CN114509916B - 激光干涉光刻设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种激光干涉光刻方法，包括：对涂覆有光刻胶的芯片执行干涉曝光；以及对经干涉曝光的芯片执行图案化泛曝光，其中执行泛曝光包括：确定在所述经干涉曝光的芯片中的第一光场分布；基于所述第一光场分布、预期的图案分布和用于所述泛曝光的泛光光源的参数，确定所述泛光光源的光场分布，作为第二光场分布；以及基于所述第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，并控制具有经图案化的光场分布的所述泛光光源对经干涉曝光的芯片进行泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布。
Description
技术领域
本发明涉及光刻领域。更具体地，本发明涉及激光干涉光刻设备和方法。
背景技术
干涉光刻是一种在覆盖大面积的阵列亚微米结构进行构图的技术。将两束或多束相干光波的干涉记录到光致抗蚀剂上来产生多种规则周期性图案的结构，包括光栅、孔洞、柱、锥体和格子。当将相干激光束分束为两个或多个束、然后在一定的区域组合并且重叠时，将形成光栅或光点的规则光强度图案。通过这些光强度图案对光致抗蚀剂材料进行曝光，并且在显影之后记录干涉图案。这种光刻技术允许使用较短的曝光时间实现大面积衬底的无掩模构图。干涉光刻可以高生产率和低成本地在较大面积上产生周期性纳米结构，因此在新兴的能源、感测、发光和其他应用中起到重要的作用。
通常，干涉光刻可以通过两种不同的方案产生周期性图案，即，劳埃德(Lloyd)反射镜结构和双束全息成像结构。然而，在采用干涉光刻来制备周期性纳米图案时，往往存在由于所用光源的曝光光场不均匀而导致经干涉图案曝光后的光刻胶图案占空比不均匀的问题，从而降低了产品的工艺精度。此外，很多应用中需要获得随位置变化的占空比分布的图案，例如，具有占空比线性变化的图案等。这样的需求通常难以通过干涉光刻的曝光光场获得。因此，对于高生产率且低成本的干涉光刻设备而言，难以满足这样的需求。
因此，需要一种能够提供期望光刻图案的激光干涉光刻设备和方法，其中所述激光干涉光刻设备和方法能够以较高的精度提供期望的光刻图案，而不会显著增加设备的复杂程度和制造成本。
发明内容
本公开的目的在于至少解决上述问题中的一部分或全部。
本公开的一个方面提供了一种激光干涉光刻设备，包括：双光束或多光束激光干涉光刻设备，被配置为对涂覆有光刻胶的芯片进行干涉曝光；泛光光源，具有可被图案化的光场分布，并被配置为对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光；以及控制器，被配置为：确定在经干涉曝光的芯片中的第一光场分布；基于所述第一光场分布、预期的图案分布和所述泛光光源的参数，确定所述泛光光源的光场分布，作为第二光场分布；以及基于所述第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，并控制具有经图案化的光场分布的所述泛光光源对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布。
在一个示例中，所述泛光光源还包括离焦模块，被配置为使由所述泛光光源发出的光离焦，以形成经泛化的模糊光斑。
在另一示例中，所述泛光光源还包括电机，被配置为通过使所述泛光光源小幅移动，以形成经泛化的模糊光斑。
在另一示例中，所述泛光光源还可以包括光场图案化模块，其中所述控制器还被配置为经由所述光场图案化模块对所述泛光光源的光场分布进行图案化，以具有所述第二光场分布。
在另一实施例中，所述激光干涉光刻设备还可以包括显影单元，被配置为对经过泛曝光的芯片进行显影。
本公开的另一方面提供了一种激光干涉光刻方法，可以包括：对涂覆有光刻胶的芯片执行干涉曝光；以及对经干涉曝光的芯片执行图案化泛曝光，其中执行图案化泛曝光包括：确定在所述经干涉曝光的芯片中的第一光场分布；基于所述第一光场分布、预期的图案分布和用于所述图案化泛曝光的泛光光源的参数，确定所述泛光光源的光场分布，作为第二光场分布；以及基于所述第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，并控制具有经图案化的光场分布的所述泛光光源对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布。
在一个示例中，所述激光干涉光刻方法可以附加地包括：对经泛曝光的芯片执行显影处理。
在另一示例中，确定所述第一光场分布包括：对经干涉曝光的样品进行显影；通过扫描电子显微镜对经显影的芯片的轮廓进行检测；以及基于检测到的轮廓，确定在经干涉曝光的芯片中的第一光场分布。
