專利名稱：無掩模微成影中用時間和/或功率調(diào)制獲得劑量灰度化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及微成影。更特別地，本發(fā)明涉及無掩模微成影。
背景技術(shù)：
微成影用以在襯底表面上產(chǎn)生特征的工藝。這些襯底包含在平板顯示器(例如液晶顯示器)、電路板、各種集成電路等的制造過程中所使用的襯底。這些應(yīng)用中經(jīng)常使用的襯底是半導(dǎo)體晶片或玻璃襯底。雖然在此僅為例舉而描述半導(dǎo)體晶片，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解本說明也可以應(yīng)用至其它類型的襯底。
在微成影期間，配置于晶片臺上的晶片會曝露于微成影設(shè)備中曝光裝置投射于晶片表面上的圖像。雖然在光刻的情況下使用曝光裝置，但是可以視特定應(yīng)用而使用不同類型的曝光裝置。例如如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的x光、離子、電子、或光子微成影均會要求不同的曝光裝置。此處所討論的微成影的特定實施例僅用于說明。
投影的圖像會改變沉積于晶片表面上的例如光阻層等層的特性。這些改變對應(yīng)于在曝光期間投影至晶片的特征。在曝光后，所述層會被刻蝕以產(chǎn)生圖形化層。該圖形對應(yīng)于曝光期間投影至晶片上的那些特征。接著使用該圖形化層以移除或進一步處理晶片內(nèi)例如導(dǎo)電層、半導(dǎo)體層、或絕緣層等的底層結(jié)構(gòu)層的曝露部分。接著重復(fù)此工藝以及其它步驟，直到在晶片的表面上或不同層中形成所需的特征為止。
步進和掃描技術(shù)配合具有窄成像槽的投影光學(xué)系統(tǒng)一起工作。一次掃描各個圖場至晶片，而不是一次使整個晶片曝光。通過同時移動晶片及標(biāo)線片以致于成像槽會在掃描期間移動經(jīng)過圖場，以完成此步驟。晶片臺接著必須在圖場曝光之間異步地步進以允許將在晶片表面上的標(biāo)線片圖案多個拷貝曝露。以此方式，投影于晶片上的品質(zhì)可以最佳化。
傳統(tǒng)的微成影系統(tǒng)及方法在半導(dǎo)體晶片上形成圖像。系統(tǒng)通常具有微成影室，微成影室設(shè)計成含有在半導(dǎo)體晶片上執(zhí)行圖像形成的工藝的裝置。所述室可以設(shè)計成根據(jù)所使用的光波長而具有不同的混合氣體及真空度。將標(biāo)線片設(shè)置于室內(nèi)。光線在與半導(dǎo)體晶片相互作用之前會從照射光源(設(shè)于系統(tǒng)外部)經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)、標(biāo)線片上的圖像輪廓、及第二光學(xué)系統(tǒng)。
需要多個標(biāo)線片以在襯底上制造器件。由于特征尺寸及小特征尺寸所需之準(zhǔn)確公差，將使得這些標(biāo)線片制造成本及時間增加。而且，標(biāo)線片在磨耗之前僅能使用一段特定時間。假使標(biāo)線片未在某公差之內(nèi)或標(biāo)線片受損時，經(jīng)常需要花費額外成本。因此，使用標(biāo)線片的晶片制造會變得昂貴且令人卻步。
為了克服這些缺點，發(fā)展了無掩模(例如直接寫入、數(shù)字等)微成影系統(tǒng)。無掩模系統(tǒng)以空間光調(diào)制器(SLM)(例如數(shù)字微鏡裝置(DMD)、液晶顯示器(LCD)等)取代標(biāo)線片。SLM包含各個受控以形成所需圖案的工作區(qū)陣列(例如鏡或透射區(qū))。在此技術(shù)中，這些工作區(qū)也稱為“像素”。根據(jù)所需圖案的預(yù)定及先前存儲的演繹法用以控制像素。SLM中的每一像素可以以受控方式改變其光學(xué)特性(例如振幅/相位透射)以改變送至晶片表面的劑量。
在通常的實施例中，每一像素可以呈現(xiàn)有限數(shù)目分立狀態(tài)中的一個狀態(tài)，每一狀態(tài)對應(yīng)于某種程度劑量的灰度化。像素具有的很多狀態(tài)之一對應(yīng)于未傳送光至曝光區(qū)的像素。此狀態(tài)稱為黑暗狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。像素的其它狀態(tài)對應(yīng)于被調(diào)制的像素，以致于該像素可傳送一定部分的入射光至曝光區(qū)。為了能夠控制印制圖案(例如印制線的位置或?qū)挾?，希望具有盡可能多的灰度等級。但是，通過增加分立像素狀態(tài)的數(shù)目而可獲得的灰度等級的數(shù)目至少會因下述理由而受到限制。
