專利名稱：用于工件上先后形成的層之間的重疊補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置的制作方法
用于工件上先后形成的層之間的重疊補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2008年5月22日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/071，871的優(yōu)先權(quán)， 其全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。
本申請(qǐng)還要求于2009年5月22日提交的代理人案號(hào)為^74_000056/US/01和P00326US 的、屬于 Mikael Wahlsten 和 Fredrik Sj5str0m的美國(guó)申請(qǐng) No._的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。技術(shù)領(lǐng)域
示例性實(shí)施例涉及光掩膜、模板、基板、器件或者其它依賴于在相同工件上進(jìn)行多 次曝光和/或圖案形成步驟的工件的制造方法。更具體地，示例性實(shí)施例通過解決在所述 圖案形成步驟之間的工件的變形，來提供用于改善多次圖案形成步驟之間的對(duì)準(zhǔn)的方法和直ο背景技術(shù)
相移光掩膜(phase shift photomask,PSM)的制造是一個(gè)基于層間良好重疊的示 例性處理方法。PSM常用于改善由步進(jìn)光刻機(jī)(stepper)在晶片上重現(xiàn)(!^produce)的圖 像的曝光的圖像質(zhì)量。制造PSM有許多傳統(tǒng)方法。但是，通常所有這些方法都要求在第一 層與后續(xù)層之間的充分精確的對(duì)準(zhǔn)。
半色調(diào)(Half Tone,HT)掩膜的生產(chǎn)是另一個(gè)層間充分精確的重疊是重要的示例。 在HT光掩膜生產(chǎn)中，制造由具有不同透射范圍(例如，大約O %、大約50%和大約100%)的 區(qū)域構(gòu)成的掩膜。通常，這種處理需要對(duì)工件進(jìn)行至少兩次圖案形成步驟，并具有中間處理 步驟。這些類型的掩膜通常用于組合兩個(gè)或兩個(gè)以上的圖案，以生成TFT陣列背板(array backplane)，這減小了某種設(shè)計(jì)所需的物理掩膜的數(shù)量。
制造三維(3D)結(jié)構(gòu)，通常用于壓印模板或者其它依賴于3D結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)，也通 過在圖案形成步驟之間具有中間處理步驟(例如，顯影和/或蝕刻)的先后圖案形成步驟 來形成。在這些制造過程中，圖案形成或限定步驟之間充分精確的重疊對(duì)確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量來 說是十分重要的。
上述工件、掩膜、基板、模板等通常用于顯示器用途的制造過程中，例如薄膜 晶體管液晶 H Tj^ 器(thin-film transistor-liquid crystal display, TFT-LCD)，有 機(jī)發(fā)光二極管(organic light emitting diode，0LED)、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器 (surface-conduction electron-emitter display, SED)、等離子(plasma display panel，PDP)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(field emission display，F(xiàn)ED)、低溫多晶硅液晶顯示器(low temperature poly-silicon LCD，LTPS-LCD)和類似的顯示器技術(shù)。其它的應(yīng)用領(lǐng)域是在 半導(dǎo)體器件和支持結(jié)構(gòu)的制造中，例如存儲(chǔ)器(例如，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、閃速存儲(chǔ)器(FLASH)、鐵電體、鐵磁體等)、集成電路(IC)、印刷電路 板(PCB)，IC基板，電荷耦合器(CCD)傳感器、互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q傳感器、全息圖(hologram)、印刷線路板(PWB)等。
在直接形成圖案或者“無掩膜”圖案形成技術(shù)中，層到層(layer-to-layer)的 重疊也是較關(guān)鍵的特性。在這些技術(shù)中，模板或者光掩膜通常是被快速圖案生成器(fast pattern generator)取代。用于無掩膜生產(chǎn)的快速圖案生成器(被稱為“直接寫入工具”) 具有在相同的工件上重疊后續(xù)圖案的能力；即直接重疊在意圖器件上。
傳統(tǒng)上，圖案化地形成第二和后續(xù)層通常依賴于點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)使用點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，圖案化 地形成在參考層上的有限數(shù)量的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)后續(xù)圖案形成步驟起引導(dǎo)作用。因此，待形成 的第一層包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，并且在顯影、蝕刻、抗蝕劑自旋(resist spinning)或者其它處理 之后，工件就準(zhǔn)備好用于下一層曝光。
