[發明專利]基于表面等離子體波照明的光刻成像設備及光刻成像方法

有效

• 申請號: 201310438387.4
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103454866A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 羅先剛;王長濤;趙澤宇;王彥欽;姚納;胡承剛;蒲明薄;王炯;劉利芹;楊磊磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種光刻成像設備，包括：

表面等離子體SP波照明場產生裝置，被配置為接收以一定方向入射的遠場照明光束，以產生特定傳輸波長的SP波照明場，其中

SP波照明場通過掩模激發待成像的光場，以及

遠場照明光束的入射角度被設置為使得能夠產生特定傳輸波長的SP波照明場，從而實現SP波通過掩模層的+1級或-1級衍射光與0級衍射光發生干涉。

2.根據權利要求1所述的光刻成像設備，其中SP波照明場產生裝置包括：激發層，被配置為接收遠場照明光束，以激發特定傳輸波長的SP波照明場。

3.根據權利要求2所述的光刻成像設備，其中SP波照明場產生裝置還包括：在激發層上形成的增強層，配置為增強SP波照明場的強度，減少雜散光場的干擾。

4.根據權利要求3所述的光刻成像設備，其中增強層包括金屬和介質交替堆疊的多層膜結構。

5.根據權利要求1所述的光刻成像設備，其中掩模包括：圖形層，包括待光刻的納米結構圖形。

6.根據權利要求5所述的光刻成像設備，其中掩模還包括：在圖形層上形成的成像層，包括實現圖形近場成像的金屬膜層。

7.根據權利要求6所述的光刻成像設備，其中掩模還包括：在成像層上形成的保護層，配置為防止成像層和圖形層物理損傷和化學腐蝕。

8.根據權利要求1所述的光刻成像設備，其中感光層接收待成像的光場，在感光層背對待成像光場的一側形成反射式輔助成像層且在感光層面對待成像光場的一側形成透射式輔助成像層。

9.根據權利要求1所述的光刻成像設備，其中感光層接收待成像的光場，在掩模與感光層之間設有間隔層。

10.根據權利要求2所述的光刻成像設備，其中激發層包括一維或二維的納米圖形。

11.根據權利要求10所述的光刻成像設備，其中所述納米圖形包括周期性的光柵結構。

12.根據權利要求4所述的光刻成像設備，其中增強層中金屬和介質多層膜的每層厚度在納米量級。

13.根據權利要求10所述的光刻成像設備，其中掩模包括一維或二維的納米圖形，掩模的納米圖形線條方向與激發層的納米圖形線條方向一致。

14.根據權利要求6所述的光刻成像設備，其中成像層包括在入射波長范圍內呈現負介電常數的材料。

15.根據權利要求8所述的光刻成像設備，其中反射式輔助成像層材料和透射式輔助成像層材料包括Ag和Al中任一種或其組合。

16.根據權利要求9所述的光刻成像設備，其中間隔層距離為0～λ₀/2，其中λ₀為遠場照明光束的中心波長，間隔層包括空氣、真空或液體。

17.根據權利要求2所述的光刻成像設備，其中遠場照明光束的中心波長為λ₀、且以相對于主光軸的角度θ入射，滿足方程(1)與(2)：

2d_i(d_ssinθ+λ₀)＝λ₀d_s??????(1)

λ_sp(d_ssinθ+λ₀)＝λ₀d_s?????(2)

方程中d_s代表激發層的納米圖形的周期，d_i代表掩模所包括的納米圖形的周期，λ₀為遠場照明光束的中心波長，λ_sp為激發的SP波波長。

18.根據權利要求1所述的光刻成像設備，其中遠場照明光束發散角度范圍小于±20°。

19.一種光刻成像方法，包括：

以一定方向入射的遠場照明光束，照射激發層，以激發特定傳輸波長的SP波照明場；以及

利用該SP波照明場，通過掩模，激發待成像的光場，

其中，遠場照明光束的入射角度被設置為使得能夠產生特定傳輸波長的SP波照明場，從而實現SP波通過掩模層的+1級或-1級衍射光與0級衍射光發生干涉。