[发明专利]一种基于双层胶技术的掩模平坦化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掩模平坦化的方法，尤其涉及一种基于双层胶技术的掩模平坦化方法。

背景技术

传统光刻的分辨力受到衍射极限的限制。为此，突破衍射极限的超分辨光刻成像研究就显得尤为重要。Superlens和Hyperlens器件以金属和介质膜层周期性的交替构成一种适合倏逝波传输的人工材料，从而实现超分辨光刻成像。目前文献中所报道的Superlens器件都是采用一体式光刻，掩模的平坦化为其中非常关键的工艺。常用的掩模平坦化方法有悬涂法，纳米压印等，聚焦离子束引导沉积的方法也可以应用到掩模平坦化的工艺中。

悬涂法，即悬涂有机材料（如PMMA等）到一定厚度，使原本有结构图形的掩模表面平整化，再回蚀有机材料到20～30nm以满足Superlens和Hyperlens器件光场传播的需要。该方法的缺点是对于一体式光刻，每次掩模清洗工艺后都需要重新进行掩模平坦化，这会影响工艺的重复性。其次，该方法对于能实现缩小功能的Hyperlens器件而言，有机材料在曲面沟槽内的涂敷虽能达到掩模平坦化的目的，但会改变曲面沟槽的曲率，从而影响器件的实际缩小倍率。

文献（Appl.Phys.Lett.96,043102(2010)）报道中也有基于纳米压印平坦化掩模的方法。该方法的缺点是在利用平整的压印模板平坦化掩模后脱模有一定困难。对于一体式光刻，每次掩模清洗工艺后都需要重新进行掩模平坦化，故该方法也存在工艺重复性差的问题。同时，纳米压印平坦化掩模的方法只适用于平面面型的掩模，不适用于曲面面型的掩模。

通过聚焦离子束的引导沉积功能可以实现平面和曲面面型掩模的平坦化，由于沉积的是二氧化硅材料，在掩模清洗工艺中不会对其产生溶解影响，工艺的重复性大大提高。但是该方法是逐点在掩模沟槽内沉积二氧化硅材料，故加工的效率低，且无法满足大面积掩模平坦化要求。同时该方法利用了聚焦离子束设备加工，成本昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有的Superlens和Hyperlens器件掩模的平坦化问题，提出了一种基于双层胶技术的掩模平坦化方法。该方法只需要采用常规的光刻工艺和薄膜沉积技术就可实现大面积的、重复性好、平面和曲面面型掩模的平坦化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于双层胶技术的掩模平坦化方法，步骤如下：

步骤（1）、在基底上沉积一定厚度的掩模层，并在掩模层上制备掩模图形。

步骤（2）、在掩模图形上涂敷光刻胶A，并进行前烘处理。

步骤（3）、在所述步骤（2）得到的结构上涂敷光刻胶B，并进行前烘处理。

步骤（4）、采用中心波长为365nm的紫外曝光光源从所述步骤（3）得到的结构背面入射，对光刻胶B进行曝光，显影。

步骤（5）、在所述步骤（4）得到的结构内沉积二氧化硅层厚度和铬膜的厚度相等。

步骤（6）、将所述步骤（5）得到的结构放到有机溶剂中去除光刻胶A和光刻胶B。

其中，在步骤（1）中的基底材质是石英或者有机透明材料，同时基底可以为平面或曲面。

其中，在步骤（2）中，光刻胶A前烘的温度为150～200℃，前烘的时间为5～30分钟。光刻胶A在光刻胶B的显影液中溶解速率要满足比光刻胶B在光刻胶B显影液中的显影速率快的要求。

其中，在步骤（3）中，光刻胶B前烘的温度为80℃～100℃，前烘的时间为10～30分钟。光刻胶A和光刻胶B不能发生互溶现象。

其中，在步骤（4）中，曝光剂量为光刻胶B的感光剂量，显影时间由光刻胶A和光刻胶B的总厚度决定。

其中，在步骤（5）中，二氧化硅的沉积方式为电子束蒸镀以保证良好的方向性，二氧化硅的厚度由石英晶振仪监控。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明所述的一种基于双层胶技术的掩模平坦化方法不仅可以实现平面面型掩模的平坦化还可以实现曲面面型掩模的平坦化。纳米压印平坦化掩模的方法只能实现平面面型的掩模平坦化，悬涂法虽能平坦化曲面面型掩模，但会改变掩模的曲面面型。

2、本发明所述的一种基于双层胶技术的掩模平坦化方法由于沉积的是二氧化硅材料，而不是悬涂法和纳米压印平坦化掩模方法采用的PMMA等有机物，故在掩模清洗工艺中不会和丙酮等有机溶剂发生反应，工艺重复性好。

3、本发明所述的一种基于双层胶技术的掩模平坦化方法和聚焦离子束平坦化掩模的方法相比，该方法可实现大面积的平面和曲面面型掩模平坦化，且成本低廉。