如果晶片掃描與短激光脈沖期間發(fā)生的曝光是連續(xù)的，則在SLM上的圖案通常必須于每一激光脈沖時更新一次。假使以連續(xù)光源執(zhí)行曝光，但晶片在曝光期間是靜止的或者曝光的污損被補償時，至少經(jīng)常地更新圖案。結(jié)果，必須對SLM維持高數(shù)據(jù)傳輸速率。該數(shù)據(jù)傳輸速率與分立狀態(tài)的數(shù)目的對數(shù)成比例地增加，且對于最大的可能數(shù)據(jù)傳輸率的限制會造成對像素狀態(tài)數(shù)目及灰度等級數(shù)目的限制。
而且，具有大量數(shù)目的狀態(tài)會使得SLM的設(shè)計及狀態(tài)的控制更加困難。
因此，需要的無掩模微成影系統(tǒng)及方法將允許取得大量的灰度等級，但卻不增加不同像素狀態(tài)的數(shù)目。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在照明系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的灰度等級但不增加所述系統(tǒng)中分立的像素狀態(tài)的數(shù)目。因此對系統(tǒng)印制的特征(例如線的位置或?qū)挾?提供了精密控制。
在一實施例中，本發(fā)明提供了包含激光的照明系統(tǒng)中灰度化的方法，其中，改變激光脈沖的持續(xù)時間會提供額外的灰度等級。
在另一實施例中，本發(fā)明提供包含空間光調(diào)制器(SLM)的照明系統(tǒng)中灰度化的方法，其中，改變SLM的像素起動的持續(xù)時間會提供額外的灰度等級。
在又另一實施例中，本發(fā)明提供照明系統(tǒng)中灰度化的方法，其中，曝光光線的功率的變化會提供額外的灰度等級。
在本發(fā)明的又另一實施例中，采用激光脈沖持續(xù)時間、像素起動時序、及激光功率的不同組合。
以下參考附圖詳述本發(fā)明的實施例、特點、及優(yōu)點以及本發(fā)明的不同實施例的結(jié)構(gòu)和操作。


附圖作為說明書中的一部分，用以顯示本發(fā)明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)及使用本發(fā)明。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有反射式SLM的無掩模微成影系統(tǒng)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有透射式SLM的無掩模微成影系統(tǒng)。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的SLM。
圖4示出圖3中的SLM的更多細節(jié)。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的元件。
圖6為流程圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的灰度化方法的第一實施例，其中，激光脈沖的持續(xù)時間提供額外的灰度等級。
圖7為流程圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的灰度化方法的第二實施例，其中，改變像素的分立狀態(tài)的持續(xù)時間會提供額外的灰度等級。
圖8為流程圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的灰度化方法的第三實施例，其中，改變激光脈沖的功率會提供額外的灰度等級。
圖9為流程圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的灰度化方法的第四實施例，其中，改變來自照明光源的各個光束的功率會提供額外的灰度等級。
圖10為時序圖，顯示改變像素的分立狀態(tài)的持續(xù)時間以提供額外的灰度等級之實施例。
圖11為方塊圖，代表投影光學(xué)元件110的一實施例。
圖12為方塊圖，代表本發(fā)明可使用的示例系統(tǒng)。
參考

本發(fā)明。在對應(yīng)的代號中，元件第一次出現(xiàn)的圖式通常以最左方的數(shù)字表示。
具體實施例方式
