光刻装置和器件制造方法.pdf

光刻装置，其中在基底的曝光期间检查基底上的对准标记、以便优化曝光条件。

1.  一种光刻装置，包括：
-照明系统，提供辐射投射光束；
-构图部件，用来使投射光束在其横截面内具有图案；
-基底台，支承基底；
-投影系统，把形成图案的光束投影到基底的靶部，
-检测器，在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、检查基底；和
-控制器，响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置；被投影到基底的图案的放大率；和最佳聚焦象面；
其中，检测器有多个传感器，用于同时检查横跨基底整个宽度的基底的多个部分；构图部件和投影系统布置成曝光基底的整个宽度；由此可以在基底相对于装置的单次通过中检查和曝光基底。

2.  一种光刻装置，包括：
-照明系统，提供辐射投射光束；
-构图部件，用来使投射光束在其横截面内具有图案；
-基底台，支承基底；
-投影系统，把形成图案的光束投影到基底的靶部，
-检测器，在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、检查基底的部分；和
-控制器，响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置；被投影到基底的图案的放大率；和最佳聚焦象面；
其中检测器检查通过前面的处理步骤所产生的、形成在基底上的器件的功能特征。

3.  一种光刻装置，包括：
-照明系统，提供辐射投射光束；
-构图部件，用来使投射光束在其横截面内具有图案；
-基底台，支承基底；和
-投影系统，把形成图案的光束投影到基底的靶部；
-检测器，在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、检查基底的部分；
其中该光刻装置进一步包括：
-控制器，响应来自检测器的信息调整被投影到基底的图案的放大率。

4.  根据权利要求1，2或3的光刻投影装置，其中检测器根据检查基底的该部分确定至少下述一个参数：基底所述部分相对于检测器在一个或多个方向上的位置和/或方向，和基底所述部分相对于基底的标准尺度膨胀/收缩。

5.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中检测器相对于投影系统的位置基本上固定和已知。

6.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，进一步包括位置传感器，该位置传感器监控检测器相对于投影系统的位置

7.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，进一步包括定位装置，该定位装置相对于投影系统和检测器移动基底以连续地曝光基底的不同区域；
其中检测器布置成在基底的给定区域曝光前检查该区域。

8.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中该光刻投影装置配置成在多次曝光的序列期间或在一次曝光期间以基本不变的速度相对于投影系统和检测器移动基底。

9.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中通过至少下述之一调整被投影到基底的图案的位置：物理移动投影系统和/或构图部件和/或基底，以及调整曝光的定时。

10.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中所述构图部件包括单独可控部件阵列。

11.  根据权利要求10的光刻投影装置，其中通过至少下述之一调整被投影到基底的图案的位置：调整设置在单独可控部件阵列上的图案的定时，通过电子地调整设置在单独可控部件阵列上的图案的位置。

12.  根据权利要求10的光刻投影装置，其中通过电子地调整设置在单独可控部件阵列上的图案来调整被投影到基底的图案的放大率。

13.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中构图部件包括多个相互分离设置的单独可控部件阵列；和
控制器相应于至少一个单独可控部件阵列可以独立调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案的位置，被投影到基底的图案的放大率和/或最佳聚焦象面。

14.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中检测器有多个传感器，用于同时检查相互分离设置的基底的多个部分。

15.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中检测器检查基底上的对准标记。

16.  根据在前任一权利要求的光刻投影装置，其中检测器检查前面的处理步骤所产生的、形成在基底上的器件的特征。

17.  一种器件制造方法，包括：
-提供基底；
-利用照明系统提供辐射投射光束；
-利用构图部件使投射光束在其横截面内具有图案；
-将形成图案的辐射光束投影到基底的靶部，
-在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、利用检测器检查基底的部分，；和
-响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置；被投影到基底的图案的放大率；和最佳聚焦象面；
其中，检测器有多个传感器，用于同时检查横跨基底整个宽度的基底的多个部分；构图部件和投影系统布置成曝光基底的整个宽度；和
该方法进一步包括在基底相对于该光刻装置的单次通过中检查基底和曝光在基底上的图案。

18.  一种器件制造方法，包括：
-提供基底；
-利用照明系统提供辐射投射光束；
-利用构图部件使投射光束在其横截面内具有图案；
-将形成图案的辐射光束投影到基底的靶部，
-在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、利用检测器检查基底的部分；和
-响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置，被投影到基底的图案的放大率和最佳聚焦象面；
其中检测器检查前面的处理步骤所产生的、形成在基底上的器件的功能特征。

