CN105637422A - 光刻设备、可编程图案形成装置和光刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻设备和可编程图案形成装置，包括被配置用于以根据所需图案调制的多个束将衬底的曝光区域曝光的调制器和被配置用于将被调制的束投影到所述衬底上的投影***。所述调制器包括多个VECSEL或VCSEL。投影***可以包括以Lissajous图形振荡的波带片阵列。波带片阵列可以包括以两维阵列布置的透镜，在两维阵列中所述透镜以三角形布局布置。光刻***可以包括多个光刻设备，至少一个光刻设备布置在另一光刻设备上方。

Description

光刻设备、可编程图案形成装置和光刻方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月16日递交的美国临时申请61/866,777的优先权，此处通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备、一种可编程图案形成装置和一种器件制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底或衬底的一部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(ICs)、平板显示器和具有精细特征的其他器件或结构的制造中。在传统的光刻设备中，可以将可称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成与IC、平板显示器或其他器件的单个层相对应的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片或玻璃板)(的一部分)上，这例如通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行。

代替电路图案，图案形成装置可以被用于生成其他图案，例如彩色滤光片图案或者点矩阵。代替传统的掩模，图案形成装置可以包括图案形成阵列，所述图案形成阵列包括独立可控元件的阵列，这些独立可控元件的阵列生成电路或其他可应用图案。相比于传统的基于掩模的***，这种“无掩模”***的优点在于：图案可以被更快速、更便宜地提供和/或改变。

因此，无掩模***包括可编程图案形成装置(例如，空间光调制器、对比度装置，等等)。可编程图案形成装置被编程(例如，用电子学方法或光学方法)，以使用独立可控元件的阵列形成期望的被图案化的束。可编程图案形成装置的类型包括微反射镜阵列、液晶显示(LCD)阵列、光栅光阀阵列，等等。

发明内容

例如，期望提供一种柔性的、低成本的、包括可编程图案形成装置的光刻设备。

在一实施例中，提供一种光刻设备，包括：衬底保持装置，所述衬底保持装置被构造用于保持衬底；调制器，所述调制器被配置用于将所述衬底的曝光区域由根据期望的图案调制的多个束曝光，所述调制器包括多个垂直外腔表面发射激光器(VECSEL)或多个垂直腔表面发射激光器(VCSEL)，以提供所述多个束；和投影***，所述投影***被配置用于将被调制的束投影到所述衬底上。

在一实施例中，提供一种可编程图案形成装置，包括：多个VECSEL或VCSEL，以提供根据期望的图案调制的多个束；和透镜阵列，所述透镜阵列用于接收所述多个束。

在一实施例中，提供一种光刻***，包括多个光刻设备，所述多个光刻设备中的至少一个光刻设备被布置在所述多个光刻设备中的另一个光刻设备上方。

在一实施例中，提供一种波带片阵列布置，所述波带片阵列布置包括布置成二维阵列的透镜，在所述二维阵列中透镜被布置成三角形布局。

在一实施例中，提供一种器件制造方法，包括：使用多个VECSEL或VCSEL根据期望的图案调制多个束，其中所述多个VECSEL或VCSEL提供多个束；和将被调制的束投影到衬底的曝光区域上。

附图说明

并入本文中并且形成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，并且与说明书文字描述部分一起进一步用于解释本发明的原理，使得本领域普通技术人员能够制造和使用本发明。

图1示出根据一实施例的光刻设备的示意性侧视图。

图2示出根据一实施例的多个光刻设备的支架布置的示意性侧视图。

图3示出根据一实施例的光刻设备的示意性透视图。

图4示出根据一实施例的光刻设备的可编程图案形成装置模块的示意性侧视图。

图5示出根据一实施例的图4所示的多个模块的布置的示意性仰视图。

图6示出根据一实施例的光刻设备的透镜阵列布置的示意性俯视图。

图7示出根据一实施例的光刻设备的透镜阵列布置的示意性俯视图。

图8示出根据一实施例的光刻设备的辐射投影的示意性图示。

图9(A)-(C)示出根据一实施例的光刻设备的辐射投影的示意性图示。

图10示出根据一实施例的光刻设备的定位装置的示意性透视图。

图11示意性示出如何通过使用多个光引擎在单次扫描中曝光整个衬底，其中每个光引擎包括一个或多个可独立寻址的元件。

图12示出根据一实施例的光刻设备的图像数据路径的示意性视图。

图13示出根据一实施例的光刻设备的示意性俯视图。

图14示出根据一实施例的光刻设备的示意性俯视图。

下面将参考附图描述本发明的一个或多个实施例。在附图中，相同的附图标记指示相同或功能相似的元件。

具体实施方式

本文描述无掩模光刻设备、无掩模光刻方法、可编程图案形成装置以及其他设备、物品制造和方法的一个或多个实施例。在一实施例中，提供一种低成本和/或柔性的无掩模光刻设备。由于是无掩模的，因此不需要用传统的掩模曝光例如IC或平板显示器。类似地，不需要提供一个或多个环用于封装应用，可编程图案形成装置可以提供数字边缘处理“环”，用于封装应用，以避免边缘投影。无掩模(数字图案化)可以使得能够与柔性衬底一起使用。

在一实施例中，光刻设备可以应用于非临界或临界应用。在一实施例中，光刻设备可以具有≤90nm的分辨率、≤65nm的分辨率、≤45nm的分辨率、≤32nm的分辨率、≤22nm的分辨率、≤14nm的分辨率、≤10nm的分辨率、≤7nm的分辨率或≤5nm的分辨率。在一实施例中，光刻设备可以具有约0.1-50μm的分辨率。在一实施例中，光刻设备可以具有≤10nm的重叠、≤8nm的重叠、≤5nm的重叠、≤3nm的重叠、≤2nm的重叠或≤1nm的重叠。这些重叠和分辨率值可以与衬底尺寸和材料无关。

在一实施例中，光刻设备可以是非常有柔性的。在一实施例中，光刻设备可以适配不同尺寸、不同类型和不同特性的衬底。在一实施例中，光刻设备具有虚的无限场尺寸。因此，光刻设备能够通过单个光刻设备或通过使用广泛通用的光刻设备平台的多个光刻设备而应用于多种应用(例如，IC，平板显示器、封装等等)。在一实施例中，光刻设备允许自动化作业生成，以提供柔性制造。

在一实施例中，光刻设备是低成本的。在一实施例中，仅仅或主要使用通用的现有的部件(例如，辐射发射激光器、简单的可移动衬底保持装置和透镜阵列)。在一实施例中，使用像素-栅格成像，使得能够使用简单的投影光学装置。在一实施例中，具有单一扫描方向的衬底保持装置被使用，以减少成本和/或降低复杂性。

图1示意地示出了根据一实施例的光刻投影设备100。所述设备100包括图案形成装置104、物体保持装置106(例如，物体台，例如衬底台)和投影***108。

在一实施例中，图案形成装置104包括多个独立可控元件102，用于调制辐射，以将图案施加至束110。在一实施例中，在用于提供辐射时，多个独立可控元件102的位置能够相对于框架135或投影***108的至少一部分被固定。在一布置中，多个独立可控元件102可以连接至定位装置(未示出)，以根据特定的参数(例如相对于投影***108的至少一部分)精确地定位这些元件中的一个或多个。

在一实施例中，图案形成装置104是自发射对比度装置。这种图案形成装置104消除了对于辐射***的需要，由此能够例如减少光刻设备的成本和尺寸。例如，每个独立可控元件102可以是辐射发射二极管，诸如发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、聚合物LED(PLED)或者激光二极管(例如，固态激光二极管)。

在一实施例中，每个独立可控元件102是垂直外腔表面发射激光器(VECSEL)或垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。VCSEL和VECSEL能够提供优异的光谱纯度、高的功率以及良好的束品质。在一实施例中，VECSEL或VCSEL可以输出772或774nm辐射。然而，提供至衬底上的辐射可以与VECSEL或VCSEL输出的辐射不相同。在一实施例中，VECSEL或VCSEL辐射被转换至大约248nm、大约193nm、大约157nm或大约128nm。在一实施例中，可以提供VECSEL或VCSEL阵列。例如，该阵列可以设置在单个衬底(例如GaAs晶片)上。在一实施例中，阵列是两维的。在一实施例中，阵列可以包括256个VECSEL或VCSEL。

在一实施例中，VECSEL或VCSEL的辐射输出被频率倍增至大约248nm、大约193nm、大约157nm或大约128nm。在一实施例中，辐射输出是频率4倍增的。在一实施例中，辐射使用两级频率双倍增而实现频率4倍增。在一实施例中，使用BBO(β-BaB₂O₄)实现频率倍增，其中周期性地接入铌酸锂(PPLN)和/或KBBF(KBe₂BO₃F₂)非线性光学装置。在一实施例中，在第一级使用BBO或PPLN并且在第二级使用KBBF，由此实现频率4倍增。在一实施例中，转换效率可以是大约1％。在一实施例中，对于使用两级频率双倍增的频率4倍增来说，第一级可以具有大约20％的转换效率，第二级可以具有大约5％的转换效率。在一实施例中，频率双倍增可以在腔内实施。例如，第一级频率双倍增可以是使用BBO或PPLN的内腔频率双倍增。

在一实施例中，在衬底水平位置处可以提供达20mJ/cm²的剂量。这个剂量水平可以是比所需要的剂量水平多100倍或更多的倍数。该剂量水平可以经得住非放大抗蚀剂的使用，从而可以减小线边缘粗糙度和/或放松后处理需求。在一实施例中，VECSEL或者VCSEL可以产生3mW功率的束。在一实施例中，该束可以在衬底水平位置处具有4μW的功率，以提供例如达20mJ/cm²的曝光剂量。

在一实施例中，可以通过在VECSEL或VCSEL阵列上应用“脉冲”操作以及使用10x(10倍)束缩减器来获得束强度，其中所述10x束缩减器在波长双倍增和准直被实施之后进一步将束强度增大100倍。因此，通过被增大100倍的初始剂量以及在0.75处的第二级波长双倍增转换，可以提供100倍或更大倍数的剂量水平。通过波带片(zoneplate)阵列的大约40％的效率，应该有大约30倍的倍数留在衬底水平位置处。

潜在的改进在于模式锁定VECSEL或者VCSEL，以生成短的皮秒脉冲。在一实施例中，有源模式锁定可以用于产生与100MHz的曝光频率同步的脉冲。

在一实施例中，基于掺杂钛的蓝宝石晶体的再生式放大器可以被用于使脉冲达到期望的能级，其中所述基于掺杂钛的蓝宝石晶体的再生式放大器是被泵浦激光器外部泵浦的。YAG泵浦激光器可以放置在“外部”世界(如此后所描述的)，并且从YAG泵浦激光器提供的辐射被光束引导装置引导至VECSEL或者VCSEL。能级可以通过腔倾剂量(cavitydumpingthedose)和使用Pockels或者Kerr盒的q开关而被进一步提高，从而以100MHz的相同同步在飞秒时间框架内释放期望的剂量。

在一实施例中，来自VECSEL或者VCSEL的辐射脉冲的开始和终止时刻应该集中在10纳秒像素曝光时间框架内。这帮助防止临界尺寸均匀性损失。

在一实施例中，VECSEL或者VCSEL阵列可以被调整以改善或者最大化剂量性能。例如，VECSEL或者VCSEL的孔径可以被增大。在一实施例中，控制VECSEL或者VCSEL的输出(例如“打开”或“关断”)的最终的开关控制器可以与VECSEL或者VCSEL集成，例如集成到与VECSEL或者VCSEL相同的(GaAs)衬底上。这能够允许增大或最大化所应用的脉冲的上升和下降时间。附加地或者可选地，这种集成可以简化VECSEL或者VCSEL与如下所述的波发生器装置之间的连接。

在一实施例中，自发射对比度装置包括比在一个独立可控元件102不能工作或者不能正确地工作时允许另一个“冗余”的独立可控元件102被使用的情况中所需使用的可独立寻址元件102更多的可独立寻址元件102。附加地或者可选地，额外的可移动的可独立寻址元件可以具有控制可独立寻址元件上的热负载的优点，因为第一组可独立寻址元件可以被用于特定时间段，然后在第一组冷却的同时第二组可以被用于另一时间段。

在一实施例中，可独立寻址元件102被嵌入包括低热导率的材料中。例如，所述材料可以是陶瓷，例如堇青石或者基于堇青石的陶瓷和/或微晶玻璃(Zerodur)陶瓷。在一实施例中，可独立寻址元件102被嵌入包括高热导率的材料中，例如金属，诸如具有相对轻的重量的金属，例如铝或钛，使得热能够被导离然后被去除/冷却。

