CN108700820B - 用于直接写入无掩模光刻的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种图案形成设备，包括：衬底保持器，所述衬底保持器被构造成支撑衬底；粒子产生装置，所述粒子产生装置被配置成在所述图案形成设备中产生粒子，所述粒子产生装置被配置成将所述粒子淀积至所述衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和所述图案形成设备中的图案发生器，所述图案发生器被配置成将所述图案形成设备中的图案施加至所述淀积的粒子层。

Description

用于直接写入无掩模光刻的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月30日递交的美国申请62/273,223的优先权，并且它通过引用全文并入本发明。

技术领域

本发明涉及到一种光刻设备、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部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)、平板显示器和具有精细特征的其他器件或结构的制造中。在常规的光刻设备中，可以将可选地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层对应的电路图案。可以将该图案例如经由成像到设置于衬底(例如，硅晶片或玻璃板)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上而转移到衬底(的部分)上。

代替电路图案，图案形成装置可用以产生其他图案，例如，彩色滤光器图案或点阵。代替常规掩模，图案形成装置可包括图案形成阵列，所述图案形成阵列包括产生电路或其他适用图案的可单独寻址元件的阵列。这种“无掩模”系统相比于常规的基于掩膜的系统的优点在于：可更快且成本更少地提供和/或改变图案。

因此，无掩模系统包括可编程图案形成装置(例如，空间光调制器、对比器件等等)。可编程图案形成装置被编程(例如，电子地或光学地)以使用可单独寻址元件的阵列来形成所需图案化束。可编程图案形成装置的类型包括微反射镜阵列、液晶显示器(LCD)阵列、光栅光阀阵列，等等。

发明内容

例如，期望提供一种包括可编程图案形成装置的柔性低成本的光刻设备。

在一实施例中，提供一种器件制造方法，包括：在图案形成设备中产生粒子；将所述粒子淀积至所述图案形成设备中的衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和将所述图案形成设备中的图案施加至所述淀积的粒子层。

在一实施例中，提供一种图案形成设备，包括：衬底保持器，所述衬底保持器被构造成支撑衬底；粒子产生装置，所述粒子产生装置被配置成在所述图案形成设备中产生粒子，所述粒子产生装置被配置成将所述粒子淀积至所述衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和所述图案形成设备中的图案发生器，所述图案发生器被配置成将所述图案形成装置中的图案施加至所述淀积的粒子层。

在一实施例中，提供一种本发明中所描述的设备或方法在平板显示器的制造中的用途。

在一实施例中，提供一种本发明中所描述的设备或方法在集成电路的制造中的用途。

在一实施例中，提供一种平板显示器，所述平板显示器使用本发明中所描述的设备或方法来制造。

在一实施例中，提供一种集成电路器件，所述集成电路器件使用本发明中所描述的设备或方法来制造。

附图说明

合并到本文中且形成说明书的部分的附图图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起进一步用来解释本发明的实施例的原理，且用来使得本领域技术人员能够执行和使用所述实施例。

图1图示出根据实施例的光刻设备的部分的示意性侧视图。

图2图示出根据实施例的光刻设备的部分的示意性俯视图。

图3图示出根据实施例的光刻设备的部分的示意性俯视图。

图4A和图4B图示出根据实施例的光刻设备的部分的示意性侧视图。

图5图示出根据实施例的光刻设备的部分的示意性俯视图。

图6图示出将图案转移至衬底的方案的实施例。

图7A、图7B、图7C、图7D和图7E是根据实施例的制造方法的示意图。

图8A和图8B图示出将图案转移至衬底的方案的实施例。

图9A、图9B、图9C、图9D和图9E是根据实施例的制造方法的示意图。

图10是透镜数目相对于介于相邻发射器之间的间距而变化的图。

图11图示出根据实施例的多个透镜的示意性俯视图，所述多个透镜各自具有发射器阵列和键合焊盘。

图12图示出根据实施例的发射器阵列的示意性仰视图。

图13A图示出根据实施例的发射器阵列的示意图。

图13B图示出根据实施例的发射器阵列的示意图。

图14图示出根据实施例的微透镜阵列(MLA)模块的示意图。

图15图示出根据实施例的图案形成设备的部分的示意性俯视图。

图16图示出根据实施例的纳米粒子产生装置的示意性侧视图。

现在将参考附图来描述一个或更多个实施例。在所述附图中，类似的附图标记可指示相同或功能上类似的元件。

具体实施方式

本发明中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、制品和方法的一个或更多个实施例。在一实施例中，提供低成本和/或灵活性的无掩模光刻设备。因为其是无掩模的，所以无需常规掩模来曝光例如IC或平板显示器。

在一实施例中，光刻设备具高度灵活性。在一实施例中，光刻设备可缩放至具有不同尺寸、类型和特性的衬底。因此，光刻设备可运用单一光刻设备或使用多个使用基本上共同的光刻设备平台的光刻设备来实现多个应用(例如，IC、平板显示器、封装等等)。

在一实施例中，光刻设备具有低成本。在一实施例中，仅使用常见的现成的部件(例如，辐射发射二极管、简单可移动衬底保持器，和透镜阵列)。在一实施例中，使用像素-栅格成像以使得能使用简单投影光学元器件。在一实施例中，使用具有单一扫描方向的衬底保持器来减少成本和/或减少复杂度。

图1示意性地图示出根据实施例的光刻投影识别100的部分。设备100包括图案形成装置104、物体保持器106(例如，物体台，例如衬底台)，和投影系统108。

在一实施例中，图案形成装置104包括用以调制辐射以将图案应用至束110的多个可单独寻址元件102。在一实施例中，多个可单独寻址元件102的位置可相对于投影系统108而固定。然而，在替代布置中，可将多个可单独寻址元件102连接至一定位装置(未示出)以根据某些参数(例如，相对于投影系统108)来准确地定位所述可单独寻址元件中的一个或更多个。

在一实施例中，图案形成装置104是自发射对比装置。这样的图案形成装置104消除对于辐射系统的需求，这可减少例如光刻设备的成本和尺寸。例如，可单独寻址元件102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)、激光二极管(例如，固态激光二极管)、垂直外腔面发射激光器(VECSEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)，或它们的任何组合。在一实施例中，可单独寻址元件102都是LED。在一实施例中，可单独寻址元件102发射具有在约380纳米至440纳米(例如，约400纳米或405纳米)的范围内的波长的辐射。在一实施例中，可单独寻址元件102中的每个可提供选自1微瓦至100微瓦(μW)的范围的输出功率。在一实施例中，可单独寻址元件102中的每个可提供约3微安(μA)的输出电流。在一实施例中，可单独寻址元件102中的每个具有约2微米(μm)或小于2微米的发射横截面宽度，例如约1微米或小于1微米(例如，假定1∶1光学元件的情况下；如果使用缩小化光学零件(例如，2∶1或4∶1)，则可使用较大发射横截面宽度，诸如约8微米或小于8微米)。

在一实施例中，与用以在若另一可单独寻址元件102未能操作或未适当地操作的情况下允许使用“冗余”可单独寻址元件102所需的可单独寻址元件102的数量相比，自发射对比装置包括更多的可单独寻址元件102。另外，与可能用以在若单个元件102无法单独提供足够光学输出的情况下使元件102一起工作以传递一定功率或剂量所可能需要的可单独寻址元件102的数量相比、或可能用以通过将元件102的使用率从他们的最大值或设计规格减少而使得元件102“共享负荷”所可能需要的可单独寻址元件102的数量相比，可使用更多的可单独寻址元件102。

光刻设备100包括物体保持器106。在此实施例中，物体保持器包括用以保持衬底114(例如，抗蚀剂涂覆的硅晶片或玻璃衬底)的物件台106。物体台106可在高达6个自由度中(例如，在X和/或Y方向上)移动且连接至定位装置116以根据某些参数来准确地定位衬底114。例如，定位装置116可相对于投影系统108和/或图案形成装置104来准确地定位衬底114。在一实施例中，可运用包括长行程模块(粗定位)且视情况包括短行程模块(精定位)的定位装置116来实现物体台106的移动，所述长行程模块和所述短行程模块未在图1中明确地描绘。可使用类似系统以定位可单独寻址元件102，使得例如可单独寻址元件102可在高达6个自由度中(例如，在X和/或Y方向上)移动，例如，在大体上与物体台106的扫描方向平行的方向上进行扫描且视情况在与扫描方向正交的方向上步进。束110可替代地/另外可移动，而物体台106和/或可单独寻址元件102可具有固定位置以提供所需相对运动。这种布置可辅助限制所述设备的尺寸。

在例如可适用于平板显示器的制造的实施例中，物体台106可以是静止的且定位装置116被配置成相对于物体台106(例如，在物体台106上方)移动衬底114。例如，物体台106可具备用来以大体上恒定速度跨越衬底114以扫描衬底114的系统。在完成此操作的情况下，物体台106可在平坦的最上部表面上具备众多开口，气体被馈送通过所述开口以提供能够支撑衬底114的气垫。该气垫通常被称作气体轴承布置。使用能够相对于束110的路径来准确地定位衬底114的一个或更多个致动器(未示出)而在物体台106上方移动衬底114。替代地，可通过选择性地开始和停止气体通过开口的传递或通道而相对于物体台106移动衬底114。在一实施例中，物件保持器106可以是衬底被轧制/滚压的轧辊系统，且定位装置116可以是用以使轧辊系统转弯以将衬底提供至物件台106上的电机。

投影系统108(例如，石英、玻璃、塑料(例如COC)和/或CaF₂透镜系统或光学元件，或包括由这些材料制成的透镜元件的反射折射系统，或反射镜系统，或具有额外聚合物层的光学元件(例如玻璃元件)，或包括平坦表面和球面的光学元件(所述球面可使用例如聚合物层等等而修改成非球面)可用以将由可单独寻址元件102调制的图案化束投影到衬底114的目标部分120(例如，一个或更多个管芯)上。投影系统108可使由多个可单独寻址元件102提供的图案成像从而使得所述图案相干地形成于衬底114上。替代地，投影系统108可投影以多个可单独寻址元件102的元件充当遮光片的次级源的图像。

就此而言，投影系统可包括聚焦元件、或多个聚焦元件(本文中一般被称作透镜阵列)例如微透镜阵列(被称为MLA)或菲涅尔透镜阵列，例如用以形成次级源且使光点成像至衬底114上。在一实施例中，透镜阵列(例如，微透镜阵列)包括至少10个聚焦元件，例如，至少100个聚焦元件、至少1,000个聚焦元件、至少10,000个聚焦元件、至少100,000个聚焦元件、或至少1,000,000个聚焦元件。在一实施例中，图案形成装置中的可单独寻址元件的数目等于或大于透镜阵列中的聚焦元件的数目。在一实施例中，透镜阵列包括多个聚焦元件，至少一个聚焦元件与可单独寻址元件的阵列中的可单独寻址元件中的一个或更多个是光学上相关联的，例如，与可单独寻址元件的阵列中的可单独寻址元件中的仅一个是光学上相关联的，或与可单独寻址元件的阵列中的2个或更多个(例如，3个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、25个或更多个、35个或更多个、或50个或更多个)可单独寻址元件是光学上相关联的；在一实施例中，多个光学元件的至少一个聚焦元件与少于5,000个可单独寻址元件(例如，少于2,500个、少于1,000个、少于500个或少于100个可单独寻址元件)是光学上相关联的。

在一实施例中，透镜阵列包括各自与呈二维阵列的多个可单独寻址元件光学上相关联的两个或更多个聚焦元件(例如，多于1,000个，大部分、或约全部聚焦元件)。

在一实施例中，图案形成装置104可至少在朝向和远离衬底的方向上例如借助于一个或更多个致动器而移动。能够将图案形成装置移动朝向衬底和移动远离衬底会允许例如在不移动衬底或透镜阵列的情况下进行调焦(例如，允许在非平坦衬底上进行局部调焦)。

在一实施例中，透镜阵列包括塑料聚焦元件(其可易于进行例如注射模制，和/或是负担得起的)，其中例如辐射的波长大于或等于约400纳米(例如，405纳米)。在一实施例中，辐射的波长选自约350纳米至500纳米的范围，例如约375纳米至425纳米的范围。在一实施例中，透镜阵列包括石英或玻璃聚焦元件。

在一实施例中，每个聚焦元件或多个聚焦元件可以是不对称透镜(例如，具有一个或更多个不对称表面)。多个聚焦元件中的每个的不对称性可相同，或多个聚焦元件的一个或更多个聚焦元件的不对称性可不同于多个聚焦元件的一个或更多个不同聚焦元件的不对称性。不对称透镜可促成将卵形辐射输出转换成圆形投影光点，或反之亦然。

在一实施例中，聚焦元件具有高数值孔径(NA)，其被布置成在焦点外将辐射投影到衬底上以获得用于系统的低NA。较高NA透镜相比于可用的低NA透镜可以是较经济、流行的和/或具备较佳品质。在一实施例中，低NA小于或等于0.3，在一实施例中是0.18、0.15或更小。因此，较高NA透镜的NA大于用于系统的设计NA，例如，大于0.3、大于0.18或大于0.15。

虽然在一实施例中，投影系统108与图案形成装置104分离，但其无需如此。投影系统108可与图案形成装置108是一体的。例如，透镜阵列块或板可附接至图案形成装置104(与图案形成装置104集成一体)。在一实施例中，透镜阵列可呈单个空间上分离的多个微透镜的形式，每个微透镜附接至图案形成装置104的一个或更多个可单独寻址元件(与图案形成装置104的一个或更多个可单独寻址元件集成一体)，如下文更详细地讨论。

视情况，光刻设备可包括用以将辐射(例如，紫外线(UV)辐射)供应至多个可单独寻址元件102的辐射系统。如果图案形成装置是辐射源自身(例如，激光二极管阵列或LED阵列)，则光刻设备可被设计成不具有辐射系统(即，不具有除图案形成装置自身以外的辐射源)，或至少是简化的辐射系统。

辐射系统包括被配置成从辐射源接收辐射的照射系统(照射器)。照射系统包括以下元件中的一个或更多个：辐射传递系统(例如，合适的导向反射镜)、辐射调节装置(例如，扩束器)、用以设定辐射的角强度分布的调整装置(通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整)、积分器、和/或聚光器。照射系统可用以调节将被提供至可单独寻址元件102的辐射，以在其横截面中具有所需均一性和强度分布。照射系统可被布置成将辐射划分成多个子束，所述多个子束可例如各自与多个可单独寻址元件中的一个或更多个相关联。例如，可使用二维衍射光栅以将辐射划分成子束。在本发明的描述中，术语“辐射的束”和“辐射束”涵盖但不限于束包括辐射的多个这些子束的情形。

辐射系统也可包括用以产生辐射以供应至多个可单独寻址元件102或由多个可单独寻址元件102供应的辐射源(例如，准分子激光器)。例如，当辐射源是准分子激光器时，辐射源和光刻设备100可以是分离的实体。在这些情况下，不认为辐射源形成光刻设备100的部件，且辐射从源传递至照射器。在其他情况下，例如，当源是汞灯时，辐射源可以是光刻设备100的集成部件。

在一实施例中，辐射源(其在一实施例中可以是多个可单独寻址元件102)可提供具有至少5纳米的波长的辐射，例如，至少10纳米、至少50纳米、至少100纳米、至少150纳米、至少175纳米、至少200纳米、至少250纳米、至少275纳米、至少300纳米、至少325纳米、至少350纳米或至少360纳米。在一实施例中，辐射具有至多450纳米的波长，例如，至多425纳米、至多375纳米、至多360纳米、至多325纳米、至多275纳米、至多250纳米、至多225纳米、至多200纳米、或至多175纳米。在一实施例中，辐射具有包括436纳米、405纳米、365纳米、355纳米、248纳米、193纳米、157纳米、126纳米和/或13.5纳米的波长。在一实施例中，辐射包括大约365纳米或大约355纳米的波长。在一实施例中，辐射包括波长的宽频带，例如涵盖365纳米、405纳米和436纳米。可使用355纳米激光源。在一实施例中，辐射具有约405纳米的波长。

在光刻设备100的操作中，在图案形成装置104并非具辐射发射性的情况下，辐射从辐射系统(照射系统和/或辐射源)入射到图案形成装置104(例如，多个可单独寻址元件)上且由图案形成装置104调制。

替代地，在光刻设备100(其中图案形成装置是自发射的且包括多个可单独寻址元件102(例如LED))的操作中，多个可单独寻址元件由控制电路(未示出)调制使得所述可单独寻址元件中的每个可根据所需图案而被“接通”或“关断”，其中“接通”是相比于“关断”具有较高强度或剂量的辐射发射状态。在一实施例中，“接通”或“关断”可包括变化灰度。

在已经通过多个可单独寻址元件102产生之后的图案化束110传递通过投影系统108，投影系统108将束110聚焦至衬底114的目标部分120上。

凭借定位装置116(以及视情况位于基座136上的位置传感器134(例如，接收干涉束138的干涉测量装置、线性编码器或电容传感器))，可准确地移动衬底114，例如以便将不同目标部分120定位于束110的路径中。在使用时，用于多个可单独寻址元件102的定位装置可用以例如在扫描期间准确地校正所述多个可单独寻址元件102相对于束110的路径的位置。