概述雖然討論特定的規(guī)劃及配置，但是，應(yīng)了解這僅是用于說明之目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，在不背離本發(fā)明的精神及范圍之下，可以使用其它規(guī)劃及配置。本領(lǐng)域技術(shù)人更清楚，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其它不同的應(yīng)用。
本發(fā)明的實施例提供例如微成影機器等照明系統(tǒng)中灰度化的方法?？梢允褂迷撓到y(tǒng)及方法以增加印制于襯底上的例如線的位置或?qū)挾鹊忍卣鞯目刂?，并維持離散的像素狀態(tài)的數(shù)目。
無掩模微成影系統(tǒng)圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無掩模微成影系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包含照明光源102，用于將光經(jīng)由分光器106及SLM光學(xué)元件108而傳送至反射式空間光調(diào)制器(SLM)104(例如數(shù)字微鏡裝置(DMD)、反射式液晶顯示器(LCD)等)。SLM 104用于將光圖形化以取代傳統(tǒng)微成影系統(tǒng)中的標(biāo)線片。從SLM 104反射的已圖形化的光會通過分光器106及投影光學(xué)元件110，寫入到對象112上(例如襯底、半導(dǎo)體晶片、用于平板顯示器的玻璃襯底等)。
應(yīng)了解，公知地，照明光學(xué)元件可以容納于照明光源102之內(nèi)。也應(yīng)了解，公知地，SLM光學(xué)元件108及投影光學(xué)元件110可以包含將光導(dǎo)引至SLM 104和/或?qū)ο?12上的所需區(qū)域所需要的光學(xué)元件的任何組合。
在替代實施例中，光源102及SLM 104中之一或二者可以分別耦合至控制器114和116，或是與控制器114和116形成一體。控制器114可以根據(jù)來自系統(tǒng)100的反饋以調(diào)整照明光源102，或是執(zhí)行校正?？刂破?16也可以用于調(diào)整和/或校正?；蛘?，控制器116可以用于切換SLM 104上的像素302以使它們在它們的分立狀態(tài)之間切換(例如在它們的灰度狀態(tài)之一與全黑或關(guān)閉狀態(tài)之間)(請參見圖3)。這可以產(chǎn)生用以曝照對象112的圖案?？刂破?16可以具有一體的存儲器或是耦合至具有預(yù)定信息和/或用以產(chǎn)生圖案的演繹法的存儲元件(未顯示)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的無掩模微成影系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包含照明光源202，用于將光傳送通過SLM 204(例如透射式LCD等)以將光圖形化。圖形化的光會通過投影光學(xué)元件210以將圖案寫于對象212的表面上。在本實施例中，SLM 204是透射式SLM，例如液晶顯示器等。如上所述，照明光源202及SLM 204之一或二者可以分別耦合至控制器210和216，或與控制器210和216形成一體。本領(lǐng)域技術(shù)人員了解，控制器214和216可以執(zhí)行類似于上述控制器114和116的功能。
可以用于系統(tǒng)100或200的SLM實施例是由Micronic LaserSystems AB of Sweden and Fraunhofer Institute for Circuits andSystems of Germany所制造。
為便于說明，以下將僅參考系統(tǒng)100。但是，同本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)知道，以下所有思想也可以應(yīng)用至系統(tǒng)200。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚知道在不背離發(fā)明的精神及范圍的情況下的圖1及2的元件及控制器的其它配置或整合。
圖3示出舉例說明的SLM 104的工作區(qū)300的細節(jié)。工作區(qū)300包含n×m陣列的像素302(由圖中的橢圓形表示)。像素302可以是DMD上的鏡子或是LCD上的位置。通過調(diào)整像素302的物理特征，它們可以被視為處于它們的狀態(tài)之一。根據(jù)所需圖案的數(shù)字或模擬輸入信號可以被用以切換不同像素302的狀態(tài)。在某些實施例中，可以檢測正被寫至對象112的真實圖案并決定圖案是否在可接受的公差之外。假如為是，則控制器116可以用以產(chǎn)生實時模擬或數(shù)字控制信號以便微調(diào)(例如校正及調(diào)整等)正由SLM 104所產(chǎn)生的圖案。