在一实施例中，可独立寻址元件102的阵列可以包括温度控制布置。在一实施例中，VECSEL或者VCSEL设置有冷却***。例如，可独立寻址元件102的阵列可以具有流体(例如，液体)传导通道，用于将冷却流体传输到阵列上、传输到阵列附近或者传输通过阵列，以冷却所述阵列。所述通道可以连接至适当的热交换器和泵，以使流体循环通过通道。连接在通道与热交换器和泵之间的供给和返回装置能够促进流体的循环和温度控制。传感器可以设置在阵列中、阵列上或阵列附近，以测量阵列的参数，参数测量结果可以用于控制例如由热交换器和泵提供的流体流的温度。在一实施例中，传感器可以测量阵列主体的膨胀和/或收缩，测量结果可以用于控制由热交换器和泵提供的流体流的温度。这种膨胀和/或收缩可以是温度的取代物。在一实施例中，传感器可以与阵列集成和/或可以与阵列分离。

光刻设备100包括物体保持装置106。在该实施例中，物体保持装置包括物体台106，用于保持衬底114(例如，涂覆有抗蚀剂的硅晶片或者玻璃衬底)。物体台106可以是可移动的，并且可以连接至定位装置106，以根据特定参数精确地定位衬底114。例如，定位装置116可以相对于投影***108和/或图案形成装置104精确地定位衬底114。在一实施例中，定位装置可以包括一个或多个压电致动器。在一实施例中，定位装置116可以以大约1mm/s的速度、多于或等于2mm/s的速度、多于或等于5mm/s的速度、多于或等于大约10mm/s的速度扫描衬底。在一实施例中，定位装置116可以以小于或等于大约150mm/s的速度、小于或等于大约100mm/s的速度、小于或等于大约50mm/s的速度、小于或等于大约10mm/s或者小于或等于大约5mm/s的速度扫描衬底。

在一实施例中，可以通过包括长行程模块(粗定位)和可选的短行程模块(精细定位)的定位装置116实现物体台106的移动，这在图1中未清楚地示出。在一实施例中，所述设备至少缺少用于移动物体台106的短行程模块。类似***可以用于定位独立可控元件102和/或投影***104的至少一部分。束110可以可选地/附加地是可移动的，而物体台106和/或独立可控元件102可以具有固定的位置以提供所需的相对移动。在例如可以应用于平板显示器的制造中的实施例中，物体台106可以是固定的，定位装置116被配置成相对于物体台106(例如，在物体台106之上)移动衬底114。例如，物体台106可以设置有以大致恒定的速度扫描整个衬底114的***。在这种情况下，物体台106可以在平坦的最上表面上设置有大量的开口，气体通过开口被供给，以提供能够支撑衬底114的气垫。这传统上被称为气体轴承布置。使用一个或多个致动器(未示出)在物体台106上移动衬底114，这些致动器能够相对于束路径110精确地定位衬底114。可选地，通过选择性地开始和停止气体通过开口而相对于物体台106移动衬底114。在一实施例中，物体保持装置106可以是卷动***，衬底在卷动***上被卷动，定位装置116可以是电机，使得卷动***转动，以将衬底提供至物体台106上。

投影***108(例如，石英和/或CaF₂透镜***)可以被用于将由独立可控元件102所调制的图案化束投影到衬底114的目标部分120(例如一个或多个管芯)上。在一实施例中，投影***108可以将由多个独立可控元件102提供的图案投影成像，使得图案相干地形成在衬底114上。在一实施例中，投影***108可以投影次级光源的图像，多个独立可控元件102的元件用作次级光源的遮光器。

在该方面，投影***可以包括一聚焦元件148(例如参见图4、6和7)，或者多个聚焦元件(文中一般称为透镜阵列)，例如微透镜阵列(已知为MLA)、波带片阵列或者菲涅耳透镜阵列，以例如形成次级光源和将光斑成像到衬底114上。因此，在一实施例中，曝光基于惠更斯-菲涅耳衍射透镜的阵列。这种类型的曝光涉及来自衍射光学元件阵列的轴上焦点光斑的不相干相加，诸如在波带片上的布置。波带片可以具有高数值孔径值。曝光方法可以产生K1因数低于0.3且在密集的图案中具有充分的对比度的图案。在一实施例中，多个等离振子透镜(plasmoniclens)可以用于提供超过所述K1因数且低至例如5nm分辨率的近场成像。虽然本文公开的内容将聚焦在波带片阵列作为聚焦元件148，然而聚焦元件148可以是不同的布置。

在一实施例中，透镜阵列(例如MLA)包括至少10个聚焦元件、至少100个聚焦元件、至少256个聚焦元件、至少300个聚焦元件、至少400个聚焦元件或者至少1000个聚焦元件。在一实施例中，图案形成装置中的独立可控元件的数量等于或大于透镜阵列中聚焦元件的数量。在一实施例中，透镜阵列包括在光学上与独立可控元件阵列中的独立可控元件中的一个或多个独立可控元件相关联的聚焦元件，其中例如在独立可控元件阵列中仅具有一个独立可控元件、在独立可控元件中具有两个或更多个独立可控元件或者例如具有3个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、或者20个或更多个独立可控元件。在一实施例中，透镜阵列包括与独立可控元件阵列中的独立可控元件中的一个或多个独立可控元件在光学上相关联的多于一个的聚焦元件(例如，多于100个，大部分或者基本上全部)。

在一实施例中，透镜阵列是可移动的。在一实施例中，例如使用一个或多个致动器使透镜阵列沿靠近和离开衬底的方向移动。能够将透镜阵列移动至衬底以及将透镜阵列移动离开衬底使得允许例如焦点调节，而不必移动衬底。在一实施例中，在透镜阵列中的各个透镜元件，例如透镜阵列中的每个独立的透镜元件，能够沿着靠近和离开衬底的方向移动(例如，用于非平坦衬底上的局部焦点调节或者使每个光学装置列(opticalcolumn)处于相同焦距)。在一实施例中，如下文进一步描述的，透镜阵列可以沿垂直于辐射投影方向的方向被移动。

在一实施例中，透镜阵列包括塑料聚焦元件(这些塑料聚焦元件可以容易地例如通过注塑模制得到和/或可买得到)，其中例如辐射的波长大于或等于大约400nm(例如，405nm)。在一实施例中，辐射的波长从大约400nm-500nm的范围中选择。在一实施例中，透镜阵列包括石英聚焦元件。在一实施例中，透镜阵列包括熔融的石英。在一实施例中，透镜阵列包括晶体石英，而非熔融的石英。在一实施例中，透镜阵列包括几乎平坦的表面廓线，例如没有伸出到波带片的一个或多个表面之上或之下的光学元件(或者光学元件的一部分)。例如，这可以通过确保波带片阵列148充分厚(即，至少比光学元件的高度厚，并且定位光学元件使得它们不会伸出来)，或者通过在波带片阵列148(未示出)之上设置平的盖板来实现。确保波带片的一个或多个表面充分平坦可以在设备使用中帮助例如减小噪音。

在一实施例中，每个聚焦元件或者多个聚焦元件可以是非对称透镜。对于多个聚焦元件中的每个聚焦元件可以具有相同的不对称性，或者使得多个聚焦元件中的一个或多个聚焦元件的不对称性不同于多个聚焦元件中的一个或多个不一样的或其他的聚焦元件的不对称性。非对称透镜可以便于将椭圆辐射输出转换成圆形投影光斑，反之亦然。

在一实施例中，聚焦元件具有被布置用于在焦点之外将辐射投影到衬底上的高数值孔径(NA)，以获得对于***的低NA。相比于可得到的低NA透镜，更高NA的透镜可以是更经济的、更普遍和/或品质更好。在一实施例中，低NA是小于或等于0.3的，在一实施例中，是0.18或更小或者0.15或更小。由此，具有较高NA的透镜具有大于对于***的设计NA的NA，例如大于0.3、大于0.18或者大于0.15。

虽然在一实施例中投影***108与图案形成装置104分离开，但不是必须的。投影***108可以与图案形成装置108集成。例如，投影阵列块或者投影阵列板可以连接至图案形成装置104(与图案形成装置104集成)。在一实施例中，投影阵列可以是独立的空间上分离开的微缩透镜(lenslets)，每个微缩透镜与图案形成装置104的可独立寻址的元件连接(与图案形成装置104的可独立寻址的元件集成)。

可选地，光刻设备可以包括辐射供给***，所述辐射供给***将辐射(例如，紫外(UV)辐射)供给至多个独立可控元件102。如果图案形成装置是辐射源自身，例如VECSEL或者VCSEL阵列，则光刻设备可以被设计为没有辐射***，即没有除图案形成装置自身之外的辐射源，或者至少是简化的辐射***。辐射供给***可以包括辐射源(例如受激准分子激光器)，所述辐射源产生用于供给的辐射或者通过多个独立可控元件102产生。辐射源和光刻设备100可以是分立的实体(例如当辐射源是受激准分子激光器时)。在这种情况中，辐射源不被认为形成光刻设备100的一部分，并且辐射从所述源传递至光刻设备。在其他情况中，辐射源可以是光刻设备100的一个组成部分(例如当所述源是汞灯时)。

光刻设备可以包括辐射调整***，如果光刻设备包括辐射供给***，则该辐射调整***可以是辐射供给***的一部分，或者该辐射调整***可以是除辐射供给***之外的***。辐射调整***包括下述元件中的一个或多个：辐射传递***(例如，适当的定向反射镜)、辐射调整装置(例如，扩束器)、用于设置辐射的角强度分布的调整装置(一般地，至少照射器的光瞳平面中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)能够被调整)、整合器和/或聚光器。辐射调整***可以用于调整将被独立可控元件102供给或者将被供给至独立可控元件102的辐射，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。辐射调整***可以被布置用于将辐射分成多个子束，每个子束例如可以与多个独立可控元件中的一个或多个相关联。二维衍射光栅可以例如被用于将辐射分成子束。在本说明书中，术语“辐射的束”和“辐射束”包括但不限于束由多个这种辐射子束构成的情形。

在一实施例中，辐射源(在一实施例中该辐射源可以是多个独立可控元件102)可以提供在衬底水平位置处具有至少5nm波长、例如至少10nm、至少50nm、至少100nm、至少150nm、至少175nm、至少200nm、至少250nm、至少275nm、至少300nm、至少325nm、至少350nm或者至少360nm波长的辐射。在一实施例中，辐射具有至多450nm、例如至多425纳米、至多375nm、至多360nm、至多325nm、至多275nm、至多250nm、至多225nm、至多200nm或者至多175nm的波长。在一实施例中，辐射具有包括436nm、405nm、365nm、355nm、248nm、193nm、157nm、126nm和/或13.5nm的波长。在一实施例中，辐射包括大约193nm的波长。在一实施例中，辐射包括宽的波带，例如包括365nm、405nm和436nm的波长。可以使用355nm激光源。

在光刻设备100的操作中，在已经由多个独立可控元件102生成之后，图案化束110通过投影***108，投影***108将束110聚焦到衬底114的目标部分120上。

通过定位装置116的帮助(和可选地，在基座136上的位置传感器134(例如，接收干涉测量束的干涉测量装置、线性编码器或电容传感器))，衬底114可以被精确地移动，例如以便在束路径110中定位不同的目标部分120。在一实施例中，用于投影***108的至少一部分的定位装置可以被用于例如在扫描期间相对于束路径110精确地移动投影***108的至少一部分。

虽然文中描述根据实施例的光刻设备100用于曝光衬底上的抗蚀剂，然而，可以理解，设备100可以被用于投影图案化的束110，以用于无抗蚀剂光刻。

可以将所示的设备100用于一个或多个模式中，例如：

1.在步进模式中，在将独立可控元件102和衬底114保持为基本静止的同时，将整个图案化的辐射束110一次投影到目标部分120上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底114沿X和/或Y方向移动，使得可以用图案化的辐射束110将不同目标部分120曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分120的尺寸。

2.在扫描模式中，在对独立可控元件102和衬底114同步地进行扫描的同时，将图案化的辐射束110投影到目标部分120上(即，单一的动态曝光)。衬底相对于独立可控元件的速度和方向可以通过所述投影***PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。

3.在脉冲模式中，将独立可控元件102保持为基本静止，并且使用脉冲将整个图案投影到衬底114的目标部分120上(例如，通过脉冲辐射源或者通过使独立可控元件产生脉冲来提供)。衬底114以大致恒定的速度移动，使得图案化束110扫描在衬底114上延伸的线。由独立可控元件提供的图案根据需要在脉冲与脉冲之间被更新，脉冲被定时使得目标部分120在衬底114上的所需位置处被曝光。结果，图案化束110可以扫描整个衬底114，以对于衬底114的带区来曝光整个图案。该过程被重复，直到整个衬底114已经被逐条线地曝光。

4.在连续扫描模式中，与脉冲模式基本上相同，除了衬底114以大致恒定的速度相对于所调制的辐射束B被扫描、并且独立可控元件阵列上的图案在图案化束110扫描经过衬底114并对衬底114进行曝光时被更新。与独立可控元件阵列上的图案的更新同步地，可以使用大致恒定的辐射源或者脉冲辐射源。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变体或完全不同的使用模式。