尽管根据实施例的光刻设备100在本文中被描述成被配置成曝光衬底上的抗蚀剂，但所述设备100可用以投影图案化束110以用于无抗蚀剂光刻中。

光刻设备100可以是反射类型(例如，使用反射性可单独寻址元件)。替代地，所述设备可以是透射类型(例如，使用透射性可单独寻址元件)。

所图示设备100可用于一个或更多个模式中，诸如：

1.在步进模式，可单独寻址元件102和衬底114被保持基本上静止，而整个图案化辐射束110被一次投影到目标部分120上(即，单一静态曝光)。然后将衬底114在X和/或Y方向上移位，使得可以将不同目标部分120曝光至图案化辐射束110。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一静态曝光中成像的目标部分120的尺寸。

2.在扫描模式，在对可单独寻址元件102和衬底114同步地进行扫描的同时，将图案辐射束110投影到目标部分120上(即，单一动态曝光)。衬底相对于可单独寻址元件的速度和方向可以通过投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中的目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描运动的长度确定了目标部分的长度(沿扫描方向)。

3.在脉冲模式，将可单独寻址元件102保持为基本上静止状态，并且使用脉动(例如，由脉冲式辐射源提供，或通过使可单独寻址元件脉动而提供)将整个图案投影到衬底114的目标部分120上。衬底114以基本上恒定速度移动，从而导致图案化束110对跨越衬底114的线进行扫描。在脉冲之间按需更新由可单独寻址元件提供的图案，并且脉冲被时控使得在衬底114上的所需部位处曝光连续的目标部分120。因此，图案化束110可跨越衬底114进行扫描以曝光用于衬底114的条带的完整图案。重复进行所述过程直至已逐行地曝光完整衬底114为止。

4.在连续扫描模式，其基本上与脉冲模式相同，除了相对于已调制的辐射束B在大体上恒定速度的情况下扫描所述衬底114、并且在图案化束110跨越衬底114进行扫描且曝光所述衬底时更新可单独寻址元件的阵列上的图案。可使用与可单独寻址元件的阵列上的图案的更新同步的大体上恒定辐射源或脉冲式辐射源。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变型，或完全不同的使用模式。

图2图示出用于衬底(例如，300毫米晶片)的根据实施例的光刻设备的一部分的示意性俯视图。如图2所示，光刻设备100包括用以保持衬底114的衬底台106。与衬底台106相关联的定位装置116用以在至少如以箭头123所示的X方向上移动所述衬底台106。视情况，定位装置116可在Y方向和/或Z方向上移动所述衬底台106。定位装置116也可使衬底台106围绕X方向、Y方向和/或Z方向旋转。因此，定位装置116可提供高达6个自由度的运动。在一实施例中，衬底台106提供仅在X方向上的运动，这种情况的优点在于较低成本和较小复杂度。

光刻设备100还包括布置于框架160上的多个可单独寻址元件102。框架160可与衬底台106和其定位装置116机械地隔离。例如，可通过将框架160连接至地、或与用于衬底台106和/或其定位装置116的框架分离的牢固基座，来提供机械隔离。另外或替代地，可将阻尼器设置于框架160和与所述框架160相连接的结构之间，而不论所述结构是地、牢固基座、或支撑所述衬底台106和/或其定位装置116的框架。

在这种实施例中，可单独寻址元件102中的每个是辐射发射二极管，例如LED。为了简单起见，图2示出沿着Y方向延伸(且在X方向上间隔)的三行可单独寻址元件102，每一行在此实施例中具有足够列以延伸跨越所述衬底的宽度；可以在框架160上布置更大数目行的可单独寻址元件102。在一实施例中，可单独寻址元件102中的每个被配置成提供多个辐射束。在一实施例中，图2所图示的可单独寻址元件102中的每个包括多个可单独寻址元件102(因此，图2中被标注为102的每个圆圈表示多个可个别寻址元件102)。在一实施例中，可单独寻址元件102的一个或更多个行在Y方向上与可单独寻址元件102的相邻行交错排列，如图2所示出。在一实施例中，可单独寻址元件102实质上静止，即，它们在投影期间并不显著移动或根本不移动。

光刻设备100(特别是可单独寻址元件102)可被布置成提供像素栅格成像，如本文中更详细地描述。然而，在一实施例中，光刻设备100无需提供像素栅格成像。更确切地说，光刻设备100可以并不形成个别像素以投影到衬底上而是形成大体上连续图像以投影到衬底上的方式将可单独寻址元件102的辐射投影到衬底上。

如图2所图示的光刻设备100的元件150可包括对准传感器、水平传感器或这二者。例如，在一实施例中，光刻设备100包括对准传感器150。所述对准传感器用以在衬底114的曝光之前和/或期间确定衬底114与例如可单独寻址元件102之间的对准。对准传感器150的结果可由光刻设备100的控制器使用以控制例如用以定位所述衬底台106的定位装置116以改善对准。另外或替代地，控制器可例如响应于来自传感器150的信号而控制与可单独寻址元件102相关联的用以定位所述可单独寻址元件102中的一个或更多个可单独寻址元件(包括例如将元件102中的一个或更多个相对于一个或更多个其他元件102而定位)的定位装置以改善对准，和/或响应于来自传感器150的信号而控制与可单独寻址元件102相关联的用以定位所述束中的一个或更多个束(包括例如将束中的一个或更多个束相对于一个或更多个其他束而定位)的偏转器以改善对准。在一实施例中，所述对准传感器150可包括用以执行对准的图案识别功能/软件。

在一实施例中，光刻设备100另外或替代地包括水平传感器150。水平传感器150用以确定衬底106相对于所述图案从可单独寻址元件102的投影是否是齐平的。水平传感器150可在衬底114的曝光之前和/或期间确定水平。水平传感器150的结果可由光刻设备100的控制器使用以控制例如用以定位所述衬底台106的定位装置116以改善调平。另外或替代地，控制器可例如响应于来自传感器150的信号而控制与投影系统108(例如透镜阵列)相关联的用以对所述投影系统108的元件进行定位的定位装置(例如透镜阵列的透镜、或较小透镜阵列，包括例如将所述透镜阵列的透镜或较小透镜阵列相对于所述透镜阵列的另一透镜、或另一较小透镜阵列来定位)以改善调平。在一实施例中，水平传感器可通过将超音束投影于衬底106处而操作和/或通过将电磁辐射束投影于衬底106处而操作。

在一实施例中，来自对准传感器和/或水平传感器的结果可用以变更由可单独寻址元件102提供的图案。图案可被变更以校正例如可源自于例如介于可单独寻址元件102与衬底114之间的光学元器件(如果存在)的失真、衬底114的定位的不规则性、衬底114的不均匀度等等。因此，来自对准传感器和/或水平传感器的结果可用以变更投影的图案以实现非线性失真校正。非线性失真校正可例如有用于可不具有一致线性或非线性失真的柔性显示器。

在光刻设备100的操作中，使用例如机器人处理装置(未示出)将衬底114装载至衬底台106上。接着使衬底114在框架160和可单独寻址元件102下方在如以箭头123所示的X方向上位移。通过水平传感器和/或对准传感器150来测量所述衬底114，且接着使用可单独寻址元件102将所述衬底曝光至图案。例如，在衬底正在移动且可单独寻址元件102在图案形成装置104中至少部分地或完全地被“接通”或“切断”时，经过所述投影系统108的焦平面(图像平面)来扫描衬底114。在衬底114上形成与图案形成装置104的图案对应的特征。可单独寻址元件102可被操作例如以提供如本文中所讨论的像素栅格成像。

在一实施例中，可在正X方向上完全地扫描衬底114且接着在负X方向上完全地扫描所述衬底114。在这种实施例中，可单独寻址元件102的相对侧上的额外水平传感器和/或对准传感器150可以是用于负X方向扫描所需的。

图3描绘了用于在例如平板显示器(例如LCD、OLED显示器等等)的制造中曝光衬底的根据实施例的光刻设备的一部分的示意性俯视图。类似于图2所示的光刻设备100，所述光刻设备100包括：用以保持平板显示器衬底114的衬底台106、用来以高达6个自由度移动所述衬底台106的定位装置116、用以确定可单独寻址元件102与衬底114之间的对准的对准传感器150，和用以确定衬底114是否相对于图案从可单独寻址元件102的投影齐平的水平传感器150。

光刻设备100还包括布置于框架160上的多个可单独寻址元件102。在这个实施例中，可单独寻址元件102中的每个是辐射发射二极管，例如LED。为了简单起见，沿着Y方向延伸的三行可单独寻址元件102被示出于图3中且具有足够列以覆盖衬底的宽度；更大数目行的可单独寻址元件102可被布置于框架160上。在一实施例中，可单独寻址元件102中的每个被配置成提供多个辐射束。在一实施例中，图3所图示出的可单独寻址元件102中的每个包括多个可单独寻址元件102(因此，图3中被标注为102的每个圆圈表示多个可单独寻址元件102)。另外，在一实施例中，可单独寻址元件102的数个行在Y方向上与可单独寻址元件102的一个或更多个相邻行交错排列，如图3所示。光刻设备100(特别是可单独寻址元件102)可被布置成提供像素栅格成像。在一实施例中，可单独寻址元件102实质上静止，即，它们在投影期间并不显著移动。

在光刻设备100的操作中，使用例如机器人处理装置(未示出)将平板显示器衬底114装载至衬底台106上。接着使衬底114在框架160和可单独寻址元件102下方在如以箭头123所示出的X方向上位移。通过水平传感器和/或对准传感器150来测量所述衬底114，且接着使用可单独寻址元件102将所述衬底曝光至图案。一个或更多个透镜可用以将图案化束从可单独寻址元件102投影到衬底。可单独寻址元件102可被操作例如以提供如本文中所讨论的像素栅格成像。

如上文所讨论，多个可单独寻址元件102与投影系统108的透镜是在光学上相关联的。在一实施例中，来自多个可单独寻址元件102的图案化束大体上覆盖所述投影系统108的关联透镜的视场。在一实施例中，多个可单独寻址元件102共同地形成二维发射器阵列，每个阵列与投影系统108的单一透镜相关联。且因此，在一实施例中，设置多个发射器阵列，每个阵列与投影系统108的透镜阵列(在X-Y平面中延伸)的单一透镜相关联。因此，在一实施例中，单一透镜形成用于可单独寻址元件102阵列的投影系统108的全部或部分。

图4A描绘了根据实施例的光刻设备的一部分的示意性侧视图。如图4A所示，光刻设备100包括图案形成装置104和投影系统108。图案形成装置104包括发射器阵列101。如上所讨论，发射器阵列101包括呈二维阵列形式的多个可单独寻址元件102。在一实施例中，可单独寻址元件102中的每个是LED。

投影系统108包括沿着光轴的两个透镜122、124。第一透镜122，即场镜，被布置成从发射器阵列101接收已调制的辐射束110。辐射束110朝向场镜122发散。场镜112接着有效地准直所述辐射束且将它们导向朝向第二透镜124(成像透镜)。透镜124将束110聚焦至衬底114上。在一实施例中，透镜124可提供0.15或0.18的NA。在一实施例中，可使用致动器使透镜122和/或透镜124以高达6个自由度(例如，在X-Y-Z方向上)移动。

如图4A所示出，自由工作距离128被设置于衬底114与透镜124之间。这个距离允许衬底114和/或透镜124移动以允许例如聚焦校正。在一实施例中，自由工作距离在1毫米至3毫米的范围内，例如约1.4毫米。

在一实施例中，投影系统108可以是1∶1投影系统，这是因为衬底114上的图像光点的阵列间隔是与图案形成装置104的可单独寻址元件102的阵列间隔相同的。为了提供改善的分辨率，可通过调整所述场镜122、所述成像透镜124、或这二者而使图像光点比图案形成装置104的每个可单独寻址元件102的尺寸小得多。

参看图4B，在一实施例中，图案形成装置104包括两个或更多个发射器阵列101。因此，两个或更多个投影系统108用以将图案化束从这个图案形成装置104投影到衬底114。在一实施例中，可存在100个或1000个发射器阵列，每个发射器阵列与包括透镜122和/或透镜124的投影系统108相关联。在一实施例中，透镜122和/或124的横截面宽度(例如，直径)109是1毫米(mm)。图4B描绘了运用于图案形成装置104中的多个发射器阵列101的实施例。已调制的辐射束110的不同集合(每个集合对应于图案形成装置104中的两个或更多个发射器阵列101中的一发射器阵列101)传递通过各自相应透镜122和124且被聚焦至衬底114。结果，辐射光点的阵列(每个光点具有例如大约1微米的尺寸)被曝光至衬底114上。图案形成装置104的可单独寻址元件102可按照可在衬底114处引起成像光点的相同间距的间距而布置。

在一实施例中，每个发射器阵列101和相关联的透镜122和/或透镜124可共同地被看作是单独的光学引擎部件。为了容易复制，可将所述单独的光学引擎部件制造成单元。在一实施例中，单独的光学引擎部件可用以印刷实质上覆盖所述透镜122、124的视场的刷。此外，框架160可被配置成可扩展的且可配置成容易采用任何数目的这种光学引擎部件。以此方式，可容易地利用有功能的/可运行的光学引擎部件来替换不适当工作的光学引擎部件(例如，如果发射器阵列101的一可单独寻址元件并未适当地工作)。

参看图5，描绘了单独的光学引擎部件500的高度示意性的俯视图。单独的光学引擎部件500包括发射器阵列101和透镜122和/或124。在一实施例中，发射器阵列101包括被布置呈二维阵列的多个可单独寻址元件102，它们实质上覆盖所述透镜122、124的视场区域。如图5所示，发射器阵列101包括被布置呈正方形15×15阵列的225个可单独寻址元件102，其中所述阵列的每侧为例如约70微米长。因此，所述阵列的对角线为约100微米长，近似等于透镜122、124的视场的宽度(例如，直径)。在一实施例中，透镜122和/或124的横截面宽度(例如，直径)502为约1毫米(mm)。在一实施例中，可单独寻址元件102的束的光点尺寸为约1微米。在一实施例中，每个可单独寻址元件102将约3μW光学功率或更少的光学功率传递至衬底上(其例如用于扫描速度为大约10毫米/秒且抗蚀剂敏感度为大约20毫焦/平方厘米的平板显示器应用)。在一实施例中，被定义成介于相邻可单独寻址元件102的中心之间的距离的间距是例如约5微米。在一实施例中，运用双合透镜122、124将所述阵列成像(1∶1)至衬底114上。在一实施例中，透镜122、124以约1毫米间距而布置。

每个可单独寻址元件102朝向衬底114发射电磁辐射，由此在衬底114上产生辐射光点。如图5所示，发射器阵列101相对于衬底114与可单独寻址元件102之间的相对运动的扫描方向123(例如，衬底114的移动方向123)以角度θ而定位。这种情况使得当在扫描方向上在衬底114与可单独寻址元件102之间存在相对运动时，每个辐射光点有效地传递遍及衬底的不同区域(但可存在一定重叠)，由此使得能够产生宽度与透镜122的视场有关的已调制辐射的刷503。在一实施例中，刷503的宽度501为70微米。在一实施例中，角度θ为至多20°、10°，例如至多5°、至多3°、至多1°、至多0.5°、至多0.25°、至多0.10°、至多0.05°、或至多0.01°。在一实施例中，角度θ为至少0.0001°，例如至少0.001°。根据图像光点尺寸(其根据介于衬底与透镜122、124之间的工作距离)，介于相邻辐射光点之间的间距，和透镜122、124的视场，确定所述倾斜角θ。

图6示意性地图示可如何产生衬底114上的图案的俯视图。已填满的圆圈表示由发射器阵列101中的可单独寻址元件102投影到衬底114上的光点S的阵列。在一系列曝光被曝光于衬底114上时使衬底114相对于投影系统108在X方向上移动。空心圆圈表示先前已曝光于衬底114上的光点曝光SE。如图所示，由发射器阵列101中的可单独寻址元件102投影到衬底114上的每个光点将光点曝光列R曝光于衬底114上。用于衬底114的完整图案由光点S中的每个光点所曝光的光点曝光SE的所有列R的总和产生。这种布置通常被称为“像素栅格成像”。应了解，图6是示意图且光点S和/或由不同光点S曝光的光点曝光SE实际上可重叠。

与图5所示的情况类似，辐射光点S的阵列被布置成相对于扫描方向成角度θ(在此示例中，衬底114的边缘平行于X方向和Y方向)。这种情况使得当在扫描方向上在衬底114与可单独寻址元件102之间存在相对运动时，每个辐射光点将有效地传递遍及衬底114的不同区域，由此允许在单次扫描中产生刷。如上所讨论，根据图像光点尺寸、介于相邻辐射光点之间的间距和透镜122、124的视场，确定了倾斜角θ。

