CN100483256C - 采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法和系统 - Google Patents

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Abstract

采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法和系统，其特征在于只使用一个声光偏转器，使从激光器发出的激光束发生偏转，当声光偏转器未加超声功率时，激光束直接透过声光偏转器，为掩模提供垂直照明；当声光偏转器水平方向加上一定频率的超声功率时，则在X方向产生偏转角正比于超声频率的一级衍射光，为水平方向偏置曝光提供照明，当声光偏转器垂直方向上加上超声功率时，则为垂直方向偏置曝光提供照明。通过改变超声功率可方便调节一级衍射光强度，易于实现不用衰减滤光片的曝光强度控制和不同空间频率成份曝光剂量控制，通过改变超声波频率可实时控制偏转角大小，可灵活、方便、快捷地实现成像干涉光刻所需的三次曝光，提高曝光效率和抗蚀剂图形质量。

Description

采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法和系统
技术领域
本发明涉及一种采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法和系统，属于对成像干涉光刻技术的改进。
背景技术
成像干涉光刻技术是一种用多次曝光不同空间频率分量并非相干叠加，以提高光刻分辨率的新型光刻技术。一般的成像干涉光刻方法是采用激光器、分束器、反射镜、空间滤波器、扩束准直器、掩模、成像光学系统及抗蚀剂基片等组成成像干涉光刻系统，文献Xiaolan Chen and S.R.J.Brueck，Imaginginterferometric lithography for arbitrary pattems，SPIE Proceedings Vol.3331，214-224，1997和文献S.R.J.Brucek，Imaging interferometriclithography，Microlithography World，Winter 1998，2-10中介绍了成像干涉光刻原理和技术，但对于具体的实施以及系统的优化和实用化研究太少，一般采用曝光之间调整光路以实现三次曝光，图像对准等是尚需解决的关键问题，而且曝光效率不高，不利于推广应用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：克服现有方法和系统的不足，提供一种只用一个声光偏转器，通过调节超声波频率控制光束偏转角和通过改变超声波功率控制光强，完成成像干涉光刻所需的三次曝光的方法和系统，而且无须使用衰减滤光片调节光强，三次曝光之间无须光路调整，不存在图像对准问题，并由一个电动快门控制曝光时间，有利于提高成像干涉光刻的曝光效率和利于推进其向实用化发展。
本发明所采用的技术方案是：采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法，其特点在于：
(1)在成像干涉光刻系统中的激光器和全反射镜之间依次设置一个电动快门和一个声光偏转器；
(2)当声光偏转器未加超声驱动电压功率时，从激光器发出的激光束直接透过声光偏转器为掩模提供垂直照明光束，通过电动快门控制实现低频分量曝光；
(3)当声光偏转器水平方向上加上超声驱动电压时，一级衍射光在水平面内与光轴偏离一个角度，此时该一级衍射光通过全反射镜的反射为掩模提供水平面内偏置照明，并由电动快门控制实现X方向偏置曝光；
(4)当声光偏转器垂直方向上加上超声驱动电压时，其一级衍射光在垂直面内与光轴偏离一个角度，此时该一级衍射光通过全反射镜的反射为掩模提供垂直面内偏置照明，并由电动快门控制实现Y方向偏置曝光，完成成像干涉光刻所需的三次曝光。
所述的声光偏转器上的超声驱动电压由声光电源提供。
采用一个声光偏转器的成像干涉光刻系统，其特征在于：包括激光器、电动快门、声光偏转器、声光电源、全反射镜、扩束镜、空间滤波器、准直系统、掩模、成像光学系统和抗蚀剂基片，声光电源加到声光偏转器上的超声驱动电压V1＝V2＝0时，由激光器发出的激光束经电动快门后，直接透过声光偏转器，由扩束镜扩束，经空间滤波器滤波和准直系统准直之后成平行光照明掩模，由成像光学系统把掩模成像到抗蚀剂基片上，实现曝光掩模图形低频分量的垂直曝光；当声光电源加到声光偏转器上超声驱动电压V2＝0，V1为定值时，由激光器发出的激光束，由声光偏转器在水平而内产生偏转，经反射镜、扩束镜、空间滤波器和准直系统，在X方向偏置照明掩模，由成像光学系统成像到抗蚀剂基片上，实现X方向高频分量的偏置曝光；当声光电源加到声光偏转器上超声驱动电压V1＝0，V2为定值时，由激光器发出的激光束，由声光偏转器在垂直面内产生偏转，经反射镜、扩束镜、空间滤波器和准直系统，在Y方向偏置照明掩模，由成像光学系统成像到抗蚀剂基片上，实现Y方向高频分量的偏置曝光，从而完成成像干涉光刻的三次曝光过程。
本发明与现有系统相比有以下优点：
(1)由于只采用一个声光偏转器，通过声光偏转器上所加超声电压的改变，提供三次曝光照明，三次曝光之间无须光路调整，系统无机械移动部件和机械振动影响，操作灵活方便，不存在实时调整光路所产生的图形对准问题，可提高曝光效率。
(2)用改变超声波电压调节偏转角大小，利于光路调整，通过控制驱动超声电压改变一级衍射光强，利于调节曝光剂量，无须使用衰减滤光片调节。
(3)在严格要求超声功率稳定条件下，采用一个电动快门作为曝光开关和曝光时间控制，可方便调节曝光剂量和高、低空间频率分量曝光剂量比。
(4)采用一个声光调制器和一个电动快门，系统简洁，节省费用，减少曝光之间的光路调整，提高曝光效率。
附图说明
图1为本发明的采用一个声光偏转器的成像干涉光刻系统示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的采用一个声光偏转器的成像干涉光刻系统包括激光器1，电动快门2，声光偏转器3，声光电源4，全反射镜5，扩束镜6，空间滤波器7，准直系统8，掩模9，成像光学系统10，抗蚀剂基片11，声光电源4加到声光偏转器3上的超声驱动电压V1＝V2＝0时，由激光器1发出的激光束经电动快门2后，直接透过声光偏转器3，由扩束镜6扩束，经空间滤波器7滤波和准直系统8准直之后成平行光照明掩模9，由成像光学系统10把掩模9成像到抗蚀剂基片11上，实现曝光掩模图形低频分量的垂直曝光；当V2＝0，V1为一定值时，由激光器1发出的激光束，由声光偏转器3在水平面内产生偏转，经反射镜5、扩束镜6、空间滤波器7和准直系统8，在X方向偏置照明掩模9，由成像光学系统10成像到抗蚀剂基片11上，实现X方向高频分量的偏置曝光；同理，当V1＝0，V2为一定值时，实现Y方向高频分量的偏置曝光，于是完成成像干涉光刻的三次曝光过程。
所述的声光偏转器及电源和电动快门均为成熟的常规产品。常用声光偏转器材料为二氧化碲、铌酸锂等，取决于不同用途的声光偏转器。声光电源频率变化，可使偏转角发生变化；声光电源电压改变，可改变衍射光强度。根据不同的声光偏转器设计要求，声光偏转器电源电压为10-15伏，可以达到较强的衍射光输出；而电源频率目前最高可达100MHz以上，常用频率为几十MHz，在这种情况下偏转角约为4°-5°。
电动快门亦为常规产品，可由其控制电源控制快门的开启、关闭和开启时间。

