一种利用岛型结构掩模提高超衍射光刻分辨力和光刻质量的方法

摘要

一种利用岛型结构掩模提高超衍射光刻分辨力和光刻质量的方法，其特征在于首先在掩模基底上制备岛型凸起结构，然后溅射避光膜层，利用直写手段在岛形区域的避光膜层上加工纳米图形。本发明可以提高掩模图形结构特征尺寸小于λ/2时，超衍射光刻所得光刻材料图形结构的分辨力和光刻图形质量。

主权项

一种利用岛型结构掩模实现提高超衍射光刻分辨力和光刻质量的方法，其特征在于实现步骤如下：（1）首先选择一种透明基底材料A；透明基底材料A为光波段的石英或玻璃；（2）在基底A上表面涂敷光刻材料B，光刻材料B的厚度取决于最终制备完成时岛型突出结构的高度，以及光刻材料B与基底材料A之间的刻蚀比，即光刻材料B的厚度应满足：曝光、显影后，剩余光刻材料厚度能够作为掩蔽层将光刻所得岛型结构传递到基底材料A上；所述光刻材料B的材料为正性光刻材料或负性光刻材料；（3）将经设计的，刻有镂空岛型结构的图形掩模置于步骤（2）所得结构上表面，并使两者紧密贴合；（4）对步骤（3）所得结构进行曝光；（5）曝光结束后，去除刻有镂空岛型结构的图形掩模，将基底材料A及其上表面经过曝光的光刻材料B放入与光刻材料B相匹配的显影液中进行显影；（6）清洁步骤（5）中所得结构表面残留的显影液并后烘，使光刻所获得的图形结构能牢固的粘接在基底材料A上表面；（7）将步骤（6）所获得结构置于刻蚀设备中，根据所需形成岛型突起结构的高度，利用刻蚀传递原理，将步骤（6）所得结构转移到基底材料A上，即在基底材料A上形成与步骤（6）所得光刻结构相同的岛型突起结构；（8）清洁步骤（7）所获得的基底材料结构，在该结构上表面制备用于遮蔽曝光照明光的膜层材料C，所述膜层材料C的厚度Dc大于50nm，即膜层材料C厚度应满足对曝光照明光不允许透过；膜层材料C上表面平整度≤3nm；（9）选择步骤（8）所得结构中岛型突起结构中心区域，使用聚焦粒子束加工设备，将经设计的掩模图形结构加工在岛型突起结构中心区域的表面膜层材料C上，要求完成掩模上的图形结构应完整、边缘光滑，对膜层材料C的刻蚀应底部干净、无残留材料；至此，完成了岛型掩模结构及突起结构上表面掩模图形结构的制备；（10）选择一种可用于光刻的基底材料D，所述的基底材料D为硅基底或石英基底，在基底材料D上涂敷光刻材料E，光刻材料厚度为De，De为20nm～200nm；所述步骤（10）中光刻材料E为正性光刻材料或负性光刻材料；（11）将步骤（9）制备所得岛型掩模结构及其表面掩模图形结构置于步骤（10）所制备 结构上表面并紧密贴合，其中步骤（9）所得结构中有岛型突起结构的一面应朝向步骤（10）所得结构中涂敷有光刻材料E的一面放置；（12）对步骤（11）所得结构进行曝光；（13）曝光结束后，去除掩模图形结构，将光刻所得的结构放入与光刻材料E相匹配的显影液中进行显影；（14）去除步骤（13）中所得结构表面残留的显影液，后烘以获得最终超衍射光刻图形结构。