CN111025444A - 用于衍射光学器件的栅格结构 - Google Patents

用于衍射光学器件的栅格结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于衍射光学器件的栅格结构（28），其具有多条栅格线（30），其中每条栅格线（30a至30n）通过多个相继的段（24，26；36）来近似。所述段（24，26；36）的纵轴分别具有相对于参考坐标系（11）的第一坐标轴（O1）的角度。在此，栅格线（30a）的第一部分（A）通过第一组的段（24）近似，并且该栅格线（30a）的与第一部分（A）邻接的第二部分（B）通过第二组的段（26）近似。此外，第一组的段（24）的主要部分的纵轴具有相对于参考坐标系（11）的第一坐标轴（O1）的第一预定角度（φ1），并且第二组的段（26）的主要部分的纵轴具有相对于参考坐标系（11）的第一坐标轴（O1）的与所述第一预定角度（φ1）不同的第二预定角度（φ2）。

Description

用于衍射光学器件的栅格结构
技术领域
本发明涉及一种用于衍射光学器件的栅格结构。
背景技术
在现有技术中已知具有周期性布置的栅格线的栅格结构。尤其这样的栅格结构形成用于透射或反射光的具有不同的相移作用的衍射光栅。
精细的平面的栅格结构、诸如用于衍射光学元件或衍射光栅或波导的光学元件通常通过光刻直写方法来产生。针对仅仅几百纳米的结构宽度、即相应的栅格结构的线条形的栅格线的宽度，为此通常使用电子束设备。借助这样的电子束设备产生的电子束可以被聚焦到直至数纳米直径的点上。
然而，由于在这样小的射束面的情况下对于结构的较大的面产生非常高的曝光时间，所以点状射束设备（所谓的高斯射束记录器）仅仅适合于产生相对小的结构面。如果需要更大的结构面，那么必须转到明显更复杂的格式射束技术（变形束，VSB）。在VSB技术中利用平面的电子束。电子束在电子源中产生并且通过射束光阑通常被形成为圆形的射束横截面。最大可利用的面受电流密度的径向均匀性限制。典型地，追求几个百分点的均匀性，由此得出最大直径Dmax。Dmax的值典型地处于1-20μm的范围中。从相应的圆形面中，在VSB技术中通过两个方形光阑的叠加借助电和/或磁偏转切割出任意的矩形（所谓的可变曼哈顿矩形）直至最大方形的大小。可变曼哈顿矩形也被称作凸模或“形状（shapes）”。这些凸模或形状脉冲式地（典型地在几微秒的范围中脉冲持续时间）产生并且在使用其他电和/或磁偏转***的情况下被置于要曝光的基板表面上。附加地，借助XY移动台来移动基板表面。
VSB技术尤其适合于曝光直角的结构、即具有平行于参考坐标系或XY移动台的x和y轴的边缘的结构（所谓的曼哈顿结构）。在此情况下，相对于点状射束设备关于曝光时间可以实现明显的速度优点。然而，在非直角的、即非正交的结构的情况下，速度优点又减小，因为倾斜的线必须通过非常精细的阶梯近似来产生，这意味着使用多个小的直角的凸模或形状。
如果所述结构最后仅仅由窄的非正交的结构组成，即不存在较大的单个面，在精细的平面的栅格结构的情况下情况如此，那么VSB技术的上述优点几乎完全消失。在此情况下，凸模的数量并且因此曝光时间显著地提高。另一方面，用于减小凸模数量的近似极限的提高导致边缘粗糙度的相应提高（线边缘粗糙度，LER）。此外，VSB技术有如下缺点：在线非常倾斜的情况下、即在角度远离在参考坐标系中限定的0°或90°的角度的情况下由于相邻结构的熔化而快速地限制近似。总之，在VSB技术中，尤其在结构的倾斜的或弯曲的线的近似中，在曝光较大的面时从技术和经济角度来看凸模的数量并且因此曝光时间保持过高。
US 8,865,377 B2公开了用于在使用VSB技术的情况下产生对角线图案的方法和***。关于图9B所示出的对角线图案包括用于近似硅晶片的区域的多个相继的段部分，其中分别相邻的段部分的纵轴相对于参考坐标系的第一坐标轴具有不同的角度。
现有技术中已知的用于近似栅格结构的栅格线的方法尤其如下是不利的：当段的纵轴在栅格结构的栅格线的每个位置处的角度的设定根据要实现的最小边缘粗糙度来进行时，在两个相邻的段之间的边界点处发生突然的角度或方向变化，所述段的纵轴具有不同的角度，所述突然的角度或方向变化对于栅格结构的所有栅格线而言大致在相同的位置处（或在相同的切角、即相应的栅格线的切线的角度处）进行。由此宏观上又发生不同的部分或区的形成，所述部分或区分别包括两个相邻的段中的一个。在所述部分或区边界处于是进行光衍射的跳跃式改变，因为光衍射在单个边界点处的微观效应通过对所有栅格线的多个段的求和来增强。
