[發(fā)明專利]一種基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻方法和裝置

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• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108037640A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅先剛;龔天誠;趙承偉;王長濤;劉玲;張健;劉凱鵬
• 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;G03F9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：該裝置包括超精密環(huán)控系統(tǒng)(1)、主動隔振平臺(2)、大理石平板(3)、支撐框架(4)、主基板(5)、紫外曝光光源(6)、光刻鏡頭模塊(7)、間隙檢測系統(tǒng)(8)、對準(zhǔn)模塊(9)、承片臺模塊(10)和控制系統(tǒng)(11)，主動隔振平臺(2)、大理石平板(3)、支撐框架(4)、主基板(5)、紫外曝光光源(6)、光刻鏡頭模塊(7)、間隙檢測系統(tǒng)(8)、對準(zhǔn)模塊(9)和承片臺模塊(10)安裝在超精密環(huán)控系統(tǒng)(1)罩殼內(nèi)，主動隔振平臺(2)安裝在減振地基上，大理石平板(3)安裝在主動隔振平臺(2)上，支撐框架(4)和承片臺模塊(10)安裝在大理石平板(3)上，主基板(5)安裝在支撐框架(4)上，紫外曝光光源(6)、光刻鏡頭模塊(7)、間隙檢測系統(tǒng)(8)、對準(zhǔn)模塊(9)安裝在主基板(5)上，控制系統(tǒng)(11)安裝在超精密環(huán)控系統(tǒng)(1)罩殼外；光刻鏡頭模塊(7)安裝在主基板(5)的中心沉槽內(nèi)，光刻鏡頭模塊(7)中安裝有掩模版(12)，掩模版(12)上加工有光刻圖形區(qū)(13)、對準(zhǔn)圖形區(qū)(14)和間隙檢測窗口區(qū)(15)，其中，光刻圖形區(qū)(13)位于掩模版(12)上高度為h的凸臺上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：間隙檢測系統(tǒng)(8)包括三套相同的間隙檢測模塊(8-1、8-2、8-3)，每一個間隙檢測模塊包括光纖探頭(16)、準(zhǔn)直器(17)、鹵素?zé)艄庠?18)、光譜儀(19)，其中，光纖探頭(16)有3端，分別為進(jìn)光端(20)、出光端(21)和探頭端(22)，其中，進(jìn)光端(20)連接鹵素?zé)艄庠?18)，出光端(21)連接光譜儀(19)，探頭端(22)與掩模版(12)呈90°安裝在主基板(5)的中心沉槽內(nèi)，準(zhǔn)直器(17)安裝在探頭端(22)前端，鹵素?zé)艄庠?18)和光譜儀(19)安裝在控制系統(tǒng)(11)的機箱內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：對準(zhǔn)模塊(9)包括左對準(zhǔn)模塊(9-1)和右對準(zhǔn)模塊(9-2)，兩者左右對稱安裝在主基板(5)上的光刻鏡頭模塊(7)兩側(cè)，用于實時監(jiān)測對準(zhǔn)圖形區(qū)(14)的狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：承片臺模塊(10)包括雙頻激光干涉儀(23)、六軸精密位移臺(24)、六軸納米位移臺(25)、承片臺(26)、基片(27)，其中，雙頻激光干涉儀(23)和六軸精密位移臺(24)安裝在大理石平板(3)上，六軸納米位移臺(25)安裝在六軸精密位移臺(24)上，承片臺(26)安裝在六軸納米位移臺(25)上，基片(27)吸附在承片臺(26)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：可實現(xiàn)單場10mm×10mm的分離式近場光刻，其中，要求超精密環(huán)控系統(tǒng)(1)中的潔凈度達(dá)到100級；要求主動隔振平臺(2)達(dá)到VC-F標(biāo)準(zhǔn)；要求掩模版(12)和基片(27)面型的PV值達(dá)到λ/20，其中λ為紫外曝光光源(6)的波長；要求掩模版(12)上的凸臺高度h＝(10～80)μm±20nm；要求對掩模版(12)和基片(27)進(jìn)行潔凈度檢測和顆粒物去除；要求將掩模版(12)和基片(27)之間的間隙控制在200～300nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：要求在掩模版(12)上的間隙檢測窗口區(qū)(15)鍍厚度5～10nm的鉻(Cr)膜；要求間隙檢測系統(tǒng)(8)的檢測精度達(dá)到10nm；要求承片臺模塊(10)的調(diào)平精度達(dá)到20nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：可實現(xiàn)幾十納米精度的對準(zhǔn)套刻技術(shù)，要求對準(zhǔn)模塊(9)的檢測精度達(dá)到納米量級，要求六軸納米位移臺(25)的定位精度達(dá)到納米量級。

8.一種基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻方法，利用權(quán)利要求1-8任一項所述的基于白光干涉間隙檢測和超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)的分離式近場微納光刻裝置，其特征在于：該方法可實現(xiàn)大面積分離式曝光和超精密對準(zhǔn)套刻，通過白光干涉光譜測量技術(shù)，可實現(xiàn)納米量級的在線間隙檢測和調(diào)平，從而實現(xiàn)分離式曝光；通過莫爾條紋對準(zhǔn)技術(shù)，可實現(xiàn)超精密對準(zhǔn)套刻技術(shù)。