CN112526830A - 一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，是一种可应用于微纳加工领域中光刻机设备光源的设置方法。本发明在光刻机设备的多点阵列光源中混合两种以上相近波长的点光源，可有效消除因光通过光掩膜微结构造成绕射与干涉，而使得微纳成像图形的失真。尤其可消除对大面积下重复周期性排列的微纳尺度图形单元成像时，受到光绕射与干涉的成像结果。本发明提出一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，相较于通过改善光路中的光学部件的方式来消除光绕射与干涉的方法，单纯改善光源的方式将更为简单且光源利用率高、照明均匀性好、易于装配与检修。
Description
本发明涉及一种光刻机设备的光学成像技术，其主要用于微纳加工制程领域中。
背景技术
在微纳加工领域中，微纳成型的光刻技术就是利用光学系统把光掩模板上的图形精确地转移到到涂有光刻胶的硅片或基板上，其中影响微纳成型尺寸缩小的核心技术就是微纳光刻技术，在缩小到微纳米级尺度下，光通过光掩膜的微小尺度图案时，会造成光的绕射与干涉问题，尤其是在硅片上制作多个重复元件，需面临周期性重复图案的曝光，而此光绕射与干涉问题将更严重，也直接造成光刻成像结果的失真，使曝光图形出现不平整、模糊、重影等现象。因此，一个能有效解决光干扰问题的方法将对微纳米级尺度下的微纳成型加工制程有极重要的影响。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提出了一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法。
本发明所采用的技术方案为：在光刻机设备的多点阵列光源中混合两种以上相近波长的点光源，可有效消除因光通过光掩膜微结构造成绕射与干涉，而使得微纳成像图形的失真。
其中包括以下步骤：
步骤1：在光刻机设备中设置由多组点光源阵列，依中心对称或线性对称或依需求分布的排列构成的点光源阵列；
步骤2：在光刻机设备的多组点光源阵列中，依据混合规则混合两种以上相近波长的点光源；其中不同波长与不同位置的点光源都可以由分别的功率控制器调控光源强度；
步骤3：通过调整混合点光源的排列形式、混合点光源的混和规则、混合波长的种类、各个功率控制器的功率设置，来达到均光与消除绕射及干涉的目的。
其中，所述点光源单元可以是LED(发光二极管)光源或者LD(半导体激光器)光源或其他可小尺寸集成的点光源；
其中，所述混合两种以上相近波长的点光源為从光刻机设备可使用的波长值范围中选取出邻近两种以上的波长值；
其中，所述混合规则混合两种以上相近波长的点光源为在各组点光源阵列内进行混合排列两种以上波长的点光源，或以每组点光源阵列为单一波长单元，对多组点光源阵列进行混合两种以上波长点光源阵列排列。
其中，通过模拟、估算、实验反复验证形式来改变点光源排列形式、各功率控制器的功率、两种以上点光源的波长值及混合规则，而达到均光与消除绕射及干涉的目的。
积极效果：本发明这种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，相比于现有技术：
1)照明均匀性好且光源利用率高，做到在提高微纳成像图形质量的同时降低了能源成本；
2)结构简单，避免用复杂的光学部件来达到消除光绕射与干涉的效果，易于安装使用及后期维护检修。
附图说明
图1为实施例一光源排布示意图，图中标记：A、未设置混合波长点光源的灯板，B、设置两种混合波长点光源的灯板，1、灯板，2、波长365nm点光源，3、波长380nm点光源；
图2为实施例一功率控制器设置与灯板工作示意图，图中标记：1、波长365nm点光源的多个功率控制器，2、波长380nm点光源的功率控制器，3、波长365nm点光源，4、波长380nm点光源，5、光掩膜，6、成像图形；
图3为本发明实施例一的成像结果，图中标记：1、光掩膜图案，2、未设置混合光源的灯板的曝光成像图形结果，3、设置有混合光源的灯板的曝光成像图形结果；
图4为实施例二光源排布示意图，图中标记：A、未设置混合波长点光源的灯板，B、设置两种混合波长点光源的灯板，1、灯板，2、波长365nm点光源组，3、波长380nm点光源组；
图5为实施例二功率控制器设置与灯板工作示意图，图中标记：1、波长365nm点光源的功率控制器，2、波长380nm点光源的功率控制器，3、波长365nm点光源，4、波长380nm点光源，5、光掩膜，6、成像图形。
具体实施例
