專利名稱：具有經(jīng)調(diào)節(jié)的斑點的活動斑點陣列平版印刷投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
具有可尋址光調(diào)制陣列的微型平版印刷投影系統(tǒng)將有效受控的斑點圖案投影到 感光基板上。這些系統(tǒng)尤其有益于生產(chǎn)平板顯示器、印刷電路板、微機械系統(tǒng)以及其它微電 子設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)微型平版印刷系統(tǒng)將掩模圖像(也稱刻線)投影到感光基板上。為了投影經(jīng) 修正或更大的圖案，這些掩模必須用包含不同或擴展圖案的其它掩模來代替。所謂“無掩模的”或“無刻線的”微型平版印刷系統(tǒng)用空間光調(diào)制陣列和投影系統(tǒng) 來代替掩模，從而在基板上產(chǎn)生可控的圖案?？臻g光調(diào)制陣列通過微型平版印刷系統(tǒng)調(diào)節(jié) 光的各橫向分段部分的傳輸，用來將斑點圖案投影到感光基板上。每個斑點通過光調(diào)制陣 列的一個或多個可尋址元件來調(diào)整。在經(jīng)編程的控制中，斑點圖案隨著感光基板的相對平 移而變化，以在基板上曝露出連續(xù)可調(diào)的斑點圖案?？臻g光調(diào)制陣列的可尋址元件充當(dāng)微機械開關(guān)，用以控制光的各橫向分段部分是 否到達感光基板。不同光學(xué)機構(gòu)可用來實現(xiàn)切換功能，例如通過柵格光閥器件提供的相移 或數(shù)字微鏡器件提供的方向可控的反射。典型地，投影系統(tǒng)在微型透鏡陣列的相應(yīng)微型透鏡上形成可單獨尋址元件中的每 一個的放大圖像，并且微型透鏡陣列的各微型透鏡通過聚焦的斑點使來自可單獨尋址元件 的光匯聚。放大和聚焦功能一起導(dǎo)致聚焦斑點彼此隔開。聚焦斑點的圖案包括多排聚焦斑 點并相對于襯底的平移方向呈一個很小的角度，以有選擇地照亮基板的整個掃描區(qū)域。為了使多個間隔得很緊密的特征在基板上清晰立體地進行布圖，需要高分辨率的 斑點。提高的分辨率是通過一種多級投影系統(tǒng)實現(xiàn)的，在該多級投影系統(tǒng)中，從可調(diào)元件出 來的光分段被引導(dǎo)通過各焦點，并且該焦點被中繼以在基板上形成經(jīng)調(diào)整的斑點。然而， 可尋址元件中的缺陷可能使斑點的尺寸和形狀歪曲，并由此降低所得到的投影圖像的分辨 率。例如，數(shù)字微鏡器件的微機械鏡可包括偏離微鏡的理想平坦鏡面表面的表面不規(guī) 則性。傾斜度的偏離增加了來自微鏡的光的角度反射范圍，這導(dǎo)致一個或多個聚焦斑點尺 寸的相應(yīng)增大。盡管可縮小投影系統(tǒng)中的成像透鏡的孔徑以消除來自微鏡的光的增大的角 度反射范圍，然而減小的孔徑尺寸也會限制投影系統(tǒng)在從相鄰微鏡射出的光分段之間作出 區(qū)別的能力。相鄰微鏡之間的這種所謂的“串?dāng)_”因微鏡的圖像重疊在微型透鏡陣列上而 降低了投影圖案的對比度。不是每個微型透鏡僅從其關(guān)聯(lián)的微鏡接收光，而是來自各微鏡 的不充分成像的光可擴展到相鄰的微型透鏡中并部分地照射不意欲產(chǎn)生要求圖像的聚焦
5斑點。

發(fā)明內(nèi)容
如受一個或多個實施例啟發(fā)，本發(fā)明適應(yīng)空間光調(diào)制器的可尋址元件中的缺陷并 同時在感光基板上形成高分辨率的圖案。這些圖案能通過跨感光基板可相對平移的聚焦斑 點的可控陣列來產(chǎn)生?？蓪Π唿c的形狀施加控制以補償如若不然將因可尋址元件中的缺陷 產(chǎn)生的形狀失真。也可通過聚焦的斑點作出適應(yīng)以影響要求的能量分布。本發(fā)明作為活動斑點陣列投影系統(tǒng)的一種表現(xiàn)包括空間光調(diào)制器，該空間光調(diào)制 器具有可單獨尋址元件，用來有選擇地沿光學(xué)路徑傳遞一光束的相應(yīng)的橫向分段部分?？?單獨尋址元件具有周緣邊界以及在周緣邊界內(nèi)的某些不規(guī)則性，這些在可尋址元件中是常 見的。沿光學(xué)路徑的聚焦陣列包括用于將光束的各橫向分段部分聚焦到諸斑點的各個聚焦 元件。