CN1752848A - 采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法和系统 - Google Patents
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Abstract
采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法，其特征在于：采用环形光栅和选通快门装置为三次曝光成像干涉光刻提供垂直于掩模平面的照明、X方向偏置照明和Y方向偏置照明，实现成像干涉光刻的三次曝光。本发明通过选通快门控制，无任何影响系统稳定性的部件，曝光之间无须调整光路和图像对准，用选通快门的开启时间控制三次曝光的曝光剂量，优化曝光剂量比，提高图形对比度和分辨率，改善图形质量，方便、灵活实现三次曝光，有利于提高曝光效率和促进成像干涉光刻实用化。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法和系统，属于对产生微细图形的成像干涉光刻技术的改进。
背景技术
成像干涉光刻技术是一种提高光刻分辨率的新型光刻技术，一般成像干涉光刻需进行三次曝光，其系统一般由激光器、扩束准直器、分束器、反射镜、掩模及成像装置等组成。文献Stener R.J.Brueck，Imaging InterfernmetricLithography，Microlithography World，Winter 1998，2-11和文献Xiaolan Chen andS.R.J.Brueck，Imaging Interferometric Lithography：A Wavelength DivisionMultiplex Approach to Extending Optical Lithography，J.Vac.Sci.Technol：3392-3397，Nov/Dec.1998中介绍了成像干涉光刻技术，但只论及一般的方法和简单的原理，对成像干涉光刻系统的实施和优化方法论及很少，文献中论及的方法是在三次曝光之间采用光路调整，图形对准困难，曝光效率低。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法和系统，只需要由快门控制电源依次选择具体位置的快门并开启快门，通过其后的部分环形光栅的衍射就可方便、快捷地实现成像干涉光刻所需的三次曝光，在三次曝光之间不需要重新调整光路以适应不同空间频率分量的曝光，系统中无任何移动部件，减少振动影响，不存在图像对准问题。并可通过调节快门的开启时间控制曝光量和三次曝光的相对曝光量比值，可优化曝光频谱特性，提高对比度和分辨率，改善图形质量，系统较易实现，曝光效率提高。
本发明的技术解决方案是：采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法，其特点在于包括下列步骤：
(1)将选通快门和其后的环形光栅置于准直系统和掩模之间，其中选通快门由处于中间、右侧或左侧、上部或下部的3个电动快门组成；
(2)采用中间的选通快门与其对应的环形光栅基板中部的透光孔配合，实现垂直照明掩模曝光；
(3)采用右侧或左侧的选通快门及其后对应的环形光栅部分，实现X方向偏置照明曝光；
(4)采用上部或下部的选通快门及其后对应的环形光栅部分，实现Y方向偏置照明曝光，从而实现成像干涉光刻所需的三次曝光。
通过调节所述的选通快门的开启时间控制每次曝光的时间，即控制曝光量，达到最佳曝光并调节三次曝光之间的相对曝光剂量比；选通快门由快门电源控制开启、关闭和开启时间。
所述的环形光栅为用光刻方法产生的正弦位相光栅，平行光入射到该光栅上，经衍射产生的一束一级衍射光倾斜照明掩模，实现X方向和Y方向偏置照明曝光，其周期由偏置照明角确定。
本发明的原理是：采用选通快门控制光束，使透过的平行光束照明其后面的环形光栅上的不同部分，分别实现成像干涉光刻所需的三次曝光，即垂直照明曝光，X方向和Y方向偏置照明曝光。
采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻系统，其特征在于：主要包括激光器、扩束镜、空间滤波器、准直系统、选通快门及其控制选通快门开启的和开启时间的电源、位于选通快门后面的环形光栅、掩模、成像透镜、抗蚀剂基片，激光器发出的激光束分别经扩束、空间滤波和准直系统变成平行光，平行光由选通快门控制，选择性通过选通快门并与其后对应的环形光栅的中部、右部或左部、上部或下部结合，为成像干涉光刻提供垂直掩模曝光、X方向和Y方向偏置曝光。
本发明与现有方法相比有以下优点：
(1)由快门控制电源控制选通快门，使透过快门的光照明后面环形光栅的不同部分，可以方便、快捷地提供垂直照明和倾斜照明，实现成像干涉光刻所需的垂直照明掩模曝光，X方向偏置照明曝光和Y方向偏置照明曝光。
(2)三次曝光之间无用任何移动部件调节光路要求，不存在图像对准问题，系统更加稳定，有利于优化图形质量。
(3)通过快门开启时间控制每次曝光的剂量和曝光之间的剂量比，利于优化频率成分对图像的作用。
(4)本发明采用环形光栅衍射，提供偏置照明、元件重量轻、易于制作。
附图说明
图1为本发明的采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻系统示意图；
图2为本发明的选通快门示意图；