发明内容
本发明所基于的任务是，提供一种用于衍射光学器件的栅格结构，其是高质量的并且其栅格线通过段几乎最优地来近似。
所述任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的用于衍射光学器件的栅格结构来解决。
根据本发明的用于衍射光学器件的栅格结构包括多条栅格线，其中每条栅格线通过多个相继的段来近似。段的纵轴分别具有相对于参考坐标系的第一坐标轴的角度。栅格线的第一部分通过第一组的段来近似，并且栅格线的与第一部分邻接的第二部分通过第二组的段来近似。第一组的段的主要部分的纵轴具有相对于参考坐标系的第一坐标轴的第一预定角度，并且第二组的段的主要部分的纵轴具有相对于参考坐标系的第一坐标轴的与第一预定角度不同的第二预定角度。通过第一组和第二组的段的主要部分的不同的、分别预定的定向可以实现或保持栅格线、尤其栅格结构的倾斜的（直的）或部分弯曲的线的几乎最优的近似。
上面提到的主要部分尤其被理解为第一组或第二组的大多数或所有段的纵轴具有相应的预定角度。
优选地，第一组的段的纵轴的角度中的一个或多个和/或第二组的段的纵轴的角度中的一个或多个分别随机地从至少第一预定角度和第二预定角度的全体中选择。通过第一组和第二组的段的定向的上述的随机模糊，可以避免作为由于突然的角度或方向变化而分别在栅格线的两个相邻的段之间的边界点处出现的宏观效应的光衍射的跳跃式改变。
优选地，第一组和/或第二组的段的纵轴的随机选择的角度分别以第一概率对应于第一预定角度并且以第二概率对应于第二预定角度。
优选地，第一概率和第二概率与第一组和/或第二组的各个段与边界点的间距有关，在所述边界点处栅格线的两个部分彼此邻接。此外，第一概率和第二概率也可以与差角、即第一预定角度或第二预定角度与在栅格线的两个部分之内的（局部）切角的偏差有关。例如，在后一种情况下，第一概率和第二概率分别从针对差角0°（即第一或第二预定角度与局部切角一致）的最大值（例如100%）开始经过针对对应于对第一和第二预定角度取平均的角度的差角的、与最大值相比更小的值（例如50%）减小到针对对应于分别其他的预定角度的另一差角的最小值（例如0%）。
有利的是，第一概率和/或第二概率分别具有在第一组和第二组的段的至少一部分之上延伸的分布。因此，随机模糊的程度尤其可以越过通过边界点限定的边界线而相应地设定。
优选地，第一概率的分布和/或第二概率的分布分别具有线性地、正弦形地或以指数方式下降的边沿。第一概率或第二概率的分布也可以通过其他数学函数给定，尤其具有通过关于边界点点对称的函数来表示的边沿。
有利的是，至少两条相邻的栅格线的段具有如下位置，所述位置沿着栅格线的纵向伸展相对于彼此偏移，并且这些位置沿着栅格线的纵向伸展的偏移随机地选择。通过随机改变段的位置可以避免二维的超晶格（Übergitter），其由于多条栅格线的彼此邻接的段的边缘的规则布置而形成。因此，也可以避免或至少抑制不期望的衍射效应，其由这样的超晶格引起。
此外，有利的是，用于近似栅格线的段分别是在使用不同的可单独选择的分划板（Retikeln）的情况下通过体元投影在基板表面上产生的曝光区域。通过使用分划板来产生分别具有不同的定向的段，一方面可以实现近似的高精度，并且另一方面可以显著地减小对于近似而言所需的段的数量。
优选地，第一组的段的纵轴的角度中的一个或多个和/或第二组的段的纵轴的角度中的一个或多个分别随机地从至少第一预定角度和第二预定角度的全体中选择（所谓的两角度混合）。此外，上述的角度也可以分别随机地从第一预定角度、第二预定角度和与第一预定角度和第二预定角度不同的第三预定角度的全体中选择（所谓的三角度混合）。多于三个角度的混合、即四角度混合或更高角度混合也是可能的。
通过上面提到的多角度混合、即至少两角度混合引起随机模糊的效应。
根据本发明的栅格结构尤其用作用于光刻法的掩模（即光掩模），借助该掩模以复制法进行相应的栅格结构的大量生产。
附图说明
本发明的其它的细节和优点应根据随后的结合图对实施例的描述来解释。
图1示出用于在使用分划板的情况下执行体元投影以产生用于近似根据本发明的栅格结构的栅格线的段的装置的示意图；
图2示出在图1中所示出的装置的具有不同的可单独选择的分划板的板形光阑结构的俯视图；
图3示出根据本发明的栅格结构的栅格线的图示；
图4示出根据本发明的栅格结构的栅格线的图示，其中栅格线通过第一组和第二组的多个相继的段来近似；