在圖案化地形成工件的后續(xù)層之前，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被圖案形成系統(tǒng)讀取。為了能夠?qū)?后續(xù)層裝配在第一層上或者與第一層成特定的關(guān)系，系統(tǒng)計(jì)算變換因子(transformation factor)(例如，旋轉(zhuǎn)、平移、比例縮放、正交等)。這些計(jì)算出的變換因子被用在后續(xù)圖案形 成步驟中，以實(shí)現(xiàn)在圖案化地形成的層之間的恰當(dāng)?shù)闹丿B。
理論上，通過計(jì)算和使用變換因子(例如，平移、旋轉(zhuǎn)、比例縮放和/或正交)，能夠 實(shí)現(xiàn)充分精確的重疊。但是，這只在工件被視為基本上是剛性的時(shí)候才如此。
遺憾的是，在光掩膜的制造中，例如，掩膜本身不能被認(rèn)為是剛性體。而是，在第一 或者后續(xù)圖案形成步驟期間，板會(huì)發(fā)生變形或畸變。這種變形可能由工件背面的顆粒、圖案 形成條件的變化、圖案設(shè)計(jì)、向板支承件上的放置等因素引起。因?yàn)檫@些變形通常導(dǎo)致局部 的和幾何學(xué)上的復(fù)雜變形或畸變，它們無法通過使用簡(jiǎn)單的全局參數(shù)來得到補(bǔ)償。
傳統(tǒng)上，可在第一層或參考層中增加額外的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖案形成步驟之 間的工件畸變情況的更好的近似。然而，附加對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的引入通常是不可能的，因?yàn)楣ぜ?主要部分被功能圖案覆蓋，因此無法包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
此外，要實(shí)現(xiàn)對(duì)畸變將發(fā)生在何處進(jìn)行可接受的提前預(yù)測(cè)也是比較困難的(如果 不是完全不可能的話)，因此，在特定區(qū)域增加對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量不是一個(gè)切實(shí)可行的解決方 案。通常，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記只容許在圖案區(qū)域或者圖像場(chǎng)的周圍，并且通常被布置為比較靠近工件 的周緣。
美國(guó)專利No. 7，148，971提出了在寫入器和測(cè)量機(jī)器中使用Z-校正 (Z-correction)的可能。Z-校正使參考坐標(biāo)系的校準(zhǔn)(calibration)能夠獨(dú)立于參考層 的Z-形狀。這種測(cè)量系統(tǒng)在市場(chǎng)上有售，但不是所有的大光掩膜制造商都獲取了這類機(jī) 器。因此，它還不是普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)。
市場(chǎng)上的當(dāng)前趨勢(shì)是，大的光掩膜將變得越來越高級(jí)，并且對(duì)于TFT光掩膜，第二 層寫入將變得更加普遍。在未來，掩膜可能將變得更加高級(jí)，包含多于兩個(gè)層。對(duì)于更加高 級(jí)的掩膜，層間重疊對(duì)于獲得最終產(chǎn)品的良好產(chǎn)出率更加重要，因?yàn)橥ǔＪ褂枚嘤谝粚訉?入的板是在掩膜組中最關(guān)鍵的層。
另一個(gè)正在成長(zhǎng)的在寫入通道間需求充分精確的重疊的技術(shù)領(lǐng)域是使用光刻 (photolithographic)方法的三維(3D)寫入。多通道寫入(Multi-pass writing)可用于 通過在每次曝光之間進(jìn)行處理步驟以提供3D形狀，來生成三維結(jié)構(gòu)。這要求在每個(gè)被寫通 道之間相對(duì)良好的對(duì)準(zhǔn)。發(fā)明內(nèi)容
為了滿足以上指出的未來的需求，本發(fā)明提出了方法和裝置，用于抑制、減小和 /或消除由在工件上先后圖案化地形成的層之間的工件畸變?cè)斐傻膶?duì)層到層的重疊的不 利影響。本發(fā)明的方法和裝置抑制、減小和/或消除對(duì)層到層畸變的不利影響，而不損害 (compromise)原始圖案設(shè)計(jì)或者減小用于形成圖案的可用的工件表面面積。
根據(jù)示例性實(shí)施例的方法和裝置不會(huì)影響寫入器的絕對(duì)配準(zhǔn)(absolute registration) 0
示例性實(shí)施例可適用于對(duì)絕對(duì)配準(zhǔn)沒有非常嚴(yán)格要求的多層寫入(multiple layer writing)的領(lǐng)域。因此，示例性實(shí)施例對(duì)測(cè)量機(jī)器或者驗(yàn)證最終板的配準(zhǔn)的工具沒 有任何額外的要求。
至少一些示例性實(shí)施例提供了這樣的方法和裝置，其用于通過引入改進(jìn)的補(bǔ)償工 件畸變的對(duì)準(zhǔn)方法，來改善在工件上先后圖案化地形成的層之間的重疊。
