CN101487982A

CN101487982A - 连续地直接写的光刻技术

Info

Publication number: CN101487982A
Application number: CN200910008215.7A
Authority: CN
Inventors: 威廉·丹尼尔·迈斯伯格
Original assignee: NONMASK LITHOGRAPHY CORP
Current assignee: NONMASK LITHOGRAPHY CORP; Maskless Lithography Inc
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2009-07-22
Also published as: US20050041229A1; US20090086176A1; KR101087862B1; EP1573366A2; JP4597675B2; KR101087930B1; JP2005536875A; US7639416B2; CN1695076A; KR20050058520A; US7295362B2; WO2004019079A2; US20090086182A1; EP1947513A2; US7167296B2; KR20110056342A; KR101049608B1; US7719753B2; KR20110013575A; JP2010219547A

Abstract

一种光刻系统包括：光源、空间光调制器、成像光学器件和相对于空间光调制器连续地移动光敏衬底的装置。该空间光调制器包括至少一个阵列的可单独切换元件。空间光调制器被连续地照射并且空间光调制器的图像连续地投影在衬底上；随后，图像恒定地移过衬底的表面。在图像移过表面的同时，空间光调制器的元件被切换以使在衬底的表面的像素从空间光调制器的多个元件中依次地接收能量计量，由此在衬底表面上形成潜像。成像光学器件被构造成将空间光调制器的模糊图像投影在衬底上，实现子像素分辨率边缘布置。

Description

连续地直接写的光刻技术

本分案申请是基于申请号为03824263.X(国际申请号为PCT/US2003/026416)，申请日为2003年8月20日，发明名称为“连续地直接写的光刻技术”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2002年8月24日申请的美国临时申请No.60/406,030的利益，并在此以引用参考的方式将其全部内容结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体地说，涉及在如下衬底上印刷构图：晶片；印刷电路板；平板显示器；掩模；标线片；和用于杂志、报纸和书的复制的印版。

背景技术

半导体行业使用非常昂贵的分档器工具用于光刻处理。此外，在这个处理中使用非常昂贵的标线片—标线片的成本足够使小批量芯片的生产(例如定制的ASIC)过于昂贵。半导体行业需要更低成本的光刻处理。此外，每次光刻构图改变时，需要几天或更长的时间来生产新的标线片。半导体行业需要能够快速地适应构图变化的光刻处理。

印刷电路板(PCB)行业具有应用光刻技术的类似问题。此外，在PCB行业中使用的衬底在限制了对较小面积的衬底的高分辨率光刻处理的使用和分档器的使用的制造的过程中受到变形。要求高分辨率光刻处理以便用于较大的PCB衬底，在这种较大的PCB衬底中快速且经济地调节构图以适应变形，这种变形从一个衬底到另一衬底之间都不相同。

授予给Nelson的美国专利US5,330,878、US5,523,193、US5,482,818和US5,672,464描述了对衬底进行构图的方法和设备。该设备使用空间光调制器(SLM)(具体地Texas Instruments的可变形的镜面装置(DMD))替代标线片。DMD是单个可控制的反射元件的阵列。DMD的图像通过成像透镜投影在衬底上。不管DMD的单个元件是否将光反射进成像透镜，以使它投影在衬底上，并通过计算机确定；因此投影在衬底上的构图由计算机控制并容易改变。要求改进这种方法以便满足半导体和PCB行业两者对高分辨率和通过量要求。此外，可进一步用于降低设备的成本，同时提高通过量并满足高分辨率的要求。

发明内容

本发明提供一种对光敏衬底构图的设备和方法。该设备包括空间光调制器(SLM)、照射SLM的光源、将SLM的图像投影到衬底上的成像光学器件和在衬底的表面上移动图像的装置。SLM控制达到衬底的光的构图。SLM包括至少一个阵列的可单独切换的元件(在两个或更多个状态之间可开关)。SLM可以是衍射或透射器件。光源可以是连续光源，比如弧光灯、LED或连续激光器；在激光脉冲频率远高于SLM的元件的开关频率时也可以使用准连续激光器。移动图像的装置可是在其上安装了SLM或衬底的平台。在衬底是柔性膜或类似的形式时，使用滚筒-滚筒机构可以移动它。在图像在衬底的表面上移动时，空间光调制器的元件可切换以使在衬底的表面上的像素从空间光调制器的多个元件中依次地接收能量剂量，由此在衬底的表面上形成潜像。成像光学器件可以是远心的。

在优选的实施例中，成像光学器件被构造成将空间光调制器的模糊图像投影在衬底上，实现子像素分辨率特征边缘布置。模糊可以通过如下方式实现：调节成像的光学器件的焦点；调节成像光学器件的数值孔径；在SLM和衬底之间增加散射体；在SLM和衬底之间增加微透镜阵列；或者前述的组合。

在优选的实施例中，空间光调制器被连续地照射，空间光调制器的图像连续地投影在衬底上，以及图像连续地移过衬底的表面。

在某些实施例中，SLM包括多个区域阵列。相应的成像光学器件可以是单个投影透镜系统或者多个投影透镜系统。在后者的情况下，区域阵列的数量大于投影透镜系统的数量，以及投影透镜系统的数量优选是区域阵列的数量的因数。此外，多个区域阵列可以被设置在一行上，或者它们可以设置在多行中，其中阵列的布置从一行到另一行交错。后者可以利用投影光学器件的更多个成像场，并且也可能导致衬底的更有效的曝光—降低了在曝光的过程中SLM的投影的图像的螺旋形运动穿过衬底的需求。

附图说明

附图1所示为根据本发明具有可移动的衬底的光刻技术工具的示意性表示。

附图2所示为根据本发明具有可移动的空间光调制器的光刻工具的示意性表示。

附图3所示为根据本发明具有柔性膜衬底的光刻技术工具的示意性表示。

附图4所示为附图1的光刻工具的第一实施例的详细示意性表示，说明了远心投影光学器件。

附图5所示为附图1的光刻工具的第二实施例的详细示意性表示，说明了具有多区域阵列和对应的多组投影光学器件的空间光调制器。

附图6所示为附图1的光刻工具的第三实施例的详细示意性表示，说明了具有多区域阵列和单组远心投影光学器件的空间光调制器。

附图7所示为根据本发明的微镜面阵列的一部分的横截面视图，说明了“打开”和“关闭”位置的阵列元件。

附图8所示为根据本发明可置于空间光调制器的投影图像之后以使全部衬底表面曝光的螺旋形路径的衬底的平面视图。

附图9所示为根据本发明可置于来自一起使用的多个区域阵列中的每个的投影图像之后以使全部衬底表面曝光的螺旋形路径的衬底的平面视图。

附图10所示为根据本发明形成潜像的过程的图形表示。

附图11所示为附图10的衬底阵列的图形表示。

附图12所示为沿着在附图10的衬底上的线段AB以均等地间隔开的时间间隔T/10并自T3开始的瞬时光强度分布的曲线图。

附图13所示为沿着在附图10的衬底上的线段AB以均等地间隔开的时间间隔T/10并到T4结束的瞬时光强度分布的曲线图。

附图14所示为由于在时间T3和T4之间的曝光引起沿着在附图10的衬底上的线段AB的积分剂量分布的曲线图。

附图15所示为由于在时间T1和T7之间的曝光引起沿着在附图10的衬底上的线段AB的总剂量分布的曲线图。

附图16所示为根据本发明包括边缘平移了镜面投影宽度之一半的第一实例的形成潜像的过程的图形表示。

附图17所示为根据本发明包括边缘平移镜面的投影宽度的一半的第二实例的形成潜像的过程的图形表示。

附图18所示为根据本发明包括边缘平移镜面的投影宽度的四分之一的实例的形成潜像的过程的图形表示。

附图19所示为根据本发明包括边缘平移镜面的投影宽度的四分之三的实例的形成潜像的过程的图形表示。

附图20所示为根据本发明包括在另一方向上边缘平移镜面的投影宽度的四分之一的实例的形成潜像的过程的图形表示。

附图21所示为在附图10、16、17、18和19的衬底上沿着线段AB的积分剂量分布的曲线图。

附图22所示为根据本发明形成潜像的过程的进一步的图形表示。

附图23所示为附图22的衬底阵列的图形表示。

附图24所示为在附图22的衬底上沿着线段CD、EF、GH和IJ的积分剂量分布的曲线图。

附图25所示为根据本发明包括进一步的边缘平移实例的形成潜像的过程的图形表示。

附图26所示为附图25的衬底阵列的图形表示。

附图27所示为在附图25的衬底上沿着线段KL、MN、OP、QR和ST的积分剂量分布的曲线图。

附图28所示为根据本发明的光刻系统的方块图。

附图29所示为根据的一种实施例的多区域阵列的结构的平面视图。

附图30所示为附图4的光刻工具的另一实施例的图形表示，说明了在光源和衬底之间的光路径上的光切换机构121。

附图31所示为根据本发明在光路上具有串联构造的两个空间光调制器的光刻系统的时序图。

附图32所示为根据本发明使用在光路上具有串联构造的两个空间光调制器的光刻系统形成潜像的过程的图形表示。

附图33所示为根据本发明在光路具有串联构造的空间光调制器和光切换机构的光刻系统的时序图。

附图34所示为根据本发明具有被构造成与在衬底表面上的两个区域阵列的投影图像重叠的光学器件的光刻工具的示意性表示。

附图35所示为附图34的光刻系统的时序图。

具体实施方式

参考附图1，所示为作为适合于对安装在可移动平台150上的衬底140进行构图的本发明的一种实施例的光刻工具100，该光刻工具100具有光源110、空间光调制器(SLM)120和成像光学器件130。所示的坐标轴160具有在该附图的平面中的z和y轴和垂直于该附图的平面的x轴。通过光刻工具的光路以光线170表示。光源110连续地照射SLM120。光源可以包括弧光灯、连续激光器(固态或气体)、发光二极管(LED)或具有适合于衬底140的曝光的适合的光谱特性的其它类型的连续光源。此外，光源比如准连续的激光器(以MHz频率发射脉冲的激光器)可能适合于作为本发明的光源—发射的脉冲频率远高于空间光调制器的元件的开关频率(通常10⁴Hz)的临界标准；在这种情况下通过光源的SLM的照射有效地连续。光源也包括增加照射的强度并改善照射的均匀性的光学部件。这些可以包括椭圆镜、圆的和椭圆的透镜和光管或复眼透镜阵列。SLM 120是作用于来自光源的光束的元件的一个或多个区域阵列(一般矩形)。SLM的图像通过成像光学器件130(也被称为投影光学器件)连续地投影在衬底上。该元件可以分别在两个或更多个状态之间切换，在计算机控制下，以便控制在图像中的光幅值。本发明的一个实施例包括SLM，它是作为可在两个或更多个角度状态之间切换的入射光线的衍射元件或镜面阵列。数字微镜器件(DMD)(当前可从Texas Instrument可购买)是可在两个角度状态之间切换的适合的镜面阵列的一个实例。衍射SLM的实例是当前由Silicon Light Machines生产的光栅光阀(GLV)。本发明的其它的实施例包括作为液晶显示器(LCD)器件的SLM。如果SLM的元件是透射的，而不是反射的，则该光学器件需要被重新设置；这种重新设置对于本领域普通技术来说是显然的。成像光学器件130可以包含反射和折射元件，并且通常是远心的。衬底140包括光敏层，比如光抗蚀剂涂层或者本身是一种光敏材料，比如光敏聚酰亚胺片。平台150可以是滚珠轴承或者空气轴承设计并且可以具有高度调节(在z-方向)、倾斜和旋转能力。这些类型的平台十分公知并且普遍用于光刻系统。为简化说明，假设衬底是平面的。然而，本发明也可以用于具有可旋转的而不是平面平台的其它衬底形状，比如圆柱形或球形。

