無掩膜光刻機(jī)在加工微小密集線條陣列時(shí)，會(huì)出現(xiàn)圖形各向異性偏差，平行與垂直方向的線條線寬不一致?，F(xiàn)象為相同曝光劑量條件下，橫向線條和縱向線條測(cè)得臨界尺寸存在穩(wěn)定差值，密集光柵結(jié)構(gòu)不同取向線條的形貌、線寬差異明顯，旋轉(zhuǎn)圖形后尺寸偏差隨之改變，直接影響陣列器件的一致性。不同品牌型號(hào)無掩膜光刻機(jī)的照明偏振調(diào)控組件、偏振消光比參數(shù)性能不同，小特征尺寸加工場(chǎng)景下偏振帶來的尺寸偏差差距會(huì)顯著體現(xiàn)。

成因：投影照明系統(tǒng)存在偏振偏好，不同偏振態(tài)光線經(jīng)過 DMD 微鏡、投影物鏡后的透射效率存在區(qū)別；DMD 微鏡反射對(duì)偏振分量存在選擇性衰減，不同走向的光柵圖形對(duì)偏振光的衍射響應(yīng)不一致；照明光偏振狀態(tài)未做勻化處理，視場(chǎng)內(nèi)偏振分布不均勻，加劇不同方位圖形的尺寸差異。

改善方案：配置偏振勻光器件，消除照明光的偏振方向性，保證視場(chǎng)內(nèi)各方向偏振分量均勻；根據(jù)圖形取向優(yōu)化曝光劑量，對(duì)不同走向線條設(shè)置劑量補(bǔ)償；降低高相干照明占比，采用部分相干照明模式，減弱偏振衍射效應(yīng)；開展多方向圖形標(biāo)定，建立各向異性尺寸補(bǔ)償模型寫入曝光軟件；設(shè)備選型時(shí)比對(duì)各機(jī)型偏振控制與部分相干照明能力，加工多取向微納陣列優(yōu)先選擇支持偏振勻化的機(jī)型。