用于数字光刻的图像稳定化的制作方法

用于数字光刻的图像稳定化
1.背景
技术领域
2.本公开内容的实施方式一般涉及光刻系统。尤其是，本公开内容的实施方式涉及一种用于数字光刻(digital lithography)的图像稳定化的方法。

背景技术：

3.数字光刻广泛用于半导体器件的制造中，例如用于半导体器件以及显示设备的后端处理，显示设备例如是液晶显示器(lcd)和发光二极管(led)显示器。例如，大面积的基板经常用于lcd的制造中。lcd或平板显示器常常用于有源矩阵显示器，例如计算机、触摸板装置、个人数字助理(pda)、蜂窝电话、电视监视器和类似物。通常，平板显示器包括在每个像素处作为相变材料的一层液晶材料，夹在两个板之间。当横跨或穿过液晶材料施加来自电源的功率时，在像素位置处控制(即，选择性地调制)穿过液晶材料的光量，使得能够在显示器上产生图像。
4.利用常规的数字光刻系统可以利用一个或多个图像投影系统。每个图像投影系统被构造为用以将一个或多个写入束(write beam)投影到基板表面上的光刻胶层中。每个图像投影系统将一个或多个写入束投射到基板的表面。通过由投影透镜系统投射的写入束，将图案(也称为掩模图案)写入基板表面上的光刻胶层中。然而，由于数字光刻系统中的振动，写入束写入相应图像导致粗糙，且有时导致波浪、或锯齿状图案。在一些情况中，粗糙度可具有高达10nm至10um的间距(pitch)。例如，可以在数字光刻系统和空气处理(air-handling)系统中存在的致动器中到振动源，在图像处理期间改变平台速度(stage velocity)，空气轴承颤动(air bearing flutter)，并在平台与眼安装(eye mounting)组件中周期性共振。
5.因此，在本领域中需要一种使图像稳定以减小线粗糙度(lin roughness)的方法。

技术实现要素：

6.本文公开的方法总体上涉及用于数字光刻的图像稳定化的方法。该方法包括：在图像投影系统中提供空间光调制器(slm)，空间光调制器相对于横向扫描(in-scan)方向以一个旋转角度定位，空间光调制器包括多个slm像素；和光栅化(rasterize)掩模图案以用于从slm投影，掩模图案对应于多个像素中的第一组slm像素。进一步的实施方式包括：在控制器处检测slm与基板之间的交叉扫描(cross-scan)振动，交叉扫描振动引起交叉扫描偏差；和响应于该检测，将slm内的掩模图案沿横向扫描方向偏移到第二组slm像素，以对交叉扫描偏差进行校正。
7.本文公开的进一步的实施方式总体上涉及一种用于数字光刻的系统，包括处理器和存储器，存储器包括用于图像稳定化的计算机可读指令。该方法包括：在图像投影系统中提供空间光调制器(slm)，空间光调制器相对于横向扫描方向以一个旋转角度定位，空间光
调制器包括多个slm像素；和光栅化掩模图案以用于从slm投影，掩模图案对应于多个像素中的第一组slm像素。进一步的实施方式包括：在控制器处检测slm与基板之间的交叉扫描振动，交叉扫描振动引起交叉扫描偏差；和响应于该检测，将slm内的掩模图案沿横向扫描方向偏移到第二组slm像素，以对交叉扫描偏差进行校正。
8.本文公开的实施方式总体上涉及非瞬时计算机可读介质，包括用于数字光刻的图像稳定化的方法的计算机可读指令。该方法的实施方式包括：在图像投影系统中提供空间光调制器(slm)，空间光调制器相对于横向扫描方向以一个旋转角度定位，空间光调制器包括多个slm像素；和光栅化掩模图案以用于从slm投影，掩模图案对应于多个像素中的第一组slm像素。进一步的实施方式包括：在控制器处检测slm与基板之间的交叉扫描振动，交叉扫描振动引起交叉扫描偏差；和响应于该检测，将slm内的掩模图案沿横向扫描方向偏移到第二组slm像素，以校正交叉扫描偏差。
附图说明
9.因此，可以详细了解本公开内容的上述特征，简要概述于上的本公开内容的更具体的描述可通过参照实施方式来获得，其中一些实施方式描绘在附图中。然而，应注意，附图仅示出示例性实施方式，因此不应被视为限制本公开内容的范围，且可允许其他等效的实施方式。
10.图1是根据公开的实施方式的数字光刻系统的透视图。
11.图2是根据本文公开的实施方式的图像投影系统的示意性截面图。
12.图3描绘了根据公开的实施方式的多个图像投影系统的透视示意图。
13.图4描绘了根据公开的实施方式的图像投影系统的透视示意图。
14.图5描绘了根据公开的实施方式的空间光调制器的两个像素元件的放大透视图。
15.图6示意性地示出了根据公开的实施方式的由空间光调制器的两个像素元件反射的光束。
16.图7示意性地示出了根据公开的实施方式的当平台在处理单元下方经过时空间光调制器的实施方式。
17.图8描绘了根据实施方式的对横向扫描方向振动的校正。
18.图9描绘了根据公开的实施方式的对正子像素交叉扫描振动的图像稳定化。
19.图10描绘了根据公开的实施方式的对负子像素交叉扫描振动的图像稳定化。
20.图11描绘了根据公开的实施方式的用于图像稳定化的方法。
21.图12描绘了根据公开的实施方式的图像处理系统中的示例服务器。
22.为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同的参考数字来表示各图中共有的相同元件。可以设想的是，一个实施方式的元件和特征可以有益地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。
具体实施方式
23.在下文中，参照本公开内容的实施方式。然而，应理解，本公开内容不限于具体描述的实施方式。相反地，可设想以下特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施方式有关，都可以实施和实践本公开内容。此外，尽管本公开内容的实施方式可以实现优于其他可