示例性實(shí)施例還提供了用于生成圖案的方法和裝置，其中，第一參考層與后續(xù)層 之間的相對(duì)差異被補(bǔ)償，而不影響裝置的絕對(duì)配準(zhǔn)。因此，使用根據(jù)示例性實(shí)施例的方法對(duì) 最終用戶來說可以是透明的、大致透明的或者完全透明的，并且對(duì)測(cè)量機(jī)器或檢驗(yàn)配準(zhǔn)的 工具沒有任何附加的要求。
示例性實(shí)施例還提供了用于改善后續(xù)層與在先層(previous layer)的對(duì)準(zhǔn)性的 方法和裝置，而無需在在先層中引入更多的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
示例性實(shí)施例還提供了用于改善層到層的重疊的方法和裝置，基于描述圖像形成 步驟之間的工件畸變和/或變形的“無網(wǎng)格” /連續(xù)的一維或多維補(bǔ)償。
至少一個(gè)示例性實(shí)施例提供了一種用于在工件上形成圖案并進(jìn)行對(duì)準(zhǔn) (patterning and aligning)的方法。根據(jù)至少這個(gè)示例性實(shí)施例，此方法包括獲取工件 的第一 Z-形狀；在工件上圖案化地形成參考網(wǎng)格；獲取工件的第二 Z-形狀；基于獲取的第 一和第二 Z-形狀計(jì)算補(bǔ)償值集合；基于計(jì)算出的補(bǔ)償值集合更新參考網(wǎng)格；和圖案化地形 成工件的后續(xù)層。
此方法還包括在獲取工件的第二 Z-形狀之前對(duì)工件進(jìn)行處理。根據(jù)至少一些示 例性實(shí)施例，可在獲取工件的第二 Z-形狀之前對(duì)工件進(jìn)行處理?？稍讷@取工件的第一 Z-形 狀之前或者之后圖案化地形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
可基于計(jì)算出的補(bǔ)償值集合來計(jì)算至少一個(gè)全局變換；并且可基于此全局變換來 更新參考網(wǎng)格。
根據(jù)至少一些示例性實(shí)施例，參考網(wǎng)格可由第一圖案生成器圖案化地形成，而后 續(xù)層可由第二圖案生成器圖案化地形成。由第一 Z-形狀與第二 Z-形狀之間的差異引起的 重疊誤差可被補(bǔ)償，而不改變絕對(duì)配準(zhǔn)。
根據(jù)至少一些示例性實(shí)施例，第一 Z-形狀的獲取可包括在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn) 的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度來生成第一高度測(cè)量值集合。第二 Z-形狀的獲取可包括 在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度來生成第二高度測(cè)量值集合。
根據(jù)至少一些示例性實(shí)施例，補(bǔ)償值集合包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)的補(bǔ)償 值。在此示例中，各補(bǔ)償值的計(jì)算可包括計(jì)算在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一點(diǎn)處的第一高度測(cè)量 值與第二高度測(cè)量值之間的差異，并基于計(jì)算出的差異和工件的厚度來計(jì)算對(duì)測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)7償值。
至少一個(gè)其它的示例性實(shí)施例提供一種用于在工件上形成圖案的裝置。此裝置包 括用于獲取工件的第一 Z-形狀的構(gòu)件(means)；用于圖案化地形成參考網(wǎng)格的構(gòu)件；用 于處理工件的構(gòu)件；用于獲取工件的第二 Z-形狀的構(gòu)件；用于基于第一和第二 Z-形狀計(jì) 算補(bǔ)償值集合的構(gòu)件；用于基于補(bǔ)償值集合更新參考網(wǎng)格的構(gòu)件；和用于圖案化地形成工 件的后續(xù)層的構(gòu)件。
此裝置還可包括用于基于計(jì)算出的補(bǔ)償值集合來計(jì)算至少一個(gè)全局變換的構(gòu) 件；和用于基于全局變換來更新參考網(wǎng)格的構(gòu)件。此裝置還可包括用于圖案化地形成對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記的構(gòu)件。
用于獲取第一 Z-形狀的構(gòu)件可包括用于在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè) 量Z-方向的高度來生成第一高度測(cè)量值集合的構(gòu)件。用于獲取第二 Z-形狀的構(gòu)件可包括 用于在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向的高度來生成第二高度測(cè)量值集合的 構(gòu)件。
根據(jù)至少一些示例性實(shí)施例，補(bǔ)償值集合包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)的補(bǔ)償 值。用于計(jì)算各補(bǔ)償值的構(gòu)件可包括用于計(jì)算在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一點(diǎn)處的第一高度測(cè) 量值與第二高度測(cè)量值之間的差異的構(gòu)件；和用于基于計(jì)算出的差異和工件的厚度來計(jì)算 對(duì)測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)償值的構(gòu)件。
