CN111999984A - 光刻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光刻方法，用于将待处理图形进行无掩模版的光刻，所述方法包括如下步骤：S1：将所述待处理图形进行K次拆分，形成K幅子图形；S2：预设分割宽度M，分别将K幅所述子图形按照所述预设分割宽度M切割成n条子条带；S3：将K幅所述子图形中形成的n条宽度为M的所述子条带进行重组，形成n条新条带；S4：光刻所述新条带，其中，每完成一条新条带光刻，步进一条所述子条带的宽度M，进行另一待处理的新条带光刻。通过将待处理图形拆分分割形成的n条子条带进行重组，实现子条带分辨率的增强，从而达到光刻分辨率增强的效果。

Description

光刻方法
技术领域
本发明涉及光刻技术领域，特别是涉及一种光刻方法。
背景技术
随着大规模集成电路的快速发展，无掩膜激光直写光刻技术逐渐被广泛关注，主要应用于精密掩膜制造、微光学、柔性光电子材料、平板显示、生物传感等领域。市面上大部分无掩膜激光直写光刻机是基于空间光调制器作为图形发生器进行投影曝光，工艺灵活，且省去了高精度石英掩膜板的高昂费用，但是与半导体行业中的投影式光刻机相比，其光刻分辨率相差甚远。所以，提高无掩膜激光直写光刻机的光刻分辨率仍然是业界追求的重要指标之一。
传统光学光刻技术主要通过三种途径来提高分辨率：减小曝光光源波长λ、增大数值孔径NA、降低工艺因子k1。其目的就是通过减小曝光波长来增强光刻分辨率，但是，不同波长适用的光学系统和控制系统不同，一味缩小曝光波长会导致设备成本倍增。若单纯增大数值孔径，由焦深公式DOF＝k2λ/NA^2可知，光刻系统的焦深会大大减小，不利于光刻系统的聚焦稳定性和图形品质的保障。同时，由于当图形特征尺寸接近曝光波长时，密集图形之间的光学临近效应对光刻品质的影响要大于稀疏图形，导致密集图形的有效分辨率要差于稀疏图形。
有鉴于此，专家们提出了多种分辨率增强的方法，如离轴照明、光学临近修正、相移掩膜、双重曝光等等。如双重曝光技术通过曝光-刻蚀-曝光-刻蚀或者曝光-曝光-刻蚀的方法来提高密集图形的光刻对比度。但此方法不仅工艺步骤繁琐，费用高昂，而且两层图形之间的套刻精度对光刻分辨率的影响是个不可忽略的不稳定因素。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增强分辨率的光刻方法。
本发明提供一种光刻方法，用于将待处理图形进行无掩模版的光刻，所述方法包括如下步骤：
S1：将所述待处理图形进行K次拆分，形成K幅子图形；
S2：预设分割宽度M，分别将K幅所述子图形按照所述预设分割宽度M切割成n条子条带；
S3：将K幅所述子图形中形成的n条宽度为M的所述子条带进行重组，形成n条新条带；
S4：光刻所述新条带，其中，每完成一条新条带光刻，步进一条所述子条带的宽度M，进行另一待处理的新条带光刻。
在其中一实施例中，在步骤S1中，在对所述待处理图形进行拆分前，还包括在所述待处理图形上设置对位图标，以使拆分后的每一所述待处理子图形均具有相同位置的对位图标。
在其中一实施例中，在步骤S1中，还包括预设拆分方式，所述预设拆分方式为规律的拆分或随机的拆分。
在其中一实施例中，在步骤S2中，包括预设切割方式，所述切割方式包括竖直或横向或斜向，切割后，所述子条带的长度为所述子图形的原始长度。
在其中一实施例中，在步骤S3中，重组过程包括：选取第K幅子图形的第y-(K-1)条的子条带，第K-1幅子图形的第y-(K-2)条子条带，第K-2幅子图形的第y-(K-3)条子条带，以此类推，完成第y条新条带所需子条带的选取，将所述第y条新条带所需子条带进行数据拼接获得所述第y条新条带，以此类推，获得数量为n+K-1的新条带，其中，y按照1到n+K-1依次取值，当选取的子条带的序列号小于1或者大于n时，选择空白条带拼接。
在其中一实施例中，所述新条带的宽度为所述子条带的宽度M乘以K。
在其中一实施例中，实现所述光刻方法的设备包括具有运动平台的激光直写光刻机和数字微反射DMD，在步骤S3中，完成所述新条带拼接后，将n条所述新条带上载至所述数字微反射DMD的内存中形成图像。
在其中一实施例中，在步骤S4中，将所述激光直写光刻机运动平台的扫描运动与所述数字微反射DMD的图像滚动同步匹配光刻，扫描光刻完一条新条带之后，所述运动平台移动所述子条带宽度M的距离，进行下一条新条带的扫描光刻。