能的解决方案和/或优于现有技术的优点，但是通过给定的实施方式是否会实现特定的优点并不限制本公开内容。因此，以下各方面、特征、实施方式、和优点都仅是示例性的，并且不被认为是随附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确叙述。同样，对“本公开内容”的引用不应解释为本文公开的任何发明主题的概括，并且除非在权利要求中明确叙述，否则不应认为是随附权利要求的要素或限制。
24.本公开内容提供一种当存在包括子像素交叉扫描振动的交叉扫描振动时，用于校正从空间光调制器(slm)到基板的图像的投射的方法。
25.在典型的数字光刻系统中，如果检测到横向扫描振动，则可以更早或更晚地投射图像以补偿振动。但是，如果检测到交叉扫描振动，则实时光栅化图像并且将该图像提供给slm并投射至基板，这是耗费大量计算资源的处理。此外，如果交叉扫描振动小于slm的像素，则先前的技术方法没有校正此偏差的方法。
26.在图像投影系统中以相对于横向扫描方向成一定角度提供slm，在某些实施方式中，角度约1
°
，可校正高达1/100像素的增量，角度高达26
°
可以校正高达1/2像素的增量。发明人发现，由于此角度，slm在横向扫描方向上移动一个像素，导致在相应的交叉扫描方向上的1.5～2％像素偏移，这可用于校正交叉扫描振动。像素偏移的量可以通过将交叉扫描偏差除以slm旋转角的正切值来确定。例如，tan(1
°
)＝0.017允许能以增量《1/50像素来进行交叉扫描振动校正；类似地，3
°
允许能以增量《1/20像素来进行校正，5
°
允许能以增量《1/10像素来进行校正，11
°
允许能以增量《1/5像素来进行校正，14
°
允许能以增量《1/4像素来进行校正，18
°
允许能以增量《1/3像素来进行校正，而26
°
允许能以增量《1/2像素来进行校正。通过沿着旋转的slm的x轴偏移光栅化的图像，可以由子像素距离来补偿交叉扫描振动。一旦偏移，图像的偏差仅在横向扫描方向上偏离预期目标(intended target)，因此需要如上所述调整投射的时间。在一些实施方式中，可以通过设置基板的横向扫描方向坐标并且在slm到达该坐标时触发投射来定时该投射。在本文的上下文中，在一些实施方式中，“调整投射的时间”是指改变投射被触发所处的横向扫描坐标。通过利用slm相对于横向扫描方向的相对旋转位置的优势，可以在slm到达给定的图像目的地(image destination)之前对每个图像进行光栅化。此外，与要求实时重新光栅化以补偿交叉扫描振动相反，所提供的图像将实质上根据客户的设计。此技术方法不仅减轻了处理器和存储器资源的处理负担，而且以较小的线边缘粗糙度产生了对预定客户设计的更忠实的呈现。
27.图1是可受益于本文公开的实施方式的系统100的透视图。系统100包括基架110、平板(slab)120、平台130和处理设备160。基架110可放置在制造设施的地板上并且可支撑平板120。无源空气隔离器(passive air isolator)112可以位于基架110和平板120之间。平板120可以是整块的花岗岩，并且平台130可以设置在平板120上。基板140可以由平台130支撑。可以在平台130中形成多个孔(未示出)，以允许多个升降杆(未示出)穿过其中延伸。升降杆可上升到延伸位置以例如从传送机器人(未示出)接收基板140。传送机器人可将基板140放置在升降杆上，随后升降杆可将基板140轻轻地降低到平台130上。
28.基板140可以例如由石英制成并且用作平板显示器的一部分。在其他实施方式中，基板140可由其他材料制成。在一些实施方式中，基板140可具有在基板上形成的光刻胶层。光刻胶对辐射敏感，并且可以是正性光刻胶或负性光刻胶，这意味着在将图案写入光刻胶之后，暴露于辐射的光刻胶的那些部分将分别对施加至光刻胶的光刻胶显影剂可溶或不可
溶。光刻胶的化学组成决定了光刻胶是正性光刻胶还是负性光刻胶。例如，光刻胶可包括重氮萘醌(diazonaphthoquinone)、酚醛树脂(phenol formaldehyde resin)、聚(甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate))、聚(甲基戊二酰亚胺(methyl glutarimide))和su-8中的至少一种。以此方式，可以在基板140的表面上建立图案以形成电子电路。
29.系统100可进一步包括一对支撑件122和一对轨道124。这对支撑件122可设置在平板120上，且平板120和这对支撑件122可以是单件材料(single piece of material)。这对轨道124可由这对支撑件122支撑，且平台130可沿着轨道124在横向扫描方向上移动。在一个实施方式中，这对轨道124是一对平行磁通道。如图所示，这对轨道124的每个轨道124是直线的。在其他实施方式中，轨道124可具有非直线形状。编码器126或其他传感器可耦接到平台130，以便将位置信息提供给控制器170，并且可检测由于振动导致的平台中的运动。在一些实施方式中，编码器126可以是干涉仪或能够检测平台的位置、平台的振动、以及由于振动而导致的平台的横向扫描和/或交叉扫描偏差的其他装置或传感器。
30.处理设备160可包括支撑件162和处理单元164。支撑件162可设置在平板120上并可包括开口166，开口166用于平台130通过处理单元164下方。处理单元164可由支撑件162支撑。在一个实施方式中，处理单元164是图案产生器，被构造成用以在光刻处理中曝光光刻胶。在一些实施方式中，图案产生器可被构造成用以执行无掩模光刻处理。处理单元164可包括布置在壳体165中的多个图像投影系统301(示于图3)。处理设备160可用于执行无掩模直接图案化。在操作期间，如图1所示，平台130之一从装载位置沿横向扫描方向移动到处理位置。处理位置可指当平台130通过处理单元164下方时平台130的一个或多个位置。在操作期间，平台130可由多个空气轴承202(示于图2)抬升，并且可沿着这对轨道124从装载位置移动到处理位置。多个竖直引导空气轴承202(示于图2)可耦接到平台130并相邻于每个支撑件122的内壁128而定位，以便使平台130的运动稳定。平台130也可通过沿轨道150移动而在交叉扫描方向上移动，用于处理和/或转位(index)基板140。
