[发明专利]一种基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻方法和装置

权利要求书

1.一种基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：该装置包括超精密环控系统(1)、主动隔振平台(2)、大理石平板(3)、支撑框架(4)、主基板(5)、紫外曝光光源(6)、光刻镜头模块(7)、间隙检测系统(8)、对准模块(9)、承片台模块(10)和控制系统(11)，主动隔振平台(2)、大理石平板(3)、支撑框架(4)、主基板(5)、紫外曝光光源(6)、光刻镜头模块(7)、间隙检测系统(8)、对准模块(9)和承片台模块(10)安装在超精密环控系统(1)罩壳内，主动隔振平台(2)安装在减振地基上，大理石平板(3)安装在主动隔振平台(2)上，支撑框架(4)和承片台模块(10)安装在大理石平板(3)上，主基板(5)安装在支撑框架(4)上，紫外曝光光源(6)、光刻镜头模块(7)、间隙检测系统(8)、对准模块(9)安装在主基板(5)上，控制系统(11)安装在超精密环控系统(1)罩壳外；光刻镜头模块(7)安装在主基板(5)的中心沉槽内，光刻镜头模块(7)中安装有掩模版(12)，掩模版(12)上加工有光刻图形区(13)、对准图形区(14)和间隙检测窗口区(15)，其中，光刻图形区(13)位于掩模版(12)上高度为h的凸台上。

2.根据权利要求1所述的基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：间隙检测系统(8)包括三套相同的间隙检测模块(8-1、8-2、8-3)，每一个间隙检测模块包括光纤探头(16)、准直器(17)、卤素灯光源(18)、光谱仪(19)，其中，光纤探头(16)有3端，分别为进光端(20)、出光端(21)和探头端(22)，其中，进光端(20)连接卤素灯光源(18)，出光端(21)连接光谱仪(19)，探头端(22)与掩模版(12)呈90°安装在主基板(5)的中心沉槽内，准直器(17)安装在探头端(22)前端，卤素灯光源(18)和光谱仪(19)安装在控制系统(11)的机箱内。

3.根据权利要求1所述的基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：对准模块(9)包括左对准模块(9-1)和右对准模块(9-2)，两者左右对称安装在主基板(5)上的光刻镜头模块(7)两侧，用于实时监测对准图形区(14)的状态。

4.根据权利要求1所述的基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：承片台模块(10)包括双频激光干涉仪(23)、六轴精密位移台(24)、六轴纳米位移台(25)、承片台(26)、基片(27)，其中，双频激光干涉仪(23)和六轴精密位移台(24)安装在大理石平板(3)上，六轴纳米位移台(25)安装在六轴精密位移台(24)上，承片台(26)安装在六轴纳米位移台(25)上，基片(27)吸附在承片台(26)上。

5.根据权利要求1所述的基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：可实现单场10mm×10mm的分离式近场光刻，其中，要求超精密环控系统(1)中的洁净度达到100级；要求主动隔振平台(2)达到VC-F标准；要求掩模版(12)和基片(27)面型的PV值达到λ/20，其中λ为紫外曝光光源(6)的波长；要求掩模版(12)上的凸台高度h＝(10～80)μm±20nm；要求对掩模版(12)和基片(27)进行洁净度检测和颗粒物去除；要求将掩模版(12)和基片(27)之间的间隙控制在200～300nm。

6.根据权利要求1所述的基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：要求在掩模版(12)上的间隙检测窗口区(15)镀厚度5～10nm的铬(Cr)膜；要求间隙检测系统(8)的检测精度达到10nm；要求承片台模块(10)的调平精度达到20nm。

7.根据权利要求1所述的基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：可实现几十纳米精度的对准套刻技术，要求对准模块(9)的检测精度达到纳米量级，要求六轴纳米位移台(25)的定位精度达到纳米量级。

8.一种基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻方法，利用权利要求1-8任一项所述的基于白光干涉间隙检测和超精密对准套刻技术的分离式近场微纳光刻装置，其特征在于：该方法可实现大面积分离式曝光和超精密对准套刻，通过白光干涉光谱测量技术，可实现纳米量级的在线间隙检测和调平，从而实现分离式曝光；通过莫尔条纹对准技术，可实现超精密对准套刻技术。