圖4示出SLM 104的進一步細節(jié)。SLM 104可以包含圍繞工作區(qū)300的非主動封裝400。而且，在替代實施例中，主控制器402可以耦合至每一SLM控制器116以監(jiān)視及控制SLM陣列。圖4中的虛線代表SLM陣列中的第二SLM?？梢詫⒁粋€以上的SLM加至陣列中以適合實施設(shè)計。如下所述，在其它實施例中，相鄰的SLM可以彼此偏移或交錯。
SLM陣列配置圖5示出組件500，包含支撐裝置502以容納SLM 104陣列。如下將更詳細地描述，在不同實施例中，SLM 104陣列可以根據(jù)所需的每一脈沖之曝光或是其它實施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而具有不同的行數(shù)、列數(shù)、每一行的SLM數(shù)、每一列的SLM數(shù)等。SLM 104可以耦合至支撐裝置502。支撐裝置502可以具有熱控制區(qū)504(例如水或空氣信道等)。支撐裝置502也具有用于控制邏輯及其它電路的區(qū)域(例如圖4示出元件116和元件402可為ASIC、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、用于數(shù)據(jù)流動的光纖光學(xué)元件等)。此外，如同相關(guān)技術(shù)中所公知的，支撐裝置502可以具有窗506(形成于虛線形狀之內(nèi))以容納SLM 104。支撐裝置502、SLM 104、及所有外圍的冷卻或控制裝置電路稱為組件。組件500允許所需的步驟以產(chǎn)生用于領(lǐng)先的和尾隨的SLM所需的接合(例如在對象112上連接特征的相鄰元件)及重疊。領(lǐng)先的SLM是在掃描期間于對象112上產(chǎn)生序列圖像中的第一圖像，尾隨的SLM是在掃描期間于對象112上產(chǎn)生序列圖像中的最后圖像。來自不同掃描的領(lǐng)先及尾隨SLM 104的圖像重疊有助于移除可能由于相鄰的且非重疊的掃描的接合或接縫。例如支撐裝置502可以是250mm×250mm或是300mm×300mm。支撐裝置502可以通過采用溫度穩(wěn)定的材料制造而用于熱管理。
支撐裝置502可以作為機械構(gòu)架以確保SLM 104的間隔控制以及用于嵌入電路控制和熱控制區(qū)504。任何電子裝置可以安裝于支撐裝置502的背側(cè)及前側(cè)中的任一側(cè)上或是二者上。例如當(dāng)使用基于模擬技術(shù)的SLM或是電子器件時，接線可以從控制或耦合系統(tǒng)504耦合至工作區(qū)300。由于安裝于支撐裝置502上，這些接線可以相當(dāng)?shù)囟蹋蚨啾入娐愤h離支撐裝置的情形可以降低模擬信號的衰減。而且，在電路與工作區(qū)300之間具有短鏈接可以增加通信速度，并因而增加實時圖案再調(diào)整速度。
在某些實施例中，當(dāng)SLM 104或電路中的電子器件損壞時，可以容易地更換組件500。雖然更換組件500顯然比僅更換組件500上的芯片更為昂貴，但是，更換整個組件500事實上更有效率，因而能夠節(jié)省生產(chǎn)成本。而且，組件500可以重新裝配，所以，假使最終用戶愿意使用重新裝配的組件500時，在零件更換上會降低成本。一旦組件500被更換時，在重新恢復(fù)制造之前僅需整體對齊。
利用時間調(diào)制的灰度化對于大部分的微成影應(yīng)用，例如需要控制印刷線的位置或?qū)挾?。控制這些圖案及增加分辨率的有效方法是具有盡可能多的灰度等級。
增加對象上的灰度之一方法是調(diào)制對象曝露于入射光的時間長度。圖6系本發(fā)明的一實施例的流程圖，其中，曝光的持續(xù)時間會被調(diào)制。在本實施例中，照明光源102包含激光器(未顯示)。在步驟602中，來自照明光源102的光會由SLM 104傳送以在對象112上形成第一圖案。
步驟604包括改變來自照明光源102中的激光的激光脈沖的持續(xù)時間(例如脈沖寬度)。例如假使激光分成多個平行光，且這些平行光的相對長度會改變，脈沖的持續(xù)時間也會改變。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可知通常用以改變激光脈沖的持續(xù)時間的任何其它方法也可以用于本在步驟606中，此時具有不同脈沖寬度的來自照明光源102的光會由SLM 104傳送以在對象102上形成第二圖案。第二圖案會與第一圖案重疊。重疊圖案可以產(chǎn)生灰度。