19.  一种器件制造方法，包括：
-提供基底；
-利用照明系统提供辐射投射光束；
-利用构图部件使投射光束在其横截面内具有图案；
-将形成图案的辐射光束投影到基底的靶部，
-在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置同时、利用检测器检查基底的部分，；和
-响应来自检测器的信息调整被投影到基底的图案的放大率。

光刻装置和器件制造方法
技术领域
本发明涉及光刻装置和器件制造方法。
背景技术
光刻装置是将所需图案施加到基底靶部的设备。光刻装置可以用于例如集成电路(ICs)、平板显示器和其他包含精细结构的器件的制造。在传统的光刻装置中，构图部件，或者称为掩模或分划板，可用于产生相应于IC(或其他器件)单层的电路图案，该图案可以成像在具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的基底(例如硅片或玻璃板)的靶部上(例如包括部分、一个或者若干电路小片(die))。代替掩模，构图部件可以包括用来产生电路图案的单独可控部件阵列。
一般，单基底将包含相继曝光的相邻靶部的网格。已知的光刻装置包括所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光在靶部上而照射每一靶部，和所谓的扫描器，其中通过在投射光束下沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案，同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底来照射每一靶部。
为了利用光刻技术制造器件，形成用多层制造的器件一般是必要的。当用多层制造的这种器件时，在每层形成时确保其与之前的层对准是必要的。因此已知在基底上提供对准标记。每层在基底上曝光之前，将每层传送到对准测量中心，其中设置了对准标记，允许基底相对于对准传感器的位置的精确测定。通过以可控方式将基底移动到曝光位置，可应用位置校正以在基底的正确位置精确地生产其后的层。可以使用这样的系统来确保与临界特征尺寸相比时减小重叠误差。
然而，由于临界特征尺寸连续减小，因此要求重叠精度进一步提高。此外，由于对准要求增加，因此定位和检查对准标记所花费的时间增加，装置的生产量减小。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种方法和装置，其中，重叠精度可以提高而装置的生产量没有显著减小。
根据本发明的一方面，提供一种光刻装置，包括：
-  照明系统，提供辐射投射光束；
-  构图部件，用来使投射光束在其横截面内具有图案；
-  基底台，支承基底；
-  投影系统，把形成图案的光束投影到基底的靶部，
-  检测器，在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、检查基底，；和
-  控制器，响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置；被投影到基底的图案的放大率；和最佳聚焦象面；
其中，检测器有多个传感器，用于同时检查横跨基底整个宽度的基底的多个部分；构图部件和投影系统布置成曝光基底的整个宽度；由此可以在基底相对于装置的单次通过中检查和曝光基底。
因此，装置的生产量可以增加，因为检测器可以在单次通过中检查全部基底，或代表整个基底的基底部分，并通过相对于所述装置扫描基底，在基底上曝光所需图案。这在例如平板显示器的制造中尤其有利，其中被处理的玻璃基底尺寸可达2m×2m或更大。
这样的装置同样是有利的，因为基底每部分的重叠精度可以提高。此外，因为当基底位于曝光位置时可以检查基底的一些部分，因此在将基底从对准测量位置移动到曝光位置的过程中不会引入误差。因此，有利地，重叠不仅可以考虑在之前的处理步骤中引入基底的缺陷，而且可以考虑在该层曝光期间发生的改变。例如，这种系统可以补偿在曝光期间由基底的加热引起的基底膨胀/收缩，该加热由用于曝光每层的辐射引起。因此，基底每部分的重叠精度提高。此外，由于不需要将基底传送到单独的对准测量中心，因此基底的处理时间没有显著增加。
优选地，通过检查基底的一部分，检测器可以确定基底该部分的位置和/或方向，和/或基底该部分相对于基底的参考状态的膨胀/收缩的量。可以使用该信息来调整被投影到基底的图案的位置，被投影到基底的图案的放大率和最佳聚焦象面。