31.图2是根据一个实施方式的图1的系统100的截面侧视图。如图所示，平台130包括用于抬升平台130的多个空气轴承202。平台130也可包括用于使平台130沿轨道124移动的马达线圈(motor coil)(未示出)。平台130和处理设备160可以由外壳(未示出)包围，以提供温度和压力控制。
32.系统100还包括控制器170。该控制器通常被设计为促进本文描述的处理技术的控制和自动化。该控制器可耦接到处理设备160、平台130和编码器126中的一个或多个，或与处理设备160、平台130和编码器126中的一个或多个通信。处理设备160和平台130可以向该控制器提供关于基板处理和基板对准的信息。例如，处理设备160可以向该控制器提供信息以警告该控制器：已经完成基板处理。编码器126可将位置信息提供给该控制器，然后该位置信息被用于控制平台130和处理设备160。
33.该控制器可包括中央处理单元(cpu)(未示出)、存储器(未示出)和支持电路(或i/o)(未示出)。cpu可以是在工业环境中用于控制各种处理和硬件(例如，图案产生器、马达、和其他硬件)并监控这些处理(例如，处理时间和基板位置)的任何形式的计算机处理器中的一种。存储器(未示出)连接到cpu，并且可以是容易取得的存储器中的一个或多个，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、软盘、硬盘或任何其他形式的数字储存，本地的或远程的。软件指令和数据可被编码并储存在存储器中以用于指示cpu。支持电路(未示出)
也以常规方式连接到cpu以用于支持处理器。支持电路可包括传统的高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路、子系统和类似电路。控制器可读的程序(或计算机指令)确定哪些任务是可在基板上执行的。该程序可以是控制器可读的软件，并且可包括代码以用于监视和控制例如处理时间和基板位置。
34.图3是根据一个实施方式的多个图像投影系统301的透视示意图。如图3所示，每个图像投影系统301沿着多个轨道310产生投射在基板140的表面304上对应于多个处理位置312的多个写入束302，每个轨道310将被一个或多个写入束302扫描。基板140的运动是沿着箭头315所示的横向扫描方向，而交叉扫描方向由箭头320所示。当基板140沿横向扫描方向和交叉扫描方向移动时，整个表面304可以被写入束302图案化。图像投影系统301的数量可以基于基板140的尺寸和/或平台130的速度而变化。在一个实施方式中，处理设备160中有22个图像投影系统301。
35.图4是根据一个实施方式的图3的多个图像投影系统301中的一个图像投影系统301的透视示意图。
36.图像投影系统301包括空间光调制器(slm)410和投影光学件416。图像投影系统310的这些部件根据所使用的slm 410而变化。slm 410包括但不限于微led(microled)、vcsel、液晶显示器(lcd)、或电磁辐射的任何固态发射器的阵列以及数字镜装置(digital mirror device；dmd)。slm 410包括多个空间光调制器像素。多个slm像素中的每个slm像素是可单独控制的，并且被构造为用以投射与多个像素中的一个像素相对应的写入束(例如，图5、6、7和其他图所示)。多个像素的汇集(compilation)形成写入光刻胶中的图案，本文称为掩模图案。投影光学件416包括用于将光投影到基板140上的投影透镜，例如，10x物镜。在操作中，基于由控制器170提供给slm 410的掩模图案数据，多个slm像素中的每个slm像素处于“开”位置或“关”位置。处于“开”位置的每个slm像素形成写入束，然后投影光学件416将该写入束投影到基板140的光刻胶层表面以形成掩模图案的一个像素。
37.在一个实施方式中，空间光调制器410是dmd。图像投影系统301包括光源402、光圈404、透镜406、截头(frustrated)棱镜组件408、slm 410和投影光学件416。在此实施方式中，slm 410包括多个反射镜(mirror)，即，多个空间光调制器像素。多个反射镜中的每个反射镜对应于一个像素，该像素可对应于掩模图案的一个像素。在一些实施方式中，dmd包括多于约4,000,000个反射镜，而在其他实施方式中，dmd可包括1920
×
1080个反射镜，这代表高分辨率电视的像素数量。光源402是能够产生具有预定波长的光的任何合适的光源，例如发光二极管(led)或激光器。在一个实施方式中，预定波长在蓝或近紫外(uv)范围内，例如小于约450nm。截头棱镜组件408包括多个反射表面。在操作中，由光源402产生具有的光束403。光束403被截头棱镜组件408反射到dmd。当光束403到达dmd的这些反射镜时，处于“开”位置的每个反射镜反射光束403，即，形成一个写入束，亦称为一个“投射(shot)”，投影光学件416接着投影以投射基板140的光刻胶层表面。多个写入束302(亦称为多个投射)形成掩模图案的多个像素。
38.图5是根据一个实施方式的slm 410的两个像素元件502、504的放大透视图。在slm 410是dmd的实施方式中，这些像素元件可以是反射镜。如图所示，每个像素元件502、504被布置在倾斜机构506上，该倾斜机构被布置在存储器单元508上。存储器单元508可以是cmos sram。在操作期间，通过将掩模数据加载到存储器单元508中来控制每个像素元件502、504。