图5示出用于阐明第一组和第二组的段的定向的随机模糊的示意图；
图6示出用于阐明至少在第一组和第二组的段的一部分之上延伸的概率分布的示意图；
图7示出根据本发明的栅格结构的两个相邻的栅格线的图示，其中栅格线分别通过多个相继的段来近似，所述段的位置相对于彼此具有随机的偏移；
图8示出用于阐明近似角部的不规则布置的示意图，所述不规则布置通过根据图7的随机位置偏移形成；
图9示出根据本发明的栅格结构的栅格线的图示，其中栅格线通过第一组和第二组的多个相继的分别平行四边形地构成的段来近似。
具体实施方式
图1示出用于在使用分划板22a的情况下执行体元投影（cell projection，CP）以产生用于近似根据本发明的栅格结构的栅格线的段24a的装置10的示意图。根据图1的装置包括第一板形光阑结构14和第二板形光阑结构20。第一板形光阑结构14具有方形的光阑开口16。第二板形光阑结构20包括分划板22a，所述分划板被构成为矩形的（刚性的）光阑开口。分划板22a是多个可单独选择的分划板中的一个，所述分划板具有不同的定向、即其纵轴相对于参考坐标系11的两个坐标轴O1、O2之一的角度。
在图1中示出了由电子源产生的电子束12。电子束12具有圆形的射束横截面。在电子束12穿过第一板形光阑结构14的方形的光阑开口16之后，从圆形的射束横截面中产生方形的断面18。方形的断面18射到第二板形光阑结构20上。在方形的断面18穿过第二板形光阑结构20的分划板22a之后，从方形的断面18中产生对应于分划板22a的矩形地构成的段24a（例如具有确定的倾斜角的线条段）。段24a被投影到基板表面25上。基板表面25可以借助XY移动台在x方向上、即平行于参考坐标系11的第一坐标轴O1或在y方向上、即平行于参考坐标系11的第二坐标轴O2来移动。
通过借助图1所解释的体元投影，可以在使用最小数量的段的情况下近似要近似的栅格线、尤其栅格结构的倾斜（直）的或部分弯曲的线。
图2示出在图1中所示出的装置10的具有不同的可单独选择的分划板22a至22l的第二板形光阑结构20的俯视图。分划板22a至22l分别具有相同的矩形形状。此外，分划板22a至22l具有不同的定向、即纵轴相对于参考坐标系11的两个坐标轴O1、O2的角度。例如，分划板22a至22l的纵轴相对于第二坐标轴O2的角度处于0°到11°的角度范围中，其中角度分级为1°。为了整体上良好地近似栅格线、尤其弯曲的线，应分别以不同的定向（例如斜率）来提供多个分划板。角度分级的值与所期望的近似质量有关。角度分级的值越小，则可实现的近似质量就越高。然而，近似质量受可能数量的不同分划板限制，所述分划板可以通过在图1中所示出的装置10来操控。
代替角度分级的恒定值（例如1°的角度分级）也可以设置角度分级的可变的值。
图3示出根据本发明的栅格结构28的栅格线30a至30c的图示。栅格线30a至30c尤其是弯曲的线，所述弯曲的线关于参考坐标系11具有基本上相同的斜率或定向。栅格线30a至30c形成规则的布置，其用作用于光刻法的掩模，借助该掩模以复制法进行相应的栅格结构的大量生产。
图4示出栅格结构28的栅格线30a的图示，其中栅格线30a分别通过第一组和第二组的多个相继的段24a、24b和26a至26c来近似。段24a、24b和 26a至26c的纵轴分别具有相对于参考坐标系11的第一坐标轴O1的角度（即倾斜角φ）。栅格线30a具有第一部分A和与第一部分A邻接的第二部分B。栅格线30a的第一部分A通过第一组的段24a、24b来近似。栅格线30a的第二部分B通过第二组的段26a至26c来近似。第一组的第一段24a的纵轴具有相对于参考坐标系11的第一坐标轴O1的第一预定角度φ1。第二组的最后的段26c的纵轴具有相对于参考坐标系11的第一坐标轴O1的与第一预定角度φ1不同的第二预定角度φ2。第一预定角度φ1对应于栅格线30a的被分配给第一段24a的位置的斜率。第二预定角度φ2对应于栅格线30a的被分配给最后的段26c的位置的斜率。即，第一预定角度φ1和第二预定角度φ2说明在第一段24a的位置处或在最后的段26c的位置处的分别不同的斜率。如在图4中所示出的，栅格线30a的这两个部分A、B在边界点G1处彼此邻接。在此，栅格线30a的在边界点G1中限定的斜率通过相对于参考坐标系11的第一坐标轴O1的角度（即切角）来给定，该角度对应于对第一预定角度φ1和第二预定角度φ2取平均的角度。