在其中一实施例中，所述新条带的宽度小于等于所述图像的像素宽度W。
本发明提供的光刻方法，通过将待处理图形拆分分割形成的子条带进行重组，实现子条带分辨率的增强，从而达到光刻分辨率增强的效果。
附图说明
图1为本发明实施例光刻方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例待处理图形的拆分方式图；
图3为本发明实施例待处理图形的拆分图；
图4为本发明实施例A文件的新条带的切割图；
图5为本发明实施例B文件的新条带的切割图；
图6为本发明实施例C文件的新条带的切割图；
图7为本发明实施例新条带的重组流程图；
图8为本发明实施例新条带的光刻流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参考图1，本发明实施例中提供的光刻方法，用于待处理图形的光刻包括具有运动平台的光刻机，预设扫描方式，所述方法包括如下步骤。
S1：将待处理图形进行K次拆分，形成K幅子图形；
具体地，在拆分前，预设拆分方式和标记对位图标。将待处理图形拆分成K幅稀疏的子图形；拆分后，每一子图形带有密集待处理图形的对位图标。其中，预设拆分方式包括有规律或随机拆分；对位图标设置在待处理图形不影响图形信息的位置。
在本实施例中，预设拆分方式为间隔抽样方式。
如图2所示，将占空比1:1的密集竖条图形拆分成占空比1:f(f>＝2)的稀疏图形，其中，每套稀疏图形的对位图标位置不变。进一步讲，如将占空比为1:1的密集图形被规律拆分成占空比为1:f的稀疏图形(f>＝2)，那么拆分后的文件套数为f+1套，f值越大，越有利于曝光图形品质的提升，但是所形成的子图形套数也越多，需要根据具体图形特征来设定f值。
在本实施例中，f的值与K的值相等。
如图3所示，在本实施例中，f值为2。即，待处理图形Q分别拆分成A子图形、B子图形和C子图形。
S2：预设分割宽度M，分别将K幅所述子图形按照所述预设分割宽度M切割成n条子条带；
在待处理图形拆分成K幅子图形之后，还预设切割方式及切割宽度M。预设切割方式包括水平或竖直或斜向；切割宽度M为子条带的宽度。
在切割时，按照拆分形成的各子图形顺序依次对每一子图形进行切割，从而形成n条宽度为M的子条带。
在本实施例中，预设切割方式为竖直切割，即，先沿Y方向切割，再沿X方向步进。
如图4-图6所示，分别对三套子图形(A子图形、B子图形和C子图形)进行数据切割，切割成n个宽度为M的竖直条带；三套子图形的条带切割宽度要保持一致。其中，子条带长度就是图形文件的原始长度。以图4为例，第一个条带Band-1沿Y方向切割，形成A11～A91顺序的子条带，再沿X方向步进M距离后，沿Y方向切割进行第二个条带Band-2，形成A12～A92顺序的子条带，以此类推，直到形成A19～A99顺序的子条带，从而完成A子图形所有条带的切割。
S3：将K幅所述子图形中形成的n条宽度为M的所述子条带进行重组，形成n条新条带；
按照一定规律将所有待处理子图形中形成的子条带进行重组，形成新条带，若干新条带形成图形，其中，每一新条带具有所有子图形中的一条子条带。
具体地，重组过程包括：选取第K幅子图形的第y-(K-1)条的子条带，第K-1幅子图形的第y-(K-2)条子条带，第K-2幅子图形的第y-(K-3)条子条带，以此类推，完成第y条新条带所需子条带的选取。将第y条新条带所需子条带进行数据拼接获得第y条新条带，以此类推，获得数量为n+K-1的新条带。其中，y按照1到n+K-1依次取值，当选取的子条带的序列号小于1或者大于n时，选择空白条带拼接。
如图7所示，在所有子图形被切割完成后，按照C→B→A的顺序将三套子图形的条带数据整合成一套具有新的条带数据的数据图形。新条带宽度Wn变为子条带宽度M的3倍，既Wn＝3*M。重组时，第一条带和第二条带的左边数据以空白条带填补，且第一条带具有两个空白带，第二条具有一个空白带。
实现光刻方法的设备包括具有运动平台的激光直写光刻机和数字微反射DMD(Digital Micromirror Device)。完成新条带拼接后，将n条新条带上载数字微反射DMD至的内存中形成图像。
S4：光刻新条带。其中，每完成一条新条带光刻，步进一条子条带的宽度M，进行另一待处理的新条带光刻。
具体地，将激光直写光刻机运动平台的扫描运动与数字微反射DMD的图像滚动同步匹配光刻，扫描光刻完一条新条带之后；运动平台移动子条带宽度M的距离，进行下一条新条带的扫描光刻。光刻时，先沿Y方向自上而下光刻，再沿X方向步进。在步进时，只走位不出光，即，步进时不进行光刻。
