追蹤方法及設備的製作方法
2023-09-18 12:46:45 2
專利名稱:追蹤方法及設備的製作方法
技術領域:
本發明涉及追蹤方法及設備,其用於通過相對於追蹤表面沿預定掃描方向移動追蹤頭來執行追蹤,所述追蹤頭包括由許多追蹤元件構成的空間光學調製裝置,該空間光學調製裝置用於根據依據追蹤信息傳送的控制信號來調製輸入光。
背景技術:
公知有多種類型的追蹤裝置用於在追蹤表面上形成以圖像數據表示的預期二維圖案。
多種類型的光刻機作為這種追蹤裝置被提出,這些光刻機利用空間調製裝置根據圖像數據通過調製光束來執行光刻,該空間調製裝置可以是例如數字微鏡裝置(此後稱作「DMD」)等。DMD由許多微小的微鏡構成,這些微鏡成兩維(L行×M列)排列在存儲單元(SRAM陣列)上,其中,存儲單元形成在由例如矽等製成的半導體基板上,並且,可通過控制靜電力將鏡傾斜來改變鏡的反射表面的角度,該靜電力由儲存在存儲單元內的電荷來提供。通過沿曝光表面在預定方向上掃描DMD來執行光刻。
這裡,上述光刻機包括多個曝光頭,所述多個曝光頭沿著掃描方向和與掃描方向正交的方向被布置,並且其中每一個曝光頭包括單個DMD和聚焦光學系統,該聚焦光學系統用於將經DMD調製的光聚焦在曝光表面上,例如,如日本未審查專利公開2004-233718號中所述。通過以如上方式來形成線性的頭陣列並執行光刻,可減少光刻所需的時間。
但是,形成線性頭陣列需要許多曝光頭,並且,許多曝光頭之間的相對位置可能因為諸如支撐曝光頭的構件的熱膨脹等原因而變化,其中,上述熱膨脹由環境溫度的變化引起。在上述光刻機中,上述支撐構件由玻璃和金屬的複合材料製成且相對較大,以致熱膨脹的影響特別令人擔憂。
而且,當如上所述使用許多曝光頭時,對準這些曝光頭的相對位置的對準(alignment)作業耗時且需要高成本。
此外,需要許多的光學元件,這導致成本更高。
考慮到上述情況,本發明的目的在於提供一種追蹤方法和設備,它能夠最小化因環境溫度變化而導致的追蹤頭相對位置關係的變化,並以降低的成本簡化追蹤頭對準作業。
發明內容
本發明的追蹤方法是一種使用追蹤頭的追蹤方法,所述追蹤頭包括空間光學調製裝置,所述空間光學調製裝置由呈二維布置於其上的許多追蹤元件構成,其用於根據依據追蹤信息傳送的控制信號來調製輸入光;和光學系統,所述光學系統用於將經所述空間光學調製裝置調製的光聚焦在追蹤表面上,在所述追蹤方法中,通過將控制信號傳送至所述空間光學調製裝置的所述追蹤元件來進行調製並相對於所述追蹤表面沿預定掃描方向來移動所述追蹤頭從而來執行追蹤,其中所述追蹤頭包括多個空間光學調製裝置和共同的光學系統,所述光學系統用於將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦在所述追蹤表面上;以及所述方法利用包括所述多個空間光學調製裝置和所述共同光學系統的所述追蹤頭來執行追蹤。
在上述追蹤方法中,所述追蹤頭的所述多個空間光學調製裝置和所述光學系統可被布置成令所述追蹤表面中所述光學系統將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦於其上的區域並排布置在掃描方向和/或與掃描方向正交的方向上。
而且,所述控制信號可被並行(in parallel)或獨立傳送至所述多個空間光學調製裝置。
更進一步,可通過使各個空間光學調製裝置獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置獨立進行的調製的時序(timing)和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上對應於各個空間光學調製裝置的各個追蹤區域的布置。
而且,所述多個空間光學調製裝置中的每一個可被劃分為多個區塊,並且,所述控制信號可被並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中所述多個區塊中的每一個區塊。
更進一步,各個空間光學調製裝置中的各個區塊可被進一步細分為多個區段,並且,所述控制信號可被順序傳送至所述多個區段中的每一個區段,並且,當各個空間光學調製裝置內的各個區塊中所述控制信號的每一傳送被完成的時候,調製被順序進行。
而且,所述多個空間光學調製裝置中的每一個可沿掃描方向被劃分為多個區塊,並且,所述控制信號可被並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中的各個區塊。
更進一步,可通過使各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上對應於各個空間光學調製裝置中各個區塊的各個區塊追蹤區域的布置。
而且,各個空間光學調製裝置中的各個區塊可沿掃描方向被進一步細分為多個區段,並且,所述控制信號可被順序傳送至所述多個區段中的每一個區段,並且,當在各個空間光學調製裝置中的各個區塊中所述控制信號的每一傳送被完成的時候,調製可被順序進行。
更進一步,可通過控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊內的各個區段進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上與各個空間光學調製裝置中各個區塊內的各個區段相對應的各個區段追蹤區域的布置。