第一组的段24b的纵轴的角度和/或第二组的一个或两个段26a、26b的纵轴的角度分别随机地从第一预定角度φ1和第二预定角度φ2的全体中选择。因此，被分配给段24b或26a、26b的角度分别对应于第一预定角度φ1或第二预定角度φ2。由此，可以使段24b或26a、26b的定向尤其在边界点G1的附近随机地模糊。
图5示出用于阐明第一组和第二组的段24、26的定向的随机模糊的示意图。图5中的栅格线30a至30n（栅格线30）的段24、26分别对应于图4中的栅格线30a的段24a、24b或26a至26c。此外在图5中示出了栅格线30的在边界点G1（参见图5中的虚线）处彼此邻接的两个部分A、B。
根据图5，第一组的段24的主要部分的纵轴具有相对于参考坐标系11的第一坐标轴O1的第一预定角度φ1，而第二组的段26的主要部分的纵轴具有相对于参考坐标系11的第一坐标轴O1的第二预定角度φ2。此外，借助图5阐明：第一组的段24的纵轴的角度中的一个或多个和/或第二组的段26的纵轴的角度中的一个或多个分别随机地从第一预定角度φ1和第二预定角度φ2的全体中选择。第一预定角度φ1的选择在图5中分别通过被填充的矩形示出，而第二预定角度φ2的选择分别通过未填充的矩形示出。
优选地，第一组和/或第二组的段24、26的纵轴的随机选择的角度分别以第一概率pφ1对应于第一预定角度φ1并且以第二概率pφ2对应于第二预定角度φ2。参照图5，第一概率和第二概率在第一部分A的中心附近为80%或20%，而第一概率和第二概率在第二部分B的中心附近为20%或80%。在边界点G1（虚线）中，第一概率和第二概率分别为50%。因此，第一概率从第一部分A的中心朝着第二部分B的中心减小，而第二概率从第二部分B的中心朝着第一部分A的中心减小。此外，第一概率和第二概率在边界点G1处同样大，使得随机模糊（stochastische Verschmierung）在那里最大。
尤其，第一概率和第二概率分别与第一组或第二组的各个段24、26与边界点G1的间距有关。在此，第一概率随着第一组的在图5中所示出的各个段24与边界点G1的间距变得更小而减小。在此，第二概率随着第二组的在图5中所示出的各个段26与边界点G1的间距变得更小而减小。在第一组的单个段与边界点G1的最小间距的情况下和/或在第二组的单个段与边界点G1的最小间距的情况下（即对于第一或第二组的分别与边界点G1邻接的段24、26），第一概率和第二概率分别为50%。
图6示出用于阐明至少在第一组和第二组的段24、26的一部分之上延伸的概率分布（pφ2）的示意图。在图6中除了栅格线30a的部分A、B之外示出了栅格线30a的另一部分C。部分A、B在边界点G1处彼此邻接，而部分B、C在另一边界点G2处彼此邻接。部分A、B分别包括第一组和第二组的段24、26，而部分C包括第三组的其他段32，其中第三组的段32的主要部分的纵轴具有相对于参考坐标系11的第一坐标系O1的与第一和第二预定角度φ1、φ2不同的第三预定角度（φ3）。此外，在图6中示出了相应的部分A至C的中心点M1至M3。
尤其，图6示出栅格结构28的宏观视图。根据图6的栅格结构28由数百万或甚至数十亿的单个微观段组成。
在图6中仅仅示出了第二概率pφ2的分布，该第二概率在中心点M2处具有最大值。然而，随后的解释类似地也适用于第一概率pφ1的分布，所述第一概率在中心点M1处具有最大值并且在图6中未被示出。
如在图6中所示出的，第二概率的分布在中心点M2处具有最大值（例如100%的最大值）并且分别在中心点M1和M3处具有两个最小值（例如0%的最小值）。此外，第二概率的分布具有两个线性下降的边沿34a、34b。在边界点G1、G2处，下降的边沿34a、34b的值例如分别为50%。代替线性下降的边沿34a、34b，第二概率的分布也可以具有其他形状，如在图6中所表明的那样。尤其，第二概率的分布也可以具有正弦形地或以指数方式下降的边沿。此外，第二概率的分布也可以如下被改变或适配，即处于中心点M1和M3处的最小值朝向部分B移动或远离部分B移动。这在图6中通过双箭头P1来表明。
图7示出栅格结构28的两个相邻的栅格线30a、30b的图示。两个栅格线30a、30b中的每个栅格线通过多个相继的段24a至24e或36a至36e（段24、36）来近似。如在图7中所示出的那样，段24a至24e和36a至36e具有位置、尤其起始位置40a至40e或42a至42e，所述位置沿着栅格线30a、30b的纵向伸展相对于彼此偏移。在此，这些位置40a至40e和42a至42e（分别为位置40和42）沿着栅格线30a、30b的纵向伸展的偏移随机地被选择。
