專利名稱：一種采用五次曝光的成像干涉光刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用五次曝光的成像干涉光刻方法，屬于對產(chǎn)生高分辨微細圖形的成像干涉光刻技術(shù)的改進。
背景技術(shù)：
成像干涉光刻技術(shù)是一種提高光刻分辨率的新型光刻技術(shù)，一般成像干涉光刻采用三次曝光垂直于掩模的低空間頻率(主要為零級)曝光、沿+X方向的高空頻偏置曝光和沿+Y方向的高空頻偏置曝光。文獻S.R.J.Brueck，ImagimgInterferometric Lithography，Microlithography World，Winter 1998，2-11和文獻Xiaolan Chen and S.R.J.Brueck，Imaging Interferometric LithographyAWavelength Division Multiplex Approach to Extending Optical Lithagraphy，J.Vac.Sci.Technol.B16(6)3392-3397，Nov/Dec，1998中介紹了成像干涉光刻原理和一般三次曝光成像干涉光刻方法，未論及本發(fā)明首次提出的采用五次曝光的成像干涉光刻方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用五次曝光的成像干涉光刻方法，可進一步提高圖形對比度和分辨率，并改善離焦情況下抗蝕劑特征圖形的橫向位移誤差，提高圖形空間位置精度。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種采用五次曝光的成像干涉光刻方法，其特點在于在傳統(tǒng)三次曝光成像干涉光刻方法中增加了沿-X方向和沿-Y方向的偏置曝光，使這兩個方向的頻譜分量參與成像，具體如下(1)沿垂直于掩模的低空間頻率(主要為零級)曝光；(2)沿+X方向的高空間頻率偏置曝光；(3)沿-X方向的偏置曝光，使該方向的頻譜分量參與成像；(4)沿+Y方向的高空間頻率偏置曝光；
(5)沿-X方向的偏置曝光，使該方向的頻譜分量參與成像，從而實現(xiàn)五次曝光的成像干涉光刻方法。
本發(fā)明所述的采用五次曝光的成像干涉光刻方法中，-X方向和+X方向的兩次偏置照明曝光可以合成一次曝光，同樣-Y方向和+Y方向的兩次偏置照明曝光也可以合成一次曝光。
本發(fā)明的原理是由于掩模圖形的傅立葉頻譜分布中包括了直流分量(零級)和沿+X和-X以及沿+Y和-Y方向分布的較高級頻譜分量。在三次曝光成像干涉光刻中，采用(零級)垂直曝光和+X及+Y方向偏置曝光。由于+X和+Y方向的傾斜照明，使曝光得到的抗蝕劑圖形在離焦情況下產(chǎn)生橫向位移，給光刻帶來麻煩，使特征圖形空間位置隨離焦量而變化，為克服其不足，本發(fā)明提出增加-X和-Y方向偏置照明曝光，計算模擬表明不僅減小了上述的圖形橫向位移誤差，而且大大提高了圖形對比度和分辨率。
本發(fā)明與現(xiàn)有三次曝光成像干涉光刻方法相比具有以下優(yōu)點(1)減小了抗蝕劑圖形特征的橫向位移誤差；(2)增大了圖形對比度和分辨率；(3)增大了曝光量寬容度，放寬了調(diào)焦要求。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖；圖2為本發(fā)明的原理示意圖；圖3為本發(fā)明的原理示意圖；圖4為本發(fā)明的掩模示意圖；圖5為本發(fā)明的掩模的傅立葉頻譜分布示意圖；圖6為實現(xiàn)本發(fā)明的采用五次曝光的成像干涉光刻方法的系統(tǒng)原理圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3所示，為本發(fā)明的一種采用五次曝光的成像干涉光刻方法示意圖。五次曝光成像干涉光刻技術(shù)包括在傳統(tǒng)三次曝光成像干涉光刻技術(shù)基礎(chǔ)上，增加-X方向和-Y方向偏置照明曝光，構(gòu)成五次曝光成像干涉光刻。傳統(tǒng)成像干涉光刻的三次曝光包括圖1中的垂直照明掩模的低空頻成份像曝光①，偏置角為θx的沿+X方向的偏置曝光②以及偏置角為θy的沿+Y方向的偏置曝光③。本發(fā)明增加偏置角為-θx的沿-X方向的偏置曝光④和增加偏置角為-θy的沿-Y方向的偏置曝光⑤，所增加的兩次曝光與+X，+Y方向偏置曝光類似，只是傾斜角符號為負。