各种实施例可采用，以通过使用一个或更多个单独的光学引擎部件500写入图案以覆盖衬底114的整个表面积。首先，关于刷503，在一实施例中，光学引擎部件500足够大以完全曝光所述刷503的宽度。如果光学引擎部件500并非足够大到在单次扫描中完全曝光所述刷503的宽度，则可使用各种实施例以完全覆盖刷503宽度。在一实施例中，多次扫描所述光学引擎部件500，同时在这些扫描之间，在正交于扫描方向的方向上进行小运动以“填充”间隙。在一实施例中，沿着扫描方向设置多个光学引擎部件500，但所述光学引擎部件在正交于扫描方向的方向上以一偏移而定位，因此，第二光学引擎部件500、第三光学引擎部件500等等填充由第一光学引擎部件500留下的间隙。

接着，需要使用多个刷503(例如，具有例如70微米的宽度的刷503)来曝光整个衬底(例如晶片、平板显示器等等)。因此，设置多个光学引擎部件500。在一实施例中，衬底主要由以例如1毫米的间距而分布的光学引擎部件500完全覆盖。接着，以曲折方式提供在光学引擎部件500与衬底114之间的相对运动以进行多次扫描。在这种实施例中，可将光学引擎部件500与衬底之间的相对运动在正交的X和Y方向两者上限于例如约1毫米。因此，如果运用宽度为约70微米的刷行程来以曲折方式遍及1平方毫米重复进行介于光学引擎部件500中的每个与衬底之间的相对运动(即，针对每次扫描包括在与扫描方向垂直的方向上的偏移)，则可有效地曝光衬底上的所有区域。可通过放大扫描范围来实施冗余(例如，使用另一可单独寻址元件以曝光不合格的/失效的或并未恰当地工作的可单独寻址元件102的区域)。例如，如果扫描范围是2毫米而非1毫米，则多个光学引擎部件500可接着促成衬底上的主要与所述光学引擎部件500中之一相关联的区域的曝光。

在其中衬底相对大且没有必要或不可能运用光学引擎部件500覆盖衬底的整个区域(例如，这是因为无需总体辐射功率)的实施例中，光学引擎部件500可设置成覆盖在正交于扫描方向的方向上的衬底的宽度，例如图2和图3所示出。以此方式，可在光学引擎部件500与衬底之间的相对运动的单次扫描行程中曝光所述衬底。在一实施例中，存在足够多的列的光学引擎部件500使得能够在单次扫描中曝光整个衬底的宽度。因此，例如如果一个光学引擎部件以1毫米的间距曝光70微米的宽度，则15行光学引擎部件500(沿着扫描方向布置且沿着正交于扫描方向的方向互相位移使得所述光学引擎部件500的各相应刷重叠)应足够用于完全曝光。当然，将会沿着Y方向设置足够数目列的光学引擎部件500以覆盖衬底的宽度。在需要更大辐射功率的情况下，则可添加更多行(例如，可将衬底上的同一部位曝光多次(第一次由第一光学引擎部件曝光且接着再次由另一光学引擎部件曝光)和/或提供冗余，如上文所讨论)。

在一实施例中，如果需要较小辐射功率且可以用高频率调制所述辐射，则可在一个方向上遍及衬底的整个长度来扫描所述衬底且接着可在与扫描方向正交的方向上在例如1毫米上提供曲折部。因此，光学引擎部件500可在Y方向上并不跨越衬底的宽度共同地延伸。在所述情况下，光学引擎部件500可在第一次扫描中共同地写入所述衬底的第一部分，接着施加了在Y方向上的偏移且随后可应用一个或更多个进一步扫描(例如，在相反方向上、接着在前向方向上等等，即，以曲折方式)以曝光衬底的剩余部分。类似于先前实施例，可通过曲折遍及多于例如1毫米来实施冗余。例如，运用4毫米曲折部，则存在促成所述衬底上的主要地被规定用于特定光学引擎部件500的单一区域的曝光的多个光学引擎部件500。

在一实施例中，在一次扫描中产生于衬底114上的刷与在先前扫描中产生的刷是略微重叠的。

图7A、图7B、图7C、图7D和图7E图示出例如用于制造平板显示器的制造方法的示意图。在图7A中，可单独寻址元件702(诸如可单独寻址元件102)的列700相对于介于衬底114(为方便起见而在图7中未示出，但将会处于部件702上方或下方)与可单独寻址元件702之间的相对运动的扫描方向705以角度α而定位。介于相邻的可单独寻址元件702之间的间距703为约5微米。每个可单独寻址元件702朝向衬底114发射电磁辐射，由此在衬底114上产生辐射光点。因此，当在扫描方向705上在衬底114与可单独寻址元件702之间存在相对运动时，由不同可单独寻址元件702产生的辐射光点将传递遍及衬底114的不同区域(尽管在由所述可单独寻址元件中的两个或更多个所覆盖的区域之间可存在重叠)，因此产生多个辐射线704(刷的刷线)，每条辐射线具有约1微米的宽度。可单独寻址元件702的“接通”或“关断”被定时从而使得沿着衬底114上的每条辐射线704的长度形成适当图案。在一实施例中，每个可单独寻址元件的发射器尺寸为约1微米；因此，在一实施例中，辐射光点尺寸为约1微米。在一实施例中，介于相邻的可单独寻址元件702之间的有效间距701(即，在垂直于扫描方向705的方向上的位移)为约0.4微米。

另外，作为有效间距的倒数的灰度因子(或通常有效间距基于灰度因子而被确定并且是灰度因子的倒数)等于约2.5。灰度因子可用以指示介于相邻辐射线之间的重叠度。例如，大的灰度因子指示高的重叠度，且小的灰度因子指示低的重叠度。灰度因子(以及因此所述有效间距)是基于例如响应于来自光点的辐射而形成图案的抗蚀剂能力、线宽粗糙度规格等等的设计参数。灰度因子将所述衬底上的光学光点尺寸与所需设计栅格(有效光点间隔或重叠)(例如0.4微米，其中光点尺寸是1微米，且因此灰度因子是2.5)之间的比率指定为以足够品质来曝光图案。在一实施例中，列700包括15个可单独寻址元件702，所述可单独寻址元件中的每个在衬底114上产生具有约1微米宽度的辐射线704。如图7A所示，所述相邻辐射线704具有相当大的重叠。结果，辐射线704被拼合在一起并且共同地产生连续刷线。例如，在行700的两个侧上考虑0.5微米的透镜置放误差的情况下，行700可共同地产生具有约5微米宽度的刷线。

如图7B所示，多列700大体上平行地堆叠以形成发射器阵列710。每列700以相对于扫描方向(即，X方向)的角度α而定位。在一实施例中，介于相邻列之间的间距与介于列700中的相邻可单独寻址元件之间的间距703相同。由可单独寻址元件702的相邻列700所产生的刷线可具有微小重叠，使得由发射器阵列710中的所有列700所产生的刷线共同地产生具有约70微米刷宽度的刷，所述刷有效地覆盖位于发射器阵列710与衬底之间的透镜122、124的视场。在一实施例中，发射器阵列710包括15行700的可单独寻址元件702。由于每行700可产生具有约5微米宽度的刷线，因此，当相邻刷线具有适当重叠时发射器阵列可产生具有约70微米刷宽度的刷。

在图7C中，发射器阵列710与透镜715(诸如透镜122、124)相关联，从而形成单独的光学引擎部件718。在一实施例中，透镜715的横截面宽度(例如直径)是约1毫米，且透镜715的视场为约100微米。多个单独的光学引擎部件进一步形成单独的光学引擎部件718的列720。在一实施例中，相邻单独的光学引擎部件718的透镜715接触或接近接触。在这种情况下，通过所述透镜715的横截面宽度(例如，直径)确定相邻单独的光学引擎部件718中的发射器阵列710之间的间隔。单独的光学引擎部件的列720以相对于扫描方向(即，X方向)的角度β而定位。基于例如刷宽度(例如，约70微米)、透镜715的横截面宽度(例如，直径)和其他光学引擎部件718的部位/位置来确定所述角度β。所述角度被设置成使得当在扫描方向(即，X方向)上在衬底114与光学引擎部件718之间存在相对运动时，由列720的单独的光学引擎部件产生于衬底114上的刷可具有与一个或更多个其他刷(例如，相邻刷、光学引擎部件的另一行(包括多列)中的刷，等等)的微小重叠。另外，在一实施例中，刷的集合(以及因此光学引擎部件718)可共同地覆盖(“刷涂”)所述衬底上的具有大体上等于透镜715横截面宽度的宽度的区域。例如，列720可包括15个单独的光学引擎部件。每个单独的光学引擎部件可产生具有70微米刷宽度的刷。通过谨慎地选择所述角度β，单独的光学引擎部件718的列720可共同地覆盖所述衬底上的具有约1毫米宽度的区域。

在图7D中，描绘了微透镜阵列(MLA)模块730。微透镜阵列模块730包括基本上平行地布置的单独的光学引擎部件718的多列720。单独的光学引擎部件718的列720以相对于扫描方向(X方向)的角度β而定位使得由一列中的第一单独的光学引擎部件(例如，单独的光学引擎部件715)所产生的刷具有与由相邻列中的最后单独的光学引擎部件(例如，单独的光学引擎部件727)所产生的刷的微小重叠，而列720的行中的光学引擎部件718互相重叠。因此，由微透镜阵列模块730中的单独的光学引擎部件所产生的刷被拼合在一起。在一实施例中，微透镜阵列模块730中的单独的光学引擎部件718的列720与单独的光学引擎部件718的相邻列720接触，例如，它们的透镜715接触或接近接触。微透镜阵列模块730中的列720的数目与所述微透镜阵列模块730预期覆盖的衬底上的区域的宽度成比例。在一实施例中，微透镜阵列模块730包括30列720的单独的光学引擎部件。如以上所描述，单独的光学引擎部件的每列720可覆盖具有约1毫米宽度的区域。因此，具有30列的微透镜阵列模块730可共同地产生覆盖所述衬底114上的具有约30毫米宽度的区域的图案。可设置十个微透镜阵列模块以覆盖具有约300毫米宽度(例如，直径)的衬底。应了解，微透镜阵列模块730可包括单独的光学引擎部件的任何数目列720。

图7E描绘例如在平板显示器的制造中的图案形成装置740(例如图案形成装置104)。所述图案形成装置740包括微透镜阵列模块730的行735。为了单程扫描，通常通过衬底114的宽度和由每个微透镜阵列模块730产生的图案的宽度来确定设置于行735中的微透镜阵列模块730的数目。例如，如果衬底114的宽度是3m且每个微透镜阵列模块730能够覆盖所述衬底上的具有约30毫米宽度的区域，则至少100个微透镜阵列模块730应被设置于所述微透镜阵列模块730的行735中。所述行735定位成垂直于扫描方向，且行735中的每个微透镜阵列模块730以相对于扫描方向(即，X方向)的角度β而定位。介于相邻微透镜阵列模块730之间的间距被谨慎地选择使得由相邻微透镜阵列模块730产生的图案具有微小重叠。结果，微透镜阵列模块730的行735可共同地覆盖所述衬底114的整个宽度(例如，3m)。

在一实施例中，图案形成装置740包括基本上平行地堆叠且在扫描方向(即，X方向)上对准的微透镜阵列模块730的两个或更多个相同行735。这种布置可例如允许当另一行735(例如第一行)中的微透镜阵列模块730的对应部分未能操作或未适当地操作时使用另一735中的“冗余”微透镜阵列模块730的至少部分(例如，微透镜阵列模块730中的一个或更多个可单独寻址元件102)。另外或替代地，微透镜阵列模块730的一个或更多个额外行735可在控制微透镜阵列模块730中的可单独寻址元件102上的热负荷方面具有优点。例如，可将微透镜阵列模块730的第一行用于某一周期，且随后在第一行冷却时将第二行用于另一周期，等等。

在一实施例中，微透镜阵列模块730的多行735可在稳态下以它们的操作能力的一小部分来操作。例如，每行735中的微透镜阵列模块730可在稳态期间以它们的能力的大约80％来操作，并且如果一个或更多行中的一个或更多个模块730的至少部分未能操作或未适当地操作，则剩余微透镜阵列可在稳态下以较高百分比(例如，它们的能力的88％)来操作以提供接近或相同的所需辐射功率和亮度。

在光刻中，可在衬底上通过将衬底上的抗蚀剂层选择性地曝光至辐射(例如，通过将抗蚀剂层曝光至图案化辐射)而产生所需特征。接收某最小辐射剂量(“剂量阈值”)的抗蚀剂的区域经受化学反应，而其他区域保持不变。抗蚀剂层中的由此产生的化学差异允许使抗蚀剂显影，即，选择性地移除已接收至少最小剂量的区域、或移除未接收最小剂量的区域。结果，衬底的部分仍受到抗蚀剂保护，而衬底的供移除抗蚀剂的区域则被曝光，从而允许例如额外处理步骤，例如衬底的选择性蚀刻、选择性金属淀积等等，由此产生所需特征。在一实施例中，图7E中的两个或更多个行中的两个或更多个微透镜阵列模块730的至少部分共同地提供足够辐射剂量以允许在衬底114的对应区域中发生这种化学反应。因此，可通过在同一微透镜阵列模块730或理想地在不同微透镜阵列模块730中的不同光学引擎部件718将衬底上的区域多次曝光至辐射。

在以上讨论中，发射器阵列101被描述成在衬底114的表面上能够产生有效地覆盖透镜122、124的视场的整个连续刷。然而，在一实施例中，无需是这种情况，或可能并非是这种情况。使用发射器阵列101产生整个刷的能力取决于选自以下的一个或更多个因素：介于相邻可单独寻址元件102之间的间距、透镜122、124的视场，和/或发射器阵列101相对于扫描方向而定位所成的角度。在许多示例中，在开始时指定所述透镜122、124(例如，仅某些透镜尺寸可用，和/或所期望的NA是需要的)且因此确定视场。在这种情况下，由发射器阵列101产生整个刷的能力取决于例如介于发射器阵列101中的相邻可单独的寻址元件102之间的间距、和发射器阵列101相对于扫描方向而定位所成的角度。

参看图8A，描绘了发射器阵列800的示意性俯视图。与上文所讨论类似地，发射器阵列800是单独的光学引擎部件的一部分并且与透镜(例如，透镜122、124)光学地相关联。在一实施例中，透镜的视场被确定为100微米。如图所示，发射器阵列800包括可单独寻址元件807(诸如可单独寻址元件102并且包括元件803、804、805、806)的多个列(例如，列R1至R3)。可单独寻址元件的每列包括多个可单独寻址元件，其中在相邻可单独寻址元件之间具有例如约5微米的间距801。在一实施例中，每个可单独的寻址元件的光点尺寸为约1微米。在一实施例中，可单独寻址元件中的每个是LED。可单独寻址元件的列(例如，列R1至R3)基本上平行地定位，其在可单独寻址元件的相邻列之间也具有间距801。因此，在一实施例中，发射器阵列800形成可单独寻址元件807的正方形阵列，即，发射器阵列800的四个侧部802具有基本上相等长度。在一实施例中，发射器阵列800的每侧802为70微米长。因此，发射器阵列800的对角线为约100微米长，其近似等于与发射器阵列800相关联的透镜的视场。

发射器阵列800以相对于扫描方向808的角度α1而定位。实现这种情况，使得当衬底(未示出)由来自发射器阵列800的束照射且在扫描方向808上在衬底114与发射器阵列800之间存在相对运动时，来自可单独寻址元件的每个辐射光点将有效地传递遍及衬底的不同区域，由此允许产生不同辐射线。

如图所示，辐射线具有与由来自相同列(例如列R2)的可单独寻址元件写入的相邻辐射线的微小重叠。另外，由列R2的第一可单独寻址元件806写入的辐射线具有与由列R1的最后可单独寻址元件803写入的辐射线的重叠。另外，由列R2的最后可单独寻址元件804写入的辐射线具有与由列R3的第一可单独寻址元件805写入的辐射线的重叠。因此，由发射器阵列800中的可单独寻址元件的所有列写入的辐射线可被共同地拼合以产生具有例如70微米宽度的刷。

现在参看图8B，其描绘了另一发射器阵列810的示意性俯视图。发射器阵列810是单独的光学引擎部件的一部分，并且与类似于图8A所描述透镜的透镜是以光学方式相关联的。在一实施例中，透镜的视场例如是100微米。如图所示，发射器阵列810包括可单独寻址元件的多列(例如，列R1′至R3′)。可单独寻址元件的每列包括多个可单独寻址元件，其中在相邻可单独寻址元件之间具有例如约7微米的间距809。每个可单独寻址元件的尺寸为约1微米。在一实施例中，可单独寻址元件中的每个是LED。可单独寻址元件的列(例如，列R1′至R3′)基本上平行地定位，其中在可单独寻址元件的相邻列之间具有间距809。因此，在一实施例中，发射器阵列810形成可单独寻址元件807的正方形阵列，即，发射器阵列810的四个侧部802具有基本上相等长度。在这种情况下，发射器阵列810的尺寸类似于发射器阵列800的尺寸。在一实施例中，发射器阵列810的每个侧部802为70微米长。因此，发射器阵列810的对角线为约100微米长，其近似等于与发射器阵列810相关联的透镜的视场。

