[發明專利]探針誘導光刻薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200810035321.X
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101256353A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 李小剛;洪小剛;趙成強;王陽;徐文東;唐曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/075;G03F7/004;C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及光刻技術領域，是一種探針誘導光刻薄膜及其制備方法，用于探針誘導表面等離子體共振光刻的探針誘導光刻薄膜，可以大大降低刻蝕線寬。

背景技術

電子化工材料是電子工業中關鍵的基礎材料，電子工業的發展要求電子化工材料與之同步發展，不斷更新換代，以適應其在技術方面不斷推陳出新的需要。特別是在集成電路方面，其發展完全得益于微細加工技術，尤其是光學光刻技術的不斷進步。

目前國際上通用的縮小光刻尺寸的方法就是減小刻寫光的波長，現在已經發展到使用極深紫外光(193nm)，甚至γ射線作為微電路的光刻光源。這類光刻系統技術復雜，價格昂貴。不縮短波長而縮小光斑尺寸的另一條途徑是近場光學技術。采用通光的SNOM光纖探針，采用傳統的基底/光刻膠結構，能夠獲得超過光學衍射極限(超分辨)的光刻線寬到100nm以下(Eric?Betzig，Jay?K.Trautman，Near-Field?Optics：Microscopy，Spectroscopy，and?Surface?Modification?Beyond?the?Diffaction?Limit，SCIENCE，1992，257：193)。要想進一步縮小線寬，光纖出光孔的尺寸必須進一步減小，但這會急劇降低激光能量，難以實用。此外，超分辨近場結構光刻技術可以通過超分辨掩膜產生超過衍射極限的近場光耦合作用來實現快速光刻，采用基底/掩膜層/光刻膠或者是基底/保護層/掩膜層/保護層/光刻膠的膜層結構，通過激光束作用下掩膜材料發生光熱開孔效應、化學分解等來獲得納米尺度的光斑，并在多層膜結構內部實現超分辨近場刻蝕(Masashi?Kuwahara?etc.Less?than?0.1μm?linewith?fabrication?by?visible?light?usingsuper-resolution?near-field?structure.Microelectronic?Engineering.2001，57-58：883-890.)。但是，該技術需要借助樣品高速旋轉過程中的動態超分辨效應，而且要獲得好的超分辨效果需要采用貴金屬(如鉑)和多層結構(目前有的達到9層)，制作工藝復雜、成本昂貴，難以靈活應用。

發明內容

本發明要解決的問題在于提供一種用于探針誘導表面等離子體共振光刻的探針誘導光刻薄膜及其制備方法，用于探針誘導表面等離子體共振光刻，以大大降低光刻線寬。

本發明的技術解決方案是：

一種用于探針誘導表面等離子體共振光刻的探針誘導光刻薄膜，特征在于其結構由沉積于玻璃基底上的直寫光刻材料層、介質層和表面等離子體共振層組成，所述的直寫光刻材料層由AgO_x或NiO_y組成；所述的介質層由SiO₂組成；所述的表面等離子體共振層由Ag組成。

所述的直寫光刻材料層的AgO_x，其中x≤1，通過控制磁控濺射所采用的O₂∶Ar氣體流量比來實現的，AgO_x的成分是Ag、AgO和Ag₂O的混合物。

所述的直寫光刻材料層的NiO_y，其中y≤3/2，是通過控制磁控濺射時的O₂∶Ar氣體流量比來實現的，其成分是NiO和Ni₂O₃的混合物。

所述的直寫光刻材料層的厚度為10-100nm。

所述的介質層的厚度為10-80nm。

所述的表面等離子體共振層的厚度為20-100nm。

上述探針誘導光刻薄膜的制備方法，采用磁控濺射的方法制備，濺射工作氣壓優于1.0×10^-3Pa，在高折射率玻璃基底上依次分別采用直流濺射、射頻濺射和反應性直流濺射鍍制：表面等離子體共振層、介質層和直寫光刻材料層，其中直寫光刻材料層的AgO_x，x≤1，通過控制磁控濺射所采用的O₂∶Ar氣體流量比來實現的，AgO_x的成分是Ag、AgO和Ag₂O的混合物；所述的直寫光刻材料層的NiO_y，y≤3/2，是通過控制磁控濺射時的O₂∶Ar氣體流量比來實現的，其成分是NiO和Ni₂O₃的混合物。

本發明的技術效果：