SPPs光刻曝光显影模拟研究

基于薄层抗蚀剂的曝光模型,建立了普遍适应于表面等离子体激元光刻的抗蚀剂曝光模型.选用AZ1500和AR3170两种抗蚀剂对表面等离子体激元干涉光刻曝光显影过程进行计算对比,获得表面等离子体激元光刻显影的最终轮廓.由此得出工艺优化的条件,对表面等离子体激元光刻的进一步工作和实验开展有着重要的意义.     

厚层抗蚀剂显影轮廓分析

DILL上曝光模型和MACK显影模型，编制了接触式曝光系统的厚层抗蚀剂光刻模拟软件，用其分析在理想曝光剂量条件下，抗蚀剂显影后的线宽和侧壁陡度随显影时间的变化规律，分析得出了给定厚度的抗蚀剂的显影时间，为实验工艺上严格控制显影时间提供依据。     

灰阶编码掩模制作微光学元件

提出一种基于改变灰阶编码掩模的单元形状和位置的掩模设计新方法,并根据成像过程中的非线性因素,用这种方法对掩模图形进行了预畸变校正,根据部分相干光成像理论和抗蚀剂曝光显影模型,模拟计算了这种灰阶编码掩模产生的空间光强分布和光刻胶上的浮雕结构,采用电子束曝光系统制作了这种掩模,并在光刻胶上获得具有连续面形的微透镜的阵列。     

X射线微光刻的常规X射线光源实现方法

叙述了利用固体靶X射线光源实现X射线微光刻的方法,给出了X射线掩膜、抗蚀剂及X射线曝光的工艺过程和实验结果.     

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.     

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431 nm时,选择40 nm厚的银层,曝光深度可达200 nm,条纹周期为110 nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.     

精确控制大数值孔径微透镜列阵面形的显影阈值方法

提出了一种可对大矢高、非球面微透镜阵列面形进行精确控制的新方法。针对不同面形的微透镜阵列，该方法首先对光致抗蚀剂表面的曝光分布进行设计，然后，利用光致抗蚀剂显影过程中的阈值特性，对微透镜的面形实行控制。当抗蚀剂显影速率接近0时，即可获得设计的微透镜面形。该方法不仅大大提高了微透镜阵列矢高的加工范围，而且还减小了光刻材料显影特性对微透镜面形的影响，提高了微透镜阵列的面形控制精度，在实验中获得了矢高达114μm的微透镜阵列。最终实现了大浮雕深度、大数值孔径、非球面微列阵光学元件的面形控制。     

高能电子束对抗蚀剂曝光的Monte Carlo模拟

利用分段散射模型, 借助Monte Carlo方法模拟了具有高斯分布特征的 高能入射电子束(50keV≤E₀≤100keV)在抗蚀剂中的 散射过程, 分别得到了不同曝光条件下的电子背散射系数和能量沉积分布, 模拟结果与实验结果很好地符合. 在这一能量段, 当电子束能量越高、抗蚀剂 越薄、基片材料的原子序数越低时, 邻近效应越弱. 本文的模拟结果不仅能为高能电子束光刻工艺优化曝光条件、降低邻近效应提供理论指导, 而且能为进一步的邻近效应的校正提供更精确的数据.     

扫描质子微探针质子束刻写

质子束刻写技术利用MeV能量的聚焦质子束对抗蚀剂材料直接刻写m甚至nm尺度微结构。研究了质子束刻写中抗蚀剂胶层样品厚度与涂层机旋转速度的关系以及曝光对抗蚀剂的影响,解决了质子束刻写中抗蚀剂厚胶层样品的制备、固化、显影等技术问题,利用扫描质子微探针系统,在正型抗蚀剂胶层上刻写出m尺度的海宝图形、 双矩形结构,在负型抗蚀剂上刻写出m尺度的平行线条、十字形微结构。     

X射线微光刻的常规X线光源实现方法

叙述了利用固体靶X射线光源实验X射线微光刻的方法，给出了X射线腌膜、抗蚀剂及X射线曝光的工艺过程和实验结果。     

Fabrication of a 256-bits organic memory by soft x-ray lithography

This paper reports a procedure of soft x-ray lithography for the fabrication of organic crossbar structure. Electron beam lithography is employed to fabricate the mask for soft x-ray lithography, with direct writing technology to lithograph positive resist, polymethyl methacrylate on the polyimide film. Then Au is electroplated on the polyimide film. Hard contact mode exposure is used in x-ray lithography to transfer the graph from the mask to the wafer. The 256-bits organic memory is achieved with the critical dimension of 250~nm.     

