对其进行检查，以确定误差或象差数据。在步骤704，确定每个构图阵列的构图阵列调整。这些调整是一个或多个构图阵列修正曝光中的象差所需的。在步骤704中确定调整量之后，当需要变平坦或减小象差时，就在步骤706调整每个构图阵列。一些构图阵列可能不需要调整。也可能每个构图阵列都需要某些形式的调整。不是每一个构图阵列都要求以与其它构图阵列相同的方式来调整，即使有也极少。可以在步骤602之前或之后执行步骤604，并由此执行方法700。
在方法600的步骤606中，在构图阵列已经被调整后，从构图阵列组件508反射的光通过系统的光学装置(如投射装置110或构图阵列光学装置108)传播。在步骤608中曝光物体112。
可以在无掩模光刻系统的最初设置上执行方法600。或者是或附加地，当需要保持无掩模光刻系统时，可以周期性地执行方法600。或者是，也可以在无掩模光刻系统执行每个曝光之前执行方法600。
为了调整单个构图阵列104，构图阵列组件508中的每个构图阵列104可以装配在一个调节器或多个调节器上。图15表示出依照该实施例的示例构图阵列104。在一个实施例中，单个调节器用于每个构图阵列。在替换型实施例中，如图15所示，将多个调节器802附着到构图阵列104上。调节器802如此延伸，以致升高和降低了调节器所附着的构图阵列的部分。在一个实施例中，调节器802是有源的，其中它们由例如来自控制系统的指令所控制。有源调节器可以包括，例如活塞。有源调节器的长度在扫描过程中变化。在一个实施例中，调节器802是无源的，其中它们被手动控制。无源调节器可以包括，例如螺杆或螺钉，其长度可手动改变。
在本发明的一个实施例中，将每个构图阵列104装配在共面排列中，如图12中所示。尽管本发明是依照该最初的共面排列描述的，但本领域中的技术人员将认识到，每个构图阵列104也可以装配在最初非平面排列中。当需要修正图象平面处的光学象差(例如总焦点偏离)时，单个构图阵列104然后就移出所述共面排列。单个构图阵列104的移动通过改变被附着到构图阵列104上的多个不同调节器802的长度来获得。
由调节器802导致的构图阵列104的移动可以是下述其中之一平面移动、倾斜移动或弯曲移动，或其可以是三种移动的任意组合。
图16A和16B是本发明一个实施例的透视图。如参照图12所讨论的，构图阵列组件508每列和每行可以具有不同数量的构图阵列，而并不限于这里特别描述的实施例。在图16A中的示例中，构图阵列组件508包括16个被非有源包装物400包围的构图阵列104。在该示例中，关于具有相等数量构图阵列的列和行，每个构图阵列是相同的尺寸。图16A是构图阵列组件508的前视图。图16B是构图阵列组件508的截面侧视图。在该实施例中，构图阵列组件508偏离平坦平面，其中构图阵列组件508中的构图阵列902相对于在构图阵列组件508中的其它构图阵列104不共面。而是，多个调节器802将构图阵列902举起或降低(de-elevate)到平行于构图阵列组件508平面的一个新平面。如此，可以修正在曝光特定区域中的光学象差，而不改变光学装置。
图17A和17B是本发明另一个实施例的透视图。图17A是构图阵列组件508的前视图。图17B是构图阵列组件508的截面侧视图。在该实施例中，构图阵列组件508偏离平坦平面，其中构图阵列1002相对于构图阵列组件508中的其它构图阵列104的平面倾斜。在该示例中，构图阵列1002沿y方向倾斜。本领域中熟练技术人员将认识到，构图阵列1002也可以沿其它方向倾斜，如x方向。为了达到该倾斜，多个调节器802按比例伸长到它们各自的位置，直到获得所期望的倾斜为止。
图18A和18B是本发明另一个实施例的透视图。图18A是构图阵列组件508的前视图。图18B是构图阵列组件508的截面侧视图。在该实施例中，构图阵列组件508偏离平坦平面，其中构图阵列1102相对于构图阵列组件508中的其它构图阵列104弯曲。在图18B的示例中，在多个调节器802中的外调节器1104伸长，而多个调节器802中的内调节器1106伸长到比外调节器1104短的长度或保持短的距离。每个调节器可以具有与其它调节器不同的长度。本领域的技术人员将认识到，构图阵列1102可以在不同的地方弯曲，以获得所期望的结果。例如，在一个实施例中，构图阵列1102可以是凸面或凹面。在一个实施例中，构图阵列1102可以在一侧是弯曲的，在另一侧是平坦的。
本领域的技术人员将认识到，可以分别或彼此联合执行所述的每个移动(举起、倾斜和弯曲)。此外，根据在不同构图阵列位置处所需要的焦点修正量，构图阵列组件508中的构图阵列可以与构图阵列组件508中的其它构图阵列不同地移动。
单个构图阵列104的移动导致构图阵列组件508的表面以控制的或指定的方式偏离平坦平面。这种有意从平坦平面的偏离改变了焦点曲线(focusprofile)。
改变在构图阵列处的焦点曲线具有几个优点。其中在焦点象差是在例如系统光学装置(如投射光学装置110和构图阵列光学装置108)中修正的系统中，所述改变可以导致其它光学象差。随后的调整再次负面影响光路。将焦点修正的任务从投射装置110和构图阵列光学装置108转移到构图阵列104可以减少必需对光学装置做的精确修正的量。
偏离平坦平面和在构图阵列104处修正焦点象差还允许在构造系统时使用不怎么严厉的光学装置规格。就是说，每个透镜可接受的误差量增加了，每个透镜所需的精确度降低了。例如，如果曝光具有±100nm的总公差，则在光学系统中的单独调整是具有挑战性的和乏味的。然而，如果光学装置允许±500nm的公差，其它的由构图阵列的移动来修正，则光学装置易于设计。光学装置精确性的降低节省了在制造阶段和设置阶段的时间。因此，可以用所设计的光学系统来获得以前光学系统要求的在物体112处相同的误差容量，即所述光学系统被设计成能够通过使用单个构图阵列104而具有不怎么严厉的规格，以补偿光学装置中的误差。