图8示出用于阐明近似角部、即在位置40、42处彼此邻接的段24、36的边缘的不规则的布置38的示意图，所述不规则的布置通过借助图7所解释的随机位置偏移形成。在图8中，分别处于位置40和42处的近似角部41和43通过点示出，栅格线30延伸穿过所述点。如在图8中所示出的，随机位置偏移在栅格线之间分别不同，使得形成近似角部41、43的似乎无定形的布置38。由此，二维的超晶格的形成可以被有效地抑制，所述超晶格由于近似角部的似乎结晶质的布置而形成。因此，也可以很大程度上减弱不期望的衍射效应，所述衍射效应在这样的超晶格处出现。
图9示出栅格结构28的栅格线30a的另一图示。栅格线30a又分别通过第一和第二组的多个相继的段24a、24b和26a至26c来近似。
代替根据图4的用于近似栅格线30a的矩形地构成的段24a、24b和26a至26c，根据图9的用于近似栅格线30a的段24a、24b和26a至26c分别平行四边形地构成。如在图9中所示出的那样，平行四边形地构成的段24a、24b或26a至26c（段24、26）的短边44a至44f分别平行于参考坐标系11的第一坐标轴O1。此外，图9中所示出的段24、26沿着参考坐标系11的与第一坐标轴O1正交地延伸的第二坐标轴O2分别具有相同的伸展（∆y）。通过使用平行四边形，可以避免重叠错误、即如下区域，在所述区域中在彼此邻接的段的边缘处实现段的不期望的重叠或不彼此邻接。
如果进行几乎水平的栅格线、即栅格线的纵向伸展相对于第二坐标轴O2的大于45°的角度的近似，则平行四边形地构成的段24、26也可以被构成，使得其短边代替分别平行于参考坐标系11的第一坐标轴O1而分别平行于参考坐标系11的第二坐标轴O2。
在本发明中，与现有技术不同，栅格线通过段的近似并不根据要实现的最小边缘粗糙度进行，而是优选地在使用段的定向的随机模糊（即随机混合）的情况下进行。在前一种情况下，即在栅格线的分别相邻的部分之间的边界点处得出段的定向的突然变化。这又引起光衍射的在部分或区边界处出现的跳跃式改变的宏观效应。然而通过随机模糊可以避免该效应。
根据本发明，随机模糊已经在通过边界点限定的边界线（即切换线）之前进行。段位于边界线处越近，则随机模糊的程度就越高。直接在切换线处，用于设定或选择相应的定向的概率分别为50%。混合区通过随机概率的分布表示，尤其从最大值（概率100%）开始分别例如线性地或正弦形地下降。为了尽可能宽的随机模糊，混合区的开始、即相应的概率为0%所处于的点优选地被置于如下位置处，即大约被置于相应的相邻区的中心中，在所述位置处栅格线的斜率通过相应的预定的角度给定。
然而，相应的概率为0%所处于的点也可以任意地向外或向内移动。这于是应类似地针对所有出现的角度等级、即针对所有被分配给相应的部分或区的概率分布进行。尤其，在所述点向外移动时，于是应进行三角度混合。也可以进行四角度混合，优选地在边界线的附近。在三角度或四角度混合的情况下，至少被分配给分别相邻的部分的概率分布和被分配给一个或两个其他部分（即再下一个部分，所述部分与首先提到的部分分别相邻并且关于这些部分处于对面）的概率分布应至少部分地重叠。
总之，在本发明中虽然有效的边缘粗糙度提高，但是在区之间的尖锐的微观角度过渡（即突然的定向变化）被模糊。概率的分布也可以通过其他数学函数给定，即该分布尤其并不限于线性或正弦形下降的边沿。此外，为了减小边缘粗糙度，可以进行双程或多程（Mehrfach-Pass）曝光。
根据本发明的栅格结构（或以复制法制造的栅格结构）适合于使用在衍射光学器件中、诸如使用在衍射光学元件中或在衍射光栅中。
附图标记列表
10 装置
11 参考坐标系
12 电子束
14 板形光阑结构
16 方形的光阑开口
18 方形的断面
20 板形光阑结构
22a-22l 分划板
24a-24e（24） 段
25 基板表面
26a-26c（26） 段
28 栅格结构
30a-30n（30） 栅格线
32 段
34a、34b 边沿
36a-36e（36） 段
38 无定形的布置
40a-40e（40） 位置
41 近似角部
42a-42e（42） 位置
43 近似角部
44a-44f 短边
A-C 部分
G1、G2 边界点
M1-M3 中心点
O1、O2 坐标轴
P1 双箭头
pφ1、p φ2 概率
∆y 伸展
φ1、φ2 预定角度

Claims (15)

1.用于衍射光学器件的栅格结构（28），
