[發明專利]光柵基板表面光刻膠涂層在線掃描曝光預處理裝置及方法

有效

• 申請號: 202110184852.0
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112764327B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 曹紅超;晉云霞;邵建達;孔釩宇;張益彬;王勇祿;汪瑞;王云坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種雙光束干涉曝光系統中光柵基板表面光刻膠涂層在線掃描曝光預處理裝置，其特征在于，包括：

連續紫外激光光源，用于對光柵基板表面光刻膠涂層進行曝光；

雙光束干涉曝光系統，將來自連續紫外激光光源的激光光束分為兩束平行且強度分布相同的雙光束，并使雙光束匯聚后形成干涉曝光場；

干涉場掃描測量系統，用于對干涉曝光場的強度分布進行二維掃描測量；

掃描曝光預處理系統，將來自連續紫外激光光源的激光光束調制為具有一定空間強度分布和一定寬度的線激光束(24)，并輻照在待處理光柵基板(20)涂覆光刻膠的光刻膠面上，所述的掃描曝光預處理系統包括空間光調制器和供待處理光柵基板(20)放置的一維平移載物臺(21)；

利用雙光束中間光強分布均勻的區域測定光柵制備所需的最佳預曝光量Ep和最佳雙光束干涉曝光劑量Ee及曝光時間Te；

結合雙光束干涉曝光系統的光場強度分布及光刻膠的非線性特性，通過對光柵基板表面不同位置的光刻膠進行預曝光補償處理，即通過計算機分別控制所述的空間光調制器調制空間強度分布和一維平移載物臺(21)的移動速度，實現對待處理光柵基板(20)光刻膠納米涂層不同位置、不同曝光劑量的預處理。

2.根據權利要求1所述的雙光束干涉曝光系統中光柵基板表面光刻膠涂層在線掃描曝光預處理裝置，其特征在于，包括：

當干涉場掃描測量系統完成對干涉曝光場的強度分布二維掃描測量后，將被移開，此時，放置待處理光柵基板(20)的一維平移載物臺(21)移入，且所述的干涉場掃描測量系統的探測面與待處理光柵基板(20)的光刻膠面的位置相同；通過計算機分別控制所述的空間光調制器調制空間強度分布和一維平移載物臺(21)的移動速度，實現對待處理光柵基板(20)光刻膠納米涂層不同位置、不同曝光劑量的預處理。

3.利用權利要求2所述的雙光束干涉曝光系統中光柵基板表面光刻膠涂層在線掃描曝光預處理裝置進行光刻膠掃描曝光預處理的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)雙光束干涉曝光場強度分布測量：

步驟1.1)連續紫外激光光源通過雙光束干涉曝光系統分為兩束平行、且強度分布相同的雙光束，且雙光束(22、23)匯聚后形成干涉曝光場；

步驟1.2)干涉場掃描測量系統對整個干涉曝光場的強度分布進行二維掃描測量，并將干涉曝光場不同位置點處的光強P_i及位置坐標(x_i，y_i)存儲在計算機(8)中；

步驟2)掃描曝光預處理：

步驟2.1)遮擋雙光束(22、23)中任一束光束，利用另一束光束對待處理光柵基板(20)的光刻膠面進行預曝光，并記錄曝光時間T₀，根據已測量的光場中間位置強度P₀(x₀，y₀)，計算預曝光劑量E_p＝P₀(x₀，y₀)*T₀；

步驟2.2)利用雙光束(22、23)同時對預曝光后的待處理光柵基板(20)的光刻膠面進行雙光束干涉曝光，并記錄干涉曝光時間T_e，計算雙光束干涉曝光劑量E_e＝2*P₀(x₀，y₀)*T_e和總曝光劑量E＝E_p+E_e；

步驟2.3)對曝光后的待處理光柵基板(20)進行顯影，檢測光刻膠光柵掩膜槽深、占寬比以及表面輪廓參數，判斷光柵結構是否滿足設計要求，如不滿足，則對光柵基板進行清洗并重新涂膠，然后返回步驟2.1)至步驟2.3)，直至光柵槽型結構滿足設計要求后，記錄此時最佳雙光束干涉曝光劑量E_e,最佳總曝光劑量E和最佳干涉曝光時間T_e；

步驟2.4)根據最佳總曝光劑量E和最佳總曝光時間T_e，結合實際測量的雙光束干涉曝光場不同位置點的光強P_i(x_i，y_i)，使空間不同點掃描曝光預處理劑量E_s滿足公式E＝E_s+P_i(x_i，y_i)*Te，進而確定空間光調制器在不同空間位置點(x_i，y_i)需要輸出的光強P_s(x_i，y_i)，公式如下：

P_s(x_i，y_i)＝(E-P_i(x_i，y_i)*Te)*(v_s/d)

其中，E_s＝P_s(x_i，y_i)*(d/v_s)，d為線激光束(24)的寬度，v_s為一維平移載物臺(21)的掃描速度，d、v_s結合曝光場的尺寸、位移臺性能參數設定；

步驟2.5)通過計算機(8)控制空間光調制器(5)和一維平移載物臺實現對光柵基板(20)表面光刻膠的掃描曝光預處理。