[發明專利]一種基于雙層膠技術的掩模平坦化方法

有效

• 申請號: 201310361799.2
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103399461A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 羅先剛;王長濤;趙澤宇;王彥欽;沈同圣;劉玲;胡承剛;黃成;楊磊磊;潘思潔;崔建華;趙波
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/16;G03F7/26
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

技術領域

本發明涉及一種掩模平坦化的方法，尤其涉及一種基于雙層膠技術的掩模平坦化方法。

背景技術

傳統光刻的分辨力受到衍射極限的限制。為此，突破衍射極限的超分辨光刻成像研究就顯得尤為重要。Superlens和Hyperlens器件以金屬和介質膜層周期性的交替構成一種適合倏逝波傳輸的人工材料，從而實現超分辨光刻成像。目前文獻中所報道的Superlens器件都是采用一體式光刻，掩模的平坦化為其中非常關鍵的工藝。常用的掩模平坦化方法有懸涂法，納米壓印等，聚焦離子束引導沉積的方法也可以應用到掩模平坦化的工藝中。

懸涂法，即懸涂有機材料（如PMMA等）到一定厚度，使原本有結構圖形的掩模表面平整化，再回蝕有機材料到20～30nm以滿足Superlens和Hyperlens器件光場傳播的需要。該方法的缺點是對于一體式光刻，每次掩模清洗工藝后都需要重新進行掩模平坦化，這會影響工藝的重復性。其次，該方法對于能實現縮小功能的Hyperlens器件而言，有機材料在曲面溝槽內的涂敷雖能達到掩模平坦化的目的，但會改變曲面溝槽的曲率，從而影響器件的實際縮小倍率。

文獻（Appl.Phys.Lett.96,043102(2010)）報道中也有基于納米壓印平坦化掩模的方法。該方法的缺點是在利用平整的壓印模板平坦化掩模后脫模有一定困難。對于一體式光刻，每次掩模清洗工藝后都需要重新進行掩模平坦化，故該方法也存在工藝重復性差的問題。同時，納米壓印平坦化掩模的方法只適用于平面面型的掩模，不適用于曲面面型的掩模。

通過聚焦離子束的引導沉積功能可以實現平面和曲面面型掩模的平坦化，由于沉積的是二氧化硅材料，在掩模清洗工藝中不會對其產生溶解影響，工藝的重復性大大提高。但是該方法是逐點在掩模溝槽內沉積二氧化硅材料，故加工的效率低，且無法滿足大面積掩模平坦化要求。同時該方法利用了聚焦離子束設備加工，成本昂貴。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有的Superlens和Hyperlens器件掩模的平坦化問題，提出了一種基于雙層膠技術的掩模平坦化方法。該方法只需要采用常規的光刻工藝和薄膜沉積技術就可實現大面積的、重復性好、平面和曲面面型掩模的平坦化。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于雙層膠技術的掩模平坦化方法，步驟如下：

步驟（1）、在基底上沉積一定厚度的掩模層，并在掩模層上制備掩模圖形。

步驟（2）、在掩模圖形上涂敷光刻膠A，并進行前烘處理。

步驟（3）、在所述步驟（2）得到的結構上涂敷光刻膠B，并進行前烘處理。

步驟（4）、采用中心波長為365nm的紫外曝光光源從所述步驟（3）得到的結構背面入射，對光刻膠B進行曝光，顯影。

步驟（5）、在所述步驟（4）得到的結構內沉積二氧化硅層厚度和鉻膜的厚度相等。

步驟（6）、將所述步驟（5）得到的結構放到有機溶劑中去除光刻膠A和光刻膠B。

其中，在步驟（1）中的基底材質是石英或者有機透明材料，同時基底可以為平面或曲面。

其中，在步驟（2）中，光刻膠A前烘的溫度為150～200℃，前烘的時間為5～30分鐘。光刻膠A在光刻膠B的顯影液中溶解速率要滿足比光刻膠B在光刻膠B顯影液中的顯影速率快的要求。

其中，在步驟（3）中，光刻膠B前烘的溫度為80℃～100℃，前烘的時間為10～30分鐘。光刻膠A和光刻膠B不能發生互溶現象。

其中，在步驟（4）中，曝光劑量為光刻膠B的感光劑量，顯影時間由光刻膠A和光刻膠B的總厚度決定。

其中，在步驟（5）中，二氧化硅的沉積方式為電子束蒸鍍以保證良好的方向性，二氧化硅的厚度由石英晶振儀監控。

本發明與現有技術相比的優點在于：

1、本發明所述的一種基于雙層膠技術的掩模平坦化方法不僅可以實現平面面型掩模的平坦化還可以實現曲面面型掩模的平坦化。納米壓印平坦化掩模的方法只能實現平面面型的掩模平坦化，懸涂法雖能平坦化曲面面型掩模，但會改變掩模的曲面面型。

2、本發明所述的一種基于雙層膠技術的掩模平坦化方法由于沉積的是二氧化硅材料，而不是懸涂法和納米壓印平坦化掩模方法采用的PMMA等有機物，故在掩模清洗工藝中不會和丙酮等有機溶劑發生反應，工藝重復性好。

3、本發明所述的一種基于雙層膠技術的掩模平坦化方法和聚焦離子束平坦化掩模的方法相比，該方法可實現大面積的平面和曲面面型掩模平坦化，且成本低廉。