参考附图2，光刻工具200是适合于对衬底140进行构图的本发明的一种实施例，所示为具有光源110、SLM 120、在其上安装了SLM的平台250和成像光学器件130。其操作方法与如上文描述的光刻工具100的操作方法相同，但除了平台250在曝光的过程中移动SLM 120同时衬底140静止之外。成像透镜系统130和/或照明光源110也可以连接到平台250并与SLM一起移动。

参考附图3，光刻工具300是适合于对柔性衬底340进行构图的本发明的一种实施例，所示为具有光源110、SLM 120、在其上安装了SLM的平台250、成像光学器件130和可旋转的、间隔开的、轴向平行的胶片滚筒342和344。光敏柔性膜衬底340绕胶片滚筒342和344缠绕并在其间张紧以使该膜可以在y方向上移动(参考静止坐标系160)。两种曝光模式都可以。在第一模式中，平台250在x方向上以恒定的速度移动SLM，同时衬底340是静止的。在曝光通过完成时(例如，达到衬底的边缘)，胶片滚筒使衬底朝y方向指向，而平台反向以用于下一曝光。结果是类似于如附图8所示的路径850的螺旋状的曝光路径，这将在下文更加详细地讨论。在平台静止的同时，胶片滚筒以恒定的速度在y方向上移动衬底直到达到曝光区域的边缘。然后平台使衬底指向x方向，胶片滚筒反向以用于下一曝光。此外，这导致了螺旋状的曝光路径。此外，如果在衬底上曝光的区域的宽度小于或等于SLM的投影图像的宽度，则平台仍然保持静止或者消失，胶片滚筒以恒定的速度移动衬底，而不需要反向。与其它的实施例一样，投影光学器件可以实施在该平台上。

参考附图4、5和6，详细地示出了光刻工具100(参见附图1)的不同实施例。

附图4所示为具有弧光灯和远心投影透镜系统的连续直接写的光刻系统的示意性图。来自水银弧光灯410的连续照射从椭圆反射体411反射。反射的光(以光线170表示)行进到二向色镜412，该二向色镜412反射对于衬底140的曝光有用的波长(例如350纳米-450纳米)，并对其它的波长透明。没有从二向色镜反射的光被吸收在照射束流收集器413。其它类型的灯也可以使用，比如氙弧光灯，这取决于所需的曝光波长和光源亮度。光管415用于改进照射均匀性，但可以以复眼透镜阵列替代。设置在光管415之前的光管透镜系统414用于调节照明系统的数值孔径，并且调节在进入光管之前的光束的直径。聚光透镜系统416捕获从光管中出来的光并改变光束形状和角度以满足SLM 120的要求。聚光透镜系统包含照明孔径417。光管透镜系统和聚光透镜系统通常是合成的并包含圆柱透镜元件。连续照明的水银弧光灯、椭圆反射体、二向色镜、照射束流收集器、光管透镜系统、光管、聚光透镜系统和照明孔径包括照明光源110的一种实施例，如附图1所示。SLM是在计算机控制下可在两个或更多个角度状态之间切换的小镜面的一个或多个区域阵列(一般为矩形)。至少一个角度状态将光线从照射源反射进远心投影透镜系统430和至少一个其它的角度状态将管线反射进SLM束流收集器480。当前从Texas Instruments可购买的数字微镜器件(DMD)是可在两个角度状态之间切换的适合的镜阵列的实例。在SLM中“打开”状态的镜面通过远心投影透镜系统成像在衬底上。从在SLM中在“关闭”状态下从镜面反射的光行进到SLM束收集器，在该束收集器中它被吸收。下文和附图7中提供SLM的操作的进一步细节。该衬底包含光敏层，比如光抗蚀剂涂层，或者它本身是光敏材料，比如光敏聚酰亚胺片。该衬底连接到平台150，在静止坐标系160的x-y平面中在直线段上在曝光的过程中平台150连续地移动。远心透镜系统的数值孔径由投影透镜孔径432确定，它与照明孔径417光学地共轭。所示为双远心投影透镜系统。远心设计是优选的，因为放大不随着衬底高度改变，这简化了每个衬底的光刻工具的校准。远心投影透镜系统是如附图1所示的一种类型的投影透镜系统130。平台在静止坐标系160的x-y平面以及z方向上可移动。平台150也具有旋转和倾斜能力；为进行适当的衬底对齐可能要求这些(例如，在衬底平整性存在问题时)。在z方向上的运动使在衬底上的投影图像聚焦或散焦。利用高度检测介质490的衬底高度测量系统450可用于确定衬底140的表面的z位置。高度测量系统可以是光学的、电容的或基于空气的。优选的类型是空气型。聚焦也可通过在z方向上移动SLM或者投影透镜系统实现。

附图5所示为具有弧光灯、具有多个区域阵列的SLM和多个透镜系统的连续直接写的光刻系统的示意图。光源如上文的附图4描述地设置，但除了聚光透镜系统516和透镜阵列518捕获从光管415出来的光之外，以便改进束形状和角度以满足单个SLM区域阵列520至524的要求。透镜阵列使在单个SLM区域阵列上的光强度最大化；透镜阵列被构造成与SLM区域阵列的结构匹配，该SLM区域阵列可以被设置成一线、多线(参见附图29)或者其它二维结构。虽然透镜阵列不是关键部件，但是优选并入它。透镜阵列可以包括具有与SLM区域阵列对应地设置的透镜；可替换地，在透镜阵列中的透镜可以以一个或多个衍射元件替换。光管透镜系统414和聚光透镜系统516通常是二向色的并包含圆柱透镜元件。连续的照明水银弧光灯410、椭圆反射体411、二向色镜412、照明束收集器413、光管透镜系统414光管415、聚光透镜系统516和透镜阵列518包括如附图1所示的一种类型的连续照明光源110。每个单个SLM区域阵列520至524是在计算机控制下可在两个或更多个角度状态之间切换的小镜面的一个矩形阵列。当前从Texas Instruments可购买的数字微镜器件(DMD)是可在两个角度状态之间切换的适合的镜阵列的实例。在SLM区域阵列520中“打开”状态的镜面通过投影透镜530成像在衬底140上；对于SLM区域阵列521至524和他们对应的投影透镜531至534同样。从在SLM区域阵列520中在“关闭”状态下反射的光行进到SLM束收集器480，在该SLM束收集器480中该光被吸收；否则用于SLM区域阵列521至524。在本实例中示出了5个每个SLM区域阵列(520至524)、投影透镜(530至534)和衬底高度测量系统(550至554)，但可以使用任何数量。投影透镜可以包含反射和折射元件两者，并且通常是远心的。投影透镜系统(530至534中的任何一个)可以与附图1的成像光学器件130相同。衬底140可以包含光敏层，比如光抗蚀剂涂层，或者它本身是光敏材料，比如光敏聚酰亚胺片。衬底连接到平台150，该平台150在静止坐标系160的x-y平面中在直线段上在曝光过程中连续地移动。如其它实施例一样，成像光学器件可以在平台上实施。

附图6所示为具有单个远心物镜系统和带有多个区域阵列的SLM的连续直接写光学光刻系统的示意图。光源610与附图5中描述的光源相同，并且被构造成提供照明以满足单个的SLM区域阵列520至524的要求。每个单个SLM区域阵列是在计算机控制下可在两个或更多个角度状态之间切换的小镜面的一个矩形阵列。当前从TexasInstruments可购买的数字微镜器件(DMD)是可在两个角度状态之间切换的适合的镜阵列的实例。在SLM区域阵列中“打开”状态的镜面通过投影透镜630成像在衬底140上。从在SLM区域阵列中在“关闭”状态下反射的光行进到SLM束收集器480，在该SLM束收集器480中该光被吸收。在本实例中示出了5个SLM区域阵列，但可以使用任何数量。示出了双远心投影透镜系统630。然而，也可以使用单个远心或非远心投影系统。远心系统是优选的，因为放大不随衬底高度改变，这简化了光刻工具或每个衬底的校准。远心投影透镜系统是一种如附图1所示的类型的投影透镜系统130。平台150在静止坐标系160的x-y平面以及z方向上可移动。平台150也具有旋转和倾斜能力；为进行适当的衬底对齐可能要求这些(例如，在衬底平整性存在问题时)。在z方向上的运动使在衬底上的投影图像聚焦或散焦。可利用高度测量系统450确定衬底140的表面的z位置。高度测量系统可以是光学的、电容的或基于空气的。优选的类型是空气型。聚焦也可通过在z方向上移动SLM区域阵列520至524或者远心投影透镜系统630实现聚焦。衬底140可以包含光敏层，比如光抗蚀剂涂层，或者它本身是光敏材料，比如光敏聚酰亚胺片。

进一步参考附图5和6的光刻系统，可以设计本发明的其它实施例，这些实施例组合了具有多个区域阵列的SLM和因数个投影透镜系统。例如，光刻系统可以具有6个SLM区域阵列和2个投影透镜系统，以使每个投影透镜系统一次对3个不同的SLM区域阵列成像。此外，投影透镜系统的数量不必限于数学因数—例如，光刻系统可以具有7个SLM区域阵列和2个投影透镜系统，以使第一投影透镜系统对3个SLM区域阵列成像和第二投影透镜系统对其余4个SLM区域阵列成像。这些实施例的结构对于本领域的普通技术人员是显然的。显然，还存在非常多的进一步的SLM区域阵列和投影透镜系统的组合，依据本说明书的教导这些组合对本领域普通技术人员是显然的。

参考附图7，所示为SLM 720的部分横截面。所示的镜面720处于“打开”位置，所示的镜面722处于“关闭”位置。光线770朝衬底反射离开所述处于“打开”位置的镜面721的表面(光线771)，朝束止档块反射离开处于“关闭”位置的镜面722的表面(光线772)。例如，参考附图4和7，光线771通过投影透镜系统430，然后达到衬底140，而光线772落到投影透镜系统430的接收孔之外，并通过束止档块480收集。这是优选的操作模式，虽然可以考虑其它的操作模式。例如，光线772可以部分地落在投影透镜系统430的接收孔之内，因此来自“关闭”状态镜面的衰减信号将到达衬底，这是可容允的。

