CN103403621B - 用于在大面积上产生纳米结构的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于向光敏层中印刷周期性特征的期望图案的方法和设备，包括步骤：提供承载所述层的衬底，提供掩膜，将衬底布置成使得其相对于衬底在与之正交的第一平面中具有倾斜角，提供用于对所述掩膜图案进行照明的基本准直光，从而在分隔开泰伯距离的泰伯平面之间产生由一范围的横向强度分布组成的透射光场，并且使得所述透射光场在第一平面中具有强度包络，用所述光对掩膜进行照明同时使衬底在平行于第一平面且平行于衬底的方向上相对于掩膜移位，其中，所述倾斜角和所述强度包络被布置成使得所述层暴露于横向强度分布的范围的平均。

Description

用于在大面积上产生纳米结构的系统和方法

技术领域

本发明一般地涉及用于制造微米或纳米结构的光刻法领域，并且本发明具体地涉及基于泰伯效应或自成像的光刻法领域。

背景技术

具有通常在10nm-10μm范围内的特征尺寸的微米或纳米结构是许多应用所需要的。此类结构应在表面上形成，该表面的面积从几平方毫米至几平方米不同。所述应用包括平板显示器和太阳能板。

已经提出了用于在大面积上制造此类结构的平版印刷技术，例如，使用母板的纳米压印平版印刷和使用滚子掩膜的接触光刻法。纳米压印平版印刷要求掩膜与要印刷的衬底之间的接触，并且因此对缺陷敏感，因为母板与衬底之间的接触使印刷图案的均匀度退化。缺陷由于可能由母板或要图案化的衬底引入的颗粒而出现。此外，施加于衬底的不均匀压力或者衬底或母板的变形也可能引入不期望的缺点。另外，必须在将图案转印到后续衬底上之后去除在压印过程之后留在母板上的残余聚合物。此类残余物常常具有不均匀厚度，这进一步使此问题加剧。最近已经引入的通过透明滚子掩膜的光刻法也依赖于掩膜与衬底之间的物理接触。在这种情况下，非完美接触由于光在掩膜与衬底之间的衍射而降低图像的对比度和清晰度。

在E.Garnet等人的“Flyingphasemaskfortheprintingoflongsubmicron-periodstitch-lessgratings”、MicroelectronicEngineering83(2006)734-737中以及在Jourlin等人的国际专利申请WO2010/060741A1中描述了用于从较小图案印刷大型高分辨率光栅图案的光刻方法。根据本方案，承载相对小面积的光栅的相位掩膜被接近于且平行于涂敷有一层光致抗蚀剂的大得多的衬底定位。通过用强度调制激光束来照亮掩膜而同时使衬底在垂直于光栅线的方向上相对于掩膜横向地平移来执行曝光。调制频率与位移速度同步，使得衬底以对应于连续照明脉冲之间的光栅周期的距离移位，由此，通过相继脉冲而从掩膜投射的干涉图中的强度最大值被叠加在衬底上。基于编码器的光学系统另外被用于测量衬底移位的速度以便保证调制频率与要求的准确度同步。还集成了传感器以便在台的移位期间测量其可能的偏航（yaw），使得其能够被倾斜致动器补偿，该倾斜致动器在衬底平移期间略微地调整相位掩膜的取向。这些公开还描述了可以以其中生成0阶和两个1阶衍射的法向入射对掩膜进行照明，或者以利特洛角度对掩膜进行照明，使得只有0阶和一个1阶传播。

发明人中的一个已经发明了基于泰伯效应的两种方法以便以成本有效的方式印刷高分辨率周期性图案。其中的第一个是消色差泰伯平版印刷（参见H.H.Solak等人的“AchromaticSpatialFrequencyMultiplication:AMethodforProductionofNanometer-ScalePeriodicStructures”、J.Vac.Sci.Technol.,23,pp.2705-2710(2005)，以及欧洲专利号EP1810085）。其为平版印刷应用提供了两个显著优点。首先，其克服了使用典型泰伯方法遇到的场深度限制；并且，其次，对于许多图案类型而言，其使得能够实现空间频率乘法，亦即，其允许印刷特征的周期小于掩膜中的特征的周期。在消色差泰伯平版印刷（ATL）中，用准直光束对掩膜进行照明，该准直光束具有相对宽的光谱带宽，并且超过距掩膜的某个距离，透射光场形成所谓的固定图像，该固定图像的强度分布对于距离的进一步增加是不变的。距发生此事的掩膜的最小距离与掩膜中的图案的周期P和照明的光谱带宽Δλ有关。在一维周期性图案、即线性光栅的情况下，其由下式给定：

d_min≈2p²/Δλ等式（1）。

超过此距离，用于不同波长的泰伯图像平面以连续方式分布，这生成固定图像。因此，将涂有光致抗蚀剂的衬底放置在≥dmin的与掩膜的距离处等价于使其暴露于当用单个波长对掩膜进行照明时在连续泰伯平面之间形成的横向强度分布的整个范围。被印刷到衬底上的图案因此是横向强度分布的此范围的平均或积分，并且这基本上对衬底相对于掩膜的纵向位移不敏感。该技术使得能够实现比标准泰伯成像大得多的场深度，并且能够实现比常规投射、接近或接触印刷大得多的场深度。

必须使用建模软件来确定来自特定掩膜图案的ATL图像中的强度分布，该建模软件模拟通过掩膜和在掩膜之后的电磁波的传播。此类模拟工具可以用来使掩膜中的图案设计最优化以便在衬底表面处获得特定印刷图案。

该ATL方法主要是为了印刷周期性图案而开发的，该周期性图案包括在至少一个方向上以恒定周期重复的单元蜂窝。然而，该技术还可以成功地应用于这样的图案，该图案的周期跨掩膜在空间上以足够“缓慢”的渐进方式变化，使得由其中周期基本恒定的掩膜的一部分产生形成固定图像的特定部分的衍射级。可以将此类图案描述为是准周期性的。

ATL的缺点是其要求具有足够光谱带宽的光源，以便在掩膜与衬底之间所需的间隔不会不利地很大。从掩膜传播的不同衍射级的角发散导致图案边缘处的不完美重叠和因此的自图像的不完美重构，并且这些随着增加的间隔而变得更坏。掩膜图案的边缘处的透射光场的菲涅耳衍射也使印刷图案的边缘劣化，并且这同样地随着增加的间隔而变得更坏。由于这些原因，具有相对小的光谱带宽的激光源在大多数情况下不适合于ATL。