至少一個(gè)其它的示例性實(shí)施例提供一種用于在工件上形成圖案的裝置。此裝置包 括圖案生成裝置和Z-校正與處理模塊。圖案生成裝置構(gòu)造成圖案化地形成工件的至少第 一和第二層，在圖案化地形成工件的第一層之前或之后獲取工件的第一 Z-形狀，并且在圖 案化地形成工件的第二層之后獲取工件的第二 Z-形狀。Z-校正與處理模塊構(gòu)造成基于第 一和第二 Z-形狀計(jì)算補(bǔ)償值，并且基于計(jì)算出的補(bǔ)償值更新參考網(wǎng)格。
根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例，圖案生成裝置包括放置工件的工作臺(tái)、構(gòu)造成獲取 工件的第一和第二 Z-形狀的測(cè)量工具、和構(gòu)造成圖案化地形成工件的至少第一和第二層 的圖案生成工具。
補(bǔ)償值集合可包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)的補(bǔ)償值。測(cè)量工具構(gòu)造成通過在 工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度來生成第一高度測(cè)量值的集合，從 而獲取第一Z-形狀。測(cè)量工具還構(gòu)造成通過在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方 向上的高度來生成第二高度測(cè)量值的集合，從而獲取第二 Z-形狀。
Z-校正與處理模塊構(gòu)造成通過計(jì)算在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一點(diǎn)處的第一高度測(cè)量 與第二高度測(cè)量之間的差異來計(jì)算各補(bǔ)償值，并且基于此計(jì)算出的差異和工件的厚度來計(jì) 算對(duì)測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)償值。


總的發(fā)明構(gòu)思將由以下給出的相關(guān)于附圖的示例性實(shí)施例的描述而變得更加明 顯，其中
圖1顯示由顆粒引起的在板的X-Y平面中的示例性畸變；
圖2示意在圖1中所描述的板的兩次測(cè)量之間在Z-形狀的示例性差異；
圖3是示意根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的在工件上形成圖案的方法的流程簡(jiǎn)圖4是示意根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的在工件上形成圖案的方法的流程簡(jiǎn)圖；和
圖5示意根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的圖案生成系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
以下描述參考附圖進(jìn)行。示例性實(shí)施例的描述是為了示意本發(fā)明，而非限制本發(fā) 明的范圍。
要注意的是，本發(fā)明的方法以描繪為流程圖表(flowchart)或流程簡(jiǎn)圖的處 理流程(process)進(jìn)行描述。雖然流程圖表或流程簡(jiǎn)圖可將操作描述為連續(xù)處理流程 (sequential process)，但是這些操作可平行、同時(shí)或同步地進(jìn)行。此外，操作的次序 (order)可重新布置。當(dāng)處理流程的操作完成時(shí)，可結(jié)束處理流程，但也可有圖中未包含 的附加的步驟(例如，重復(fù))。處理流程可對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、過程(procedure)、子例程 (subroutine)、子程序(subprogram)等。當(dāng)處理流程對(duì)應(yīng)于函數(shù)時(shí)，它的結(jié)束可對(duì)應(yīng)于函 數(shù)返回到調(diào)用函數(shù)或者主函數(shù)。
此外，在此描述的方法可通過硬件、軟件、固件(firmware)、中間件(middleware)、 微代碼(microcode)、硬件描述語言或者它們的任意組合來實(shí)施。當(dāng)以軟件、固件、中間件 或者微代碼實(shí)施時(shí)，用以執(zhí)行必要的任務(wù)的程序代碼或者代碼段可被存儲(chǔ)在機(jī)器或者計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)例如存儲(chǔ)介質(zhì)中。處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(field programmable gate array, FPGA)、專用集成電路(application specific integrated circuit, ASIC)等可 執(zhí)行必要的任務(wù)。術(shù)語“存儲(chǔ)介質(zhì)”可表示用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，包括只讀 存儲(chǔ)器(read only memory, ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random access memory, RAM)、磁荷 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(magnetic RAM)、磁心存儲(chǔ)器(core memory)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)(magnetic disk storage medium)、光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)(optical storage medium)、快閃存儲(chǔ)設(shè)備(flash memory device)禾口 /或其它用于存儲(chǔ)信息的機(jī)器可讀介質(zhì)(machine readable medium)。 