在另一示例中，确定所述第二光场分布可以包括：响应于确定所述预期的图案分布为具有均匀占空比的周期性图案，确定在所述第一光场分布较小的位置处施加较高的泛曝光剂量，且在所述第一光场分布较大的位置处施加较低的泛曝光剂量。
在另一示例中，确定所述第二光场分布可以包括：确定所述第二光场分布包括：响应于确定所述预期的图案分布是具有空间调制的占空比的图案分布，确定所述第二光场分布，使得经泛曝光的芯片中形成所述具有空间调制的占空比的图案分布。
附图说明
图1示出了根据本公开示例实施例的光纤型双光束激光干涉光刻设备的架构；
图2A至图2C示出了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备的构思原理图；
图3示出了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备的架构图；
图4示出了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻方法的流程图；
图5示出了根据本公开示例实施例的泛曝光工艺的流程图；
图6A和图6B示出了利用根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备和方法得到在4英寸样品上制造的周期性图案的样品图和在不同位置处的电镜扫描图；以及
图7A和图7B示出了示出了利用根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备和方法在4英寸样品上制造具有受调制的占空比的图案的样品图和电镜扫描图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“使A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“系、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。
附图中，相同或相似的附图标记用于表示相同或相似的结构。
图1示出了根据本公开示例实施例的光纤型双光束激光干涉光刻设备的架构。
具体地，根据本公开示例实施例的光纤型双光束激光干涉光刻设备包括激光源110和光纤分束器120。激光源110可以是单频紫外激光器，其输出高相干性的单频紫外光。例如，激光源110的波长可以是266nm、351nm、355nm、360nm或其他紫外或近紫外波长。高相干性的单频紫外光通过单模保偏光纤(PMF)输出至光纤分束器120。在优选实施例中，光纤分束器120可以同样是偏振保持的，并用于将输入的高相干性的单频紫外光分为至少两个子激光束。所述至少两个子光束形成干涉图案，从而对位于操作台上的且被诸如夹持器夹持的芯片进行干涉曝光。
此外，该光纤型双光束激光干涉光刻设备还可以附加地包括控制器140、光电探测器150、致动器130和片状分束器。如图1所示，例如压电陶瓷的致动器130可以位于光纤分束器120的至少一个分支上，使得控制器140能够基于光电探测器150对干涉图案的检测，来控制该致动器130改变其所在分支上的子光束的相位以改变干涉图案。
以下将以图1所示的光纤型双光束激光干涉光刻设备作为双光束或多光束激光干涉光刻设备的例示，然而，应清楚的是本发明构思不仅适用于如图1所示的光纤型双光束激光干涉光刻设备，而且还适应于劳埃德反射镜结构及其他双光束或多光束激光干涉光刻设备。
图2A至图2C示出了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备的构思原理图。图2A至图2C以采用正性光刻胶的情况为例示出了在理想干涉图案、未经泛曝光处理的实际干涉图案以及经过泛曝光补偿的补偿干涉图案下产生的周期性图案的示意图。
如图2A所示，在理想情况下，干涉图案具有完美的周期性。此时，由于采用正性光刻胶，所以曝光剂量在光分布高于光刻胶损伤阈值剂量的位置处，光刻胶被洗掉。这样，就可以构造具有完美周期性的图案。然而，由于曝光光场往往不均匀(通常为高斯光束)，因此，会造成干涉图案曝光后的光刻胶图案占空比不均匀，如图2B所示。