沿光學(xué)路徑的成像光學(xué)器件將空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件成像到各聚焦元件 上。沿光學(xué)路徑的空間頻率濾波器至少部分地衰減起因于可單獨尋址元件的不規(guī)則性的橫 向分段部分中的光的某些空間頻率，并同時避免起因于可單獨尋址元件的周緣邊界的橫向 分段部分內(nèi)的光的較高空間頻率衰減，從而調(diào)整斑點的光分布并同時限制相鄰斑點之間的 串?dāng)_。某些空間頻率的衰減改變?nèi)肷涞骄劢龟嚵猩系墓獾慕嵌确植级粫@著降低成像在 聚焦陣列的各聚焦元件上的空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件的圖像分辨率。發(fā)光器優(yōu)選地用光束來照射空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件。優(yōu)選的發(fā)光器具有 出射光瞳，其尺寸填充了成像光學(xué)器件的入射光瞳的有限的一部分，使得光束與空間光調(diào) 制器的可單獨尋址元件的規(guī)則的特征相遇之處基本上處于由發(fā)光器光瞳所填充的成像光 學(xué)器件光瞳的有限部分之內(nèi)。光束與空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件的不規(guī)則特征相遇之 處延展至超出由發(fā)光器光瞳填充的成像光學(xué)器件光瞳的有限部分?？臻g頻率濾波器優(yōu)選地衰減成像光學(xué)器件光瞳的中間放射帶內(nèi)的光。中間放射帶 (a)徑向地延伸超過成像光學(xué)器件光瞳由發(fā)光器光瞳填充的有限部分以使來自可單獨尋址 元件的不規(guī)則特征的光發(fā)生衰減；并(b)從成像光學(xué)器件光瞳的周緣徑向偏移以使起因于 可單獨尋址元件周緣邊界的橫向分段部分內(nèi)的光的至少一部分經(jīng)過成像光學(xué)器件光瞳。除了限制至中間放射帶的光的衰減，空間頻率濾波器還能限制中間放射帶的角度 分隔部分內(nèi)的光衰減以恢復(fù)會聚而形成斑點的角度分布中的徑向?qū)ΨQ。空間頻率濾波器可 采取位于成像光學(xué)器件的孔徑光闌附近的變跡器或相位片的形式。然而，空間頻率濾波器 也可采取位于成像光學(xué)器件的視場光闌附近的干擾濾波器的形式。空間光調(diào)制器可以是數(shù)字微鏡器件并且可單獨尋址元件可包括在沿光學(xué)路徑傳 遞光束的相應(yīng)橫向分段部分的一個位置和沿另一方向傳遞光束的相應(yīng)橫向分段部分的另 一位置之間可獨立切換的鏡?？蓡为殞ぶ吩牟灰?guī)則性對應(yīng)于偏離平坦性的鏡內(nèi)局部斜 率變化，它包括與鏡及其切換器件之間的連接關(guān)聯(lián)的至少一部分?jǐn)鄬?divot)。可單獨尋址 元件的周緣邊界對應(yīng)于鏡的邊緣。本發(fā)明作為活動光點陣列投影系統(tǒng)的另一種表現(xiàn)包括數(shù)字微鏡器件，該數(shù)字微鏡 器件具有用來有選擇地沿光學(xué)路徑反射光束的相應(yīng)橫向分段部分的可單獨尋址的鏡。可單 獨尋址鏡具有周緣以及通過斜率變化而偏離平坦性的表面不規(guī)則性。發(fā)光器通過光束來照 射數(shù)字微鏡器件的可單獨尋址鏡。沿光學(xué)路徑的微型透鏡陣列包括用于將光束的各橫向分段部分聚焦到諸個斑點的各個微型透鏡。沿光學(xué)路徑的成像透鏡將數(shù)字微鏡器件的可單獨 尋址鏡成像在微型透鏡陣列的各微型透鏡上。發(fā)光器具有用來填充成像透鏡的入射光瞳的 有限部分的尺寸的出射光瞳。鏡的邊緣和表面不規(guī)則性偏離平坦性以至少部分地填充成像 透鏡光瞳的剩余部分。濾波器衰減成像透鏡光瞳的剩余部分內(nèi)的一部分光以調(diào)節(jié)光斑形 狀，同時將其它的光保持在成像透鏡光瞳的剩余部分內(nèi)以將鏡的周緣成像在微型透鏡陣列 上。未偏離平坦性的一部分單獨可尋址鏡通過基本保持在由發(fā)光器光瞳填充的成像 透鏡光瞳的有限部分內(nèi)的角度對光進行反射。然而，可單獨尋址鏡偏離平坦性的其它部 分——包括鏡的周緣和表面不規(guī)則性——將超出成像透鏡光瞳由發(fā)光器光瞳填充的有限 部分的不同角度的光反射入成像透鏡光瞳的剩余部分。