[發(fā)明專利]一種逆向照明接近接觸納米光刻裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056085.X
• 申請日: 2008-01-11
• 公開（公告）號: CN101216683A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊勇;胡松;姚漢民;唐小萍;邢薇;趙立新;張春梅;嚴(yán)偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/09;G03F1/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 賈玉忠;盧紀(jì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種逆向照明接近接觸納米光刻裝置，屬于光學(xué)微細加工技術(shù)中納米器件制作的接近接觸光刻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體行業(yè)集成度的提高，迫切需要解決如何突破光學(xué)光刻中衍射極限的限制，達到提高制作微納圖形的光刻設(shè)備的分辨力水平，已經(jīng)成為現(xiàn)代光刻技術(shù)急需解決的核心問題。

在光學(xué)光刻系統(tǒng)中，根據(jù)瑞利公式，分辨力公式表示如下：分辨力＝k1(λ/NA)，其中λ為投影光刻系統(tǒng)的曝光波長，k1和k2為光刻工藝因子。因此可以通過提高投影光刻物鏡的數(shù)值孔徑(NA)，縮短曝光波長(λ)來提高分辨力，但隨著數(shù)值孔徑的增大，曝光波長的縮短，焦深迅速減小，同時造成成本急劇增加。“下一代”光刻技術(shù)(如極紫外光刻技術(shù)EUVL、電子束投影光刻技術(shù)EBL、X射線光刻技術(shù)XRL等)仍處于研究階段，技術(shù)都不成熟，并且制造成本昂貴，效率低下，無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。本發(fā)明可以在不改變照明光波長λ的情況下通過逆向照明方式實現(xiàn)納米量級圖形的制作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是：為克服上述技術(shù)的不足，提供一種逆向照明接近接觸納米光刻裝置，該裝置利用表面等離子體波的局部增強效應(yīng)，實現(xiàn)納米量級圖形的制作，既提高了光刻分辨力，又降低了成本，提高了工作效率。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：一種逆向照明接近接觸納米光刻裝置包括：基片、光刻膠、金屬掩模版和均勻準(zhǔn)直照明系統(tǒng)；在基片上面涂有光刻膠，在光刻膠接近接觸放置金屬掩模版，當(dāng)均勻準(zhǔn)直照明系統(tǒng)逆向照明，從基片側(cè)向入射到基片上，在光刻膠層和金屬掩模版之間由于介電常數(shù)的匹配而激發(fā)了表面等離子體波，該表面等離子體波具有局部增強效應(yīng)，通過表面等離子體波的傳播，可以在不需要改動照明系統(tǒng)就將可以接近接觸放置的金屬掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，實現(xiàn)超衍射納米光刻目的，以極低成本實現(xiàn)納米量級圖形的制作。

所述的均勻準(zhǔn)直照明系統(tǒng)由光學(xué)照系統(tǒng)、均勻準(zhǔn)直透鏡組、第一反射鏡和第二反射鏡組成，由光學(xué)照明系統(tǒng)發(fā)出的光，經(jīng)過第一反射鏡反射后匯聚到均勻準(zhǔn)直透鏡組上，均勻準(zhǔn)直透鏡組使發(fā)散的光線變成均勻準(zhǔn)直的平行光后，由第二反射鏡反射到基片的上表面。

所述的光學(xué)照明系統(tǒng)由光源和橢球反射鏡組成，由光源發(fā)出的光為i線、或g線或更長波長的光，由橢球反射鏡反射后，再由第一反射鏡反射后匯聚到均勻準(zhǔn)直透鏡組上。

所述的均勻準(zhǔn)直透鏡組由均勻準(zhǔn)直透鏡、濾光片和、積分鏡和場鏡組成，均勻準(zhǔn)直透鏡使發(fā)散的光線變成均勻準(zhǔn)直的平行光，再依次經(jīng)過濾光片、積分鏡和場鏡作用后變成質(zhì)量較好的準(zhǔn)直平行光，最后由第二反射鏡反射到基片上表面。

所述的金屬掩模版材料為金、或銀、或銅，掩模版厚度范圍無限制，掩模圖形直接寫在金屬表面即可。

所述的金屬掩模版和光刻膠之間的距離從0到150納米之間變化，對準(zhǔn)標(biāo)記可以同時制作在掩模版和基片上。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明的裝置當(dāng)照明光照射基片后由于短波長敏感的光刻膠不感光，所以會透過光刻膠層而照射到與光刻膠層接近接觸放置的金屬掩模版上，在光刻膠層和金屬掩模版層之間由于介電常數(shù)的匹配而激發(fā)了表面等離子體波，該表面等離子體波具有局部增強效應(yīng)，通過表面等離子體波的傳播，可以在不需要改動照明系統(tǒng)就可以實現(xiàn)超衍射納米光刻目的，以極低成本實現(xiàn)納米量級圖形的制作。

(2)本發(fā)明由傳統(tǒng)的照明方式改為逆向照明方式，降低了由于金屬掩模版的吸收而產(chǎn)生的衰減，從而可以增強照明光強度，有利于圖形的轉(zhuǎn)移，提高光刻分辨力。另外，對掩模版厚度的要求也大大降低，可以為任意厚度，均能將圖形從掩模板轉(zhuǎn)移到光刻膠上，同時，與傳統(tǒng)光刻機兼容性好，具有成本低，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。

(3)本發(fā)明極限分辨力的限制在于掩模圖形的制作中，而不受衍射極限的限制，由于圖形通過表面等離子體波的共振而轉(zhuǎn)移，從理論上講只要等離子體波波長所能達到的分辨力極限，只要有合適的光刻膠，就可以實現(xiàn)這種極限分辨力的光刻。而且由于沒有衍射極限的限制，掩模版圖形特征線寬無限制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的光學(xué)照明系統(tǒng)組成示意圖；

圖3為本發(fā)明的均勻準(zhǔn)直透鏡組示意圖；

圖4為本發(fā)明的基片和光刻膠層示意圖；

圖5為本發(fā)明的金屬掩模版層示意圖。

具體實施方式