術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(computer-readable medium) ”可包括但不限于便攜的或者固定 的存儲(chǔ)設(shè)備、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備、無線信道(wireless channel)或者各種其它的能夠存儲(chǔ)、容納 或者攜載指令和/或數(shù)據(jù)的介質(zhì)。
代碼段可表示過程、函數(shù)、子程序、程序、例程、子例程、模塊、軟件包(software package)、類(class)，或者指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者程序語句(program statement)的任意組 合。代碼段可被結(jié)合到另一個(gè)代碼段或者硬件電路，方法是傳送和/或接收信息、數(shù)據(jù)、變 元(argument)、參數(shù)或者存儲(chǔ)器內(nèi)容。信息、變?cè)?、參?shù)、數(shù)據(jù)等可經(jīng)由任何適合的手段來傳 遞、轉(zhuǎn)發(fā)、或者傳送，包括存儲(chǔ)器共享、消息傳遞、令牌傳遞(token passing)、網(wǎng)路傳送等。
示例性實(shí)施例提供用于生成圖案的方法和裝置，其中，由工件(例如，大面積光掩 膜)與工作臺(tái)(stage)之間的顆粒引發(fā)的畸變可被補(bǔ)償。
圖1示意在有和沒有顆粒存在時(shí)板上的許多測(cè)量標(biāo)記的X-Y位置的兩次測(cè)量之 間的差異。圖2是顯示兩次測(cè)量之間板的Z-形狀的示例差異的透視圖。具體地，圖1和 2顯示在平的基板載體(substrate carrier)與10毫米(mm)厚的石英光掩膜(quartz photomask)之間夾帶的(trapped) 15微米(μ m)顆粒的影響。
如果顆粒不存在于圖案化地形成的包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的第一層(在此也稱為參考 層)時(shí)，但存在于圖案化地形成的后續(xù)層(subsequent layer)時(shí)，則圖案或圖案層之間的充分精確的重疊可能無法實(shí)現(xiàn)。以下情況下尤其如此僅有基于第一層中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 的測(cè)量計(jì)算出的全局參數(shù)(例如，比例縮放(scale)、正交(orthogonality)、旋轉(zhuǎn)、平移 (translation)等)用于寫入的變換(transformation)，或者參考網(wǎng)格(reference grid) 用于后續(xù)的圖案形成步驟。
此外，在沒有可測(cè)量的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的工件(例如，光掩膜、基板、晶片等)的一個(gè)區(qū)域 內(nèi)存在的畸變，無法通過測(cè)量已有的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記而被直接補(bǔ)償。對(duì)于這種特殊的情況，當(dāng)在工 件的局部畸變(例如，由于顆粒引起)附近沒有可測(cè)量的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，難以或者甚至不可能 通過分析工件表面的被測(cè)量形式中的變化來充分精確地(良好地)評(píng)估X-Y平面中的局部畸變。
X-Y平面中的局部畸變可基于Z-方向上的測(cè)量而被檢測(cè)出來，上面討論的局部 畸變的特殊問題可通過對(duì)畸變的Z-形狀進(jìn)行補(bǔ)償而至少部分地得到緩解，正如美國(guó)專利 No. 7，148，971所描述的，其全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。然而，在多層寫入策略中或者對(duì)于 具有多次曝光且?guī)в兄虚g處理步驟的圖案形成方式，存在與美國(guó)專利No. 7，148,971中所 描述的Z-形狀補(bǔ)償方法相關(guān)的一些考慮，其將在下面討論，并且可通過示例性實(shí)施例來解 決。
圖5顯示根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的圖案生成系統(tǒng)。
參考圖5，圖案生成系統(tǒng)500包括大面積(LA)圖案生成裝置20，圖案生成裝置20 也可用作測(cè)量裝置。圖案生成裝置20包括圖案寫入工具或者寫入頭21和測(cè)量工具22。圖 案寫入工具21可包括將從激光器發(fā)射的激光束導(dǎo)向工件11的反射鏡(例如，一個(gè)或多個(gè) 空間光調(diào)制器(spatial light modulator，SLM)。