如圖4所示，為一般大規(guī)模集成電路掩模所含圖形示意圖。掩模圖形一般為點、孔、線及其陣列的組合，掩模圖形形狀及尺寸決定其傅立葉變換頻譜分布，而成像干涉光刻曝光次數(shù)取決于這個頻譜分布和所需要的參與成像頻譜成分情況。
如圖5所示，為掩模圖形的傅立葉頻譜分布示意圖。圖中包含直流分量(0)和±1，±2，±3級衍射頻譜。本發(fā)明增加的兩次曝光使沿-X方向的-1，-2，-3級衍射光參與成像，以及使沿-Y方向的-1，-2，-3級衍射光參與成像，而傳統(tǒng)三次曝光成像干涉光刻包括0級、沿+X方向的1，2，3級以及沿+Y方向的1，2，3級衍射光參與成像。
如圖6所示，為實現(xiàn)本發(fā)明的采用五次曝光的成像干涉光刻方法的系統(tǒng)原理圖。
實現(xiàn)五次曝光成像干涉光刻時，由激光器1發(fā)出的激光經(jīng)擴束-空間濾波-準(zhǔn)直系統(tǒng)2(具體實施時，也可在掩模12之前的每束光中各放一個系統(tǒng)2，并移去1后面的系統(tǒng)2)變成平行光，該平行光透過分束器3和4及電動快門5-1為掩模12提供垂直照明，成像透鏡13將掩模12成像到抗蝕劑基片14上，實現(xiàn)垂直照明曝光；由分束器4反射的光束透過分束器6由全反射鏡7和8反射，經(jīng)電動快門5-3為掩模12提供-X方向的偏置照明，實現(xiàn)-X方向偏置曝光；由分束器6反射的激光束；通過電動快門5-2提供+X方向的偏置照明，實現(xiàn)+X方向的偏置曝光；由分束器3反射的激光束通過分束器9由全反射鏡10和11反射并通過電動快門5-5提供-Y方向的偏置照明，成像透鏡13將掩模12成像到抗蝕劑基片14上，實現(xiàn)-Y方向的偏置曝光；由分束器9反射的激光束，經(jīng)過電動快門5-4為掩模提供+Y方向偏置照明，實現(xiàn)+Y方向偏置曝光，于是完成五次曝光成像干涉光刻過程。圖4中光束①、②和③在紙平面內(nèi)，而光束④和⑤分別位于紙平面上方和下方。
電動快門為傳統(tǒng)產(chǎn)品，用于實現(xiàn)光束的通、斷、及通光順序和時間控制，以優(yōu)化各次曝光劑量和曝光劑量比。
所述的五次曝光成像干涉光刻系統(tǒng)，也可實現(xiàn)將+X方向曝光與-X方向曝光合成一次同時曝光，此時只須同時開啟電動快門5-2和5-3；同樣，同時開啟電動快門5-4和5-5，可實現(xiàn)+Y和-Y方向偏置曝光的同時進行。
權(quán)利要求
1.采用五次曝光的成像干涉光刻方法，其特征在于包括下列步驟(1)沿垂直于掩模的低空間頻率曝光；(2)沿+X方向的高空間頻率偏置曝光；(3)沿-X方向的偏置曝光，使該方向的頻譜分量參與成像；(4)沿+Y方向的高空間頻率偏置曝光；(5)沿-Y方向的偏置曝光，使該方向的頻譜分量參與成像，從而實現(xiàn)五次曝光的成像干涉光刻方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用五次曝光的成像干涉光刻方法，其特征在于所述-X方向和+X方向的兩次偏置照明曝光還可以合成一次曝光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用五次曝光的成像干涉光刻方法，其特征在于所述的-Y方向和+Y方向的兩次偏置照明曝光還可以合成一次曝光。
全文摘要
一種采用五次曝光的成像干涉光刻方法，其特征是在傳統(tǒng)三次曝光基礎(chǔ)上，增加了沿－X方向和－Y方向兩次偏置曝光，使參與成像的頻譜成分更加豐富，有利于進一步提高光刻圖形對比度和分辨率，并改善離焦情況下抗蝕劑圖形特征的橫向位移誤差，提高圖形空間位置精度。
文檔編號G02B27/60GK1752850SQ200510086830
公開日2006年3月29日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
發(fā)明者張錦, 馮伯儒, 劉娟 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所