参考附图8，所示的实例是为了对衬底140的整个表面进行曝光在SLM的投影图像之后的螺旋状的路径850。图像的运动是由于图像运动机构引起的。SLM的衬底可以安装在图像运动机构上。适合的机构的实例是平台，比如附图1、2和3所示。在柔性衬底的情况下，适合的机构是一对可旋转的间隔开的轴向平行的胶片滚筒，如附图3所示。在下文的解释中，假设采用其中衬底安装在平台上的光刻系统的结构。下文所示为：衬底140、螺旋状路径850、在路径851上的直线段之间的距离、衬底坐标系853和静止坐标系860。SLM被定向成在衬底上在投影图像中的像素列平行于螺旋状路径的直线段部分，为了便于说明，这些直线段平行于x-轴静止坐标系860。平台对衬底140进行定位以使SLM的投影图像的中心在路径850的开始。在本实例中，在路径850的开始处，没有一个SLM的图像落在衬底140上。在平台在+x方向(参考静止坐标系860)运动时，SLM的投影图像的中心在-xs方向(参考衬底坐标系853)上移动，并跟踪螺旋状的路径的第一直线部分。在SLM的投影的图像落在衬底上时曝光开始。在投影透镜系统通过衬底的边缘时曝光停止。然后平台在待机状态对衬底重新定位以沿着路径的第二直线部分在-x方向扫描，该第二直线部分在y方向上与第一直线部分间隔开距离851，所有这些都参考静止坐标系860。重复这些直到使整个衬底曝光。显然，SLM的投影宽度必须大于或等于距离851以便对整个衬底曝光。如果仅仅需要对衬底的某一区域进行曝光，则可以更加有效地对每个单个区域执行螺旋状构图。虽然螺旋状路径是优选的，但是其它路径也可使用，只要他们包含用于曝光的直线段。对于本领域普通技术人员显然的是，通过其中SLM安装在平台上并且衬底是静止的光刻系统结构也可以实现螺旋状路径。

参考附图9，所示的实例为一组螺旋状路径950至954，他们之后为相应的SLM区域阵列组的投影的图像以对衬底140的整个表面曝光。图像的运动是由图像运动机构引起。衬底或SLM可以安装在图像运动机构上。适合的机构的实例是平台，比如附图1、2和3所示。在柔性衬底的情况下，适合的机构是一对可旋转的间隔开的轴向平行的胶片滚筒，如附图3所示。在下文的解释中，假设采用其中衬底安装在平台上的光刻系统的结构。每个SLM区域阵列并定向为使在衬底140上的投影的图像中的像素列平行于螺旋状路径的直线段部分(为了便于说明)，并平行于x-轴静止坐标系860。平台对衬底140进行定位以使SLM的投影图像的中心在路径950至954的开始。在本实例中，在路径950至954的开始处，没有一个SLM的图像落在衬底140上。在平台在+x方向(参考静止坐标系860)运动时，SLM的投影图像的中心在-xs方向(参考衬底坐标系853)上移动，并跟踪螺旋状的路径的第一直线部分。在SLM的投影的图像落在衬底上时曝光沿任何路径开始。在投影透镜系统通过衬底的边缘时曝光沿任何路径停止。在所有的曝光都停止之后，然后平台在待机状态对衬底重新定位以沿着路径的第二直线部分在-x方向扫描，该第二直线部分在y方向上与第一直线部分间隔开距离851，所有这些都参考静止坐标系860。如果没有覆盖整个衬底，则平台在y方向上(参考静止坐标系860)移动在路径950和954之间的距离，并重复上述的程序。显然，SLM的投影宽度必须大于或等于距离851以便对整个衬底曝光。注意，在本实例中，在连续路径950、951...954之间的节距是间隔851的两倍；如果该节距应该超过间隔851两倍，则可以利用具有更多直线部分的螺旋状运动。这个解释与附图5和6的多个SLM区域阵列光刻系统相关，对于该系统，路径950至954对应于SLM区域阵列520至524。

参考附图1和8，在“打开”状态中对应于衬底140上印刷的特征的元件的构图必须移过SLM 120以使他们平均来说呈现静止，相对于恒定移动的衬底。如果平台150沿着螺旋状路径850的直线段中的一个以恒定的速度v移动(平台在构图方向上移动)，然后通过以规则的间隔平移SLM构图一行来实现，这里时间间隔T由下式给定：

T＝pM/v (1)

这里p是元件(Texas Intruments DMD镜面对于行和列都具有相同的节距)的行距，M是投影透镜系统130的放大倍数。作为实例，Texas Intruments DMD可以具有13.7微米的镜面节距，并且最小镜面周期时间是102微秒。如果投影透镜系统130具有2.0的放大倍数，则平台速度大约为269mm/s。如果所输送的剂量不足以对衬底曝光或者所要求的平台速度超过平台系统的能力，则所使用的实际的镜面周期时间可能需要更长。然而，镜面周期时间和平台速度必须总满足等式(1)。

附图10所示为，在SLM上的构图和在衬底上的对应的构图的平移。在本实例中，衬底在平台上并在曝光的过程中在x方向上以恒定的速度移动。也参考附图1，所示如下：部分SLM 120，它是具有6列、四行的元件阵列1000；衬底140的对应的部件，它是具有6列、四行的区域的像素1002的阵列；具有投影行节距(像素宽度)1008的结果图像1007。结果图像显示了由整个曝光序列的完成在衬底上产生的一个可能的潜像。在潜像中的边缘布置和角部圆整将在下文中更详细地讨论。SLM和衬底的对应部分的“瞬态图”以均等的间隔时间T1至T7示出，其中时间间隔满足等式(1)；SLM和衬底的一部分在附图中分别以M和L表示。就象从直接在它们之上的位置在静止坐标系160的-z方向上朝下看一样，绘出了SLM阵列1000、衬底阵列1002和结果图像1007。为了便于说明，在每个“瞬态图”中，所示的SLM和衬底彼此相邻。在结果图像1007中的投影行节距1008是在SLM阵列1000中的行节距乘以投影透镜系统130的放大倍数。然而，为了便于说明，在每个“瞬态图”中，所示的SLM和衬底具有相同的尺寸和定向。在阵列1000和1002和图像1007中所示的网格仅用于参考。在1000中亮方形对应于在“打开”状态下的SLM元件，而暗方形对应于在“关闭”状态下的SLM元件。在1002中的亮和暗的区域对应于该“瞬态图”的SLM元件的状态。例如，在时间T1处，衬底正在从在位置R4C4和R4C5上的SLM阵列的镜面中接收位于R1C4和R1C5的像素上的光(这里名称R1C4代表在R1行和列C4上的像素/元件)。在时间T1时，衬底阵列1002的底部边缘与衬底位置坐标1对齐。在时间T2处，衬底移动一行，并且衬底的底部边缘现在与衬底位置坐标2对齐。在T2和T1之间经过的时间满足等式(1)。在附图10中用作实例的特定的特征构图在SLM和衬底阵列两者上在时间T4处全部示出。可以看出，这个特征构图的边缘首先在T1处出现，滚过在时间T2和T6之间的SLM阵列1000，并在T7移开SLM阵列1000。在衬底1002上，该特征构图不移动。在时间T3和T4时可以最清楚地看到这些。然而，因为在SLM静止的同时衬底以恒定的速度移动，因此投影的构图实际上在衬底上移动在任何两个连续的瞬态图时间之间的投影行节距1008。注意，为了便于说明，在衬底阵列1002上所示的构图没有显示任何模糊或者光学干扰效果。

附图11所示为具有在列C4的中心定位的线段AB的衬底阵列1002。光强度和所得的剂量分布将确定在由线段AB所示的位置中的衬底阵列的表面上。注意，AB的位置为：它与在附图10中所示的曝光构图的“后沿”交叉。

现在检查在曝光的过程中投影的构图在衬底表面上的运动的结果。附图12所示为在附图10的衬底阵列1002上瞬时光强分布；分布沿着如附图11所示的线段AB的位置。注意，在附图12中，线段AB所示为在横坐标上从-2至1.5延伸。在附图12中，所示的六个分布以T/10的间隔分布并在T3开始，然后在每T/10上示出，这里T在上面的等式(1)中定义。衬底以恒定的速度移动。横坐标代表以投影的行距为单元(如上文参考附图10所定义)测量的衬底位移Xs(如附图8和9所示)。在附图12中示出了如下内容：光强度分布1200，1201，1202，1203，1204和1205；50％的光强标记1209；50％的位置标记1210；和投影行节距1215。所示的光强度分布1200，1201，1202，1203，1204和1205的形状为高斯函数状；然而，实际的形状取决于光学器件的细节。作为在时间T2时在衬底阵列1002上的位置的函数的瞬时光强度以光强度分布1200表示。光强度分布1200被定位成使在横坐标上的50％的标记1209的交点对应于在衬底阵列上的行R3和R4之间的边界。在横坐标上在-1和0之间的区域对应于在衬底阵列上的R4，在0和1之间的区域和在1和2之间的区域对应于R2。在平台在+x方向上移动衬底阵列1002时，瞬时光强度分布在-Xs方向上穿过衬底阵列。对于时间T3，光强度分布1201，1202，1203，1204和1205分别加上T/10，2T/10，3T/10，4T/10和5T/10。在T/2中光强度分布在-Xs方向上穿过衬底投影行节距的一半。在本实例中，在T3加上T/2，在SLM阵列1000中的元件从在T处上所示的构图切换到在T4中所示的构图。具体看用于产生光强度分布的阵列元件：在C4R4上的元件从“打开”到“关闭”切换，在C4R3和C4R2上的元件仍然保持“打开”，以及在C4R1上的元件从“关闭”切换到“打开”。结果是将光强度分布从1205的位置平移到新的位置，该新的位置是在+Xs方向上1倍的投影行节距。

附图13为附图12之后，所示为下一周期T/2的光强度分布。在元件在时间T3+T/2切换之后，光强度分布从1205的位置(附图12)移动到1300的位置(参考附图13)。在平台继续在+x方向移动到衬底阵列1002时，瞬时光强度分布在-Xs方向上穿过衬底阵列。光强度分布1301，1302，1303，1304和1305是分别用于时间T3加上6T/10，7T/10，8T/10，9T/10和10T/10。光强度分布1305是时间T3+T，它与时间T4相同。在T2中光强度分布在-Xs方向上穿过衬底投影行节距的一半。因此，在T4处的光强度分布1305的位置与在T处上的分布1200相同。

附图12和13所示为光强度分布如何在时间间隔T3和T4之间变化。附图14所示为用于沿着线段AB在衬底阵列1002上对于相同的位置所得的剂量分布。在附图12和13中的光强度分布1200和1300是具有σ＝0.43的高斯分布。从附图14中可以看出，附图14所示为所得的剂量分布1401具有与原始高斯分布类似的形状。

附图14中所示为：所得的剂量分布1401、50％的所得的剂量标记1404、505的位置标记1405和投影行节距1215。因为在衬底阵列1002移动投影行节距1008的一半时在附图10中的SLM阵列100中的元件切换，因此50％的所得的剂量标记在位置1405上与所得的剂量分布1401交叉，位置1405是与在附图12和13中的位置1210相同的位置。这是因为在附图12中和13中所示的过程对称的特性。除了Tn+T/2(这里n＝1，2，3，...)之外，还可以使用元件切换时间的其它选择(比如Tn+T/5)。所得的剂量分布的形状可以与1401相同，但在横坐标上的50％的所得的剂量位置将从0平移。显然，可以使用切换时间来控制印刷的构图边缘的位置。然而，优选保持切换时间恒定。剂量分布的形状通常与瞬时光强度分布不相同。这意味着与平台运动的方向平行的剂量分布将与正交的剂量不同。与平台运动的方向平行的边缘将不恒定地运动，因此对于这种边缘在衬底上的剂量的分布将与它的瞬时光强度分布相同。