測(cè)量工具22可為任何已知的能夠測(cè)量在圖案生成裝置20與工件11的表面13之 間的高度Hz的工具。工件11可以是，例如半導(dǎo)體晶片、塑料材料(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (Polyethylene Ter印hthalate，PET)、聚萘二酸乙二醇酉旨(Polyethylene Naphthalate, PEN)等)、鍍鉻石英掩膜(chrome coated quartz mask)、柔性材料、金屬等。工件11的更 具體地示例包括用于顯示器制造的玻璃基板、用于光刻(lithography)的光掩膜、半導(dǎo)體 晶片、合成橡膠基模板(elastomer based template)等。
工件11布置在工作臺(tái)23上，表面13朝上放置。在圖案形成(寫入)處理中，圖 案寫入工具21能夠在工作臺(tái)23的整個(gè)表面的上方平移或運(yùn)動(dòng)。
在一個(gè)示例中，工作臺(tái)23被賦予能力或者手段來相對(duì)于圖案寫入工具21在X方 向上運(yùn)動(dòng)，并且圖案寫入工具21安裝到布置在梁25上的滑動(dòng)支承件對(duì)，滑動(dòng)支承件M使 圖案寫入工具21相對(duì)于工作臺(tái)23在Y方向上運(yùn)動(dòng)。在另一個(gè)示例中，工作臺(tái)23可配備 為在X和Y方向上都運(yùn)動(dòng)，而圖案寫入工具21保持靜止。工作臺(tái)23可配備有氣承(air bearing)或者其它運(yùn)動(dòng)裝置，以使工作臺(tái)23能夠在X和/或Y方向上運(yùn)動(dòng)。在又一個(gè)示例 中，圖案寫入工具21可配備為在X和Y方向上都運(yùn)動(dòng)，而工作臺(tái)23保持靜止。
仍然參考圖5，在一個(gè)示例中，圖案生成裝置20還設(shè)置有帶角度的腳板(foot plate)沈，腳板沈通過氣墊(air cushion) 27布置成距工件11的表面13的上方一個(gè)恒定 距離。腳板26和圖案寫入工具21經(jīng)由柔性連接件28連接到滑動(dòng)支承件24，以使滑動(dòng)支 承件M與圖案寫入工具21/腳板沈之間的距離能夠依據(jù)工件11的表面13的粗糙度而變 化。
測(cè)量工具22可測(cè)量在Z-方向的變化距離(高度Hz)來計(jì)算在Z-方向的表面13 的粗糙度或者Z-形狀。平行于工件11的表面13的腳板沈的尺寸具有用于來自圖案寫入 工具21的激光束的開口，并且可相對(duì)較大(例如，在每側(cè)大約5mm)，以使測(cè)量可用于檢測(cè)在 相對(duì)較長(zhǎng)的距離上的高度或者Z-形狀的偏差。由于腳板沈與工件11之間的恒定距離，腳 板26下方的氣墊27起圖案生成裝置20的自動(dòng)聚焦器件的作用。
仍然參考圖5，圖案生成系統(tǒng)500還包括Z-校正與處理模塊30。Z-校正與處理模 塊30圖示為模塊或組塊(block)，其可代表位于計(jì)算機(jī)的處理器、FPGA、ASIC等之內(nèi)的模塊 結(jié)構(gòu)，從而使該計(jì)算結(jié)構(gòu)成為特殊用途的、結(jié)構(gòu)化的計(jì)算機(jī)或處理器，，而非一般用途的計(jì) 算機(jī)或者處理器。在一個(gè)示例中，圖5中所示的Z-校正與處理模塊30可構(gòu)成傳統(tǒng)圖案生 成系統(tǒng)的一個(gè)單獨(dú)的模塊部分或硬件部件。Z-校正與處理模塊30的功能將在后面參考圖 3和4進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
圖3是示意根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的在工件上形成圖案方法的流程簡(jiǎn)圖。圖3中 所示的方法可在圖5中所示的圖案生成系統(tǒng)500中實(shí)施。并且，為了清楚起見，圖3中所示 的方法也將如此進(jìn)行討論。然而，示例性實(shí)施例對(duì)于其它的圖案生成裝置和系統(tǒng)也是適用 的。
參考圖3，在步驟S302，圖案生成裝置20獲取工件11的第一 Z-形狀Z1。工件的 Z-形狀的形式可為測(cè)量值Hzi的映像(mapping)或集合，其中各測(cè)量值Hzi為工件11在給 定測(cè)量點(diǎn)(或者對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)處在Z-方向上的高度測(cè)量值。
更詳細(xì)地，測(cè)量工具22在工件11上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量圖案生成裝置 20與工件11之間的高度Hz，來產(chǎn)生對(duì)工件11的多個(gè)測(cè)量值。測(cè)量點(diǎn)之間的Z-方向距離 變化或者高度Hz表示工件11在工件11上的給定點(diǎn)處的粗糙度。高度測(cè)量值Hzi的映像表 示工件11在給定時(shí)間的Z-形狀。
在被獲取后，工件11的第一 Z-形狀Zl被發(fā)送到Z-校正與處理模塊30。Z-校正 與處理模塊30將獲取的第一 Z-形狀Zl存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中。
返回到圖3，在步驟S304，圖案生成裝置20工件11上圖案化地形成第一層或者參 考層。此時(shí)，工件11被分成多個(gè)測(cè)量點(diǎn)或者對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(未示出)。這些測(cè)量點(diǎn)在位置上可 對(duì)應(yīng)于上面參考步驟S302所描述的測(cè)量點(diǎn)。裝置20可以任何已知的方式11在工件11上 圖案化地形成參考層。由于用于此操作的方法是已知的，所以詳細(xì)的討論將省略。
