一种基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统及方法


[0001]本专利技术涉及
DMD
器件成像曝光
，尤其涉及一种基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统及方法
。

技术介绍

[0002]光刻技术是利用光化学反应原理和化学
、
物理刻蚀方法将掩模板上的图案传递到晶圆的工艺技术
。
近年来，光刻技术进步迅速，其光学器件的特征尺寸也不断减小，芯片的性能和集成度也不断提高
。
在经历了接触
/
接近
、
等倍投影
、
缩小步进投影
、
步进扫描投影等曝光方式的变革后的光刻技术的技术节点从
1978
年的
1.5
微米
、1
微米
、0.5
微米
、90
纳米
、45
纳米，一直到如今的
22
纳米
。
但仍有很多问题没有解决，如效率底下，灵活度差，工艺过程复杂，时间成本高等
。
[0003]基于
DMD
数字光刻技术具有低成本，高效率，轻量化等特点，广受国内外学者关注
。
然而，
DMD
数字光刻技术在生成动态掩膜图的过程中会产生一个非整数像素误差，称之为
DMD
像素量化误差，导致光刻后的图形的轮廓边缘会出现锯齿结构
。
为解决上诉问题，国内外学者进行了相关的科研工作，韩国首尔庆和大学
K Kim
等提出一种子图错位叠加曝光方式，在保持紫外线曝光面积的同时，采用振荡技术提高了平版印刷分辨率，由于像素之间的间隙被重叠图案填充，微结构的表面粗糙度得到了改善，但是平滑的表面粗糙度有限
。
南昌航空大学高益庆等通过设计掩模的特征尺寸为
DMD
像素的整数倍来降低
DMD
像素误差，但该方法受限于微结构切片层的设计和处理，使得加工的灵活度下降
。
东北师范大学刘华和郭书平等提出了基于时空协同曝光技术，该技术通过子图的不断重叠填充，使得曝光图案的平滑度提高，但是需要制作大量子图并且过程繁琐，效率低下
。
可见现有的提高光刻分辨率的技术很难满足目前在高精系统中的需求
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统及方法，以解决
DMD
数字光刻技术导致光刻后的图形的轮廓边缘会出现锯齿结构，影响分辨率的问题
。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统，包括紫外线光源
、
均光准直元件
、DMD
芯片
、
反射镜
、
投影物镜和三维移动平台，其中，紫外线光源用于提供紫外线光线；
[0006]所述均光准直元件用于将紫外线光线处理为均匀光束，打到
DMD
芯片上；
[0007]所述
DMD
芯片用于将均匀光束反射到反射镜；
[0008]所述反射镜用于将均匀光束投射入投影物镜中；
[0009]所述投影物镜用于将均匀光束聚焦至三维移动平台；
[0010]所述三维移动平台用于放置待光刻的工件，通过不间断的来回反复移动，对曝光图形的边缘进行不同程度的优化
。
[0011]优选地，三维移动平台来回反复移动的路线由计算终端控制，控制过程包括：
[0012]确定三维移动平台移动位置；
[0013]确定工序数为
N
‑1，将一个像素的长度平均分为
N
份，每份距离为
n
；
[0014]确定三维移动步长，设曝光在第
m
个工序中，
x
轴的步长为
L
x
＝
mn
，
y
轴的步长为
L
y
＝
mn
；
[0015]确定曝光时间，设不经过三维移动的图案最佳曝光时间为
T
，则三维移动曝光在相同步长反复移动的时间为
t
，
t
＝
T/(N
‑
1)
；
[0016]在光刻过程的每个工序中，将三维平台的
X
，
Y
轴同时分别向左和上方向移动
(N
‑
1)n,
再回到初始点，重复该过程，时长为
t。
[0017]优选地，三维移动平台为压电纳米移动平台
。
[0018]优选地，紫外线光源为
405
纳米紫外光源
。
[0019]本专利技术还提供一种基于三维移动曝光提高光刻分辨率的方法，包括以下步骤：
[0020]将
DMD
光刻系统调试到使紫外光源能够通过
DMD
光刻系统内的均光准直元件，并依次经过
DMD
芯片
、
反射镜和投影物镜，将所需曝光图形精准曝光在三维移动平台上；
[0021]将待光刻的工件放置在三维移动平台的精准曝光位置，开启三维移动平台并在光刻过程中，
DMD
芯片同步三维移动平台工作，使曝光图案在三维移动平台上进行不间断的来回反复移动，通过控制三维移动平台的移动路线，对对曝光图形的边缘进行不同程度的优化
。
[0022]优选地，控制三维移动平台的移动路线，包括：
[0023]确定三维移动平台移动位置；
[0024]确定工序，将一个像素的长度平均分为
N
份，每份距离为
n
；
[0025]确定三维移动步长，设曝光在第
m
个过程中，
x
轴的步长为
L
x
＝
mn
，
y
轴的步长为
L
y
＝
mn
；
[0026]确定曝光时间，设不经过三维移动的图案最佳曝光时间为
T
，则三维移动曝光在相同步长反复移动的时间为
t
，
t
＝
T/(N
‑
1)
；
[0027]在光刻过程的每个工序中，将三维平台的
X
，
Y
轴同时分别向左和上方向移动
(N
‑
1)n,
再回到初始点，重复该过程，时长为
t。
[0028]优选地，确定三维移动平台移动位置包括使曝光图形的
X
，
Y
轴与三维移动平台的
X
，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统，其特征在于，包括紫外线光源
、
均光准直元件
、DMD
芯片
、
反射镜
、
投影物镜和三维移动平台，其中，紫外线光源用于提供紫外线光线；所述均光准直元件用于将紫外线光线处理为均匀光束，打到
DMD
芯片上；所述
DMD
芯片用于将均匀光束反射到反射镜；所述反射镜用于将均匀光束投射入投影物镜中；所述投影物镜用于将均匀光束聚焦至三维移动平台；所述三维移动平台用于放置待光刻的工件，通过不间断的来回反复移动，对曝光图形的边缘进行不同程度的优化
。2.
根据权利要求1所述的基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统，其特征在于，所述三维移动平台来回反复移动的路线由计算终端控制，控制过程包括：确定三维移动平台移动位置；确定工序数为
N
‑1，将一个像素的长度平均分为
N
份，每份距离为
n
；确定三维移动步长，设曝光在第
m
个工序中，
x
轴的步长为
L
x
＝
mn
，
y
轴的步长为
L
y
＝
mn
；确定曝光时间，设不经过三维移动的图案最佳曝光时间为
T
，则三维移动曝光在相同步长反复移动的时间为
t
，
t
＝
T/(N
‑
1)
；在光刻过程的每个工序中，将三维平台的
X
，
Y
轴同时分别向左和上方向移动
(N
‑
1)n,
再回到初始点，重复该过程，时长为
t。3.
根据权利要求1所述的基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统，其特征在于，所述三维移动平台为压电纳米移动平台
。4.
根据权利要求1所述的基于三维移动曝光提高光刻分辨率的系统，其特征在于，所述紫外线光源为
405
纳米紫外光源
。5.
一种基于三维移动曝光提高光刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄胜洲，任博文，唐远卓，田照伟，蒋铖玮，吴东杰，李懿，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：