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雙重曝光(Double Exposure, DE)是指在光刻膠覆蓋的晶片上分別進行兩次曝光。兩次曝光是在同樣的光刻膠上進行的，但使用不同的掩模版。

雙重曝光工藝流程

兩次曝光之后，晶片做烘烤和顯影。工藝流程簡寫為：光刻膠旋涂-曝光1-曝光2-顯影-刻蝕(litho-litho-etch, LLE)。所以，雙重曝光是在同一層光刻膠上曝光兩次，兩次曝光光強的疊加產生所需要的圖形。

圖1 單層光刻膠上兩次曝光的空間像光強示意圖

例如，采用雙重曝光來實現(xiàn)50nm 1：1的線條：第一次曝光實現(xiàn)的溝槽(周期是200nm)；第二次曝光相同的圖案，但是曝光圖形整體移動100nm。烘焙及顯影之后，將得到50n/50nm的致密圖形。該方案的優(yōu)勢是每次曝光只需要分辨周期為200nm的圖案，每一次曝光的照明條件可根據(jù)掩模圖形優(yōu)化；而且，相同的光刻膠層使用了兩次，工藝簡單。由于兩次曝光之間晶圓在工件臺上不移動，因此兩次曝光之間的對準誤差較小。但是，雙重曝光也有缺點，如果兩次曝光成像的空間對比度較低或者散射光(flare)非常強，那么對于不需要曝光的區(qū)域而言，其接受到的總光強將可能高于光阻的脫保護閾值E₀，導致所有光刻膠被顯影掉，如圖1(a)所示。因此，曝光系統(tǒng)需要提供較高的空間圖像對比度，如圖1(b)所示。另外，光刻膠對曝光能量的反應必須是高度非線性的，疊加效應幾乎為零，即曝光能量小于某一個值時，光刻膠的損耗幾乎為零。

光學曝光

在曝光過程中，從光源發(fā)出的光通過對準的掩摸版。版上有不透明和透明的區(qū)域，這些區(qū)域形成了要轉移到硅片表面的圖形。曝光的目的就是要把版上圖形精確地復制(在規(guī)范之內)成光刻膠上的最終圖像。曝光的一方面是，在所有其他條件相同時，曝光光線波長越短能曝出的特征尺寸就越小。事實上它是縮小硅片上特征尺寸的驅動。此外，曝光的光線產生一定能量，這對光刻膠產生光化學反應是必不可少的。光必須均勻地分配到曝光區(qū)域。光學光刻需要在短波長下進行強曝光以獲得當今精細光刻的關鍵尺寸。