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：本实施例以用于消除光刻机曝光过程中造成曝光图案的误差为例，展现此方法消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的效果，包括以下步骤：
步骤1：如图1，在光刻机设备中设置点光源阵列，点光源阵列由9组点光源依3*3的正方形线性排列得到，每组点光源由9个LED点光源依3*3的正方形线性排列组成；
步骤2：在点光源阵列中，将每组点光源中心点混合波长380nm的点光源，其馀皆为波长365nm的点光源；
步骤3：如图2所示，设置10个功率控制器，其中9个控制器控制每组点光源中365nm波长的点光源，另一控制器控制所有的380nm波长的点光源；
步骤4：通过调整各个功率控制器的功率设置来找到能使光刻机设备成形质量最好的方案，达到消除光绕射与干涉造成微纳成像图形的误差的目的。
如图3，2与3分别是无混合点光源与有混合点光源的成像结果，3图中的成像明显比2图更准确清晰，表现了混合光源消除微纳成型图像误差的效果。
实施例二：本实施例以用于消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法为例，展现消除光绕射与干涉造成的微纳成像图形误差的具体过程，包括以下步骤：
步骤1：如图4，在光刻机设备中设置点光源阵列，点光源阵列由7组点光源依中心对称的正六边形排列得到，每组点光源由9个LED点光源依3*3的正方形线性排列组成；
步骤2：在点光源阵列中，将中心点光源组混合9个波长380nm的点光源，其馀6组点光源组皆为波长365nm的点光源；
步骤3：如图5所示，设置7个功率控制器，其中6个控制器分别控制6组波长365nm的点光源组，另一控制器控制中心的波长380nm的点光源组；
步骤4：通过调整各个功率控制器的功率设置来找到能使光刻机设备成形质量最好的方案，达到消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的目的。
Claims (6)
1.一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，其特征在于：在光刻机设备的多点阵列光源中混合两种以上相近波长的点光源，可有效消除因光通过光掩膜微结构造成绕射与干涉，而使得微纳成像图形的失真。
2.根据权利要求1所述的一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在光刻机设备中设置由多组点光源阵列，依中心对称或线性对称或依需求分布的排列构成的点光源阵列；
步骤2：在光刻机设备的多组点光源阵列中，依据混合规则混合两种以上相近波长的点光源；其中不同波长与不同位置的点光源都可以由分别的功率控制器调控光源强度；
步骤3：通过调整混合点光源的排列形式、混合点光源的混和规则、混合波长的种类、各个功率控制器的功率设置，来达到均光与消除绕射及干涉的目的。
3.根据权利要求2所述的一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，其特征在于：所述点光源单元可以是LED(发光二极管)光源或者LD(半导体激光器)光源或其他可小尺寸集成的点光源。
4.根据权利要求2所述的一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，其特征在于：所述混合两种以上相近波长的点光源為从光刻机设备可使用的波长值范围中选取出邻近两种以上的波长值。
5.根据权利要求2所述的一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，其特征在于：所述混合规则混合两种以上相近波长的点光源为在各组点光源阵列内进行混合排列两种以上波长的点光源，或以每组点光源阵列为单一波长单元，对多组点光源阵列进行混合两种以上波长点光源阵列排列。
6.根据权利要求2所述的一种消除光通过光掩膜造成绕射与干涉的方法，其特征在于：通过模拟、估算、实验反复验证形式来改变点光源排列形式、各功率控制器的功率、两种以上点光源的波长值及混合规则，而达到均光与消除绕射及干涉的目的。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113257687A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-13 | 中山大学 | 一种半导体的微纳结构包层覆盖方法 |
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2020
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