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双重曝光 Double Exposure (DE)
点击量：231 日期：2023-08-17 编辑：硅时代
双重曝光(Double Exposure, DE)是指在光刻胶覆盖的晶片上分别进行两次曝光。两次曝光是在同样的光刻胶上进行的，但使用不同的掩模版。
双重曝光工艺流程
两次曝光之后，晶片做烘烤和显影。工艺流程简写为：光刻胶旋涂-曝光1-曝光2-显影-刻蚀(litho-litho-etch, LLE)。所以，双重曝光是在同一层光刻胶上曝光两次，两次曝光光强的叠加产生所需要的图形。
图1 单层光刻胶上两次曝光的空间像光强示意图
例如，采用双重曝光来实现50nm 1：1的线条：第一次曝光实现的沟槽(周期是200nm)；第二次曝光相同的图案，但是曝光图形整体移动100nm。烘焙及显影之后，将得到50n/50nm的致密图形。该方案的优势是每次曝光只需要分辨周期为200nm的图案，每一次曝光的照明条件可根据掩模图形优化；而且，相同的光刻胶层使用了两次，工艺简单。由于两次曝光之间晶圆在工件台上不移动，因此两次曝光之间的对准误差较小。但是，双重曝光也有缺点，如果两次曝光成像的空间对比度较低或者散射光(flare)非常强，那么对于不需要曝光的区域而言，其接受到的总光强将可能高于光阻的脱保护阈值E0，导致所有光刻胶被显影掉，如图1(a)所示。因此，曝光系统需要提供较高的空间图像对比度，如图1(b)所示。另外，光刻胶对曝光能量的反应必须是高度非线性的，叠加效应几乎为零，即曝光能量小于某一个值时，光刻胶的损耗几乎为零。
光学曝光
在曝光过程中，从光源发出的光通过对准的掩摸版。版上有不透明和透明的区域，这些区域形成了要转移到硅片表面的图形。曝光的目的就是要把版上图形精确地复制(在规范之内)成光刻胶上的最终图像。曝光的一方面是，在所有其他条件相同时，曝光光线波长越短能曝出的特征尺寸就越小。事实上它是缩小硅片上特征尺寸的驱动。此外，曝光的光线产生一定能量，这对光刻胶产生光化学反应是必不可少的。光必须均匀地分配到曝光区域。光学光刻需要在短波长下进行强曝光以获得当今精细光刻的关键尺寸。