图3为本发明的环形光栅示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻系统包括激光器1、扩束镜2、空间滤波器3、扩束系统4、选通快门5、环形光栅6、掩模7、成像透镜8、抗蚀剂基片9、快门控制电源10，激光器1发出的激光束经扩束镜2、空间滤波器3和准直系统4变成均匀平面波，该平面波通过由快门控制电源10控制的选通快门5上选定开启的快门照射到快门后面的环形光栅6上的相应部分，经环形光栅6上的中央透光孔垂直照明掩模7，经成像透镜8对抗蚀剂基片9曝光。经环形光栅衍射的一级衍射光(+1级或-1级)在X方向或Y方向偏置照明掩模，实现X方向和Y方向偏置照明曝光，于是完成成像干涉光刻所需的三次曝光。快门开启时间控制曝光剂量和曝光之间的剂量比，利于优化不同空间频率分量的曝光，提高对比度、分辨率和图像质量。
如图2所示，为本发明的选通快门示意图，图中A为中间、B为右部、C为上部的3个选通快门，也可以为中间、左部、下部的3个选通快门。选通快门可以独立开启和关闭，由快门控制电源选择启、闭和开启时间。3个选通快门采用普通定时快门组成即可。
如图3所示，为本发明的环形光栅示意图，图中A‘、B’和C‘分别为与选通快门A、B和C对应的环形光栅部分。环形光栅可用常规光刻方法制作，环形光栅的周期由偏置照明角确定。为了得到较好的成像干涉光刻结果，根据掩模图形结构和空间频率分布、成像透镜参数及需要进入成像透镜参与成像的高空间频率成份等因素，选择合适的X方向和Y方向偏置照明角是至关重要的。偏置照明角实际上就是环形光栅产生的一级衍射光的衍射角。根据衍射光栅原理，平行光入射到环形光栅上的衍射角由环形光栅周期决定。因此，为了得到合适的偏置照明角，必须选择适当的环形光栅，环形光栅的周期由所要求的偏置照明角确定，偏置照明角又由掩模结构和成像透镜参数确定。
Claims (7)
1、采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)将选通快门和其后的环形光栅置于准直系统和掩模之间，其中选通快门由处于中间、右侧或左侧、上部或下部的3个电动快门组成；
(2)采用中间的选通快门与其对应的环形光栅基板中部的透光孔配合，实现垂直照明掩模曝光；
(3)采用右侧或左侧的选通快门及其后对应的环形光栅部分，实现X方向偏置照明曝光；
(4)采用上部或下部的选通快门及其后对应的环形光栅部分，实现Y方向偏置照明曝光，从而实现成像干涉光刻所需的三次曝光。
2、根据权利要求1所述的采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法，其特征在于：通过调节所述的选通快门的开启时间控制每次曝光的时间，即控制曝光量，达到最佳曝光并调节三次曝光之间的相对曝光剂量比。
3、根据权利要求1所述的采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法，其特征在于：所述的选通快门由快门电源控制开启、关闭和开启时间。
4、根据权利要求1所述的采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻方法，其特征在于：所述的环形光栅为用光刻方法制作的正弦位相光栅，其周期由偏置照明角确定。
5、采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻系统，其特征在于：主要包括激光器、扩束镜、空间滤波器、准直系统、选通快门及其控制选通快门开启和开启时间的电源、位于选通快门后面的环形光栅、掩模、成像透镜、抗蚀剂基片，激光器发出的激光束分别经扩束、空间滤波和准直系统变成平行光，平行光由选通快门控制，有选择地通过选通快门并与其后对应的环形光栅的中部、右部或左部、上部或下部结合，为成像干涉光刻提供垂直掩模曝光、X方向和Y方向偏置曝光。
6、根据权利要求5所述的采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻系统，其特征在于：通过改变所述的选通快门的开启时间控制每次曝光的时间，以控制曝光剂量和剂量比。
7、根据权利要求5所述的采用环形光栅和选通快门的成像干涉光刻系统，其特征在于：所述的环形光栅为用光刻方法制作的正弦位相光栅，其周期由偏置照明角确定。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102565904A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-11 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 利用光栅成像扫描光刻制备大尺寸光栅的方法 |
| CN102880005A (zh) * | 2011-07-15 | 2013-01-16 | 株式会社东芝 | 干涉曝光设备、干涉曝光方法以及半导体器件制造方法 |
| CN105805577A (zh) * | 2016-05-07 | 2016-07-27 | 浙江大学 | 对被照面进行可控间歇均匀照明的照明系统 |
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2005
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| CN105805577B (zh) * | 2016-05-07 | 2019-04-02 | 浙江大学 | 对被照面进行可控间歇均匀照明的照明系统 |
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