具有多条栅格线（30），其中每条栅格线（30a至30n）通过多个相继的段（24，26；36）来近似，其中所述段（24，26；36）的纵轴分别具有相对于参考坐标系（11）的第一坐标轴（O1）的角度，
其中栅格线（30a）的第一部分（A）通过第一组的段（24）近似，并且该栅格线（30a）的与所述第一部分（A）邻接的第二部分（B）通过第二组的段（26）近似，
其特征在于，
所述第一组的段（24）的主要部分的纵轴具有相对于所述参考坐标系（11）的第一坐标轴（O1）的第一预定角度（φ1），并且所述第二组的段（26）的主要部分的纵轴具有相对于所述参考坐标系（11）的第一坐标轴（O1）的与所述第一预定角度（φ1）不同的第二预定角度（φ2）。
2.根据权利要求1所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一组的段（24）的纵轴的角度中的一个或多个和/或所述第二组的段（26）的纵轴的角度中的一个或多个分别随机地从至少所述第一预定角度（φ1）和所述第二预定角度（φ2）的全体中选择。
3.根据权利要求2所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一组和/或第二组的段（24，26）的纵轴的随机地选择的角度分别以第一概率（pφ1）对应于所述第一预定角度（φ1）并且以第二概率（pφ2）对应于所述第二预定角度（φ2）。
4.根据权利要求3所述的栅格结构（28），其特征在于，其中所述第一概率（pφ1）和所述第二概率（pφ2）与所述第一组和/或第二组的各个段（24，26）与边界点（G1）的间距有关，在所述边界点处所述栅格线（30a）的两个部分（A，B）彼此邻接。
5.根据权利要求4所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一概率（pφ1）随着所述第一组的各个段（24）的至少一部分与所述边界点（G1）的间距变得更小而减小。
6.根据权利要求4或5所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第二概率（pφ2）随着所述第二组的各个段（26）的至少一部分与所述边界点（G1）的间距变得更小而减小。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一概率（pφ1）和所述第二概率（pφ2）在所述第一组的单个段与所述边界点（G1）的最小间距的情况下和/或在所述第二组的单个段与所述边界点（G1）的最小间距的情况下分别为0.5。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一概率（pφ1）和/或所述第二概率（pφ2）分别具有在所述第一组和第二组的段（24，26）的至少一部分之上延伸的分布。
9.根据权利要求8所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一概率（pφ1）的分布和/或所述第二概率（pφ2）的分布在所述第一组或第二组的处于所述栅格线（30a）的第一或第二段（A，B）的中心点（M1，M2）处的段中分别具有最大值。
10.根据权利要求8或9所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一概率（pφ1）的分布和/或所述第二概率（pφ2）的分布在所述第二组或第一组的处于所述栅格线（30a）的第二或第一部分（B，A）的中心点（M2，M1）处的段中分别具有最小值。
11.根据权利要求10所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一概率（pφ1）的分布的最小值和/或所述第二概率（pφ2）的分布的最小值相对于所述栅格线（30a）的第二或第一部分（B，A）的中心点（M2，M1）朝向或远离所述栅格线（30a）的分别另外的部分（A，B）移动。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一概率（pφ1）的分布和/或所述第二概率（pφ2）的分布分别具有线性地、正弦形地或以指数方式下降的边沿（34a）。