本發明的追蹤設備包括追蹤頭,所述追蹤頭包括空間光學調製裝置,所述空間光學調製裝置由呈二維布置於其上的許多追蹤元件構成,其用於根據依據追蹤信息傳送的控制信號來調製輸入光;和光學系統,所述光學系統用於將經所述空間光學調製裝置調製的光聚焦在追蹤表面上;移動裝置,所述移動裝置用於相對於所述追蹤表面沿預定的掃描方向移動所述追蹤頭;以及控制裝置,所述控制裝置用於通過向所述空間光學調製裝置的所述追蹤元件傳送控制信號而使所述追蹤元件進行調製,並通過控制所述移動裝置來控制所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度,其中,所述追蹤頭包括多個空間光學調製裝置和共同的光學系統,所述光學系統用於將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦在所述追蹤表面上。
在上述追蹤設備中,所述追蹤頭的所述多個空間光學調製裝置和所述光學系統可被布置成令所述追蹤表面中所述光學系統將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦於其上的區域並排布置在掃描方向和/或與掃描方向正交的方向上。
而且,所述控制裝置可包括多個控制信號傳送部,所述多個控制信號傳送部中的每一個針對所述多個空間光學調製裝置中的每一個設置,以便將所述控制信號並行或獨立傳送至所述多個空間光學調製裝置。
更進一步,所述控制部可被構造成通過使各個空間光學調製裝置獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上對應於各個空間光學調製裝置的各個追蹤區域的布置。
而且,所述多個空間光學調製裝置中的每一個可被劃分為多個區塊,並且,所述控制裝置可包括多個區塊控制信號傳送部,所述多個區塊控制信號傳送部中的每一個針對各個空間光學調製裝置中的所述多個區塊中的每一個設置,以便將所述控制信號並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中的各個區塊。
更進一步,各個空間光學調製裝置中的各個區塊可被進一步細分為多個區段,並且,所述控制裝置可被構造成將所述控制信號順序傳送至各個區段並在各個空間光學調製裝置中的各個區塊中完成所述控制信號的每一傳送時順序進行調製。
而且,所述多個空間光學調製裝置中的每一個可沿掃描方向被劃分為多個區塊,並且,所述控制裝置可包括多個區塊控制信號傳送部,所述多個區塊控制信號傳送部中的每一個針對各個空間光學調製裝置中的各個區塊設置,以便將所述控制信號並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中的各個區塊。
更進一步,所述控制部可被構造成通過使各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上對應於各個空間光學調製裝置中各個區塊的各個區塊追蹤區域的布置。
而且,各個空間光學調製裝置中的各個區塊可沿掃描方向被進一步細分為多個區段,並且,所述控制部可被構造成將所述控制信號順序傳送至各個區段並在各個空間光學調製裝置中的各個區塊中完成所述控制信號的每一傳送時順序進行調製。
更進一步,所述控制裝置可被構造成通過控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊內的各個區段進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上對應於各個空間光學調製裝置中各個區塊內的各個區段的各個區段追蹤區域的布置。
這裡,引用「共同光學系統」是指用於聚焦經所述多個空間光學調製裝置調製的光的光學系統,它可作為單元被調整。
而且,此處所使用的引用「並行傳送控制信號」是指至少在預定時點處控制信號是同時被傳送的,該引用可包括以下情況傳送控制信號的起始時序之間有預定的時間差;以及控制信號在同一起始時序處被傳送。
更進一步,此處所使用的引用「沿掃描方向劃分」是指在布置所述追蹤元件的兩個正交方向中任一方向對應於掃描方向時在該方向上作出所述劃分,以及,在這兩個正交方向中沒有一個方向對應於掃描方向時在與掃描方向形成較小傾角的方向上作出所述劃分。
根據本發明的追蹤方法及設備,使用追蹤頭來執行追蹤,其中,所述追蹤頭包括多個空間光學調製裝置;以及共同的光學系統,所述光學系統用於將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦在追蹤表面上。這可減少追蹤頭和用於追蹤頭對準的調整點的數量。因此,可以減少因環境溫度變化而引起的追蹤頭相對位置關係的變化。這可以使追蹤頭對準作業被簡化以及成本被降低。
而且,用於追蹤頭對準的調整點數量的減少允許最小化調整準確性的變化並提高追蹤頭的位置準確性。當存在N個調整點時,該變化一般表示為 因此,如果調整點的數量減少1/2,則該變化變為0.7。
更進一步,與單個光學系統被用於單個空間光學調製裝置以構造追蹤頭的情況相比,可採用更集成化的部件。這令追蹤頭在重量和堅固性上都更加優越,也就是,可以構造準確性降低較少的追蹤頭,其中所述準確性降低是因彎曲以及振動所引起的。
而且,還可以減少追蹤頭的數量,這減少了追蹤頭之間像素對準點的數量。也就是,減少了降低位置準確性的因素的數量。
更進一步,在組裝追蹤頭時,與單個光學系統被用於單個空間光學調製裝置的情況相比,將單個共同光學系統用於多個空間光學調製裝置使得調整空間光學調製裝置和光學系統位置的時間縮短以及成本降低。
而且,如果由多個追蹤頭中的各個追蹤頭曝光的各個追蹤區域被布置成相互重疊,則可容易地提高功率等級(power gradation)的數量。例如,當使用兩個空間光學調製裝置、並且向其中一個空間光學調製裝置輸入0.65W的光而向其中另一個空間光學調製裝置輸入0.35W的光時,可以在追蹤中得到0W、0.65W、0.135W和2W四個不同的等級。如果分別向這兩個空間光學調製裝置輸入1W的光,則可在追蹤中得到0W、1W和2W三個不同的等級。