图2示出根据实施例的多个光刻设备的支架布置的示意性侧视图。在图2中可以看出，本发明实施例的独特之处在于，多个光刻设备100以与使用光学掩模的标准的单一光刻设备类似的形状系数被布置，形成可以称为蜂房(hive)的形状。该实施例的光刻设备显著小于使用光学掩模的传统光刻设备。该设计可以提供可扩展性和/或鲁棒性。例如，如下文将进一步讨论的，可以允许分离开明显不同的任务，诸如测量和曝光，这样能够增大鲁棒性和/或降低由于维修所花费的停机时间。附加地或者可选地，该设计构思能够根据给定的最终用途需求来调整，也许从使用单一光刻设备、在单个衬底基础上、通过手工操作以小到10个衬底每小时(WPH)的规模开始一路向上达到使用多个光刻设备、通过完全自动化处理成百WPH的规模。

在一实施例中，光刻设备布置在支架205中。支架可以具有多个开口，每个开口用于接纳光刻设备或者其他设备。在一实施例中，支架处于二维布置，使得光刻设备可以布置成二维阵列。图2示出宽为5、高为4的光刻设备阵列。因此，在图2的实施例中，每个光刻设备支架单元可以每个小时处理大约10个衬底(WPH)。由此，在图2中的支架可以使用每个单元具有10WPH的20个光刻曝光支架单元处理大约200个WPH。支架205将具有与每个单元或者特定单元类型共有的便利性。例如，支架205将具有供电***和电子装置、整体控制***、冷却***，等等。

在一实施例中，支架可以接纳除光刻设备之外的单元。例如，支架单元可以是测量设备200。图2示出2个测量设备200。在测量设备中，将被曝光的衬底可以被测量和/或对准。例如，测量设备可以接纳包括衬底和衬底夹板的衬底盒。衬底夹板可以提供温度稳定性和/或基准精确性。测量设备则可以测量衬底上的一个或多个标记并且记录它们相对于夹板(其还可以包括一个或多个对准标记)的位置。在一实施例中，测量设备可以对衬底的表面高度进行绘图。在一实施例中，支架单元可以是测量例如临界尺寸、线边缘粗糙度等的量测工具。在一实施例中，支架单元可以是用于接纳衬底盒、以用于临时存储的单元，用于与后处理装置(例如，轨道)和/或批量生产收集器进行交换。可以提供其他类型的支架单元。

在一实施例中，每种类型的支架单元可以具有相同的尺寸。在一实施例中，相同类型的每种支架单元具有相同的尺寸。在一实施例中，支架单元的高度小于它的宽度。在一实施例中，支架单元具有小于或等于大约40cm的高度H(见图3)。这可以允许在一个支架上堆叠4个单元，且仍然允许上面和下面有一些空间。在一实施例中，支架单元的宽度W小于或等于大约50cm(见图3)。在一实施例中，支架单元的深度D小于或等于大约120cm(见图3)。如所披露的光刻设备的该支架可以示出就WPH对占地面积方面来说相对于传统机器的显著收益。例如，200WPH可以在大致3米长L3、2米高H1、2米深D的全部体积中实现。

在一实施例中，在支架中的每个开口具有相同的尺寸。在一实施例中，对于相同类型的支架单元的每个开口具有相同的尺寸。因此，对于光刻设备支架单元、测量设备支架单元和其他预期的单元可以具有一个或多个标准尺寸。在一实施例中，支架可以具有不同的尺寸和不同数量的开口(和/或不同尺寸的开口)，以允许依赖于最终用途混合和匹配支架单元的配置。在一实施例中，一个或多个支架单元可以通过被可释放地夹持至支架(例如通过一个或多个螺栓)而被容易地从支架移开。

一个或多个支架单元不可以硬连接至一个或多个其他支架单元，因此可以依赖于需要而独立运行。在一实施例中，每个支架单元独立地运行。在一实施例中，多个支架单元彼此依赖地运行、但是却独立于一个或多个其他支架单元。支架单元可以依赖于最终用途需求由设备或支架主机来独立控制。

各个支架单元可以***作成“离线”状态并且从支架上取出来，以进行维护或维修(或在支架中时被维修)，而且同样地，支架依赖于支架单元的数量和支架单元的配置仅损失有限量的生产率。因此，单元可以从生产中被切换出来并且从支架中被移除以进行维修，同时仅仅损失小部分的支架生产率。

为了能够将衬底供至光刻设备支架单元，使用机器人210使衬底加载/卸载变得容易。标准工业机器人可以对于给定的配置提供充分的适应性。机器人210的臂将单个衬底从对接位置(例如，支架单元、存储位置，等等)移动至对接位置。所有机器人操作应该被良好地控制并且在加速度参数内，以帮助避免在交换期间所测量的状态的损失。在故障的情况下，机器人自身可以被容易地、快速地替换。在一实施例中，可以设置两个或更多个机器人，以提供冗余和/或提高的速度。在一实施例中，可以与另一支架共用机器人(例如，机器人是可移动的)。在一实施例中，多个机器人在多个支架之间被共用。

如上所述的，机器人210可以使用关闭的单个衬底盒交换衬底，在该衬底盒中衬底被夹持到衬底承载板上，衬底承载板可以控制衬底温度稳定性。盒的内部环境可以被控制。衬底承载板可以包括一个或多个参考标记(例如对准标记)。衬底盒可以承载衬底处理数据(例如，存储在盒内或盒上的存储器上)。在一实施例中，支架单元之间的盒的交换可以基于标准化的对接/交换程序。在一实施例中，对于后处理装置和/或存储位置的接口可以适用于处理衬底盒(例如，具有与支架单元相同的对接标准)并且可以提供承载板夹持/释放。在交换期间，机器人210可以将电力供至衬底承载板电子装置。

该设计构思可以显著地减小软件复杂性，因为任务可以被分开并且现在“临界路径”由于鲁棒的并行化生产方法而极大的减少。大多数衬底的逻辑可以从主机运行，并且通过使多个主机参与能够容易地具有鲁棒性。对于器件图像逻辑，应该包括一个或多个分布的图像数据主机。图像传递可以间接地由制造自动化主机来控制。与涉及衬底测量和曝光的任务的模块化一起，软件还可以被模块化和被分离开。对于支架单元类型和(也许)支架单元版本，软件可以是特定的。因此，软件实质上可以非常简单，并且倘若兼容性能够被正确地保持，则对于一个或多个支架单元的软件的新版本的发布能够独立于一个或多个其他支架来进行。从制造自动化主机的角度，支架单元可以是在同一网络上被分别控制的分立装置。在一实施例中，控制台可能不是必需的。相反地，控制应用程序可以是便携的，并且任何便携装置能够被用于本地或远程控制。例如，基于网络服务器的服务界面可以被设置用于处理维护动作，并且可以通过例如便携装置(诸如图形输入板或者便携式电脑)、经由制造网络而被访问。软件可以扩展和统一化SECS接口作为主机的标准以及操作员控制器。基于经由SECS接口实现的正确的、完整的和一致的状态记录，控制应用程序能够通过与主机相同的控制通道实施希望的操作员干预。这能够消除来自机器控制软件的许多不必要的功能性。因此，该软件的简单性和模块性以及簇鲁棒性和降低的单元复杂性使得能够允许显著地降低维修的平均时间(MTTR)。

图3示出根据实施例的与衬底(例如300mm或450mm晶片)一起使用的光刻设备的示意性透视图。光刻设备可以被设计为独立于器件布局而对应大约10WPH。设备可以主要由商业上现有的技术来制造。这可应用于图像存储器、数据路径、图案形成装置和它们相关的电子装置。这种类型的设计帮助提高或最大化中断之间的预期平均时间(MTBI)。该设计可以允许15WPH、或者20WPH、或者30WPH、或者或许更高的生产率。在一实施例中，光刻设备被针对于45nm节点处的193nm(ArF)浸没光刻术而设计。这是为了能够在现有的制造工艺、环境和基础设施中容易地实施。然而，诚然，光刻设备可以被针对于不同的波长和/或节点而设计并且可以在没有浸液的情况下进行操作。

如图3所示，光刻设备100包括衬底台106，用于保持晶片114。与衬底台106相关联的是定位装置116，用于沿至少Y方向移动衬底台106。可选地，定位装置116可以沿X方向和/或Z方向移动衬底台106。定位装置116还可以围绕X、Y和/或Z方向旋转衬底台106。由此，定位装置116可以提供多达6个自由度的运动。在一实施例中，衬底台106仅仅提供沿Y方向的运动，这样的优点在于成本较低、复杂度较小。在一实施例中，衬底定位装置116连接至基座139，基座139可以安置在一个或多个安装件143上(例如三个或四个气体安装件)。

光刻设备100还包括图案形成装置104，所述图案形成装置104包括布置在框架160上的多个可独立寻址元件102。在一实施例中，框架106安装在基座139上。虽然只示出一个框架160，然而光刻设备可以具有多个框架160。

在该实施例中，有多个独立的图案形成装置104，它们通过框架160上的矩形形状被示意性地示出。在图3中，仅仅示出几个图案形成装置104。在一实施例中，图案形成装置104沿着框架160、针对于衬底114的横截面尺寸(例如，直径)在X方向上延伸。矩形形状的该图案在图5中被详细示出。

在框架160上的图案形成装置104的数量可以(除其他因素之外)依赖于图案形成装置104试图覆盖的曝光区域的长度、在曝光期间衬底与束之间能够存在相对运动所采用的速度、光斑尺寸(即，从可独立寻址元件102投影在衬底上的光斑的横截面尺寸，例如宽度/直径)、每个可独立寻址元件应该提供的期望的强度、成本方面的考虑、可独立寻址元件能够打开或关断的频率和对于冗余可独立寻址元件102的需求。在一实施例中，在衬底上的光斑尺寸是100纳米或更小、50纳米或更小、25纳米或更小、20纳米或更小、10纳米或更小、5纳米或更小、或者2纳米或更小。在一实施例中，光斑尺寸是1纳米或更大、2纳米或更大、5纳米或更大、10纳米或更大、或者20纳米或更大。

在一实施例中，框架160被设计成允许相对于图案形成装置104的模块性。例如，框架160可以包括一系列沟槽，用于容纳各个图案形成装置104，类似于在打印机中容纳喷墨盒。图案形成装置104可以可移除地夹持在框架160上并且可以容易地代替另一个。每个图案形成装置104可以通过模块152(参见例如图4)被设置于框架160，所述模块152以可释放的方式连接至框架160。

每个图案形成装置104可以包括多个可独立寻址元件102。在一实施例中，每个可独立寻址元件102是VECSEL或者VCSEL。光刻设备100，尤其是可独立寻址元件102，可以被布置用于提供像素-格栅成像，如在文中详细描述的。

每个图案形成装置104可以包括它自己的曝光控制器140或者与它自己的曝光控制器140相关联。这些控制器140可以在具有图案形成装置104的模块152中被制造(例如如在图4中示出的)，或者可以被单独设置。在一实施例中，控制器140连接至数据总线142，例如光学数据总线。数据总线142连接至包括图像数据路径硬件和/或软件的附件144。在一实施例中，数据路径附件144是在单元的后部处，允许从后面容易地进行访问，以便替换任何失效的部件(例如，固态驱动器、开关等等)。在一实施例中，每个控制器140包括一个或多个波(脉冲)产生器(在该示例中，包括4个)，所述波(脉冲)产生器在100MHz处具有64个通道。在一实施例中，数据总线142包括薄膜带状环。在一实施例中，控制器140被定位在波带片阵列148之上。

在一实施例中，每个模块152可以基本上是独立的，这允许更好的子***可靠性、低库存和降低的废弃值。因此，在一实施例中，模块152可以包括图案形成装置104及其相关联的控制器。此外，如文中描述的，模块152可以包括投影***108的至少一部分，诸如与模块152的图案形成装置104相关联的波带片阵列148。这种模块可以允许正失效或者已经失效的模块的“即插即用”方式的更换。这种模块可以减小由于库存和废弃值导致的备件成本。这种模块可以允许低的维修劳动力成本。这种模块能够降低复杂性并且允许简化部件设计。模块可以是大规模复制的。

在一实施例中，参考图3，以对角线绘出阴影线的各个部件是“外部”世界的一部分，用点绘制阴影的各个部件是“内部”世界的一部分。“内部”世界可以与“外部”世界在机械上隔离开。即，“内部”世界在振动和力方面是与“外部”世界基本上隔离开的。因此，在一实施例中，“内部”世界可以包括衬底台106、用于衬底台106的轴承(如果需要)和保持图案形成装置104的框架160。在一实施例中，“内部”世界可以包括用于衬底调整和/或液体浸没的气候约束和控制设施(例如，温度和湿度控制、浸没液体流、气刀、气体淋浴器，等等)。在一实施例中，框架160可以与衬底台106及其定位装置116是机械隔离的。机械隔离可以例如通过将框架160连接至地面或者通过与衬底台106和/或其定位装置116的框架分离开的坚固基座来提供。附加地或可选地，阻尼器可以设置在框架160和与它连接所在的结构之间，不论该结构是否是地面、牢固基底或者支撑衬底台106和/或其定位装置116的框架。