发射器阵列810以相对于扫描方向818的角度β1而定位。实现这种情况，使得当衬底(未示出)是由来自发射器阵列810的束照射并且在扫描方向上在衬底114与发射器阵列810之间存在相对运动时，来自可单独寻址元件的每个辐射光点将传递遍及衬底的不同区域，由此允许由可单独寻址元件的同一列(例如，列R2′)写入的辐射线具有与相邻辐射线的微小重叠。但，由于与图8A中的间距(即，约5微米)相比更大的间距(即，约7微米)，角度β1小于角度α1。

另外，尽管由可单独寻址元件的同一列(例如，列R2’)写入的辐射线可拼合在一起，但这些辐射线可不与由可单独寻址元件的一个或更多个相邻列(例如，列R1′和R3′)写入的辐射线拼合。例如，由列R2′的第一可单独的寻址元件816写入的辐射线可并非与由列R1′的最后可单独寻址元件813写入的辐射线稍微重叠。类似地，由列R2′的最后可单独寻址元件814写入的辐射线可并非与由列R3′的第一可单独寻址元件815写入的辐射线稍微重叠。结果，发射器阵列810可能并不能够在衬底114上产生具有70微米的宽度的整个刷。此外，在逆时针方向上增加角度β1可减少介于由可单独寻址元件的相邻列(例如，R1′与R2′，和/或R2′与R3′)产生的辐射线之间的间隙。然而，这种情况可在由同一列(例如，R2′)中的相邻可单独寻址元件产生的相邻辐射线之间产生间隙。在任一情况下，发射器阵列810可由于介于相邻可单独寻址元件之间的相对大间距而产生不理想的“斑马或条纹(zebra)”线。为了解决这种问题，在垂直于扫描方向的方向上具有位移的两个或更多个发射器阵列810可用以共同地产生刷。

图9A、图9B、图9C、图9D和图9E描绘例如用于制造平板显示器的制造方法的示意图。在图9A中，由实心圆圈表示的可单独寻址元件902的列907以相对于扫描方向901的角度θ而定位。在一实施例中，相邻可单独寻址元件902之间的间距911为约7微米。每个可单独寻址元件902朝向衬底114发射电磁辐射，由此在衬底114上产生辐射光点。因此，当在扫描方向901上在衬底114与可单独寻址元件902之间存在相对运动时，由不同可单独寻址元件902产生的辐射光点将传递遍及衬底114的不同区域，由此允许产生各自具有1微米宽度的多个辐射线903。可单独寻址元件902的“接通”或“关断”被定时从而使得在衬底114上的每条辐射线903中产生所需图案。在一实施例中，辐射光点尺寸是1微米。由于相对大间距(即，约7微米相对于约5微米)，则相邻辐射线903具有在它们之间的间隙。例如，间隙可以是约0.4微米、约0.35微米、约0.3微米、约0.2微米等等。

如图所示，由空心圆圈表示的可单独寻址元件904的另一列909以相对于扫描方向901的角度θ而定位。所述列909类似于列907，但在垂直于扫描方向的方向上具有小位移使得由可单独寻址元件904的列909产生的辐射线905可与由可单独寻址元件902的列907产生的辐射线903交错。因此，辐射线905可填充介于相邻辐射线903之间的间隙。结果，辐射线903和辐射线905可共同地产生刷。在一实施例中，在相邻辐射线之间的移位906是0.4微米，等于图7A中的有效间距。在一实施例中，列907和列909二者包括11个可单独寻址元件902、904。在考虑在列907和909的两个侧部上的0.5微米的透镜置放误差的情况下，由列907和909共同地产生的刷线可具有约6.8微米的宽度。

为了能实现交错，图9B图示出分别具有列907和列909的两个发射器阵列910、915。第一发射器阵列910包括基本上平行地堆叠的多个列907，每列以相对于扫描方向901的角度θ而定位。相邻列907的间距与介于列907中的相邻可单独寻址元件902之间的间距相同。在一实施例中，相邻列907的间距为约7微米。在一实施例中，第一发射器阵列910的每侧为约70微米长，使得第一发射器阵列910的对角线大约等于与所述第一发射器阵列910相关联的透镜的视场(约100微米)。

类似地，第二发射器阵列915包括基本上平行地堆叠的多个列909，每列以相对于扫描方向901的角度α定位。相邻列909的间距与介于列909中的相邻可单独寻址元件904之间的间距相同。在一实施例中，相邻列909的间距为约7微米。在一实施例中，第二发射器阵列915的每侧为约70微米，使得第二发射器阵列915的对角线大约等于与所述第二发射器阵列915相关联的透镜的视场(约100微米)。第二发射器阵列915在垂直于扫描方向的方向上相对于第一发射器阵列910具有小位移。这种情况使得由第一发射器阵列910中的可单独寻址元件902的列907产生的辐射线903与由第二发射器阵列915中的可单独寻址元件904的列909产生的辐射线905交错，如图9A所描述。结果，第一发射器阵列910和第二发射器阵列915可共同地产生覆盖与第一发射器阵列910或第二发射器阵列915相关联的透镜的视场的刷。在一实施例中，第一发射器阵列910和第二发射器阵列915分别包括可单独寻址元件902的十一个列907和可单独寻址元件904的十一个列909。每列907可与一列909成对以产生具有约6.8微米宽度的刷线。因此，一对第一发射器阵列910与第二发射器阵列915可共同地产生具有约6.8微米×11＝74.8微米的刷宽度的刷。

如应了解，交错无需是均一的和/或可由多于一个额外发射器阵列提供。

如图9C中所示，第一发射器阵列910和第二发射器阵列915各自与透镜925相关联，从而分别形成第一单独的光学引擎部件921和第二单独的光学引擎部件923。在一实施例中，透镜925的宽度(例如，直径)为约1毫米，且透镜925的视场为约100微米。一对927第一单独的光学引擎部件921与第二单独的光学引擎部件923用以产生如图9B中所描述的刷。多个这些对927可如图所示出而布置并且形成对927的组920。通过例如透镜925的宽度(例如，直径)来确定所述组920中的对的数目；例如使得刷连续地延伸以覆盖透镜925的宽度。具体地，在组920中，相邻对927在垂直于扫描方向的方向上具有适当位移。实现这种情况，使得诸对927的组920可共同地覆盖衬底上的具有与透镜925的宽度相等的宽度的区域。例如，组920可包括14对第一单独的光学引擎部件921与第二单独的光学元件923。由于由每对927产生的刷具有约75微米的刷宽度，故由组920产生的刷可覆盖衬底上的具有约1.05毫米宽度的区域，所述宽度近似等于透镜925的宽度(例如，1毫米)。

图9D图示出示例微透镜阵列(MLA)模块930，其包括如图所示而布置的多个组920使得由组中的第一对935产生的刷具有与由相邻组中的最后对937产生的刷的微小重叠。以此方式，由微透镜阵列模块930中的所有组920产生的刷被拼合在一起。通过所述微透镜阵列模块930中所包含的组920的数目来确定了所述衬底上的使微透镜阵列模块730能够覆盖的区域的宽度。在一实施例中，微透镜阵列模块930包括所述对927的三十个组920。如以上所描述，对927的每个组920可覆盖具有约1毫米宽度的区域。因此，微透镜阵列模块930可共同地产生覆盖所述衬底上的具有约30毫米宽度的区域的图案。应理解，微透镜阵列模块930可包括不同数目的组920。

图9E描绘了例如用于平板显示器的制造中的图案形成装置940。图案形成装置940包括微透镜阵列模块930的行939。通过例如衬底114的宽度和在若需要在单程中曝光衬底114的情况下由每个微透镜阵列模块930产生的图案的宽度，来确定设置于行939中的微透镜阵列模块930的数目。例如，如果衬底114是3m宽，且每个微透镜阵列模块930能够覆盖衬底上的具有约30毫米宽度的区域，则至少100个微透镜阵列模块930应被设置于所述微透镜阵列模块930的行939中。所述行939垂直于扫描方向而定位。介于相邻微透镜阵列模块930之间的间距被谨慎地选择，使得由相邻微透镜阵列模块930产生的图案具有微小重叠。结果，在一实施例中，微透镜阵列模块930的行939共同地覆盖衬底114的整个宽度。

应注意，用以覆盖衬底上的具有与透镜的直径相等的宽度的区域所需的透镜的总数目，是与介于相邻可单独寻址元件之间的间距、透镜的视场、透镜位置公差、透镜的直径和所需冗余度密切相关的，将对此进行进一步讨论。换言之，当透镜的视场(例如，100微米)、透镜位置公差(例如，透镜的每侧上为0.5微米)、透镜的宽度(例如直径)(例如，1毫米)和所需冗余度都被确定时，所需透镜的总数目与介于相邻可单独寻址元件之间的间距密切相关。在一实施例中，图案形成装置940包括平行地堆叠且在扫描方向上对准的微透镜阵列模块930的两个或更多个行939，用于引入例如冗余度等等，如关于图7E类似地描述。

因此，在一实施例中，通过利用耦合至微透镜阵列的发射器(例如LED)的阵列写入图案来执行直接发射器成像。如上文所讨论，基本上平行于扫描方向(即，成上文所讨论的角度)的发射器的单个行界定了单条刷线。接着，遍及微透镜的视场的宽度的彼此相邻的多条刷线形成单个刷。因此，取决于例如发射器结合间距(换言之，发射器可被置放成彼此相邻的紧密程度)，则运用一个或更多个微透镜(每个微透镜具有将束投影通过其的可单独的寻址元件且具有在扫描方向上堆叠的可单独寻址元件，如上文所讨论)以实现所需刷线宽度和刷宽度以有效地覆盖微透镜的视场。另外，使用多个刷以通过利用发射器在扫描方向上再次堆叠微透镜而填充微透镜间距的宽度。接着，可按需在垂直于扫描方向的方向上重复实现上述布置以适应于待曝光的衬底的尺寸。

因此，除了发射器结合间距以外，若干设计参数也施加对可使用的发射器和微透镜的数目的约束。第一参数是单一微透镜的视场。透镜的宽度(例如，直径)与其视场之间的比率确定了跨越微透镜间距的宽度进行写入所需的微透镜的量。另一参数是用于图案的冗余，其确定每像素所需的发射器的最小量。另外，结合应用的剂量要求(例如，用以图案化抗蚀剂所需的剂量的量)的单一发射器的光学功率设定了每像素所需的发射器的最小量。另外，微透镜定位误差引入发射器阵列的所需重叠，且因此影响用以写入完整图案的微透镜的总量。

因此，在一实施例中，在给出具有例如是1毫米的宽度(例如，直径)和例如70微米的视场的微透镜的情况下，需要至少15个微透镜以填充与微透镜的间距对应的1毫米扫描宽度。针对1微米CD，在考虑2.5的灰度因子和0.5微米的透镜定位误差的情况下，为了从单一透镜产生70微米的刷，在视场中需要至少15×15个发射器。这种情况引起针对具有最低数目的透镜的解决方案的约5.0微米的最大发射器间距(例如，5.0微米发射器结合间距)。

所使用的透镜的数目随着发射器间距而积极地缩放，如图10所示。图10描绘了用以覆盖具有与每个透镜的直径(例如，1毫米)相等的宽度的区域所需的透镜的总数目与用于针对约0.4微米CD的特定透镜的相邻可单独寻址元件之间的间距之间的关系。X轴表示介于相邻可单独寻址元件之间的间距，且Y轴表示用以覆盖具有与每个透镜的宽度相等的宽度的区域所需的透镜的总数目。如图所示，当发射器间距介于4微米与5微米之间时，需要15个透镜来覆盖具有1毫米宽度的区域。但当发射器间距增加时(例如，如果不可能提供约5微米的发射器间距的情况下)，需要的透镜的数目取决于发射器间距而变化，如图10所示。例如，下一理想发射器间距将会是约7微米。当间距是约7微米时，需要约28个透镜来覆盖具有1毫米宽度的区域，例如如图9C所示。另外，例如，如图9B所描述，在相邻可单独寻址元件之间的间距是约7微米的情况下，设置两个发射器阵列910和915以共同地产生覆盖透镜的视场宽度的刷，即，使用每刷两个透镜。因此，图9C指示28个透镜925覆盖衬底上的具有与每个透镜925的宽度(例如，1毫米)相等的宽度的区域。通过将间距从5微米改变至7微米，使用以覆盖衬底上的1毫米宽度的区域的透镜的数目近似加倍。

图案形成装置(例如，图案形成装置740、940)可具有数千个可单独寻址元件。一个或更多个控制器可被设置以控制这些可单独寻址元件(例如，将这些可单独寻址元件调制成“接通”和“关断”，“接通”和“关断”包括在它们之间的各种灰度，例如用于256个功率级别的8位寻址)。在一实施例中，所述一个或更多个控制器可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)控制电路。所述控制电路无需被连接至可单独寻址元件102，但如应了解，空间是非常有限的。直接凸点结合是用于通过使用已淀积至半导体器件上的焊料凸点来将单独的半导体器件互连至外部电路的常见方法。然而，凸点间距尺寸通常是至少20微米。但如上文所讨论，可单独寻址元件的尺寸可以仅为1微米且间距可以为约5微米或7微米，且因此，直接凸点结合技术可并未提供足够分辨率以允许一个或更多个控制电路与每个可单独寻址元件互连。

图11图示出包括多个单独的光学引擎部件1118的图案形成装置(例如，图案形成装置104、740或940)的一部分的高度示意性的俯视图。每个单独的光学引擎部件1118包括发射器阵列1110和透镜1115，它们分别类似于发射器阵列710、910、915和透镜715、925。在一实施例中，透镜1115具有例如100微米的视场(等于发射器阵列1110的对角线)和例如1毫米的宽度。因此，介于两个相邻发射器阵列1110之间的间隔1125为约至少1毫米。每个单独的光学引擎部件1118还包括与发射器阵列1110相邻的键合焊盘区域1120。例如，在发射器阵列1110处于透镜1115上方的情况下，键合焊盘区域1120类似地在所述透镜1115上方。在一实施例中，键合焊盘区域1120附接至透镜1115。尽管键合焊盘区域是正方形，如图11所示，但键合焊盘区域可具有任何其他合适形状，例如圆圈、多边形等等。

图11图示出键合焊盘区域1120的一部分1130的放大图。如图所示，键合焊盘区域1120的部分1130包括多个键合焊盘1135。尽管键合焊盘1135具有正方形形状，如图11所示，但键合焊盘1135可具有任何其他合适形状，诸如圆圈、矩形等等。每个接合衬垫1135的尺寸可多于或等于约400平方微米且小于或等于约1600平方微米。键合焊盘1135可大于或等于20微米*20微米、大于或等于30微米*30微米、大于或等于40微米*40微米，等等。键合焊盘1135使能够利用如上文所提及的直接凸点结合技术或任何其他合适技术(诸如使用键合线)来与一个或更多个控制电路互连。如应了解，键合焊盘1135可始终围绕发射器阵列1110的周边而布置。因此，键合焊盘区域可环绕发射器阵列1110且甚至与所述发射器阵列1110重叠(例如，在若其被产生于实体不同层中，且因此可被堆叠于发射器阵列的顶部上的情况下)。键合焊盘区域因此允许更多区域实现所有单独的发射器的结合。由于发射器与结合技术之间的间距失配，故通常将会需要比发射器阵列1110更大的区域以实现结合。

如图11所示出和图12所示的键合焊盘区域1120的部分1130的放大图所示，键合焊盘1135中的每个经由金属线1137而被进一步连接至发射器阵列1110中的对应可单独寻址元件1210，由此允许控制可单独寻址元件1210。在一实施例中，金属线1137是铜线、金线或铝线。可使用常规光刻设备使用例如掩模来产生所述金属线1137。每条金属线1137的线宽可以是至少几百纳米。所述金属线1137彼此并不接触以避免诸如短路的电问题。从所述发射器阵列1110延伸并且围绕发射器阵列1110的周边延伸的键合焊盘区域1120、键合焊盘1135和金属线1137的这种配置可被称作扇出型结构。

各种实施例可被运用以在发射器阵列1110中布置所述金属线1137。在一实施例中，在发射器阵列1110的表面上的单层中产生所有金属线1137，如图12所示。在一实施例中，相邻可单独寻址元件1210之间的间距是5微米，并且可单独寻址元件1210中的每个被连接至金属线1137。因此，在一实施例中，金属线1137的线宽可以是429纳米或更小。介于金属线之间的间隔可以是429纳米或更小，且介于金属线的组与相邻可单独寻址元件1210之间的间隔可以是约1微米或更小。在一实施例中，具有429纳米的相等间隔的至多四个金属线介于相邻可单独寻址元件1210之间。

替代地或另外，可以用金属线1137中的任两条金属线并不相互交叉以避免诸如短路的电问题的方式而在发射器阵列1110的表面上的2个或更多个层中产生金属线1137。这种方案的优点在于：例如，可在发射器阵列1110的表面上产生较宽金属线1137，由此减少金属线1137的电阻率。金属线1137的电阻率的减少可减轻多个相关电问题，诸如加热和电迁移。

