專利名稱：一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，屬于微細(xì)加工技術(shù)制作納米器件的接觸接近光刻曝光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于全球通訊技術(shù)和高科技信息技術(shù)高速發(fā)展，迫切需要微細(xì)加工技術(shù)制作出超高速、超高頻納米量級(jí)IC器件，而制作納米圖形結(jié)構(gòu)需要大幅度提高現(xiàn)有光刻技術(shù)的分辨率。因?yàn)檠苌錁O限的限制，一般對(duì)于掩模圖形孔尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的納米級(jí)孔和縫圖形時(shí)，光不能穿過(guò)，也就無(wú)法進(jìn)行光刻制作納米圖形。所以都采用縮短波長(zhǎng)光刻制作的方法，主要有深紫外、極紫外、X射線、離子束投影、以及電子束光刻等等。這些方法都需要極短波長(zhǎng)光源電磁輻射系統(tǒng)及光學(xué)系統(tǒng)，在技術(shù)上十分復(fù)雜，同時(shí)投資也都十分昂貴，只有經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家和實(shí)力雄厚的大公司才進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，它不需要縮短波長(zhǎng)和用復(fù)雜昂貴的極短波長(zhǎng)光源電磁輻射系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)，就能光刻制作出納米量級(jí)的圖形。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，由光源、鏡組和反射鏡組成的均勻照明系統(tǒng)照明了掩模，并使接觸接近放置的硅片上的抗蝕劑涂層感光，均勻照明系統(tǒng)中的光源是一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光，組鏡為起聚焦作用和起擴(kuò)束準(zhǔn)直照明作用二組鏡組成，在均勻照明位置放置的掩模是金屬掩模，它的下表面與安放在下方的高分辨率抗蝕劑涂層之間距離為0.005-1000μm。
所述的一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光光源是波段范圍為193-1000nm的任意波長(zhǎng)激光。
所述的金屬掩模是在厚度大于1μm的sio2薄膜基板上作的單面鉻掩模圖形薄層上再加金屬掩模圖形薄層組成的掩模，鉻掩模圖形薄層的厚度為5-150nm，金屬掩模圖形簿層的金屬材料是金、銀或銅或鋁，其厚度為5-150nm。
所述金屬掩模還是在厚度大于1μm且為λ/2的整數(shù)倍(λ為光刻波長(zhǎng))的石英基板上作的雙面鉻掩模圖形薄層上再各加金屬掩模圖形薄層組成的掩模，雙鉻掩模圖形薄層的厚度分別為5-150nm，雙金屬掩模圖形簿層的金屬材料是金、銀或銅或鋁，其厚度分別為5-150nm，上下鉻掩模圖形薄層相同并且對(duì)齊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.使用該一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置時(shí)，不需要復(fù)雜昂貴的極短波長(zhǎng)光源電磁輻射系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)，可大幅度降低制作納米量級(jí)圖形的技術(shù)難度和設(shè)備成本；2.使用該光學(xué)光刻裝置制作納米量級(jí)圖形，不需要傳統(tǒng)光刻用的鉻掩模板，只需要金屬掩模板，掩模版的制作無(wú)須采用相移和鄰近效應(yīng)修正等復(fù)雜的分辨率增強(qiáng)技術(shù)，可大幅度降低掩模版的制作成本；3.使用該光學(xué)光刻裝置，光刻制作納米量級(jí)圖形的分辨率極限，由掩模圖形的線寬尺寸決定，不受入射光波長(zhǎng)限制，因此光刻分辨率可以作得很高，達(dá)到納米量級(jí)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明中金屬掩模板實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)放大示意圖；圖3為本發(fā)明中金屬掩模板實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明由一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光光源3、鏡組2、反射鏡1和鏡組4組成照明系統(tǒng)，在照明系統(tǒng)的均勻照明位置放置有金屬掩模5和緊接著接觸接近放置有抗蝕劑涂層6的硅片7，一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光光源3的波長(zhǎng)為193-1000nm，組鏡2起聚焦作用，組鏡4起聚焦擴(kuò)束準(zhǔn)直作用。由一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光光源3發(fā)出波長(zhǎng)為193-1000nm的任意波長(zhǎng)激光通過(guò)鏡組2聚焦、反射鏡1反射，以及鏡組4擴(kuò)束準(zhǔn)直，均勻照明在金屬掩模5的超微細(xì)圖形面上，光線從金屬掩模5的下表面射出，使均勻涂于硅片7上并接觸接近安放在金屬掩模5下方的高分辨率抗蝕劑涂層6感光，光刻出納米量級(jí)的超微細(xì)圖形，金屬掩模5的下表面與安放在下方的高分辨率抗蝕劑涂層6之間距離為0.005-1000μm。