框架160可以被配置成为可扩展的，并且可配置用于容易地采用任何数量的图案形成装置104。附加地，每个图案形成装置104可以包括透镜阵列148(例如参见图4、6和7)。例如，在图3中，图示出多个图案形成装置104，这些图案形成装置可以进一步包括控制器140和/或布置成靠近衬底正上方的框架160的底部或者处于衬底正上方的框架160的底部处的相关透镜阵列148。由此，在一实施例中，可以设置多列光引擎布置，每个光引擎包括可选地具有透镜阵列148和/或控制器140的图案形成装置104。在一实施例中，在衬底114与透镜阵列148之间具有自由工作距离。该距离允许衬底114和/或透镜阵列148被移动，以例如允许焦点校正。在一实施例中，自由工作距离是在1至250微米的范围内、在5-150微米的范围内、在10-75微米的范围内或者在20-50微米的范围内。

此外，光刻设备100可以包括对准传感器150。对准传感器可以被用于使确定衬底114曝光之前和/或曝光期间图案形成装置104与衬底114之间的对准变得容易。对准传感器150的结果可以被光刻设备100的控制器使用，用于例如控制定位装置116，以定位衬底台106，从而改善对准。例如，对准传感器150可以测量衬底台106上的一个或多个对准标记，然后测量结果可以与所述一个或多个对准标记与衬底114上的一个或多个对准标记之间的相关性(如在测量单元200中测量的)结合使用，以相对于图案形成装置104精确地定位衬底114。附加地或者可选地，控制器可以例如控制与图案形成装置104和/或透镜阵列148相关联的定位装置，以定位图案形成装置104或透镜阵列148，以改善对准。在一实施例中，对准传感器150可以包括模式识别功能性/软件，以实施对准。

附加地或者可选地，光刻设备100可以包括水平传感器150。水平传感器150可以被用于确定衬底114和/或衬底台106相对于来自图案形成装置104的图案的投影是否是水平的。水平传感器150可以确定衬底114曝光之前和/或衬底114曝光期间的水平。水平传感器150的结果可以被光刻设备100的控制器使用，以控制例如定位装置116，以定位衬底台106，从而改善水平测量。附加地或者可选地，控制器可以例如控制与投影***108(例如，透镜阵列148)的一部分相关联的定位装置，以定位投影***108(例如，透镜阵列148或透镜阵列148的一部分)的元件，以改善水平测量。在一实施例中，水平传感器可以通过在衬底114处投影超声波束来工作，和/或通过在衬底114处投影电磁辐射束来工作。

在一实施例中，来自对准传感器和/或水平传感器的结果可以被用于改变由可独立寻址元件102提供的图案。图案可以被改变，以例如校正变形，其中变形可能由于例如可独立寻址元件102与衬底114之间的光学装置(如果有的话)、衬底114的定位过程中的不规则性、衬底114的不均匀性等引起。因此，来自对准传感器和/或水平传感器的结果可以被用于改变投影的图案，以实施非线性变形校正。非线性变形校正例如对于柔性显示是有用的，其可能不具有一致的线性或非线性变形。

在光刻设备100的操作中，使用例如机器人210将衬底114加载到衬底台106上。然后，衬底114在框架160和图案形成装置104的下面沿Y方向移位。衬底114可以被水平传感器和/或对准传感器150测量，然后使用图案形成装置104将以图案对衬底114进行曝光。例如，衬底114通过投影***108的焦平面(像平面)被扫描，同时子束以及由此图像光斑被图案形成装置104切换成至少部分处于接通状态(ON)或者完全处于接通状态(ON)或断开状态(OFF)。与图案形成装置104的图案对应的特征被形成在衬底114上。可独立寻址元件102可以***作例如用于提供文中所描述的像素-格栅成像。

在一实施例中，衬底114可以在正Y方向上被完全扫描，然后可以在负Y方向上被完全扫描。在该实施例中，对于负X方向扫描，可能需要图案形成装置104的相对侧上的附加水平传感器和/或对准传感器150。

图4示出根据一实施例的光刻设备的可编程图案形成装置模块的示意性侧视图。如上所述，图案形成装置104可以通过模块152设置于框架160。虽然图4示出与模块152中的图案形成装置104相结合的各种其他部件，但这不是必须的。

在该实施例中，图案形成装置104包括多个VECSEL或者VCSEL，这些VECSEL或者VCSEL被示出作为例如设置在单个衬底上的其二维阵列。在该实施例中，为了节约空间，多个VECSEL或者VCSEL垂直布置，即，它们沿X方向发射。多个VECSEL或者VCSEL发射多个束。在一实施例中，该阵列可以包括256个VECSEL或者VCSEL，因此发射256个束。可以使用其他数量的VECSEL或者VCSEL。

与图案形成装置104相关联的是束缩减和传送光学装置154，该装置接收来自图案形成装置104的辐射束并且减小束的尺寸。在该实施例中，束缩减和传递光学装置154接收投影X方向的束并且使它们改变方向而沿Z方向传播至准直器/束引导装置156。准直器/束引导装置156对束进行准直并且可以实施其他束调整。

在该实施例中，实现频率倍增(例如频率双倍增)的非线性光学装置158接收来自准直器/束引导装置156的辐射束。在一实施例中，非线性光学装置158包括KBBF棱镜耦合装置158。KBBF棱镜耦合装置158实施辐射的频率倍增。在一实施例中，非线性光学装置158可以包括用于频率倍增的不同或附加的适当材料。如上所述，可以有处于非线性光学装置158上游的另一频率倍增，诸如在图案形成装置104处的内腔频率双倍增。

从非线性光学装置158，辐射束被提供至波带片148。在一实施例中，每个图案形成装置104可以具有相关联的一个波带片148。由此，可以有多个独立的波带片阵列148。在一实施例中，多于一个的图案形成装置104可以共用波带片阵列148。波带片阵列104将束聚焦到衬底116上。因此，在一实施例中，模块152可以包括投影***108的全部或一部分。在一实施例中，其中具有孔的孔结构可以位于VECSEL或者VCSEL与波带片阵列148的相关联的透镜之间。孔结构能够限制衍射效应(例如，防止来自被引导至特定透镜的辐射束的衍射辐射撞击到与辐射束不关联的另一透镜上)

在一实施例中，每个VECSEL或者VCSEL102将束提供至波带片阵列148的透镜。在一实施例中，提供至波带片阵列148的每个束被定尺寸和被布置为在波带片阵列移动期间大致覆盖波带片阵列148的各个单个透镜的整个横截面宽度。因此，例如，在一实施例中，被提供至波带片阵列148的束的横截面宽度等于或大于与相关联的透镜移动幅度结合的波带片阵列148的各个透镜的横截面宽度。例如，如果透镜具有100微米的直径并且在X方向上的移动幅度是20微米，则束横截面宽度将是大约120微米或更多。在一实施例中，被提供至波带片阵列148的束的横截面宽度可以等于(或者或许稍微大于)波带片阵列148的各个透镜的横截面宽度，并且在它们沿X方向移动时束被转向以跟随各个透镜。在一实施例中，当束到达透镜并且空间相干性应该好时，束形状应该具有“顶帽”式轮廓，而不是例如高斯轮廓。在辐射的一部分落在透镜横截面的外部的情况下，在波带片阵列148水平位置处应该具有例如合适的掩模(例如，波带片阵列148的透镜之间的不透明表面)。在一实施例中，适当的束引导可以被设置用于减少或消除束之间的串扰。在一实施例中，为了便于掩模和/或束引导，透镜之间的间距应当充分地大。在一实施例中，透镜具有160微米的节距。然而，在一实施例中，被提供至波带片阵列148的束的横截面宽度可以小于波带片阵列148的各个透镜的横截面宽度。

当束落入波带片阵列148的透镜的相关联的光学透射的部分中时，独立可控元件102(例如，VECSEL或者VCSEL102)可以切换成“开”或“关”，如对于期望的图案是合适的。当束完全落到波带片阵列148的透镜的光学透射的部分之外时，独立可控元件102(例如，VECSEL或者VCSEL102)可以被切换至“关”。因此，在一实施例中，来自独立可控元件102的束在任一时刻通过波带片阵列148的单个透镜。通过来自独立可控元件102的束而得到的透镜的往返移动、结合透镜的位移产生在衬底上的来自被接通的每个独立可控元件102的相关成像线或区段188(见图8)。

在一实施例中，波带片阵列148可以具有类似的热管理控制特征，如相对于独立可控元件102所描述的。例如，波带片阵列148可以具有冷却***。波带片阵列148可以由具有高热导率的材料制成或者附连至具有高热导率的材料，以便从阵列导热，其中它可以被移除或者被冷却。

在一实施例中，波带片阵列148和/或独立可控元件102在曝光使用期间期望地被保持在大致恒定的稳态温度下。因此，例如，可独立寻址元件102的全部或许多可以在曝光前被通电，以达到期望的稳态温度或者处于期望的稳态温度附近，并且可选地辐射可以被投影通过曝光区域外部的波带片阵列148，以使波带片阵列148升温。在曝光期间，任何一个或多个温度控制布置可以被用于冷却和/或加热波带片阵列148和/或独立可控元件102，以保持稳态温度。在一实施例中，任何一个或多个温度控制布置可以被用于在曝光前加热波带片阵列148和/或独立可控元件102，以达到期望的稳态温度或者处于期望的稳态温度附近。然后，在曝光期间，任何一个或多个温度控制布置可以被用于冷却和/或加热波带片阵列148和/或独立可控元件102，以保持稳态温度。来自传感器的测量结果可以以前馈和/或反馈的方式被使用，以保持稳态温度。在一实施例中，多个波带片阵列148和/或独立可控元件102阵列中的每一个阵列可以具有相同的稳态温度，或者多个波带片阵列148和/或独立可控元件102阵列中的一个或多个阵列可以具有与多个波带片阵列148和/或独立可控元件102阵列中的一个或多个其他阵列不同的稳态温度。在一实施例中，波带片阵列148和/或独立可控元件102被加热至比期望的稳态温度高的温度，然后在曝光期间由于任何一个或多个温度控制布置所施加的冷却和/或由于可独立寻址元件102的使用不足以保持比期望的稳态温度高的温度而下降。

在一实施例中，定位装置162控制波带片阵列148的位置。定位装置162可以控制波带片阵列148，用于使波带片阵列148与衬底或衬底台平齐和/或用于透射图像线传感器(TILS)(如文中所讨论)。

在一实施例中，定位装置包括石英致动器。在一实施例中，参考图10，定位装置包括高夫-斯图尔特(GoughStewart)定位单元。在一实施例中，定位装置162可以在至少1个自由度、至少3个自由度或者6个自由度上控制波带片阵列148。在一实施例中，定位装置162包括小型化的压电高夫/斯图尔特六自由度致动器。每个波带片阵列148可以被其自己的定位装置162控制。在一实施例中，为了计算用于定位装置162的控制信号，控制器164可以被设置用于驱动定位装置162。控制信息从控制器164提供、经由总线142至其他控制器，并且类似地，控制信息(例如，位置校正信息)从一个或多个外部控制器和/或传感器、经由总线142提供至控制器164。在一实施例中，控制器164可以与单一定位装置162相关联，或者可以与多个定位装置162共享。在一实施例中，位置传感器可以被设置用于在多达6个自由度上确定波带片阵列148的位置。例如，波带片阵列位置传感器可以包括干涉仪。在一实施例中，波带片阵列位置传感器可以包括编码器，所述编码器可以被用于检测一个或多个一维编码器光栅和/或一个或多个二维编码器光栅。

参考图5，示出图4的多个模块152的布置的示意性仰视图。这些模块将被布置在框架160的沿X方向的长度上。每个模块152的波带片阵列148将在衬底/衬底台的正上方的框架底部处被曝光。在一实施例中，波带片阵列148的组合长度L(例如，300mm)可以是衬底114的横截面尺寸(例如直径)。组合的波带片阵列148可以被称为曝光头。图4示出曝光头包括波带片阵列148的两个相对的曝光岸行(exposurebankrow)，即，近曝光岸行166(例如，它首先曝光衬底)和远曝光岸行168。在一实施例中，如图5所示，在近曝光岸行166中的波带片阵列148可以相对于远曝光岸行168中的波带片阵列148沿X方向交错/交插。这可以允许近曝光岸行166的波带片阵列的曝光区域之间的间隙被远曝光岸行168的曝光区域填充。由此，由于曝光区域应该在例如小于或等于2纳米、小于或等于5纳米、小于或等于10纳米或者小于或等于50纳米的临界尺寸一致性(CDU)标准内被缝合，则波带片阵列148应该被适当地对准。

