等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法及其结构技术

本公开提供了一种等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法及其结构，该方法包括：S1，在基底表面沉积反射金属膜层；S2，在反射金属膜层上沉积保护膜层，保护膜层用于保护反射金属膜层；S3，在保护膜层上制备感光膜层；S4，在感光膜层上沉积透明保护膜层，透明保护膜层用于保护感光膜层；S5，在透明保护膜层上沉积透射金属膜层，得到等离子体共振腔透镜光刻的成像结构。本公开通过在反射金属膜层、透射金属膜层上分别设置保护膜层、透明保护膜层，避免了去除金属的腐蚀溶液对感光膜层、显影液对反射金属膜层造成的损伤与破坏，有利于提升等离子体共振腔成像光刻的图形质量。离子体共振腔成像光刻的图形质量。离子体共振腔成像光刻的图形质量。

【技术实现步骤摘要】
等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法及其结构


[0001]本公开涉及超分辨成像
，具体涉及一种等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法及其结构。

技术介绍

[0002]对于传统投影成像光学光刻系统，携带掩模图形亚波长信息的倏逝波无法参与成像，导致其分辨力存在1/4波长线宽分辨力极限。表面等离子体(Surface Plasmons，SP)超分辨成像光刻的主要原理在于，利用超透镜等纳米金属成像膜层结构，激发宽空间频谱范围的SP模式和增强携带高频空间信息的倏逝波强度，并借助负折射成像效应，实现掩模图形传递到光刻胶空间和超分辨成像光刻。
[0003]超透镜结构最早被用于超分辨成像技术研究，主要利用金属薄膜在紫外光照明掩模图形时，两侧激发SP光场，并在金属薄膜另一侧光刻胶空间实现1∶1倍率掩模图形的超分辨成像光刻。为了提高SP激发效率、压缩SP波长，将超透镜结构与反射透镜结构结合，整合二者的优势，形成金属
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介质
‑
金属组成的SP共振腔成像结构。从仿真模拟分析，SP共振腔成像结构比超透镜与反射式成像光刻具有更高的成像分辨能力与图形深度。但是，在实际工艺实验中，SP共振腔中的光刻胶被二层金属夹在中间，造成曝光后的图形不去除表层金属无法直接进行显影工艺，从而无法获得图形结构。
[0004]常见的金属去除方法是利用一定浓度的腐蚀溶液对金属进行腐蚀，从而达到去除的目的。但是，腐蚀溶液去除表层金属过程中，腐蚀溶液往往会对感光膜层带来一定的损伤与破坏，在显影过程中，显影液也会对反射金属膜层带来一定的损伤，从而影响高分辨率图形的质量。
[0005]因此，在表层金属层的去除工艺中开发光刻胶与底层金属的保护技术，将是SP共振腔成像光刻中的关键技术。