为了克服上述问题，本申请提出在干涉曝光后采用图案化泛曝光来补偿由于干涉曝光的光场不均匀而导致的制造器件的工艺误差，例如，周期型器件的占空比不均匀的问题。具体地，可以在经过图2B所示的干涉图案的曝光之后，采用发射波长在光刻胶的敏感波长范围内的泛光光源进行图案化泛曝光(patterned flood exposure)，或简称为泛曝光，以补偿干涉曝光的光场不均匀。具体地，可以设计泛光光源的光场分布，使得在经泛曝光的芯片中的累积曝光剂量分布能够展现具有均匀的占空比的图案，如图2C所示。或者，更进一步，设计泛光光源的光场分布，使得在经泛曝光的芯片中的累积曝光剂量分布能够展现预期的光场分布，从而得到预期的光刻图案。也就是说，通过采用图案化泛曝光来对干涉曝光进行补偿的方法，不仅可以获得占空比均匀的周期性结构，也可以获得经空间调制的占空比分布，例如，获得占空比在一定范围内线性变化、占空比周期变化、占空比成径向变化，甚至任何给定图案等。
还应注意的是，尽管图2A至图2C以正性光刻胶为例示出了本申请的发明构思，然而本申请不限于此，本申请同样可以应用于负性光刻胶、反转胶等多种类型的光刻胶。
以下参考图3至图5描述根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备和方法。
具体地，图3示出了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备的架构图。如图3所示，根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备包括双光束或多光束激光干涉光刻设备310、泛光光源320和控制器330。具体地，双光束或多光束激光干涉光刻设备310用于对涂覆有光刻胶的样品芯片进行激光干涉曝光。控制器330可以确定在经干涉曝光的芯片中的第一光场分布；基于所述第一光场分布、预期的图案分布和泛光光源320的参数(例如，波长、功率等)，确定所述泛光光源的光场分布，作为第二光场分布；以及基于所述第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，并控制具有经图案化的光场分布的所述泛光光源对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布。
双光束或多光束激光干涉光刻设备310例如可以采用如图1所示的光纤型双光束或多光束激光干涉光刻设备来实现，其可以被配置为对涂覆有光刻胶的芯片进行干涉曝光。例如，所述双光束或多光束激光干涉光刻设备310可以包括：激光光源，被配置为发射高相干性的紫外/近紫外单频光(例如，波长为405nm)；输入耦合光纤，配置为将来自激光光源的相干激光光束耦合至光纤分束器；光纤分束器，配置为将来自输入耦合光纤的相干激光分束为至少两个子激光束，并且通过两个或多个输出耦合光纤输出所述子激光束，从而对涂覆有光刻胶的芯片进行干涉曝光。
泛光光源320可以具有可被图案化的光场分布，并被配置为对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，即，利用经图案化的泛化光斑对芯片进行曝光。具体地，泛光光源320可以包括离焦模块，其中所述离焦模块可以由离焦光学器件来实现，其被配置为使由所述泛光光源发出的光离焦(out of focus)，以形成经泛化的模糊光斑。或者，泛光光源320还可以备选地包括电机，该电机被配置为使所述泛光光源小幅移动，以形成经泛化的模糊光斑。此外，泛光光源320通常还可以包含例如空间光调制器的光场图案化模块，以用于形成图案化的灰度光场分布。此外，泛光光源320可以与双光束或多光束激光干涉光刻设备310所包括的激光光源具有相同或不同的波长，只要二者均是在光刻胶的敏感波长范围内即可。在示例中，可以选用405nm或365nm作为泛光光源的波长。
控制器330可以实现为一个或多个处理模块。该一个或多个处理模块能够确定在经干涉曝光的芯片中的第一光场分布。在一个实施例中，所述确定第一光场分布可以包括：利用显影设备对经干涉曝光的样品进行显影；通过例如扫描电子显微镜的检测仪器对显影后的芯片的轮廓进行检测；并基于检测到的轮廓，确定在经干涉曝光的芯片中的第一光场分布。
在确定所述第一光场分布之后，所述控制器330还可以基于所确定的第一光场分布、预期的图案分布和泛光光源的参数，来确定泛光光源的光场分布，作为第二光场分布；并基于确定出的第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，且控制具有经图案化的光场分布的泛光光源320对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布。例如，如图2A至图2C所示，如果能够确定第一光场分布如图2B所示且预期的图案分布为具有图2A所示的均匀占空比的图案，那么在泛光光源与双光束或多光束激光干涉光刻设备所包括的激光光源具有相同波长的情况下，可以基于上述图案的差异来确定第二光场分布。在一个具体实施方式中，可以通过实验获取针对补偿值的经验性表格，并通过查表获得要得到目标占空比分布需要的泛曝光剂量分布。当然，在二者不具备相同波长的情况下，通过考虑该波长下的光对经干涉曝光的芯片内的第一光场分布的影响，来确定第二光场分布。更具体地，对于预期图案为具有均匀占空比的周期性图案的情况，在第一光场分布较小(即，干涉曝光剂量较小)的位置处施加较高的泛曝光剂量，且在第一光场分布较大(即，干涉曝光剂量较大)的位置处施加较低的泛曝光剂量，如图2C所示。