在图5中，59个波带片阵列148被示出，每个波带片阵列本身覆盖5120微米的长度。可以设置不同数量的波带片阵列，每个波带片阵列具有不同的长度。如图所示，波带片阵列148被交插，以覆盖衬底的整个横截面尺寸(例如，直径)。如果较宽的衬底被使用并且较少的波带片阵列148对应较窄的衬底，则更多的波带片阵列148可以被增加。因此，设备可以灵活地适应于不同的衬底尺寸。曝光区域在衬底上延伸的优点在于：在变化的条件下可以实现一致的生产率，同时仍然保持适中的图像数据带宽需求。此外，曝光区域在衬底上延伸使得能够通过具有相对慢的线性扫描移动而减小宏观机械移动。因此，可以避免大的机械移动。相对慢的运动可以使得紧的缝合CDU需求被满足，即使有无法校正的随机的变量。

图6示出根据实施例的光刻设备的透镜阵列布置的示意性俯视图。透镜阵列布置包括波带片阵列148，波带片阵列148包括多个透镜180。在该实施例中，有256个透镜。在一实施例中，每个透镜可以具有大约100微米的直径。256个透镜可以覆盖5120微米的扫描线长度L2。在图6所示的实施例中，透镜沿透镜的水平偏置的对角线被布置成16×16透镜锯齿形构造。在一实施例中，透镜例如以20微米的距离D1彼此水平间隔设置。在一实施例中，如果衬底相对于线以一角度扫描，即，扫描运动不平行于线的垂直方向，则线可以垂直布置，而不是沿对角线布置。

在一实施例中，阵列148被支撑在透镜阵列布置的框架176中或者被框架176支撑。在一实施例中，框架176包括金属。在一实施例中，阵列148通过一个或多个安装点172连接至框架176。在一实施例中，阵列148可以连接至框架182，框架182继而又通过一个或多个安装点172连接至框架176。在一实施例中，框架176和安装点172可以是一个单片结构。在一实施例中，框架176、安装点172和框架182可以是一个单片结构。框架176和/或框架182可以由金属片构造成，其可以具有与波带片阵列148相同的厚度，这个厚度匹配可以允许沿着Z轴的正确的重心，并且允许阵列148正确地接近衬底表面。在一实施例中，可以有一个或多个柔性安装件178，以横向地支撑波带片阵列148。

在一实施例中，透镜阵列布置包括一个或多个致动器174，以将波带片阵列148移位。在一实施例中，致动器174包括压电致动器。在一实施例中，致动器174相对于框架176使波带片阵列148(如果需要设置，则包括框架182)加速。框架176可以用作平衡质量，用于吸收振动。在图6中，示出两个致动器174。

在一实施例中，波带片阵列148(和可选地，框架182)通过作为安装件172的弹簧铰链被连接至框架176。弹簧铰链可以被调节到组件的例如25KHz的本征频率。铰链的连接点大致位于连接至致动器174的杠杆臂的旋转中心处。这帮助隔离振动。

在一实施例中，致动器174的致动可以使得波带片阵列148沿大致X方向振动。因此，波带片阵列148可以以例如25KHz的本征频率、以接近正弦的运动方式沿X方向振动。该振动可以具有例如34微米的振幅。该振动将使得束利用波带片阵列148的透镜沿X方向扫描。此外，如下面将进一步讨论的，除了X方向上的振动之外或者作为X方向上的振动的替代，致动器174的致动可以使得波带片阵列148在大致Y方向上振动。

图7示出根据实施例的光刻设备的透镜阵列布置的示意性俯视图。图7的透镜布置与图6的透镜阵列布置类似。在该实施例中，透镜以不同的配置布置。透镜布置成8x32配置，而不是16x16阵列。此外，透镜布置成三角图案，如由图7中沿对角线地连接透镜的线示意性地示出的，而不是锯齿图案。在一实施例中，透镜例如以20微米距离D1沿水平方向彼此间隔开。在一实施例中，沿水平方向相邻的透镜例如以160微米间隙D2彼此间隔开。在一实施例中，透镜可以具有1120微米的宽度W1。

该透镜布局可以提供一个或多个改进。例如，该设计可以将控制器140的FIFO存储容量减少一半。三角形扫描图案可以将顶部水平线上的透镜与底部水平线上的透镜之间的潜在的缝合错误去除一半。该布局由于其更小的表面而可以提供更好的重叠控制。该布局可以将波带片阵列148的质量减小一半。该布局可以减小束路径中非线性光学装置158的尺寸。

此外，如图7所示，提供一个或多个致动器174、框架176和框架182的不同布置。例如，在该实施例中，有四个致动器174。

参考图8，示出根据实施例的光刻设备的辐射投影的示意性视图。通过Y方向上的箭头S示出衬底与波带片阵列148之间的相对扫描运动。此外，如上所讨论的，致动器174使得波带片阵列148在X方向上振动，例如类似正弦振动。在一实施例中，振动可以具有例如34微米的振幅D3。在图8中，通过曲线186示出与相对扫描结合的振动。因此，以25KHz的振动频率，有40微秒周期。如图8所示，实际曝光移动具有50％的占空比，即每个循环具有2个曝光周期，结果，每束/透镜每秒具有50000个宽度为D1(在该情况下是20微米)的区段/扫描线188。因此，每个区段/扫描线188花费10微秒。采用1mm/s的相对扫描运动S，每个区段/扫描线对应于Y方向上的10nm的位移D4。因此，对于覆盖5120微米的扫描线长度的256个透镜组成的阵列，每个周期具有大约1000个光斑，这是大约100M采样，其被转换成50MHz波的产生。

如在图8中看到的，由于例如1mm/s的相对扫描运动S，曝光束将趋于遵循对角线路径通过区段/扫描线188。因此，图9(A)大致示出曝光束移动。因此，为了补偿扫描运动(并且为了具有如大致在图9(B)中示出的曝光移动)，在Y方向上的对X方向振动的频率的双倍增调制(例如，在X方向振动是25KHz的情况下为50KHz)被加入，幅度大致等于区段/扫描线188的位移D4(例如，10nm)。因此，波带片阵列148将描述大致李萨如(Lissajous)状的路径。这帮助确保区段/扫描线大致彼此平行地被曝光。在X和Y方向上的一些主动的附加的调制应该被提供用于帮助确保在各个曝光阶段期间的恒定的速度和线性移动。在一实施例中，致动器174驱动波带片阵列148，控制同步，并且提供对于Lissajous状曝光移动的精确控制。

为了帮助实现辐射束在衬底上的精确定位，设备可以包括传感器145，所述传感器用于测量与投影到衬底上的辐射束相关联的一个或多个参数。参考图3，示出传感器145的示意性位置。在一实施例中，一个或多个传感器145设置在衬底台106中或者设置在衬底台106上，以保持衬底114。例如，传感器145可以设置在衬底台106的前沿侧处(如所示)和/或衬底台106的尾沿侧处(如所示)。期望地，它们位于不会被衬底116覆盖的位置处。在一个可选示例或者附加示例中，传感器可以设置在衬底台106的侧边缘(未示出)处，期望地在不会被衬底116覆盖的位置处。在衬底台106的前沿侧处的传感器145可以用于前曝光检测。在衬底台106的尾沿侧处的传感器145可以用于后曝光检测。在衬底台106的侧边缘处的传感器145可以用于曝光期间的检测(“运行中(on-the-fly)”检测)。在一实施例中，传感器145可以在框架160上(例如，作为传感器150或者传感器150的一部分)，用于经由束变向结构(例如，如图3所示布置在衬底台106上的传感器145的位置处的反射镜布置)接收来自波带片阵列148的束，或者用于接收从VECSEL或VCSEL至波带片阵列148(例如分束器)的束路径中的辐射。除了预曝光和/或后曝光感测之外或者作为预曝光和/或后曝光感测的替代方案，该实施例可以允许“运行中”感测。附加地或者可选地，传感器145或者至传感器145的束变向结构可以被设置在与衬底台160分离开并且能够相对于框架160移动的传感器结构上。可以通过致动器使结构移动。在一实施例中，传感器结构位于衬底台106移动通过的路径之下或者在该路径侧面处。在一实施例中，该结构可以被致动器移动至衬底台106的传感器145在图3中被所示所在的位置处(如果衬底台106不在该处)，如果该结构在路径的侧面处，则这种移动例如可以在Z方向上或者在X和/或Y方向上。在一实施例中，传感器结构位于衬底台将移动通过的路径之上。在一实施例中，传感器结构可以被致动器移动(例如，被旋转)到波带片阵列148的下方。在一实施例中，传感器结构可以连接至框架160并且相对于框架160是可移位的(例如，被旋转)。

在测量被透射朝向衬底或者将被透射朝向衬底的辐射的特性的操作中，通过例如移动传感器145使得传感器145(或者束变向结构)位于来自波带片阵列148的辐射的路径中。因此，作为示例，参考图3，衬底台106可以移动至来自波带片阵列148的辐射的路径中的位置传感器145(或者束变向结构)处。在那种情况下，传感器145(或束变向结构)定位在曝光区域204处且在来自波带片阵列148的辐射束中。一旦传感器145(或者束变向结构)位于辐射路径中，传感器145能够检测辐射并且测量关于辐射的一个或多个参数。为了便于感测，传感器145(或者束变向结构)可以相对于波带片阵列148移动和/或波带片阵列148可以相对于传感器145(或者束变向结构)移动。

在一实施例中，传感器145可以便于使束对准到衬底上期望的位置上。因此，在一实施例中，为了提供适当的和精确的曝光束对准，透射图像线传感器145被用于接收用于测量的辐射束中的一个或多个。在一实施例中，传感器145在整个衬底宽度上延伸。

传感器145可以被用于校准一个或多个辐射束。例如，辐射束的光斑的位置可以在曝光之前被传感器145检测，由此***被校准。然后，曝光可以基于光斑的该期望位置被调整(例如，衬底114的位置被控制，束的位置被控制(例如，通过波带片阵列148或者波带片阵列的透镜的移动)，VECSEL或者VCSEL的“接通”或“关断”被控制，等等)。此外，随后可能发生校准。例如，紧接着曝光之后且在例如使用衬底台106的尾沿侧上的传感器145的进一步曝光之前，可以进行校准。可以在每次曝光之前、特定次数的曝光之后等等进行校准。此外，可以使用例如衬底114的侧面处的传感器145以“运行中”方式检测辐射束的光斑的位置，并且曝光由此被调整。可以基于“运行中”感测进行重新校准。

在传感器145的一操作实施例中，在衬底的曝光开始之前，来自框架160上的波带片阵列148的束被衬底台106的前沿侧处的传感器145(即，如图3中所示，最靠近框架160的传感器145)接收和测量。例如，来自辐射束的辐射光斑的(在X-Y平面中的)位置被测量。在一实施例中，附件地或者可选地，传感器145可以确定围绕X、Y和/或Z轴线的旋转和/或在Z方向上的位置(如下面相关地被描述的)。束的相对对准被分析。

在一实施例中并且如果需要，框架160上的波带片阵列148中的一个或多个被重新对准，使得辐射束相对于彼此被正确地对准。在一实施例中，重新对准可以通过定位装置162实施。在一实施例中，重新对准可以在1个自由度、2个自由度、至少3个自由度或者6个自由度上发生。在一实施例中，各个透镜可以如文中所讨论地被重新对准。

在衬底曝光之后，在衬底台106的尾沿侧处的传感器145(即，离框架160最远的传感器145，如图3所示)使辐射束的投影重新有效。例如如果结果仍然匹配并且在衬底114的曝光期间衬底台106的动态性能合格，则衬底114的曝光可以被认为是令人满意的。因此，辐射束使用前沿侧传感器145被初步地校准，并且定位精度在使用尾沿侧传感器145的衬底的曝光结尾时被再次验证。

附加地或者可选地，被透射朝向衬底或者将被透射朝向衬底的辐射的一个或多个特性被传感器145测量。在一实施例中，辐射束(并且因此VECSEL或者VCSEL)的曝光强度可以被验证和/或校准。附加地或者可选地，辐射束的辐射均匀性和/或辐射束的光斑的横截面尺寸或面积。

在一实施例中，传感器145可以被配置用于测量对于来自波带片阵列148的每个辐射束的聚焦或者对于来自波带片阵列148的多个辐射束的聚焦。如果检测到离焦的状态，则可以对于波带片阵列148的每个透镜或者对于波带片阵列148的多个透镜来校正聚焦。可以例如通过沿Z方向(和/或围绕X轴和/或Y轴)移动阵列148来校正聚焦。

在一实施例中，波带片阵列148的透镜的聚焦、像差等等可以使用在特定透镜处或特定透镜附近的、利用阵列148的顶部和/或底部处的热吸收点或区域实现的局部化加热来校正，其中热吸收点或区域可以使用一个或多个辐射束(例如，一个或多个红外光束)被加热。在一实施例中，一个或多个加热束与曝光束交织。一个或多个加热束可以通过例如VECSEL或VCSEL阵列来提供。一个或多个加热束可以在束路径中与适当的分束器耦合或者直接经由成角度或倾斜的路径。与偏置加热控制组合的这种实施操作可以潜在地允许以精确的水平控制透镜间隔和/或透镜阵列曲率。