尽管上面已经描述了本发明的具体实施例，但应当理解，本发明还可以用其它方式来实行。所述描述并无意限制本发明。
权利要求
1.一种使用无掩模光刻系统的器件制造方法，所述方法包括照亮构图阵列组件，所述构图阵列组件具有多个构图阵列，其中所述构图阵列组件限定出第一平面；将所述构图阵列组件中的至少一个构图阵列的位置从所述第一平面调整到第二方位；和用来自所述构图阵列组件的光曝光物体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一平面与构图阵列组件中的至少一个其它构图阵列共面，所述第二方位与所述至少一个其它构图阵列不共面。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二方位是第二平面。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二方位平行于所述第一平面。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二方位以一个角度相对于所述第一平面倾斜。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二方位相对于所述第一平面弯曲。
7.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述至少一个构图阵列的位置，以补偿光在所述物体处的焦点偏离。
8.根据权利要求1所述的方法，其中有源地调整所述至少一个构图阵列的位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中用活塞调整所述至少一个构图阵列的位置。
10.根据权利要求1所述的方法，其中手动调整所述至少一个构图阵列的位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中用螺杆调整所述至少一个构图阵列的位置。
12.根据权利要求1所述的方法，其中仅仅在无掩模光刻系统的最初设置过程中执行所述方法。
13.根据权利要求1所述的方法，其中为了保持无掩模光刻系统而周期性地执行所述方法。
14.一种利用无掩模光刻系统的器件制造方法，包括照亮具有多个构图阵列的构图阵列组件，其中构图阵列组件中的每个构图阵列都具有第一位置；将至少一个构图阵列从所述第一位置调整到第二位置；将来自构图阵列组件的光传输透过光学系统；和用所传输的光曝光物体，其中所述第一位置与构图阵列组件中的多个构图阵列共面，所述第二位置与构图阵列组件不共面。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二位置平行于所述第一位置。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述调整步骤包括将至少一个构图阵列倾斜。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述调整步骤包括将至少一个构图阵列弯曲。
18.一种利用无掩模光刻系统的器件制造方法，所述无掩模光刻系统在构图阵列组件中具有多个构图阵列，所述构图阵列组件具有反射表面，所述方法包括根据所述象差来调整所述多个构图阵列的至少一个的位置；照亮所述构图阵列组件；通过光学系统传输由所述构图阵列组件反射的光；和用所述光曝光物体，其中所述调整步骤使所述构图阵列组件的反射表面偏离平坦平面。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述调整步骤包括在所述物体的平面处接收曝光数据；确定所述多个构图阵列的至少一个所需要的修正调整，其中所述调整基于所述曝光数据；和根据需要调整所述多个构图阵列的至少一个以减小所述象差。
20.一种无掩模光刻系统，沿着光路包括产生光的照明源；具有多个构图阵列的构图阵列组件，所述多个构图阵列中的每个构图阵列都被附着到各自的调节器上；使所述光符合条件(condition)的光学系统；和接收所述光的图象平面，其中根据需要每个调节器移动各自的构图阵列，以修正被物体接收的光中的光学象差，以致构图阵列组件的表面偏离平坦平面。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述象差是总焦点偏离。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述调节器是一组调节器。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述一组调节器使各自的构图阵列倾斜。
24.根据权利要求22所述的系统，其中所述一组调节器使各自的构图阵列弯曲。
25.根据权利要求22所述的系统，其中所述一组调节器改变各自的构图阵列的高度。
26.根据权利要求22所述的系统，其中进一步包括控制所述调节器的控制器。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述调节器是活塞。
28.根据权利要求22所述的系统，其中所述的调节器是螺杆。
全文摘要
将一个或多个程控构图装置通过高度调整结构装配到装配板上，所述高度调整结构能使构图装置的有源表面的平面度得到控制。所述高度调整结构可以包括压电制动器或螺杆阵列。或者是，构图装置的背侧被打磨成光学平坦面，并通过晶体粘结而结合到刚性装配体的光学平坦表面上。
文档编号H01L21/02GK1825211SQ20061007153
公开日2006年8月30日 申请日期2004年9月21日 优先权日2003年9月22日
发明者A·J·布里克, D·J·P·A·弗兰肯, P·C·科彻斯佩格, K·Z·特鲁斯特 申请人:Asml荷兰有限公司, Asml控股有限公司