[发明专利]用于在光致抗蚀剂衬底上生成图案的光刻设备

说明书

在本公开的一个实施例中，提出了一种用于在光致抗蚀剂衬底上生成结构的光刻设备，光刻设备包括光照单元和光掩模。光掩模的显著之处在于它包括至少一个电介质材料层和折射率低于所述电介质材料的折射率的介质，其中，该至少一个电介质材料层的表面具有形成台阶的至少一个突然的水平变化，并且其中，至少所述表面相对于所述台阶和来自所述光照单元的电磁波的传播方向的基部和侧部与所述介质接触。

技术领域

本公开涉及微制造技术，并且更具体地，涉及基于高分辨率纳米喷射的光刻技术。

背景技术

该部分旨在向读者介绍本领域的各个方面，其可以与下面描述和/或要求保护的本发明的各个方面相关。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本发明的各个方面。因此，应理解，这些陈述应从这个角度来阅读，而不是作为现有技术的承认。

光刻技术/工艺是一种制造技术，使得当光掩模被光照单元照射时(即当光掩模暴露于光照单元时)能够将几何图案从光掩模转移到光致抗蚀剂衬底(通常是光敏聚合物衬底)。这种技术/工艺广泛用于半导体工业，特别是用于制造集成电路。

为了设计更复杂和更小的集成电路(因为它们专用于越来越紧凑的电子设备，如平板电脑、移动电话等)，半导体工业的自然趋势是改进光刻技术/工艺以便能够以非常小的尺度转移几何图案(即以纳米公制尺度)。

光刻工艺的分辨率(即可以在光致抗蚀剂衬底上产生的几何图案的最小特征)由光致抗蚀剂的分辨能力和成像系统的光学分辨率决定。后者由成像光的波长(λ)和投影透镜的数值孔径(NA)确定。对于折射或反射型光学投影单元，它通常不超过主体介质中的入射光的一个波长。可以通过减小波长或增大数值孔径来提高分辨率。后者可用于接触印刷(与光致抗蚀剂衬底直接接触放置掩模)，然而，它导致掩模劣化，并因此应优选地避免。为了提高分辨率，已经提出了几种技术。

例如，在由Gunasekaran Venugopal和Sang-Jae Kim编写的题为“微/纳米机电系统和制造技术的进步(Advances in Micro/Nano Eletromechanical Systems andFabrication Technologies)”的书中的题为“毫微光刻(Nanolithography)”的第8章描述并比较了用于制造包括纳米几何图案的集成电路的几种技术。文献US2016/0147138描绘了在特定光刻技术(EUVL(代表极紫外线光刻))中使用的特定光掩模。用于制造包括纳米几何图案的集成电路的另一技术在作者为X.N.Xie、H.J.Chung、C.H.Sow和A.T.S.Wee的题为“通过原子力显微镜纳米光刻进行纳米级材料图案化和工程设计(Nanoscale materialspatterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography)”的文章中有所描述。

为了在光致抗蚀剂衬底上设计更复杂的纳米几何图案，基于由于表面等离子体现象而引起的近场聚焦提出了文献US2016/0259253中所描述的技术。该技术能够实现入射波长的一部分的超分辨率级。然而，该技术依赖于使用多层金属-电介质掩模，其制造成本和复杂性对于某些应用可能是不可接受的。