技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]针对上述问题，本公开提供了一种等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法及其结构，用于解决现有去金属的腐蚀溶液易对感光膜层造成损伤、显影液易对反射金属膜层造成损伤等技术问题。
[0008](二)技术方案
[0009]本公开一方面提供了一种等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法，包括：S1，在基底表面沉积反射金属膜层；S2，在反射金属膜层上沉积保护膜层，保护膜层用于保护反射金属膜层；S3，在保护膜层上制备感光膜层；S4，在感光膜层上沉积透明保护膜层，透明保护膜层用于保护感光膜层；S5，在透明保护膜层上沉积透射金属膜层，得到等离子体共振腔透镜光刻的成像结构。
[0010]进一步地，S1中基底包括硅基底、石英基底、氟化镁基底和柔性基底中的一种。
[0011]进一步地，S1中沉积反射金属膜层的方法包括磁控溅射沉积、热蒸发沉积或化学气相沉积中的一种；反射金属膜层包括Ag、Al、Au中的一种。
[0012]进一步地，S2中沉积保护膜层的方法包括磁控溅射沉积、原子层沉积、化学气相沉积和真空蒸镀沉积中的一种；保护膜层包括SiO2、Al2O3、MgF2中的一种。
[0013]进一步地，保护膜层的厚度为2～10nm。
[0014]进一步地，S3中感光膜层包括紫外酚醛树脂体系光刻胶、聚苯乙烯体系光刻胶、分子玻璃体系光刻胶中的一种。
[0015]进一步地，S4中沉积透明保护膜层的方法包括磁控溅射沉积、原子层沉积、化学气相沉积和真空蒸镀沉积中的一种；透明保护膜层包括SiO2、Si3N4中的一种；透明保护膜层的厚度为2～10nm。
[0016]进一步地，S5中沉积透射金属膜层的方法包括磁控溅射沉积、原子层沉积、化学气相沉积和真空蒸镀沉积中的一种；透射金属膜层包括Ag、Al、Au中的一种。
[0017]本公开另一方面提供了一种等离子体共振腔透镜光刻的成像结构，该成像结构采用前述的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法制备得到。
[0018]本公开还有一方面提供了一种根据前述的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构在表面等离子体超分辨成像光刻中的应用。
[0019](三)有益效果
[0020]本公开的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法，只需要使用常规的镀膜工艺，就可以制备出亚十纳米厚度的成像结构保护层，避免等离子体共振腔成像结构在湿法去除表层金属过程中造成感光膜层与反射金属膜层的损伤与破坏。具体地，通过在反射金属膜层上设置保护膜层，同时在感光膜层上设置透明保护膜层，该透明保护膜层在去除透射金属膜层时，用于保护感光膜层以避免被腐蚀溶液损伤；保护膜层在感光膜层显影时，用于保护反射金属膜层以避免被显影液损伤，且均不影响曝光过程。保护膜层与透明保护膜层的双重结合，协同保护了成像结构的完整性，提高了等离子体共振腔成像光刻的图形质量。
附图说明
[0021]图1示意性示出了根据本公开实施例中等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法的流程图；
[0022]图2示意性示出了根据本公开实施例的制备方法得到的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构与掩模的结构示意图；
[0023]图3示意性示出了根据本公开实施例的制备方法得到的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构进行湿法腐蚀的结构示意图；
[0024]图4示意性示出了根据本公开实施例的制备方法得到的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构中的透射金属膜层被腐蚀后的结构示意图；
[0025]图5示意性示出了根据本公开实施例的制备方法得到的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构中的透明保护膜层被刻蚀后的结构示意图；
[0026]图6示意性示出了根据本公开实施例的制备方法得到的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构显影后获得的图形结构示意图；
[0027]图7示意性示出了根据本公开实施例的制备方法得到的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构获得的32nm分辨力图形的光场模拟图(a)及感光层中间深度处的光场分布曲线图(b)；
[0028]图8示意性示出了根据本公开实施例的制备方法得到的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构显影后获得的图形结构图；
[0029]图9示意性示出了根据本公开实施例的无保护膜层和透明保护膜层的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构去除透射金属膜层后的图形；
[0030]图10示意性示出了根据本公开实施例的有保护膜层、无透明保护膜层的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构去除透射金属膜层后的图形；
[0031]附图标号说明：
[0032]1，基底；2，反射金属膜层；3，保护膜层；4，感光膜层；5，透明保护膜层；6，透射金属膜层；7，掩模挡光层；8，掩模图形结构；9，掩模基底；10，照明入射光；11，湿法腐蚀溶液。
具体实施方式
[0033]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0034]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法，其特征在于，包括：S1，在基底(1)表面沉积反射金属膜层(2)；S2，在所述反射金属膜层(2)上沉积保护膜层(3)，所述保护膜层(3)用于保护所述反射金属膜层(2)；S3，在所述保护膜层(3)上制备感光膜层(4)；S4，在所述感光膜层(4)上沉积透明保护膜层(5)，所述透明保护膜层(5)用于保护所述感光膜层(4)；S5，在所述透明保护膜层(5)上沉积透射金属膜层(6)，得到等离子体共振腔透镜光刻的成像结构。2.根据权利要求1所述的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法，其特征在于，所述S1中基底(1)包括硅基底、石英基底、氟化镁基底和柔性基底中的一种。3.根据权利要求2所述的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法，其特征在于，所述S1中沉积反射金属膜层(2)的方法包括磁控溅射沉积、热蒸发沉积或化学气相沉积中的一种；所述反射金属膜层(2)包括Ag、Al、Au中的一种。4.根据权利要求1所述的等离子体共振腔透镜光刻的成像结构保护方法，其特征在于，所述S2中沉积保护膜层(3)的方法包括磁控溅射沉积、原子层沉积、化学气相沉积和真空蒸镀沉积中的一种；所述保护膜层(3)包括SiO2、Al2O3、MgF2中的一种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，罗云飞，刘凯鹏，张译尹，朱瑶瑶，赵泽宇，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：