在上述追蹤方法和設備中,當所述多個空間光學調製裝置中的每一個被劃分為多個區塊、並在各個空間光學調製裝置中將控制信號並行傳送至各個區塊時,則例如與圖像數據被順序傳送至SRAM陣列並被逐行寫入其中、並在所有行的圖像數據都被傳送至SRAM陣列之後執行重置的情況相比,可提高調製速度。例如,如果空間光學調製裝置被劃分為四個區塊,則調製速度可為四倍。
而且,當通過使各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制追蹤表面上對應於各個空間光學調製裝置中各個區塊的各個區塊追蹤區域的布置時,可任意控制追蹤表面上對應於各個區塊的各個追蹤區域的布置。例如,可沿掃描方向以均勻隔開的方式來布置對應於各個區塊的各個追蹤區域內的追蹤點,這導致均勻分布的解析度。
而且,當各個空間光學調製裝置中的各個區塊沿掃描方向被進一步細分為多個區段、並將控制信號順序傳送至所述多個區段中的各個區段、並在各個空間光學調製裝置中的各個區塊中完成所述控制信號的每一傳送時順序進行調製時,則在其中一個區段被重置的同時,在各個區塊中可進行送至其他區段的控制信號傳送。這允許進一步提高各個區塊的調製速度。而且,在各個區塊的調製時間期間,可追蹤各個區段的追蹤點,以便可以提高解析度。例如,當各個區塊被細分為三個區段時,解析度可以為三倍。
圖1是採用本發明的追蹤設備第一實施例的光刻機的透視圖,其圖示光刻機的外觀。
圖2是圖1中所示光刻機中使用的掃描器的透視圖,其圖示該掃描器的構造。
圖3是圖2中所示曝光頭的示意性構造圖。
圖4是圖1中所示光刻機中使用的DMD的局部放大視圖,其圖示DMD的構造。
圖5A是DMD的透視圖,其圖示DMD的操作。
圖5B是DMD的透視圖,其圖示DMD的操作。
圖6是圖示DMD上的區塊的圖。
圖7是控制信號傳送部的示意性方塊圖,各個控制信號傳送部針對各個區塊而設置。
圖8是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第一實施例。
圖9是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第二實施例。
圖10是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第三實施例。
圖11是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第四實施例。
圖12是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第五實施例。
圖13是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第六實施例。
圖14是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第一實施例的修改例。
圖15是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第二實施例的修改例。
圖16是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第三實施例的修改例。
圖17是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第四實施例的修改例。
圖18是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第五實施例的修改例。
圖19是時序圖,圖示使用圖1中所示光刻機的光刻方法的第六實施例的修改例。
圖20A是圖示曝光頭另一實施例的圖。
圖20B是圖示曝光頭另一實施例的圖。
具體實施例方式
在下文中將參照附圖詳細描述採用本發明追蹤方法及設備的第一實施例的光刻機。圖1是根據本實施例的光刻機的透視圖,其圖示該光刻機的概要構造。
如圖1中所示,本實施例的光刻機10包括板狀移動臺14,板狀移動臺14用於通過吸力將片狀光敏材料12保持於其上。沿著移動臺的移動方向延伸的兩個引導件20被設置在厚板狀安裝平臺18的上表面上,安裝平臺18由四個支腿16支撐。移動臺14被布置成令其縱向定向在移動臺的移動方向上,同時引導件20活動地支撐移動臺14以允許其來回移動。
橫跨於移動臺14移動路徑之上的倒U形門(gate)22被設置在安裝平臺18的中央部處。倒U形門22的各端被固定附連至安裝平臺18的各側。掃描器24被設置在門20的一側上,用於檢測光敏材料12前後緣的多個傳感器26(比如兩個)被設置在另一側上。掃描器24和傳感器26在移動臺14的移動路徑之上被固定附連至門22。掃描器24和傳感器26被連接至控制它們的控制部,稍後會描述該控制部。
如圖2中所示,掃描器24包括5個曝光頭30,這5個曝光頭30呈直線布置在與掃描方向正交的方向上。
圖3顯示曝光頭30的概要構造。曝光頭30包括用於發射雷射束的兩個雷射源31a、31b;導光構件32a、32b,其用於引導分別從雷射源31a、31b發出的各雷射束;第一稜鏡33a、33b,其用於將由各個導光構件32a、32b引導的各光束輸入至各個DMD 34a、34b,稍後會描述DMD 34a、34b。曝光頭30進一步包括兩個DMD 34a、34b,其用於根據輸入其中的控制信號來調製分別被第一稜鏡33a、33b聚焦的各雷射束;第二稜鏡35,其用於向著曝光表面12a反射經各個DMD 34a、34b調製的光束;第一、第二投影透鏡36、38,其用於把經第二稜鏡35反射的光束投射到曝光表面12a上;布置在第一、第二投影透鏡之間的微透鏡陣列37;以及冷卻散熱片39a、39b,其用於冷卻附連於其上的各個DMD 34a、34b。