检测器相对于投影系统的位置可以基本上固定和已知，或者可以提供位置传感器来监控检测器相对于投影系统的位置。因此，基底一部分相对于检测器的位置的认识可以容易且精确地转换成基底该部分相对于投影系统的位置地认识。
在优选实施方案中，基底在连续的曝光之间，或当连续的曝光进行时相对于投影系统和检测器移动，检测器这样布置以至于检测器随后检测的基底的部分成为被曝光的基底的靶部。基底相对于检测器和投影系统必须移动的位置从检测器和投影系统的相对位置知道。因此，检测器可以在基底的给定部分曝光之前不久检查基底的该部分；当基底的该部分正曝光时，曝光条件可以根据最优化重叠精度而调整。
方便地，基底可以在多次曝光的过程期间或在连续曝光期间以基本不变的速度相对于投影系统和检测器移动。这减小了将基底相对于投影系统和检测器重复加速的要求，从而减小了必须施加的力。因此，通过改变曝光的定时和/或改变设置在单独可控部件阵列上的图案的定时，沿平行于基底相对于投影系统和检测器的移动方向调整被投影到基底的图案的位置也是可能的。
通过物理移动投影系统、单独可控部件阵列构图部件、基底或这些的结合和/或通过移动在单独可控部件阵列上产生的图案的位置，可以附加或作为选择地调整被投影到基底的图案的位置。
本发明也可以应用于由多个单独可控部件阵列构成的装置，其中所述部件阵列设置为相互远离。在这种情况中，对于一个或多个由单独可控部件阵列产生的图案，控制器可以独立调整被投影到基底的图案的位置，图案的放大率和/或最佳聚焦象面。这允许对单独可控部件的单个阵列之间的任何移动的补偿，也允许对例如在基底不同区域之间基底变形的不一致的补偿，其中将图案从每个单独可控部件阵列投影到基底上。
为了使这变得容易，检测器可以同时检查在基底多个位置处的对准标记，每个对准标记相应于基底上的一个区域，该基底通过多个可编程构图区域同时曝光。
根据本发明的进一步方面，提供一种光刻装置，包括：
-  照明系统，提供辐射投射光束；
-  构图部件，用来使投射光束在其横截面内具有图案；
-  基底台，支承基底；
-  投影系统，把形成图案的光束投影到基底的靶部，
-  检测器，在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、检查基底的部分；和
-  控制器，响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置；被投影到基底的图案的放大率；和最佳聚焦象面；
其中检测器检查前面的处理步骤所产生的、形成在基底上的器件的功能特征。
因此，由于检测器检查形成在基底上的器件的功能特征，较少的专用对准标记需要形成在基底上，或者对于它们的需要可以完全消除。因此基底区域的较大部分可以用于形成在基底上的有源器件。
根据本发明的进一步方面，提供一种光刻装置，包括：
-  照明系统，提供辐射投射光束；
-  构图部件，用来使投射光束在其横截面内具有图案；
-  基底台，支承基底；和
-  投影系统，把形成图案的光束投影到基底的靶部；
-  检测器，在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、检查基底的部分；
其中该光刻装置进一步包括：
-  控制器，响应来自检测器的信息调整被投影到基底的图案的放大率。
因此，可以调整被投影到基底的图案以补偿例如基底的局部热膨胀。优选地，控制器可以进一步调整被投影到基底的图案的位置和/或最佳聚焦象面。
应当理解也可以使用上述结构的组合。
根据本发明的进一步方面，提供一种器件制造方法，包括：
-  提供基底；
-  利用照明系统提供辐射投射光束；
-  利用构图部件使投射光束在其横截面内具有图案；
-  将形成图案的辐射光束投影到基底的靶部，
-  在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、利用检测器检查基底的部分；和
-  响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置；被投影到基底的图案的放大率；和最佳聚焦象面；
其中，检测器有多个传感器，用于同时检查横跨基底整个宽度的基底的多个部分；构图部件和投影系统布置成曝光基底的整个宽度；和
该方法进一步包括在基底相对于装置的单次通过中检查基底和曝光在基底上的图案。
根据本发明的进一步方面，提供一种器件制造方法，包括：
-  提供基底；
-  利用照明系统提供辐射投射光束；
-  利用构图部件使投射光束在其横截面内具有图案；