线宽粗糙度(LWR)可以是现有技术光刻的限制性因素之一。线宽粗糙度是特征形状与平滑理想形状的偏差。已发现，线宽粗糙度的效果可受到位于发射器阵列中的相邻可单独寻址元件之间的最大距离的限制。换言之，可通过减少相邻可单独寻址元件之间的最大距离来减轻线宽粗糙度的效果。然而，如上文所讨论，相邻可单独寻址元件的间距是由诸如透镜宽度等等的各种因素确定。因此，没有可能通过减少发射器阵列中的间距来减轻线宽粗糙度。然而，可通过根据特定的理想配置设计所述发射器阵列来实现改善的性能。

类似于发射器阵列710、910和915，发射器阵列1300可具有被布置呈矩形形状的多个可单独寻址元件1310，如图13A所示。如上文所讨论，发射器阵列的尺寸应被选择用以覆盖与发射器阵列相关联的透镜的视场。如图13A所示，发射器阵列1300包括可单独寻址元件1310的六行1320。每行1320包括六个可单独寻址元件1310。发射器阵列1300的间距由“P”表示。因此，可单独寻址元件可与同一行或同一列中的相邻可单独的寻址元件具有相等距离(“p”)。然而，介于相邻可单独寻址元件1310之间的最大距离介于一可单独寻址元件与其在对角线方向上的相邻可单独寻址元件之间，其由“√2p”表示。在一实施例中，发射器阵列1300可被称作具有布置呈正方形配置的相邻可单独寻址元件的发射器阵列。

为了比较，在一实施例中，图13B示出具有与发射器阵列1300类似的尺寸的发射器阵列1350。发射器阵列1350包括可单独寻址元件的七行。类似于1320，每行(即，R1、R2，…，R7)包括六个可单独寻址元件1310，并且介于同一行中的相邻可单独寻址元件1310之间的间距由“p”表示。不同于发射器阵列1300，发射器阵列1350被配置成使得例如偶数行(即，R2、R4和R6)具有相对于奇数行(即，R1、R3、R5和R7)而言的0.5p的水平位移1360。在一实施例中，介于相邻行之间的垂直位移1370是近似0.87p。因此，以这种配置，介于发射器阵列1350中的相邻可单独寻址元件1310之间的距离全都等于p。结果，发射器阵列1350可包括多个六边形结构1375。因此，发射器阵列1350可被称作具有被布置呈六边形配置的相邻可单独寻址元件的发射器阵列。在一实施例中，发射器阵列1350可以介于可单独寻址元件1310的列1380与用于在衬底(例如衬底114)与发射器阵列1350之间的相对运动的扫描方向1390之间的角度θ而定位。

相比于发射器阵列1300，介于发射器阵列1350中的相邻可单独寻址元件之间的最大距离从√2p(如在图13A中)减少至p(如在图13B中)。因此，线宽粗糙度效应可减轻√2之一倍。例如，当发射器阵列1350被配置成角度θ时，针对1微米CD，有效间距从0.4微米增加至0.4√2微米(即，0.57微米)。另外，可针对正方形构造的发射器阵列实现灰度因子的减少，其特别地基于为了考虑最坏情况线宽粗糙度的与可单独寻址元件相邻的最大距离而被确定。因此，灰度因子可从2.5减少至2.5/√2(即，1.77)。

在一实施例中，发射器阵列1350相比于发射器阵列1300在相同最小间距情况下具有每透镜更高密度的可单独寻址元件1310。有利地，这种情况可减少成本。

根据另一观点，可在将发射器阵列1350中的可单独寻址元件1310的密度保持成与发射器阵列1300中的可单独寻址元件1310的密度相同的同时增加发射器阵列1350的间距。有利地，较大间距例如利用如以上所描述的结合而诱发较小技术风险。

因此，六边形构造可在恒定成像性能下得到每单位面积发射器的所需数目的显著减少(排除每发射器的剂量限制)，以及相对于正方形构造的填充密度增益。此外，数据路径随着可单独寻址元件的数目而缩放，且因此，六边形构造可得到例如较小复杂度和减少的成本。另外，可相比于正方形构造运用六边形构造以每区域相同数目的可单独寻址元件来改善线宽粗糙度。

所述六边形构造也可被扩展至其他部件。例如，微透镜可在微透镜阵列中布置呈六边形构造。在另一示例中，微透镜阵列模块可以被布置呈六边形构造。

在一实施例中，在特征的形成中存在一定的聚焦依赖性(例如，特征的分布依据聚焦而改变)，且因此，通过改变来提供聚焦控制，例如改变焦距、调整衬底与焦点或焦距范围之间的相对位置，等等。在能够对于在特征的形成中的聚焦依赖性进行表征的各种参数当中，聚焦深度(DOF)参数规定在印刷于衬底上的特征的品质变得过于退化之前可容许的焦点的范围。例如，用于平板显示器应用的如本文中所描述的图案形成装置(例如，图案形成装置104、740或940)的预期DOF可在3微米至5微米的范围内。这指示了所述特征不能够被良好地印刷于衬底上，其中例如衬底的一部分与衬底的标称平面相距的距离(出于方便起见而在下文中被称作衬底的高度变化)在不具有聚焦控制的情况下超出选自例如3微米至5微米的范围的DOF。但针对作为一示例的平板显示器应用，衬底可展现遍及衬底上的150毫米的距离的高达12微米的高度变化，其远超出上文所描述的DOF。因此，需要图案形成装置(例如，图案形成装置104、740或940)相对于衬底的局部聚焦控制。可能的解决方案是使用一个或更多个致动器在大体上正交于衬底的方向(出于方便起见而在下文中被称作高度)上调整图案形成装置中的每个可单独寻址元件与衬底之间的相对位置。这种情况例如由于用于实施这种解决方案的大量致动器的要求而并非有成本效益。此外，在具有发射器的小间距的情况下，独立地实施针对每个发射器的聚焦控制可能并不现实。

因此，在一实施例中，代替调整每个可单独寻址元件的高度和/或倾角，可使用一个或更多个高精度致动器以在微透镜阵列模块(例如，微透镜阵列模块730和930)中共同地调整多个可单独寻址元件的高度和/或倾角。在正交于高度方向的平面中的微透镜阵列模块的尺寸被确定为使得与微透镜阵列模块的尺寸对应的衬底的最大高度变化是在DOF内。例如，微透镜阵列模块的尺寸可以是10毫米*10毫米(特定地关于与衬底相邻的微透镜阵列)。在给定每横向毫米为80纳米的衬底高度变化的情况下，对应衬底的最大高度变化是10毫米*80纳米/毫米＝0.8微米，其远低于3微米至5微米的DOF。因此，通过操作一个或更多个致动器以共同地调整所述可单独寻址元件相对于衬底的高度和/或倾角(例如，在0.5微米精度的情况下在20微米内)，能够将微透镜阵列的可单独寻址元件的焦点与衬底之间的相对位置精确地控制在DOF内。当然，微透镜阵列模块可具有其他合适尺寸，只要衬底的对应部分的最大高度变化在DOF内即可。另外，由于图案形成装置可包括多个这些微透镜阵列模块(例如，500至2500个微透镜阵列模块)，故能够通过使用本发文中所描述的方法精确地控制图案形成装置的每个微透镜阵列模块(例如，能够独立于一个或更多个其他微透镜阵列模块来控制一个或更多个微透镜阵列模块)而将用于图案形成装置的焦点控制在DOF内。

除了寻址焦点以外或替代寻址焦点，也可需要校正微透镜阵列模块之间的对准。即，例如，一个或更多个微透镜阵列模块可相对于一个或更多个其他微透镜阵列模块并未适当地对准(例如，在初始设置下或随着时间推移)。因此，可使用一个或更多个高精度致动器来调整微透镜阵列模块相对于另一微透镜阵列模块在X和/或Y方向上的位置。

参看图14，图示出已拆卸微透镜阵列模块1400的高度示意性的视图。所述微透镜阵列模块1400可类似于微透镜阵列模块730和930。所述微透镜阵列模块1400包括微透镜阵列(微透镜阵列)1470、电子板1460和结构1420。

如图所示，微透镜阵列1470包括被布置呈正方形阵列的多个透镜1480(当然，可提供不同布置)。在一实施例中，每个透镜1480具有1毫米的宽度(例如，直径)。每个透镜1480被配置成将束从相关联的发射器阵列1465投影到衬底(未示出)。

多个发射器阵列1465位于电子板1460的(底部)表面上。在一实施例中，透镜1480的数目等于发射器阵列1465的数目。每个发射器阵列1465包括多个可单独寻址元件，如以上所描述。在一实施例中，可单独寻址元件是LED。在一实施例中，微透镜阵列1470被附接至多个发射器阵列1465，例如附接至电子板1460。

一个或更多个高精度致动器1455位于电子板1460与结构1420之间。如图14所示，例如四个致动器1455位于电子板1460的拐角处；在一实施例中，可设置更少或更多致动器，且在一个或更多个不同部位处设置所述致动器(例如，一致动器可位于中心部分中)。一个或更多个致动器1455具有例如20微米的调谐范围与0.5微米精度。通过调谐一个或更多个致动器1455，可相应地共同地调整多个发射器阵列1465与微透镜阵列1470的相关联透镜的聚焦。例如，一个或更多个致动器1455可在所示的Z方向上移动所述多个发射器阵列1465和微透镜阵列1470的相关联透镜以例如能实现调焦。另外，在一实施例中，另外或替代地，一个或更多个致动器1455能够围绕所示的X和/或Y方向来移动所述多个发射器阵列1465和微透镜阵列1470的相关联透镜以例如能实现调焦。另外，在一实施例中，另外或替代地，一个或更多个致动器1455能够在所示的X和/或Y方向上移动所述多个发射器阵列1465和微透镜阵列1470的相关联透镜，以能实现例如所述多个发射器阵列1465和所述微透镜阵列1470的所述相关联透镜相对于另外多个发射器阵列和另一微透镜阵列的相关联透镜的对准。虽然结构1420被示出为覆盖所述电子板1460，但其无需如此。

在一实施例中，电子板1460还包括多个局部存储器1430和局部处理单元1450。在一实施例中，局部存储器1430被配置成储存致使局部处理单元1450控制所述微透镜阵列模块1400中的多个发射器阵列1465的每个可单独寻址元件(例如，“接通”或“关断”每个可单独寻址元件)的数据路径信号(或其他控制信号)。某些控制信号可致使局部处理单元1450自动地调谐一个或更多个致动器1455以控制微透镜阵列模块1400的聚焦和/或微透镜阵列模块1400相对于另一微透镜阵列模块的对准。

结构1420经由一个或更多个致动器1455而联接至电子板1460。在一实施例中，结构1420包括一接口1410，所述接口被配置成将来自一个或更多个外部控制器的数据路径信号或其他控制信号耦合至局部处理单元1450和/或一个或更多个致动器1455。在一实施例中，接口1410被进一步配置成将局部处理单元1450和/或可单独寻址元件和/或一个或更多个致动器1455联接至外部电源(未示出)，所述外部电源向处理单元1450和/或可单独寻址元件和/或一个或更多个致动器1455提供电功率。

另外，本文中的描述已主要集中关注对衬底的辐射敏感表面进行曝光。在适当情况下，可采用新工艺来消除一个或更多个生产步骤或利用一个或更多个其他生产步骤来取代一个或更多个生产步骤以导致更快速和/或更有效的生产工艺，等等。作为一示例，平板显示器的生产传统地涉及到使用光刻、淀积和蚀刻来生产多个层。在较具体示例中，用于平板显示器的背板的生产可涉及到产生5个层，每个层涉及到光刻、淀积和蚀刻。这种生产可涉及到5个工艺步骤且常常涉及到5个工具以限定金属图案。所述步骤包括金属片淀积、光阻涂覆、光刻和抗蚀剂的显影、使用经显影抗蚀剂进行的金属的蚀刻，和在蚀刻之后的抗蚀剂的剥离。因此，不仅需要大量资源(例如，呈工具的形式)和时间，而且需要大量材料使用率。例如，在限定主动式矩阵平板显示器时，光阻可用以覆盖3m×3m玻璃板，所述光阻稍后被完全冲洗掉。类似地，铜和/或其他金属被淀积于全玻璃板上且稍后高达95％的铜和/或其他金属被冲洗掉。另外，使用化学物质来蚀刻或剥离上述材料。

因此，这种生产的改进可通过将一个或更多个减少的步骤合并成相加性步骤来实现。因此，可使用材料淀积步骤以将材料层淀积于衬底上，而非光刻、淀积和蚀刻步骤的组合。在一实施例中，材料可以是铝、铬、钼、铜、金、银、钛、铂或选自它们的任何组合。

在一实施例中，材料层作为纳米粒子而被淀积于衬底上。即，在一实施例中，将纳米粒子束流提供至衬底以在衬底上形成材料层。在纳米粒子被淀积于衬底上之后，通过使用例如一个或更多个图案化辐射束(诸如，由本文中所描述的设备提供的多个束、或通过由传统的基于掩模/掩模版的光刻设备产生的图案化束)根据所需图案烧结所述纳米粒子的至少一部分，来产生图案。

与图案形成相结合的呈纳米粒子的形式的直接材料淀积可消除通常用于例如平板显示器制造中的若干减少工艺步骤。另外和替代地，已淀积材料层的消融可用以在无需例如抗蚀剂涂覆和显影的情况下消除材料。因此，直接材料淀积可以是光刻的自然扩展，其中使用辐射束能量以通过例如烧结、消融等等来处理或图案化材料。

因此，需要使用大体上稳定的纳米粒子来产生材料层使得能够在图案形成工艺(例如，烧结、消融等等)中使用所述层。产生这样的层可具有挑战性。例如，纳米粒子应具有小的尺寸，例如低于15纳米宽度(例如，直径)以便被有效地烧结。然而，小纳米粒子倾向于当被提供至表面时聚集，由此使它们不稳定或不合适。用以帮助防止小纳米粒子聚集成较大粒子的潜在解决方案涉及到利用一种或更多种添加剂(例如，类抗蚀剂聚合物)来涂覆所述纳米粒子。然而，可将污染物(即，添加剂)引入至衬底和/或系统且在图案形成工艺之后难以将污染物完全移除。

在一实施例中，例如，可将单一设备用于衬底的大多数(如果非全部)层(例如，平板显示器生产)。例如，所述设备可执行小纳米粒子(例如，低于15纳米)的产生和在衬底上的淀积。所述设备可通过例如烧结纳米粒子的至少一部分来进一步执行纳米粒子层的图案形成。

图15描绘用于在例如平板显示器(例如，LCD、OLED显示器等等)的制造中曝光衬底的根据实施例的图案形成设备1500的高度示意性俯视图。所述图案形成设备1500包括用以保持衬底1514(例如，平板显示器衬底)的衬底台1506和用来以高达6个自由度移动所述衬底台1506的定位装置1516。

图案形成设备1500还包括框架1560上的图案形成模块1540和一个或更多个纳米粒子产生装置1520。在一实施例中，图案形成模块1540包括多个可单独寻址元件(其可类似于图案形成装置740和940)且视情况包括一个或更多个投影光学元器件。在一实施例中，可单独寻址元件是辐射发射二极管，例如LED。在一实施例中，图案形成模块1540可包括用于掩模/掩模版的保持器和用以将由掩模/掩模版形成图案的束投影到衬底1514的投影光学元器件。在一实施例中，图案形成模块1540大体上静止，即，其在投影期间并不显著移动。

一个或更多个纳米粒子产生装置1520被配置成产生小纳米粒子(例如，低于15纳米)且将纳米粒子层淀积于衬底1514上。在一实施例中，在纳米粒子产生装置1520与衬底1514之间的相对运动期间(例如，在衬底1514在方向1510上的运动期间)使纳米粒子层淀积。可使用一个或更多个致动器以高达六个自由度(例如，沿Z的移动、围绕X的旋转，和/或围绕Y的旋转)移动一个或更多个纳米粒子产生装置1520或其一部分，以例如使能够覆盖衬底1514。图15示出三个纳米粒子产生装置1520。然而，可使用另一合适数目的纳米粒子产生装置1520。通过衬底的宽度1530和由每个纳米粒子产生装置1520在衬底1514的表面上的区域的覆盖范围来确定纳米粒子产生装置1520的数目。例如，如果粒子层在方向1510上在单程通过衬底1514时淀积，则可在若每个纳米粒子产生装置1520的覆盖范围被限于衬底宽度1530的三分之一的情况下需要至少三个纳米粒子产生装置。视情况，可通过每个纳米粒子产生装置1520产生纳米粒子的速度(即，在单位时间段(例如，一分钟、一小时等等)内多少纳米粒子可由每个纳米粒子产生装置1520产生)来进一步确定所述图案形成设备1500中的纳米粒子产生装置1520的数目。在一些示例中，由每个纳米粒子产生装置1520产生纳米粒子的速度相比于例如相对运动的速度是相对较慢的。因此，可有必要增加纳米粒子产生装置1520的数目以减少将纳米粒子层淀积于衬底1514的表面上所需的时间。

在一实施例中，可机械地(例如，借助于气体)控制由纳米粒子产生装置1520将纳米粒子淀积到衬底1514上的位置。例如，气体束流可在所述气体的行进方向的路径中将多个纳米粒子携载至衬底1514的区域上。通过改变所述气体的行进方向(例如，通过光栅扫描所述衬底1514和/或通过移动纳米粒子产生装置1520的至少部分)，可将纳米粒子层准确地淀积于在纳米粒子产生装置1520的覆盖范围内的衬底的不同区域上。另外，可通过准确地控制各相应气体束流的行进方向而避免由多个纳米粒子产生装置1520产生的纳米粒子层的相邻淀积部分的重叠。