在步驟S306，處理工件11。例如，可對(duì)工件11進(jìn)行一次或多次顯影 (development)、蝕刻(etching)、抗蝕劑自旋(resist spinning)或者其它的處理可。因?yàn)?這類處理是已知的，所以為簡(jiǎn)潔起見省略詳細(xì)的討論。在步驟S308，工件11準(zhǔn)備好在參考 層上圖案化地形成后續(xù)層。
在S310，裝置20以與上面參考步驟S302所述的相同方式重新獲取工件11的Z-形 狀(第二 Z-形狀τ )。獲取的工件11的第二 Z-形狀Ζ2被發(fā)送到Z-校正與處理模塊30。 Z-校正與處理模塊30將獲取的第二 Z-形狀Ζ2也存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中。
在S312，Z-校正與處理模塊30基于第一和第二 Z-形狀Zl和Ζ2計(jì)算在X和Y網(wǎng) 格中的補(bǔ)償值K的集合SL·在X和Y中的此補(bǔ)償值集合SK如同地圖一樣地描述了高度Hz 在整個(gè)表面上在X和Y網(wǎng)格上的每一點(diǎn)處是如何變化的。在一個(gè)示例中，Z-校正與處理模 塊30基于分別代表第一和第二 Z-形狀Zl和Ζ2的第一和第二組高度測(cè)量值中的相應(yīng)高度測(cè)量值之間的差(或者比較)，來計(jì)算對(duì)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的每一點(diǎn)的補(bǔ)償值。例如，X和Y網(wǎng) 格中的各補(bǔ)償值可由如下所示的方程式ι給出。
權(quán)利要求
1.一種用于在工件上形成圖案并進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的方法，此方法的特征在于 獲取工件的第一 ζ-形狀(S302，S404)；在工件上圖案化地形成參考網(wǎng)格(S304，S402)； 獲取工件的第二 Z-形狀(S310)； 基于獲取的第一和第二 Z-形狀計(jì)算補(bǔ)償值集合(S312)； 基于計(jì)算出的補(bǔ)償值集合更新參考網(wǎng)格(S318)；和 圖案化地形成工件的后續(xù)層(S320)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，特征還在于 在獲取工件的第二 Z-形狀之前處理工件(S306)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，特征還在于在獲取工件的第一 Z-形狀之后圖案化地形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(S304)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，特征還在于在獲取工件的第一 Z-形狀之前圖案化地形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(S402)。
5.如權(quán)利要求1至4的任何一項(xiàng)所述的方法，特征還在于 基于計(jì)算出的補(bǔ)償值集合計(jì)算至少一個(gè)全局變換(S316)；和 基于全局變換更新參考網(wǎng)格(S316)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述至少一個(gè)全局變換為仿射變換、投影變換或者 其它類型的線性變換。
7.如權(quán)利要求1-6的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，參考網(wǎng)格由第一圖案生成器圖案化 地形成，而后續(xù)層由第二圖案生成器圖案化地形成。
8.如權(quán)利要求1-7的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，由第一Z-形狀與第二 Z-形狀之間的 差異引起的重疊誤差被補(bǔ)償而不改變絕對(duì)配準(zhǔn)。
9.如權(quán)利要求1-8的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，第一Z-形狀的獲取的特征在于 在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度，以生成第一高度測(cè)量值集合。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，第二Z-形狀的獲取的特征在于在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度，以生成第二高度測(cè)量值集合。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，補(bǔ)償值集合包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)的 補(bǔ)償值，各補(bǔ)償值的計(jì)算的特征在于計(jì)算在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的第一高度測(cè)量值與第二高度測(cè)量值之間的差 異；禾口基于計(jì)算出的差異和工件的厚度計(jì)算對(duì)該測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)償值。