濾波器優(yōu)選為一種空間頻率濾波器，用于使擴展到成像透鏡光瞳的剩余部分中的 光的某些空間頻率發(fā)生衰減。光的低空間頻率范圍位于由發(fā)光器光瞳填充的有限部分成 像透鏡光瞳內(nèi)，而光的中間空間頻率范圍和高空間頻率范圍位于成像透鏡光瞳的剩余部分 內(nèi)?？臻g頻率濾波器能衰減中間空間頻率范圍中的某些空間頻率以調(diào)整斑點的形狀而不衰 減對成像鏡的邊緣有貢獻的較高空間頻率。本發(fā)明的又一種表現(xiàn)涉及在活動斑點陣列投影系統(tǒng)內(nèi)成形聚焦斑點的方法。照射 具有可單獨尋址元件的空間光調(diào)制器以沿光學(xué)路徑有選擇地將光束的相應(yīng)橫向分段部分 傳遞至聚焦陣列。到達聚焦陣列的各聚焦元件的光束的橫向分段部分被聚焦在斑點上。起 因于可單獨尋址元件不規(guī)則性的橫向分段部分內(nèi)的光的某些空間頻率被衰減，而起因于可 單獨尋址元件的周緣邊界的橫向分段部分內(nèi)的光的某些較高空間頻率不受到類似的衰減， 從而調(diào)整斑點的光分布同時限制相鄰斑點間的串?dāng)_。優(yōu)選地，空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件被成像在聚焦陣列的各聚焦元件上?？?間光調(diào)制器的可單獨尋址元件優(yōu)選地通過第一數(shù)值孔徑照射并且空間光調(diào)制器的可單獨 尋址元件優(yōu)選地通過比第一數(shù)值孔徑更大的第二數(shù)值孔徑成像在各聚焦元件上。第一和第 二數(shù)值孔徑之間的光優(yōu)選地受到衰減。發(fā)光器可配置成填充成像光學(xué)器件的入射光瞳有限的一部分，所述成像光學(xué)器件 用于將空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件成像在聚焦陣列的各聚焦元件上。在成像光學(xué)器件 的入射光瞳內(nèi)衰減的光優(yōu)選地落在由發(fā)光器填充的有限部分之外并偏離入射光瞳的周緣。附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明用于將合式的斑點投影到基板上的活動斑點陣列投影系統(tǒng)形 式的微型平版印刷系統(tǒng)的圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明用作圖案發(fā)生器并覆蓋以地形輪廓線以表示典型表面不規(guī)則 性的數(shù)字微鏡器件的微鏡的高倍放大平面圖。圖3是沿剖切線3-3得到的圖2的微鏡的橫截面圖，其示出了與平坦性相比呈一 種柱面偏離。圖4A是投影系統(tǒng)內(nèi)的成像器孔徑光闌的平面圖，其包含表示來自理想微鏡折扣 衍射效應(yīng)的光分布的輪廓線。圖4B是在圖4A的孔徑光闌上匹配的垂直和對角強度分布圖的圖表。圖5A是成像器孔徑光闌的平面圖，其包含表示來自理鏡邊緣的衍射效應(yīng)的光分布的輪廓線。圖5B比較了在圖5A的孔徑光闌上的垂直和對角強度分布圖。圖6A是具有強度輪廓線的成像器孔徑光闌的平面圖，該輪廓線描述來自理想微 鏡的反射表面和邊緣的光的組合分布。圖6B是比較在圖6A的孔徑光闌上的垂直和對角強度分布圖的圖表。圖7A是具有強度輪廓線的成像器孔徑光闌的平面圖，該輪廓線描述來自例如圖2 所示的微鏡的不規(guī)則形狀的反射表面和邊緣的光分布。圖7B是比較在圖7A的孔徑光闌上的垂直和兩對角強度分布圖的圖表。圖8A是具有用于平衡孔徑光闌中的能量分布的四指變跡器情況下圖7A的成像器 孔徑光闌的平面圖。圖8B是比較在圖8A的孔徑光闌上的垂直和兩對角強度分布圖的圖表。圖9A是是在具有圖8A相同的四指變跡器的圖6A的成像器孔徑光闌的平面圖，本 圖示出變跡器對孔徑光闌中已平衡的能量分布的有限效果。圖9B是比較在圖9A的孔徑光闌上的垂直和對角強度分布圖的圖表。圖IOA是具有強度輪廓線的成像器孔徑光闌的平面圖，該輪廓線描述來自微鏡的 不同的不規(guī)則形狀反射表面和邊緣的光分布。圖IOB是比較在圖IOA的孔徑光闌上的垂直、水平和對角強度分布圖的圖表。圖IlA是具有用于平衡孔徑光闌中的能量分布的環(huán)形變跡器情況下圖IOA的成像 器孔徑光闌的平面圖。圖IlB是比較在圖IlA的孔徑光闌上的垂直、水平和對角強度分布圖的圖表。