替代地或另外，可例如使用一个或更多个电磁透镜借助于围绕纳米粒子束流的电磁场来控制衬底1514上的由纳米粒子产生装置1520淀积纳米粒子的位置。电磁透镜包括电流流动所通过的线圈(例如，铜线)。通过适当地改变在线圈内部流动的电流，电磁透镜可提供变化的电磁场，其允许操控纳米粒子的流动方向以例如光栅扫描所述衬底1514的区域。由多个纳米粒子产生装置1520产生的纳米粒子层的相邻地淀积部分的重叠可通过通过使用一个或更多个电磁透镜控制电磁场而准确地控制各相应纳米粒子流的行进方向而得以避免。

图案形成装置1540可还包括：对准传感器(图15未示出)，其用以确定图案形成模块1540与衬底1514之间的对准；和水平传感器(图15未示出)，其用以确定衬底1514相对于由图案形成模块1540执行的图案形成是否齐平。

在图案形成设备1500的操作中，使用例如机器人处理装置(未示出)将衬底1514装载至衬底台1506上。接着使衬底1514在方向1510上在框架1560下方移位。使用一个或更多个纳米粒子产生装置1520将纳米粒子层淀积于衬底1514的表面上。视情况，通过水平传感器(未示出)和/或对准传感器(未示出)来测量衬底1514。在层的淀积之后，通过图案形成模块1540来图案化纳米粒子层。在一实施例中，图案形成模块1540将纳米粒子层曝光至一个或更多个辐射束以产生图案。在一实施例中，一个或更多个束将图案烧结至纳米粒子层中，其中所述烧结可包括充分烧结纳米粒子以稳定地形成图案的一个步骤，或可包括烧结纳米粒子的多个步骤，其中第一步骤形成图案(例如，使用辐射束来固定图案)但并非是高度地稳定的，且接着一个或更多个另外步骤稳定地形成图案(例如，再次使用辐射束)。在一实施例中，一个或更多个束将图案消融至纳米粒子层中。在一实施例中，辐射束由图案形成模块1540内的图案形成装置(例如，图案形成装置104、740或740)的可单独寻址元件提供。在一实施例中，图案形成模块1540的可单独寻址元件102可被操作为“接通”或“关断”以将辐射束发射于纳米粒子层上以例如烧结衬底上的纳米粒子的至少一部分(使用例如如上所描述的像素栅格成像)。在一实施例中，在方向1510上在连续运动中发生淀积和图案形成。

现在参照图16描述关于纳米粒子产生装置1520的实施例的更多细节。参看图16，图示出纳米粒子产生装置1520的高度示意性的横截面。图16描绘了使用纳米粒子产生装置1520来产生纳米粒子和形成纳米粒子束流的物理机制的实施例。纳米粒子产生装置1520包括第一电极1610和第二电极1620(即，一电极是阳极，且另一电极是阴极)。在一实施例中，第一电极1610和第二电极120二者由铝、铬、钼、铜、金、银、钛、铂、或选自它们的任何组合制成。第一电极1610与第二电极1620由相同材料或不同材料制成。另外，第一电极1610和第二电极1620可具有任何合适形状。例如，如图16中所示，第一电极1610和第二电极1620二者是中空圆柱。

在一实施例中，纳米粒子产生装置1520处于真空状态或具备气束流1640(从纳米粒子产生装置1520的出口提供)，诸如氮气(N2)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、氡气(Rn)或选自它们的组合。理想地，纳米粒子在大体上无氧环境中被产生和提供以便限制或防止纳米粒子被氧化。例如，纳米粒子产生装置1520内部的环境可以是大体上无氧的。

在一实施例中，将电压施加于第一电极1610与第二电极1620之间以在第一电极1610与第二电极1620之间产生等离子体1630的强度的情况下产生火花。等离子体1630使第一电极1610的材料、第二电极1620的材料、或其二者离子化，且形成多个非常小的纳米粒子1650。例如，这些小纳米粒子具有0.2纳米、0.5纳米、1纳米等等的尺寸。所述纳米粒子被进一步朝向衬底移动且移动至衬底上(借助于重力或不借助于重力)。由于较小的尺寸，这些纳米粒子1650倾向于与相邻纳米粒子1650成簇，由此形成较大纳米粒子1660。当纳米粒子具有预定的尺寸(例如，小于或等于10纳米或小于或等于15纳米)或尺寸范围(例如，在5纳米至20纳米的范围内或在5纳米至15纳米的范围内)时，纳米粒子1680可由气体1670(从纳米粒子产生装置1520的出口提供)稀释使得限制或防止较大纳米粒子的形成。可通过实验来确定气体插入的部位、气体的类型和提供的气体的量。视情况，传感器系统可用以控制气体插入的部位和/或气体的量。具有所需尺寸或尺寸范围的纳米粒子1680接着被淀积于衬底上。纳米粒子1680淀积于衬底上所处的位置可借助于气流(例如，气流1670和/或气流1640)和/或通过如上文所讨论的电磁场来控制。

在一实施例中，在低于或等于200℃或低于或等于100℃的温度的情况下通过使用相对小的纳米粒子的层(例如，宽度小于或等于10纳米或小于或等于15纳米)且提供一个或更多个辐射束来烧结所述层以在纳米粒子层中形成图案，来烧结纳米粒子层。未烧结的粒子可被冲洗掉。

因此，在一实施例中，提供直接来自图案形成工具内部的散装材料(例如，金属或其他材料)的纳米粒子的产生。在一实施例中，提供没有有机的纳米粒子的直接图案形成和/或亚50纳米(理想地，亚20纳米或亚15纳米或亚10纳米)纳米粒子的直接图案形成。

在一实施例中，在将图案施加至纳米粒子层的设备中产生用于图案形成的纳米粒子。

在一实施例中，纳米粒子是由火花放电生成装置(SDG)提供，所述火花放电生成装置将纳米粒子朝向衬底导向以用于淀积于衬底上。火花放电的实施例在上文关于图16加以描述。火花放电生成装置可提供亚15纳米直径纳米粒子。所述火花放电生成装置可例如提供单分散纳米粒子、提供高品质淀积、在若其具有受控环境(例如，氩气/氮气/真空)的情况下防止可能的氧化(在若使用例如铜纳米粒子的情况下)，和提供极小粒子至纳米粒子的聚集。具有10纳米或更小尺寸的粒子的带电气溶胶倾向于造成双极纳米粒子的静电聚集，因此，在一实施例中，如上文所讨论的步骤用以帮助防止这种聚集成纳米粒子超过所需尺寸。例如，为了减少聚集，适当地设定一个或更多个操作参数，诸如火花频率、火花能量和/或载体气流量。

在一实施例中，多个纳米粒子产生装置(例如，火花放电生成装置)被设置用以覆盖相对大的衬底区域。在一实施例中，纳米粒子产生装置的数目包括介于3个与1000个之间。

在一实施例中，如上文所提及，将受控环境施加至一个或更多个火花放电生成装置以限制或防止氧化(其中使用例如铜纳米粒子)。例如，受控环境允许通过防止或限制氧化而产生高品质烧结的金属特征。

在一实施例中，提供具有低直径(小于或等于15纳米直径)的基本上无溶剂/无有机纳米粒子。这可允许例如通过辐射束烧结产生高导电性的金属特征。在一实施例中，烧结可通过低功率辐射(例如激光)束来完成。在一实施例中，烧结可在低温(例如，小于或等于200℃，或低于或等于100℃)的情况下完成。在一实施例中，使用具有低直径(小于或等于15纳米直径)的基本上无溶剂/无有机纳米粒子可允许使用较少处理步骤来获得器件，这消除了一个或更多个光刻步骤、一个或更多个抗蚀剂显影步骤和/或一个或更多个蚀刻步骤。

经由在图案形成设备中具有原位/现场粒子产生装置，能够将稳定的小纳米粒子直接定位于衬底上、而几乎没有不期望的聚集，且在它们已产生之后无需输送。另外，可在几乎没有添加剂的情况下产生纳米粒子，从而得到良好材料品质。另外，可在粒子产生装置内或在系统中提供环境控制，通常用以帮助确保几乎没有材料降解。另外，在一实施例中，可使用可调谐纳米粒子产生装置来良好地控制粒子层的厚度。

在一实施例中，可通过使用如本文中所描述的粒子产生装置将若干不同材料层提供至衬底。例如，一个或更多个粒子产生装置可提供第一材料，且一个或更多个其他粒子产生装置可提供第二不同材料。另外，粒子产生装置可被配置成改变供产生粒子的材料，例如通过调谐阳极和阴极中的任一个以产生粒子等等而改变成不同材料的阳极或阴极。

在一实施例中，控制器被设置用以控制可单独寻址元件102和/或图案形成装置104。例如，在可单独的寻址是辐射发射器件的示例中，控制器可控制何时“接通”或“关断”可单独寻址元件且能实现可单独寻址元件的高频率调制。控制器可控制由可单独寻址元件中的一个或更多个发射的辐射的功率。控制器可调制由可单独寻址元件中的一个或更多个发射的辐射的强度。控制器可控制/调整跨越可单独寻址元件的阵列的全部或部分的强度均一性。控制器可调整可单独寻址元件的辐射输出以校正成像误差，例如，集光率和光学像差(例如，彗形像差、散光/像散，等等)。

在一实施例中，对辐射进行图案化可通过控制所述图案形成装置104使得被透射至所需特征内的衬底上的抗蚀剂层的区域的辐射处于足够高强度以使得所述区域在曝光期间接收高于剂量阈值的辐射剂量，而衬底上的其他区域通过提供零或显著较低辐射强度而接收低于剂量阈值的辐射剂量来实现。

实际应用中，所需特征的边缘处的辐射剂量可并非从给定最大剂量突然改变至零剂量，即使在若被设定成在特征边界的一侧上提供最大辐射强度且在另一侧上提供最小辐射强度的情况也如此。替代地，由于衍射效应，辐射剂量的程度可跨越过渡区而下降。接着通过所接收剂量下降低于辐射剂量阈值处的位置而确定在使抗蚀剂显影之后最终所形成的所需特征的边界的位置。可通过将不仅达到最大或最小强度程度而且达到介于最大强度程度与最小强度程度之间的强度程度的辐射提供至衬底上的处于特征边界上或附近的点，来更精确地控制跨越过渡区的辐射剂量的降低的分布和(因此)特征边界的精确位置。这通常被称作“灰度调整”或“灰度层次化”。

灰度调整相比于在提供至衬底的辐射强度可仅被设定为两个值(即，仅仅是最大值和最小值)的光刻系统中可能的情形可提供对于特征边界的位置的更大控制。在一实施例中，可投影至少三个不同辐射强度值，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、或至少256个辐射强度值。如果图案形成装置是辐射源自身(例如，发光二极管或激光二极管的阵列)，则可例如通过控制透射的辐射的强度程度来实现灰度调整。如果图案形成装置包括偏转器，则可例如通过控制偏转器的倾斜角来实现灰度调整。又，可通过将多个可编程元件和/或偏转器分组且控制所述组内的在给定时间被接通或切断的元件和/或偏转器的数目来实现灰度调整。

在一个示例中，图案形成装置可具有一系列状态，包括：(a)黑色状态，其中所提供的辐射对其相对应像素的强度分布具有最小或甚至零贡献；(b)最白色状态，其中所提供辐射作出最大贡献；和(c)介于它们二者之间的多个状态，在所述多个状态中所提供辐射作出中间贡献。所述状态被划分成用于正常束图案化/印刷的正常集合，和用于补偿有缺陷元件的效果的补偿集合。正常集合包括黑色状态以及中间状态的第一组。这个第一组将被描述为灰色状态，且它们是可选择的以提供对相对应像素强度的从最小黑色值直至某一正常最大值的逐渐增加的贡献。补偿集合包括中间状态的剩余的第二组、连同最白色状态。中间状态的这个第二组将被描述为白色状态，且它们是可选择的以提供大于正常最大值的逐渐增加直至对应于最白色状态的真实最大值的贡献。尽管中间状态的第二组被描述为白色状态，但应了解，这仅仅是为了便于在正常曝光步骤与补偿性曝光步骤之间的区分。整个多个状态可替代地被描述为介于黑色与白色之间的灰色状态的序列，它们是可选择的以实现灰度印刷。

应了解，灰度调整可用于除了上文所描述的目的以外或替代上文所描述的目的的目的。例如，在曝光之后的对于衬底的处理可被调谐使得取决于所接收辐射剂量程度而存在有所述衬底的区域的多于两个潜在响应。例如，接收低于第一阈值的辐射剂量的衬底的一部分以第一方式作出响应；接收高于第一阈值但低于第二阈值的辐射剂量的衬底的一部分以第二方式作出响应；以及接收高于第二阈值的辐射剂量的衬底的一部分以第三方式作出响应。因此，灰度调整可用以提供跨越具有多于两个所需剂量程度的衬底的辐射剂量分布。在一实施例中，辐射剂量分布具有至少2个所需剂量程度，例如，至少3个所需辐射剂量程度、至少4个所需辐射剂量程度、至少6个所需辐射剂量程度或至少8个所需辐射剂量程度。

应进一步了解，可通过除了如以上所描述的仅仅控制在每个点处所接收的辐射强度以外的方法来控制辐射剂量分布。例如，替代地或另外，可通过控制每个点的曝光的持续时间来控制由所述点所接收的辐射剂量。作为另外示例，每个点可在多次连续曝光中潜在地接收辐射。因此，替代地或另外，可通过使用所述多次连续曝光的选定子集曝光每个点来控制由所述点所接收的辐射剂量。

另外，虽然以上关于灰度调整的讨论集中关注光刻，但可将类似概念应用于本文中所讨论的材料淀积。例如，功率程度和/或流动速率可受控制以提供与材料淀积相关联的灰度调整。

为了在衬底上形成图案，有必要在曝光工艺期间在每个阶段将图案形成装置设定为必需状态。因此，表示必需状态的控制信号必须被传输至图案形成装置。理想地，光刻设备包括产生控制信号的控制器。可将待形成于衬底上的图案以向量定义的格式(例如GDSII)提供至光刻设备。为了将设计信息转换成控制信号，控制器包括一个或更多个数据操纵器件，每个数据操纵器件被配置成对于表示图案的数据流执行处理步骤。所述数据操纵器件可共同地被称作“数据路径”。

数据路径的数据操纵器件可被配置成执行以下功能中的一个或更多个：将基于向量的设计信息转换成位图图案数据(且接着转换成所需辐射剂量图(即，跨越衬底的所需辐射剂量分布))或转换成所需辐射剂量图；将所需辐射剂量图转换成用于每个可单独寻址元件的所需辐射强度值；和将用于每个可单独寻址元件的所需辐射强度值转换成对应控制信号。

在一实施例中，可通过有线或无线通信将控制信号供应至可单独寻址元件102和/或一个或更多个其他器件(例如传感器)。另外，可将来自可单独寻址元件102和/或来自一个或更多个其他器件(例如传感器)的信号传送至控制器。以与控制信号类似的方式，可通过有线或无线手段将功率供应至可单独寻址元件102或一个或更多个其他器件(例如偏转器和/或传感器)。例如，在有线实施例中，可由一个或更多个线供应功率，而不管其是与携载信号的线相同还是不同的。可提供滑动接触布置来传输功率。在无线实施例中，可通过RF耦合来传递功率。

虽然先前讨论集中关注将控制信号供应至可单独寻址元件102和/或一个或更多个其他器件(例如偏转器和/或传感器)，但另外或替代地，它们应被理解为经由适当构造来涵盖信号从可单独寻址元件102和/或从一个或更多个其他器件(例如传感器)至控制器的传输。因此，通信可以是单向的(例如，仅达到或来自可单独寻址元件102和/或一个或更多个其他器件(例如传感器))或双向的(即，来自和达到可单独寻址元件102和/或一个或更多个其他器件(例如传感器))。

在一实施例中，用以提供图案的控制信号可被改变以考虑可影响衬底上的图案的适当供应和/或显现的因素。例如，可将校正应用于控制信号以考虑对于可单独寻址元件102、透镜等等中的一个或更多个的加热。这种加热可造成可单独寻址元件102、透镜等等的指向方向改变、辐射的均一性的改变，等等。在一实施例中，与可单独寻址元件102和/或来自例如传感器的其他元件相关联的所测量的温度和/或膨胀/收缩可用以改变将会已以其他方式提供以形成图案的控制信号。因此，例如，在曝光期间，可单独寻址元件102的温度可变化，所述变化造成将会在单一恒定温度下提供的投影图案的改变。因此，控制信号可被改变以考虑这种变化。类似地，在一实施例中，可使用来自对准传感器和/或水平传感器150的结果以改变由可单独寻址元件102提供的图案。图案可被改变以校正例如可由于例如介于可单独寻址元件102与衬底114之间的光学元器件(如果存在)而引起的失真、衬底114的定位的不规则性、衬底114的不均匀度，等等。