将诸如弧光灯或发光二极管的非激光源应用于ATL的困难是获得具有高功率（为了保证生产过程中的高吞吐量）与良好准直度（为了保证高对比度成像和使特征分辨率的损失最小化）的组合的照明光束。从这些源获得良好的准直度要求输出光束的空间滤波，这可能导致不可接受的功率损失。

可以使用由发明人之一最近介绍的两种技术中的第二个来获得ATL技术的优点（参见美国专利申请号2008/0186579）。在此方案中，由单色光的准直光束对掩膜中的周期性图案进行照明，并且在曝光期间，衬底与掩膜的距离在对应于连续泰伯图像平面之间的间隔的整数倍的范围内变化，以便泰伯平面之间的强度分布的平均被印刷在衬底上。可以采用的最小位移因此等于连续泰伯平面的间隔（当整数＝1时）。用曝光期间的此位移，印刷在衬底上的图案与使用ATL技术印刷的基本相同。已经公开了可以通过在所述范围内的多个离散位置处使衬底曝光来连续地或以离散方式执行移位。使用连续位移，位移的速度必然是恒定的，以便获得横向强度分布的期望平均，并且使用离散或步进式位移，每个离散位置处的曝光剂量由于相同的原因而应是必然相同的。可以将该一般技术称为位移泰伯平版印刷（DTL）。

使用ATL和DTL技术在衬底处产生的平均强度分布本质上是等价的，但是两者都使得能够实现用于印刷图案的大的场深度和空间频率乘法。在比ATL方案小得多的衬底和掩膜间隔的情况下可以使用DTL方案。这减小了图案边缘的劣化，并且由于对准直度的不那么严格的要求而允许来自光源的输出的更高效利用。此外，DTL技术使得能够使用激光源，这对于生产过程而言可能是优选的。可以以可忽略的功率损失将来自此类源的光形成为很好地准直的光束，因此使特征分辨率的损失最小化并使图像对比度最大化。

还可以在理论上使用模拟软件来确定使用DTL从特定掩膜图案印刷的图案的结构。

在美国专利申请号2008/0186579中描述的DTL技术要求衬底在曝光期间相对于掩膜的纵向位移对应于泰伯距离的整数倍。当位移是整数倍时，使衬底曝光的平均强度分布与衬底和掩膜的初始间隔无关，并且因此产生衬底上的图案特征的均匀曝光，即使掩膜和衬底并不是准确地平坦和平行的。另一方面，如果位移由于例如位移致动器的机械滞后或有限步进式分辨率或者由于照明系统的曝光持续时间与衬底位移之间的不精确同步而不是泰伯距离的整数倍，则平均强度分布依赖于初始间隔。在这种情况下，如果掩膜和衬底不是准确地平坦且平行的，则特征尺寸的空间变化被引入到印刷图案中；或者，如果掩膜和衬底是准确地平坦且平行的，但是其间隔对于不同的衬底而言是不同的，则印刷特征的尺寸对于不同的衬底是不同的，两者对于某些应用而言可能都是有问题的。可以通过使衬底相对于掩膜纵向地移位许多的泰伯距离来减小特征尺寸的这些变化，但是这可能引入其他问题，诸如特征分辨率的劣化（如果照明光束未被很好地准直）、特征形状的变形（如果位移方向不是准确地纵向的）、图案边缘的劣化（如果间隙变得过大），并且不离地要求机械系统中的较大行程范围。

国际专利申请号PCT/IB2011/054509教导了用于克服此限制的DTL技术的修改，从而使得能够均匀地且可再现地印刷周期性或准周期性图案，而不要求衬底在曝光期间相对于掩膜的纵向位移对应于泰伯距离的整数倍。其教导的是掩膜和衬底的变化速率和照明光束的强度中的至少一个在曝光期间应改变，使得掩膜被按照在变化间隔上变化的间隔的递增变化的能量密度进行照明。其教导的是如果按照间隔的递增变化的能量密度根据高斯分布而改变，则是特别有利的。

美国专利申请号12/706,081教导了ATL和DTL技术的增强，其中，替代地用具有照明的角分布的光束对掩膜中的特征的周期性或准周期性图案进行照明，由此，照明光束的每个角分量使光致抗蚀剂暴露于在连续泰伯图像平面之间发生的横向强度分布的范围，使得对光致抗蚀剂进行曝光的结果得到的强度分布对应于照明光束的角分布的卷积，平均强度分布是使用准直照明产生的。这种方法允许用于印刷特征的形状的更大灵活性，并且还使得能够实现周期性图案的每个单元蜂窝内的印刷特征的数目的倍增和至少一个方向上的图案周期的减小。然而，后者要求用于掩膜中的透明特征的相对小的占空因数，这在掩膜需要具有高透射、以便实现用于制造过程的短印刷时间的情况下可能是不期望的。

国际专利申请号PCT/IB2011/052977教导了一种关于ATL和DTL的技术，其中，在平行于光栅线的平面中在一定的入射角范围内且在正交入射平面中以单个入射角用基本单色光对掩膜中的平行线和空间的光栅图案进行照明，使得被掩膜透射的每个入射角的光在平行于且接近于掩膜定位的衬底上的光敏层处形成光场分量，由此，所述分量的积分印刷期望的图案；其中，相对于波长、掩膜与衬底的间隔和光栅的周期来选择角的范围，使得所述分量的积分基本等价于由处于入射角中的一个的光在泰伯图像平面之间形成的横向强度分布的范围的平均。

在现有技术中和在上述未公开专利申请中描述的ATL和DTL技术的特性是掩膜中的周期性图案的总尺寸应与在衬底上要求的图案的总尺寸相同。虽然这在要求高分辨率图案的面积相当小（例如，达到100mm×100mm）的情况下一般是可接受的，但由于掩膜的成本和/或可制造性，其对于大得多的图案而言可能是主要问题。此问题的解决方案将是使用掩膜中的较小面积图案并采用分步重复曝光策略以便在衬底上的大得多的面积上进行印刷，但是这要求复杂的机械系统以便执行曝光并将子场准确地拼接在一起，并且衬底（或掩膜）的步进式运动对于高产量过程而言是不期望的；并且甚至在分步重复曝光方案的情况下，掩膜中的图案的尺寸可能需要是大的，以便将曝光步骤的数目限制于合理的数目。

发明内容

因此，本发明的第一目的是提供一种基于ATL和DTL技术的方法（从而其提供具有大焦深的无接触曝光），其使得能够在大型衬底上印刷周期性和非周期性特征的一维和二维图案，并且其适合于高产量过程。