具體實施例方式作為活動斑點陣列投影系統(tǒng)的一個例子的微型平版印刷投影系統(tǒng)10根據(jù)本發(fā)明 適配成投影合式斑點的圖案。包括可單獨尋址元件16的圖案發(fā)生器14從發(fā)光器12接收 均勻分布的光，將光的各離散部分要么引導(dǎo)至投影儀18要么引導(dǎo)至光束收集器20，這取決 于元件16的可尋址狀態(tài)。投影儀18的成像器22將圖案發(fā)生器14的可尋址元件16成像在微型透鏡陣列24 的相應(yīng)微型透鏡26上。為成像器22選擇充分的數(shù)值孔徑(例如.08或更高)以在微型透 鏡26上精確地再現(xiàn)可尋址元件16的放大圖像而在相鄰微型透鏡26上沒有顯著的串?dāng)_或 重疊。視場光闌28圍住微型透鏡26的入射孔徑以阻斷來自可尋址元件16邊緣的光。中 繼透鏡30將微型透鏡26的聚焦點32作為聚焦斑點34的圖案成像在感光基板38的表面 36上。平臺40相對于聚焦斑點34的圖案沿一個或多個正交軸線相對平移感光基板38。盡 管未示出，投影儀18優(yōu)選地沿投影儀18的光軸42相對于平臺40平移以將聚焦斑點34調(diào) 整至基板表面36上其意欲的位置。優(yōu)選為一種空間光調(diào)制器的圖案發(fā)生器14可采取多種形式，以基于包括相移、衍 射、偏振調(diào)制、遮光或定向反射的數(shù)種不同機制調(diào)制透射或反射。描述為可編程鏡陣列，圖 案發(fā)生器14優(yōu)選為由德州儀器公司出售的型號為“DLP techn0l0gy”的數(shù)字微鏡器件。發(fā)光器12包括射出擴散光束52的擴散光源50 ；使光束52進一步擴散的整形器 54 ；用于整合光束52中的光的均衡器56以及將光束52的整合光傳至圖案發(fā)生器14的中繼器58。擴散光源50優(yōu)選地包括光發(fā)射器簇，該光發(fā)射器簇排成縱橫比與圖案發(fā)生器14的 縱橫比一致的陣列。例如，多個激光二極管(未示出)能耦合于一組多模光纖(未示出)， 這組多模光纖具有捆扎成合需陣列的光發(fā)射端。替代地，單個光源或光源的其它組合可用 來將光注入發(fā)光器12。整形器54優(yōu)選地包括用于在發(fā)光器孔徑光闌44的面積上將光耦合 入均衡器56的聚光透鏡63。均衡器56優(yōu)選為由兩個蠅眼陣列64、65組裝而成的成像型 均化器。微型平版印刷系統(tǒng)的優(yōu)選發(fā)光器的附加細(xì)節(jié)披露在2008年5月30日共同轉(zhuǎn)讓的 題為 “Illumination System for Sizing Focused Spots of a Patterning System for Maskless Lithography(用于確定無掩模平板印刷的圖案化系統(tǒng)的聚焦斑點的尺寸的發(fā)光 系統(tǒng))”的美國專利申請61/130. 363中，該文獻通過引用包含于此。發(fā)光器12在圖案發(fā)生器14處的數(shù)值孔徑小于成像器22在圖案發(fā)生器14處的數(shù) 值孔徑。發(fā)光器孔徑光闌44共軛于(a)成像器22的孔徑光闌46，(b)共軛于微型透鏡陣 列24的聚焦點32以及(c)基板表面36上的聚焦斑點34。如此，發(fā)光器孔徑光闌44以小 于成像器孔徑光闌46尺寸的尺寸成像在成像器孔徑光闌46中。發(fā)光器12以稱為相干參 數(shù)σ的孔徑比(發(fā)光孔徑與成像器孔徑之比)不充分填充成像器22的孔徑光闌46，所述 相干參數(shù)σ反比地關(guān)聯(lián)于空間相干性。由于聚焦斑點34與成像器孔徑光闌46共軛并且 成像器孔徑光闌46因相干參數(shù)ο小于1而被不充分填充，因此聚焦斑點34的尺寸(例如 聚焦直徑)也減小，同時聚焦深度增大。盡管發(fā)光器12設(shè)計成不充分填充成像器孔徑光闌46，然而光因圖案發(fā)生器14的 可尋址元件16的不規(guī)則性和周緣邊界而進入成像器孔徑光闌46的剩余部分。例如，數(shù)字 微鏡器件的微鏡包括反射表面，這些反射表面包含平坦性偏離和邊緣形式的邊界，以使通 過成像器22聚集的光具有減小的空間相干性。平坦性偏離通過較高的反射角反射光，而來 自邊緣的光衍射通過更大范圍的角。通過較高反射角進入成像器22的光填充成像器孔徑 光闌46的面積超出如若不然將由發(fā)光器孔徑光闌44的圖像填充的面積。