-  将形成图案的辐射光束投影到基底的靶部，
-  在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、利用检测器检查基底的部分；和
-  响应来自检测器的信息调整至少下述一个参数：被投影到基底的图案相对于基底的位置，被投影到基底的图案的放大率和最佳聚焦象面；
其中检测器检查前面的处理步骤所产生的、形成在基底上的器件的功能特征。
根据本发明的进一步方面，提供一种器件制造方法，包括：
-  提供基底；
-  利用照明系统提供辐射投射光束；
-  利用构图部件使投射光束在其横截面内具有图案；
-  将形成图案的辐射光束投影到基底的靶部，
-  在基底位于投影系统将形成图案的光束投影到基底的位置的同时、利用检测器检查基底的部分；和
-  响应来自检测器的信息调整被投影到基底的图案的放大率。
这里使用的术语“单独可控部件阵列”应广义地解释为涉及能够给入射的辐射光束赋予带图案的截面的任何部件，以便所需图案可以产生在基底的靶部上；本文中也使用术语“光阀”和“空间光调制器”(SLM)。这种构图部件的示例包括：
-  可编程反射镜阵列。这可以包括矩阵可寻址表面，其具有一粘弹性控制层和一反射表面。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，而非寻址区域将入射光反射为非衍射光。用一个适当的空间滤光器，从反射的光束中滤除所述非衍射光，只保留衍射光到达基底；按照这种方式，光束根据矩阵可寻址表面的定址图案而产生图案。应当理解，作为一种选择，滤光器可以滤除衍射光，保留非衍射光到达基底。衍射光学MEMS器件阵列也可用于相应的方式。每个衍射光学MEMS器件由多个反射带构成，多个反射带可以彼此相对变形以形成光栅，该光栅将入射光反射为衍射光。可编程反射镜阵列的另一实施方案利用微小反射镜的矩阵排列，通过使用适当的局部电场，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关于一轴倾斜。再者，反射镜是矩阵可寻址的，由此寻址反射镜以不同的方向将入射的辐射光束反射到非寻址反射镜上；按照这种方式，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该所需的矩阵定址。在上述两种情况中，单独可控部件阵列可包括一个或者多个可编程反射镜阵列。这里涉及的反射镜阵列的更多信息可以从例如美国专利US 5,296,891和US 5,523,193、和PCT专利申请WO 98/38597和WO 98/33096中获得，这些文献在这里引入作为参考。
-  可编程LCD阵列。例如由美国专利US 5,229,872给出的这种结构，它在这里引入作为参考。
应当理解，使用例如预偏置特征、光学接近修正特征、相位变化技术和多次曝光技术的地方，在单独可控部件阵列上“显示的”  图案实质上可以不同于最终转移到基底的层或基底上的图案。相似地，最终产生在基底上的图案可以与任何一个瞬间形成在单独可控部件阵列上的图案不一致。装置中可能是这种情形，其中在给定的时间周期或给定的曝光次数内组成在基底每个部分上形成的最终图案，在上述时间内，在单独可控部件阵列上的图案和/或基底的相对位置改变。
尽管在本申请中，光刻装置具体用于制造ICs，但是应该理解这里描述的光刻装置可能具有其它应用。例如，集成光学系统的制造、磁畴存储器、平板显示器、薄膜磁头等的引导和检测图案。本领域的技术人员将理解，在这种可替换的用途范围中，这里术语“晶片”或者“电路小片”的任何使用应认为分别可以由更普通的术语“基底”或“靶部”代替。这里涉及的基底可以在曝光之前或之后、在例如轨道(一般将抗蚀剂层涂敷到基底并显影已曝光的抗蚀剂的一种工具)或度量、检查工具中进行处理。适用的地方，这里的公开可以应用到这些和其他基底处理工具。进一步，可以不止一次的处理基底，例如为了产生多层IC，因此这里使用的术语基底也涉及已经包含多层处理过的层的基底。
这里使用的术语“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范围的波长范围)，以及粒子束，如离子束或者电子束。
这里使用的术语“投影系统”应广义地解释为包含各种类型的投影系统，包括折射光学系统，反射光学系统，和反折射光学系统，适合于例如使用的曝光辐射，或者其他因素如浸液的使用或真空的适用。这里术语“镜头”的任何使用认为可以由更普通的术语“投影系统”代替。