本发明的第二目的是提供一种基于ATL和DTL技术的设备（从而其提供具有大焦深的无接触曝光），其使得能够在大型衬底上印刷周期性和非周期性特征的一维和二维图案，并且其适合于高产量过程。

本发明的第三目的是提供一种基于ATL和DTL技术的方法（从而其提供具有大焦深的无接触曝光），其适合于印刷大型图案并且要求相对小且可容易制造的振幅或相移类型掩膜。

本发明的第四目的是提供一种基于ATL和DTL技术的方法（从而其提供具有大焦深的无接触曝光），其适合于印刷大型图案并要求相对小的照明光束。

本发明的第五目的是提供一种基于ATL和DTL技术的方法（从而其提供具有大焦深的无接触曝光），其适合于印刷大型图案并使得能够抑制可能由激光光源产生的相干斑纹。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于向光敏层中印刷周期性特征的期望图案的方法，包括步骤：

a）提供承载光敏层的衬底；

b）提供承载周期性特征的掩膜图案的掩膜；

c）接近于掩膜布置衬底，并且使得其相对于衬底在与之正交的第一平面中具有倾斜角；

d）提供用于对所述掩膜图案进行照明的基本准直光，从而在分隔开泰伯距离的泰伯平面之间产生由一范围的横向强度分布组成的透射光场，并且使得所述透射光场在第一平面中具有强度包络（intensityenvelope）；

e）用所述光对掩膜进行照明，同时使衬底相对于掩膜在基本平行于第一平面和衬底二者的方向上移位，由此将期望图案印刷到光敏层中；

其中，倾斜角和强度包络是相对于泰伯距离布置的，使得光敏层基本暴露于横向强度分布的范围的平均。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于向光敏层中印刷周期性特征的期望图案的设备，其包括：

a）承载光敏层的衬底；

b）承载周期性特征的掩膜图案的掩膜；

c）用于接近于掩膜布置衬底并且使得其相对于衬底在与之正交的第一平面中具有倾斜角的装置；

d）用于用基本准直光对所述掩膜图案进行照明从而在分隔开泰伯距离的泰伯平面之间产生由一范围的横向强度分布组成的透射光场并且使得所述透射光场在第一平面中具有强度包络的装置；

e）用于使衬底相对于掩膜在基本平行于第一平面和衬底二者的方向上移位由此将期望图案印刷到光敏层中的装置；

其中，倾斜角和强度包络是相对于泰伯距离布置的，使得光敏层基本暴露于横向强度分布的范围的平均。

附图说明

下面参考附图来描述本发明的优选示例：

图1示出了本发明的第一实施例。

图2示出了本发明的第二实施例。

图3示出了本发明的第三实施例。

图4示出了本发明的第五实施例。

图5示出了在第五实施例的变体中采用的替代的衬底支撑。

图6示出了本发明的第七实施例。

图7示出了本发明的第八实施例。

具体实施方式

在本发明的第一实施例中，参考图1，光掩膜9承载由交替的不透明线和透明空间以1μm的周期构成的一维周期性图案10。图案10的面积是2mm×100mm（l_x×l_y），并且图案10的线和空间与xz平面平行地取向。掩膜9是使用标准掩膜制造技术而制造的，图案的线是在透明衬底上的一层铬中形成的。围绕图案10的掩膜9的表面也被用铬覆盖。掩膜9被真空吸盘12保持，真空吸盘12具有允许由曝光光束11从上方对掩膜图案10进行照明的中心孔口。掩膜吸盘12被安装到定位系统13，该定位系统13包括致动器，该致动器使得掩膜9能够被相对于尺寸250mm×100mm（L_x×L_y）的较大的涂有光致抗蚀剂的衬底16准确地定位，衬底16位于掩膜9下方的真空吸盘18上；具体地，其使得掩膜9能够接近于衬底16定位，在xz平面中相对于衬底16具有期望的倾斜角，并且在正交的yz平面中基本与之平行。

掩膜9中的图案10被用来源于氩离子激光器1的具有363.8nm波长的一束基本准直光11进行照明。来自激光器1的光束处于TEM00模式（即具有高斯强度分布），具有～2mm（1/e²值）的直径且平行于z轴线性偏振。在激光器1之后位于光束路径中的快门2允许在曝光操作之前和之后阻挡光束。在快门打开的情况下，光束首先入射在第一光束扩展器3上，第一光束扩展器3包括将光束直径放大的凹透镜和凸透镜。此光束然后入射在折射光束变换器4上，折射光束变换器4使光束的强度重新分布，使得准直输出光束的强度在其圆形横截面内是基本均匀的。适当的光束变换器4是可从公司MolTechGmbH获得的piShaper产品范围中的一个。输出光束然后通过第二光束扩展器7，第二光束扩展器7包括使光束在xy平面中扩展的一对圆柱形透镜，该光束随后被反射镜8反射，以产生在尺寸为～6mm×110mm（w_x×w_y）的椭圆形横截面内基本均匀的光束。光束11的横截面提供了掩膜图案10的基本均匀的照明。被掩膜图案10透射和衍射的光场形成图案10的一组自图像，其平面平行于掩膜9且纵向地分隔开泰伯距离。由于掩膜图案10的均匀照明、围绕图案10的掩膜9上的铬的存在以及针对掩膜图案10的宽度和掩膜9与衬底16的间隔所选的值，对光致抗蚀剂15进行曝光的xz平面中的光场的强度包络是大致矩形的（存在由菲涅耳衍射引起的不显著失真）。

使用定位系统13，掩膜9与衬底16之间的倾斜角被布置成使得它们的间隔在xz平面中的图案10的宽度w_x上以泰伯距离T的大致整数倍N（包括N=1）改变。这可以在数学上表示为

≈NT/w_x...等式（2）。

事实上，当N是大的时，可以将此要求（xz平面中的图案的宽度上的间隔改变基本对应于泰伯距离的整数倍）放松，使得还可以使用N的非整数、中间值。在等式（2）中应当采用基本整数值的情况下，N的最大值取决于相关应用的要求，尤其是相对于印刷图案的期望均匀度和可再现性；然而，其可以例如是5。