返回到附图10，重复在Tn+T/2(这里n＝1，2，3，...)时切换在SLM阵列1000中的元件的过程，直到构图已经全部滚过了SLM阵列1000，在本实例中它处于时间T7。由于在任何两个连续的“瞬态图”时间之间的时间间隔等于等式(1)中的T，因此切换时间分别等于(T1+T2)/2，(T2+T3)/2，(T3+T4)/2，(T4+T5)/2，(T5+T6)/2和(T6+T7)/2。因为剂量是累加的，因此沿着线段AB的最终的剂量分布将与在附图14中所得的剂量分布1401具有相同的形状。附图15所示为总的剂量分布1501。附图15中示出了如下内容：总的剂量分布1501、50％的剂量标记1504、50％的位置标记1505、曝光的区域1506、未曝光的区域1507和投影行节距1215。优选调节总的剂量以使在显影之后印刷的特征的边缘在50％的位置标记1505上。在那种情况下，具有大于50％的总的剂量的区域是曝光的区域1506，而具有小于50％的总的剂量的区域是未曝光的区域1507。在这些条件下，最终显影的构图将类似于在附图10中结果图像1007—亮区域对应于曝光区域1506和暗区域对应于未曝光的区域1507。除了某些角部圆整之外，所有的构图边缘都与参考网格成一直线。在曝光剂量方面的轻微变化将不同地影响垂直和水平尺寸。只有在50％的光强度分布处和其周围的光强度分布的斜率不足够陡峭(陡峭的斜率允许足够的线性宽度控制，假设合理曝光和处理变化)的情况下这才是个实际的问题。

考虑如上文所描述的附图1和10中的光刻工具。在衬底的表面上沿x方向的剂量分布由下式给定：

D (x) = N {&Integral;}_{0}^{T} I_{w} (x, t) dt - - - (2)

这里N是常数，Iw(x，t)是在衬底的表面上的与时间相关的光强度分布，以及时间T满足等式(1)。如果衬底以恒定的速度v移动，则移动衬底的光强度Iw通过下式与用于静止的衬底的光强度1相关：

Iw(x，t)＝I(x+vt，t) (3)

在t＝0和t＝T/2之间，在SLM中的元件处于一种状态，并以t＝T/2平移一行，即：

I(x，t)＝I₀(x) 0<t<T/2

I(x，t)＝I₀(x-pM) T/2<t<T (4)

这里I₀(x)是用于具有静止的衬底的单个SLM元件的强度分布，p是SLM阵列元件的行节距，以及M是投影透镜系统放大系数。使用等式(1)、(3)和(4)，等式(2)可以写为：

D (x) = N [{&Integral;}_{0}^{T / 2} I_{0} (x + vt) dt + {&Integral;}_{T / 2}^{T} I_{0} (x + vt - vT) dt] - - - (5)

作为实例，假设分布I₀(x)是高斯函数。则对于在“打开”状态中的10行元件，在衬底中的强度分布将是：

I_{0} (x) = \frac{1}{2.51 σ} {&Integral;}_{0}^{10} e^{- {(x - y)}^{2} / {2 σ}^{2}} dy - - - (6)

这里σ²是方差。

等式(5)和(6)是用于计算在附图中的剂量分布和强度分布的等式的形式的实例。

为了对特征边缘的位置进行精确调整，可以使用“灰度级”技术。在将这种技术实施于设备比如附图1至6中所示的设备中时，要求由投影透镜系统制造的SLM的单个元件的图像必须被“模糊”，即不能清楚地分辨元件。这种“模糊”可以以各种方式实现，包括散焦、使用微透镜阵列或者漫射体，或者更一般地，通过调节在投影透镜系统中的一个透镜的数值孔径以将分辨率降低到所需的值。优选的方法是散焦。通过参考附图6可以理解该技术。

附图16至19所示为在曝光的过程中在与衬底运动的方向正交的构图边缘上的“灰度级”边缘平移的实例；在这些实例中，假设衬底在曝光的过程中以恒定的速度在相同的方向上移动。附图16至19非常类似于附图10。主要的差别在于结果图像的后沿错开一部分像素；例如，在附图16中的结果图像1600的“后沿”的检查显示了0.5倍行节距1008的移位1601。注意，为了说明的便利，在衬底阵列1002上所示的构图没有显示任何模糊或者光学干扰效果。

在附图16中，在SLM阵列1000上的构图的序列与在时间T1、T2、T3、T4和T6处在附图10中所示的构图相同。然而，在时间T5处，在位置R3C2、R3C3、R3C4和R3C5上在SLM阵列1000中的元件在附图16中处于“打开”状态和在附图10中处于“关闭”状态。此外，在时间T7处在位置R1C2、R1C3、R1C4和R1C5上在SLM阵列1000中的元件在附图16中处于“打开”状态和在附图10中处于“关闭”状态。参考在附图16中的衬底部分1002，在时间T5和T7时像素R4C2、R4C3、R4C4和R4C5曝光，但在时间T1、T2、T3、T4或T6时不曝光。该构图的所有的其它行在四个时间周期上曝光—例如，像素R1C4和R1C5在时间T1、T2、T3和T4时曝光，而像素R2C2、R2C3、R2C4和R2C5在时间T2、T3、T4和T5时曝光。在行R4中仅两个时间周期曝光的结果是产生了大约0.5倍的投影行节距1008的宽度的边缘移位1601，如在结果图像1600中可以看出。

如在结果图像1600中所见，在附图17中的曝光序列产生了大约0.5倍的投影行节距1008的宽度的边缘移位。这个结果图像1700与在附图16中结果图像1600相同；然而，以不同组的曝光构图形成这两个结果图像。在2个附图中的曝光构图在时间T4、T5、T6和T7时不同。这2个实例当然不是穷举性的。可以设计出可得出相同的结果图像的曝光构图的其它序列。

附图18所示为“灰度级”边缘平移的进一步的实例，在这个实例中后沿边缘移位1801是0.25倍行节距1008。在附图10和18中所示的SLM阵列1000上的构图序列在时间T1、T2、T3、T4、T6和T7处都相同。然而，在时间T5时在位置R3C2、R3C3、R3C4和R3C5上的SLM阵列1000中的元件在附图18中处于“打开”状态，而在附图10中处于“关闭”状态。参考在附图18中的衬底部分1002，在时间T5时像素R4C2、R4C3、R4C4和R4C5曝光，但在时间T1、T2、T3、T4、T6或T7时不曝光。该构图的所有的其它行在四个时间周期上曝光。在时间T5时在行R4中一个时间周期曝光的结果是产生了大约0.5倍的投影行节距1008的宽度的边缘移位1801，如在结果图像1800中所示。

附图19所示为“灰度级”边缘平移的进一步的实例，在这个实例中后沿边缘移位1901是0.75倍行节距1008。在附图19和10中所示的SLM阵列1000上的构图序列在时间T1、T2、T3和T4处都相同。然而，在时间T5时在位置R3C2、R3C3、R3C4和R3C5上的SLM阵列1000中的元件在附图19中处于“打开”状态，而在附图10中处于“关闭”状态。在时间T6时在位置R2C2、R2C3、R2C4和R2C5上的SLM阵列1000中的元件在附图19中处于“打开”状态，而在附图10中处于“关闭”状态。此外，在时间T7时在位置R1C2、R1C3、R1C4和R1C5上的SLM阵列1000中的元件在附图19中处于“打开”状态，而在附图10中处于“关闭”状态。参考在附图19中的衬底部分1002，在时间T5、T6和T7时像素R4C2、R4C3、R4C4和R4C5曝光，但在时间T1、T2、T3或T4时不曝光。该构图的所有的其它行在四个时间周期上曝光。在时间T5、T6和T7时在行R4中一个时间周期曝光的结果是产生了大约0.75倍的投影行节距1008的宽度的边缘移位1901，如在结果图像1900中所示。

附图20所示为在曝光的过程中与衬底的方向平行的构图边缘上的“灰度级”边缘平移的实例；在本实例中，假设衬底在曝光的过程中以恒定的速度在相同的方向上运动。附图20与附图10非常相似。主要差别在于结果图像的边缘移位一部分像素；例如，在附图20中所示的结果图像2000的边缘的检查显示0.25倍的列节距2003的移位2001。

在附图20中，在时间T1、T2、T4、T5、T6和T7时在附图20中所示的SLM阵列1000上的构图的序列相同。然而，在时间T3时在位置R2C6、R3C6和R4C6上在SLM阵列1000中的元件在附图20中处于“打开”状态，而在附图10中处于“关闭”状态。参考在附图20中的衬底部分1002，在时间T3时像素R1C6、R2C6和R3C6曝光，但在时间T1、T2、T4、T5、T6或T7时不曝光。在该衬底阵列1002上的所有的其像素在四个时间周期上曝光。在时间T3时在行C6中一个时间周期曝光的结果是产生了大约0.25倍的投影列节距2003的宽度的边缘移位2001，如在结果图像2000中所示。

进一步边缘移位，使用在角落附图的一个或多个像素曝光将影响角部圆整的程度。例如，参考在附图10中结果图像1007，在R1C1或在R1C2和R2C1两者上的曝光将改变在位置R2C2上的角部圆整。

在附图16至20的结果图像中所示的边缘移位仅仅是大致的；实际的移位取决于在曝光构图的边缘上的瞬时光强度分布的详细形状。通过使用用于剂量分布的等式(5)的稍稍改变的形式可以进行更加精确的确定，包括适合于7个时间周期中的每半个周期的镜面部分状态的光强度分布。对于在附图10、16、17、18和19中给定的曝光构图实例，等式(5)的这种改进部分可用于计算在衬底阵列1002(参见附图11)上沿线段AB的位置的所得的剂量分布。在这些计算中，假设瞬时光强度分布具有0.43的σ值的高斯分布。这些所得的剂量分布在附图21中示出。

在附图21中，所得的剂量分布2101、2102、2103和2104分别对应于附图10、16、18和19；所得的剂量分布2102也对应于附图17。50％的位置标记2105、2106、2107、2108分别用于剂量分布2101、2102、2103和2104。也参考在附图10、16、18和19中结果图像，在附图21中在-1和0和在0和1之间的区域分别对应于在结果图像中的R4和R3。计算所得的剂量分布2101的50％的位置标记2105用于在附图10中给定的实例，并且他们在0处与横坐标交叉。这个结果与在附图10中所示的结果图像1007一致。计算所得的剂量分布2102的50％的位置标记2106用于在附图16中给定的实例，并且他们在-0.5处与横坐标交叉。这个结果与边缘移位1601一致。计算所得的剂量分布2103的50％的位置标记2107用于在附图18中给定的实例，并且他们在-0.20处与横坐标交叉。这个结果与0.25的边缘移位1801值稍稍不同。计算所得的剂量分布2104的50％的位置标记2108用于在附图19中给定的实例，并且他们在-0.80处与横坐标交叉。这个结果与0.75的边缘移位1901值稍稍不同。