该掩模数据以二进制方式静电地控制像素元件502、504的倾斜。当像素元件502、504处于复位模式或没有被施加功率时，像素元件502、504处于不对应于任何二进制位置的平坦位置(flat position)。二进制中的零(0)可对应于“关”位置，这意味着像素元件以-10度、-12度、或任何负方向上其他可行的倾斜方式倾斜。二进制中的一(1)可对应于“开”位置，这意味着像素元件以+10度、+12度、或任何正方向上其他可行的倾斜方式倾斜。如图5所示，像素元件502处于“关”位置，而像素元件504处于“开”位置。
39.图6示意性地示出了根据一个实施方式的被图5的slm 410的两个像素元件502、504反射的光束403。如图所示，处于“关”位置的像素元件502将从光源402产生的光束403反射到光收集器(light dump)412。处于“开”位置的像素元件504通过将光束403反射到投影透镜416而形成写入束302，继而投影透镜416将光束403投影到基板140。
40.图7示意性地示出slm 410的一个实施方式，其中平台130经过处理单元164下方，沿箭头315所示的横向扫描方向在图像投影系统301下方传送基板140，其中slm 410沿轨道310行进，以在多个处理位置312投射掩模图案。在每个处理位置312处，slm 410的这些像素元件将光引导向基板140的各个像素，或引导离开进入光收集器412。
41.slm 410的像素元件502、504等被布置成阵列。如图7所示，slm 410被定位成与基板140基本对准，但是不完全对准。slm 410与基板140的旋转偏移量(rotational offset)限定了误差。在一些实施方式中，slm 410的旋转偏移量(例如，slm轴710相对于箭头315所示的slm 410的横向扫描方向的旋转偏移量)约为1度(例如，对于校正增量《1/50像素)，而在其他实施方式中，对于从1/100像素至0.5像素的范围内的校正增量，旋转偏移量可以在0.5度至26度的范围内。在slm轴710的定位中可看到slm 410的旋转。在实施方式中，slm轴710偏离基板的横向扫描方向，所偏离的旋转角度与slm 410偏离横向扫描方向的旋转角度相同，并且slm轴710可被认为是slm的横向扫描轴。
42.随着基板140在slm 410下方移动，如果多于基板140的每个像素的阈值面积(threshold area)位于slm 410下方，则与该位置中的像素相对应的像素元件502、504等将收到“开”(或“关”信号，这取决于图像调(image tone)(例如，光刻胶类型))。如果小于基板140的每个像素的阈值面积位于slm 410下方，则与该位置中的像素相对应的像素元件502、504等将不会收到“关”(或“开”信号，这取决于图像调)。该阈值面积可以是像素的表面积的50％。在其他阈值测试中，标准可以是像素质心(pixel centroid)是否是在要印刷的几何图形的内部或外部。
43.在一个实施方式中，slm 410中的像素元件502、504等的阵列可以是矩形的，其中在交叉扫描方向上比在横向扫描方向上布置更多的像素元件502、504，其中横向扫描方向实质上对应于平台130的运动方向，并因此对应于基板140的运动方向。在其他实施方式中，slm 410可以是正方形或任何其他形状。
44.例如，沿横向扫描方向设置的像素元件502、504的数量与沿交叉扫描方向设置的像素元件502、504的数量之比可以是约9:16或约7:21或约3:4。在一个实施方式中，sxga+类型的slm在y方向上提供1400个镜像素(mirror pixel)而在x方向上提供1050个镜像素，镜像素数约150万，而长宽比(aspect ratio)(y:x)约4:3。在另一个实施方式中，1080p类型的slm在y方向上提供1920个镜像素而在x方向上提供1080个镜像素，总镜像素数约200万，而长宽比(y:x)为约16:9。在另一个实施方式中，wqxga类型的slm在y方向上提供2560个镜像
素而在x方向上提供1600个镜像素，总镜像素数约400万，而长宽比(y:x)为约16:10。在另一个实施方式中，4k类型的slm在y方向上提供4096个镜像素而在x方向上提供2160个镜像素，总镜像素数约800万，而长宽比(y:x)为约17:9。在另一个实施方式中，可以建立类似于4k类型的slm，但是在横向扫描方向上具有一半数量的slm像素元件，而在交叉扫描方向上具有两倍数量的像素元件。这种类型的slm，称为半4k+半4k类型的slm，在交叉扫描方向上提供8192个镜像素而在横向扫描方向上提供1080个镜像素，总镜像素数约800万，而长宽比(交叉扫描:横向扫描)为约68:9。在另一个实施方式中，可以建立在横向扫描和交叉扫描两个方向上使镜数量双倍的slm。这种类型的slm，称为全4k+全4k类型的slm，在交叉扫描方向上提供8192个镜像素而在横向扫描方向上提供2160个镜像素，总镜像素数约1600万，而长宽比(交叉扫描:横向扫描)为约34:9。
45.其他实施方式也可以是商业上可实践的和/或可取得的。例如，slm的一个实施方式可以以在横向扫描方向总共1080个像素元件和在交叉扫描方向总共1920个像素元件为特征。在另一个实施方式中，slm可以以在横向扫描方向总共1600像素元件和在交叉扫描方向总共2560个像素元件为特征。在另一个实施方式中，slm可以以在横向扫描方向总共1960个像素元件和在交叉扫描方向总共3880个像素元件为特征。在另一个实施方式中，slm可以以21:7的长宽比(交叉扫描:横向扫描)为特征。