对于线和空间的线性光栅，泰伯距离通过下式与光栅周期p和曝光波长λ有关

T≈2p²/λ...等式（3）。

用p=1μm和λ=364nm对此进行评估而得到T=5.5μm。因此，如果掩膜9的倾斜角使得掩膜9和衬底16之间的间隔在～2mm的光束宽度上以单个泰伯距离改变，则所需的倾斜角是～3mR。掩膜定位系统13还被用来调整掩膜9的位置，使得其在正交的yz平面中基本平行于衬底16。可以通过用来自例如氦氖激光器（光致抗蚀剂对来自此激光器的633nm波长光不敏感）的窄光束对其进行照明并确定从掩膜9和衬底16反射的光束之间的角发散来测量和检验掩膜9和衬底16之间的分别在xz和yz平面中的倾斜和平行性。图案10的中心处的掩膜9与衬底16之间的间隔被调整至～200μm，这可以使用已知厚度的参考量规在掩膜9的边缘处测量掩膜9与衬底16之间的间隔而执行。可以替代地采用干涉测量系统、特别是基于白光干涉测量的一个来在跨掩膜9的不同位置处更准确地测量掩膜9和衬底16的局部间隔，这使得掩膜定位系统13能够更准确地相对于衬底16调整掩膜9的位置。在x方向上的掩膜9的宽度和掩膜9中的图案10的位置先前已被相对于掩膜9和衬底16的倾斜角和间隔布置，以避免掩膜定位和曝光操作两者期间的掩膜9与衬底16之间的接触。

已经制造了保持涂有光致抗蚀剂的衬底16的真空吸盘17，使得此真空表面是平坦的，达到<±10μm。吸盘17被安装到机动化单轴平移台17，其具有足以使得其能够在掩膜9中的图案10下面移位其整个长度的行程范围。台18已被设计和选择成首先保证在其位移期间的偏航运动为<±50μR；其次，保证衬底16在对应于掩膜图案10的宽度的位移距离内的滚动运动是可忽略的；以及第三，台位移期间的y方向抖动是可忽略的。衬底台18的位移轴先前已经以<±25μR的准确度平行于x轴对准，使得衬底16平行于掩膜图案10的线移位。此对准可以通过以下操作来执行，首先向吸盘17上加载替代地具有在其上表面上形成的参考标记的衬底；其次，使吸盘17移位，使得参考标记相继地位于第一对准标记19下面然后位于被包括在掩膜衬底上的第二个此类标记下面，两个对准标记已在掩膜9的制造期间形成，使得其位于平行于掩膜图案10的线的轴上；使用具有集成CCD检测（在图1中未指示）以及图像处理的显微镜，测量每个被覆盖对中的对准和参考标记的相对位置（可以通过去除或使反射镜8相对于其在掩膜定位系统13上面的位置滑动而接近于对准标记引入显微镜）；以及最后，使用掩膜定位系统13，使掩膜9绕着z轴旋转，使得平移台18的位移轴变得平行于xz平面。针对此操作，特别有利的是采用双焦显微镜来观察参考和对准标记，使得可以同时地由两者形成清晰图像，同时其纵向地间隔开～200μm。

通过用曝光光束11对掩膜图案10进行照明而同时使用平移台18使涂有光致抗蚀剂的衬底16以基本恒定的速度移位来对其进行曝光。由于掩膜9与衬底16之间的在xz平面中的倾斜的量值，在y方向上的跨衬底16的光致抗蚀剂层的每个递增条被暴露于连续泰伯平面之间的横向强度分布的整个范围。此外，由于被掩膜图案10透射的光的xz平面中的矩形强度分布，每个递增条从跨该范围的每个横向强度分布接收相等的曝光。因此，跨每个光致抗蚀剂条的时间积分曝光等价于由根据DTL技术的曝光所产生的，其中，衬底在曝光期间以恒定的速度朝着标记移位泰伯距离；并因此被印刷到每个条中的图案是相同的：具有作为掩膜9中的图案19的周期的一半的周期的线性光栅。关于DTL和ATL技术，积分强度分布具有大焦深，这使得能够在衬底16的面积上均匀地印刷半周期光栅。布置在台18的平移轴与掩膜图案的线之间的角对准和台在其平移期间的最大偏航角保证衬底的每个点的横向位移随着其在掩膜图案10的线下面通过是≤0.15μm，这允许很好地分辨印刷图案的0.25μm线。曝光期间的照明光束11的强度和衬底16的速度被使用标准方法相对于光致抗蚀剂工艺进行选择和最优化以便评估在显影的光致抗蚀剂中形成的图案。

应注意的是在本实施例和稍后的实施例中，曝光期间的衬底16的位移还用于减小由光束的高度相干和由各种光学表面上的颗粒和缺陷引起的照明光束11中的斑纹效应；光致抗蚀剂的每个点被暴露于移动的斑纹图案，并且由该斑纹引入的强度调制被时间平均至恒定值。

在第二实施例中，参考图2，氩离子激光器20在TEM00模式（即具有高斯强度分布）下发射光束，其具有～2mm（1/e²值）的直径且平行于z轴线性偏振。在激光器20之后位于光束路径中的快门21允许在曝光操作之前和之后阻挡光束。在快门21打开的情况下，光束首先入射在线扩散器23上，其使光在xy平面中的～±1°的角的窄范围内基本均匀地散射。此类扩散器23可以从公司RPCPhotonics获得。扩散器23被安装于机动化平移台24以便使扩散器23在y方向上移位。来自扩散器23的散射光对被定向为使得其在xy平面中折射光的一排圆柱形蝇眼微透镜25进行照明。蝇眼或串联微透镜阵列包括串联地布置的一对圆柱形微透镜阵列，其间隔使得第一阵列使光聚焦到第二阵列上。微透镜的此布置产生输出光，该输出光在xy平面中在～10°的角范围内具有基本均匀的强度分布，并且在正交的xz平面中保持基本以高斯强度分布准直（应注意的是在其他实施例中，通过在装置中包括在xz平面中的激光器之后包括改变光束尺寸的圆柱形光束扩展器，可以修改光束的尺寸和其在此平面中的准直程度）。然而，由于激光束和扩散器的高相干性，发散光束的强度被高对比度斑纹图案调制。但是，通过使用平移台24连续地使线扩散器23移位以产生基本均匀的时间积分分布，可以在曝光期间有效地消除此现象。来自蝇眼微透镜阵列23的发散光束入射在圆柱形透镜27上，其使yx平面中的光准直以产生光束30，光束30在从反射镜28反射之后具有>2mm×100mm（w_x×w_y）的尺寸的矩形横截面，其强度分布在yz平面中基本是均匀的且在正交、xz平面中是高斯的。