圖2和圖3中示出作為數(shù)字微鏡器件的微鏡代表的微鏡70的高倍放大圖。重疊 在圖2的微鏡70上的是表示跨微鏡70的反射表面74的平坦性變化的地形輪廓線72。輪 廓線72描繪出(a)微鏡70的反射表面74的總體形狀是具有垂直于剖面線3_3的最大曲 率方向的軸線的大體圓柱分布；(b)因?qū)ξ㈢R70背面的聯(lián)系附連件(未示出)而形成的處 于微鏡70中央的斷層76形狀；以及(c)微鏡70的附加表面變化逼近邊緣78。圖3的橫截面圖示出微鏡70傾斜一定量，該傾斜量允許來自發(fā)光器22的軸向光 線80作為反射光線82從平整部分反射表面74反射出去，該反射光線82沿平行于成像器 22的光軸42延伸的基準(zhǔn)軸線84取向。然而，來自成像器22的其它軸向光線——例如主光 線86遇到反射表面74的非平整部分并例如作為反射光線88反射出去，該反射光線88以 角“ α ”傾斜于基準(zhǔn)軸線92，該基準(zhǔn)軸線92平行于光軸42。反射光線88進一步傾斜所成 的角“ α，，——盡管為了說明被夸大表示——對應(yīng)于反射表面74的局部部分相對于平坦性 的傾斜度的傾角“ Φ ”的兩倍。因此，跨微鏡70的反射表面74與平坦性的局部偏離容易以 相對于成像器光軸42的更大角“ α，，反射光。圖4Α-11Α和圖4Β-11Β描繪出在變化條件下成像器22的孔徑光闌46內(nèi)的光的強 度輪廓。例如，圖4Α示出孔徑光闌46的光瞳全景，其包含被認(rèn)為完美平坦并且不具有任何 衍射效果的理想微鏡的圖形表示照度分布。在圖4Β中也觀察為分段分布的照度分布100
9在強度的對數(shù)標(biāo)尺上以輪廓線102表示。多數(shù)光能處于圍住圖示分布100的最大面積的最 內(nèi)層輪廓線104內(nèi)。照度分布100居中在繞光軸42對稱的孔徑光闌46中。如圖4B所示， 垂直和對角橫截面強度分布精確地匹配。最外層輪廓線106近似地對應(yīng)于發(fā)光器12中的 孔徑光闌44的圖像以獲得合需的局部相干。圖5A和5B描述了來自理想微鏡邊緣78的獨立衍射效果。為了消除來自微鏡的 剩余反射表面74的反射，通過來自發(fā)光器12的準(zhǔn)直光來形成所描述的衍射圖案。盡管多 數(shù)光能仍然居中在光軸42附近的最內(nèi)層輪廓108中，然而剩余光能間的較高次衍射效果在 與鏡邊緣78的正交取向?qū)?yīng)的垂直方向和水平方向上產(chǎn)生空間頻率分布110。垂直和對角 分布之間的差在接近孔徑光闌46周緣的較高空間頻率下最為明顯。圖6A和6B示出理想微鏡的反射表面74和邊緣78的組合效果。同樣，盡管多數(shù) 光能保持居中在最內(nèi)層輪廓112的光軸42周圍，然而邊緣78的衍射效果產(chǎn)生較少量的光 的正交空間頻率分布114。如圖6B所示，垂直和對角橫截面強度分布多數(shù)是對應(yīng)的，除了在 幾乎不包含光能的較高空間頻率下。盡管接近孔徑光闌46周緣的較高空間頻率幾乎不包含光能，然而衍射光的正交 分布114內(nèi)的較高空間頻率對于以充分保真度將邊緣78成像在微型透鏡陣列24上以避免 相鄰微鏡之間的串?dāng)_是尤為重要的。也就是說，即便視場光闌28圍住微型透鏡26的入射 孔以阻斷從邊緣78散射的光，但形成微鏡70各圖像的光能必須不延伸超出視場光闌28并 進入毗鄰的孔。圖7A和7B示出與平坦性變化對應(yīng)的效果，例如針對圖2中的微鏡70描述的。最 內(nèi)層輪廓116沿對角線1呈狹長形狀，這與反射表面74與平坦性的主要圓柱偏離對應(yīng)。來 自邊緣78的衍射效果也表現(xiàn)為擴展過孔徑光闌46的較大面積。圖7B的兩對角強度分布 1和2示出這種不對稱性的程度。沒有進一步校正的話，其結(jié)果就是聚焦的斑點34的狹長 形狀或其它的畸形。參照圖8A和8B，以變跡器120形式出現(xiàn)的空間頻率濾波器衰減孔徑光闌46中的 光以減輕微鏡70的平坦性變化的不利效果而不會明顯限制將微鏡70成像在微型透鏡陣列 24的手段。變跡器120包括四個指122、124、126和128，它們從周緣環(huán)面132開始沿繪出 對角分布1、2的兩個對角徑向地延伸。指122、124、126和128終止在孔徑光闌46具有絕 大多數(shù)光能的最中央?yún)^(qū)。