每個DMD 34a、34b包括沿正交方向呈二維布置的微鏡,這些微鏡充當追蹤元件。DMD 34a、34b包括各個微鏡58a、58b,各個微鏡58a、58b由支柱支撐在各個SRAM陣列(存儲單元)56a、56b上,如圖4中所示。DMD 34a、34b是由許多的(例如,間距13.68μm,1024×768)形成像素的各個微鏡58a、58b構成的鏡裝置,這些微鏡沿正交方向呈二維布置。如早前所述,可由一般半導體存儲器生產線生產的矽門CMOS SRAM陣列56a、56b通過支柱被設置在各個微鏡58a、58b下,每個支柱包括鉸鏈和軛。
當充當控制信號的數位訊號被寫入各個DMD 34a、34b的SRAM陣列56a、56b時,根據該數位訊號,控制電壓被加在各個微鏡58a、58b的電極部(未示出)上。然後,由所加電壓造成的靜電力將由各個支柱支撐的各個微鏡58a、58b以對角線為中心在±α度(比如±10度)的範圍內傾斜。圖5A顯示微鏡58a、58b中一個傾斜+α度的微鏡,這意味著該微鏡處於打開狀態,圖5B顯示微鏡58a、58b中一個傾斜-α度的微鏡,這意味著該微鏡處於關閉狀態。在微鏡58a、58b其中一個微鏡處於打開狀態時輸入到該微鏡的光束B被向著光敏材料12反射,而在微鏡58a、58b其中一個微鏡處於關閉狀態時輸入到該微鏡的光束B向著光吸收材料而非光敏材料12被反射。
這裡,本實施例的光刻機的各個DMD 34a、34b被劃分成4個區塊A至D,各個區塊包括多個微鏡,如圖6中所示。
如圖7中所示,各個曝光頭30包括4個控制信號傳送部60A至60D,這4個控制信號傳送部60A至60D用於各個DMD 34a、34b中的區塊A至D。圖7中省略了控制信號傳送部60C。而且,在本實施例中各個DMD34a、34b被劃分為4個區塊,但可將其劃分為不小於2個的任意數量個區塊。
如上所述,為各個曝光頭30的各個DMD 34a、34b設置4個控制信號傳送部60A至60D。但在下文中將描述DMD 34a、34b的其中一個的信號傳送部的構造。如圖7中所示,各個控制信號傳送部60A至60D包括P個移位寄存器電路61、閂鎖電路62和列驅動器電路63。時鐘信號CK從控制器65被輸入到P個移位寄存器電路61中的每一個。根據時鐘信號CK,一個控制信號被同時寫入P個移位寄存器電路61中的每一個。當N個控制信號被寫入P個移位寄存器電路61中的每一個時,用於單行的N×P個控制信號被傳送至閂鎖電路62。
傳送至閂鎖電路62的單行控制信號按原樣被傳送至列驅動器電路63。從列驅動器電路63輸出的單行用控制信號被寫入SRAM陣列56a的預定行。根據地址信號通過行解碼器64來選擇控制信號要被寫入的預定行。
如上所述,在控制信號被閂鎖電路62鎖存並被寫入SRAM陣列56a預定行的同時,下一行用的控制信號被寫入移位寄存器電路61。
由控制器65來控制將控制信號寫入移位寄存器電路61、閂鎖電路62、列驅動器電路63和SRAM陣列56a的時序。
在控制信號被寫入SRAM陣列56a之後,根據寫入SRAM陣列56a的控制信號的控制電壓從電壓控制部66被加在微鏡58a的各個電極部上,從而重置各個微鏡。
為區塊A至D的各個區塊設置的電壓控制部66能夠將控制電壓輸出到三個區段1至3的各個區段,這三個區段1至3通過在區塊A至D的各個區塊中每K行劃分微鏡行來設置。在本實施例中,區塊A至D的各個區塊被劃分為三個區段,但可將其劃分為不少於2個的任意數量個區段。而且,在本實施例中,將描述處於將控制電壓同時輸出到區段1至3中各個區段的模式下的電壓控制部66,而在稍後描述的其他實施例中,將描述處於將控制信號獨立輸出到區段1至3中各個區段的模式下的電壓控制部66。
本實施例的光刻機10進一步包括控制部70,其用於執行對光刻機的整體控制;以及數據控制部68,其用於將控制信號輸出至為各個DMD34a、34b設置的控制信號傳送部60A至60D。控制部70控制將控制信號寫入各個曝光頭30的各個DMD 34a、34b的SRAM陣列56a、56b的寫入操作和對微鏡58a、58b的驅動。控制部70進一步驅動控制移動移動臺14的移動臺驅動單元72。
下文中將詳細描述本實施例的光刻機10的操作。
首先,由預定的數據產生裝置(未示出)產生圖像數據,該圖像數據對應於要被曝光在光敏材料12上的圖像,該圖像數據被輸出至數據控制部68。在數據控制部68中,基於該圖像數據產生要輸出至各個曝光頭30的控制信號。在本實施例的光刻機10中,控制信號被傳送至各個DMD34a、34b的區塊A至D以逐個區塊地驅動微鏡58a、58b,從而,控制信號也是逐個區塊地產生的。
在由數據控制部68產生用於各個曝光頭30的控制信號的時候,移動臺驅動控制信號從控制部70被輸出至移動臺驅動單元72。根據移動臺驅動控制信號,移動臺驅動單元72以預期速度在移動臺移動方向上沿著引導件20移動移動臺14。同時,來自控制部70的控制信號驅動雷射源31a、31b,並且由雷射源31a、31b發出雷射束。從各個雷射源31a、31b發出的雷射束通過各個導光構件32a、32b被引導並被導向各個第一稜鏡33a、33b,隨後又被各個第一稜鏡33a、33b導向各個DMD 34a、34b。