照明系统也可以包含各种类型的光学元件，包括例如折射、反射、和反折射光学元件，用于引导、整形或者控制辐射投射光束，这种部件在下文还可共同地或者单独地称作“镜头”。
光刻装置可以为具有两个(双级)或者多个基底台的类型。在这种“多级式”器件中，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入具有相对高折射率的液体、例如水中的类型，以便该液体充满投影系统的最终部件和基底之间的空间。浸液也可以应用到光刻装置中的其他空间，例如，在单独可控部件阵列和投影系统的第一部件之间。浸入技术在所属领域内是公知的，用来增加投影系统的数值孔径。
现在将参考所附的示意图描述本发明的实施方案，这些实施方案仅作为示例，其中相应的参考标记表示相应的部分，其中：
-  图1描述了根据本发明一实施方案的光刻装置；
-  图2a，2b和2c描述了当基底上的层正被曝光时在三个时间情况的基底，；
-  图3描述了在本发明的装置中使用的曝光单元装置；
-  图4描述了图3所示出的曝光单元的一部分；
-  图5描述了通过图3所示的曝光系统产生的曝光区域；
-  图6描述了在基底上形成的特征重复单元装置的一个例子，；
-  图7描述了在本发明的装置中使用的检测器单元装置。
在附图中，相应的参考标记表示相应的部分。
图1示意性地表示了本发明一具体实施方案的光刻装置。该装置包括：
-  照明系统(照明器)IL，用于提供辐射投射光束PB(例如UV辐射)；
-  单独可控部件阵列PPM(例如可编程反射镜阵列)，用于将图案施加到投射光束；一般，单独可控部件阵列的位置相对于部件PL固定；然而，也可以替换为与将其相对于部件PL精确定位的定位装置连接；
-  基底台(例如晶片台)WT，支承基底W(例如涂敷抗蚀剂的硅晶片)，并与用于将基底相对于物体PL精确定位的定位装置PW连接；和
-  投射系统(“镜头”)PL，将图案成像在基底W的靶部C(例如包括一个或多个电路小片)上，其中通过单独可控部件阵列PPM使投射光束PB赋予该图案；投影系统可以将单独可控部件阵列成像在基底上；或者，投影系统可以成像第二源，对于该光源单独可控部件阵列的元件作为光闸；投影系统也可以包括聚焦部件阵列如微透镜阵列(已知为MLA)或菲涅耳透镜阵列，例如以形成第二源以及将微点成像到基底上。
如这里指出的，该装置属于反射型(即具有反射的单独可控部件阵列)。然而，一般来说，它还可以是例如透射型(即具有透射的单独可控部件阵列)。
照明器IL从辐射源SO接收辐射光束。源和光刻装置可以为分离的实物，例如当源为受激准分子激光器时。在这种情况中，不认为源是形成光刻装置的一部分，辐射光束从辐射源SO通过，并在光束传递系统BD的辅助下到达照明器IL，该传递系统包括例如适当的定向反射镜和/或光束扩展器。在其他情况中，源可以是装置的整体部分，例如当源为汞灯时。源SO和照明器IL与光束传递系统BD(如果需要)一起可以称为辐射系统。
照明器IL可以包括调节装置AM，用于调整光束的角度强度分布。通常，可以调整照明器光瞳面的至少外和/或内径范围(通常分别称为σ—外和σ—内)的强度分布。另外，照明器IL一般包括各种其它组件，如积分器IN和聚光器CO。照明器提供辐射调节光束，称为投射光束PB，在其横截面内具有理想的均匀度和强度分布。
光束PB然后与单独可控部件阵列PPM相交。被单独可控部件阵列PPM反射后，光束PB通过投影系统PL，其将光束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，例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。在使用中，例如在扫描期间，对于单独可控部件阵列可以使用定位装置精确地校正单独可控部件阵列PPM相对光束PB光路的位置。一般，在图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)的辅助下，可以实现物体台WT的移动。也可以使用相似的系统来定位单独可控部件阵列。应当理解，投射光束可以作为选择/附加地可移动，当物体台和/或单独可控部件阵列具有一固定的位置以提供所需的相对移动时。作为另一选择，这在平板显示器的制造中特别适用，即基底台和投影系统的位置可以固定，基底可以布置成相对于基底台移动。例如，基底台可以设有以基本不变的速度横跨基底扫描而基底的系统。