需要注意的是，新条带的宽度Wn小于等于数字微反射DMD的内存中形成的图像像素宽度W。
如图8所示，第一个新条带数据沿Y方向按照从上到下的顺序依次被光刻，当第一个子条带Band-1光刻完成后，运动平台沿X方向移动新条带宽度的三分之一距离Wn/3，进行下一个子条带Band-2的光刻，以此类推，直到所有新条带光刻完成。其中，空白数据部分只走位不出光。
本发明相对于现有技术有许多优点。
1、通过将待处理图形拆分分割形成的n条子条带进行重组，实现子条带分辨率的增强，从而达到光刻分辨率增强的效果。
2、通过在拆分前设置对位图标，使拆分后每个子图形均具有相同的对位图标，避免了对位精度问题，从而使子条带在重组时不会出现位移，保证了重组后图形的精确性。
3、通过预设切割方式，保证各子条带的形状一致，便于后续操作。
4、通过在选取的子条带的序列号小于1或者大于n时，选择空白条带拼接，保证重组后图形的正确性。
5、通过激光直写光刻机运动平台的扫描运动与数字微反射DMD的图像滚动同步匹配光刻，保证光刻的精度，同时也达到光刻分辨率增强的效果。
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。
在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光刻方法，用于将待处理图形进行无掩模版的光刻，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：将所述待处理图形进行K次拆分，形成K幅子图形；
S2：预设分割宽度M，将所述K幅子图形中的每一子图形按照所述预设分割宽度M切割成n条子条带；
S3：将所述K幅子图形中形成的n条宽度M的所述子条带进行重组，形成n条新条带；
S4：光刻所述新条带，其中，每完成一条新条带光刻，步进一条所述子条带的宽度M，进行另一新条带光刻。
2.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在步骤S1中，在对所述待处理图形进行拆分前，还包括在所述待处理图形上设有对位图标，以使拆分后的每一所述待处理子图形均具有相同位置的对位图标。
3.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在步骤S1中，还包括预设拆分方式，所述预设拆分方式为规律的拆分或随机的拆分。
4.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在步骤S2中，包括预设切割方式，所述切割方式包括竖直或横向或斜向，切割后，所述子条带的长度为所述子图形的原始长度。
5.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，在步骤S3中，重组过程包括：选取第K幅子图形的第y-(K-1)条的子条带、第K-1幅子图形的第y-(K-2)条子条带、第K-2幅子图形的第y-(K-3)条子条带，以此类推，完成第y条新条带所需子条带的选取，将所述第y条新条带所需子条带进行数据拼接获得所述第y条新条带，以此类推，获得数量为n+K-1的新条带，其中，y按照1到n+K-1依次取值，当选取的子条带的序列号小于1或者大于n时，选择空白条带拼接。
6.如权利要求5所述的光刻方法，其特征在于，所述新条带的宽度为所述子条带的宽度M乘以K。
7.如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，实现所述光刻方法的设备包括具有运动平台的激光直写光刻机和数字微反射DMD，在步骤S3中，完成所述新条带拼接后，将n条所述新条带上载至所述数字微反射DMD的内存中形成图像。
8.如权利要求7所述的光刻方法，其特征在于，在步骤S4中，将所述激光直写光刻机运动平台的扫描运动与所述数字微反射DMD的图像滚动同步匹配光刻，扫描光刻完一条新条带之后，所述运动平台移动所述子条带宽度M的距离，进行下一条新条带的扫描光刻。
9.如权利要求7所述的光刻方法，其特征在于，所述新条带的宽度小于等于所述图像的像素宽度W。
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