此光束30入射在承载具有面积～4mm×100mm（l_x×l_y）的1μm周期光栅图案32的掩膜33，其线和空间平行于xz平面。照明光束30在掩膜图案32上居于中心。被掩膜图案32透射和衍射的光场形成一组自图像，其平面平行于掩膜33且以泰伯距离纵向地分离。由于对掩膜33进行照明的光束30的xz平面中的高斯强度分布和此平面中的光束30和图案32的相对尺寸，在此平面中对光致抗蚀剂36进行曝光的透射光场的强度包络必然也是高斯的。

如在第一实施例中，掩膜33被真空吸盘34保持，真空吸盘34被安装到掩膜定位系统35，其允许掩膜33在xz平面中倾斜并相对于位于掩膜33下面的涂有光致抗蚀剂的衬底37被基本平行地布置在yz平面中。被照明光栅图案32在透射光场中产生一组衍射级，其干涉而产生平行于掩膜33且以泰伯距离纵向分离的掩膜图案32的自图像。掩膜33与衬底37之间的倾斜角优选地被布置成使得在x方向上的光束宽度的FWHM值内掩膜33与衬底37之间的间隔以至少泰伯距离T改变。由于FWHM宽度，高斯分布的W_FWHM通过W_FWHM≈0.6w_x与其1/e²宽度w_x相关，因此掩膜应以以下角度倾斜

≥T/0.6w_x...等式（4）。

因此，对于～2mm的1/e²宽度和5.5μm（在由364nm波长照明的1μm周期光栅的情况下）的泰伯距离而言，所需最小倾斜角是～4.6mR。此倾斜角以及在yz平面中的平行性以及掩膜33与衬底37之间的～200μm间隙是使用定位系统35和与在第一实施例中所述相同的测量技术获得的。

涂有光致抗蚀剂的衬底被安装于机动化单轴平移台39的扁平真空吸盘38保持以便使衬底37在x方向上移位。台的平移轴使用参考和掩膜对准标记及与在第一实施例中采用的相同程序平行于x轴对准。通过使衬底37以基本恒定的速度在x方向上移位而同时使掩膜33暴露于照明光束30来印刷衬底37。由于xz平面中的掩膜33与衬底37之间的倾斜量值，平行于y轴的光致抗蚀剂层的每个递增条随着其移位通过透射光场而被暴露于一系列的变化横向强度分布，其比在连续泰伯平面之间的更大。此外，由于xz平面中的照明光束35的高斯强度分布，每个递增条随着其移位通过横向强度分布而被暴露于递增曝光的高斯变体。因此，跨每个光致抗蚀剂条的时间积分曝光等价于使用国际专利申请PCT/IB2011/054509的教导内容所产生的，其中，掩膜与衬底之间的间隔在曝光期间随变化的速度而变，使得衬底以变化的间隔被暴露于递增曝光剂量的基本高斯变体；因此，印刷到每个条中的图案是具有掩膜33中的图案32的周期的一半的线性光栅，其线宽基本上对曝光期间的掩膜33与衬底37之间的局部间隔的变化和倾斜角与期望值的偏差不敏感。用在xz平面中具有高斯强度分布的光束对掩膜33进行照明因此使得能够更均匀地且更可再现地将半周期光栅图案印刷到具有不良平坦度的衬底上。

根据12/903,389的教导内容，在第二实施例和上述相关实施例中采用的强度分布精确地是高斯分布是不必要的，但是可以仅与之近似或类似；例如，可以采用截断高斯分布、截断余弦分布或截断三角形分布。

在第一或第二实施例的变体中，承载准周期性线性光栅的掩膜替代地被引入到相关曝光设备中，并被定向为使得光栅的线平行于xz平面。准光栅的周期跨掩膜图案不是恒定的，而是缓慢地改变，使得透射光场中的自图像的任何一部分由其中该周期基本恒定的图案的一部分。掩膜的倾斜角优选地被布置成使得对于掩膜中的周期的最大值分别满足由等式（2）或（4）定义的条件。

在第一或第二实施例的另一变体中，掩膜承载多个子图案，其中的每一个是具有恒定周期的线性光栅，具有一范围的显著不同的周期。不同子图案的线是平行的，并且子图案在正交于线的方向上被布置成行。完整图案的尺寸（l_x×l_y）不大于各第一或第二实施例中的图案的尺寸。掩膜被引入到相关的曝光设备中，使得子图案的线平行于xz平面。掩膜的倾斜角优选地被布置成使得对于掩膜中的周期的最大值满足分别由等式（2）或（4）定义的条件。子图案同时地被照明光束照明，并且半周期子图案随着其在掩膜下面移位而被同时地印刷到衬底上。为了对包含具有一范围的显著不同周期的子图案的掩膜图案进行曝光，特别有利的是xz平面中的照明光束的强度分布基本是高斯的，然而也可以替代地采用其他类似分布。

在第三实施例中，参考图3，掩膜52承载具有4mm×30mm（l_x×l_y）的1μm周期线性光栅图案51，其线和空间平行于y轴定向。掩膜52被具有与先前的实施例相同的波长的一束准直光50照明。该光束在xz平面中具有高斯强度和2mm（1/e²值）光束宽度的分布，并且在yz平面中具有矩形强度分布和40mm的光束长度。其通常地源自于氩离子激光器40，后面是如在第二实施例中的类似光束成形光学系统，包括快门41、安装于平移台44的线扩散器43、圆柱形蝇眼微透镜阵列45和用于使在xy平面中从蝇眼阵列45分叉的光准直的圆柱形透镜47，其以与在前述实施例中相同的方式作用。在光学系统中还包括声光调制器42，其用于调制曝光光束50的强度，使得掩膜被暴露于以要求的重复率和要求的占空因数输送的光脉冲。被掩膜图案51透射和衍射的光场形成一组自图像，其平面平行于掩膜52且纵向地分隔开泰伯距离。

如在先前的实施例中，掩膜52被真空吸盘53保持，真空吸盘53被安装于使得掩膜图案52能够相对于位于掩膜52下面的涂有光致抗蚀剂的衬底55被准确地定位的掩膜定位系统54。掩膜52在xz平面中相对于涂有光致抗蚀剂的衬底55以与在第二实施例中相同的4.6mR的角度倾斜，使得掩膜52与衬底55之间的间隔在xz平面中在光束的FWHM尺寸内以泰伯距离改变；在yz平面中与衬底55平行地布置，在掩膜图案51的中心处具有～200μm的间隔。

虽然本实施例的掩膜图案51在xz平面中衍射光，但衍射级的角度和掩膜图案51与衬底55之间的间隔保证对xz平面中的光致抗蚀剂进行曝光的光场的强度包络基本是高斯的，具有与对掩膜进行照明的光场相同的FWHM值。应注意的是在本实施例中，自图像和泰伯平面之间的中间横向强度分布被定向成使得其高空间频率强度调制也在xz平面中，虽然落在此平面中的强度分布的上述高斯包络内。

