基于 DMD 的步进式无掩模数字曝光方法及装置

《基于 DMD 的步进式无掩模数字曝光方法及装置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、晶圆(芯片)加工设备PROCESSING基于DMD的步进式无掩模数字曝光方法及装置严伟胡松唐小萍（中国科学院光电技术研究所，成都610209）1引言摘要:随着器件特征尺寸的继续缩小，所需掩模的成本呈直线上升光刻技术的更新一直是微电子技术态势，为降低掩模成本，无掩模光刻技术成为人们研究的热点。介进步中最引人瞩目的焦点，光刻设备的绍了一种基于DMD的步进式无掩模数字曝光方法，并对用于实现该曝光方法装置的设计方案和具体实现进行了论述与分析。最后利用技术研究与开发在每一代集成电路技术厚的光刻胶进行曝光工艺实验，实验结果表明，本装置可

2、以实现亚更新中都扮演着技术先导的角色。传统微米级线条的刻蚀，较高的侧壁陡度，线条拼接结果良好，可以实的光学投影式光刻技术已经完全成熟，现大面积数字式曝光。而且随着分辨率增强技术(RET)的使关键词:数字微镜阵列无掩模光刻照明用，不断向着更高的分辨率延伸，如：接近式X射线光刻技术PXL、极紫外投影光刻EUVL、电子束投影光刻技术、基于DMD(DigitalMicromirror反射镜后通过小孔后成为点光源，再由电子束直写、离子投影光刻技术、浸没Device)的步进式无掩模数字曝光技术准直镜形成平行光束，该光束经过能量式光学投影

3、光刻技术、纳米压印光刻技正好可以解决这些难题，利用DMD数积分匀化器后入射到数字微镜DMD空术等。但是，由于昂贵的掩模成本，或字微镜阵列替代传统的掩模版，通过控间光调制器上(DMD是一个阵列有m×n是高昂的曝光装置价格以及缺乏灵活性制器对照明面不同区域的光进行空间调个可偏转微平面镜组成，各微镜是否偏等因素的影响，不能满足实验室等用户制，形成所需要的任意灰度图案。并且转受图形发生器传过来的0-1信号控制，对交互设计、柔性加工的需要，因此限该方法可采用紫外光、深紫外光、甚至不偏转的微镜组合实现所需的掩模图制了传统投影式光刻技术及

4、装置的应用更短波长的极紫外光作为光源，因而具形)，光线经DMD反射后，通过缩小投范围。有很强的技术延伸性和工艺兼容性，更影系统成像在焦平面上，即可在光刻胶随着微细加工技术的进一步普及易在光刻实践中得到应用，有非常好的表面上形成我们所需的图形。和发展，在微纳器件制作时常常更需要应用前景。如果采用1024×768的DMD的微具有较强灵活性、高效、快速、低成本镜，设每个微镜是10μm×10μm的正的光刻技术和设备，以适应小批量、多2曝光方法及装置品种的生产模式。在微光学元件的生产在本系统中精密数字曝加工中，对于连续浮雕面形的微光学

5、元光系统也即基于DMD的步件，由于其面形需要通过曝光剂量的精进无掩模光刻系统。精密数确连续调制才能获得，因而使用常规光字曝光系统是由光源、准直刻技术无法实现，需要能调制连续曝光镜、均匀器、数字微阵列器剂量的光刻技术和设备，用传统的方法(数字掩模)、缩小投影物镜、(即电子束光刻制作掩模，用投影光刻工件台及控制系统组成。该或接近接触光刻进行复制)很难满足灵系统的原理如图1所示，由非活、高效、低成本要求。点光源发出的光经椭球镜和图1基于DMD的步进无掩模光刻系统322009.03万方数据晶圆(芯片)加工设备PROCESSING方形

6、，则经1∶20的缩小投影系统后，扩束准直光路、照明均匀器等组成，主能量分布不均匀的宽光束分割成与单元即可在焦平面上形成分辨率达0.5μm的要功能是实现对光源扩束、准直化、高积分元件数量一样多的单元光能分布，图形。均匀和高强度照明等。并被单元积分棒聚焦到出射端形成多个由于DMD在焦平面上所呈的像在光源的像，与后面的透镜形成柯拉照明3.1.1光源系统0.512mm×0.384mm的范围内，为了获光源的选择需要根据具体的需要，系统照明掩模面。由于每一个单元对应得大曝光面积的图形，还需要图形拼接对于这种数字曝光系统，激光扩束或高一个

7、柯拉照明系统，所以由于各细光束技术。如图2所示，将一个大的曝光场压汞灯光源都可以满足要求。本文仅介照明的叠加，而在掩模面上得到均匀照分割为多个曝光子场，依靠工件台进，绍采用高压汞灯光源的情况。明。同时，分割后细光束的口径与掩模顺次由DMD在焦平面上所形成的每一面的照明区域满足物像关系，通过系统3.1.2光能匀化光路个曝子场的图形，经拼接即可获得最终的放大倍数来满足照明面积的要求，根均匀照明系统是在柯拉照明原理的所需的图形。据本方法中积分棒的截面尺寸，确定系基础上发展起来的。柯拉照明的统的放大倍数为8倍，照明面积为24.8原理

8、如图3所示。mm×19.2mm，达到技术指标要求。光源S经透镜1成像于透镜2的视场光阑P处，被光源S均匀照3.2数字微镜阵列明的透镜1经透镜2成像于3处形成数字微镜阵列(DMD)在此相当于传均匀的照明区域。系统在被照明统光刻中的掩模版，通过控制器对照明图2图形拼接原理面3上形成远心照明，即