备选地，根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备还可以附加地包括显影单元，被配置为对经过泛曝光的芯片进行显影。
以上示出了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备，该激光干涉光刻设备通过采用图案化泛曝光来补偿干涉曝光，即，根据干涉曝光后所得的第一光场分布来确定泛光光源的光场分布并基于此进行泛曝光补偿，可以实现任何给定的光刻图案等，即，能够可控地以较高的精度提供期望的光刻图案，而不会显著增加设备的复杂程度和制造成本。所形成的干涉光刻图案可以是一维的光栅结构，也可以是二维的点阵、孔阵等结构。所形成的图案的应用包括分布反馈(DFB)激光器、场发射显示器(FED)、液晶显示器(LCD)、先进数据存储应用、光栅、度量标准和Moth-Eye亚波长结构(SWS)等。
应注意，尽管以上描述以分立的形式阐述了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备所包括的部件，然而上述部件可以分立地形成，也可以集成为一个系统。此外，上述部件也可以被拆分为多个部件，或相互组合为一个或多个部件而不影响本公开的实施。
图4示出了根据本公开示例实施例的激光干涉光刻方法的流程图。根据本公开示例实施例的激光干涉光刻方法总体上可以包括：在操作S410，对涂覆有光刻胶的芯片执行干涉曝光；以及在操作S420，对经干涉曝光的芯片执行图案化泛曝光。在优选实施例中，在涂覆光刻胶之后，还可以附加地执行匀胶处理，以使所述光刻胶均匀涂覆。此外，所述激光干涉光刻方法还可以包括执行显影处理，即，对经泛曝光的芯片执行显影处理，从而最终能够提供期望的光刻图案。
图5示出了根据本公开示例实施例的泛曝光工艺的流程图。具体地，执行泛曝光的操作S420可以进一步包括操作S421至S423。
在操作S421，确定在所述经干涉曝光的芯片中的第一光场分布。如上所述，确定第一光场分布可以包括：利用显影设备对经干涉曝光的样品进行显影；通过例如扫描电子显微镜的检测仪器对显影后的芯片的轮廓进行检测；并基于检测到的轮廓，确定在经干涉曝光的芯片中的第一光场分布。
在操作S422，基于所述第一光场分布、预期的图案分布和用于所述泛曝光的泛光光源的参数，确定所述泛光光源的光场分布，作为第二光场分布。对于预期图案分布是具有均匀占空比的周期性图案的情况，确定第二光场分布包括在第一光场分布较小(即，干涉曝光剂量较小)的位置处施加较高的泛曝光剂量，且在第一光场分布较大(即，干涉曝光剂量较大)的位置处施加较低的泛曝光剂量。然而，对于预期图案分布是具有空间调制的占空比的图案分布，可以确定所述第二光场分布，使得经泛曝光的芯片中形成所述具有空间调制的占空比的图案分布。
在操作S423，基于所述第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，并控制具有经图案化的光场分布的所述泛光光源对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布。例如，当所述泛光光源中配置有例如空间光调制器的光场图案化模块时，可以通过经由所述光场图案化模块对所述泛光光源的光场分布进行图案化，以具有所述第二光场分布。
可见，根据本公开示例实施例的激光干涉光刻方法通过采用泛曝光来补偿干涉曝光，即，根据干涉曝光后所得的第一光场分布确定泛光光源的光场分布并基于此进行泛曝光补偿，可以实现任何给定的光刻图案等，即，能够可控地以较高的精度提供期望的光刻图案，而不会显著增加设备的复杂程度和制造成本。通过采用根据本公开示例实施例所示的设备和方法形成的干涉光刻图案可以是一维的光栅结构，也可以是二维的点阵、孔阵等结构。所形成的图案的应用包括分布反馈(DFB)激光器、场发射显示器(FED)、液晶显示器(LCD)、先进数据存储应用、光栅、度量标准和Moth-Eye亚波长结构(SWS)等。