具有尺寸250mm×50mm（L_x×L_y）的涂有光致抗蚀剂的衬底55被保持在安装于平移台57的真空吸盘56上。该台已被设计和选择成使得由偏航引起的印刷图案边缘处的衬底位移的分量相对于印刷图案的周期而言是可忽略的。台57的平移轴被布置成与掩膜图案51的线大致正交。被安装于吸盘板56的还有随着平移台57上的衬底55一起移位的光学编码器59。位于编码器59上面的光学读取头58连同关联信号处理（Garnet等人更详细地描述的类型）一起使得能够准确地测量衬底55的移位速度。测量速度用于经由调制控制系统46来控制声光调制器的重复率和占空因数和因此的曝光光束50的脉冲特性。

通过使涂有光致抗蚀剂的衬底55在倾斜掩膜51下面以基本恒定的速度移位而同时用强度调制光束50对掩膜51进行照明来使涂有光致抗蚀剂的衬底55曝光。在读取头58与声光调制器42之间的反馈环路中连续地控制脉冲照明的频率和占空因数，使得衬底55在相继脉冲之间以印刷图案的周期移位。因此，如果印刷光栅的周期是0.5μm且衬底的移位速度是1mm/s，则声光调制器应以2kHz的频率发射照明光束脉冲。发脉冲的占空因数（脉冲的持续时间与脉冲周期的比）优选地<0.25，从而不可接受地使印刷图案的分辨率劣化。由于印刷光栅的周期p_pr是光栅图案51的周期的一半，这保证由照明光束50的相继脉冲印刷的光栅的线被准确地叠加在平移衬底55上。可以替代地将脉冲频率选择成使得衬底55在相继脉冲之间以印刷图案的周期的几倍移位（即2p_pr、3p_pr...），在这种情况下，占空因数应成比例地较小，从而保持印刷图案的分辨率。发脉冲的频率应足以使光致抗蚀剂的每个点被暴露于优选地至少10个照明脉冲，使得在泰伯平面之间存在横向强度分布的范围的充分采样。

关于第二实施例，倾斜掩膜52与xz平面中的照明光束50的基本高斯强度分布的组合导致跨衬底55的在y方向上的每个光致抗蚀剂条随着其移位通过透射光场而被暴露于比在连续泰伯平面之间大的一系列的变化横向强度分布，并被暴露于递增曝光的高斯变体，并且因此在衬底55的表面上以掩膜52中的周期的一半均匀地印刷光栅。

虽然在本实施例中采用的激光源产生然后被外部调制器转换成脉冲光束的连续波光束，但在其他、相关实施例中，可以替代地由被集成在激光器本身内部的强度调制器来产生强度调制。例如，可以使用三倍频DPSS激光器，其产生355nm波长的脉冲光束。

在上述实施例的变体中，通过使掩膜和照明光束在对应于衬底长度的距离内在x方向上以基本恒定的速度移位而同时使涂有光致抗蚀的衬底在曝光期间固定来替代地且等价地执行曝光。在这些实施例中，分别地掩膜定位系统13、35、54和分别地大型折叠式反射镜8、28、48被安装于长行程平移台，而涂有光致抗蚀剂的衬底被不可移动的真空吸盘保持。

在上述第三实施例的变体中，掩膜中的一维光栅图案的线即不平行于y轴也不平行于xz轴而是以两者之间的中间、倾斜角度定向；例如，它们相对于y轴处于45°的角。在本实施例中，应相对于衬底台的平移速度来选择照明的脉冲频率，使得衬底在相继脉冲之间以距离p_pr/cosω的整数倍移位，其中，ω是线与y轴之间的角。

在第三实施例的另一变体中，另外将传感器安装到平移台系统以便在其平移期间准确地测量吸盘的任何偏航（在WO2010/060741A1中更详细地描述的类型），该运动随后通过掩膜图案通过其位置台的适当旋转而在曝光期间在连续反馈环路中被补偿。这对于进一步改善印刷图案的线宽均匀度且尤其是对于在yz平面中具有大尺寸的图案而言可能是有利的。

在以上实施例中，优选的是印刷图案的周期比xz平面中的照明光束的尺寸小得多，在该xz平面内，掩膜和衬底的间隔改变一个泰伯周期T，即p_pr<<Τ/。

在本发明的第四实施例中，作为图3的曝光装置中的掩膜52，替代地引入了具有特征的二维周期性图案的掩膜。该图案包括以1μm的最近邻距离布置在六边形网格上的孔阵列，其已在熔融硅石衬底上的一层铬中形成。图案的尺寸再次地是4mm×30mm（l_x×l_y）。图案设计和掩膜取向被进一步布置成使得六边形图案的三个轴中的一个（该轴平行于连接最相邻特征的中心的线）平行于台57的平移轴。如在第三实施例中，借助于包括在掩膜中的附加对准标记、被加载到吸盘56上的专用衬底上的参考标记以及用于观察对准和参考标记的对准显微镜，获得掩膜轴与台轴的角对准。掩膜同样地相对于涂有光致抗蚀剂的衬底在xz平面中倾斜，使得跨xz平面中的光束的FWHM尺寸，对于相关图案而言，掩膜与衬底之间的间隔至少一个泰伯距离改变。在二维掩膜图案的情况下，进一步有利的是对掩膜进行照明的光束是非偏振或圆形偏振的，从而不向衍射级的效率中引入不对称。出于此目的，可以例如在激光器40之后在光束路径中包括四分之一波延迟器以便产生圆形偏振光束。通过使涂有光致抗蚀剂的衬底平行于掩膜图案的轴移位而同时以一定的频率发射照明脉冲，以与在第三实施例中相同的方式执行曝光，所述频率使得衬底在相继脉冲之间以对应于印刷图案的最近邻距离（或其倍数）的距离移位。

在第五实施例中，参考图4，光敏层被涂敷到诸如塑料膜60的柔性衬底上，该柔性衬底被加载到滚子61、62上以便使用机动化卷对卷机构64在倾斜掩膜63下面移位。光源64和光学系统63产生一束准直光66，其具有在xz平面中具有FWHM光束宽度且在正交yz平面中具有基本均匀分布的光束形状，以便对掩膜63中的周期性图案进行照明。掩膜63相对于被曝光的掩膜60的面积的倾斜角被选择成使得跨xz平面中的光束剖面的FWHM的间隔变化对应于掩膜63中的周期性图案的泰伯距离。为了膜60的表面随着其在曝光期间在掩膜63下面通过而保持基本平坦且处于与掩膜63的基本恒定距离处，使用低真空压力将膜60略微地吸到平坦吸盘68的表面。