然而，這些指使用于引起聚焦斑點34的形狀失真的中間空間頻率 范圍中的某些空間頻率發(fā)生衰減。指122、124、126和128的對角方向保留了沿垂直軸線和 水平軸線的較高空間頻率，這是用合需手段對邊緣78成像所需的。圖9A和9B示出相同的變跡器120及其如圖6A和6B所示的對來自理想微鏡的能 量分布的有限效果。垂直和對角強度分布只有很小的差別，其最值得注意的差別局限于較 高空間頻率。然而，對邊緣78成像最有效的沿垂直和水平軸線定位的較高空間頻率仍然不 受干擾。另外，幾乎全部光能保留以形成要求形狀的聚焦斑點34。與微鏡表面的平坦性的不同偏離程度通過圖IOA和IOB中描述的強度圖案表示， 該強度圖案對應(yīng)于繞垂直軸線的圓柱曲率。最內(nèi)層輪廓134沿垂直軸線呈狹長形狀并偏離 要求的能量分布以形成旋轉(zhuǎn)對稱的聚焦斑點34。這里，要求的中間空間頻率范圍最需要衰 減以恢復(fù)光能沿同樣由成像邊緣78所需的衍射光的較高空間頻率占據(jù)的水平軸線的更對 稱分布。因此，提供一種替代性變跡器140，它具有中間環(huán)面142，用來衰減繞光軸42對稱分布的某些中間空間頻率范圍。如圖示為垂直、水平和對角分布的中間環(huán)境142效果是沿 所有方向去除同一空間頻率范圍，以使得到的成像器光瞳中的能量分布繞光軸42表現(xiàn)出 更多的對稱性。盡管變跡器120的四指形式是優(yōu)選的以去除與微鏡的對角畸形關(guān)聯(lián)的中間頻率 范圍至各微鏡以這種方式統(tǒng)一變得畸形的程度，然而跡器140的圓形形狀對于處理對角畸 形或容易以更隨機方式在微鏡的全陣列中變化的畸形來說更有效。變跡器140的圓形形狀 也限制了與成像器孔徑光闌中變跡器本身的衍射邊緣效應(yīng)相關(guān)聯(lián)的不利結(jié)果。盡管變跡器120和140圖示為完全阻斷由指122、124、126、128以及中間環(huán)面142 覆蓋的孔徑區(qū)內(nèi)的光，然而這些指、環(huán)面或孔徑區(qū)內(nèi)的其它變跡器形狀可通過軟邊或其它 透光特征形成以可變地衰減覆蓋區(qū)內(nèi)的視覺衰減光。可變的衰減能減輕變跡器本身的衍射 效果并能提供更細(xì)分辨率的強度分布，從而平衡沿孔徑光闌46中不同方向的光能。變跡器可以多種已知方式形成，包括在不透光的板中形成的戳印形狀或在透光的 板上形成的不透光的沉積圖案。盡管是參照有限數(shù)量實施例描述的，然而本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將能理解能根據(jù)本發(fā) 明的總體教義作出的眾多其它實施例。
權(quán)利要求
1.一種活動斑點陣列投影系統(tǒng)，包括具有可單獨尋址元件的空間光調(diào)制器，用以沿光學(xué)路徑有選擇地傳遞光束的相應(yīng)的橫 向分段部分；所述可單獨尋址元件包括周緣邊界；沿光學(xué)路徑的聚焦陣列，所述聚焦陣列具有用于將光束的橫向分段部分聚焦成斑點的 各個聚焦元件；沿光學(xué)路徑的成像光學(xué)器件，用于將空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件成像到各聚焦元 件上；沿光學(xué)路徑的空間頻率濾波器，其配置成使來自可單獨尋址元件的光的某些空間頻率 發(fā)生衰減以便調(diào)整斑點的光分布，但不使來自可單獨尋址元件的光的其它空間頻率發(fā)生衰 減，從而保持可單獨尋址元件的周緣邊界的成像分辨率并避免相鄰斑點之間的串?dāng)_。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，光的某些空間頻率起因于可單獨尋址元件 的周緣邊界內(nèi)的可單獨尋址元件的不規(guī)則性，并且其它空間頻率包括起因于可單獨尋址元 件的周緣邊界的較高空間頻率，并且所述空間頻率濾波器配置成使起因于可單獨尋址元件 的不規(guī)則性的光的某些空間頻率發(fā)生衰減但不使起因于可單獨尋址元件的周緣邊界的光 的較高空間頻率發(fā)生衰減。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間頻率濾波器包括非圓形孔徑光闌， 用以使某些空間頻率發(fā)生衰減。