应该注意，上文给定的实例简单并且忽略了来自SLM的相邻元件的干扰的影响、光强度分布的严格正确的形状和光敏衬底的有限的对比度。一般地，需要实验地确定特定的边缘移位的正确剂量。然而，一旦在剂量和边缘移位之间的关系确定了，则可使用该技术来补偿衬底的不对准和变形、投影透镜系统中的变形和像差和非均匀性照明。这种技术可用于放松对光学器件的技术要求，因此降低了光学器件的成本。

优选的SLM器件是Texas Intruments生产的二态DMD，它具有镜面矩形阵列——1024镜面宽、768个镜面深。在衬底的曝光过程中的扫描方向优选与1024宽度方向正交以使平台必须沿它的螺旋形路径(参见附图8)反向的次数最少。由于阵列是768行深，因此曝光构图将在768个不同的平台上滚过阵列，并且如果使用上文概述的“灰度级”技术将有768次机会调节边缘位置。对于1/768的边缘布置分辨率，这将在结果图像中允许DMD的投影行节距的尺寸。实际中，它很少超过1/32。因此，可以选择32个均等间隔开的边缘位置，并且可以使用超分辨率来补偿衬底的非均匀照明。

可印刷在衬底受到最小特征尺寸取决于光强度分布的特性。这将参考附图22至27进行解释。

附图22所示为在衬底上的SLM的构图和对应的图像的平移的另一实例。如前文的实例一样，衬底在平台上并且在曝光的过程中在x方向上以恒定的速度移动。也参考附图1，示出了下面的部件：SLM 120的一部分，它是具有5行×6列的区域的元件的阵列2200；衬底140的相应的部分，它是具有5行×6列的区域的像素的阵列2202；具有投影行节距(像素的宽度)1008的结果图像2207。SLM和衬底的对应部分的“瞬态图”在均等间隔的时间T1至T8时示出，其中时间间隔满足等式(1)。这个附图类似于附图10。

附图23所示为在列C2、C3、C4和C5的中心定位的线段CD、EF、GH和IJ的衬底阵列2202。确定在由线段所示的位置上的衬底阵列的表面上的光强度和所得的剂量分布。注意，线段的位置是使他们与在附图22中的曝光构图的“后沿”和“前沿”两者交叉。

附图24所示为如在附图22中详细示出的曝光的衬底2202的所得的剂量分布。假设具有0.43的σ值的高斯形状用于得出所得的剂量分布的瞬态光强度分布。在附图24中示出了如下内容：分别沿线段CD、EF、GH和IJ的所得的剂量分布2400、2401、2402和2403；分别对应于剂量分布2401、2402和2403的50％的位置标记2405、2406和2407；对应于剂量分布2400的50％的位置标记2404和2408；和投影行节距1215。注意，线段CD所示为从在横坐标上的-2延伸到6；线段EF、GH和IJ延伸过在横坐标上的相同值，但没有示出以免使该附图杂乱。在附图24中在横坐标上的-1和0、0和1、1和2、2和3和3和4之间的区域分别对应于在附图22中的结果图像2207中的R5、R4、R3、R2和R1。如果调节总的剂量以使印刷特征的边缘处于优选的50％的位置标记上，则最终形成的构图将类似于在附图22中的结果图像2207。应该注意，在附图24中的所得的剂量分布2400从来不会高于剂量分布2404和2403的大约70％，并且在50％的位置标记2404和2408之间的距离稍稍小于投影行节距1008。显然，在这些条件下，最小特征尺寸与投影行节距1008大致相同。下文描述的“灰度级”技术可用于调节这种特征的宽度——例如，降低在附图22中的衬底阵列2202中的像素R4C2的总剂量将减少所得的剂量分布2400的高度，这将减小印刷特征的尺寸。然而，特征尺寸随着在剂量分布2400的顶部附近的剂量的变化而快速改变。此外，在总剂量方面总存在一些噪声和不确定性，这将对这种方法构成了实际的限制。

附图25所示为在衬底上的SLM和相应的图像的构图的平移的进一步实例。如前文的实例一样，衬底在平台上并且在曝光的过程中在x方向上以恒定的速度移动。在附图25中，示出了在各种特征尺寸上的“灰度级”边缘平移的实例，其中平移的边缘与在曝光的过程中衬底运动的方向正交。也参考附图1，示出了下面的部件：SLM 120的一部分，它是具有4行×6列的区域的元件的阵列1000；衬底140的相应的部分，它是具有4行×6列的区域的像素的阵列1002；具有投影行节距(像素的宽度)1008的结果图像2507。SLM和衬底的对应部分的“瞬态图”在均等间隔的时间T1至T7时示出，其中时间间隔满足等式(1)。这个附图类似于附图10。

附图26所示为在列C2、C3、C4、C5和C6的中心定位的线段KL、MN、OP、QR和ST的衬底阵列1002。确定在由线段所示的位置上的衬底阵列的表面上的光强度和所得的剂量分布。注意，线段的位置是使他们与在附图25中的曝光构图的“后沿”和“前沿”两者交叉。

附图27所示为曝光的衬底1002的所得的剂量分布，如附图25详细地示出。假设具有0.43的σ值的高斯形状用于得出所得的剂量分布的瞬态光强度分布。附图27示出了如下内容：沿线段KL、MN、OP、QR和ST的所得的剂量分布2700、2701、2702、2703和2704；两者都对应于剂量分布2704的50％的位置标记2710和2716；两者都对应于剂量分布2703的50％的位置标记2710和2713；两者都对应于剂量分布2702的50％的位置标记2711和2714；两者都对应于剂量分布2701的50％的位置标记2712和2715；和投影行节距1215。注意，线段KL所示为从在横坐标上的-2延伸到5；线段MN、OP、QR和ST延伸过在横坐标上的相同值，但没有示出以免使该附图杂乱。在附图27中在横坐标上的-1和0、0和1、1和2和2和3之间的区域分别对应于在附图25中的结果图像2507中的R4、R3、R2和R1。如果调节总的剂量以使印刷特征的边缘处于优选的50％的位置标记上，则最终形成的构图将类似于在附图25中的结果图像2507。应该注意，在附图27中的所得的剂量分布2700从来不会高于剂量分布2704的大约45％，因此没有印刷。所得的剂量分布2700是由交替的单个相邻像素引起，这通过检查在附图25中在时间T2、T3、T4和T5处的衬底部分1002的列C2可得出。这与附图22的实例相反，在附图22中单个像素曝光产生了印刷的剂量分布。参考附图25和27，正如图所示，通过检查在所得的剂量分布2702的50％的位置标记2711和2714之间的距离，在列C3、C4和C5中的印刷的特征在宽度上都是投影行节距1008的大约1.5倍。显示，在特征处于相对于投影的SLM元件网格的一些任意位置时，最小的(实际的)特征尺寸是投影行节距的大约1.5倍；这与在投影的SLM元件网格上定位的可见特征的投影行节距的大约1.0倍的最小特征尺寸相反——参见附图22和24。

参考附图28，所示为本发明的光刻系统的方块图。在设计数据存储装置2804中保留的设计数据描述了该系统应该印刷并输入到数据准备计算机2805以转换为适合于分解电子器件2807的形式。数据准备计算机2805也可以修改数据以补偿先前所测量的衬底变形。衬底对齐系统2803可用于测量衬底变形。设计数据通常以CAD(计算机辅助设计)形式或者掩模标准形式比如GDSII。设计数据存储装置可以是一个或多个带或盘形驱动器。数据准备计算机可以是任何通用的计算机比如IBM PC。在通过数据准备计算机计算之后，数据存储在一个或多个快速盘驱动器2806中。通过参考在附图19中结果图像可以理解这种数据的优选形式。衬底140的整个区域被划分为具有等于SLM 120的放大的节距的节距的小方形，衬底阵列1002提供了小比例的实例。在覆盖衬底的阵列中的每个像素被指定基于特征构图和查询表的值的剂量值。查询表的值由实验地确定并考虑投影透镜系统130的变形和像差以及来自照明源110的照明非均匀性。作为实例，基于结果图像1900的特征构图导出剂量值，假设32个灰度级，这里31对应于100％曝光。下面的像素具有31的剂量值：

R1C4，R1C5，R2C2，R2C3，R2C4，R2C5，R3C2，R3C3，R3C4，R3C5

下面的像素具有0的剂量值：

R1C1，R1C2，R1C3，R1C6，R2C1，R2C6，R3C1，R3C6，R4C1，R4C6

基于所希望的边缘位置1901，下面的像素具有在0和31之间的中间像素值：

R4C2，R4C3，R4C4，R4C5

为了方便，我们指定24的值给上面的像素。接着，使用查询表修改剂量值以解决(account for)变形、像差和该系统的照明非均匀性。由于优选SLM，因此Texas Instruments DMD器件可在每102微秒上切换镜面状态并具有1024行和768列，这意味着快速盘驱动器需要在每102微秒上发送1行的1024个像素。应用32个灰度级，这是大约6.3兆字节/秒的数据率。这种数据容易在当前的盘驱动阵列的能力内。

再次参考附图28，衬底140与平台150和投影透镜系统130的对齐通过使衬底对齐系统光2892反射离开在衬底140上的特征进入衬底对齐系统2803来确定。衬底对齐系统优选是“机器视觉”系统，这种机器视觉系统比较在衬底上的任意特征和先前存储的图像或理想的图像，比如十字形(cross)或圆形，以查找匹配。衬底对齐系统光可以通过SLM 120和投影透镜系统130来自照射源110，或者来自外部光源。在反射偏离在衬底上的特征之后，该光可以直接行进到衬底对齐系统，如图所示，或者可以首先通过投影透镜系统(“通过透镜”对齐)。反射偏离在衬底的特征的光也可以通过投影透镜系统，反射偏离SLM，然后进入衬底对齐系统。平台计量系统2802从平台位置光学传感器2891中接收平台位置信息，这种信息可能基于激光干涉仪或者线性标尺，并将信息发送给控制计算机2801。反过来，控制计算机将信号发送给平台x，y马达，该马达然后补偿到正确的位置。如果通过散焦实现边缘模糊(这是优选的技术)，则控制计算机指令平台在z中补偿直到实现适合的间隙值。借助于衬底高度检测介质490(优选为空气)通过衬底高度检测器450测量间隙值。检测技术的其它类型比如光学或电容也可以工作。选择间隙值(散焦)以在投影到衬底中的图像中形成所需量的特征边缘模糊。用于补偿这个间隙的常数需要补偿局部衬底高度变化。除了在z-方向上移动平台之外，作为替代，也是可以接受的是，在z-方向上移动投影透镜系统130或SLM 120。接着，控制计算机指令快速盘驱动器2806将第一行的数据发送给分解电子器件2807，该电子器件将第一帧的镜面状态数据装入给SLM存储器2808。

