[发明专利]一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法

权利要求书

1.一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将目标光刻版图的密集图案拆解为N个结构最小周期不小于λ/2的低密度稀疏光刻图案，其中N≥2；

S2：利用计算机控制的空间光调制器对入射的曝光光束进行空间像素化调制，生成与低密度稀疏光刻图案对应的N个低密度稀疏数字掩膜图案；

S3：衬底上涂覆有光刻胶，N个低密度稀疏数字掩膜图案经过投影物镜成像于光刻胶上，并控制低密度稀疏数字掩膜图案阵列化像素微镜面元的开关状态，交替曝光N次；

S4：曝光结束后进行后处理，最终得到结构周期小于λ/2的高密度纳米线阵列光刻图案。

2.根据权利要求1所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，低密度稀疏光刻图案的个数N与曝光光束的波长λ、微镜面元尺寸d和投影物镜的镜头缩放倍率β之间存在判据关系，具体为：N*d*β≥λ/2。

3.根据权利要求1所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，所述空间光调制器包括一个或多个可独立寻址和控制的像素阵列；所述空间像素化调制具体为像素阵列中每个像素可对透射、反射或衍射的光线进行相位、强度或开关状态的调制，可对曝光光束进行m×n个像素的光场分布编码。

4.根据权利要求3所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，曝光光束进行光场分布编码后得到低密度稀疏数字掩膜图案，其像素点(m,n)上的光场分布为：

其中A_m,n(x-md,y-nd)代表像素点(m,n)上光场的振幅，P_m,n(x-md,y-nd)代表像素点(m,n)上光场的相位，d代表像素尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，每个所述像素点(m,n)的振幅和相位均为独立可调，其阵列分布为正方分布或菱形分布。

6.根据权利要求1所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，所述低密度稀疏数字掩膜图案包括像素化的微型光束阵列，其阵列最大值为5000×5000个像素，其阵列间距d为0.5μm-5000μm。

7.根据权利要求4所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，所述低密度稀疏数字掩膜图案的像素点(m,n)的归一化振幅A_m,n和位相P_m,n信息为：

和

其中，可根据设计的低密度稀疏数字掩膜图案的需要，在特定像素点(m,n)对微镜进行“ON”或“OFF”控制，选择情况case1或case2，以产生特定设计的低密度稀疏数字掩膜图案。

8.根据权利要求1所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，所述投影物镜为高倍率远心镜头，其缩放比为1/5×-1/500×。

9.根据权利要求1所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，所述衬底为半导体基片；所述光刻胶为正性光刻胶或负性光刻胶。

10.根据权利要求1所述的一种数字掩膜投影光刻的多重曝光方法，其特征在于，所述光刻胶对曝光光束进行非线性多光子吸收。