尽管根据本发明的光刻装置这里描述为曝光基底上的抗蚀剂，但应当理解，本发明并不限于该使用，装置可以用于投影形成图案的投射光束，该光束用于无抗蚀剂的光刻法。
所示的光刻装置可以用于四种优选模式：
1.步进模式：单独可控部件阵列使投射光束具有整个图案，该光束被一次投射(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能够曝光。在步进模式中，曝光区域的最大尺寸限制了在单静态曝光中成像的靶部C的大小。
2.扫描模式：单独可控部件阵列沿给定的方向(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扫描整个单独可控部件阵列；同时，基底台WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同时移动，其中M是镜头PL的放大率。在扫描模式中，曝光区域的最大尺寸限制了在单动态曝光中的靶部的宽度(沿非扫描方向)，而扫描运动的长度决定了靶部的高度(沿扫描方向)。
3.脉冲模式：单独可控部件阵列基本保持不动，利用脉冲辐射源将整个图案投影到基底的靶部C。基底台WT以基本不变的速度移动使得投射光束PB扫描横跨基底W的线。单独可控部件阵列上的图案在辐射系统的脉冲之间根据要求进行更新，脉冲是定时的使得相继的靶部C在基底的所需位置曝光。因此，投射光束可以横跨基底W扫描以曝光基底的条的整个图案。重复这些步骤直到全部基底被逐线曝光。
4.连续扫描模式：基本与脉冲模式相同，除了利用基本不变的辐射源，单独可控部件阵列上的图案随着投射光束横跨基底扫描并将其曝光而更新。
也可以使用上述使用的模式的结合和/或变化、或者完全不同的模式。
图2a，2b和2c说明了根据本发明的装置。曝光和对准模块17设在固定的位置，在其下面的基底10被扫描。图2a描述了基底马上到达曝光和对准模块15之前的状态；图2b描述了基底在曝光和对准模块下面开始扫描的状态；图2c描述了基底在曝光和对准模块15下面继续扫描的状态。
曝光和对准模块15由检测器单元16和曝光单元17构成。检测器单元16和曝光单元17通过基准框架18连接，该框架确保曝光单元17与检测器单元16的相对位置固定。基准框架18可以由具有非常低热膨胀的物质形成以确保相对位置稳定。然后可以通过在先校准精确地确定相对位置。当在曝光和对准模块下面扫描基底时，检测器单元16检查基底10上的对准标记。利用来自检查对准标记的信息在扫描方向、横向(即在基底面内并垂直于扫描方向)和垂直于基底的方向精确地确定基底的位置。此外，可以利用对准标记来确定基底在转动自由度的所有三个角度的方向。检测器单元16也检查对准标记以确定基底任何热膨胀/收缩的程度。
由于基底10在曝光和对准模块15下面扫描，基底的每个部分首先通过检测器单元16的下面，然后通过曝光单元17的下面。因此，对于基底10的每一部分，由检测器单元16确定的直线位置、方向和膨胀信息可以传送到曝光单元17以便当基底通过曝光单元17下面而被曝光时，基底该部分的曝光条件可以得到最优化。特别地，对于基底一部分在扫描方向和横向上的位置误差，可以调整被投影到基底该部分的图案的位置；对于基底该部分在垂直于基底平面方向的位置误差，可以调整最佳聚焦象面；以及可以进行放大率校正来校正基底该部分的任何热膨胀/收缩。在例如制造平板显示器的装置中，检测器单元16可以定位在曝光单元17的前方30cm(距前进的基底的视点)。基底相对于检测器单元和曝光单元的扫描速度可以为每秒50mm。因此装置在利用检测器单元检查基底一部分和利用曝光单元照明相同部分之间有6秒的时间。这一时间对于利用来自检测器单元的数据以在曝光单元中根据要调整曝光设定是足够的。
检查基底每个部分的对准标记，允许进行连续的校正。因此，既使当存在基底的局部变形时重叠误差也可以减小。此外，检查对准标记和基底以及曝光基底该部分上的图案之间的时间差异仅由检测器单元16和曝光单元17的间距以及基底的扫描速度限制。这与目前已知的装置相反，在已知的装置中为了对准标记基底首先被完全扫描，然后被完全扫描以曝光图案。这导致在为了对准标记而检查基底的给定部分和该部分被曝光之间存在大的时间差异。在这段时间期间，导致重叠误差的附加变形可能被引入。例如，当基底被曝光时，投影到基底的辐射增加了基底的温度。该温度的增加导致基底的热膨胀。在已知的系统中，曝光期间的热膨胀不被计入，因为检查对准标记与曝光为分离的步骤。然而，在本发明中，计入该膨胀，因为当曝光发生时检查对准标记。这对于可以用来成像达到2米长的碱石灰玻璃板的平板显示光刻法特别重要。对于这样的板，每1℃温度变化膨胀大约为8μm。因此，为了提供需要的0.35μm的重叠精度而在曝光期间不检查对准标记，基底整块板的温度需要控制在±0.05℃。这需要复杂的热控制。