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用光束照射所述空間光調(diào)制器的可 單獨尋址元件的發(fā)光器，所述發(fā)光器具有一出射光瞳，其尺寸填充了成像光學(xué)器件的入射 光瞳的有限部分，使得光束與空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件的規(guī)則特征相遇之處基本上 落在由發(fā)光器光瞳所填充的成像光學(xué)器件光瞳的有限部分之內(nèi)，并且光束與空間光調(diào)制器 的可單獨尋址元件的不規(guī)則性相遇之處延展至超出由發(fā)光器光瞳所填充的成像光學(xué)器件 光瞳的有限部分。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間頻率濾波器使成像光學(xué)器件光瞳 的中間放射帶內(nèi)的光發(fā)生衰減，所述中間放射帶(a)徑向地延伸超過由發(fā)光器光瞳所填充 的成像光學(xué)器件光瞳的有限部分以便使起因于可單獨尋址元件的不規(guī)則性的光發(fā)生衰減； 并(b)從成像光學(xué)器件光瞳的周緣徑向偏移，使得起因于可單獨尋址元件的周緣邊界的橫 向分段部分內(nèi)的光的至少一部分穿過成像光學(xué)器件光瞳。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間頻率濾波器使中間放射帶的角度 分隔部分內(nèi)的光發(fā)生衰減，以便增強會聚而形成斑點的角度分布中的徑向?qū)ΨQ。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間頻率濾波器是位于成像光學(xué)器件 的孔徑光闌附近的變跡器。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間頻率濾波器是位于成像光學(xué)器件 的孔徑光闌附近的相位片。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間光調(diào)制器是數(shù)字微鏡器件，并且可 單獨尋址元件包括可在沿光學(xué)路徑傳遞光束的相應(yīng)橫向分段部分的一個位置和沿另一方 向傳遞光束的相應(yīng)橫向分段部分的另一位置之間獨立地切換的鏡。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鏡包括偏離平坦性的局部斜面，并且所述周緣邊界與鏡的邊緣對應(yīng)，其中所述空間頻率濾波器使起因于偏離平坦性的局部斜面 的光的空間頻率發(fā)生衰減，同時限制了對將鏡邊緣成像到聚焦陣列的各聚焦元件上做出貢 獻的光的空間頻率的衰減。
11.一種活動斑點陣列投影系統(tǒng)，包括具有可單獨尋址鏡的數(shù)字微鏡器件，用來有選擇地沿光學(xué)路徑反射一光束的橫向分段 部分；所述可單獨尋址鏡包括周緣以及通過斜率的局部變化而偏離平坦性的表面不規(guī)則性；用光束照射數(shù)字微鏡器件的可單獨尋址鏡的發(fā)光器；沿光學(xué)路徑的微型透鏡陣列，其具有用于將光束的橫向分段部分聚焦成斑點的各個微 型透鏡；沿光學(xué)路徑的成像透鏡，用以將數(shù)字微鏡器件的可單獨尋址鏡成像在各微型透鏡上； 所述發(fā)光器具有一出射光瞳，其大小用來填充成像透鏡的入射光瞳的有限部分； 鏡的周緣和表面不規(guī)則性偏離平整性以便至少部分地填充成像透鏡光瞳的剩余部分；以及濾波器，其配置成使成像透鏡光瞳的剩余部分內(nèi)的一部分光發(fā)生衰減以便調(diào)節(jié)光斑形 狀，同時將其它部分的光保持在成像透鏡光瞳的剩余部分內(nèi)以便將鏡的周緣成像在微型透 鏡陣列上。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，不偏離平坦性的一部分可單獨尋址鏡反 射基本上保持在由發(fā)光器光瞳所填充的成像透鏡光瞳的有限部分內(nèi)的這些角度的光，而偏 離平坦性的其它部分的可單獨尋址鏡——包括鏡的周緣和表面不規(guī)則性——將延伸至超 出由發(fā)光器光瞳所填充的成像透鏡光瞳的有限部分的不同角度的光反射到成像透鏡光瞳 的剩余部分中。