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X射线光刻技术
1895年，德国物理学家伦琴首先发现了X射线，也因此获得了诺贝尔物理学奖。X射线是一种与其他粒子一样具有波粒二象性的电磁波，可以是重原子能级跃迁或着是加速电子与电磁场耦合辐射的产物。X射线的波长极短，1972年X射线被最早提出用于光刻技术上，X射线在用于光刻时的波长通常在0.7到0.12nm之间，它极强的穿透性决定了它在厚材料上也能定义出高分辨率的图形。
X射线光刻基础工艺
X射线波长极短，使得其不会发生严重的衍射现象。我们在使用X射线进行曝光时对波长的选择是受到一定因素限制的，在曝光过程中，光刻胶会吸收X射线光子，而产生射程随X射线波长变化而相继改变的光电子，这些光电子会降低光刻分辨率，X射线的波长越短，光电子的射程越远，对光刻越不利。因此增加X射线的波长有助于提高光刻分辨率。然而长波长的X射线会加宽图形的线宽，考虑多种因素的影响，通常只能折中选择X射线的波长。
今年来的研究发现，当图形的线宽小到一定程度时（一般为0.01μm以下），被波导效应影响，最终得到的图形线宽要小于实际掩模图形，因此X光刻分辨率也受到掩模版与晶圆间距大小的影响。
除此之外，还需要大量的实验研究来解决X射线光刻图形微细加工时对图形质量造成影响的诸多因素。
射线光刻掩模
在后光学光刻的技术中，其最主要且最困难的技术就是掩模制造技术，其中1：1的光刻非常困难，是妨碍技术发展的难题之一。所以说，我们认为掩模开发是对于其应用于工业发展的重要环节，也是决定成败的关键。在过去的发展中，科学家对其已经得到了巨大的发展，也有一些新型材料的发现以及应用，有一些已经在实验室中得以实践，但对于工业发展还是没有什么重大的成就。
X射线掩模的基本结构包括薄膜、吸收体、框架、衬底，其中薄膜衬基材料一般使用Si、SiC、金刚石。吸收体主要使用金、钨等材料，其结构图如图所示：
对于掩模的性能要求如下：
1、要能够使X射线以及其他光线的有效透过，且保障其有足够的机械强度，具有高的X射线的吸收性，且要足够厚。
2、保障其高宽比的量，且其要有高度的分辨率以及反差。
3、对于其掩模的尺寸要保障其精度，要没有缺陷或者缺陷较少。
对于衬基像Si3N4膜常常使用低压CVD，而常常使用蒸发溅射电镀等方法制造吸收体。为提高X射线掩模质量需要正确选择材料、优化工艺。
X射线光刻技术不仅拥有高分辨率，并且有高出产率的优点。通过目前对X射线光刻技术应用现状来看，要将投入量产，使其在大规模或超大规模IC电路的生产中发挥更重要的作用，突破高精度图形掩模技术难关已经如同箭在弦上。
纳米压印光刻技术
纳米压印技术是美国普林斯顿大学华裔科学家周郁在20世纪1995年首先提出的。这项技术具有生产效率高、成本低、工艺过程简单等优点,已被证实是纳米尺寸大面积结构复制最有前途的下一代光刻技术之一。目前该技术能实现分辨率达5nm以下的水平。纳米压印技术主要包括热压印、紫外压印以及微接触印刷。
纳米压印技术是加工聚合物结构最常用的方法,它采用高分辨率电子束等方法将结构复杂的纳米结构图案制在印章上,然后用预先图案化的印章使聚合物材料变形而在聚合物上形成结构图案。
1、热压印技术
纳米热压印技术是在微纳米尺度获得并行复制结构的一种成本低而速度快的方法。该技术在高温条件下可以将印章上的结构按需复制到大的表面上,被广泛用于微纳结构加工。整个热压印过程必须在气压小于1Pa的真空环境下进行,以避免由于空气气泡的存在造成压印图案畸变,热压印印章选用SiC材料制造,这是由于SiC非常坚硬,减小了压印过程中断裂或变形的可能性。
此外SiC化学性质稳定,与大多数化学药品不起反应,因此便于压印结束后用不同的化学药品对印章进行清洗。在制作印章的过程中,先在SiC表面镀上一层具有高选比(38&1)的铬薄膜,作为后序工艺反应离子刻蚀的刻蚀掩模,随后在铬薄膜上均匀涂覆ZEP抗蚀剂,再用电子束光刻在ZEP抗蚀剂上光刻出纳米图案。为了打破SiC的化学键,必须在SiC上加高电压。最后在350V的直流电压下,用反应离子刻蚀在SiC表面得到具有光滑的刻蚀表面和垂直面型的纳米图案。 4/5 首页 上一页 2 3 4 5 下一页 尾页 |