步驟608包括重復(fù)步驟606直到獲得所需的灰度程度為止。重復(fù)每一時間步驟606，產(chǎn)生不同范圍的灰度等級。來自不同的曝光的灰度的組合會產(chǎn)生額外的灰度。
圖7代表本發(fā)明的第二實施例，其中，曝光的持續(xù)時間會被調(diào)制。步驟702包括利用來自照明光源102的光照射SLM 104。SLM 104會在光中產(chǎn)生圖案。
在步驟704中，對象112會暴露給來自SLM 104之已圖形化的光。
步驟706包括產(chǎn)生多個灰度等級。這是通過如下措施實現(xiàn)的將SLM 104的像素302中的一部分比SLM 104的其它像素302更早地從其一個狀態(tài)切換至其次級狀態(tài)。像素的次級狀態(tài)可以是不同的灰度狀態(tài)，其中，像素會傳送不同部分的入射光至曝光區(qū)?；蛘撸袼厍袚Q的次級狀態(tài)可以是像素不會傳送光至曝光區(qū)的關(guān)閉狀態(tài)。圖10中進一步說明步驟706，該圖是步驟706的時序圖。X軸1002代表增加時間，以t代表一次掃描的全部時間。Y軸1004代表在給定時間內(nèi)例如SLM104中為工作狀態(tài)的像素302的數(shù)目。假設(shè)在時間0時有數(shù)目為N的像素302工作。為簡明起見，也假設(shè)所有像素的次級狀態(tài)是關(guān)閉狀態(tài)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解可以使用其它狀態(tài)。
在時間(t-β)，掃描經(jīng)過的路徑的部分，像素302的第一部分A會切換至它們的關(guān)閉狀態(tài)。因此，正好在時間(t-β)之后，(N-A)像素仍然維持在它們的工作狀態(tài)。稍后，在時間(t-α)，像素302的第二部分B切換至關(guān)閉狀態(tài)。這樣，在時間(t-α)之后，((N-A)-B)像素維持在它們的工作狀態(tài)。最后，當(dāng)在時間t達到掃描的結(jié)尾時，其余的((N-A)-B)像素會切換至它們的關(guān)閉狀態(tài)，未留下維持在工作狀態(tài)的像素。
利用功率調(diào)制的灰度化圖8表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的方法。在方法800中，通過調(diào)制每一曝光中的功率以產(chǎn)生灰度化。圖11進一步表示方法800，方塊圖代表投影光學(xué)元件110的一實施例。在本實施例中，投影光學(xué)元件110包含濾光器1102及其它光學(xué)元件1104。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解其它光學(xué)元件1104可以置放于濾光器1102之前、之后、或二側(cè)上的光路徑1106中。此外，在其它實施例中，濾光器1102可以置于投影光學(xué)元件110外面的光路徑中的任意處。
在圖11中所示的實施例中，投影光學(xué)元件110也包含控制系統(tǒng)1108，用于在其它事情之中控制濾光器1102的強度透射值。控制系統(tǒng)1108可以是手動的或電子式的。例如控制系統(tǒng)1108可以包括開關(guān)。
在方法800中，步驟802包括使光從照明光源通過濾光器1102以產(chǎn)生經(jīng)過過濾的光。濾光器1102具有第一強度透射值。
在步驟804中，經(jīng)過過濾的光會使對象112曝光以在對象112上產(chǎn)生第一圖案。
在步驟806中，濾光器1102的強度透射值會由例如控制系統(tǒng)1108改變，以致于濾光器1102具有第二強度透射值。
步驟808包括使第一圖案與第二圖案重疊，第二圖案是光經(jīng)過具有第二強度透射值的濾光器1102而產(chǎn)生的。利用第二圖案曝光對象112會產(chǎn)生灰度，第二圖案具有不同于第一圖案之強度?？梢灾貜?fù)步驟806和808以增加對象112上的灰度等級數(shù)目。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的方法900。在方法900中，通過調(diào)制光束的各個部分中的功率以產(chǎn)生灰度。以圖12進一步補充方法900，方塊圖包括可由方法900使用的系統(tǒng)1200中的元件。系統(tǒng)1200在其它元件之中包括照明光源102、分光器1202、濾光器組1204、SLM組件500、及對象112。濾光器組1204包含濾光器A-N，濾光器A-N在濾光器組1204中以橢圓表示。類似地，SLM組件500包含至少數(shù)目與濾光器數(shù)目相同的SLM。例如假使在濾光器組1204中有N個濾光器，則在SLM組件500中也可以有N個SLM。