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的栅格结构（28），其特征在于，至少两条相邻的栅格线（30a，30b）的段（24，36）具有如下位置（40，42），所述位置沿着所述栅格线（30a，30b）的纵向伸展相对于彼此偏移，并且所述位置（40，42）沿着所述栅格线（30a，30b）的偏移随机地选择。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的栅格结构（28），其特征在于，所述第一组和第二组的段（24，26）分别平行四边形地构成，所述平行四边形地构成的段（24，26）的短边（44a至44f）分别平行于所述参考坐标系（11）的第一坐标轴（O1），并且所述第一组和第二组的段（24，26）沿着所述参考坐标系（11）的与所述第一坐标轴（O1）正交地延伸的第二坐标轴（O1）分别具有相同的伸展（∆y）。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的栅格结构（28），其特征在于，用于近似所述栅格线（30）的段（24，26；36）分别是在使用不同的能单独选择的分划板（22）的情况下通过体元投影在基板表面（25）上产生的曝光区域。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11506970B2 (en) * 2021-01-19 2022-11-22 Fujian Jinhua Integrated Circuit Co., Ltd. Method of forming photomask

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1386203A (zh) * 2000-07-31 2002-12-18 罗切斯特光电器件公司 用于光受控扩展的结构化屏
JP2006072024A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Advantest Corp 電子ビーム用露光マスク、電子ビーム露光装置、及び電子ビーム露光方法
US20080240654A1 (en) * 2004-03-24 2008-10-02 Matt Pearson Hybrid planar lightwave circuit with reflective gratings
US20110186744A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Nuflare Technology, Inc. Charged particle beam apparatus and method
CN102147492A (zh) * 2011-01-06 2011-08-10 南京大学 微结构准相位匹配实现多维目标波导光栅和体光栅的制备方法
CN102362229A (zh) * 2009-03-23 2012-02-22 高通Mems科技公司 高频振动全息正面光
US20130283216A1 (en) * 2012-04-18 2013-10-24 D2S, Inc. Method and system for critical dimension uniformity using charged particle beam lithography
EP3321641A1 (de) * 2016-11-09 2018-05-16 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Gitterstruktur für eine optische positionsmesseinrichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3647080B2 (ja) * 1995-04-25 2005-05-11 キヤノン株式会社 描画装置および描画方法
JPH11340128A (ja) * 1998-05-28 1999-12-10 Nikon Corp 焦点位置検出機構及びそれを備えた露光装置
WO2003014711A1 (fr) * 2001-08-07 2003-02-20 Mitsubishi Chemical Corporation Puce de detection a resonance de plasmon de surface et procede et dispositif d'analyse d'echantillon utilisant cette puce