The theoretic analysis of maskless surface plasmon resonant interference lithography by prism coupling

The use of an attenuated total reflection-coupling mode of prism coated with metal film to excite the interference of the surface plasmon polaritons （SPPs） was proposed for periodic patterning with a resolution of subwavelength scale. High intensity of electric field can be obtained because of the coupling between SPPs and evanescence under a resonance condition, which can reduce exposure time and improve contrast. In this paper, several critical parameters for maskless surface plasmon resonant lithography are described, and the preliminary simulation based on a finite difference timedomain technique agrees well with the theoretical analysis, which demonstrates this scheme and provides the theoretical basis for further experiments.     

压印光刻中紫外光诱导阻蚀胶固化控制计算

针对压印过程中两类基本的复型缺陷，从实验分析中得出其主要原因是曝光后阻蚀胶的固化程度难以控制．通过分析紫外曝光光源与阻蚀胶的光谱匹配性，得出使得阻蚀胶固化的有效波长为365nm；对光诱导紫外曝光过程中紫外光的传播分析，建立了阻蚀胶中光强分布的数学模型；用粘度来表征阻蚀胶的固化程度，建立了阻蚀胶中的粘度分布函数．分析了阻蚀胶对365nm紫外光的吸收率以及膜厚对阻蚀胶中光强分布均匀性的影响，得出复型后阻蚀胶凸起处的光强分布均匀性对吸收率及膜厚更为敏感的结论．     

High-power laser interference lithography process on photoresist: Effect of laser fluence and polarisation

High throughput and low cost fabrication techniques in the sub-micrometer scale are attractive for the industry. Laser interference lithography (LIL) is a promising technique that can produce one, two and three-dimensional periodical patterns over large areas. In this work, two- and four-beam laser interference lithography systems are implemented to produce respectively one- and two-dimensional periodical patterns. A high-power single pulse of ∼8 ns is used as exposure process. The optimum exposure dose for a good feature patterning in a 600 nm layer of AZ-1505 photoresist deposited on silicon wafers is studied. The best aspect ratio is found for a laser fluence of 20 mJ/cm². A method to control the width of the sub-micrometer structures based on controlling the resist thickness and the laser fluence is proposed.     

优化抗蚀剂的预烘工艺减小衍射对X射线光刻的影响

讨论了衍射效应在微米 /纳米X射线光刻中对分辨率的影响和抗蚀剂的预烘温度与其衬度的关系。分析发现增加抗蚀剂的衬度能有效地提高工艺的容裕度 ,减小衍射作用。实验表明 ,在预烘温度为 170℃时 ,正性抗蚀剂PMMA有最高的衬度为 4 46 ,负性抗蚀剂PN 114在预烘温度为 115℃时有最高的衬度为 8 40。给出了最佳预烘温度下使用两种抗蚀剂的X射线光刻的实验结果     

铜激光倍频光亚微米投影光刻系统的设计和实验研究

为了研究波长在２５５．３ｎｍ的铜蒸气激光倍频在亚微米光刻中的可行性，设计了带宽为１ｎｍ的１：１折反射式投影光刻物镜和一个带散射板的光管式均匀照相系统，获得了０．６μｍ的光刻分辨率。此结果表明，铜激光倍频光可作为亚微米光刻的照明光源。     

纳米光刻技术

纳米科学技术将成为新世纪信息时代的核心。纳米量级结构作为研究微观量子世界的重要基础之一,其制作技术是整个纳米技术的核心基础,已成为当前世界科学研究急需解决的问题。文章针对上前的科技发展情况,介绍了几种纳米光刻技术的实现新途径、发展现状和关键问题。详细阐述了波前工程、电子束光刻、离子束光刻、Ｘ射线光刻原子光刻、干涉光刻、极紫外光刻以及１５７光刻的原理和实现难点。作为下一代各种光刻技术,它们都有望实现