为理解分解电子器件2807的功能，需要首先理解SLM 120的要求。在SLM中的所有的镜面同时切换状态。所有的镜面的状态通过在SLM存储器2808中存储的值分别确定。因此，对分解电子器件的要求是：在每个镜面时钟周期中它必须给整个SLM存储器装入新的镜面状态值。对于Texas Intruments DMD器件，这是每102微秒。分解电子器件必须将每个图像的像素的计量值转换为随着移动衬底平移的镜面状态。基于附图19的简化的实例可以说明这是如何实现的。对于在结果图像1900中的任何像素，由于用于平移每行通过镜面部分1000的4个镜面时钟周期的缘故，5个剂量水平是可能的。例如，在衬底部分1002中的像素R4C2可以在时间T4、T5、T6和T7时对这个像素曝光。5个可能的曝光序列中的任何序列可以通过对应于在4个曝光时间时的镜面状态的0和1的字符串表示。例如，对于R4C2，字符串可能是0111。5个曝光序列的适合的组可以是：

0000 0001 0011 0111 1111

其它的可能序列也可以得到相同的剂量，比如1000而不是0001。可以使用这个自由度来补偿照明光源110的照明非均匀性。对应于曝光序列的剂量水平被定义为0、1、2、3和4。在镜面在时间(T4+T3)/2时切换之前，在SLM阵列1000的行4(R4)中的所有的像素的剂量水平从快速盘驱动器2806发送给分解电器驱动器2807。对应于每个可能的剂量水平的序列存储在分解电子器件中的查询表中。再次使用像素R4C2作为实例，它的剂量水平将是3，它对应于序列0111。在T3时所示的状态开始，SLM存储器2808将具有为在衬底阵列1000的第四行和第二列R4C2中的镜面装入的0状态。在镜面切换到在T4时所示的状态时，分解电子器件给SLM存储器装入在衬底阵列1000的第三行和第二列R3C2中的曝光序列(1)中的第二数字。镜面在(T5+T4)/2时切换状态。在镜面切换到在T5所示的状态之后，分解电子器件给SLM存储器装入在衬底阵列1000的第二行和第二列R2C2中的曝光序列(1)中的第三数字。镜面在(T6+T5)/2时切换状态。在镜面切换到在T6所示的状态之后，分解电子器件给SLM存储器装入在衬底阵列1000的第一行和第二列R1C2中的曝光序列(1)中的第四数字。镜面在(T7+T6)/2时切换状态。对于大得多的TexasIntruments DMD阵列，操作原理都相同。分解电子器件必须包含大到足够保存在SLM和查询表中的每个镜面的剂量水平代码的存储器。分解电子器件也包含处理薄记的逻辑部件。因为所有的镜面值都需要被确定并且在102微秒镜面时钟循环中被装入到SLM存储器中，因此许多镜面值都需要并行计算。例如，如果需要100纳秒计算用于单个镜面的下一状态，则显然需要并行完成大约800个镜面的计算。

控制计算机2801指令平台150移动到开始位置并加速到正确的恒定的速度。控制计算机2801也指令照明源110发射与光敏衬底140的要求相匹配的正确的强度光。这通常以可变光学衰减器实现。来自平台计量系统2802的数据告诉控制计算机该衬底何时处于正确的位置以开始曝光。再次参考附图19，在时间T1减T/2时，这里T满足等式(1)，衬底阵列1002的底部将处于衬底位置1/2。这时，控制计算机指令空间光调制器以切换所有的镜面到对应于在SLM存储器2808中存储的新的值的状态。同时控制计算机2801指令快速盘驱动器2806将下一行数据发送给分解电子器件2807，该分解电子器件2807将第二帧的镜面状态数据装入到SLM存储器中。重复这个处理直到达到衬底的边缘，在这时控制计算机指令平台执行回转；然后该系统准备开始螺旋形路径的下一段的曝光，如附图8所示。重复这个过程直到全部曝光了衬底的整个构图区。

上文参考附图28讨论的操作方法易于延伸以操作包括多个SLM区域阵列的本发明的光刻系统。

光刻工具的某些实施例具有带有以多行排列的多个区域阵列的SLM，其中应用下面的全部内容：(1)区域阵列的行垂直于在衬底上的SLM阵列的投影图像的运动的方向；(2)区域阵的列单个对准以使在阵列中的元件的行也垂直于在衬底上的SLM阵列的投影图像的运动的方向；和(3)区域阵列的位置从一行到下一行交错。这种结构的实例在附图29中示出。在附图29中，区域阵列2910被设置在三行中，其中行垂直于在衬底上的SLM阵列的投影图像的运动2950的方向(方向2950也是构图数据滚过区域阵列的元件的方向)。在附图29中所示的SLM区域阵列的结构允许衬底曝光，而不必按照如附图9所示的螺旋形路径(在附图9中的路径适合于单行SLM区域阵列，在其中在阵列之间存在间隙)。交错的结构允许在一行中的阵列之间的间隙由其它行中的阵列覆盖。在附图29中所示的实例显示了没有间隙的覆盖，这里在3行中的覆盖没有重叠；然而，某些实施例可以在覆盖上具有重叠。此外，在大致圆形的区域(由在附图29中的圆2960指示)内的SLM区域阵列充分利用成像光学器件，这种成像光学器件通常由圆形部件构成。例如，在附图29中的7个SLM阵列的图像通过包括单组圆形透镜的投影透镜系统可以同时投影到衬底上。

附图30所示为增加了镜面485、光切换机构121和第二SLM束收集器481的附图4的光刻工具。在本实例中，光切换机构121是第二SLM。提供SLM 120从光源(包括部件410至417)到衬底140的光路径由光线170表示。光切换机构121与SLM 120串联定位在光路径上。在本实例中，镜面485也已经插入到光路中以容纳在所示的位置中的SLM 121。显然，许多其它的光学结构也是可以的，这些结构都能够容纳在光源和SLM 120之间的光路上的光切换机构。SLM121是具有两个状态(光朝SLM 120反射的“打开”状态和镜面将光朝第二SLM束收集器481反射的“关闭”状态)的镜面的镜阵列。在本实例中，所有的其它的镜面作为一个切换。在附图30中的大部分工具的部件的讨论参见关于附图4的文字描述。对该工具的操作的进一步解释参考附图31。

在附图31中，SLM 120和121的切换的时序分别通过波形3120和3121示出。在SLM 120处于“打开”状态时，SLM的所有的元件可能分别是“打开”或“关闭”，换句话说，曝光构图可以装在SLM上。在SLM 120处于关闭状态时，SLM的所有元件都被“关闭”。对于SLM121也是一样，但除了在SLM 121处于“打开”状态时SLM的所有元件都被“打开”之外。SLM 120和121在切换之间具有相同的时间间隔T，换句话说，相同的切换频率；然而，通过T(1-1/n)的时间平移使它们平移成异相。两个SLM的所有元件每隔一个时间间隔地关闭。只有在两个SLM都处于“打开”状态时光才可能到达衬底，对于时间区间T/n它是每隔一个时间间隔。在这个时间区间中投影的图像必须穿过衬底的表面一个投影镜面节距的距离M(它与在衬底表面上的一个像素长度相同)。这导致了由下式给定的平台速度v：

v＝npM/T (7)

这里n是常数。在衬底的曝光之间的时间是2T，在这个时间中在SLM 120上的构图平移2n行。在原理上n可以具有大于1的任何值；然而，对于n的实际的选择通常是大于1但小于10的整数。

附图32所示为在SLM上的构图和在衬底上的图像的平移。在本实例中，衬底在平台上并且在曝光的过程中在x方向上以恒定的速度运动。也参考附图30，示出了下面的部件：SLM 120的一部分，它是具有12行×6列的区域的元件的阵列3200；衬底140的相应的部分，它是具有4行×6列的区域的像素的阵列3202；具有投影行节距(像素的宽度)1008的结果图像3207。结果图像显示由于整个曝光序列的完成引起在衬底上的一个可能的潜像。SLM和衬底的对应部分的“瞬态图”在均等间隔的时间T1至T7时示出，其中时间间隔是T(在时序图(附图31)中时间T1至T5也标记以便参考)。SLM和衬底的该部分在附图32中分别以M和S示出。就象从它们直接之上的位置在静止坐标系160的-z方向朝下看一样，绘制了SLM阵列3200、衬底阵列3202和结果图像3207。为了说明的方便，在每个“瞬态图”中SLM和衬底阵列彼此相邻地示出。在结果图像中的投影行节距1008是在SLM阵列3200中的行节距乘以投影透镜系统430的放大倍数。然而，为了便于说明，在每个“瞬态图”中所示的SLM和衬底阵列具有相同的尺寸和方位。在阵列3200和3202和图像3207上所示的网格仅用于参考。在3200中的亮方形对应于在“打开状态”中的SLM元件，同时暗方形对应于在“关闭”状态的SLM元件。在3202中的亮和暗区域对应于该“瞬态图”的SLM元件的状态。在附图32中所示的实例是n＝2。每2T时进行曝光并可看到在SLM阵列上的构图在这个时间周期中移动4行。结果图像与在附图10中所看到的结果图像相同，即使在附图32中的衬底在曝光过程中以两倍的速度运动。

上文参考附图30和32描述的方法是在不减小SLM的切换时间的情况下如何增加衬底通过量的实例。在已经使用SLM的最小开关时间时这是重要的，因为衬底的通过量进一步增加。这种通过量增加的代价是更加复杂的光刻工具，包括光切换机构和具有更大数量的行的SLM(以适应在两个曝光之间的2n行的运动)。

显然，附图30的工具可用于实施如前文描述的灰度级技术。附图30的工具可以被修改并以许多方式操作，如前文参考附图1至6的工具所描述。例如，如附图2和3所示的各种各样的图像运动机构可被集成到附图30的工具中。

显然在附图30中的光切换机构121在光路上的SLM 120之前和之后的不同位置上都可能有效，只要能够进行适当的光学调节即可。光切换机构可以集成到光源中，并且甚至可以是光源的固有特性(例如脉冲激光器)。光切换机构可以是SLM、挡光器、旋转镜或能够控制在光路中的光的通过的任何其它光学部件。在本领域普通技术人员将会认识到存在许多方法，在这些方法中这些光切换机构可以并入并用于本发明的光刻工具的许多实施例中。例如，在附图30的SLM 121和SLM 120之间增加某些透镜可以允许SLM 121的像素的图像一一对应地聚焦到SLM 120的像素上—这允许SLM 121被用于独立地控制阵列元件的不同块的光的通过或者甚至控制单个元件的光的通过。

