專利名稱：用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻方法及光刻系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻方法及光刻系統，屬于對產生微細圖形的成像干涉光刻技術的改進。
背景技術：
成像干涉光刻技術是一種提高光刻分辨率的新技術，其主要特征是用三次曝光分別對掩模圖形的低頻分量、x方向和y方向的高頻分量進行曝光，優化相對曝光強度，提高光刻分辨率，改善曝光圖形質量。一般的成像干涉光刻系統由激光器、分束器、反射鏡、空間濾波器、擴束準直器、掩模，成像光學透鏡及抗蝕劑基片等組成，文獻Xiaolan Chen andS.R.J.Brueck Imaging interferometric lithography for arbitrarypatterns，SPIE vol.3331，214-224，1997和文獻S.R.J.Brueck，Imaginginterferometric lithography，Microlithography World，Winter 1998，2-10中介紹了成像干涉光刻技術。但對于具體的實施系統以及系統的實用化研究太少，一般采用曝光之間進行光路調整以實現三次曝光，圖像對準等是尚未解決的關鍵問題，而且曝光效率不高，不利于推廣應用。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種用聲光調制器控制光束偏轉角，既能改變偏轉角，又能不用衰減濾光片調節曝光強度的成像干涉光刻方法和光刻系統，在三次曝光之間無須光路調整，不存在三次曝光圖像的對準等問題，有利于實現成像干涉光刻。
本發明所采用的技術方案是用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻方法，其特點在于將兩個正交放置的聲光調制器放置于激光器后面，當聲光調制器未加超聲功率時，從激光器發出的激光束直接透過兩個聲光調制器為掩模提供垂直照明光束，實現低頻分量曝光；當一個聲光調制器加上一定頻率的超聲功率時，其一級衍射光在水平面內與光軸偏離一個角度，為掩模提供水平面內偏置照明，實現X方向偏置曝光；同理，另一個與之正交的聲光調制器為掩模提供垂直平面內偏置照明，實現Y方向偏置曝光，完成成像干涉光刻所需的三次曝光。
采用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻系統，包括激光器，兩個正交放置的聲光調制器、聲光調制器電源、帶孔全反射鏡、電動曝光快門、全反射鏡、空間濾波擴束準直器、掩模、成像光學裝置、抗蝕劑基片。
本發明的工作原理是由于采用兩個正交放置的聲光調制器，一個在水平面內使光束偏轉一個角度，用于X方向偏置曝光的照明光束，另一個在垂直平面內使光束偏轉一個角度，用于Y方向偏置曝光的照明光束，當兩個聲光調制器均不外加超聲波功率時，則正交的兩個聲光調制器均直接透過光束，提供垂直于掩模的照明光束，故方便、快捷地實現了成像干涉光刻的三次曝光。
用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻系統，包括激光器、位于激光器后面的兩個正交放置的聲光調制器、用于控制聲光調制器的聲光調制器電源、置于兩個正交放置的聲光調制器后面的兩個帶孔全反射鏡、在三路光程中的三個電動曝光快門、位于帶孔全反射鏡后面的全反射鏡、位于電動曝光快門后面的空間濾波擴束準直器、掩模、成像光學裝置及抗蝕劑基片。在兩個聲光調制器驅動電壓V1＝V2＝0時，激光器發出的激光束通過兩個聲光調制器和兩個帶孔全反射鏡上的小孔及電動曝光快門和空間濾波擴束準直器照射到掩模上，由成像光學裝置把掩模成像到抗蝕劑基片上，實現垂直照明下低頻分量的曝光。當第一個聲光調制器驅動電壓V1＝0，而V2等于一定值時，激光器發出的激光束直接通過第一個聲光調制器，并由第二個聲光調制器產生偏轉，由帶孔全反射鏡反射，進入Y方向偏置曝光光路，實現Y方向高頻分量曝光，同理，當V1等于一定值，而V2＝0時，則實現X方向高頻分量偏置曝光，于是完成成像干涉光刻所需的三次曝光。
本發明與現有系統相比有以下優點(1)由于采用兩個正交放置的聲光調制器分別用于在水平平面內和在垂直平面內使入射激光束產生一定角度的偏轉后分別進入Y方向和X方向偏置曝光光路，實現X方向和Y方向高頻分量的曝光；而兩個聲光調制器驅動電壓均為零時，用直透光實現掩模垂直照明，曝光低頻分量。整個系統在三次曝光之間無移動部件，用電源控制取代了三次曝光之間的光路調整，無機械振動影響，不需掩模和抗蝕劑基片的轉動，不存在圖像對準問題，操作方便、靈活，曝光效率提高。