图6A示出了利用根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备和方法得到的4英寸样品的周期性图案的样品图，且图6B示出了在该4英寸样品上周期性图案在从a至t的不同位置处的电镜扫描图。如图6A和图6B所示，通过采用根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备和方法，能够在大芯片的情况下制作占空比稳定的周期性图案的器件，从而在没有显著增加设备的复杂程度和制造成本的情况下提供了性能改善的器件。此外，图7A示出了示出了利用根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备和方法在4英寸样品上制造具有空间调制的占空比的图案的样品图，且图7B示出了该4英寸样品上的分别对应于背景、字母“H”、字母“K”和字母“U”的位置处的电镜扫描图。从图7A和图7B可以看出，可以将根据本公开示例实施例的激光干涉光刻设备和方法应用于制造具有空间调制的占空比的图案，突破了激光干涉光刻设备和方法的应用限制。据此，可以对现有的干涉光刻系统进行改进，从而用于在较大的面积上产生具有周期性或不具有周期性的期望纳米结构。
此外，还应注意，尽管本申请以执行干涉曝光后执行图案化泛曝光的顺序描述了本发明构思，但是，本领域技术人员应清楚。执行干涉曝光和执行图案化曝光的顺序可以是相反的，即，可以在执行泛曝光之后再执行干涉曝光。此外，二者也可以是基本同时执行的。附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域技术人员可以理解，尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。
Claims (9)
1.一种激光干涉光刻设备，包括：
双光束或多光束激光干涉光刻设备，被配置为对涂覆有光刻胶的芯片进行干涉曝光；
泛光光源，具有可被图案化的光场分布，并被配置为对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而对干涉曝光进行补偿；以及
控制器，被配置为：
确定在经干涉曝光的芯片中的第一光场分布；
基于所述第一光场分布、预期的图案分布和所述泛光光源的参数，确定所述泛光光源的光场分布，作为第二光场分布；以及
基于所述第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，并控制具有经图案化的光场分布的所述泛光光源对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布，
其中，所述泛光光源包括光场图案化模块，以及
其中，所述控制器还被配置为经由所述光场图案化模块对所述泛光光源的光场分布进行图案化，以具有所述第二光场分布。
2.根据权利要求1所述的激光干涉光刻设备，其中所述泛光光源还包括离焦模块，被配置为使由所述泛光光源发出的光离焦，以形成经泛化的模糊光斑。
3.根据权利要求1所述的激光干涉光刻设备，其中所述泛光光源还包括电机，被配置为使所述泛光光源小幅移动，以形成经泛化的模糊光斑。
4.根据权利要求1所述的激光干涉光刻设备，还包括显影单元，被配置为对经过泛曝光的芯片进行显影。
5.一种激光干涉光刻方法，包括：
对涂覆有光刻胶的芯片执行干涉曝光；以及
经由具有可被图案化的光场分布的泛光光源对经干涉曝光的芯片执行图案化泛曝光，从而对干涉曝光进行补偿，
其中执行图案化泛曝光包括：
确定在所述经干涉曝光的芯片中的第一光场分布；
基于所述第一光场分布、预期的图案分布和用于所述图案化泛曝光的泛光光源的参数，确定所述泛光光源的光场分布，作为第二光场分布；以及
基于所述第二光场分布，对所述泛光光源的光场分布进行图案化，并控制具有经图案化的光场分布的所述泛光光源对经干涉曝光的芯片进行图案化泛曝光，从而在经泛曝光的芯片中形成所述预期的图案分布，
其中，所述泛光光源包括光场图案化模块，以及
其中，经由所述光场图案化模块对所述泛光光源的光场分布进行图案化，以具有所述第二光场分布。
6.根据权利要求5所述的激光干涉光刻方法，还包括：对经泛曝光的芯片执行显影处理。
7.根据权利要求5所述的激光干涉光刻方法，确定所述第一光场分布包括：
对经干涉曝光的样品进行显影；
通过扫描电子显微镜对经显影的芯片的轮廓进行检测；以及
基于检测到的轮廓，确定在经干涉曝光的芯片中的所述第一光场分布。
8.根据权利要求5所述的激光干涉光刻方法，其中确定所述第二光场分布包括：响应于确定所述预期的图案分布为具有均匀占空比的周期性图案，确定在所述第一光场分布较小的位置处施加较高的泛曝光剂量，且在所述第一光场分布较大的位置处施加较低的泛曝光剂量。