46.本领域普通技术人员将理解，其他比例也是可能的。这些实施方式具有以下共同特点：在扫描的方向上提供更多数量的像素元件，这提高了扫描效率。然而，只要在交叉扫描方向上布置的像素元件数量大于在横向扫描方向上布置的镜数量，该特定比例可以随着设计和制造的功能(function)而改变。在其他实施方式中，在横向扫描方向上的像素元件数量可以大于在交叉扫描方向上的数量，而在又进一步的实施方式中，在每个方向上的像素元件的数量可以相同。
47.图8描绘了根据实施方式的对横向扫描方向振动的校正800。
48.第一实例801描绘了slm 410接近(未完整示出的)基板140上的轨道310内的处理位置312，沿如箭头315所示的横向扫描方向行进，具有用于掩模图案805的预定位置，该掩模图案805在到达处理位置312之前已被光栅化。控制器170等待基板140(在与箭头315所示的横向扫描方向相反的方向上相对于slm 410移动)到达重叠位置，以将掩模图案805置于目标位置806，此时控制器170将使光源402瞬间照射(flash onto)到slm 410上，以将掩模图案805转印(transfer)在基板140上的目标位置806处。
49.第二实例810描绘了掩模图案805将被印刷在处理区域312内的期望目标位置806处的位置。在此实例中，控制器170未从编码器126接收到当slm 410在处理区域312之上时将有振动偏差的指明信息。在此第二实例810中，辐射被投射到slm 410，将掩模图案805印刷到基板140上期望的位置处。无需slm 410中掩模图案805的偏移或印刷时间延迟的修改。
50.第三实例815描绘了当slm 410在处理区域312之上时由控制器确定存在负横向扫描振动的情形。因为预测slm 410和掩模图案805位置在负横向扫描方向上有偏移量816，所以控制器使slm 410的印刷延迟，从而导致slm 410在期望位置印刷，如由818所示。
51.第四实例820描绘了由控制器170预测的一种情形，在这种情形中，编码器126检测到正横向扫描振动，如果不采取进一步的动作则将导致正横向扫描偏移量822。响应于此，如825中所示，控制器170加速投射的时间，从而使slm 410将掩模图案805投射在处理区域
312内的期望位置。
52.图9描绘了根据所公开的实施方式的针对正子像素交叉扫描振动的图像稳定化900。
53.第五实例901描绘了基于来自编码器126的数据，当slm 410在处理区域312之上时由控制器可预测地确定存在正交叉扫描振动的情形。可以看出，如果不采取任何动作，则掩模图案805将被投射出而与期望的目标位置不对准。
54.在现有技术方法中，当交叉扫描振动等于(或接近)slm像素大小的偏移量时，掩模图案805会被重新光栅化、重新定位或者在slm 410上沿交叉扫描方向以slm像素增量偏移。在不存在横向扫描振动的情况下，会指示slm 410把偏移的掩模图案805投射在期望的目标位置806。然而，由于掩模图案805只能以完整的slm像素增量偏移，因此交叉扫描方向上的放置误差(placement error)必须四舍五入到最近的0.5像素，这会造成图像模糊、覆盖误差(overlay error)、或线-边缘粗糙度(line-edge roughness)。结果，在没有当前公开内容的益处的情况下，数字光刻工具将需要光学地将像素间距缩小到更小的射野大小(field size)，这降低了该工具的产率。
55.第六实例905描绘了根据所公开的实施方式的在正交叉扫描方向上的子像素偏差的校正。在此实例中，如第五实例901中一样，控制器170已经从编码器126接收到指明正交叉扫描振动的数据。第六实例示出如果不采取任何动作将在何处投射掩模图案805。
56.控制器170指示图像投影系统165沿着slm410的轴710的方向偏移slm 410上的掩模图案805。如上所述，因为slm 410相对于横向扫描方向315旋转了一个角度，所以沿着slm轴710如箭头907所示那样偏移掩模图案805将继而对于在slm轴710方向上偏移的每个像素，又将掩模图案805在交叉扫描方向上偏移1.5-2％。结果，掩模图案805偏移到经偏移的掩模图案906位置，对正交叉扫描振动进行校正。此时，可以通过使控制器170指示图像投影系统165加速slm 410上的投射时间，以与上述第四实例820类似的方式校正经偏移的掩模图案906位置，以将经偏移的掩模图案805置于期望的目标位置806。在一些实施方式中，可以通过设置基板的横向扫描方向坐标并且在slm到达该坐标时触发投射来定时投射。在此上下文中，在一些实施方式中，“调整投射的时间”是指改变投射被触发所处的横向扫描坐标。
57.图10描绘了根据所公开的实施方式的针对负子像素交叉扫描振动的图像稳定化。
58.第七实例1005描绘了根据所公开的实施方式的在负交叉扫描方向上的子像素偏差的校正。在此实例中，控制器170已经从编码器126接收到指明负交叉扫描振动的数据。第七实例示出如果不采取任何动作将在何处投射掩模图案805。
59.控制器170指示图像投影系统165沿着slm的轴710的负方向偏移slm 410上的掩模图案805。如上所述，因为slm 410相对于横向扫描方向315旋转了一个角度，所以沿着slm轴710如箭头1003所示那样偏移掩模图案805将继而对于在slm轴710方向上偏移的每个像素，又将掩模图案805在交叉扫描方向上偏移1.5-2％(在实施方式中有slm的约1度旋转)。结果，掩模图案805偏移到经偏移的掩模图案1006位置，对正交叉扫描振动进行校正。此时，可以通过使控制器170指示图像投影系统165延迟slm 410上的投射时间，以与上述第三实例815类似的方式校正经偏移的掩模图案1006的位置，以将经偏移的掩模图案805置于期望的目标位置806。在一些实施方式中，可以通过设置基板的横向扫描方向坐标并且在slm到达
该坐标时触发投射来定时投射。在此上下文中，在一些实施方式中，“调整投射的时间”是指改变投射被触发所处的横向扫描坐标。