在本实施例的变体中，参考图5，在其上表面上具有光敏层的柔性膜70被卷对卷机构（未示出）在弯曲支撑体72的表面上引导，弯曲支撑体72在xz平面中具有曲度，但是在诸如正交平面中是基本平坦的，圆柱形弯曲表面。承载特征74的周期性图案的掩膜73位于弯曲支撑体72上面。定位系统使掩膜在xz平面中相对于直接在掩膜中的图案下面的膜以一定角度倾斜，并且对掩膜进行定位，使得图案74的中心与膜70具有要求间隔。在前述实施例中描述的此类照明系统产生用于对掩膜图案74进行曝光的一束准直光76。随着膜在曝光期间在掩膜下面平移，引导机构将膜70保持在轻微张力下，如其在弯曲支撑体72上一样，使得掩膜图案相对于被曝光的那部分膜的间隔和倾斜角保持基本恒定。此布置同样地用于保证膜70在曝光期间被相对于掩膜73准确地定位，使得光敏层被准确地暴露于泰伯平面之间的横向强度分布的所要求的积分。

在第六实施例中，涂有光敏材料的柔性膜是被设置在圆柱形支撑体周围的膜。该圆柱的轴被布置成平行于在第一实施例中采用的照明系统的y轴，并位于掩膜下面，使得直接在掩膜图案下面的膜的表面在xz平面中具有要求的倾斜角，在xz平面中基本平行于掩膜图案，并且与掩膜图案的中心分离～200μm。曝光是通过旋转圆柱形支撑体、使得膜在其照明期间在掩膜下面横向地移位而执行的。

在第七实施例中，参考图6，掩膜80包括在透明衬底上的不透明材料中形成的线和空间81的一维周期性图案。掩膜80的上和下表面基本相互平行，但是在形状上是圆柱形的。此类掩膜可以通过例如将图案从常规、刚性掩膜接触印刷到光敏塑料膜上、后面是适当的曝光后处理、并且然后安装到曝光系统中的圆柱形状玻璃支撑体而形成。掩膜80被定向成使得图案81的线和空间平行于y方向，并且被相对于安装到位于掩膜80下面的真空吸盘的涂有光致抗蚀剂的衬底82布置，使得图案81的中心基本平行与衬底82且处于与衬底82相距200μm的距离处。照明系统产生一束准直光，其在xz平面中的光束宽度使得由掩膜80的曲率引起的在光束宽度上的掩膜80与衬底82之间的间隔s的变化至少对应于由掩膜80中的周期性图案产生的光场的泰伯距离。通过使衬底82在x方向上移位而同时用准直光束对掩膜进行照明来执行曝光。使用具有圆柱形而不是平坦表面掩膜的掩膜80具有优点，即其降低了掩膜和衬底之间的接触风向和随后对掩膜和衬底的损坏，并且因此允许有掩膜图案。圆柱形掩膜衬底因此使得能够实现掩膜与衬底之间的较小间隔。当在相对于涂有光致抗蚀剂的衬底倾斜的平坦衬底上使用掩膜图案时，xz平面中的掩膜的尺寸和掩膜中的图案的位置应被选择成从而保证在曝光期间不存在掩膜或涂有光致抗蚀剂的衬底的接触或损坏。

在第八实施例中，参考图7，掩膜90被布置成在xz和yz两个平面中且以要求的间隔基本平行于涂有光致抗蚀剂的衬底92。激光源94和光学系统95形成在yz平面中准直的曝光光束96，并且其在该平面中的强度分布和宽度在该方向上的掩膜图案的范围内提供均匀照明。在xz平面中，光学系统95在掩膜90处产生一范围的光束入射角，其是根据国际专利申请PCT/IB2011/052977的教导内容所选的，从而照明光束的不同角分量使衬底暴露于与由ATL或DTL技术形成的基本等价的积分强度分布。通过使涂有光致抗蚀剂的衬底92在x方向上以基本恒定的速度移位而同时用光束96对掩膜90中的图案进行照明来使涂有光致抗蚀剂的衬底92曝光，使得具有为掩膜图案的周期的一半的高分辨率光栅图案被均匀地印刷在衬底92上。在本实施例中，照明也可以是连续的或者是来自适当激光器的脉冲，但是对于后一种情况而言，相继脉冲之间的衬底位移应比T/小得多，以便对衬底进行曝光的积分横向强度分布与由DTL或ATL技术产生的基本相对应。可以使用先前提到的此类机制来获得脉冲与衬底位移的同步。平移台的偏航运动足够小或者被如前所述的此类手段充分地补偿也是重要的。

在本发明的另一实施例中，掩膜相对于如在第一实施例中的掩膜倾斜，并且以如在第八实施例中的一定角范围照明，但是倾斜程度和角范围相对于在那些先前实施例中所采用的各值被减小，使得两者的组合在衬底相对于掩膜的扫描期间在涂有光致抗蚀剂的衬底处产生所需积分横向强度分布。

在本发明的以上或其他实施例的其他变体中，借助于隔离物来调整和保持掩膜与衬底之间的平均距离。该隔离物可以具有楔形形状。该隔离物可以位于图案化区域外面的区域中或图案化区域内的区域中。在实施例中，隔离物由对照明波长而言透明的材料制成。

虽然在以上实施例中，涂有光致抗蚀剂的衬底在曝光期间以恒定的速度移位，但在其他实施例中，该衬底可以在x方向上以可变速度移位，以便例如从衬底的一端至另一端产生曝光梯度。在其他实施例中，可以用台的逐步移位而不是以恒定速度的连续、平滑移动来对衬底进行曝光，步幅相对于xz平面中的光束尺寸而言是小的，使得获得横向强度分布的期望积分。

虽然在所有上述实施例中所采用的光源是激光器，这是优选情况，但在其他实施例中，可以使用其他类型的源，例如，诸如汞灯的放电源，其输出被进行谱滤波以提供一束基本单色光。

在上述或其他实施例的变体中，掩膜与衬底之间的间隙被填充液体，该液体的折射率大于1，例如水，以便使用给定照明波长以较高的分辨率印刷光栅，并且还改善对涂有光致抗蚀剂的衬底进行曝光的积分强度分布的对比度。在间隙中包括液体还减少来自掩膜和衬底表面的反射，并且因此改善光到光敏层中的耦合。