此外，由于本发明不要求检查基底上的对准标记的分离处理，每块基底的处理时间大大地减少。
基底上的对准标记可以是：对准光栅，它平行于扫描方向和横向；如使用的人字形对准标记；或借助于电视成像的图像识别。对准标记的顺序可以布置成平行于相对于检测器单元16扫描基底的方向的一行或多行，并分布在基底的整个长度上。优选至少两行这样的对准标记设在基底上。在每一种情况中，已知的适合于使用对准标记的检测光学系统设在检测器单元16中。
在优选的设置中，没有在基底上设置专用的对准标记。取而代之的是，检测器单元设有一个或多个传感器，其可以检测在之前的处理步骤中在基底上形成的特征图案。这样的传感器可以是连接到控制器的照相机，其中控制器运行图案识别算法。这种设置是有利的，因为专用对准标记表示基底的不能用于形成在基底上的器件特征的部分。因此，通过使用器件本身的特征，基底的较大部分可以用于器件的功能部分。这在例如平板显示器的形成中特别有用，因为对准标记的大小与形成的显示器的一个像素的大小大约相同。因此如果在显示器内需要对准标记，这将导致在最终器件的该位置处缺少像素，这明显是不可接受的。在之前的层中形成特征的使用也是有利的，因为当新层正在基底的器件上形成时，确保其与已经形成的器件的之前的层正确地覆盖是必要的。通过直接测量形成在基底上的之前的层的特征位置，技术人员可以保证下一层正确地覆盖。如果，如所描述的那样，检测器单元检查代替专用对准标记的形成器件的功能特征，那么在形成器件的边缘四周包括模拟特征(即呈现与功能特征相似的特征)是必要的，以便确保在器件的边缘形成功能特征时对准正确。
图6示意地表示了在平板显示器的制造期间，形成在基底上的特征图案的一部分。如图所示，整个图案由多个重复单元40构成，每个单元包括控制线41，薄膜晶体管42和像素本身43。因此图像识别系统可以用来识别重复单元并精确地测量特征的位置。有利地，可以使用自学习图像识别系统。如所指出的那样，图案高度可重复。因此图像识别检测器可以用于基底上特征位置的精细测量，分离系统可以用于粗略的定位测量因为在基底不同部分上重复单元之间没有可识别的差异。例如，标尺可以设在基底上，即一系列的标记表示沿着基底长度方向的位置。标尺可以例如只沿着基底的边缘设置。因为其只用于形成在基底上的器件的特征位置的粗略测量。换句话说，标尺不需要形成在基底的下述位置，该位置是形成将在基底上形成的器件的特征所需的。作为选择，或附加地，通过基底相对于检测器单元扫描时存储信息，图像识别系统能够进行粗略定位测量。例如，检测器单元可以计算已经扫描通过检测器单元、形成在基底上的先前层的图案的重复单元的数目。因此该计算数据可以用来确定哪一个重复单元是其后由图案识别检测器来识别的。
被投影到基底的图案的位置可以通过若干方式移动。首先，当基底10在曝光和对准单元15下扫描时，可以校正它的位置。例如，基底台可以安装在提供扫描移动的长冲程模块上；短冲程模快安装在长冲程模块和基底台之间以提供校正移动。或者，曝光和对准单元15，或者至少曝光单元17(或它的一部分)可以安装在调节器上，以提供校正移动以便将图案投影到基底的校正部分。进一步的选择是电子地移动形成在单独可控部件阵列上的图案(即调整设在单独可控部件阵列上的数据，以便图案在单独可控部件阵列上出现移动)。如果例如装置用于连续扫描模式，则通过在曝光单元17下扫描基底时控制图案曝光的定时、或者调整设定在单独可控部件阵列上的图案的定时，可平行于扫描方向调整投影到基底的图案位置。当然，也可以使用上述技术的结合。
图3描述了用于本发明的曝光单元17的详图。曝光单元由多个光引擎21构成，每个能产生形成图案的辐射光束，并将其投影到基底10上。如图3所示，光引擎21布置成垂直于基底扫描方向的两个阵列22，23。图4示出了光引擎21的详图。光引擎由单独可控部件阵列25，投影光学系统26和微透镜阵列27构成。两个或多个光引擎21可以共享一个公用的辐射源，或者每个设有独立的辐射源。也应当理解，尽管如图所示，光引擎使用微透镜阵列，但是单独可控部件阵列25可以整个被成像到基底10上。