(2)由于通過控制驅動超聲波頻率可改變偏轉角度大小，利于光路調整；通過控制驅動功率，可改變一級衍射光強，故可直接調節曝光量，無須外加衰減濾光片。
(3)在要求超聲波頻率和功率穩定情況下，用帶孔全反射鏡，可增大偏置照明角度(θx和θy)，用電動曝光快門控制曝光時間，控制曝光量。
(4)由于三次曝光時，每次都幾乎全利用了激光的輸出能量，故使曝光強度增大，縮短了曝光時間，提高了曝光效率。
圖1為本發明的用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻系統示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明包括激光器1、聲光調制器2和3、聲光調制器電源4、帶孔全反射鏡5和6、電動曝光快門7、全反射鏡8和9、空間濾波擴束準直器10，11，12、掩模13、成像光學裝置14、抗蝕劑基片15，在聲光調制器電源4加到聲光調制器2和3上的驅動電壓V1＝V2＝0時，由激光器1發出的激光束直接透過兩個聲光調制器2和3，并通過帶孔全反射鏡5和6上的小孔及電動曝光快門7和空間濾波擴束準直器10變成平行光束垂直照明掩模13，成像光學裝置14將掩模13上的圖形成像到抗蝕劑基片15上，實現掩模圖形低頻分量的曝光；當V1＝0，V2為一定值時，由激光器1發出的激光束通過聲光調制器2和帶孔全反射鏡5，由聲光調制器3產生的零級光透過帶孔全反射鏡6被電動曝光快門7擋掉，而由聲光調制器3產生的一級衍射光偏離光軸αy角，經帶孔全反射鏡6和全反射鏡9反射，通過快門7，由空間濾波擴束準直器12變成平行光束以偏置角θy照射到掩模13上，由成像光學裝置14將偏置照明掩模13成像到抗蝕劑基片15上，實現X方向高頻分量的曝光，同理，當V2＝0，V1等于一定值時，實現y方向高頻分量的曝光，于是完成成像干涉光刻的三次曝光過程。
權利要求
1.用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻方法，其特征在于將兩個正交放置的聲光調制器放置于激光器后面，當聲光調制器未加超聲功率時，從激光器發出的激光束直接透過兩個聲光調制器為掩模提高垂直照明光束，實現低頻分量曝光；當一個聲光調制器加上一定頻率的超聲功率時，其一級衍射光在水平面內與光軸偏離一個角度，為掩模提供水平面內偏置照明，實現X方向偏置曝光；另一個與之正交的聲光調制器為掩模提供垂直平面內偏置照明，實現Y方向偏置曝光，完成成像干涉光刻所需的三次曝光。
2.根據權利要求1所述的用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻方法，其特征在于在所述的兩個正交放置的聲光調制器后面采用帶孔全反射鏡，使在聲光調制器未加超聲波功率時，直接透過光調制器的光束通過全反射鏡上的小孔，為垂直曝光提供照明，聲光調制器加上超聲波功率時，一級衍射光經帶孔全反射鏡反射入X方向偏置照明或Y方向偏置照明光路，實現X方向或Y方向偏置曝光。
3.根據權利要求1所述的用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻方法，其特征在于在三路光程中分別采用電動曝光快門控制曝光時間。
4.用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻系統，其特征在于包括激光器、位于激光器后面的兩個正交放置的聲光調制器、用于控制聲光調制器的聲光調制器電源、置于兩個正交放置的聲光調制器后面的兩個帶孔全反射鏡、在三路光程中的三個電動曝光快門、位于帶孔全反射鏡后面的全反射鏡、位于電動曝光快門后面的空間濾波擴束準直器、掩模、成像光學裝置及抗蝕劑基片。
全文摘要
用兩個正交聲光調制器的成像干涉光刻方法及光刻系統，其特征在于使用兩個正交的聲光調制器，使從激光器發出的激光束發生偏轉，當聲光調制器上未加超聲功率時，激光直接透過聲光調制器，為掩模提供垂直照明；當聲光調制器加上一定頻率的超聲功率時，則產生偏轉角與超聲頻率成正比的一級衍射光，為水平方向偏置曝光和垂直方向偏置曝光提供照明，通過改變超聲功率可方便調節一級衍射光的強弱，實現不用衰減濾光片的曝光強度控制，通過改變超聲波頻率可實時控制偏轉角大小，可方便、靈活、快捷地實現成像干涉光刻的三次曝光，產生高保真度的抗蝕劑圖形。
文檔編號G02B27/00GK1731283SQ20041000940
公開日2006年2月8日 申請日期2004年8月5日 優先權日2004年8月5日
發明者馮伯儒, 張錦, 宗德蓉 申請人:中國科學院光電技術研究所