附加地或可选地，波带片阵列148可以包括适当的压电材料(例如，晶体石英)，在该压电材料中局部移动可以通过局部压电效应被引入。因此，一个或多个电导体可以运行在波带片阵列148中或者波带片阵列148上，并且可以在适当的位置处施加电荷，以产生在波带片阵列148的压电材料中的移动，这样的移动产生波带片阵列148的一个或多个透镜的局部化移动。

此外，在一实施例中，曝光的时机可以被改变，以在X方向上拉伸或压缩波带片阵列148的片段188，用于特定的校正。

并且，在给定精度下，传感器145本身对于纳米水平来说可能不是完美的。因此，如果需要，传感器145可能需要被绘图以定义它的不完美性。

图13示意性示出如何使用多个光引擎在单次扫描中曝光整个衬底114，其中每个光引擎包括一个或多个可独立寻址元件。每个光引擎可以包括单独的图案形成装置104，并且可选地可以包括单独的投影***108和/或辐射***，如上所述。然而，将可以理解，两个或更多个光引擎可以共用辐射***、图案形成装置104和/或投影***108中的一个或多个的至少一部分。在一实施例中，每个光引擎包括图案形成装置104和波带片阵列148。在该实施例中，为了清楚起见，示意性示出8个光引擎，用于覆盖衬底114的宽度。在图5中可以看出，在实践中可以有更多的光引擎。8个辐射光斑阵列(未示出)通过8个光引擎产生，布置成处于“棋盘”或交错配置的两行166、168，使得一个辐射光斑阵列的边缘稍微与相邻辐射光斑阵列的边缘重叠。在一实施例中，光引擎可以布置成多行。这样，辐射带延伸经过衬底W的宽度，允许整个衬底的曝光在单次扫描中执行。这种“全宽度”单次通过曝光帮助避免可能发生的连接两次或更多次通过(pass)的缝合问题，并且还可以在衬底可能不需要沿着横向于衬底通过方向的方向被移动时减少机器占地面积(footprint)。可以理解，可以使用任何适当数量的光引擎。在一实施例中，光引擎的数量是至少2个、至少4个、至少8个、至少10、至少20个、至少30个或者至少50个。在一实施例中，光引擎的数量少于1000个，例如少于500个、少于200个、少于100个或少于75个。

在文中所描述的实施例中，设置控制器来控制可独立寻址元件(例如，VECSEL或者VCSEL)。例如，在可独立寻址元件是辐射发射器件的示例中，控制器可以控制可独立寻址元件什么时候接通或关断，并且能够实现可独立寻址元件的高频调制。控制器可以控制由一个或多个可独立寻址元件发射的辐射功率。控制器可以调制由一个或多个可独立寻址元件发射的辐射的强度。控制器可以控制/调整可独立寻址元件阵列的一部分或全部的强度均匀性。控制器可以调整可独立寻址元件的辐射输出，以用于校正成像误差，例如集光率和光学像差(例如，慧差、像散，等等)。

在光刻术中，可以通过以辐射将衬底上的抗蚀剂层选择性地曝光而在衬底上生成期望的特征，例如通过以图案化辐射将抗蚀剂层曝光。抗蚀剂的接收一定的最小辐射剂量(“剂量阈值”)的区域经历化学反应，而其他区域保持不变。由此生成的在抗蚀剂层中的化学差异允许显影抗蚀剂，即选择性地去除已经接收了至少最小曝光剂量的区域或者去除没有接收最小曝光剂量的区域。结果，衬底的一部分仍然被抗蚀剂保护，而衬底的抗蚀剂被去除的区域被曝光，允许例如附加的处理步骤，例如选择性地蚀刻衬底、选择性的金属沉积等等，由此生成期望的特征。对辐射的图案化可以通过在图案形成装置中设置独立可控元件来实现，使得透射至衬底上的抗蚀剂层的、在期望特征内的区域的辐射处于足够高的强度下，使得曝光期间该区域接收剂量阈值之上的辐射剂量，而通过将相对应的独立可控元件设置为提供零或非常低的辐射强度，使得衬底上的其他区域接收低于剂量阈值的辐射剂量。

在实际中，在期望的特征的边缘处的辐射剂量不会从给定的最大剂量陡然地改变至零剂量，即使独立可控元件被设置用于在特征边界的一侧提供最大辐射强度并在另一侧提供最小辐射强度不过如此。替代地，由于衍射效应，辐射剂量水平在整个过渡区上可能降低。然后，在显影抗蚀剂之后最终形成的期望特征的边界的位置通过所接收的剂量低于辐射剂量阈值所在的位置来确定。在整个过渡区上辐射剂量的降低的轮廓以及由此特征边界的精确位置可以通过将独立可控元件不仅设置至最大或最小强度水平、而且设置至最大与最小强度水平之间的强度水平而被更加精确地控制，其中被设置的所述独立可控元件将辐射提供至衬底上的处于特征边界上或靠近特征边界的点。这通常被称为“灰度调整”或者“灰度矫正”。

与通过给定的独立可控元件提供至衬底的辐射强度仅仅能够被设置成两个值(即，仅仅最大值和最小值)的光刻***中可能的控制相比，灰度调整可以提供对特征边界的位置的更好的控制。在一实施例中，至少三个不同的辐射强度值可以被投影到衬底上，例如至少4个辐射强度值、至少8个辐射强度值、至少16个辐射强度值、至少32个辐射强度值、至少64个辐射强度值、至少100个辐射强度值、至少128个辐射强度值、或者至少256个辐射强度值、至少512个辐射强度值、至少1024个强度值或者至少2048个强度值。如果图案形成装置是辐射源本身(例如，VECSEL或者VCSEL阵列)，则灰度调整例如可以通过控制被透射的辐射的强度水平来实现。如果对比度装置是微反射镜装置，则灰度调整可以例如通过控制微反射镜的倾斜角度来实现。并且，可以通过对对比度装置中的多个可编程元件进行分组、并且控制该组中在给定时间被接通或关断的元件的数量，而实现灰度调整。

在一示例中，图案形成装置可以具有一系列状态，包括：(a)黑色状态，在黑色状态中所提供的辐射对它的对应像素的强度分布贡献最小、或者甚至是零贡献；(b)最白状态，在最白状态中所提供的辐射做出最大贡献；(c)在中间的多个状态，其中所提供的辐射做出中间贡献。各个状态被分成：正常组，用于正常的束图案化/印刷；和补偿组，用于补偿缺陷元件的影响。正常组包括黑色状态和第一组中间状态。该第一组将被描述为灰色状态，并且它们可选择用于提供对于相应像素强度从最小黑色值一直到特定正常最大值的逐渐增大的贡献。补偿组包括剩余的第二组中间状态和最白状态。该第二组中间状态将被描述为白色状态，它们可以选择用于提供比正常最大值大的贡献，逐渐增大至与最白状态相对应的真正的最大值。虽然第二组中间状态被描述为白色状态，但是可以理解，这仅仅是便于区分正常和补偿曝光步骤。整个的多个状态可以可选地被描述为处于黑色和白色之间的灰色状态序列，可选择用于实现灰度调整印制。

应该理解，灰度调整可以用于上述目的之外的附加目的或者用于上述目的的替换目的。例如，在曝光之后的对衬底的处理可以被调整使得依赖于所接收的辐射剂量水平有多于两个的衬底区域的潜在响应。例如，衬底的接收低于第一阈值的辐射剂量的部分以第一方式响应；衬底的接收高于第一阈值但低于第二阈值的辐射剂量的部分以第二方式响应；并且衬底的接收高于第二阈值的辐射剂量的部分以第三方式响应。由此，灰度调整可以用于提供整个衬底的具有多于两个期望剂量水平的辐射剂量轮廓。在一实施例中，辐射剂量轮廓具有至少两个期望的剂量水平，例如至少3个期望的辐射剂量水平、至少4个期望的辐射剂量水平、至少6个期望的辐射剂量水平或者至少8个期望的辐射剂量水平。

还应该理解，辐射剂量轮廓可以通过除了仅仅控制在衬底上的每个点处接收的辐射的强度的方法之外的方法来控制，如上所述。例如，被衬底上的每个点接收的辐射剂量可以可选地或者附加地通过控制所述点的曝光持续时间而被控制。作为另一示例，衬底上的每个点可以潜在地在多个连续曝光中接收辐射。因此，被每个点接收的辐射剂量可以可选地或者附加地通过使用所述多个连续曝光中的被选定的子组对所述点曝光来控制。

为了在衬底上形成图案，在图案形成装置中的独立可控元件中的每个独立可控元件在曝光过程期间在每个可应用阶段被设置到所需状态。因此，表示所需状态的控制信号被传输至每个独立可控元件。期望地，光刻设备包括控制***300，该控制***300产生控制信号。将被形成在衬底上的图案可以从例如制造图像主网络302、以例如矢量定义格式(例如，GDSII)被提供至光刻设备。在一实施例中，图案数据可以处于正交平方像素格式，该格式例如允许标准的无损位图文件格式。

为了将设计信息转化为针对于每个独立可控元件的控制信号，控制***300包括一个或多个数据操作装置，每个数据操作装置被配置用于对表示图案的数据流实施处理步骤。数据操作装置可以统称为“数据路径”。数据路径的数据操作装置可以被配置用于实施以下功能中的一个或多个：将基于矢量的设计信息转换成位图图案数据；将位图图案数据转换成所需的辐射剂量图(即，整个衬底上的所需的辐射剂量轮廓)；将所需的辐射剂量图转换成对于每个独立可控元件的所需的辐射强度值；和将对于每个独立可控元件的所需的辐射强度值转换为相应的控制信号。

图12示出根据一实施例的光刻设备的图像数据路径的示意图。在该实施例中，***控制256个独立可控元件(例如，VCSEL或者VECSEL)。当然，图像数据路径可以被针对于不同数量的独立可控元件而设置。此外，虽然就图像数据路径而论本文中讨论了线、存储器、控制器等的特定数量、类型等，然而本发明不必限于此，本发明实施例可以包括线和/或存储器、和/或控制器等的不同数量、类型等。

参考图12，示例性的控制***300在光学收发器和开关304处从例如制造图像主网络302接收将被投影到衬底上的图案(图像)。在一实施例中，通至光学收发器和开关304以及来自光学收发器和开关304的路径是光纤线路。在一实施例中，光纤线路包括四(4)个32路光纤(640Gbps带宽)。

借助光学收发器和开关304，图案被存储在存储器中。在一实施例中，存储器包括一个或多个固态驱动器(SSD)。在一实施例中，图案被存储在两个不同的数据存储装置中。一个数据存储装置在曝光期间使用，另一个可用作备份和/或开放用于来自图像主机的附加的图像加载。因此，在一实施例中，可以有存储装置306、312的交替使用。由此，在一实施例中，有第一图案数据存储装置306，包括存储器(例如，固态驱动器)308和相关的控制器310，用于在存储器308与光学收发器和开关304之间传递数据。第二图案数据存储装置312可以类似地包括存储器308和相关的控制器310。在一实施例中，用于第二图案数据存储装置312的规格与第一图案数据存储装置306的相同。在一实施例中，每个数据存储装置306、312是尺寸为24个全场图案图像的缓冲器。

在一实施例中，存储器包括256个GB固态驱动器(64Tb)，在一实施例中，这256个GB固态驱动器不具有外壳，以便于冷却。在一实施例中，存储器可以包括多个PCI-Express固态驱动器(可选地，为M.2类格式)，其允许每秒1.4G字节的持续带宽；这种布置可以消除每个光链路有两个传统固态驱动器的数据流，从而支持或者有利于每个光链路具有单个这种固态驱动器的情况。在一实施例中，每个SSD装备有SATA600接口和至少500MB/秒的额定读取速度。考虑到包含大量的SSD卡，希望具有鲁棒性。由此，在一实施例中，数据存储装置306、312是机器适配的组合版本，概念上类似于RAID0和RAID1。两个独立的数据存储装置306、312以RAID1的方式彼此相互备份(即，对应特定图像的图像数据出现在两个存储装置306、312中)，同时在每个数据存储装置中所有SSD同时被访问，像RAID0一样，从而在内部光学总线上以80GB/秒的带宽产生图像数据流。例如在SSD失效的情况下，数据存储装置306能够立即与数据存储装置312以电学方式进行交换(反之亦然)，并且处理能够继续。这可能会中断图像数据传送，图像数据传送在那时可能在进行中，但是可以后来可能会被恢复。由于当前SSD包括NAND闪速存储器，它们可能具有有限数量的写循环。因此，在一实施例中，控制器310、312可能能够防止由于随机性发生器机制而在相同区域中有大量的写操作。此外，在一实施例中，SSD的容量是所需容量的四倍大。这帮助减小写密度。例如，通常，预期对于数据存储装置读取图像比写入图像多好多倍。因此，增大容量能够平方级别地减少磨损。