12.一種用于在工件上形成圖案的裝置(500)，此裝置的特征在于 用于獲取工件(11)的第一 Z-形狀的構(gòu)件02)；用于在工件上圖案化地形成參考網(wǎng)格的構(gòu)件； 用于處理工件的構(gòu)件； 用于獲取工件的第二 Z-形狀的構(gòu)件02)； 用于基于第一和第二 Z-形狀計(jì)算補(bǔ)償值集合的構(gòu)件(30)；用于基于該補(bǔ)償值集合更新參考網(wǎng)格的構(gòu)件(30)；和 用于圖案化地形成工件的后續(xù)層的構(gòu)件01)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，特征還在于用于基于計(jì)算出的補(bǔ)償值集合計(jì)算至少一個(gè)全局變換的構(gòu)件(30)；和 用于基于該全局變換更新參考網(wǎng)格的構(gòu)件(30)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的裝置，特征還在于 用于圖案化地形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的構(gòu)件01)。
15.如權(quán)利要求12至14的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中，用于獲取第一Z-形狀的構(gòu)件的 特征在于用于在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度以生成第一高度測(cè)量值 集合的構(gòu)件02)。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，用于獲取第二Z-形狀的構(gòu)件的特征在于用于在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度以生成第二高度測(cè)量值 集合的構(gòu)件02)。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中，補(bǔ)償值集合包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)的 補(bǔ)償值，用于計(jì)算各補(bǔ)償值的構(gòu)件的特征在于用于計(jì)算在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的第一高度測(cè)量值與第二高度測(cè)量值之間 的差異的構(gòu)件(30)；和用于基于計(jì)算出的差異和工件的厚度計(jì)算對(duì)該測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)償值的構(gòu)件(30)。
18.一種用于在工件(11)上形成圖案的裝置(500)，此裝置的特征在于 圖案生成裝置(21)，其構(gòu)造成，圖案化地形成工件的至少第一和第二層，在圖案化地形成工件的第一層之前或之后獲取工件的第一 Z-形狀，和 在圖案化地形成工件的第二層之后獲取工件的第二 Z-形狀；和 Z-校正與處理模塊(30)，其構(gòu)造成， 基于第一和第二 Z-形狀計(jì)算補(bǔ)償值集合，和 基于計(jì)算出的補(bǔ)償值集合更新參考網(wǎng)格。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，圖案生成裝置的特征在于 用于載置工件的工作臺(tái)03)；構(gòu)造成獲取工件的第一和第二 Z-形狀的測(cè)量工具0 ；和 構(gòu)造成圖案化地形成工件的至少第一和第二層的圖案生成工具。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，補(bǔ)償值集合包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)的補(bǔ)償值，并且測(cè)量工具構(gòu)造成通過在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度來生成 第一高度測(cè)量值集合，從而獲取第一 Z-形狀，測(cè)量工具構(gòu)造成通過在工件上的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的每一點(diǎn)處測(cè)量Z-方向上的高度來生成 第二高度測(cè)量值集合，從而獲取第二 Z-形狀，和Z-校正與處理模塊構(gòu)造成計(jì)算各補(bǔ)償值，方法是通過計(jì)算在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的第一高度測(cè)量值與第二高度測(cè)量值之間的差異；和基于計(jì)算出的差異和工件的厚度計(jì)算對(duì)該測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)償值。
全文摘要
本發(fā)明提供在工件上形成圖案的方法和裝置。在此描述的方法和裝置通過引入改進(jìn)的補(bǔ)償工件畸變的對(duì)準(zhǔn)方法，來改善在工件上先后圖案化地形成的層之間的重疊。
文檔編號(hào)G01B11/25GK102037312SQ200980118589
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者米凱爾·瓦爾斯滕, 肖斯特羅姆·弗雷德里克 申請(qǐng)人:麥克羅尼克邁達(dá)塔有限責(zé)任公司