现在考虑其中光切换机构可以比SLM 120更快地切换的情况。在附图33中，SLM 120和光切换机构的切换的时序分别通过波形3320和3321显示。在SLM 120处于“打开”状态时，SLM的所有元件分别处于“打开”和“关闭”，换句话说，曝光构图可以装在SLM上。在SLM120处于“关闭”状态时，SLM的所有元件都“关闭”。SLM上的构图可以在每个时间间隔T切换。光切换机构可以被构造成简单的两个状态“打开”/“关闭”开关。只有在SLM和光切换机构两者都处于“打开”状态时光才能到达衬底。光切换机构提供了允许光到达衬底的有限的时间区间T/n。在这个时间区间中投影图像必须在衬底的表面上移动一个投影镜面节距的距离pM(它与在衬底表面上的一个像素的长度相同)。这产生了由等式(7)给定的平台速度v。在衬底的曝光之间的时间是T，在这个时间T中在SLM 120上的构图平移了n行。在原理上n可以是大于1的任何值；然而，n的实际选择通常是大于1并小于20的整数，在这种情况下时间区间可以是所说的切换时间间隔的因数。

附图34所示为被构造成具有允许来自两个SLM区域阵列3420和3421以重叠在衬底表面上的投影图像的光学器件的光刻工具。如果需要的话，重叠的图像可以对准—像素与像素精确地叠加。光源110和棱镜3410至3413给两个SLM区域阵列3420和3421提供了照明。从SLM区域阵列反射的光通过棱镜3410至3413组合，如果通过成像光学器件3430投影在衬底140的光敏表面上。衬底140通过在坐标轴160的x-y平面中移动衬底的平台150实施。附图34的光学构造可以被修改以包括更多的SLM区域阵列。允许三个SLM区域阵列的投影的图像重叠在衬底表面上的的光学结构的实例在Gibbon等人的美国专利US6,582,080中示出，在此以引用参考的方式将其并入在本申请中。本领域普通技术人员会理解到，在附图34中的工具可以沿着在附图1至6中所示的设备线进行改进，由此提供了本发明的进一步的多个实施例。附图34的设备可以与附图30的操作方式类似地操作。参考附图35对该工具的操作进一步解释。

在附图35中，区域阵列3420和3421的切换的时序分别由波形3520和3521示出。在阵列3420处于“打开”状态时，该阵列的所有元件分别处于“打开”或“关闭”，换句话说，曝光构图可以装在该阵列上。在阵列3420处于“关闭”状态时，该阵列的所有元件都“关闭”。对于阵列3421也是这样的。阵列3420和3421在切换之间具有相同的时间间隔T，换句话说，相同的切换频率；然而，通过T(1-1/n)的时间平移可以使他们异相。两个阵列的所有元件每隔一个时间间隔都被“关闭”。两个区域阵列都处于“打开”状态并且双剂量的光每隔一个时间间隔则在时间区间T/n到达该衬底。在这个时间区间中，投影图像必须在衬底的表面上移动一个投影镜面节距的距离pM(它与在衬底表面上的一个像素的长度相同)。这产生了由等式(7)给定的平台速度v。在衬底的双剂量曝光之间的时间是2T，在这个时间2T中在SLM 120上的构图平移了2n行。衬底的光敏表面的显影条件和剂量的调节可以确保仅仅那些已经接收了足够的双剂量曝光的像素将形成显影的构图。

显然，附图34的工具可用于实施如前文描述的灰度级技术。附图34的工具可以被修改并以许多方式操作，如前文参考附图1至6和30的工具所描述。例如，如附图2和3所示的各种各样的图像运动机构可被集成到附图34的工具中。

附图34的光刻工具的操作的可替换的模式具有同相操作的区域阵列3420和3421。在这种情况下，衬底的速度将通过等式(1)限定。在单个区域阵列不能在单位时间发送足够大的剂量的剂量时这种操作模式可能比较有用。

参考附图8和9，SLM区域阵列被定向成使在衬底上的投影图像的像素列平行于图像本身的运动的方向。这导致了垂直于运动方向的像素的边缘的模糊；然而，平行于运动方向的边缘没有被运动模糊。为了实施灰度级技术，必须也模糊平行于运动方向的边缘。平行边缘的模糊可以以前文所述的多种方式实现，所有这些方式都涉及将SLM的模糊图像投影到衬底的表面上。存在一种实现模糊的边缘的可替换方法，这种方法可与上文公开的光刻工具的所有实施例(SLM区域阵列被定向成使在衬底上的投影图像中的像素列不平行于图像本身的运动方向)一起使用。例如，在投影的图像中的列可以与运动的方向成45度的角度，在这种情况下方形像素的所有边缘都将因单独的运动而被均等地模糊。

虽然参考特定的实施例以及描述了本发明，但是这些描述仅仅用于说明的目的而不构成对下面要求保护的发明的范围的限制。

Claims

1.一种操作用于对衬底进行构图的基于空间光调制器的光刻工具的方法，包括：

在所述衬底表面上限定像素的区域阵列，所述像素的尺寸和构造对应于所述空间光调制器中的可单独切换元件的投影间隔和构造；

对所述衬底上的每个像素指定剂量值，所述剂量是根据设计数据文件中的特征图案计算的；

将用于所述衬底上的每个像素的所述剂量值分解为代表每个时钟周期所述空间光调制器的每个元件的状态的值序列，所述元件具有至少两个状态，其中第一状态允许光到达所述衬底，而第二状态阻止光到达所述衬底；

将所述元件状态值装入空间光调制器存储器；

照射所述空间光调制器；

将所述空间光调制器的图像投影到所述衬底上，所述投影是由位于所述空间光调制器和所述衬底之间的投影光学器件实施的；

每个时钟周期根据所述空间光调制器存储器中的所述值将所述空间光调制器的所述元件切换一次；以及

在每个时钟周期期间，将所述衬底和所述投影图像彼此相对地位移与所述像素之间的所述间隔相等的距离；

其中所述衬底上的像素从所述空间光调制器的多个元件依次接收能量剂量。

2.如权利要求1的方法，其中所述衬底上的所述像素与所述空间光调制器中的所述可单独切换元件的所述对应是一一对应。

3.如权利要求1的方法，其中所述指定步骤包括通过调整所计算的剂量值补偿所述投影光学器件中的变形和像差。

4.如权利要求1的方法，其中所述指定步骤包括通过调整所计算的剂量值补偿所述空间光调制器的照射的不均匀性。

5.如权利要求1的方法，其中每个时钟周期为对应于所述空间光调制器相对于所述衬底的位置的一帧剂量数据执行一次所述分解步骤，其中一帧剂量数据是限定在一个时钟周期期间所述空间光调制器的所有所述元件的所述元件状态值所需的剂量数据。

6.如权利要求5的方法，其中每个时钟周期执行一次所述装入步骤。

7.如权利要求1的方法，其中在所述衬底曝光期间，连续照射所述空间光调制器。

8.如权利要求7的方法，其中在所述衬底曝光期间，在所述衬底上连续投影所述空间光调制器的所述图像。

9.如权利要求1的方法，其中所述衬底表面处的所述投影图像被模糊。

10.如权利要求9的方法，其中由位于所述空间光调制器和所述光敏涂层之间的散射体来实施所述模糊步骤。

11.如权利要求1的方法，其中所述空间光调制器是数字微镜设备，并且所述元件是可单独切换的镜子。

12.如权利要求1的方法，还包括：

测量所述衬底的变形；和

修改所述设计数据文件以便解决所述衬底变形。

13.如权利要求12的方法，其中所述空间光调制器的所述元件的切换被控制，以便改变对所述衬底上的任何像素所接收的总能量剂量依次做出贡献的所述空间光调制器的元件数目，从而所述衬底上的一些像素接收不同的非零总能量剂量。

14.如权利要求12的方法，其中由衬底对齐系统实施所述测量步骤。

15.如权利要求14的方法，其中所述衬底对齐系统包括机器视觉系统。

16.如权利要求1的方法，其中所述空间光调制器的所述元件的切换被控制，以便改变对所述衬底上的任何像素所接收的总能量剂量依次做出贡献的所述空间光调制器的元件数目，从而所述衬底上的一些像素接收不同的非零总能量剂量。

17.如权利要求16的方法，其中所述衬底表面处的所述投影图像被模糊。

18.如权利要求17的方法，其中所述切换被控制，以便在所述衬底的表面上的光敏涂层中限定特征，并且其中所述光敏涂层中的特征边缘被从由所述衬底上的所述区域阵列限定的像素边缘移动子像素距离。

19.如权利要求16的方法，其中所述空间光调制器的所述元件被布置在矩形网格上的行和列中，并且其中所述衬底的运动方向与所述空间光调制器的所述元件的所述列平行。

20.如权利要求16的方法，其中所述空间光调制器的所述元件被布置在矩形网格上的行和列中，并且其中所述衬底的运动方向与所述空间光调制器的所述元件的所述列既不平行也不正交。

21.如权利要求20的方法，其中所述切换被控制，以便在所述衬底的表面上的光敏涂层中限定特征，并且其中所述光敏涂层中的特征边缘被从由所述衬底上的所述区域阵列限定的像素边缘移动子像素距离。

22.如权利要求1的方法，还包括在所述投影步骤之前，将所述衬底与所述投影光学器件对齐。

23.如权利要求22的方法，其中所述对齐步骤包括对所述衬底上的任意特征与先前存储在存储器设备中的图像进行比较。

24.如权利要求22的方法，其中所述对齐步骤包括对所述衬底上的任意特征与先前存储在存储器设备中的理想的图像进行比较。

25.如权利要求24的方法，其中从由十字形和圆形组成的组中选择所述理想的图像。

26.一种光刻方法，包括以下步骤：

连续地照射空间光调制器，所述空间光调制器包括可单独切换元件的区域阵列，其中所述空间光调制器的所述元件布置在矩形网格上的行和列中；

使衬底相对于所述空间光调制器运动，所述衬底具有光敏涂层，其中所述衬底的运动方向与所述空间光调制器的所述元件的所述列既不平行也不正交；

在所述衬底运动的同时，在所述光敏涂层上投影所述空间光调制器的图像，所述光敏涂层包括像素的区域阵列，所述像素的尺寸和构造对应于所述空间光调制器中的可单独切换元件的投影间隔和构造；和

在所述衬底运动的同时，切换所述空间光调制器的所述元件，所述切换在至少两个状态之间进行，其中第一状态允许光到达所述衬底，而第二状态阻止光到达所述衬底，所述切换被控制，以便在所述光敏涂层中限定特征，从而所述空间光调制器的所述图像相对于所述光敏涂层运动越过所述光敏涂层，并且所述光敏涂层中的像素从所述空间光调制器的多个元件依次接收能量剂量；

其中所述空间光调制器的所述元件的切换被控制，以便改变对所述光敏涂层中的任何像素所接收的总能量剂量依次做出贡献的所述空间光调制器的元件数目，从而所述光敏涂层中的一些像素接收不同的非零总能量剂量。