60.图11描绘了根据所公开的实施方式的用于图像稳定化的方法1100。
61.在1110处，该方法在图像投影系统中提供空间光调制器(slm)，该空间光调制器相对于横向扫描方向以一个旋转角度定位，该空间光调制器包括多个slm像素。在一些实施方式中，旋转角可以是从0.5度到26度，而在一些实施方式中，旋转角是约1度。例如，tan(1
°
)＝0.017允许能以增量《1/50像素来进行交叉扫描振动校正；类似地，3
°
允许能以增量《1/20像素来进行校正，5
°
允许能以增量《1/10像素来进行校正，11
°
允许能以增量《1/5像素来进行校正，14
°
允许能以增量《1/4像素来进行校正，18
°
允许能以增量《1/3像素来进行校正，而26
°
允许能以增量《1/2像素来进行校正。
62.在1120，方法1100进一步包括：光栅化掩模图案以用于从slm投影，掩模图案对应于多个slm像素中的第一组slm像素。
63.在1130，该方法包括：在控制器处检测slm与基板之间的交叉扫描振动，该交叉扫描振动引起交叉扫描偏差。在一些实施方式中，所检测到的交叉扫描振动小于多个slm像素中的一个slm像素。
64.在1140，方法1100进一步包括：响应于该检测，在横向扫描方向上，在一些实施方式中沿着主要平行于横向扫描方向的slm 710的轴(例如，横向扫描轴)，偏移slm内的掩模图案至第二组slm像素，以对交叉扫描偏差进行校正，并且在偏移掩模图案之后对横向扫描曝光位置(in-scan exposure location)进行对应的改变。在一些实施方式中，确定掩模图案沿着slm轴的偏移的量是通过将交叉扫描偏差除以旋转角的正切值来确定的。在具有名义上1度的slm旋转的实施方式中，沿slm轴将slm上的掩模图案偏移一个像素校正了1.7％像素的交叉扫描偏差。
65.在实施方式中，方法1100进一步包括：向slm提供辐射以用于将掩模图案投影到基板上，包括基于检测而进行以下延迟和加速步骤之一：延迟和加速向slm提供辐射的时间。
66.图12描绘了图像处理系统中的示例服务器1200，该服务器1200可执行本文描述的那些方法，例如关于图1至图11描述的图像稳定化的方法。
67.服务器1200包括连接到数据总线1216的中央处理单元(cpu)1202。cpu 1202被构造为用以处理例如储存在存储器1208或储存器1210中的计算机可执行指令，并使得服务器1200执行例如关于图1至图11的本文所述的方法。cpu 1202被包括在内以代表单个cpu、多个cpu、具有多个处理核心的单个cpu以及能够执行计算机可执行指令的其他形式的处理架构。
68.服务器1200进一步包括：输入/输出(i/o)装置1212和接口1204，接口1204允许服务器1200与输入/输出装置1212接口连接(interface with)，例如从编码器126输入/输出诸如例如平台位置数据(例如，实时和/或瞬时平台位置数据)例如横向扫描位置数据(例如，x坐标位置数据)和交叉扫描位置数据(例如，y坐标位置数据)，用以向诸如图像投影系统301中的slm 410之类的slm提供图案，和输入输出数据以控制诸如光源402之类的光源、键盘、显示器、鼠标装置、笔输入装置和允许与服务器1200交互的其他装置。应注意，服务器1200可以通过实体连接和无线连接与外部i/o装置(例如，外部显示装置)连接。
69.服务器1200进一步包括网络接口1206，网络接口1206向服务器1200提供对外部网
络1214的访问(存取)，从而提供对外部计算装置的访问(存取)。
70.服务器1200进一步包括存储器1208，存储器在此实例中包括用于执行图1-11中所描述的操作的提供模块1218、光栅化模块1220、检测模块1222、偏移模块1224、校正模块1226、延迟模块1228和加速模块1229。尽管在图12中示出为驻留在存储器中，但在一些实施方式中，一个或多个模块可以以软件、硬件、或软件和硬件的组合来实施。在一些实施方式中，这样的硬件可以是诸如fpga之类的可编程硬件。在一些实施方式中，光栅化模块1220在(或连接到)一个或多个图形处理单元(gpu)中。
71.应注意，尽管为了简单起见在图12中示出单个存储器1208，但是储存在存储器1208中的各个方面可以被储存在不同的实体存储器中，包括远离服务器1200的存储器，但是所有这些都是通过cpu 1202经由诸如总线1216之类的内部数据连接可存取(访问)的。
72.储存器610进一步包括掩模图案数据1230、交叉扫描振动数据1232和交叉扫描偏差数据1234，这可以类似于图1-11中所描述的。在一些实施方式中，交叉扫描振动数据1232和交叉扫描偏差数据1234可以由一个或多个诸如编码器126之类的传感器提供。
73.尽管在图12中未示出，但是可将其他方面包括在储存器1210中。
74.与存储器1208一样，为了简单起见，图12中示出了单个储存器1210，但是储存在储存器1210中的各个方面可以被储存在不同的实体储存器中，但是所有这些都是cpu 1202经由诸如总线1216之类的内部数据连接或者诸如网络接口1206之类的外部连接可存取(访问)的。所属技术领域的普通技术人员将理解到，服务器1200的一个或多个元件可以位于远程且是可经由网络1214访问(存取)的。
