CN1607463A - 声光调频一次曝光成像干涉光刻方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
声光调频一次曝光成像干涉光刻方法及其系统，其特征是使用两个声光调频器，将从激光器发出的波长为λ的激光的频率产生移动，形成一束波长为λ+Δλ的激光，用于在x方向离轴照明光掩模；形成一束波长为λ－Δλ的激光，用于在y方向离轴照明同一光掩模；用波长为λ的激光垂直照明光掩模，由于三束光为不相干涉光，因此三束光各自产生的像在硅片表面非相干叠加，形成最终的掩模像。该方法原理简单，无须用三台波长不同的激光器，或先后分别进行三次曝光，只需同时进行三波长一次曝光就可以完成成像干涉光刻曝光，而且用衰减滤光器可调节垂直照明，x方向倾斜照明和y方向倾斜照明的光强度以改变三束光的曝光量比例以优化像质；同时在参考光Rx、Ry光路中设置滤光片，以调节x方向、y方向曝光时零级光与高频分量的强度比，以利优化像质。
Description
技术领域
本发明涉及一种声光调频一次曝光成像干涉光刻方法及其系统，属于对产生微细图形的三次曝光成像干涉光刻方法和系统的改进。
背景技术
一般的成像干涉光刻方法和系统由激光器、扩束器、准直器和空间滤波器、反射装置、光掩模、成像光学系统及抗蚀剂硅片等组成，并且采用三次曝光过程完成干涉光刻成像，文献Steven R.J.Brueck，Imaging interferometriclithography，Microlithography World，Winter 1998，2-10.和文献Xiaolan Chen and S.R.J.Brueck，Imaging interferometric lithography：AWavelength division multiplex approach to extending opticallithogaraphy，J.Vac.Sci.Technol.B 16(6)：3392-3397，Nov./Dec.1998中介绍了关于成像干涉光刻(三次曝光)技术。这种三次曝光技术原理图如图2所示，首先用垂直照明光照明光掩模进行第一次投影成像光刻曝光；其次用在x方向偏离的离轴光照明光掩模进行第二次投影成像光刻曝光；最后用在y方向偏离的离轴光照明光掩模进行第三次投影成像光刻曝光。成像干涉光刻具有传统投影光刻产生任意图形(由光掩模确定)的能力，同时具有干涉光刻技术的高分辨能力。但是，这种三次曝光成像干涉光刻的不足之处在于曝光工艺复杂，三次曝光间的对准难；低频分量重复用于曝光，降低了高频成分的调制传递函数，降低图像对比度和分辨率，以及三次曝光使曝光周期加长，降低曝光效率。
发明内容
本发明需要技术解决问题是：克服现有方法和系统的不足，提供一种只需进行一次曝光，能调节高低频成分曝光强度比，提高对比度和分辨率以及缩短曝光时间和提高曝光效率的新的成像干涉光刻方法及其系统。
本发明所采用技术方案是：声光调频一次曝光成像干涉光刻方法，其特点在于：采用声光调频器使从激光器输出的波长为λ的激光，调频为具有波长差为Δλ的两束光λ+Δλ和λ-Δλ，使三束光互不相干，用它们分别垂直照明光掩模、x方向偏置照明光掩模以及y方向偏置照明光掩模，通过成像系统一次完成曝光。此外，利用变密度衰减滤光器，调制上述三束光的相对强度，提高对比度和分辨率；利用零级参考光束滤光片，调节x方向、y方向曝光时掩模图形高低频光强度比，以提高图象对比度和分辨率。
利用上述方法组成的声光调频一次曝光成像干涉光刻系统，包括波长为λ的激光器、三束分束器、声光调频器、扩束准直空间滤波器、反射镜、可移动反射镜、光掩模、成像系统、抗蚀剂硅片，激光器发出的激光经三束分束器分成具有一定夹角和强度近似相等的三束光，其中一光束经过扩束准直空间滤波器变成平行光垂直照明光掩模，而另外两光束分别经过声光调频器变成波长为λ+Δλ和λ-Δλ的光，再经过扩束准直空间滤波器变成平行光，经反射镜及可移动反射镜照明光掩模；照明光掩模的光束经光掩模衍射和成像系统成像到抗蚀剂硅片上；另外两光束经掩模衍射后，经过可移动反射镜，到达抗蚀剂硅片上。
三束分束器可以为部分反射部分透射的单一分束器或组合分束器，或为衍射光栅，或为二元光学元件，或为全息光学元件；声光调频器为用于改变激光频率而不改变相干性的高转换效率声光器件；在三束分束器后还加有用于分别调节三束光的相对强度以提高图象对比度和分辨率的变密度衰减滤光器；在由声光调频器调频的两束光经过光掩模后的参考光路中还设置有零级参考光束滤波片，用于调节x方向、y方向曝光时掩模图形高低频光强度比，以提高图象对比度和分辨率。
本发明与现有方法和系统相比有以下优点：
(1)由于采用声光调频器改变激光波长，可将用同一波长激光进行三次曝光的成像干涉光刻变成用三个波长一次曝光完成的成像干涉光刻，也无须采用三台激光器分别用于三次曝光，减少曝光次数，提高曝光效率。该方法和系统采用三束分束器，使光束分成强度近似相等的有一定夹角的三束光，然后在其中的两束光光路中，分别加上一台声光调频器产生波长移动，声光调频效率高，光束质量好，可以满足高分辨成像干涉光刻的要求。
(2)由于本发明采用一次曝光，也减少了三次曝光之间图形的对准困难和工艺复杂性。
(3)本发明在三束光中采用变密度衰减滤波器，便于调节三束光的相对曝光强度。
(4)本发明在x、y方向偏置照明时，在零级衍射光路中置入零级参考光束衰减滤光片(插片式)便于调节偏置曝光时高低频成分的强度比，有利于提高像对比度和分辨率。
附图说明
图1为本发明的声光调频一次曝光成像干涉光刻方法和系统示意图；