9.根据权利要求5所述的激光干涉光刻方法，其中确定所述第二光场分布包括：响应于确定所述预期的图案分布是具有空间调制的占空比的图案分布，确定所述第二光场分布，使得经泛曝光的芯片中形成所述具有空间调制的占空比的图案分布。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0915384A2 (en) * | 1997-11-06 | 1999-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Dual exposure method and device manufacturing method using the same |
| KR100759701B1 (ko) * | 2006-08-17 | 2007-09-17 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 마이크로 렌즈 제조 장치 및 이를 이용한 마이크로 렌즈제조 방법 |
| CN103412467A (zh) * | 2013-08-12 | 2013-11-27 | 中山新诺科技有限公司 | 沿扫描方向进行均匀性补偿装置及利用该装置进行均匀性补偿方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US6420101B1 (en) * | 2000-06-21 | 2002-07-16 | Infineon Technologies A G | Method of reducing post-development defects in and around openings formed in photoresist by use of non-patterned exposure |
| KR100687858B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2007-02-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 패터닝 방법 |
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| CN101482705B (zh) * | 2009-02-23 | 2011-02-02 | 上海微电子装备有限公司 | 光刻机扫描曝光系统及其扫描曝光方法 |
| US8568964B2 (en) * | 2009-04-27 | 2013-10-29 | Tokyo Electron Limited | Flood exposure process for dual tone development in lithographic applications |
| US9746774B2 (en) * | 2014-02-24 | 2017-08-29 | Tokyo Electron Limited | Mitigation of EUV shot noise replicating into acid shot noise in photo-sensitized chemically-amplified resist (PS-CAR) |
| CN104570621B (zh) * | 2015-01-14 | 2016-06-15 | 清华大学 | 一种双光束曝光系统中光栅衍射波面误差的反馈调节方法 |
| KR102330320B1 (ko) * | 2015-01-27 | 2021-11-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광학 패턴 형성장치 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0915384A2 (en) * | 1997-11-06 | 1999-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Dual exposure method and device manufacturing method using the same |
| KR100759701B1 (ko) * | 2006-08-17 | 2007-09-17 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 마이크로 렌즈 제조 장치 및 이를 이용한 마이크로 렌즈제조 방법 |
| CN103412467A (zh) * | 2013-08-12 | 2013-11-27 | 中山新诺科技有限公司 | 沿扫描方向进行均匀性补偿装置及利用该装置进行均匀性补偿方法 |
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