在一实施例中，可基于与源于所测量参数(例如，所测量温度、由水平传感器的测量的距离，等等)的所需图案相关的物理/光学结果的理论，来确定控制信号的改变。在一实施例中，可基于与源自所测量参数的所需图案相关的物理/光学结果的实验或经验模型，来确定控制信号的改变。在一实施例中，可以用前馈和/或回馈方式应用控制信号的改变。

在一实施例中，光刻设备可包括传感器118，所述传感器用以测量由一个或更多个可单独寻址元件102朝向或待朝向衬底传输的辐射的特性。这种传感器可以是光点传感器或透射图像传感器。例如，所述传感器可用以确定来自可单独寻址元件102的辐射的强度、来自可单独寻址元件102的辐射的均一性、来自可单独寻址元件102的辐射光点的横截面尺寸或面积，和/或来自可单独寻址元件102的辐射光点的部位(在X-Y平面中)。

在一实施例中，提供一种曝光设备，包括：衬底保持器，所述衬底保持器被构造成支撑衬底；图案形成装置，所述图案形成装置被配置成提供根据所需图案而调制的辐射，所述图案形成装置包括辐射源的多个二维阵列，每个辐射源被配置成发射辐射束：投影系统，所述投影系统被配置成将所述已调制的辐射投影到所述衬底上，所述投影系统包括多个光学元件，所述多个光学元件并排地布置且被布置成使得来自辐射源的二维阵列的辐射束的二维阵列照射所述多个光学元件的单一光学元件；和致动器，所述致动器被配置成提供在扫描方向上在所述衬底与辐射源的所述多个二维阵列之间的相对运动以曝光所述衬底。

在一实施例中，辐射源的所述多个二维阵列充分地延伸跨越所述衬底的宽度，使得扫描运动能够将所述衬底的大体上所述整个宽度同时地曝光至所述多个束。在一实施例中，辐射源的第一二维阵列沿着所述扫描方向在空间上与辐射源的第二二维阵列分离，使得所述第一二维阵列的所述束中的至少一些将会曝光所述衬底的区，所述区与所述衬底的将会由所述第二二维阵列的所述束中的至少一些曝光的区交错。在一实施例中，束的所述二维阵列中的至少一些具有正方形形状。在一实施例中，束的所述二维阵列中的至少一个二维阵列被配置成使得呈所述二维阵列的所述束具有与相邻束基本上相等的距离。在一实施例中，辐射源的所述二维阵列中的至少一个的横截面尺寸小于或等于所述光学元件中的至少一个的横截面尺寸。在一实施例中，辐射源的所述二维阵列中的至少一个包括围绕所述阵列的键合焊盘区域，所述键合焊盘区域包括由相应线而与所述阵列的所述辐射源相连接的多个键合焊盘。在一实施例中，所述多个辐射源包括发光二极管(LED)。在一实施例中，所述多个辐射源包括垂直外腔面发射激光器(VECSEL)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。在一实施例中，所述光学元件是微透镜且所述多个光学元件形成二维微透镜阵列。在一实施例中，所述衬底是辐射敏感衬底。在一实施例中，所述衬底可在所述扫描方向上移动，且辐射源的所述多个二维阵列在扫描运动期间保持大体上静止以曝光所述衬底。

在一实施例中，提供一种器件制造方法，包括：使用辐射源的多个二维阵列提供根据所需图案而调制的多个辐射束，每个辐射源被配置成发射辐射束；使用并排地布置的多个光学元件将所述多个束投影到衬底上，所述光学元件被布置成使得来自辐射源的二维阵列的辐射束的二维阵列照射所述多个光学元件的单个光学元件；和提供在扫描方向上在所述衬底与辐射源的所述多个二维阵列之间的相对运动以曝光所述衬底。

在一实施例中，辐射源的所述多个二维阵列充分地延伸跨越所述衬底的宽度使得扫描运动能够将所述衬底的大体上所述整个宽度同时地曝光至所述多个束。在一实施例中，辐射源的第一二维阵列沿着所述扫描方向在空间上与辐射源的第二二维阵列分离，使得所述第一二维阵列的所述束中的至少一些将会曝光所述衬底的区，所述区与所述衬底的将会由所述第二二维阵列的所述束中的至少一些曝光的区交错。在一实施例中，束的所述二维阵列中的至少一些具有正方形形状。在一实施例中，束的所述二维阵列中的至少一个二维阵列被配置成使得呈所述二维阵列的所述束具有与相邻束基本上相等的距离。在一实施例中，辐射源的所述二维阵列中的至少一个的横截面尺寸小于或等于所述光学元件中的至少一个的横截面尺寸。在一实施例中，辐射源的所述二维阵列中的至少一个包括围绕所述阵列的键合焊盘区域，所述键合焊盘区域包括由相应线与所述阵列的所述辐射源相连接的多个键合焊盘。在一实施例中，所述多个辐射源包括发光二极管(LED)。在一实施例中，所述多个辐射源包括垂直外腔面发射激光器(VECSEL)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。在一实施例中，所述光学元件是微透镜且所述多个光学元件形成二维微透镜阵列。在一实施例中，所述衬底是辐射敏感衬底。在一实施例中，所述方法包括在所述扫描方向上移动所述衬底，同时使辐射源的所述多个二维阵列在扫描运动期间保持大体上静止以曝光所述衬底。

在一实施例中，提供一种曝光设备，包括：多个阵列，每个阵列具有多个辐射发射器且所述辐射发射器被配置成将根据所需图案而调制的多个束提供朝向衬底；致动器，所述致动器被配置成调整作为一单元的所述多个阵列的位置；和多个光学元件，每个光学元件被配置成接收由所述多个所述阵列中的一个阵列发射的束且将所述束投影到所述衬底上。

在一实施例中，所述致动器被配置成调整所述多个阵列与所述衬底之间的距离和/或调整所述多个阵列相对于所述衬底的角度取向。在一实施例中，所述致动器被配置成调整所述多个阵列相对于另一多个阵列的位置对准。在一实施例中，所述致动器包括多个致动器，所述致动器中的至少一个位于所述多个阵列的拐角处和/或所述多个阵列的中心。在一实施例中，所述多个辐射发射器包括多个辐射源，每个辐射源被配置成产生和发射电磁辐射。在一实施例中，所述多个辐射源包括发光二极管(LED)。在一实施例中，所述多个辐射源包括垂直外腔面发射激光器(VECSEL)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。在一实施例中，多个光学元件被附接至所述多个阵列。在一实施例中，所述多个阵列中的至少一个阵列的所述多个辐射发射器被布置呈二维阵列。在一实施例中，所述多个阵列被布置呈二维阵列。在一实施例中，所述多个阵列、所述致动器和所述多个光学元件形成一模块且还包括被布置呈阵列的多个这些模块。在一实施例中，所述光学元件是微透镜且所述多个光学元件形成一微透镜阵列。在一实施例中，所述衬底是辐射敏感衬底。

在一实施例中，提供一种器件制造方法，包括：使用一致动器来调整作为一单元的多个阵列的位置，每个阵列具有多个辐射发射器，所述辐射发射器被配置成提供多个辐射束；提供来自所述多个发射器的根据所需图案而调制的所述多个辐射束；和通过多个光学元件将所述多个束投影到一衬底，每个光学元件被配置成接收由所述多个所述阵列中的一个阵列发射的束。

在一实施例中，所述调整包括调整介于所述多个阵列与所述衬底之间的距离和/或调整所述多个阵列相对于所述衬底的角度取向。在一实施例中，所述调整包括调整所述多个阵列相对于另一多个阵列的位置对准。在一实施例中，所述致动器包括多个致动器，所述致动器中的至少一个致动器位于所述多个阵列的拐角处和/或所述多个阵列的中心。在一实施例中，所述多个辐射发射器包括多个辐射源，每个辐射源被配置成产生和发射电磁辐射。在一实施例中，所述多个辐射源包括发光二极管(LED)。在一实施例中，所述多个辐射源包括垂直外腔面发射激光器(VECSEL)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。在一实施例中，多个光学元件被附接至所述多个阵列。在一实施例中，所述多个阵列中的至少一个阵列的所述多个辐射发射器被布置呈二维阵列。在一实施例中，所述多个阵列被布置呈二维阵列。在一实施例中，所述多个阵列、所述致动器和所述多个光学元件形成一模块且还包括被布置呈阵列的多个这些模块。在一实施例中，所述光学元件是微透镜且所述多个光学元件形成一微透镜阵列。在一实施例中，所述衬底是辐射敏感衬底。

在一实施例中，提供一种器件制造方法，其包括：在图案形成设备中产生粒子；将所述粒子淀积至所述图案形成设备中的衬底上以在所述衬底上形成一粒子层；和将所述图案形成设备中的图案施加至所述淀积的粒子层。

在一实施例中，施加所述图案包括将一辐射束投影到所述衬底上以至少部分地烧结所述衬底上的所述粒子的至少部分。在一实施例中，所述方法还包括移动所述衬底，且其中投影所述辐射束包括以像素栅格成像方式将多个已调制束投影到所述移动衬底。在一实施例中，大部分所述粒子的宽度小于或等于15纳米。在一实施例中，施加所述图案包括在小于或等于200℃的温度的情况下通过至少部分地烧结所述层中的所述粒子的至少部分而在所述层中产生图案。在一实施例中，产生所述粒子包括通过在阳极与阴极之间产生火花来形成所述粒子，其中所述粒子由所述阳极、所述阴极或这二者的材料形成。在一实施例中，所述材料包括选自以下的一种或更多种：铝、铬、钼、铜、金、银、钛和/或铂。在一实施例中，形成所述粒子包括在一大体上无氧环境中形成所述粒子。在一实施例中，所述大体上无氧环境是真空或填充有包括选自以下的一种或更多种的气体：氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和/或氡气。在一实施例中，所述方法还包括将所述粒子夹带于气体束流中以使粒子聚结，且在所述火花下游提供另外气体束流以防止或限制粒子的进一步聚结。在一实施例中，所述方法还包括移动所述衬底，且其中淀积所述粒子包括在所述衬底的所述移动期间淀积所述粒子以延伸跨越所述衬底的宽度。在一实施例中，淀积所述粒子包括通过围绕所述粒子的束流的电磁场来控制所述粒子的行进方向。在一实施例中，淀积所述粒子包括将气体束流中的所述粒子携载至所述衬底上。在一实施例中，所述衬底是半导体型衬底。

在一实施例中，提供一种图案形成设备，包括：衬底保持器，所述衬底保持器被构造成支撑衬底；粒子产生装置，所述粒子产生装置被配置成在所述图案形成设备中产生粒子，所述粒子产生装置被配置成将所述粒子淀积至所述衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和所述图案形成设备中的图案发生器，所述图案发生器被配置成将所述图案形成装置中的图案施加至所述淀积的粒子层。

在一实施例中，所述图案发生器被配置成将一辐射束投影到所述衬底上以至少部分地烧结所述衬底上的所述粒子的至少部分。在一实施例中，所述设备还包括用以移动所述衬底的致动器，且其中所述图案发生器被配置成以像素栅格成像方式将多个已调制束投影到所述移动衬底。在一实施例中，所述粒子产生装置被配置成产生粒子使得大部分所述粒子的宽度小于或等于15纳米。在一实施例中，所述图案发生器被配置成在小于或等于200℃的温度的情况下通过至少部分地烧结所述层中的所述粒子的至少部分而在所述层中产生图案。在一实施例中，所述粒子产生装置包括火花放电生成装置，所述火花放电生成装置包括阳极和阴极且被配置成在所述阳极与所述阴极之间产生火花，其中所述粒子是由所述阳极、所述阴极或这二者的材料形成。在一实施例中，所述材料包括选自以下的一种或更多种：铝、铬、钼、铜、金、银、钛和/或铂。在一实施例中，所述粒子产生装置被配置成在一大体上无氧环境中形成所述粒子。在一实施例中，所述大体上无氧环境是真空或填充有包括选自以下的一种或更多种的气体：氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和/或氡气。在一实施例中，所述粒子产生装置被配置成将所述粒子夹带于气体束流中以使粒子聚结，且还包括出口，所述出口用以在所述火花下游提供另外气体束流以防止或限制粒子的进一步聚结。在一实施例中，所述设备还包括：致动器，所述致动器被配置成移动所述衬底；和控制系统，所述控制系统被配置成控制所述粒子的淀积使得在所述衬底的所述移动期间，所述粒子被提供以延伸跨越所述衬底的宽度。在一实施例中，所述粒子产生装置被配置成通过围绕所述粒子的束流的电磁场来控制所述粒子的行进方向。在一实施例中，所述粒子产生装置被配置成将气体束流中的所述粒子提供至所述衬底上。在一实施例中，所述设备还包括控制系统，所述控制系统被配置成控制所述衬底上的所述粒子的层的厚度。在一实施例中，所述衬底是半导体型衬底。

尽管可在本文中具体地参考光刻设备在特定器件或结构(例如，集成电路或平板显示器)的制造中的使用，应理解到，本文中所描述的光刻设备和光刻方法可以具有其他应用。应用包括但不限于：制造集成电路、集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、LCD、OLED显示器、薄膜磁头、微机电器件(MEMS)、微光机电系统(MOEMS)、DNA芯片、封装(例如，倒装芯片、重新分布等等)、柔性显示器或电子元器件(其是可卷起的、可弯曲的与纸类似的且保持不变形、顺应性的、坚固、薄和/或轻量的显示器或电子件，例如柔性塑料显示器)等等。还例如在平板显示器中，本设备和方法可用以辅助产生多种层，例如薄膜晶体管层和/或彩色滤光器层。因此，本文中的同一设备的变型可用于制造包括例如位于柔性衬底上的各种电子元器件和其他器件或图案，诸如使用例如卷轴式技术的塑料或金属箔和/或玻璃载体上的箔。

本领域技术人员将领会到，在这些替代应用的情形下，本文中术语“晶片”或“管芯”的任何用法可以被认为分别是与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义的。本文中所称的衬底可以在暴露之前或之后被加工，例如在轨道(例如，一种通常将一层抗蚀剂涂覆到衬底上并且使得被曝光的抗蚀剂显影的工具)中，计量工具和/或检验工具中。当适用时，本文的公开可以适用于这些和其它衬底加工工具。此外，所述衬底可以被不止一次地加以加工，例如以便创建多层集成电路，从而使得本文中所用的术语衬底也可以指代已包含多个经加工层的衬底。

平板显示器衬底的形状可以是矩形。被设计用以曝光这种类型的衬底的光刻设备可提供覆盖矩形衬底的全宽或覆盖所述宽度的一部分(例如，所述宽度的一半)的曝光区。可在曝光区下方扫描所述衬底，而图案形成装置同步地提供图案化束。以此方式，将所需图案的全部或部分转移至衬底。如果所述曝光区覆盖衬底的全宽，则可利用单次扫描完成所述曝光。如果曝光区覆盖例如衬底的宽度的一半，则可在第一扫描之后横向地移动所述衬底，且通常执行另一扫描以曝光衬底的剩余部分。

本文中使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于调制辐射束的横截面以便在衬底(的部分)中形成图案的任何装置。应该注意的是，赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分中的所需图案精确地对应(例如，如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。类似地，最终产生于衬底上的图案可不对应于在任何瞬时由可单独寻址元件的阵列所形成的图案。这种情况可以呈以下布置：其中形成于衬底的每个部分上的最终图案遍及给定的时间段或给定的曝光次数(在此期间，由可单独寻址元件的阵列提供的图案和/或衬底的相对位置改变)而积聚。通常，产生于衬底的目标部分上的图案将对应于目标部分中所产生的器件(例如，集成电路或平板显示器)中的特定功能层(例如，平板显示器中的彩色滤光器层或平板显示器中的薄膜晶体管层)。这些图案形成装置的示例包括例如掩模版、可编程反射镜阵列、激光二极管阵列、发光二极管阵列、光栅光阀和LCD阵列。图案凭借电子器件(例如计算机)而可编程的图案形成装置(例如，包括能够各自调制所述辐射束的一部分的强度的多个可编程元件的图案形成装置)(例如，先前句子中所提及的除了掩模版以外的所有器件)在本文中被共同地称作“对比器件”，所述图案形成装置包括具有多个可编程元件的电子可编程图案形成装置，所述多个可编程部件通过调制所述辐射束的一部分相对于所述辐射束的相邻部分的相位而将图案赋予至所述辐射束。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1000个、至少10000个、至少100000个、至少1000000个或至少10000000个可编程元件。下文中更详细地讨论这些器件中的若干器件的实施例：

