[发明专利]用于印刷具有变化的占宽比的周期性图案的方法和装置

权利要求书

1.一种基于位移Talbot光刻法的方法，用于在衬底上的光刻胶层中形成具有占宽比的空间变化的周期性线性特征的期望的表面浮雕光栅，所述方法包括：

a）提供带有线性特征的第一高分辨率光栅的第一掩模，所述第一高分辨率光栅具有是期望的表面浮雕光栅的周期的两倍的周期；

b）在位移Talbot光刻系统中布置衬底和第一掩模，使得第一掩模平行于衬底并在距衬底第一距离处；

c）提供带有交替的不透明和透明线性特征的第一可变透射光栅的第二掩模，所述第一可变透射光栅具有一定的周期和占宽比的设计的空间变化；

d）将所述第二掩模平行于第一掩模并在距第一掩模第二距离处布置在距衬底第一距离处的第一掩模的相对侧上，并且使得第一可变透射光栅的线性特征与第一高分辨率光栅的线性特征正交；

e）产生用于照射第二掩模的单色光束，使得入射在第二掩模上的光在平行于第一可变透射光栅的线性特征的入射的平面中被良好地准直，并且在正交于第一可变透射光栅的线性特征的平面中具有预定的入射角的分布，使得由所述第一可变透射光栅透射的衍射光束照射第一高分辨率光栅；

f）用所述光束照射第二掩模达曝光时间，同时根据位移Talbot光刻法改变第一距离，由此由第一高分辨率光栅透射的光场将光刻胶曝光到能量密度分布，以用于形成所述期望的表面浮雕光栅；

其中第一可变透射光栅中的占宽比的空间变化是基于使用位移Talbot光刻法形成的表面浮雕光栅的占宽比对在没有所述第二掩模的情况下照射第一掩模的光束的能量密度的预定依赖性以及根据期望的表面浮雕光栅的占宽比的空间变化来设计的；

其中相对于第一可变透射光栅的周期选择所述第二距离和入射角的所述预定分布，使得在曝光时间内曝光光刻胶的能量密度分布中基本上不存在具有第一可变透射光栅的周期的调制的分量。

2.一种基于位移Talbot光刻法的方法，用于在衬底上的光刻胶层中形成具有占宽比的空间变化的周期性线性特征的期望的表面浮雕光栅，所述方法包括：

a）提供带有线性特征的第一高分辨率光栅的第一掩模，所述第一高分辨率光栅具有是期望的表面浮雕光栅的周期的两倍的周期；

b）将所述第一掩模平行于衬底并在距衬底第一距离处布置；

c）提供带有交替的不透明和透明线性特征的第一可变透射光栅的第二掩模，所述第一可变透射光栅具有一定的周期和占宽比的设计的空间变化；

d）将所述第二掩模平行于第一掩模并距第一掩模第二距离处布置在距衬底第一距离处的第一掩模的相对侧上，并且使得第一可变透射光栅的线性特征与第一高分辨率光栅的线性特征正交；

e）产生用于照射第二掩模的单色光束，使得入射在第二掩模上的光在平行于第一可变透射光栅的线性特征的入射的平面中被良好地准直，使得由所述第一可变透射光栅透射的衍射光束照射第一高分辨率光栅；

f）用所述光束照射第二掩模达曝光时间，同时根据位移Talbot光刻法改变第一距离并位移第二掩模，由此由第一高分辨率光栅透射的光场将光刻胶曝光到能量密度分布，以用于形成所述期望的表面浮雕光栅；

其中第二掩模的位移相对于第一可变透射光栅的线性特征的周期和方向来布置，使得在曝光时间内曝光光刻胶的能量密度分布中基本上不存在具有第一可变透射光栅的周期的调制的分量；

其中，第一可变透射光栅中的占宽比的空间变化是基于使用位移Talbot光刻法形成的表面浮雕光栅的占宽比对在没有第二掩模的情况下照射第一掩模的光束的能量密度的预定依赖性以及根据期望的表面浮雕光栅的占宽比的空间变化来设计的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中期望的表面浮雕光栅的占宽比的空间变化是一维的，并且在以下各项之一的方向上：平行、正交和相对于表面浮雕光栅的线性特征的方向成中间角度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中期望的表面浮雕光栅的占宽比的空间变化是一维的，线性的或者非线性的，并且是单调的或者是非单调的。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中期望的表面浮雕光栅的占宽比的空间变化是二维的，其中变化的分量在分别平行和正交于表面浮雕光栅的线性特征的方向上。