在方法900中，步驟902包括將來自照明光源的光分成一個以上的光束段。光束段將稱為光束段A-N。
在步驟904中，光束段A-N會通過濾光器組1204中對應(yīng)的濾光器A-N。濾光器A-N會調(diào)制每一對應(yīng)的光束段A-N中的功率。在光束段A-N通過濾光器A-N之后，方法900進行至步驟906。
在步驟906中，光束段A-N會照明SLM組件500中對應(yīng)的SLMA-N。SLM組件500中各個SLM A-N接著傳送各個光束段A-N至對象112。
最后，在步驟908中，各個光束段會以重疊方式曝光對象112。由于在每一光束段中會由各個SLM A-N產(chǎn)生不同圖案，所以，某些圖案會以不同于其它圖案的強度曝光對象112。通過不同強度的多個圖案的曝光會在對象112上產(chǎn)生灰度等級。通過增加所使用的各個光束區(qū)段及各個SLM的數(shù)目，可以增加灰度等級的數(shù)目。
雖然已于上述說明本發(fā)明的不同實施例，但是，應(yīng)了解它們僅是作為舉例說明之用，且非限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可知，在不悖離本發(fā)明的精神及范圍之下，可以在形式上及細節(jié)上作不同的改變。因此，本發(fā)明的廣度及范圍不應(yīng)受限于上述舉例說明的實施例，而是由根據(jù)后述的申請專利范圍及其等同范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種在具有空間光調(diào)制器的無掩模微成影系統(tǒng)中用于在對象上產(chǎn)生灰度的方法，所述方法包括以光束曝照所述對象以產(chǎn)生圖案；及調(diào)制所述對象的曝光時間以在所述對象上產(chǎn)生一個范圍的灰度等級。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)制步驟包括改變激光光源的脈沖寬度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述圖案由以第一脈沖寬度操作的激光所產(chǎn)生，所述方法又包括使所述圖案與以第二脈沖寬度操作的激光相重疊，以產(chǎn)生重疊曝光，其中，第二脈沖寬度不同于第一脈沖寬度，以致于所述重疊曝光在所述對象上產(chǎn)生不同范圍的灰度等級。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，重復(fù)所述重疊步驟直至獲得所需數(shù)目的灰度等級為止。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述空間光調(diào)制器具有多個像素，所述方法在所述曝光步驟之前還包括在工作狀態(tài)之間切換所述多個像素，或是將所述多個像素從一工作狀態(tài)切換至關(guān)閉狀態(tài)，其中，像素的工作狀態(tài)對應(yīng)于由處于特定灰度等級的那個像素將光傳送至所述對象，所述關(guān)閉狀態(tài)對應(yīng)于所述像素未傳送光至所述對象。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述調(diào)制步驟包括使所述空間光調(diào)制器的多個像素中的一部分比所述空間光調(diào)制器中的其它像素更早地切換至交替狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中還包括補償所述圖案的污損。
8.一種在具有空間光調(diào)制器的無掩模微成影系統(tǒng)中用于在對象上產(chǎn)生灰度的方法，所述方法包括以光束曝照所述對象以產(chǎn)生圖案；及調(diào)制所述光束的功率以在所述對象上產(chǎn)生一個范圍的灰度等級。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述圖案由具有第一功率的光束所產(chǎn)生，所述方法又包括使所述圖案與具有第二功率的光束相重疊，以產(chǎn)生重疊曝光，以致于所述重疊曝光在所述對象上產(chǎn)生不同范圍的灰度等級。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，重復(fù)所述重疊步驟直至獲得所需數(shù)目的灰度等級為止。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述重疊步驟包括使光束通過具有專門用于所述重疊曝光的固定強度透射值的濾光器；及將所述光束傳送至所述對象。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述重疊步驟包括將所述光束分成一個以上的束；使每一所述束通過具有固定強度透射值的濾光器；利用其各自的單個空間光調(diào)制器來傳送每一所述束；及在所述對象上重疊來自每一個空間光調(diào)制器的圖像。