如图5所示，光引擎21的阵列22，23产在基底10上生成相应的图案像31的阵列32，33。在光引擎21的每个阵列22，23中，光引擎之间设有间隔。该间隔可以用来为光引擎提供辅助服务如冷却、或者为辐射源提供空间。因此，在投影到基底的形成图案的像31的阵列32，33中存在间隙。光引擎阵列22，23这样布置以至于在基底移动一段给定距离后，通过光引擎第二阵列22投影到基底的形成图案的像31的第二阵列32与通过光引擎第一阵列23投影到基底的形成图案的像的第一阵列33中的间隙一致。因此，横跨横向的基底的整个条可以曝光，尽管在光引擎21之间存在间隙。如图3和5中所示，存在光引擎21的两个阵列。然而应当理解，附加的阵列可以设在曝光单元17中，例如允许光引擎21之间的更大间隙或允许基底的每个部分在单次扫描中接收一次以上的曝光。
在优选实施方案中，响应来自检测器单元16的信息，对于投影到基底的图案的每次调整可以用每个光引擎独立地进行。这可以通过提供单独的调节器以控制每个光引擎21的位置，通过在每个光引擎21的投影光学系统26和/或在微透镜阵列中提供放大率控制和最佳聚焦像面控制，和/或通过为每个光引擎提供分离的数据控制以便可以独立地应用电子校正来实现。通过这些方式，补偿横跨基底的局部畸变和变形是可能的。然而希望同样提供总的补偿装置(即影响所有光引擎产生的图案的补偿装置)来补偿例如基底总体上的位置误差。
在光引擎没有安装在单独的调节器的地方，所有光引擎的微透镜阵列可以安装在单个优选具有非常低热膨胀的基准框架上。然而，如果需要，每个微透镜阵列相对于基准框架的位置为可调的。相似地，所有光引擎的单独可控部件阵列可以安装在单独的基准框架上，每个相对于基准框架的位置为可调的。因此，可以测量和校准由光引擎产生的图案的相对位置。
通过改变单独可控部件阵列的位置以补偿基底的任何膨张/收缩或通过任何其他适当的光学方法，可以调整每个光引擎的放大率。作为选择或者附加地，通过用电子仪器改变施加到单独可控部件阵列的图案，可以调整投影到基底的图案的放大率。如前所述，这一操作可以对于每个光引擎独立地进行和/或对于所有光引擎整体进行(例如，通过调整其上安装有所有单独可控部件阵列的基准框架的位置)。优选地，放大率控制范围为±15ppm。
在上述实施方案的变形中，检测器单元16和曝光单元17可以不用严格地互相连接或者可以与易受热膨胀/收缩的框架连接。在这种情况中，必须设有位置传感器以监控曝光单元17相对于检测器单元16的位置。从而即使如果不固定，仍然知道相对位置。
如图7所示，检测器单元16优选由多个传感器16a，16b构成以便可以横跨基底整个宽度检查对准标记和/或在基底上先前形成的层的特征。因此，当在曝光单元17中设置曝光条件时，可以考虑在基底的变形中横跨基底宽度的变化和/或已经形成在基底上的特征的对准。如图7所示，检测器单元16中传感器16a，16b以相应于光引擎在曝光单元17中的布置方式布置。例如，传感器可以布置成第一传感器阵列16a和第二传感器阵列16b，每个阵列包括一组以定距离间隔的传感器。因此，尽管检查基底10的整个宽度，但是在每个传感器16a，16b周围可以为控制线、维修等设置间隙。
应当理解，在如上所述的装置中，每个传感器16a，16b可以这样布置以便与给定的一个光引擎21相关，即利用相关的光引擎相继曝光通过给定传感器检查的基底的每个部分。也应当理解，该排列并没有限制为如图7所示的两行传感器，如果方便可以配置成任何数目的行。另外，检测器单元16可以这样布置以至于其不检查基底10的每个部分。例如，一行传感器可以横跨检测器单元16的宽度布置，但设置为互相远离。因此可以直接从传感器的测量设置基底上这些区域的曝光条件。对于没有通过传感器检查的区域之间的这些区域，可以通过从两个或多个检查基底周围部分的传感器中内插数据来设置曝光条件。
进一步应当理解，尽管本发明以上描述主要涉及使用脉冲模式(如上所述)的装置，其中基底以基本不变的速度移动且曝光为脉冲调制，但应当理解，本发明可以同样地应用于以步进模式(如上所述)工作的装置和以扫描模式(如上所述)工作的装置。此外，尽管本发明涉及使辐射光束形成图案的单独可控部件的使用，但应当理解，本发明可以同样地应用于利用传统固定掩模使辐射光束形成图案的装置。在这种情况中，可以用于例如以扫描模式工作的装置：检测器可以位于掩模和基底之间，并布置成在横跨基底扫描时位于形成图案的投射光束之前。最后，尽管本发明描述了按照在曝光和对准单元下面移动的基底，但容易理解，描述的绝对位置对于本发明不是必要的，装置的给定部分固定也不是必要的：仅有基底相对于曝光和对准单元移动是必要的。
虽然以上描述了本发明的具体实施方案，但应当理解本发明可以以不同于上述的方式实施。这些描述并不打算限制本发明。