當移動臺14經過門22下的時候,附連至門22的傳感器26檢測到光敏材料12的前緣。然後,控制信號從數據控制部68被輸出至各個曝光頭30,並且各個曝光頭30開始追蹤。
下文中將詳細描述對各個曝光頭30的DMD 34a、34b的驅動控制。
首先,將為通過將控制信號順序輸出到各個DMD 34a、34b內區塊A至D中各個區塊來驅動控制各個DMD 34a、34b的情況提供描述。圖8顯示進行這種驅動控制時的時序圖。在圖8所示的時序圖中,DMD 34a和DMD 34b被分別表示為DMD 1和DMD 2。
更具體地說,控制信號首先被傳送至各個DMD 34a、34b中的區塊A,然後以相同時序被順序傳送至各個DMD 34a、34b中的區塊B、區塊C和區塊D。
以上述方式傳送的控制信號通過為各個區塊A至D設置的各個控制信號傳送部60A至60D被寫入區塊A至D中各個區塊內的SRAM陣列56a、56b。
如圖8中所示,當控制信號被傳送至各個DMD 34a、34b中區塊A至D中各個區塊的時候,根據寫入其中的控制信號的控制電壓從電壓控制部66被施加且所有的微鏡58a、58b被重置。
經通過上述重置的DMD 34a、34b調製的光束被導向第二稜鏡35,隨後又被第二稜鏡35向著曝光表面12a反射。經第二稜鏡35反射的光束被第一、第二投影透鏡36、38和微透鏡陣列37聚焦在曝光表面12a上,從而如圖2中所示分別形成了矩形曝光區域40a、40b。構成微透鏡陣列37的各個微透鏡被布置在對應於各個DMD 34a、34b中各個微鏡58a、58b的位置。
然後,光敏材料12與移動臺14一起以恆定速度移動。掃描器24沿著與移動臺移動方向相對的方向掃描光敏材料12,並且,以圖8中所示的時序按上述方式重複將控制信號送至DMD 34a、34b的傳送以及DMD34a、34b的重置。以此方式,各個曝光頭30形成條形曝光區域41。
當掃描器24對光敏材料12的掃描完成、且傳感器26檢測到光敏材料12的後緣時,移動臺驅動單元72將移動臺14沿著引導件20返回至在門22最上遊的初始位置。此後,在新的光敏材料12被放在移動臺14上之後,移動臺14沿著引導件20以恆定速度被再次從門22的上遊移動到下遊。
在第一實施例中,控制信號傳送部60A至60D中的每一個針對各個DMD 34a、34b內區塊A至D中的各個區塊而設置。但在以上述方式傳送控制信號時,並不必僅限於這種構造。可為各個DMD 34a、34b設置單個控制信號傳送部。
在第一實施例中,要被DMD 34a曝光的曝光區域40a和要被DMD 34b曝光的曝光區域40b被布置成沿掃描方向其間不存在任何間隔,如圖2中所示。通過調整DMD 34a、34b的布局以及第一、第二投影透鏡36、38的構造,曝光區域40a和曝光區域40b可被布置成沿掃描方向有間隔或相互重疊。而且,通過沿掃描方向令曝光區域40a和曝光區域40b移位,曝光區域40a和曝光區域40b可被布置成相互部分重疊。
而且,在第一實施例中,DMD 34a和DMD 34b可被附連至曝光頭30,使得其微鏡58a、58b的布置方向與掃描方向形成預定傾角θ。
更進一步,在第一實施例中,如果被各個曝光頭30曝光的曝光區域41沿著曝光頭30的布置方向在其間形成有空間,則多個曝光頭30陣列可被布置在掃描方向上,以便由布置在掃描方向下遊的曝光頭30陣列曝光的曝光區域41之間的空間被布置在掃描方向上遊的曝光頭30陣列曝光。優選在這種情況下,由布置在下遊的曝光頭30陣列曝光的曝光區域41和由布置在上遊的曝光頭30陣列曝光的曝光區域41相互部分重疊。
而且,在第一實施例中,曝光區域40a和曝光區域40b被並排布置在掃描方向上,如圖2中所示。但是,曝光區域40a和曝光區域40b可被布置在與掃描方向正交的方向上。
接著將描述採用本發明追蹤方法及設備的第二實施例的光刻機。本實施例的光刻機的構造類似於第一實施例。與第一實施例僅在驅動控制各個曝光頭30中的DMD 34a、34b的驅動控制方法上有所不同。因此這裡只在下面描述驅動控制方法。
在第一實施例中,在控制信號被傳送至DMD 34a、34b的所有區塊A至D之後進行DMD 34a、34b的重置。這種控制方法需要延長的時間來將控制信號傳送至所有區塊A至D。
因此在第二實施例中,通過以圖9中所示的時序傳送控制信號來進行重置。更具體地說,同第一實施例中一樣,用於DMD 34a、34b的控制信號首先按以下順序被傳送至區塊A至D的各個區塊。然後,在各個DMD34a、34b內區塊A至D的各個區塊中,控制信號被順序傳送至區段1至3的各個區段,並且,從將控制信號送至各個區段的各傳送完成時開始,區段1至3各個區段中的微鏡58被電壓控制部66順序重置,如圖9中所示。通過按上述方式進行驅動控制,調製時間可通過重置時間而被減少。
接著將描述採用本發明追蹤方法及設備的第三實施例的光刻機。本實施例的光刻機的構造也類似於第一實施例。與第一實施例僅在驅動控制各個曝光頭30中的DMD 34a、34b的驅動控制方法上有所不同。因此這裡也只在下面描述驅動控制方法。
在第一實施例中,DMD 34a、34b的區塊A至D的控制信號被順序傳送至區塊A至區塊D。這種控制方法需要延長的時間來將控制信號傳送至所有的區塊A至D。
因此,在第三實施例中,通過以如圖10中所示的時序傳送控制信號來進行重置。更具體地說,在各個DMD 34a、34b中,為區塊A至D的各個區塊而設置的控制信號傳送部60A至60D將控制信號並行傳送至區塊A至D的各個區塊。如圖10中所示,當把控制信號送至所有區塊A至D的傳送完成時,DMD 34a、34b的所有微鏡58被電壓控制部66重置。通過按上述方式進行驅動控制,可減少傳送控制信號所需的時間,從而可以減少調製時間。
