[發(fā)明專利]一種納米光刻裝置及制備超衍射極限圖形的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610064552.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN105549336A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉仿;黃翊東;葉宇;張偉駿;馮雪;崔開宇;張巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種納米光刻裝置，其特征在于，包括基底、位于所述基底 之上的下層模板、位于所述下層模板之上的光刻膠、位于所述光刻膠 之上的上層模板、位于所述上層模板之上的透光基板和曝光光源；

所述上層模板具有光刻圖形，所述上層模板和所述下層模板組成 光刻掩膜版，用于掩膜光刻；所述上層模板的材質(zhì)為金屬或合金材質(zhì)， 所述下層模板的材質(zhì)為金屬或合金材質(zhì)；在光刻時(shí)所述下層模板與上 層模板的光刻圖形形成局域表面等離子體激元結(jié)構(gòu)；

所述光刻膠用于對(duì)光刻掩膜版形成的光刻圖形進(jìn)行記錄；

所述曝光光源位于透光基板之上，用于提供光刻的光源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上層模板為單 層薄膜層或多層薄膜層，所述上層模板為多層薄膜層時(shí)，各薄膜層逐 層疊加設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述上層模板為多 層薄膜層時(shí)，包括第一薄膜層和第二薄膜層，所述第二薄膜層位于所 述光刻膠之上，所述第一薄膜層位于所述第二薄膜層之上，所述透光 基板位于所述第一薄膜層之上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括透 鏡，所述透鏡位于所述透光基板和所述曝光光源之間，所述透鏡用于 對(duì)從所述曝光光源發(fā)射的光線進(jìn)行調(diào)控。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述曝 光光源為汞燈光源、紫外激光光源和飛秒脈沖激光光源中的任意一 種。

6.一種利用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的裝置制備超衍射極限圖 形的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，在基底上形成第一設(shè)定厚度的下層模板，在透光基板上形成 第二設(shè)定厚度的具有光刻圖形的上層模板，所述下層模板和所述上層 模板組成光刻掩膜版；所述上層模板的材質(zhì)為金屬或合金材質(zhì)，所述 下層模板的材質(zhì)為金屬或合金材質(zhì)；

S2，在所述下層模板之上旋涂第三設(shè)定厚度的光刻膠，并置于熱 板上烘烤；

S3，將所述透光基板與所述基底壓合，使所述透光基板上的上層 模板接觸所述基底上的光刻膠；

S4，采用曝光光源照射所述透光基板，經(jīng)過(guò)顯影，定影后在光刻 膠上得到超衍射極限圖形。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述上層模板為 單層薄膜層時(shí)，所述步驟S1中在透光基板上形成上層模板包括：

在透光基板上形成第一薄膜層；

所述步驟S3包括：將所述透光基板與所述基底壓合，使所述透光 基板上的第一薄膜層接觸所述基底上的光刻膠；

當(dāng)所述上層模板為多層薄膜層時(shí)，所述在透光基板上形成第一薄 膜層后還包括：

在第一薄膜層上形成第二薄膜層；

所述步驟S3包括：將所述透光基板與所述基底壓合，使所述透光 基板上的第二薄膜層接觸所述基底上的光刻膠。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述在基底上形成 第一設(shè)定厚度的下層模板包括：通過(guò)磁控濺射、沉積、蒸鍍或電子束 蒸發(fā)在所述基底上形成第一設(shè)定厚度的下層模板；

所述在透光基板上形成第二設(shè)定厚度的具有光刻圖形的上層模 板包括：

通過(guò)磁控濺射、沉積、蒸鍍或電子束蒸發(fā)在所述透光基板上形成 第二設(shè)定厚度的上層模板；

通過(guò)聚焦離子束刻蝕或電子束刻蝕在所述上層模板上形成光刻 圖形。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S4具體包 括：從所述曝光光源發(fā)射的光線通過(guò)透鏡進(jìn)行調(diào)控后，照射到所述透 光基板，經(jīng)過(guò)顯影定影后，在所述光刻膠上得到超衍射極限圖形。

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 在光刻膠上得到的超衍射極限圖形的線寬和深寬比通過(guò)控制下層模 板的材質(zhì)、下層模板的厚度、上層模板的材質(zhì)、上層模板的厚度、曝 光光源的波長(zhǎng)、曝光光源的曝光功率、曝光光源的曝光時(shí)間中的至少 一種來(lái)實(shí)現(xiàn)。