[发明专利]用于以光学方式将结构传输到记录介质中的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于以光学方式将结构传输到记录介质中的方法。

背景技术

微米和纳米结构大多通过光学平版印刷生产。在此，待结构化的衬底首先用记录介质覆盖。通过局部利用光线通过掩膜照射记录介质，将待完成的结构传输到所述记录介质中。由此，记录介质从未写状态转变成已写状态，所述记录介质在记录介质的已改变物理和/或化学特性中显现。接着，记录介质要么仅在已写位置、要么仅在未写位置选择性地去除，之后能够在暴露的位置加工、例如蚀刻衬底。

根据衍射将待写的结构的最小尺寸确定为光波长的数量级。为了减小这些结构，即，改进位置分辨率，因此所应用的光波长必须一直进一步变小。在每次结构改变时，重新耗时且昂贵地生产新的掩膜的必要性限制了光学平版印刷的实际使用、特别是对于新结构的原型生产。

发明内容

因此本发明的任务是，提供一种用于以光学方式将结构传输到记录介质中的方法，所述方法提供改进的位置分辨率并且同时在没有生产掩膜的情况下也可以做到。

根据本发明，这些任务通过下文所述的方法解决。其他有利的设计方案也由下文给出。

在本发明的框架内，开发一种用于以光学方式将结构传输到记录介质中的方法，所述记录介质通过来自光子源的光子的照射而能够局部地从第一未写状态转变到第二已写状态。在此，记录介质的两种状态在记录介质的不同物理和/或化学特性中显现。

根据本发明，选择至少一个具有少于每秒10⁴个光子的光子流的光子源用于光子的照射。

已认识到，有利的是，利用如此少量的光子流能够将特别精细的结构传输到记录介质中，而无需通过掩膜部分地遮挡照射。而是对于如此少量的光子流提供其他的可能性，以便于确定写入记录介质中的结构：例如能够选择由多数和/或大量的光子源构成的装置。只要这些光子源不是可单独操控的(被动平版印刷)，那么所写入的结构由光子源的位置确定；只要这些光子源是可单独操控的(主动平版印刷)，那么所写入的结构额外地还通过操控模式来确定。光子源和/或由光子源构成的装置能够额外地还相对于记录介质移动，尤其是被扫描。

已认识到，根据迄今为止的现有技术，应用掩膜带来多个缺点。这些缺点总体上导致：在实践中能得到的位置分辨率在平版印刷时通常明显差于例如为光波长一半的衍射极限。

-掩膜通常由横向上结构化的不透光层、例如铬层组成，其预先确定待写入的结构并且在其一侧施加在透光的衬底上。该衬底必须至少约1-2mm厚，以便于保证足够的机械稳定性。不透光层必须明显厚于光线的光学穿透深度，原因在于光线必须完全被遮挡。如果允许少部分光线通过，那么记录介质在原本并非待写的位置随着时间转换，原因在于记录介质随着时间累积与光子的相互作用。相对于光波长以及由此相对于结构大小明显更大的掩膜厚度现在确定光源和记录介质之间的最小间隔。该间隔越大，在应用光子作为所写入结构的涂抹物时，能量和照射方向的清晰度受限的分布的效果越强。

-在不透光层的结构边缘出现另外的衍射效果，所述衍射效果同样导致所写入结构的涂抹。

-掩膜只能够以受限的精确度生产，在所写入结构的尺寸精确的情况下，这导致进一步的不可靠性。

-具有宏观尺寸、例如典型的半导体晶圆(具有数英寸的直径)的尺寸的掩膜通常利用延伸的光源、例如灯具来照射。光源的强度分布在这种尺寸上是不均匀的，因此结构在记录介质的不同区域内以不同的强度写入。

通过现在根据本发明能够弃用掩膜，去除这些故障源，并且能得到的分辨率接近衍射极限。也省却了非常浪费且昂贵的掩膜制造和结构化，所述掩膜根据迄今为止的现有技术按照原始模型实现新结构时构成瓶颈。

为了将记录介质的分子和/或化学式单位从未写状态转变成已写状态，至少一个光子作为能量供给是必需的。提供的光子越少，发生改变的分子和/或化学式单位越少。因此，有利的是，光子源在工作周期中运行，在所述工作周期中光子源发射在1-100之间的数量个光子。如果每个工作周期恰恰发射一个光子，那么在记录介质处施行最小可能的变化。

根据光子源的辐射特征，该变化精确施行的地方是概率分布的。该概率分布在大量光子的极限情况下转化到光子源的宏观射束轮廓。光子源和记录介质之间的间隔越大，概率分布在空间上的扩展越大。因此有利地使光子源与记录介质的工作间隔是1μm或者更少。最小可能的工作间隔主要由表面粗糙度和以此为条件的、在光子源和记录介质之间的机械碰撞的风险预先确定。