接著將描述採用本發明追蹤方法及設備的第四實施例的光刻機。第四實施例在某種程度上類似於結合了第二和第三實施例的驅動控制方法的實施例。
在第四實施例中,通過以圖11中所示的時序傳送控制信號來進行重置。更具體地說,同第三實施例中一樣,在各個DMD 34a、34b中,為區塊A至D的各個區塊而設置的控制信號傳送部60A至60D將控制信號並行傳送至區塊A至D的各個區塊。然後,同第二實施例中一樣,在各個DMD 34a、34b內區塊A至D的各個區塊中,控制信號被順序傳送至區段1至3的各個區段,並且,如圖11中所示,從將控制信號送至各個區段的各傳送完成時開始,區段1至3的各個區段中的微鏡58被電壓控制部66順序重置。通過按上述方式進行驅動控制,與第三實施例相比,調製時間可通過重置時間而被進一步減少。
接著將描述採用本發明追蹤方法及設備的第五實施例的光刻機。第五實施例類似於第三實施例。其與第三實施例僅在驅動控制方法上有所不同,即各個DMD 34a、34b內區塊A至D的各個區塊的調製時序不同於第三實施例。
更具體地說,如圖12中所示,在各個DMD 34a、34b中,通過在各個DMD 34a、34b內將控制信號傳送至區塊A至D中各個區塊的起始時序順序延遲一段預定時間,區塊A至D中各個區塊的調製時序被順序延遲一段預定時間。通過如上所述順序延遲區塊A至D中各個區塊的調製時序,可沿掃描方向以更高的解析度來曝光追蹤點。此外,可以控制區段1至3中各個區段的追蹤點之間的空間。例如,可以以均勻隔開的方式來布置區段1至3中各個區段的追蹤點。
接著將描述採用本發明追蹤方法及設備的第六實施例的光刻機。第六實施例在某種程度上類似於結合了第四和第五實施例的驅動控制方法的實施例。
更具體地說,如圖13中所示,在各個DMD 34a、34b內區塊A至D的各個區塊中,控制信號被順序傳送至區段1至3中各個區段,並且,從將控制信號送至各個區段的各傳送完成時開始區段1至3中各個區段內的微鏡58被電壓控制部66順序重置,並且,同第四實施例一樣,通過將控制信號傳送至區塊A至D中各個區塊的起始時序順序延長一段預定時間,區塊A至D中各個區塊的調製時序被順序延遲一段預定時間。通過按上述方式進行驅動控制,可沿掃描方向獲得具備更高解析度的追蹤點。此外,可以控制區段1至3中各個區段的追蹤點之間的空間。例如,可以均勻隔開的方式來布置區段1至3中各個區段的追蹤點。
在第一至第六實施例中,對於DMD 34a和DMD 34b以同樣的時序來控制對控制信號的傳送和重置。但可在DMD 34a和DMD 34b之間以不同的時序來控制對控制信號的傳送和重置。
例如,在第一實施例中,如圖14中所示,通過將傳遞控制信號給DMD34b的起始時序從傳遞控制信號給DMD 34a的起始時序延遲一段預定時間,可將DMD 34b的調製時序從DMD 34a的調製時序延遲。通過按上述方式進行驅動控制,與第一實施例相比可獲得具備更高解析度的追蹤點。
圖15中示出用於在第二實施例中按上述方式以不同時序驅動控制各個DMD 34a、34b的情況的時序圖。同樣地,分別在圖16、17、18和19中示出用於在第三實施例、第四實施例、第五實施例和第六實施例中以不同時序驅動控制各個DMD 34a、34b的情況的時序圖。
通過以圖15至19中所示的時序驅動控制DMD 34a和DMD 34b,可獲得具備更高解析度的追蹤點。
在上述實施例中,比如通過控制各個DMD 34a、34b的調製時序以及移動臺14的移動速度,對應於DMD 34a的追蹤區域和對應於DMD 34b的追蹤區域可被布置成相互重疊,或者,對應於DMD 34b的追蹤區域的追蹤點可被布置在對應於DMD 34a的追蹤區域的追蹤點之間。
而且,通過控制各個DMD 34a、34b內區塊A至D中各個區塊內的調製時序以及移動臺14的移動速度,對應於各個DMD 34a、34b內區塊A至D中各個區塊的各個追蹤區域可被布置成相互重疊,或者,例如,對應於區塊B至D的追蹤區域的追蹤點可被布置在對應於區塊A的追蹤區域的追蹤點之間。
更進一步,通過控制各個區塊A至D內各個區段1至3中調製的時序以及移動臺14的移動速度,對應於各個區塊A至D中各個區段1至3的各個區段追蹤區域可被布置成相互重疊,或者,例如,對應於區段2和3的區段追蹤區域的追蹤點可被布置在對應於區段1的區段追蹤區域的追蹤點之間。
也就是,可控制其中一個曝光頭30的DMD驅動單元(例如,一個DMD、區塊或區段的整個區域)的調製時序以及移動臺14的移動速度,從而使至少兩個DMD驅動單元的圖像相互重疊,或者,從而使一個DMD驅動單元的圖像的各個追蹤點被布置在另一個DMD驅動單元的圖像的追蹤點之間。
而且,在上述實施例中,優選首先通過沿掃描方向布置在下遊的DMD34a進行曝光,然後通過沿掃描方向布置在上遊的DMD 34b來進行曝光。
更進一步,在各個DMD 34a、34b中,優選首先通過沿掃描方向布置在下遊的區塊來進行曝光,然後通過沿掃描方向布置在上遊的區塊來進行曝光。
而且,在各個DMD 34a、34b中,優選首先通過沿掃描方向布置在下遊的區塊內的區段來進行曝光,然後通過沿掃描方向布置在上遊的區塊內的區段來進行曝光。
更進一步,優選控制各個DMD 34a、34b的調製時序和沿掃描方向的移動速度使得對應於各個DMD 34a、34b的各個追蹤區域的追蹤點沿掃描方向以均勻隔開的方式被布置。
而且,在各個DMD 34a、34b中,優選控制各個區塊的調製時序和沿掃描方向的移動速度使得對應於各個區塊的各個追蹤區域的追蹤點沿掃描方向以均勻隔開的方式被布置。
更進一步,在各個DMD 34a、34b中,優選控制各個區塊內各個區段的調製時序和沿掃描方向的移動速度使得對應於各個區塊內各個區段的各個區段追蹤區域的追蹤點沿掃描方向以均勻隔開的方式被布置。