-可编程反射镜阵列。所述可编程反射镜阵列可包括具有黏弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备所隐含的基本原理例如：反射表面的已寻址区域将入射福射反射成衍射辐射，而未寻址区域将入射辐射反射成非衍射辐射。在使用适当空间滤光器的情况下，可从反射束滤出非衍射辐射，从而仅使衍射辐射到达衬底。以此方式，束变得根据矩阵可寻址表面的寻址图案而图案化。作为替代，滤光器可滤出衍射辐射，从而使非衍射辐射到达衬底。也可以相对应方式使用衍射光学MEMS器件的阵列。衍射光学MEMS器件可包括多个反射带，所述多个反射带可相对于彼此变形以形成将入射辐射反射成衍射辐射的光栅。可编程反射镜阵列的另外实施例运用微小反射镜的矩阵布置，所述微小反射镜中的每个可通过施加合适的局部化电场、或通过运用压电致动构件而围绕轴线单独地倾斜。倾斜度限定了每个反射镜的状态。当元件并没有缺陷时，可通过来自控制器的适当控制信号来控制反射镜。可控制每个非缺陷元件以采用一系列状态中的任一状态，以便调整它的在投影辐射图案中的相对应像素的强度。再次，反射镜是矩阵可寻址的，使得已寻址反射镜在与未寻址反射镜不同的方向上反射入射辐射；以此方式，可根据矩阵可寻址反射镜的寻址图案而图案化反射束。可使用合适电子构件来执行所需矩阵寻址。例如，可从全文以引用方式并入本发明中的美国专利号US5,296,891和US5,523,193以及PCT专利申请公开号W098/38597号和W098/33096收集到如此处所提及的关于反射镜阵列的更多信息。

-可编程LCD阵列。全文以引用方式并入本发明中的美国专利号US5,229,872给出此构造的示例。

光刻设备可包括一个或更多个图案形成装置，例如一个或更多个对比器件。例如，光刻设备可具有可单独寻址元件的多个阵列，每个彼此独立地受控制。在这种布置中，可单独寻址元件的阵列中的一些或全部可具有共同照射系统(或照射系统的部分)、用于可单独寻址元件的阵列的共同支撑结构和/或共同投影系统(或投影系统的部分)中的至少一个。

例如，在使用了特征的预偏置、光学近接校正特征、相位变化技术和/或多个曝光技术的情况下，“显示”于可单独寻址元件的阵列上的图案可大体上不同于最终转移至衬底的层或衬底上的图案。类似地，最终产生于衬底上的图案可不对应于在任何瞬时形成于可单独寻址元件的阵列上的图案。这种情况可呈如下布置：其中形成于衬底的每个部分上的最终图案在一给定时间段或给定曝光次数(在此期间，可单独寻址元件的阵列上的图案和/或衬底的相对位置改变)而积聚。

投影系统和/或照射系统可包括用以导向、成形或控制辐射束的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，或其任何组合。

光刻设备可以是具有两个(例如，双平台)或更多个衬底台(和/或两个或更多个图案形成装置台)或与不保持衬底的另一台(例如，用于清洁和/或测量等等的台)相结合的一个或更多个衬底台的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其他台用于曝光。

光刻设备还可以是这种类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的“浸没液体”(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸没液体还可以被施加到光刻设备中的其他空间，例如，图案形成装置与投影系统之间的空间。浸没技术被用以增加投影系统的NA。这里所使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸没于液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于投影系统与衬底之间。

另外，所述设备可具备流体处理单元以允许在流体与衬底的受照射部分之间的相互作用(例如，以将化学物质选择性地附接至衬底或选择性地改变衬底的表面结构)。

在一实施例中，衬底具有大体上圆形形状，其视情况沿着其周边部分具有凹口和/或平坦化边缘。在一实施例中，衬底具有多边形形状，例如矩形形状。其中衬底具有大体上圆形形状的实施例包括其中衬底的直径为至少25毫米(例如是至少50毫米、至少75毫米、至少100毫米、至少125毫米、至少150毫米、至少175毫米、至少200毫米、至少250毫米或至少300毫米)的实施例。在一实施例中，衬底具有是至多500毫米、至多400毫米、至多350毫米、至多300毫米、至多250毫米、至多200毫米、至多150毫米、至多100毫米或至多75毫米的直径。其中衬底是多边形(例如，矩形)的实施例包括其中衬底的至少一个侧边(例如，至少2个侧边或至少3个侧边)的长度是至少5厘米(例如，至少25厘米、至少50厘米、至少100厘米、至少150厘米、至少200厘米或至少250厘米)的实施例。在一实施例中，衬底的至少一个侧边具有至多1000厘米(例如，至多750厘米、至多500厘米、至多350厘米、至多250厘米、至多150厘米或至多75厘米)的长度。在一实施例中，衬底是长度约250厘米至350厘米且宽度约250厘米至300厘米的矩形衬底。衬底的厚度可变化且在一定程度上可例如取决于衬底材料和/或衬底尺寸。在一实施例中，厚度是至少50微米、例如是至少100微米、至少200微米、至少300微米，至少400微米、至少500微米或至少600微米。在一个实施例中，衬底的厚度是至多5000微米，例如是至多3500微米、至多2500微米、至多1750微米、至多1250微米、至多1000微米、至多800微米、至多600微米、至多500微米、至多400微米或至多300微米。可在曝光之前或之后在例如轨道(即通常将抗蚀剂层施加至衬底且显影已曝光抗蚀剂的工具)中处理本文中所提及的衬底。可在曝光之前或之后例如在量测工具和/或检测工具中测量衬底的属性。

在一实施例中，将抗蚀剂层设置于衬底上。在一实施例中，衬底是晶片，例如半导体晶片。在一实施例中，晶片材料选自包括以下各项的组：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。玻璃衬底可用于例如平板显示器和液晶显示面板的制造中。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(对于人类肉眼而言)。在一实施例中，衬底是彩色的。在一实施例中，衬底不具有颜色。在一实施例中，衬底包括暂时性玻璃载体上的塑料箔。这种塑料箔可包括例如玻璃衬底上的聚酰亚胺的涂层，所述玻璃衬底以与玻璃显示器类似的方式被处理，但其中在使用例如UV激光步骤进行处理之后(理想地在利用保护性塑料层压剩余箔之后)移除玻璃以实现增加的稳固性和处置简易性。

虽然在一实施例中，图案形成装置104被描述和/或图示出是处于衬底114上方，但其可代替或另外位于衬底114下方。另外，在一实施例中，图案形成装置104与衬底114可并排，例如，图案形成装置104与衬底114垂直地延伸且图案被水平地投影。在一实施例中，图案形成装置104被设置成曝光衬底114的至少两个相对侧。例如，可存在至少两个图案形成装置104，其至少位于衬底114的每个相应对置侧上，以曝光那些侧。在一实施例中，可存在用以投影衬底114的一侧的单一图案形成装置104，和用以将图案从单一图案形成装置104投影到衬底114的另一侧上的适当光学元器件(例如束指向反射镜)。

在本文的描述中，术语“透镜”通常应被理解为涵盖了提供与所提及透镜相同功能的任何折射光学元件、反射光学元件和/或衍射光学元件。例如，成像透镜可以被实施为呈具有光学功率的常规折射透镜的形式、呈具有光学功率的Schwarzschild(史瓦西)反射系统的形式，和/或呈具有光学功率的波带板的形式。此外，如果所得效应将会是产生收敛束，则成像透镜可包括非成像光学元器件。

尽管本发明的具体实施例已在上面描述，将理解到本发明可以用如所描述以外的其它方式实践。例如，本发明的实施例可采取以下形式：计算机程序，其包含描述如上文所披露方法的机器可读指令的一个或更多个序列；或其中储存有这种计算机程序的数据储存介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。

此外，尽管已描述某些实施例和示例，但由本领域技术人员应理解，本发明延伸超出特定披露的实施例而至其他替代实施例和/或本发明的用途以及其显而易见的修改和等效者。另外，虽然已详细地示出和描述本发明的多种变化，但在本发明的范畴内的其他修改将对于本领域技术人员基于本公开显而易见。例如，应预期到，可实现所述实施例的特定特征和方面的各种组合或子组合，且所述组合或子组合仍属于本发明的范畴。因此，应理解，可将所披露实施例的各种特征和方面互相组合或互相取代，以便形成所披露发明的变型模式。在一实施例中，美国专利申请公开号US2011-0188016和PCT专利申请公开号W02010/032224中所披露的一个或更多个特征或方面(美国专利申请公开号US2011-0188016号和PCT专利申请公开号WO2010/032224的全部内容以引用方式并入)可与本文中所披露的一个或更多个特征或方面相组合或取代本发明中所披露的一个或更多个特征或方面。

可使用以下项目来进一步描述本发明：

1.一种器件制造方法，包括：

在图案形成设备中产生粒子；

将所述粒子淀积至所述图案形成设备中的衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和

将所述图案形成设备中的图案施加至所述淀积的粒子层。

2.根据项目1所述的方法，其中施加所述图案包括将辐射束投影到所述衬底上以至少部分地烧结所述衬底上的所述粒子的至少部分。

3.根据项目2所述的方法，还包括移动所述衬底，且其中投影所述辐射束包括以像素栅格成像方式将多个已调制束投影到所述移动衬底。

4.根据项目1至3中任一项所述的方法，其中大部分所述粒子的宽度小于或等于15纳米。

5.根据项目1至4中任一项所述的方法，其中施加所述图案包括在小于或等于200℃的温度的情况下通过至少部分地烧结所述层中的所述粒子的至少部分而在所述层中产生图案。

6.根据项目1至5中任一项所述的方法，其中产生所述粒子包括通过在阳极与阴极之间产生火花而形成所述粒子，其中所述粒子由所述阳极、所述阴极或这二者的材料形成。

7.根据项目6所述的方法，其中所述材料包括选自以下的一种或更多种或：铝、铬、钼、铜、金、银、钛和/或铂。

8.根据项目6或项目7所述的方法，其中形成所述粒子包括在实质上无氧环境中形成所述粒子。

9.根据项目8所述的方法，其中所述实质上无氧环境是真空或填充有包括选自以下的一种或更多种的气体：氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和/或氡气。

10.根据项目6至9中任一项所述的方法，还包括在气体束流中夹带所述粒子以使粒子聚结，且在所述火花下游提供一另外气体束流以防止或限制粒子的进一步聚结。

11.根据项目1至10中任一项所述的方法，还包括移动所述衬底，且其中淀积所述粒子包括在所述衬底的所述移动期间淀积所述粒子以延伸跨越所述衬底的宽度。

12.根据项目1至11中任一项所述的方法，其中淀积所述粒子包括通过围绕所述粒子的束流的电磁场来控制所述粒子的行进方向。

13.根据项目1至12中任一项所述的方法，其中淀积所述粒子包括将气体束流中的所述粒子携载至所述衬底上。

14.根据项目1至13中任一项所述的方法，其中所述衬底是半导体型衬底。

15.一种图案形成设备，包括：

衬底保持器，所述衬底保持器被构造成支撑衬底；

粒子产生装置，所述粒子产生装置被配置成在所述图案形成设备中产生粒子，所述粒子产生装置被配置成将所述粒子淀积至所述衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和

所述图案形成设备中的图案发生器，所述图案发生器被配置成将所述图案形成设备中的图案施加至所述淀积的粒子层。

16.根据项目15所述的设备，其中所述图案发生器被配置成将辐射束投影到所述衬底上以至少部分地烧结所述衬底上的所述粒子的至少部分。

17.根据项目16所述的设备，还包括用以移动所述衬底的致动器，且其中所述图案发生器被配置成以像素栅格成像方式将多个已调制束投影到所述移动衬底。

18.根据项目15至17中任一项所述的设备，其中所述粒子产生装置被配置成产生粒子使得大部分所述粒子的宽度小于或等于15纳米。

19.根据项目15至18中任一项所述的设备，其中所述图案发生器被配置成在小于或等于200℃的温度的情况下通过至少部分地烧结所述层中的所述粒子的至少部分而在所述层中产生图案。

20.根据项目15至19中任一项所述的设备，其中所述粒子产生装置包括火花放电生成装置，所述火花放电生成装置包括阳极和阴极且被配置成在所述阳极与所述阴极之间产生火花，其中所述粒子由所述阳极、所述阴极或这二者的材料形成。

21.根据项目20所述的设备，其中所述材料包括选自以下的一种或更多种：铝、铬、钼、铜、金、银、钛和/或铂。

22.根据项目20或项目21所述的设备，其中所述粒子产生装置被配置成在实质上无氧环境中形成所述粒子。

23.根据项目22所述的设备，其中所述实质上无氧环境是真空或填充有包括选自以下的一种或更多种的气体：氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和/或氡气。

24.根据项目20至23中任一项所述的设备，其中所述粒子产生装置被配置成在气体束流中夹带所述粒子以使粒子聚结且还包括出口，所述出口用以在所述火花下游提供另外气体束流以防止或限制粒子的进一步聚结。

25.根据项目15至24中任一项所述的设备，还包括：致动器，所述致动器被配置成移动所述衬底；和控制系统，所述控制系统被配置成控制所述粒子的淀积使得在所述衬底的所述移动期间，所述粒子被提供以延伸跨越所述衬底的宽度。

26.根据项目15至25中任一项所述的设备，其中所述粒子产生装置被配置成通过围绕所述粒子的束流的电磁场来控制所述粒子的行进方向。

27.根据项目15至26中任一项所述的设备，其中所述粒子产生装置被配置成将气体束流中的所述粒子携载至所述衬底上。

28.根据项目15至27中任一项所述的设备，还包括控制系统，所述控制系统被配置成控制所述衬底上的所述粒子的层的厚度。

29.根据项目15至28中任一项所述的设备，其中所述衬底是半导体型衬底。

30.一种如项目1至14中任一项所述的设备或如项目15至29中任一项所述的方法在平板显示器的制造中的用途。

31.一种如项目1至14中任一项所述的设备或如项目15至29中任一项所述的方法的在集成电路的制造中的用途。

32.一种平板显示器，所述平板显示器使用如项目1至14中任一项所述的设备或如项目15至29中任一项所述的方法来制造。

33.一种集成电路器件，所述集成电路器件使用如项目1至14中任一项所述的设备或如项目15至29中任一项所述的方法来制造。

因此，虽然上文已描述各种实施例，应理解到所述实施例仅作为示例而非限制来呈现。本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的宗旨和范畴的情况下，可在其中进行形式和细节的各种改变。因此，本发明的广度和范畴不应受上述示例性实施例中的任一个限制，而应仅根据下列权利要求书及其等效物来界定。

Claims (14)

1.一种图案形成设备，包括：

衬底保持器，所述衬底保持器被构造成支撑衬底；

粒子产生装置，所述粒子产生装置被配置成在所述图案形成设备中产生粒子，所述粒子产生装置被配置成将所述粒子淀积至所述衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和

所述图案形成设备中的图案发生器，所述图案发生器被配置成将所述图案形成设备中的图案施加至所淀积的粒子层，

其中所述粒子产生装置被配置成产生粒子，使得所述粒子的大部分的宽度小于或等于15纳米。

2.根据权利要求1所述的图案形成设备，其中所述图案发生器被配置成将辐射束投影到所述衬底上以至少部分地烧结所述衬底上的所述粒子的至少部分。

3.根据权利要求2所述的图案形成设备，还包括用以移动所述衬底的致动器，且其中所述图案发生器被配置成以像素栅格成像方式将多个已调制束投影到移动的衬底。

4.根据权利要求1所述的图案形成设备，其中所述图案发生器被配置成在低于或等于200℃的温度的情况下通过至少部分地烧结所述层中的所述粒子的至少部分而在所述层中产生图案。

5.根据权利要求1所述的图案形成设备，其中所述粒子产生装置包括火花放电生成装置，所述火花放电生成装置包括阳极和阴极且被配置成在所述阳极与所述阴极之间产生火花，其中所述粒子由所述阳极的材料、所述阴极的材料或这二者的材料形成。

6.根据权利要求5所述的图案形成设备，其中所述材料包括选自以下的一种或更多种：铝、铬、钼、铜、金、银、钛、铂。

7.根据权利要求5所述的图案形成设备，其中所述粒子产生装置被配置成在实质上无氧环境中形成所述粒子。

8.根据权利要求7所述的图案形成设备，其中所述实质上无氧环境是真空或填充有包括选自以下的一种或更多种气体：氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气。

9.根据权利要求5所述的图案形成设备，其中所述粒子产生装置被配置成在气体束流中夹带所述粒子以使粒子聚结且还包括出口，所述出口用以在所述火花下游提供另外气体束流以防止或限制粒子的进一步聚结。

10.根据权利要求1所述的图案形成设备，还包括：致动器，所述致动器被配置成移动所述衬底；和控制系统，所述控制系统被配置成控制所述粒子的淀积使得在所述衬底的所述移动期间，所述粒子被提供以延伸跨越所述衬底的宽度。

11.根据权利要求1所述的图案形成设备，其中所述粒子产生装置被配置成通过围绕所述粒子的束流的电磁场来控制所述粒子的行进方向。

12.根据权利要求1所述的图案形成设备，其中所述粒子产生装置被配置成将气体束流中的所述粒子提供至所述衬底上。

13.根据权利要求1所述的图案形成设备，还包括控制系统，所述控制系统被配置成控制所述衬底上的所述粒子的层的厚度。

14.一种器件制造方法，包括：

在图案形成设备中产生粒子；

将所述粒子淀积至所述图案形成设备中的衬底上以在所述衬底上形成粒子层；和

将所述图案形成设备中的图案施加至所淀积的粒子层，

其中所述粒子的大部分的宽度小于或等于15纳米。

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