图2为现有技术中的三次曝光成像干涉光刻方法和系统示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的声光调频成像干涉光刻系统包括有激光器1、三束分束器2、变密度衰减滤光器3、声光调频器4、扩束准直空间滤波器5、反射镜6、可移动反射镜7、光掩模8、零级衰减滤光片9、成像系统10、可移动反射镜11、抗蚀剂硅片12，激光器1发出的激光经三束分束器2分成有一定夹角和强度近似相等的三束光①、②和③，三束光分别经过三个变密度衰减滤光器后，光束①经过扩束准直空间滤波器5变成平行光垂直照明光掩模8，而光束②和③分别经过声光调频器4变成波长为λ+Δλ和λ-Δλ的光，再经过扩束准直空间滤波器5变成平行光，经反射镜6及可移动反射镜7照明光掩模8；照明光掩模的光束①经光掩模8衍射和成像系统10成像到抗蚀剂硅片12上；光束②和③经掩模衍射后，通过成像系统的高频分量与经过零级衰减滤光片9和可移动反射镜11，而到达抗蚀剂硅片12的零级光干涉成像。x、y方向偏置角较小时，光束②和③经光掩模8后的零级衍射光经过零级衰减滤光片9后，直接经过成像系统10(无须另加可移动反射镜11)与高频分量在抗蚀剂硅片12上干涉成像。至此，完成光掩模8在光束①、②和③的照明下，由成像系统10成像到抗蚀剂硅片12上。
变密度衰减滤光器3调节光束①、②、③的相对强度，调节三个波长像的相对强度；零级衰减滤光片9调节x、y方向偏置照明时零级光与高频分量的强度比，目的都在于提高对比度，改善光刻分辨率。
Claims (9)
1.声光调频一次曝光成像干涉光刻方法，其特征在于包括下列步骤：采用声光调频器使从激光器输出的波长为λ的激光，调频为具有波长差为Δλ的两束光λ+Δλ和λ-Δλ，使三束光互不相干，用它们分别垂直照明光掩模、x方向偏置照明光掩模以及y方向偏置照明光掩模，通过成像系统一次完成曝光。
2.根据权利要求1所述的声光调频一次曝光成像干涉光刻方法，其特征在于：利用变密度衰减滤光器，调制上述三束光的相对强度，提高对比度和分辨率。
3.根据权利要求1所述的声光调频一次曝光成像干涉光刻方法，其特征在于：利用零级参考光束滤光片，调节x方向、y方向曝光时掩模图形高低频光强度比，以提高图象对比度和分辨率。
4.声光调频一次曝光成像干涉光刻系统，其特征在于：包括波长为λ的激光器(1)、三束分束器(2)、声光调频器(4)、扩束准直空间滤波器(5)、反射镜(6)、可移动反射镜(7)、光掩模(8)、成像系统(10)、可移动反射镜(11)、抗蚀剂硅片(12)，激光器(1)发出的激光经三束分束器(2)分成具有一定夹角和强度近似相等的三束光，其中一光束经过扩束准直空间滤波器(5)变成平行光垂直照明光掩模(8)，而另外两光束分别经过声光调频器(4)变成波长为λ+Δλ和λ-Δλ的光，再经过扩束准直空间滤波器(5)变成平行光，经反射镜(6)及可移动反射镜(7)照明光掩模(8)；照明光掩模的光束经光掩模(8)衍射和成像系统(10)成像到抗蚀剂硅片(12)上；另外两光束经掩模衍射后，经过可移动反射镜(11)，到达抗蚀剂硅片(12)上。
5.根据权利要求4所述的声光调频一次曝光成像干涉光刻系统，其特征在于：所述的三束分束器(2)可以为部分反射部分透射的单一分束器或组合分束器，或为衍射光栅，或为二元光学元件，或为全息光学元件。
6.根据权利要求4所述的声光调频一次曝光成像干涉光刻系统，其特征在于：所述的声光调频器(4)为用于改变激光频率而不改变相干性的高转换效率声光器件。
7.根据权利要求4所述的声光调频一次曝光成像干涉光刻系统，其特征在于：在三束分束器(2)后还加有用于分别调节三束光的相对强度以提高图象对比度和分辨率的变密度衰减滤光器(3)。
8.根据权利要求4所述的声光调频一次曝光成像干涉光刻系统，其特征在于：在由声光调频器(4)调频的两束光经过光掩模(8)后的参考光路(Rx和Ry)中还设置有零级参考光束滤波片(9)，用于调节x方向、y方向曝光时掩模图形高低频光强度比，以提高图象对比度和分辨率。
9.根据权利要求4所述的声光调频一次曝光成像干涉光刻系统，其特征在于：在x、y方向偏置角较小或成像系统孔径较大时，光束②和③经过掩模的零级衍射光直接经过零级衰减滤光片(9)和成像系统(10)，无需经过可移动反射镜(11)，与相应的高空间频率成分干涉成像。
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|---|---|---|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100483256C (zh) * | 2005-11-10 | 2009-04-29 | 中国科学院光电技术研究所 | 采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法和系统 |
| CN100483257C (zh) * | 2005-11-23 | 2009-04-29 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种采用白激光的成像干涉光刻方法和系统 |
| CN102636968A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-08-15 | 上海理工大学 | 任意槽形光栅结构的全息曝光装置及其曝光方法 |
| CN102707583A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-03 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 可用于制作光子晶体掩膜层的多光束曝光系统及方法 |
| CN102707584A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-03 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 可用于制作光子晶体掩膜层的双光束曝光系统及方法 |
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