Claims (3)

1、采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法，其特征在于：
(1)在成像干涉光刻系统中的激光器和全反射镜之间依次设置一个电动快门和一个声光偏转器；
(2)当声光偏转器未加超声驱动电压时，从激光器发出的激光束直接透过声光偏转器为掩模提供垂直照明光束，通过电动快门控制实现低频分量曝光；
(3)当声光偏转器水平方向上加上超声驱动电压时，一级衍射光在水平面内与光轴偏离一个角度，此时该一级衍射光通过全反射镜的反射为掩模提供水平面内偏置照明，并由电动快门控制实现X方向偏置曝光；
(4)当声光偏转器垂直方向上加上超声驱动电压时，其一级衍射光在垂直面内与光轴偏离一个角度，此时该一级衍射光通过全反射镜的反射为掩模提供垂直面内偏置照明，并由电动快门控制实现Y方向偏置曝光，完成成像干涉光刻所需的三次曝光。
2、根据权利要求1所述的采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法，其特征在于：所述的声光偏转器上的超声驱动电压由声光电源提供。
3、采用一个声光偏转器的成像干涉光刻系统，其特征在于：包括激光器、电动快门、声光偏转器、声光电源、全反射镜、扩束镜、空间滤波器、准直系统、掩模、成像光学系统和抗蚀剂基片，当声光电源加到声光偏转器水平方向上的超声驱动电压V1和声光电源加到声光偏转器垂直方向上的超声驱动电压V2均为零，即V1＝V2＝0时，由激光器发出的激光束经电动快门后，直接透过声光偏转器，由扩束镜扩束，经空间滤波器滤波和准直系统准直成平行光照明掩模，由成像光学系统把掩模成像到抗蚀剂基片上，实现掩模图形低频分量的垂直曝光；当声光电源加到声光偏转器垂直方向上的超声驱动电压V2＝0，水平方向上的超声驱动电压V1为定值时，由激光器发出的激光束，由声光偏转器在水平面内产生偏转，经全反射镜、扩束镜、空间滤波器和准直系统，在X方向偏置照明掩模，由成像光学系统成像到抗蚀剂基片上，实现X方向高频分量的偏置曝光；当声光电源加到声光偏转器水平方向上的超声驱动电压V1＝0，垂直方向上的超声驱动电压V2为定值时，由激光器发出的激光束，由声光偏转器在垂直面内产生偏转，经全反射镜、扩束镜、空间滤波器和准直系统，在Y方向偏置照明掩模，由成像光学系统成像到抗蚀剂基片上，实现Y方向高频分量的偏置曝光，从而完成成像干涉光刻的三次曝光过程。
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