13.一種無掩模微成影系統(tǒng)，包括照明光源；對象；及控制器，其中，所述控制器調(diào)制來自所述光源的光束曝照所述對象的持續(xù)時間，以便在所述對象上產(chǎn)生一個范圍的灰度等級。
14.如權(quán)利要求13所述的無掩模微成影系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制器通過在連續(xù)曝光之間改變激光光源的脈沖寬度以改變所述持續(xù)時間。
15.如權(quán)利要求13所述的無掩模微成影系統(tǒng)，其中在所述照明光源與所述對象之間還包括空間光調(diào)制器，其中，所述空間光調(diào)制器具有多個像素，及其中，像素的工作狀態(tài)對應(yīng)于由處于特定灰度等級的那個像素傳送光至所述對象，而關(guān)閉狀態(tài)對應(yīng)于所述像素未傳送光至所述對象。
16.如權(quán)利要求15所述的無掩模微成影系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制器通過使所述空間光調(diào)制器中的至少一個像素比所述空間光調(diào)制器中的其它像素更早地切換至至少一個交替狀態(tài)，以改變所述持續(xù)時間。
17.一種無掩模微成影系統(tǒng)，包括輸出光束的照明光源；將所述光束分成多個束的分光器；多個濾光器，每一所述濾光器對應(yīng)于所述多個束中的一個并具有固定的強度透射值；及多個空間光調(diào)制器，每一所述空間光調(diào)制器對應(yīng)于所述多個束中的一個，其中，所述多個光束中每一光束會通過對應(yīng)的所述濾光器及照明所述對應(yīng)的空間光調(diào)制器陣列，以致于所述多個空間光調(diào)制所產(chǎn)生的圖案在所述對象上重疊。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中還包括控制系統(tǒng)，用于控制所述多個空間光調(diào)制器中的每一個所產(chǎn)生的每一圖案。
19.一種在具有設(shè)置多個像素的空間光調(diào)制器的無掩模微成影系統(tǒng)中用于在對象上產(chǎn)生灰度的方法，所述方法包括以光束曝照所述對象以產(chǎn)生圖案；及調(diào)制所述對象的曝光時間以在所述對象上產(chǎn)生第一范圍的灰度等級；及調(diào)制所述光束的功率以在所述對象上產(chǎn)生第二范圍的灰度等級。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，調(diào)制所述對象的曝光時間包括下述組成的組中至少一個在曝光之間改變所述光束的脈沖寬度，以產(chǎn)生重疊曝光；及將所述空間光調(diào)制器的多個像素中的一部分比所述空間光調(diào)制器中的其它像素更早地切換至交替狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，調(diào)制所述光束的功率包括下述組成的組中至少一個；在曝光之間改變所述光束的功率，以產(chǎn)生重疊曝光；改變所述光束通過的濾光器的強度透射值，以產(chǎn)生重疊曝光；及在將所述光束分成多個束之后，使每一束通過其各自具有固定強度透射值的濾光器。
全文摘要
在微成影應(yīng)用中，例如需要控制印刷線的位置或?qū)挾??？刂七@些圖案及其分辨率的有效方法具有盡可能多的灰度等級。本發(fā)明包括灰度化的方法，其中，曝光時間的調(diào)制會增加對象上灰度等級的數(shù)目。此外，本發(fā)明包括調(diào)制曝光光束的功率以提供額外的灰度等級的方法。
文檔編號H01L21/027GK1580958SQ20041005882
公開日2005年2月16日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者溫賽斯勞·A.·賽布哈, 賈森·D.·星特斯坦納, 艾扎特·拉迪普夫, 杰拉爾德·沃爾皮 申請人:Asml控股股份有限公司