而且,優選在各個DMD 34a、34b內各個區塊中以N來表示的區段數滿足以下公式。
N=Tsr/Ttr這裡Ttr各區段的調製時間Tsr送至各區段的控制信號的傳送時間更進一步,在上述實施例中,DMD 34a和DMD 34b被對準在與掃描方向正交的線上。但是,如圖20A中所示,DMD 34a和DMD 34b可沿與彼此相對的方向從該與掃描方向正交的線移位預定距離。圖20A是曝光頭30的平面視圖,圖20B是圖示當按圖20A所示方式布置DMD 34a、34b時曝光表面上的曝光區域40a和40b的圖。多個DMD的布置方法並不僅限於上述那些。可通過其他可能的方法將它們布置在掃描方向上或與掃描方向正交的方向上。
而且,在上述實施例中,各個DMD 34a、34b沿掃描方向被劃分為多個區塊A至D。但是,各個DMD 34a、34b的劃分方法並不僅限於掃描方向。例如,可以沿與掃描方向正交的方向將其劃分為多個區塊,且控制信號可被並行或獨立傳送至各個區塊。另外,以上述方式設置的各個區塊沿掃描方向或與掃描方向正交的方向可被進一步細分為區段,並且,可按上述實施例中那樣逐個區段地進行對控制信號的傳送以及調製。上述DMD布置可允許更快的調製速度。
通過如上所述在單個曝光頭30中設置至少兩個並行或獨立的傳送單元(DMD、區塊或區段,或其組合)可實現快速調製。
而且,通過基於上述至少兩個並行或獨立傳送單元控制調製時序,可在曝光表面上實現預期的點布置。這裡,首先將移動臺14的移動臺移動速度確定為預期速度,然後可根據預定的移動臺移動速度來控制或設定基於並行或獨立傳送單元的調製時序。可選地,基於並行或獨立傳送單元的調製時序首先被確定為預期值,然後可根據預定的調製時序來控制移動臺14的移動速度。
更進一步,在較高級別並行或獨立傳送單元中設置有較低級別並行或獨立傳送單元的實施例中,比如像在區塊內設置有區段的情況那樣,可直接控制或設定較低級別的並行或獨立傳送單元的調製時序。可選地,可通過對較高級別並行或獨立傳送單元的控制來控制或設定較低級別並行或獨立傳送單元的調製時序。
在上述實施例中說明了包括DMD作為空間光學調製裝置的光刻機。除了這種反射空間光學調製裝置以外,還可以使用透射空間光學調製裝置。
而且,DMD的形狀並不僅限於矩形,微鏡可以以平行四邊形或其他形狀來布置,並且,這樣的DMD也可被用於本發明。
在上述實施例中,作為曝光目標的光敏材料12可以是印製電路板或顯示過濾器。而且,光敏材料12可以是片狀形式或連續長度(continuouslength)(比如柔性基板等)。
而且,在上述實施例中說明了所謂的平臺式光刻機。但是本發明也可被應用於所謂的外圓筒式光刻機,這種光刻機具有光敏材料在其上捲動的圓筒。
本發明的追蹤方法及設備也可被應用於噴墨印表機等的追蹤控制。例如,可以用如本發明中所述的類似方式控制通過噴墨的追蹤點。也就是,本發明的追蹤元件可被通過噴墨等提供追蹤點的元件所取代。
權利要求
1.一種使用追蹤頭的追蹤方法,所述追蹤頭包括空間光學調製裝置,所述空間光學調製裝置由呈二維布置於其上的許多追蹤元件構成,其用於根據依據追蹤信息傳送的控制信號來調製輸入光;和光學系統,所述光學系統用於將經所述空間光學調製裝置調製的光聚焦在追蹤表面上,在所述追蹤方法中,通過將控制信號傳送至所述空間光學調製裝置的所述追蹤元件來進行調製並相對於所述追蹤表面沿預定掃描方向來移動所述追蹤頭從而來執行追蹤,其中所述追蹤頭包括多個所述空間光學調製裝置和共同的光學系統,所述光學系統用於將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦在所述追蹤表面上;以及所述方法利用包括所述多個空間光學調製裝置和所述共同光學系統的所述追蹤頭來執行追蹤。
2.如權利要求1所述的追蹤方法,其中,所述追蹤頭的所述多個空間光學調製裝置和所述光學系統被布置成令所述追蹤表面中所述光學系統將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦於其上的區域並排布置在掃描方向和/或與掃描方向正交的方向上。
3.如權利要求1或2所述的追蹤方法,其中,所述控制信號被並行或獨立傳送至所述多個空間光學調製裝置。
4.如權利要求3所述的追蹤方法,其中,通過使各個空間光學調製裝置獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上與各個空間光學調製裝置相對應的各個追蹤區域的布置。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的追蹤方法,其中所述多個空間光學調製裝置中的每一個被劃分為多個區塊,並且所述控制信號被並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中所述多個區塊中的每一個區塊。
6.如權利要求5所述的追蹤方法,其中各個空間光學調製裝置中的各個區塊被進一步細分為多個區段,並且所述控制信號被順序傳送至所述多個區段中的每一個區段,並且,當各個空間光學調製裝置內的各個區塊中所述控制信號的每一傳送被完成的時候,調製被順序進行。
7.如權利要求1至4中任意一項所述的追蹤方法,其中所述多個空間光學調製裝置中的每一個沿掃描方向被劃分為多個區塊;並且所述控制信號被並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中的各個區塊。