DE102004018147A1 (de) * 2004-04-08 2005-11-03 Leica Microsystems Lithography Gmbh Einrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Resistprofilen
US8745555B2 (en) * 2010-05-12 2014-06-03 D2S, Inc. Method for integrated circuit design and manufacture using diagonal minimum-width patterns
WO2013080522A1 (ja) * 2011-11-29 2013-06-06 パナソニック株式会社 光取り込みシートおよびロッド、ならびに、それらを用いた受光装置および発光装置
US8865377B2 (en) 2013-03-13 2014-10-21 D2S, Inc. Method and system for forming a diagonal pattern using charged particle beam lithography
WO2016018314A1 (en) 2014-07-30 2016-02-04 Leia Inc. Multibeam diffraction grating-based color backlighting
CN104777540B (zh) 2015-04-23 2017-03-08 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种透射式自聚焦单级衍射光栅
US10416468B2 (en) * 2017-03-28 2019-09-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Light field generator devices with series output couplers

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1386203A (zh) * 2000-07-31 2002-12-18 罗切斯特光电器件公司 用于光受控扩展的结构化屏
US20080240654A1 (en) * 2004-03-24 2008-10-02 Matt Pearson Hybrid planar lightwave circuit with reflective gratings
JP2006072024A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Advantest Corp 電子ビーム用露光マスク、電子ビーム露光装置、及び電子ビーム露光方法
CN102362229A (zh) * 2009-03-23 2012-02-22 高通Mems科技公司 高频振动全息正面光
US20110186744A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Nuflare Technology, Inc. Charged particle beam apparatus and method
CN102147492A (zh) * 2011-01-06 2011-08-10 南京大学 微结构准相位匹配实现多维目标波导光栅和体光栅的制备方法
US20130283216A1 (en) * 2012-04-18 2013-10-24 D2S, Inc. Method and system for critical dimension uniformity using charged particle beam lithography
EP3321641A1 (de) * 2016-11-09 2018-05-16 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Gitterstruktur für eine optische positionsmesseinrichtung

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