如圖2所示，金屬掩模5由sio2薄膜基板8、鉻掩模圖形薄層9和金屬掩模圖形簿層10組成，其中sio2薄膜基板8的厚度至少為1μm以上，鉻掩模圖形薄層9的厚度為5-150nm，金屬掩模圖形簿層10的金屬材料是金、銀或銅或鋁，它的厚度為5-150nm。一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光3能通過(guò)圖形尺度比波長(zhǎng)小得多的納米金屬掩模5，使抗蝕劑涂層6感光，是因?yàn)閹в谐⒓?xì)圖形的金屬掩模在一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光的照射下，產(chǎn)生了波長(zhǎng)很短的表面等離子波，等離子波可穿過(guò)納米鉻掩模圖形薄層9的孔和縫傳播，以很小發(fā)散角射出，就好像是一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光3直接穿過(guò)金屬掩模5的掩模射出一樣，使在接觸接近放置的抗蝕劑涂層6感光，光刻出納米量級(jí)的超微細(xì)圖形。
如圖3所示，金屬掩模5由石英基板11、鉻掩模圖形薄層9和9’，以及金屬掩模圖形簿層10和10’組成，其中石英基板11的厚度大于1μm且為λ/2的整數(shù)倍(λ為光刻波長(zhǎng))，鉻掩模圖形薄層9和9’的厚度為5-150nm，金屬掩模圖形簿層10和10’的金屬材料是金、銀或銅或鋁，它的厚度為5-150nm，上下表面的金屬掩模圖形簿層10和10’和鉻掩模圖形薄層9和9’相同，并且對(duì)齊。一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光3能通過(guò)納米金屬掩模5，使抗蝕劑涂層6感光，與圖2金屬掩模板實(shí)施例1同理，也是因?yàn)閹в谐⒓?xì)圖形的掩模金屬薄層10在一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光的照射下，產(chǎn)生了波長(zhǎng)很短的表面等離子波，等離子波可穿過(guò)掩模上表面納米圖形鉻薄層圖形9的孔和縫傳播，又由于掩模上下表面之間的距離為λ/2的整數(shù)倍結(jié)構(gòu)，使等離子波產(chǎn)生共振，從掩模下表面鉻圖形薄層9’的孔和縫中，以小發(fā)散角加強(qiáng)射出，就好像是一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光3直接穿過(guò)金屬掩模5的掩模射出一樣，使在掩模下方接觸接近放置的抗蝕劑涂層6感光，光刻出納米量級(jí)的超微細(xì)圖形。
權(quán)利要求
1.一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，由光源(3)、鏡組(2)、反射鏡(1)和鏡組(4)組成的均勻照明系統(tǒng)照明掩模，并使接觸接近放置的硅片(7)上的抗蝕劑涂層(6)感光，其特征在于均勻照明系統(tǒng)的光源(3)是一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光，鏡組(1)和鏡組(4)是聚焦擴(kuò)束準(zhǔn)直均勻照明鏡組，在均勻照明位置放置的掩模是金屬掩模(5)，它與安放在其下方的高分辨率抗蝕劑涂層(6)之間距離為0.005-1000μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，其特征在于所述的一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光光源(3)是波段范圍為193-1000nm的任意波長(zhǎng)激光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，其特征還在于所述的金屬掩模(5)是在厚度大于1μm的sio2薄膜基板(8)上作的單面鉻掩模圖形薄層(9)上再加金屬掩模圖形薄層(10)組成的掩模，鉻掩模圖形薄層(9)的厚度為5-150nm，金屬掩模圖形簿層(10)的金屬材料是金、銀或銅或鋁，其厚度為5-150nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，其特征還在于所述金屬掩模(5)是在厚度大于1μm且為λ/2的整數(shù)倍(λ為光刻波長(zhǎng))的石英基板(11)上作的雙面鉻掩模圖形薄層(9)和(9’)上再加金屬掩模圖形薄層(10)和(10’)組成的掩模，鉻掩模圖形薄層(9)和(9’)的厚度為5-150nm，金屬掩模圖形簿層(10)和(10’)的金屬材料是金、銀或銅或鋁，其厚度為5-150nm，上下鉻掩模圖形薄層(9)和(9’)相同并且對(duì)齊。
全文摘要
一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)光接觸接近納米光刻光學(xué)裝置，由光源(3)、鏡組(2)、反射鏡(1)和鏡組(4)組成的均勻照明系統(tǒng)照明掩模，并使接觸接近放置的硅片(7)上的抗蝕劑涂層(6)感光，其特征在于均勻照明系統(tǒng)的光源(3)是一般波長(zhǎng)或長(zhǎng)波長(zhǎng)激光，鏡組(1)和鏡組(4)是聚焦擴(kuò)束準(zhǔn)直均勻照明鏡組，在均勻照明位置放置的掩模是金屬掩模(5)，它與安放在其下方的高分辨率抗蝕劑涂層(6)之間距離為0.005－1000μm。本發(fā)明用193－1000nm任意波長(zhǎng)激光照明金屬掩模，激發(fā)金屬掩模表面等離子體，通過(guò)等離子波傳播，出射小發(fā)散角光用于光刻，不受衍射極限的限制，不需要復(fù)雜昂貴的極短波長(zhǎng)光源，就可制作出納米量級(jí)的圖形。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1553284SQ0312357
公開(kāi)日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者陳旭南, 羅先剛, 田宏, 石建平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所