75.提供前文的描述是为了使所属技术领域的普通技术人员能实践本文描述的各种实施方式。本文讨论的实例不限制权利要求中阐述的范围、适用性或实施方式。对这些实施方式的各种修改对于所属技术领域的普通技术人员而言将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于其他实施方式。例如，可以在不背离本公开内容的范围的情况下对所讨论的元素的功能和布置进行改变。各种实例可以适当地省去、替代、或添加各种处理或部件。例如，可以以与所描述的顺序不同的顺序来执行所描述的方法，并且可以添加、省去或组合各种步骤。而且，关于一些实例描述的特征可以结合在一些其他实例中。例如，可以使用本文阐述的任何数量的方面来实施一种设备或者可实践一种方法。此外，本公开内容的范围旨在涵盖使用除本文阐述的本公开内容的各种方面以外(in addition to)或替代(other than)的其他结构、功能、或结构与功能来实践的这样的设备或方法。应理解，本文公开的本公开内容的任何方面可以由权利要求的一个或多个元素来体现。
76.如本文所使用的，引述列项(list of items)“的至少一个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c以及与多个相同元素的组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c、或a、b、和c的任何其他顺序)。
77.如本文所使用的，用语“确定(确定、决定，determining)”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可包括演算(calculating)、计算(computing)、处理、推导、研究、查(例如，在表、数据库或另一数据结构中查)、探知(ascertaining)及诸如此类。而且，“确定”可包括接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)及诸如此类。而且，“确定”可包括解析、选择(selecting)、选取(choosing)、确立及类似动作。
78.本文公开的方法包括用于实现这些方法的一个或多个步骤或动作。在不背离权利要求的范围的情况下，这些方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话说，除非指明了步骤或动作的特定顺序，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用，而不背离权利要求的范围。此外，可以通过能够执行相应功能的任何合适的手段来执行上述方法的各种操作。所述手段可包括各种硬件和/或软件部件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(asic)、或处理器。通常，在有图示所示的操作的情况下，那些操作可以具有类似编号的相应配对的手段+功能(means-plus-function)部件。
79.可以以设计成用以执行本文所述的那些功能的通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程逻辑门阵列(fpga)或其他可编程逻辑设备(pld)、离散门或晶体管逻辑装置、离散硬件部件或者以上的任何组合来实施或执行结合本公开内容而描述的各种说明性逻辑区块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但可替代地，所述处理器可以是任何可商购的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器亦可被实施为计算装置的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与dsp核心的结合、或任何其他这样的配置。
80.可以以总线架构来实施处理系统。根据处理系统的特定应用和整体设计限制条件，总线可包括任何数量的互连总线和桥接器。总线可以将包括处理器、机器可读介质以及输入/输出装置等的各种电路链接(link)在一起。用户接口(例如，键盘、显示器、鼠标、操纵杆等)亦可连接到总线。总线还可链接各种其他电路，例如时序源、外设、电压调节器、电源管理电路和本领域中众所周知的其他电路元件，因此将不再赘述。处理器可以以一个或多个通用处理器和/或专用处理器来实施。实例包括微处理器、微控制器、dsp处理器和可执行软件的其他电路。所属技术领域的普通技术人员将认识到如何根据特定应用和加诸于整个系统的整体设计限制条件来最好地针对处理系统实现所描述的功能。
81.若以软件实施，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码储存或传输于计算机可读介质上。软件应被宽泛地解释为意指指令、数据、或它们的任何组合，无论是被称为软件、固件、中介软件(middleware)、微代码(microcode)、硬件描述语言、还是其他。计算机可读介质包括计算机储存介质和通信介质两者，例如利于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的任何介质。处理器可以负责管理总线和一般处理，包括执行储存在计算机可读储存介质上的软件模块。计算机可读取储存介质可耦接至处理器，使得处理器可以从储存介质读取信息，并且可以向储存介质写入信息。或者，储存介质可以与处理器整合在一起。举例来说，计算机可读介质可包括传输线、由数据调制的载波、和/或与无线节点分开的且具有储存在上面的指令的计算机可读储存介质，所有这些都可以由处理器通过总线接口来存取(或访问)。替代地或额外地，计算机可读介质或它的任何部分可以被整合到处理器中，诸如这种情况可以是以高速缓存和/或通用寄存器文件。机器可读储存介质的实例可包括，例如，ram(随机存取存储器)、闪存、rom(只读存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、寄存器、磁盘、光盘、硬盘驱动器、或任何其他合适的储存介质，或者上述的任意组合。机器可读介质可体现在计算机程序产品中。
82.软件模块可包括单个指令或多个指令，并且可分布在若干不同的代码段(code segment)上，分布在不同程序中、以及分布在多个储存介质中。计算机可读介质可包括数个