在一实施例中，控制器310包括阵列控制器，所述阵列控制器包括对于每64个固态驱动器的四个磁盘控制器且具有4个32路光学外光纤。每个控制器并行地负责其所对应的SSD卡的数据存储/检索和并行的数据传送的同步，而3个相邻控制器在相同的数据存储器内。对于每个控制器，数据输出经由光学收发器和开关304在32纤维光缆上以2对1TDM方式被合并至光学多点总线控制器或者光学制造图像主网络界面302。

从光学收发器和开关304，图像数据被针对于曝光岸行166、168提供至光学多点总线控制器314、316。光学多点总线控制器314将图像数据提供至近曝光岸行166。光学多点总线控制器316将图像数据提供至远曝光岸行168。在一实施例中，每个光学多点总线控制器314、316包括两个16光学多点总线控制器。由于曝光岸行所需的数据之间的时滞，并且假定对于每个图像行图像数据仅仅在光学总线上出现一次，因此延迟线318被引入，延迟线318例如是FIFO形式且将数据推送至针对于远曝光岸行168的光学总线。在一实施例中，延迟线318包括～160GBDRAM-(2秒)。

从光学多点总线控制器314、316，图案数据被提供至每个图案形成装置104的控制***。在一实施例中，每个图案形成装置104的控制***包括光学接收器和快速捕捉缓冲器320、矩阵开关322和FiFo存储装置324。从FiFo存储装置324，数据被提供至波(脉冲)产生器140，以控制独立可控元件102(例如VCSEL或VECSEL)的辐射输出。在一实施例中，各个部件可以被256个500Mbps(128Gbps带宽)线连接。在一实施例中，光学接收器和快速捕捉缓冲器320、矩阵开关322、FiFo存储装置324、波(脉冲)产生器140和独立可控元件102被包含在模块152中(虽然不是必须这样)。在一实施例中，仅仅波(脉冲)产生器140和独立可控元件102被包含在模块152中。

在一实施例中，来自波产生器140的输出信号被驱动作为脉冲长度调制信号，而不是被放大的模拟信号。这可以允许有效的、一致的非线性光学转换，因为非线性光学转换效率被束强度驱动。

将可以理解的，在曝光束被“点燃(fired)”的同时，校平和匹配数据在衬底114、波带片阵列148等等的定位中不得不被考虑。

在一实施例中，由于可能影响衬底上的图案的正确供给和/或实现的因素，用于提供图案的控制信号可以被改变。例如，由于独立可控元件102和/或波带片阵列148的加热，校正可以应用于控制信号。这种加热可能使得独立可控元件102和/或波带片阵列148的透镜的指向方向改变、来自独立可控元件102和/或波带片阵列148的透镜的辐射的均匀性改变，等等。在一实施例中，例如来自传感器的与独立可控元件102和/或波带片阵列148相关联的被测温度和/或膨胀/收缩可以被用于改变控制信号，这些控制信号否则将被提供以形成图案。因此，例如，在曝光期间，独立可控元件102和/或波带片阵列148的温度可能变化，该变化导致将在单一恒定温度下被提供的投影图案的改变。由此，由于这样的变化，控制信号可能被改变。类似地，在一实施例中，来自传感器145和/或传感器150的结果可以被用于改变由独立可控元件102提供的图案。该图案可以被改变以校正例如变形，其中这样的变形可能由于例如独立可控元件102与衬底114之间的光学装置(如果有的话)、衬底114的定位的不规则性、衬底114的不均匀性等等引起。

在一实施例中，控制信号的改变可以基于由被测参数(例如，被测温度、通过水平传感器测量的距离，等等)引起的所期望图案上的物理/光学结果的理论而被确定。在一实施例中，控制信号的改变可以基于由被测参数引起的所期望图案上的物理/光学结果的实验或经验模型而被确定。在一实施例中，控制信号的改变可以以前馈和/或反馈的方式被应用。

图13示出根据一实施例的在例如平板显示器(例如LCD、OLED显示器等)的制造过程中用于曝光衬底的光刻设备的示意性俯视图。如同图3中所示的光刻设备100一样，光刻设备100包括用于保持平板显示器衬底114的衬底台106和用于移动衬底台106的定位装置116。光刻设备100还包括布置在框架160上的多个图案形成装置104。在该实施例中，每个图案形成装置104包括多个VCSEL或VECSEL。如图13中所示，图案形成装置104布置成多个独立的图案形成装置104，包括可独立寻址元件102，沿着X方向延伸。在一实施例中，可独立寻址元件102大致是静止的，即，它们在投影期间不会显著移动。此外，在一实施例中，图案形成装置104的多个波带片阵列148以交替的方式(例如参见图5)与相邻的波带片阵列148交错。光刻设备100可以被布置用于提供像素-栅格成像。

在光刻设备100的操作中，使用例如机械手(未示出)将平板显示器衬底114加载到衬底台106上。然后，衬底114在图案形成装置104的波带片阵列148和框架160之下沿Y方向移位。然后，使用图案形成装置104的波带片阵列148和可独立寻址元件102以图案对衬底114曝光。

图14示出根据一实施例的与卷对卷柔性显示器/电子设备一起使用的光刻设备的示意性俯视图。如同图13中所示的光刻设备100一样，光刻设备100包括布置在框架160上的多个图案形成装置104。在该实施例中，每个图案形成装置104包括VECSEL或VCSEL。

光刻设备还可以包括具有物体台106的物体保持器，衬底114在物体台106上移动。衬底114是柔性的并且被卷在与定位装置116相连的卷筒上，其中定位装置116可以是用于转动卷筒的电机。在一实施例中，附加地或者可替换地，衬底114可以从与定位装置116连接的卷筒卷绕，其中定位装置116可以是用于转动卷筒的电机。在一实施例中，有至少两个卷筒，衬底从一个卷筒被展开且衬底被卷到另一卷筒上。在一实施例中，如果例如衬底114在卷筒之间足够硬，则不需要设置物体台106。在这种情况下，仍然将具有物体保持器，例如一个或多个卷筒。在一实施例中，光刻设备可以提供衬底的无承载件(例如，无承载件箔(CLF))和/或卷对卷制造。在一实施例中，光刻设备可以提供板对板制造。

在光刻设备100的操作中，柔性衬底114在框架160和图案形成装置104之下沿Y方向被卷到卷筒上或者从卷筒上展开。然后，使用可独立寻址元件102和波带片阵列148以图案对衬底114曝光。可独立寻址元件102可以例如***作以提供像素-栅格成像，如文中所讨论的。

在一实施例中，框架160可以包括流体限制结构，所述流体限制结构被配置用于使流体与衬底保持接触，以便于衬底的浸没曝光。在一实施例中，流体限制结构可以包括入口，所述入口用于将浸没流体(例如，液体)提供至框架160与衬底台之间的衬底。在一实施例中，流体限制结构包括出口，所述出口用于去除浸没流体。在一实施例中，流体限制结构包括在框架160的面朝衬底的底部上的矩形出口，矩形出口在X方向上沿框架160的长度延伸且在Y方向上至少具有波带片阵列148的长度。在矩形出口的内部中，入口可以提供液体以填充被出口围绕的矩形。

文中讨论的内容已经考虑了大概300mm的衬底。对于使用相同的数据-路径带宽进行全宽度曝光的450mm衬底，在WPH中进行测量时，对于450mm衬底的生产率将仅仅是降低50％，与对于传统工具降低两倍的情形相反。并且，相对于生产率的占地面积的增加将减少50％。图案形成装置104的数量将可能从大约60增加到90，但是相同单元和相同尺寸数据存储装置将仍然是可用的。光学总线将需要多50％的分束点，壳体将需要多宽出150mm和多深出300mm，但是单元高度可以仍保持大约相同的值。假定衬底台的相对低的单向曝光速度(1mm/秒)和各个波带片阵列148的先进压电校平能力，稳定性问题将是非常少或者甚至不存在，因此可以不需要实体台的重新设计。

实施例可以提供从以下各项中选出的一个或多个优点：(1)无掩模技术消除对于需要消耗时间准备的昂贵的掩模版的使用；(2)技术方案能够实现高带宽、相对低的成本并且是可靠的，和/或不需要外部的光源；(3)技术方案在生产率方面是可升级的(例如，10WPH的增量)且是鲁棒的；(4)波带片阵列成像可以使得实现K<0.3而没有RET或OPC；(5)通过使用普遍的商业上现货供应的材料实现低成本；(6)所有权的相对低的成本；(7)低的维护需求；(8)高的可靠性(少的停工期/返工/报废)；(9)通过机架和堆叠方法实现每WPH的小的制造装备的占地面积；(10)少的移动部件；(11)使用压电致动实现高(例如，低于几十纳米)的定位精度；(12)低功率的稳定的鲁棒的VECSEL或VCSEL照射技术；(13)通过使用波带片阵列实现高的成像品质；(14)设计可以较多地依赖于半导体技术，这允许与半导体进步一致的未来技术延伸(即，在半导体改进的基础之上)；和/或(15)通过使用允许标准无损位图文件格式的正交方格像素格式，使得在曝光前数据流不需要冗长的数学重新计算，这样会允许制造设备的更大的逻辑灵活性。

虽然文中的实施例已经集中在衬底沿Y方向的扫描移动，但是衬底与辐射束之间的相对移动也可以被实现。例如，相对运动可以是引起的辐射束相对于衬底的移动(以与电子束设备类似的方式)或者可以是束和衬底移动的组合。

虽然本申请详述了光刻设备在制造具体器件或结构(例如，集成电路或平板显示器)中的应用，但是应该理解到，这里描述的光刻设备和光刻方法可以有其他应用。应用包括但不限于制造集成电路、集成光学***、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、OLED显示器、薄膜磁头、微机电器件(MEMS)、微型光声机电***(MOEMS)、DNA芯片、封装(例如倒装芯片、重新分布，等等)、柔性显示器或电子设备(这些显示器或电子设备是像纸一样可卷曲、可弯曲并且保持无变形、顺从的、硬实的、薄的和/或重量轻的显示器和电子设备，例如柔性塑料显示器)，等等。并且，例如在平板显示器中，本设备和方法可以被用于帮助生成各种层，例如薄膜晶体管层和/或彩色滤光片层。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(例如一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

平板显示器衬底可以是矩形形状的。被设计用于曝光这种类型的衬底的光刻设备可以提供覆盖矩形衬底的整个宽度的曝光区域或者覆盖宽度的一部分(例如宽度的一半)的曝光区域。衬底可以在曝光区域之下被扫描，而图案形成装置被同步扫描通过图案化束或者图案形成装置提供变化的图案。这样，所期望的图案的全部或一部分被传递至衬底。如果曝光区域覆盖衬底的全宽，则曝光可以通过单次扫描完成。如果曝光区域覆盖例如衬底的宽度的一半，则衬底可以在第一次扫描之后沿横向移动，并且通常进一步的扫描被实施、以曝光衬底的其余部分。

这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为表示能够用于调制辐射束的横截面、以在衬底(的一部分)中生成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。类似地，最终生成在衬底上的图案可能不与通过可独立元件阵列在任一瞬间形成的图案相符。在形成在衬底的每个部分上的最终图案是在给定时间段中被构建或者在给定次数的曝光中被构建的布置中是这样的情形，其中在给定时间段期间或者在给定次数的曝光期间由独立可控元件阵列提供的图案和/或衬底的相对位置改变。通常，生成在衬底的目标部分上的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路或平板显示器(例如，在平板显示器中的彩色滤光片层或者在平板显示器中的薄膜晶体管层)。这种图案形成装置的示例包括例如可编程反射镜阵列、激光二极管阵列、发光二级管阵列、光栅光阀和LCD阵列。图案形成装置的图案是可通过电子装置(例如，计算机)的帮助编程的，例如图案形成装置包括多个可编程元件，每个可编程元件能够调制辐射束的一部分的强度，这样的图案形成装置包括用电子学方法可编程的图案形成装置，所述用电子学方法可编程的图案形成装置具有通过相对于辐射束的相邻部分调制辐射束的一部分的相位而将图案赋予辐射束的多个可编程元件，并且这样的图案形成装置在文中统称为“对比度装置”。在一实施例中，图案形成装置包括至少10个可编程元件，例如至少100个、至少200个、至少500个或者至少1000个可编程元件。这些器件中的几种的实施例在以下详细讨论：