在本发明的上述或其他实施例的其他变体中，可以替代地使用透明衬底上的至少一个相移材料而不是通过在振幅掩膜的情况下在熔融硅石衬底上的一层铬中开孔来形成掩膜图案中的特征。在其他实施例中，掩膜包括部分吸收和相移区。

本发明的各种实施例使得能够从掩膜中的相对小的周期性图案以高均匀度印刷大面积一维和二维周期性图案。由于由不同实施例产生的积分横向强度分布等价于由如上所述的DTL和ATL技术机器扩展版本产生的强度分布，所以其具有大的焦深。大的焦深使得能够向厚的光敏膜中印刷高分辨率图案；使得掩膜与衬底之间的距离的精确调整是不必要的；并且使得能够像具有大形貌特征的衬底上和向不平坦衬底上印刷图案。

更一般地，虽然当前可以将上述实施例视为本发明的优选实施例，当然，应理解的是在不脱离本发明的精神的情况下可以容易地进行形式或细节方面的各种修改和变更。

Claims (20)

1.一种用于向光敏层中印刷周期性特征的期望图案的方法，包括步骤：

a）提供承载所述光敏层的衬底；

b）提供承载周期性特征的掩膜图案的掩膜；

c）接近于所述掩膜布置所述衬底，并且使得所述掩膜相对于所述衬底在与所述衬底正交的第一平面中具有倾斜角；

d）提供用于对所述掩膜图案进行照明的基本准直光，从而在分隔开泰伯距离的泰伯平面之间产生由一范围的横向强度分布组成的透射光场，并且使得所述透射光场在所述第一平面中具有强度包络；

e）用所述光对所述掩膜进行照明，同时使所述衬底相对于所述掩膜在基本平行于所述第一平面和所述衬底二者的方向上移位，由此将所述期望图案印刷到所述光敏层中；

其中，所述倾斜角和所述强度包络是相对于所述泰伯距离布置的，使得所述光敏层基本暴露于横向强度分布的范围的平均。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掩膜图案包括平行线和空间的一维图案，并且所述衬底另外被布置成使得所述第一平面平行于所述线。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掩膜图案包括具有周期的平行线和空间的一维图案，并且所述衬底另外被布置成使得所述第一平面正交于所述线，并且所述方法另外包括进行布置使得以具有时间段的脉冲来输送对掩膜进行照明的光，所述时间段被选择成使得所述衬底在所述时间段期间以等于所述周期的一半或所述周期的一半的整数倍的距离移位。

4.根据权利要求1所述的方法，所述掩膜图案包括具有周期的平行线和空间的一维图案，并且所述衬底另外被布置成使得所述第一平面相对于所述线处于斜角，并且所述方法另外包括进行布置使得以具有时间段的脉冲来输送对掩膜进行照明的光，所述时间段被选择成使得所述衬底在所述时间段期间以一距离移位，使得由相继脉冲印刷到所述衬底上的期望图案的线是叠加的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掩膜图案包括在一方向上具有周期的特征的二维图案，并且所述衬底被布置成使得所述第一平面平行于所述方向，并且所述方法另外包括进行布置使得以具有时间段的脉冲来输送对掩膜进行照明的光，所述时间段被选择成使得所述衬底在所述时间段期间以一距离移位，所述距离对应于所述周期或其整数倍。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述强度包络被布置成在光束宽度上是基本均匀的，并且所述倾斜角被布置成在所述光束宽度上产生所述掩膜与所述衬底之间的间隔的基本线性变化，其对应于所述泰伯距离或其整数倍。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述强度包络被布置成在光束宽度上是基本均匀的，并且所述倾斜角被布置成在所述光束宽度上产生掩膜与衬底之间的间隔的基本线性变化，其比所述泰伯距离大得多。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述强度包络被布置成基本是高斯的，具有半峰全宽光束宽度，并且所述倾斜角被布置成在所述光束宽度上产生所述掩膜与所述衬底之间的间隔的变化，其基本至少对应于所述泰伯距离。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述强度包络具有半峰全宽值，并且所述倾斜角被布置成在光束宽度上产生所述掩膜与所述衬底之间的间隔的变化，其基本至少对应于所述泰伯距离。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底相对于所述掩膜的位移是由所述掩膜和照明光的实际位移产生的，同时，所述衬底保持固定。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底另外被布置成在正交于所述第一平面且正交于所述衬底的第二平面中基本平行于所述掩膜。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望图案和掩膜图案两者的周期性特征是精确地周期性的或者是准周期性的。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周期性特征的期望图案包括具有不同周期的多个子图案，所述掩膜图案包括具有不同周期的多个子图案，其中，每个子图案产生由以泰伯距离间隔开的泰伯平面组成的光场，并且其中，所述倾斜角和所述强度包络被相对于所述光场与具有最大周期的子图案的泰伯距离布置。

14.根据权利要求1所述的方法，其另外包括在所述掩膜与所述衬底之间引入流体。

15.一种用于向光敏层中印刷周期性特征的期望图案的设备，其包括：

a）承载所述光敏层的衬底；

b）承载周期性特征的掩膜图案的掩膜；

c）用于接近于所述掩膜布置所述衬底并且使得所述掩膜相对于所述衬底在与所述衬底正交的第一平面中具有倾斜角的装置；

d）用于用基本准直光对所述掩膜图案进行照明从而在分隔开泰伯距离的泰伯平面之间产生由一范围的横向强度分布组成的透射光场并且使得所述透射光场在所述第一平面中具有强度包络的装置；

e）用于使所述衬底相对于所述掩膜在基本平行于所述第一平面和所述衬底二者的方向上移位由此将所述期望图案印刷到所述光敏层中的装置；

其中，所述倾斜角和所述强度包络是相对于所述泰伯距离布置的，使得所述光敏层基本暴露于横向强度分布的范围的平均。

16.根据权利要求15所述的设备，其另外包括用于对所述衬底的位移方向与所述第一平面进行角对准的装置。

17.根据权利要求15所述的设备，其中，所述照明装置另外包括用于以具有时间段的脉冲来输送对掩膜进行照明的光的装置。

18.根据权利要求15所述的设备，其中，所述掩膜图案的特征形成在一层不透明材料和一层相移材料中的至少一个中以及形成在透明衬底上。

19.根据权利要求15所述的设备，其中，所述衬底是柔性膜且所述移位装置是卷对卷机构。

20.根据权利要求15所述的设备，其中，所述衬底布置装置包括在所述第一平面中弯曲的支撑体，所述衬底在照明期间在所述支撑体上移位。