软件模块。这些软件模块包括指令，这些指令当由诸如处理器之类的设备执行时，这些指令使得处理系统执行各种功能。软件模块可包括传送模块和接收模块。每个软件模块可以驻留在单个储存装置中，或者可分布在多个储存装置中。举例来说，当触发事件发生时，软件模块可以从硬盘驱动器加载到ram中。在软件模块的执行期间，处理器可以将一些指令加载到高速缓存中以提高存取(或访问)速度。接着可以将一个或多个高速缓存线路加载到通用寄存器文件中，用于由处理器执行。当提及软件模块的功能时，将理解到，当执行来自那个软件模块的指令时，这样的功能由处理器实现。
83.随附权利要求并非旨在被本文所示的实施方式所限制，而是应被授予与权利要求的语言相一致的全部范围。在一个权利要求中，除非特别声明，否则对单数形式的元素的引述并非旨在表示“有且只有一个(one and only one)”，而是表示“一个或多个(one or more)”。除非另有明确声明，否则用语“一些(some)”是指一个或多个。权利要求的任何元素均不应在美国专利法典第112(f)章节的规定下来解释，除非该元素是使用措辞“用于...的装置(means for)”来明确叙述的，或是在方法权利要求的情况中，该元素是使用措辞“用于...的步骤”来叙述的。所属技术领域普通技术人员已知或今后将知道的、贯穿本公开内容所描述的各个方面的元素的所有结构上和功能上的等同方案，均经由引述而被明确地并入本文，并且意在由权利要求所涵盖。此外，本文所公开的任何内容都不旨在贡献给公众，无论在权利要求中是否明示地叙述了这样的公开内容。

技术特征：

1.一种用于数字光刻的图像稳定化的方法，包括以下步骤：在图像投影系统中提供空间光调制器(slm)，所述空间光调制器相对于横向扫描方向以一个旋转角度定位，所述空间光调制器包括多个slm像素；光栅化掩模图案以用于从所述slm投影，所述掩模图案对应于所述多个slm像素中的第一组slm像素；在控制器处检测所述slm与基板之间的交叉扫描振动，所述交叉扫描振动引起交叉扫描偏差；和响应于所述检测，将所述slm内的所述掩模图案沿所述横向扫描方向偏移到第二组slm像素，以对所述交叉扫描偏差进行校正。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：向所述slm提供辐射以用于将所述掩模图案投影到基板上，包括以下延迟和加速步骤之一：基于所述检测，延迟和加速向所述slm提供所述辐射的时间。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：通过将所述交叉扫描偏差除以所述旋转角度的正切值，来确定所述掩模图案沿着所述slm的轴的偏移量。4.如权利要求3所述的方法，其中所述旋转角度是从0.5度到26度。5.如权利要求4所述的方法，其中所述slm的所述角度为大约1度。6.一种用于数字光刻的系统，包括处理器和存储器，所述存储器包括用于图像稳定化的计算机可读指令，所述方法包括以下步骤：在图像投影系统中提供空间光调制器(slm)，所述空间光调制器相对于横向扫描方向以一个旋转角度定位，所述空间光调制器包括多个slm像素；光栅化掩模图案以用于从所述slm投影，所述掩模图案对应于所述多个slm像素中的第一组slm像素；在控制器处检测所述slm与基板之间的交叉扫描振动，所述交叉扫描振动引起交叉扫描偏差；和响应于所述检测，将所述slm内的所述掩模图案沿所述横向扫描方向偏移到第二组slm像素，以对所述交叉扫描偏差进行校正。7.如权利要求6所述的系统，所述方法进一步包括以下步骤：向所述slm提供辐射以用于将所述掩模图案投影到基板上，包括以下延迟和加速步骤之一：基于所述检测，延迟和加速向所述slm提供所述辐射的时间。8.如权利要求6所述的系统，所述方法进一步包括以下步骤：通过将所述交叉扫描偏差除以所述旋转角度的正切值，来确定所述掩模图案沿着所述slm的轴的偏移量。9.如权利要求8所述的系统，其中所述旋转角度是从0.5度到26度。10.如权利要求9所述的系统，其中所述slm的所述角度为大约1度。11.一种非瞬时计算机可读介质，包括用于一种用于数字光刻的图像稳定化的方法的计算机可读指令，所述方法包括以下步骤：在图像投影系统中提供空间光调制器(slm)，所述空间光调制器相对于横向扫描方向以一个旋转角度定位，所述空间光调制器包括多个slm像素；光栅化掩模图案以用于从所述slm投影，所述掩模图案对应于所述多个slm像素中的第一组slm像素；
在控制器处检测所述slm与基板之间的交叉扫描振动，所述交叉扫描振动引起交叉扫描偏差；和响应于所述检测，将所述slm内的所述掩模图案沿所述横向扫描方向偏移到第二组slm像素，以对所述交叉扫描偏差进行校正。12.如权利要求11所述的非瞬时计算机可读介质，所述方法进一步包括以下步骤：向所述slm提供辐射以用于将所述掩模图案投影到基板上，包括以下延迟和加速步骤之一：基于所述检测，延迟和加速向所述slm提供所述辐射的时间。13.如权利要求11所述的非瞬时计算机可读介质，所述方法进一步包括以下：通过将所述交叉扫描偏差除以所述旋转角度的正切值，来确定所述掩模图案沿着所述slm的轴的偏移量。14.如权利要求13所述的非瞬时计算机可读介质，其中所述旋转角度是从0.5度到26度。15.如权利要求14所述的非瞬时计算机可读介质，其中所述slm的所述角度为大约1度。

技术总结

本公开内容提供当存在包括子像素交叉扫描振动的交叉扫描振动时，用于校正从空间光调制器(SLM)到基板的图像的投射的方法和系统。这些方法和系统包括：偏移相对于基板上的横向扫描行进方向旋转的SLM上的掩模图案，沿着SLM的轴偏移以对交叉扫描振动进行校正，以及延迟或加速投射掩模图案到基板上。或加速投射掩模图案到基板上。或加速投射掩模图案到基板上。