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器是用于使延伸至成像透鏡光 瞳的剩余部分中的光的某些空間頻率發(fā)生衰減的空間頻率濾波器。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，低空間頻率范圍的光位于由發(fā)光器光瞳 所填充的成像透鏡光瞳的有限部分之內(nèi)，而中間空間頻率范圍和高空間頻率范圍的光位于 成像透鏡光瞳的剩余部分之內(nèi)，且其中空間頻率濾波器使中間空間頻率范圍中的空間頻率 發(fā)生衰減以便調(diào)整斑點的形狀而不使對鏡的周緣進行成像做出貢獻的較高空間頻率發(fā)生 衰減。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間頻率濾波器是包括多個指的變 跡器，所述多個指使中間空間頻率范圍和高空間頻率范圍中的多個部分發(fā)生衰減。
16.一種在活動斑點陣列投影系統(tǒng)內(nèi)使聚焦斑點成形的方法，所述方法包括下列步驟照射具有可單獨尋址元件的空間光調(diào)制器，以便沿光學(xué)路徑有選擇地將光束的相應(yīng)的 橫向分段部分傳遞至聚焦陣列；將空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件成像在聚焦陣列的各聚焦元件上； 將到達聚焦陣列的各聚焦元件的光束的橫向分段部分聚焦成斑點；以及 使來自可單獨尋址元件的光的某些空間頻率發(fā)生衰減，以便調(diào)整斑點的光分布，但不使來自可單獨尋址元件的光的其它空間頻率發(fā)生衰減，從而保持可單獨尋址元件的周緣邊 界的成像分辨率并避免相鄰斑點之間的串?dāng)_。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，衰減的步驟包括使起因于可單獨尋址元 件的周緣邊界內(nèi)的可單獨尋址元件的不規(guī)則性的空間頻率發(fā)生衰減，而不使起因于可單獨 尋址元件的周緣邊界的光的其它空間頻率發(fā)生衰減。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，照射的步驟包括通過第一數(shù)值孔徑來照 射空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件，并且成像的步驟包括通過大于所述第一數(shù)值孔徑的第 二數(shù)值孔徑對空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件進行成像。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，衰減的步驟包括使所述第一數(shù)值孔徑和 第二數(shù)值孔徑之間的光發(fā)生衰減。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟配置發(fā)光器以使填充成 像光學(xué)器件的光瞳的有限部分，從而將空間光調(diào)制器的可單獨尋址元件成像在聚焦陣列的 各聚焦元件上。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，衰減的步驟包括使由發(fā)光器填充的有限 部分之外且偏離入射光瞳周緣的成像光學(xué)器件的光瞳內(nèi)的光發(fā)生衰減。
全文摘要
一種尤其用于微型平版印刷投影的活動斑點陣列投影系統(tǒng)(10)包括空間光調(diào)制器(14)，例如具有可單獨尋址元件(16)的數(shù)字微鏡器件。例如微鏡陣列的聚焦陣列(24)將光束的元件橫向分段部分聚焦成斑點(34)。在空間光調(diào)制器和聚焦陣列之間的成像光學(xué)器件(22)內(nèi)，空間頻率濾波器(120)部分衰減起因于可單獨尋址元件的不規(guī)則性的光的角分布，同時避免衰減起因于可單獨尋址元件的周緣邊界的光的較高角分布，從而在限制相鄰斑點之間串?dāng)_的同時調(diào)整斑點的光分布。
文檔編號G03F7/20GK102112926SQ200980131156
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者P·F·米開羅斯基 申請人:康寧股份有限公司