-可编程反射镜阵列。可编程反射镜阵列可以包括具有粘弹性控制层的可矩阵寻址表面和反射表面。这种设备所遵循的基础原理是例如反射表面的被寻址区域反射入射辐射作为衍射辐射，而未被寻址的区域反射入射辐射作为未衍射辐射。使用适当的空间滤光片，未衍射辐射能够从反射束中被滤出，仅仅留下衍射辐射到达衬底。以此方式，束根据矩阵可寻址表面的寻址图案被图案化。应该理解，作为可选方式，滤光片可以滤除衍射辐射，留下未衍射辐射到达衬底。衍射光学MEMS器件阵列还可以以对应的方式被使用。衍射光学MEMS器件可以包括多个反射带(reflectiveribbon)，这些反射带可以相对于彼此变形以形成反射入射辐射作为衍射辐射的光栅。可编程反射镜阵列的还一实施例使用微小反射镜的矩阵布置，可以通过施加适当的局部电场或通过使用压电致动装置使每个微小反射镜围绕轴线独立地倾斜。倾斜程度限定每个反射镜的状态。在元件没有缺陷时，通过来自控制器的适当控制信号可以控制反射镜。每个无缺陷元件是可控的、以采取一系列状态中的任一状态，以便调节它在投影辐射图案中的对应像素的强度。再次，反射镜是矩阵可寻址的，使得被寻址的反射镜沿与未被寻址反射镜不同的方向反射入射的辐射束；这样，反射的束可以根据矩阵可寻址反射镜的寻址图案而被图案化。可以使用适当的电子装置实施所需的矩阵寻址。如这里所涉及的关于反射镜阵列的更多信息可以例如从美国专利No.US5,296,891和No.US5,523,193以及PCT专利申请公开出版物No.WO98/38597和WO98/33096中收集，这里通过引用将这些专利和出版物全文合并于此。

-可编程LCD阵列。这种构造的一个示例在美国专利No.US5,229,872中被给出，这里通过引用将该文献全文合并于此。

光刻设备可以包括一个或多个图案形成装置，例如一个或多个对比度装置。例如，它可以具有多个独立可控元件阵列，每个独立于彼此被控制。在这种布置中，独立可控元件阵列的一些或全部可以具有公共照射***(或照射***的一部分)、用于独立可控元件阵列的公共支撑结构和/或公共投影***(或投影***的一部分)中的至少一个。

应该理解，在使用特征预偏置、光学邻近效应校正特征、相位变化技术和/或多曝光技术的情况下，例如，被独立可控元件阵列“显示”的图案可能实质上不同于最终传递至衬底的层或衬底上的图案。类似地，最终生成在衬底上的图案可能不与通过独立可控元件阵列在任一瞬间形成的图案相符。在形成在衬底的每个部分上的最终图案是在给定时间段中被构建或者在给定次数的曝光中被构建的布置中是这样的情形，其中在给定时间段期间或者在给定次数的曝光期间独立可控元件阵列的图案和/或衬底的相对位置改变。

投影***和/或照射***可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件或其任意组合，以引导、成形或控制辐射束。

在描述中，术语“透镜”应该被一般性地理解为包括提供与所提及的透镜相同的功能的任何折射、反射和/或衍射光学元件。例如，成像透镜可以被实施为传统的具有光焦度的折射透镜的形式、具有光焦度的史瓦西(Schwarzschild)反射***的形式和/或具有光焦度的波带片的形式。并且，如果最后的效果是在衬底上生成会聚束，则成像透镜可以包括非成像光学装置。

光学设备可以是具有两个(例如，双台)或更多衬底台(和/或两个或更多图案形成装置台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行使用附加台，或者在一个或多个台上执行预备步骤的同时，使用一个或多个其他台进行曝光。

光刻设备还可以是其中衬底的至少一部分被具有相对高折射率的“浸没液体”(例如，水)覆盖、以便填充投影***与衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以应用于光刻设备中的其他空间，例如图案形成装置与投影***之间。可以使用浸没技术增大投影***的NA。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液***于投影***和该衬底之间。

此外，设备可以设置有流体处理单元，以允许流体与衬底的被照射部分之间的相互作用(例如，以选择性地将化学品附着至衬底或者以选择性地更改衬底的表面结构)。

在一实施例中，衬底具有大致圆形形状，可选地具有沿着其圆周的一部分的凹口和/或扁平边缘。在一实施例中，衬底具有多边形形状，例如矩形形状。衬底具有大致圆形形状的实施例包括衬底具有至少25mm直径、例如至少50mm直径、至少75mm直径、至少100mm直径、至少125mm直径、至少150mm直径、至少175mm直径、至少200mm直径、至少250mm直径或者至少300mm直径的实施例。在一实施例中，衬底具有至多500mm直径、至多400mm直径、至多350mm直径、至多300mm直径、至多250mm直径、至多200mm直径、至多150mm直径、至多100mm直径或者至多75mm直径。衬底是多边形(例如矩形)的实施例包括衬底的至少一个边(例如至少2或3个边)具有至少5cm长度、例如至少25cm长度、至少50cm长度、至少100cm长度、至少150cm长度、至少200cm长度或者至少250cm长度的实施例。在一实施例中，衬底的至少一个边具有至多1000cm的长度，例如至多750cm的长度、至多500cm的长度、至多350cm的长度、至多250cm的长度、至多150cm的长度或者至多75cm的长度。在一实施例中，衬底是矩形衬底，具有大约250-350cm的长度和大约250-300cm的宽度。衬底的厚度可以变化，并且在某种程度上依赖于例如衬底材料和/或衬底尺寸。在一实施例中，厚度是至少50μm，例如至少100μm、至少200μm、至少300μm、至少400μm、至少500μm或至少600μm。在一实施例中，衬底的厚度是至多5000μm，例如至多3500μm、至多2500μm、至多1750μm、至多1250μm、至多1000μm、至多800μm、至多600μm、至多500μm、至多400μm或者至多300μm。文中所指的衬底可以在曝光前或曝光后在轨道(典型地将抗蚀剂层施加到衬底并且显影被曝光的抗蚀剂的工具)中被处理。衬底的性质可以在曝光前或曝光后例如在量测工具和/或检查工具中被测量。

在一实施例中，抗蚀剂层设置在衬底上。在一实施例中，衬底是晶片，例如半导体晶片。在一实施例中，晶片材料从以下材料构成的组中选出：Si、SiGe、SiGeC、SiC、Ge、GaAs、InP和InAs。在一实施例中，晶片是III/V化合物半导体晶片。在一实施例中，晶片是硅晶片。在一实施例中，衬底是陶瓷衬底。在一实施例中，衬底是玻璃衬底。玻璃衬底例如在制造平板显示器和液晶显示器面板时是有用的。在一实施例中，衬底是塑料衬底。在一实施例中，衬底是透明的(对于人的裸眼来说)。在一实施例中，衬底是有色的。在一实施例中，衬底是缺色的。

虽然在一实施例中图案形成装置104被描述和/或被图示为在衬底114之上，然而替代地或者附加地其可以位于衬底114之下。此外，在一实施例中，图案形成装置104和衬底114可以并排布置，例如图案形成装置104和衬底114竖直延伸并且图案被水平投影。在一实施例中，图案形成装置104被设置用于曝光衬底114的至少两个相对边。例如，至少在衬底114的每个相对边上可以有至少两个图案形成装置104，以曝光这些边。在一实施例中，可以有用于投影衬底114的一边的单个图案形成装置104和用于从单个图案形成装置104将图案投影到衬底114的另一边上的适当光学装置(例如，束引导反射镜)。

尽管以上已经描述了具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的这种计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。

此外，虽然本发明在特定实施例和示例的描述中被公开，然而本领域普通技术人员可以理解，本发明延伸超过具体披露的实施例而至其他可选的实施例和/或使用方式以及其各种变更实施方式和等价物。附加地，虽然已经详细示出和描述了多种变化方式，但是基于这些公开内容，在本发明范围内的其他变更实施方式对于本领域普通技术人员来说是容易认识到的。例如，可以想到，实现实施例的具体特征和方面的各种组合和子组合，并且这些组合和子组合仍然落在本发明的范围内。由此，应该理解，所披露实施例的各种特征和方面可以彼此组合或彼此替代，以便形成所披露发明的各种模式。

因此，虽然以上已经描述了本发明的各种实施例，然而，应该理解，它们仅以示例的方式被呈现，而不是限制性的。相关领域的技术人员应该理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以实现形成和细节上的各种变化。因此，本发明的广度和范围不应该限于上述的任何示例性实施例，而是应该仅根据下面的权利要求及其等同物被限定。

Claims (42)

1.一种光刻设备，包括：

衬底保持装置，所述衬底保持装置被构造用于保持衬底；

调制器，所述调制器被配置用于以根据期望图案被调制的多个束对衬底的曝光区域曝光，所述调制器包括多个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器，用于提供所述多个束；和

投影***，所述投影***被配置用于将经调制的束投影到所述衬底上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述投影***包括透镜阵列，用于接收多个束。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述透镜阵列是波带片阵列。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述透镜阵列被布置成二维阵列，在所述二维阵列中透镜被布置成三角形布局。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的设备，还包括致动器，所述致动器使所述透镜阵列在曝光区域的曝光期间相对于多个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器移动。

6.根据权利要求5所述的设备，还包括控制器，所述控制器被配置用于使所述透镜阵列以李萨如图形振荡。

7.根据权利要求5或6所述的设备，还包括定位装置，用于使所述致动器和透镜阵列相对于所述衬底移动。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的设备，包括具有所述透镜的结构和围绕所述结构的框架，所述框架包括可移动地将所述结构连接至所述框架的安装件。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述致动器被配置用于将所述结构相对于所述框架移位。

10.一种可编程图案形成装置，包括：

多个垂直外腔表面发射激光器或者垂直腔表面发射激光器，用于提供根据所期望的图案被调制的多个束；和

透镜阵列，用于接收所述多个束。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述透镜阵列是波带片阵列，透镜的数量与垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器的数量相对应，并且所述透镜被定位用于将由垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器中的各个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器选择性通过的辐射聚焦成点阵列。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其中，所述透镜阵列被布置成其中所述透镜以三角形布局布置的两维阵列。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的装置，还包括致动器，所述致动器被配置用于在提供所述多个束期间使得所述透镜阵列相对于所述多个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器移动。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述致动器被配置用于使得所述透镜阵列在同一平面中在至少两个正交方向上移动。

15.根据权利要求13或14所述的装置，还包括控制器，所述控制器被配置用于使所述透镜阵列以李萨如图形振荡。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的装置，还包括定位装置，所述定位装置被配置用于在至少两个自由度上移动所述致动器和所述透镜阵列。

17.根据权利要求13-16中任一项所述的装置，包括具有所述透镜的结构和围绕所述结构的框架，所述框架包括可移动地将所述结构连接至所述框架的安装件。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述致动器被配置用于将所述结构相对于所述框架移位。

19.根据权利要求10-18中任一项所述的装置，还包括控制器，所述控制器被配置用于将脉冲信号提供至所述多个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器，以调制所述多个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器。

20.一种光刻***，包括多个光刻设备，所述多个光刻设备中的至少一个光刻设备被布置在所述多个光刻设备中的另一光刻设备上方。

21.根据权利要求20所述的***，还包括具有多个开口的支架，所述多个光刻设备可移除地设置在所述多个开口中。

22.根据权利要求21所述的***，其中，所述支架包括开口的两维阵列。

23.根据权利要求22所述的***，其中，所述支架包括至少两水平行的开口和至少两竖直列的开口。

24.根据权利要求20-23中任一项所述的***，其中，所述多个光刻设备中的每个光刻设备的开口在大致相同的平面中，并且所述***还包括被配置用于将衬底供给至所述开口的机器人。

25.根据权利要求24所述的***，还包括与所述多个光刻设备分离开的测量设备，所述测量设备的开口与所述光刻设备的开口处于大致相同的平面中或者与所述光刻设备的开口共平面。

26.根据权利要求20-24中任一项所述的***，还包括与所述多个光刻设备分离开的多个测量设备。

27.根据权利要求20-26中任一项所述的***，其中，每个光刻设备在构造和尺寸上大致相同。

28.根据权利要求20-27中任一项所述的***，其中，每个光刻设备彼此独立地运行。

29.一种波带片阵列布置，包括以二维阵列布置的透镜，在二维阵列布置中所述透镜布置成三角形布局。

30.根据权利要求29所述的布置，包括具有所述透镜的结构和围绕所述结构的框架。

31.根据权利要求30所述的布置，其中，所述框架包括将所述结构可移动地连接至所述框架的安装件。

32.根据权利要求30或31所述的布置，还包括致动器，所述致动器被配置用于将所述结构相对于所述框架移位。

33.一种器件制造方法，包括步骤：

使用提供多个束的多个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器且根据所期望的图案来调制所述多个束；和

将被调制的所述束投影到衬底的曝光区域上。

34.根据权利要求33所述的方法，包括使用透镜阵列投影所述束。

35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述透镜阵列是波带片阵列。

36.根据权利要求34或35所述的方法，其中，所述透镜阵列被布置成其中所述透镜以三角形布局布置的两维阵列。

37.根据权利要求34-36中任一项所述的方法，还包括在将被调制的束投影到所述曝光区域期间使得所述透镜阵列相对于所述多个垂直外腔表面发射激光器或垂直腔表面发射激光器移动。

38.根据权利要求38所述的方法，包括使所述透镜阵列以李萨如图形振荡。

39.本发明的要求权利的发明中的一个或多个在制造平板显示器中的应用。

40.本发明的要求权利的发明中的一个或多个在制造集成电路中的应用。

41.一种使用前述发明中任一项制造的平板显示器。

42.一种使用前述发明中任一项制造的集成电路器件。