27.如权利要求26的光刻方法，其中所述衬底的所述运动方向与所述空间光调制器的所述元件的所述列成45度。

28.如权利要求27的光刻方法，其中所述运动被控制，以便将所述光敏涂层中的特征边缘从由所述光敏涂层中的所述区域阵列限定的像素边缘移动子像素距离。

29.如权利要求26的光刻方法，其中由包括弧光灯的灯系统实施所述照射步骤。

30.如权利要求29的光刻方法，还包括改进照射均匀性的步骤。

31.如权利要求30的光刻方法，其中由位于所述弧光灯和所述空间光调制器之间的光管实施所述改进步骤。

32.如权利要求30的光刻方法，其中由位于所述弧光灯和所述空间光调制器之间的复眼透镜阵列实施所述改进步骤。

33.如权利要求26的光刻方法，其中由准连续激光器实施所述照射步骤。

34.如权利要求26的光刻方法，还包括在所述平台运动的同时，保持所述光敏涂层和所述投影光学器件之间的距离恒定，从而将所述图像聚焦在所述光敏涂层上。

35.如权利要求26的光刻方法，其中所述空间光调制器的所述元件的所述切换被控制，以便补偿所述空间光调制器的非均匀照射。

36.如权利要求26的光刻方法，其中由投影光学器件实施所述投影步骤，并且其中所述空间光调制器的所述元件的所述切换被控制，以便补偿所述投影光学器件中的变形和像差。

37.如权利要求26的光刻方法，其中所述空间光调制器的所述元件的所述切换被控制，以便补偿所述衬底的未对齐和变形。

38.如权利要求26的光刻方法，其中所述像素与所述空间光调制器中的所述可单独切换元件之间的所述对应是一一对应。

39.如权利要求26的光刻方法，在所述投影步骤之前还包括：

测量所述衬底的变形；和

修改所述设计数据文件以便解决所述衬底变形；

其中所述设计数据文件确定在所述光敏涂层中限定的所述特征的位置。

40.如权利要求26的光刻方法，在所述投影步骤之前还包括将所述衬底与投影光学器件对齐，其中由所述投影光学器件实施所述图像的所述投影。

41.如权利要求40的光刻方法，其中所述对齐步骤包括对所述衬底上的任意特征与先前存储在存储器设备中的图像进行比较。

42.如权利要求40的光刻方法，其中所述对齐步骤包括对所述衬底上的任意特征与先前存储在存储器设备中的理想的图像进行比较。

43.如权利要求42的光刻方法，其中从由十字形和圆形组成的组中选择所述理想的图像。

44.一种光刻方法，包括以下步骤：

连续地照射空间光调制器，所述空间光调制器包括可单独切换元件的区域阵列；

使衬底相对于所述空间光调制器运动，所述衬底具有光敏涂层；

在所述衬底运动的同时，在所述光敏涂层上投影所述空间光调制器的图像，所述光敏涂层包括像素的区域阵列，所述像素的尺寸和构造对应于所述空间光调制器中的可单独切换元件的投影间隔和构造；

在所述衬底运动的同时，切换所述空间光调制器的所述元件，所述切换是在至少两个状态之间进行的，其中第一状态允许光到达所述衬底，而第二状态阻止光到达所述衬底，所述切换被控制，以便在所述光敏涂层中限定特征，从而所述空间光调制器的所述图像相对于所述光敏涂层运动越过所述光敏涂层，并且所述光敏涂层中的像素从所述空间光调制器的多个元件依次接收能量剂量；和

使所述图像模糊；

45.如权利要求44的光刻方法，其中由投影光学器件实施所述投影步骤，并且其中通过沿着所述投影光学器件的光轴将所述光敏涂层移动到希望的散焦的点来实施所述模糊步骤。

46.如权利要求45的光刻方法，还包括在所述平台运动的同时，保持所述光敏涂层和所述投影光学器件之间的距离恒定，从而维持所述希望的散焦。

47.如权利要求44的光刻方法，其中由位于所述空间光调制器和所述光敏涂层之间的散射体来实施所述模糊步骤。

48.如权利要求44的光刻方法，其中所述光敏涂层中的所述特征的瞬时边缘剂量分布的宽度近似等于相应的所得边缘剂量分布的宽度。

49.如权利要求48的光刻方法，其中从75％光强度到25％光强度的点测量所述瞬时边缘剂量分布和所述所得边缘剂量分布的宽度。

50.如权利要求44的光刻方法，其中所述光敏涂层中的所述特征的瞬时边缘剂量分布近似为高斯形状。

51.如权利要求50的光刻方法，其中所述光敏涂层中的所述特征的所得边缘剂量分布近似为高斯形状。

52.如权利要求51的光刻方法，其中所述光敏涂层中的所述特征的所得边缘剂量分布的宽度近似等于相应的瞬时边缘剂量分布的宽度。

53.如权利要求52的光刻方法，其中从75％光强度到25％光强度的点测量所述瞬时边缘剂量分布和所述所得边缘剂量分布的宽度。

54.如权利要求44的光刻方法，其中所述模糊被控制，以便使得能够将所述光敏涂层中的特征边缘从由所述衬底上的所述区域阵列限定的像素边缘移动子像素距离。

55.如权利要求44的光刻方法，其中所述像素与所述空间光调制器中的所述可单独切换元件的所述对应是一一对应。

56.一种光刻工具，包括：

空间光调制器，所述空间光调制器包括可单独切换元件的区域阵列，所述空间光调制器的所述元件布置在矩形网格上的行和列中；

光源，配置为连续照射所述空间光调制器；

成像光学器件，配置为将所述空间光调制器的图像连续投影到光敏材料上，所述光敏材料包括像素的区域阵列，所述像素的尺寸和构造对应于所述空间光调制器中的可单独切换元件的投影间隔和构造，其中所述光敏材料覆盖衬底的表面；

控制系统，配置为控制所述空间光调制器的所述可单独切换元件的切换，以便在所述光敏材料中限定特征，所述切换在至少两个状态之间进行，其中第一状态允许光到达所述光敏材料，而第二状态阻止光到达所述光敏材料；和

平台，配置为使所述衬底相对于所述投影图像运动，从而所述光敏材料中的像素从所述空间光调制器的多个元件依次接收能量剂量；

其中所述衬底的运动方向与所述空间光调制器的所述元件的所述列既不平行也不正交，并且其中所述控制系统还配置为控制所述空间光调制器的所述元件的切换，以便改变对所述光敏材料中的任何像素所接收的总能量剂量依次做出贡献的所述空间光调制器的元件数目，从而所述光敏材料中的一些像素接收不同的非零总能量剂量。

57.如权利要求56的光刻工具，其中所述衬底的所述运动方向与所述空间光调制器的所述元件的所述列成45度。

58.如权利要求56的光刻工具，其中所述光敏材料中的特征边缘被从由所述光敏材料中的所述区域阵列限定的像素边缘移动子像素距离。

59.如权利要求56的光刻工具，其中所述光源是包括弧光灯的灯系统。

60.如权利要求59的光刻工具，其中所述灯系统还包括位于所述弧光灯和所述空间光调制器之间的光管。

61.如权利要求59的光刻工具，其中所述灯系统还包括位于所述弧光灯和所述空间光调制器之间的复眼透镜阵列。

62.如权利要求56的光刻工具，其中所述光源是准连续激光器。

63.如权利要求56的光刻工具，其中所述空间光调制器是数字微镜设备。

64.如权利要求56的光刻工具，其中所述像素与所述空间光调制器中的所述可单独切换元件的所述对应是一一对应。

65.如权利要求56的光刻工具，还包括：

数据准备计算机；和

分解电子器件；

其中所述数据准备计算机配置为将设计数据文件修改为适合于所述分解电子器件的形式，并且所述分解电子器件配置为将修改后的设计数据转换为代表所述空间光调制器的每个所述元件的所述状态的值的矩阵。

66.如权利要求56的光刻工具，还包括衬底对齐系统，所述衬底对齐系统配置为使所述衬底与所述成像光学器件对齐。

67.如权利要求66的光刻工具，其中所述衬底对齐系统是机器视觉系统，所述机器视觉系统配置为对所述衬底上的任意特征和先前存储在存储器设备中的图像进行比较。

68.如权利要求66的光刻工具，其中所述衬底对齐系统是机器视觉系统，所述机器视觉系统配置为对所述衬底上的任意特征和先前存储在存储器设备中的理想的图像进行比较。

69.如权利要求68的光刻工具，其中从由十字形和圆形组成的组中选择所述理想的图像。

70.如权利要求66的光刻工具，其中所述衬底对齐系统还配置为测量所述衬底的变形。

71.如权利要求70的光刻工具，还包括：

数据准备计算机；和

分解电子器件；

其中所述数据准备计算机配置为：(1)将设计数据文件修改为适合于所述分解电子器件的形式；和(2)修改所述设计数据以便补偿所述衬底的所述变形，并且其中所述分解电子器件配置为将修改后的设计数据转换为代表所述空间光调制器的每个所述元件的所述状态的值的矩阵。

72.一种光刻工具，包括：

空间光调制器，所述空间光调制器包括可单独切换元件的区域阵列；

光源，配置为连续照射所述空间光调制器；

成像光学器件，配置为将所述空间光调制器的图像投影到光敏材料上，所述光敏材料包括像素的区域阵列，所述像素的尺寸和构造对应于所述空间光调制器中的可单独切换元件的投影间隔和构造；

控制系统，配置为控制所述空间光调制器的可单独切换元件的切换，以便在所述光敏材料中限定特征，所述切换在至少两个状态之间进行，其中第一状态允许光到达所述光敏材料，而第二状态阻止光到达所述光敏材料；和

其中所述平台和所述成像光学器件还配置为在所述光敏材料上提供所述空间光调制器的散焦图像，并且其中所述控制系统还配置为控制所述空间光调制器的所述元件的切换，以便改变对所述光敏材料中的任何像素所接收的总能量剂量依次做出贡献的所述空间光调制器的元件数目，从而所述光敏材料中的一些像素接收不同的非零总能量剂量。

73.如权利要求72的光刻工具，还包括间隙测量系统，配置为监视所述成像光学器件和覆盖所述衬底的所述光敏材料之间的距离。

74.如权利要求73的光刻工具，还包括间隙控制系统，用于保持所述光敏材料和所述成像光学器件之间的距离恒定，从而维持希望的散焦。

75.一种光刻工具，包括：

光源，配置为连续照射所述空间光调制器；

成像光学器件，配置为将所述空间光调制器的图像投影到光敏材料上，所述光敏材料包括像素的区域阵列，所述像素的尺寸和构造对应于所述空间光调制器中的可单独切换元件的投影间隔和构造，其中所述光敏材料覆盖衬底的表面；

其中所述成像光学器件还配置为在所述光敏材料上投影所述空间光调制器的模糊图像，并且其中所述控制系统还配置为控制所述空间光调制器的所述元件的切换，以便改变对所述光敏涂层中的任何像素所接收的总能量剂量依次做出贡献的所述空间光调制器的元件数目，从而所述光敏材料中的一些像素接收不同的非零总能量剂量。

76.如权利要求75的光刻工具，其中所述成像光学器件包括配置为使所述空间光调制器的所述图像模糊的散射体。

77.如权利要求75的光刻工具，其中所述成像光学器件的数值孔径被调整为使得所述空间光调制器的所述图像被模糊。

78.如权利要求75的光刻工具，其中所述成像光学器件包括配置为使所述空间光调制器的所述图像模糊的微透镜阵列。

79.如权利要求75的光刻工具，其中所述空间光调制器的所述元件被布置在矩形网格上的行和列中，并且其中所述衬底的运动方向与所述空间光调制器的所述元件的所述列平行。