8.如權利要求7所述的追蹤方法,其中,通過使各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上與各個空間光學調製裝置中各個區塊相對應的各個區塊追蹤區域的布置。
9.如權利要求7所述的追蹤方法,其中各個空間光學調製裝置中的各個區塊沿掃描方向被進一步細分為多個區段;並且所述控制信號被順序傳送至所述多個區段中的每一個區段,並且,當在各個空間光學調製裝置內的各個區塊中所述控制信號的每一傳送被完成的時候,調製被順序進行。
10.如權利要求9所述的追蹤方法,其中,通過控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊內的各個區段進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上與各個空間光學調製裝置中各個區塊內的各個區段相對應的各個區段追蹤區域的布置。
11.一種追蹤設備,包括追蹤頭,所述追蹤頭包括空間光學調製裝置,所述空間光學調製裝置由呈二維布置於其上的許多追蹤元件構成,其用於根據依據追蹤信息傳送的控制信號來調製輸入光;和光學系統,所述光學系統用於將經所述空間光學調製裝置調製的光聚焦在追蹤表面上;移動裝置,所述移動裝置用於相對於所述追蹤表面沿預定的掃描方向移動所述追蹤頭;以及控制裝置,所述控制裝置用於通過向所述空間光學調製裝置的所述追蹤元件傳送控制信號從而使所述追蹤元件進行調製,並通過控制所述移動裝置來控制所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度,其中,所述追蹤頭包括多個所述空間光學調製裝置和共同的光學系統,所述光學系統用於將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦在所述追蹤表面上。
12.如權利要求11所述的追蹤設備,其中,所述追蹤頭的所述多個空間光學調製裝置和所述光學系統被布置成令所述追蹤表面中所述光學系統將經所述多個空間光學調製裝置調製的光聚焦於其上的區域並排布置在掃描方向和/或與掃描方向正交的方向上。
13.如權利要求11或12所述的追蹤設備,其中,所述控制裝置包括多個控制信號傳送部,所述多個控制信號傳送部中的每一個針對所述多個空間光學調製裝置中的每一個設置,以便將所述控制信號並行或獨立傳送至所述多個空間光學調製裝置。
14.如權利要求13所述的追蹤設備,其中,所述控制部被構造成通過使各個空間光學調製裝置獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上與各個空間光學調製裝置相對應的各個追蹤區域的布置。
15.如權利要求11至14中任意一項所述的追蹤設備,其中所述多個空間光學調製裝置中的每一個被劃分為多個區塊,並且所述控制裝置包括多個區塊控制信號傳送部,所述多個區塊控制信號傳送部中的每一個針對各個空間光學調製裝置中的所述多個區塊中的每一個設置,以便將所述控制信號並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中的各個區塊。
16.如權利要求15所述的追蹤設備,其中各個空間光學調製裝置中的各個區塊被進一步細分為多個區段,並且所述控制裝置被構造成將所述控制信號順序傳送至各個區段並使在各個空間光學調製裝置內的各個區塊中完成所述控制信號的每一傳送時順序進行調製。
17.如權利要求11至14中任意一項所述的追蹤設備,其中所述多個空間光學調製裝置中的每一個沿掃描方向被劃分為多個區塊,並且所述控制裝置包括多個區塊控制信號傳送部,所述多個區塊控制信號傳送部中的每一個針對各個空間光學調製裝置中的各個區塊設置,以便將所述控制信號並行或獨立傳送至各個空間光學調製裝置中的各個區塊。
18.如權利要求17所述的追蹤設備,其中所述控制部被構造成通過使各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行調製以及控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊獨立進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上與各個空間光學調製裝置中各個區塊相對應的各個區塊追蹤區域的布置。
19.如權利要求17所述的追蹤設備,其中各個空間光學調製裝置中的各個區塊沿掃描方向被進一步細分為多個區段,並且所述控制部被構造成將所述控制信號順序傳送至各個區段並在各個空間光學調製裝置內的各個區塊中完成所述控制信號的每一傳送時順序進行調製。
20.如權利要求19所述的追蹤設備,其中,所述控制裝置被構造成通過控制由各個空間光學調製裝置中的各個區塊內的各個區段進行的調製的時序和/或所述追蹤頭沿掃描方向的相對移動速度來控制所述追蹤表面上與各個空間光學調製裝置中各個區塊內的各個區段相對應的各個區段追蹤區域的布置。
全文摘要
在通過相對於追蹤表面沿預定方向移動各自包括空間光學調製裝置和光學系統的多個追蹤頭執行追蹤的追蹤方法中,因環境溫度變化而引起的追蹤頭的相對位置關係的變化被最小化。多個空間光學調製裝置34a、34b被設置在單個追蹤頭30內,並且,使用共同的光學系統36、37和38將經所述多個空間光學調製裝置34a、34b調製的光聚焦在追蹤表面12a上,以減少追蹤頭30的數量。
文檔編號G03B27/32GK101057183SQ20058003533
公開日2007年10月17日 申請日期2005年10月13日 優先權日2004年10月15日
發明者江尻鐵平, 尾崎多可雄, 岡崎洋二 申請人:富士膠片株式會社