[发明专利]基于柔性铰链结构的超分辨光刻方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于柔性铰链结构的超分辨光刻方法和装置，包括紫外曝光模块、检平模块、对准模块、柔性铰链光刻镜头、承片台模块和支撑架；紫外曝光模块、检平模块、对准模块和柔性铰链光刻镜头安装于上支撑板上，承片台模块安装于下支撑板上。本发明所提供的柔性铰链超分辨光刻装置中，承片台向上移动，使掩模和基片缓慢接触，接触过程中，在比较小的贴紧力作用在柔性铰链上，使掩模绕其通过几何中心的相互正交的两个轴旋转，完成贴平，避免产生横向位移。

技术领域

本发明涉及纳米加工技术领域，具体涉及一种基于柔性铰链结构的超分辨光刻方法和装置。

背景技术

众所周知，SP光刻技术作为近场光刻模式，工作距比较短，不同分辨率的工作距只有百纳米到几纳米。为了满足工作距要求，在曝光时通常需要通过吹气加压和真空吸紧等方式使掩模与基片尽可能的贴紧调平。现有贴紧调平技术中，多采用球头结构、波纹管等方式，或者采用气压等方式。

现有SP光刻工艺中采用的掩模和基片都是硬质基底，在贴近过程中，掩模与基片贴紧力不均匀，贴紧不平稳，导致贴紧效果比较差；甚至产生比较大的横向位移，降低了对准精度。为此，研究人员提出柔性铰链贴平的概念，即：在调平结束后，贴紧掩模和基片，通过多轴位移台向上顶紧，使得掩模和基片自适应贴平。

柔性铰链超分辨光刻装置在比较小的贴紧力作用下，能够实现掩模和基片的贴平；在调平过程中，横向位移非常小，该装置具有比较高的对准精度；该装置具有比较稳定的性能，体现了柔性铰链超分辨光刻装置的“柔、准、稳”的特点。

发明内容

为了满足超分辨光刻工作距要求，现有的方法一般都需要通过抽真空、吹气等方式进行辅助贴紧调平。这些调平方式不但贴紧力大，而且会产生横向位移，不利于超分辨套刻对准工艺的开展。本发明提出了一种柔性铰链超分辨光刻实验装置，该柔性铰链超分辨光刻装置具有“柔、准、稳”的特点。

本发明的另一个目的是提供一种包含柔性铰链超分辨光刻方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于柔性铰链结构的超分辨光刻装置，包括紫外曝光光源、检平模块、对准模块、柔性铰链光刻镜头、承片台模块和支撑架，支撑架包含上支撑板和下支撑板，支撑架安装于隔震平台上，紫外曝光光源安装于上支撑板上，检平模块安装于上支撑板上，对准模块安装于上支撑板上，柔性铰链光刻头安装在上支撑板上，承片台模块安装在下支撑板上。

进一步地，所述紫外曝光光源，用于产生均匀的曝光光束，紫外曝光光源波长范围为 365±5nm，光场均匀性大于95％，光场面积大于120mm×120mm，功率密度大于15mw/cm2，工作距大于200mm，发散半角小于3°。

进一步地，所述检平模块，采用非接触检测方法，检测的平行度误差要求小于1’，装置将根据检平结果，自动调节承片台模块，实现掩模板和基片的调平。

进一步地，所述对准模块，包括位移台、CCD、镜筒、照明光源、反射镜，CCD安装于位移台上，镜筒安装于CCD上，照明光源安装于镜筒上，反射镜安装于所述镜筒上，其中位移台具有六个方向的自由度，用于定位标记以及对焦。

进一步地，所述柔性铰链光刻镜头，包括安装板、柔性铰链、掩模安装板和掩模板，柔性铰链安装于安装板上，掩模安装板安装于柔性铰链下端，掩模板安装于掩模安装板上。

进一步地，所述柔性铰链光刻镜头，通过承片台模块上移，使基片和掩模缓慢接触，进而使得掩模绕其通过几何中心相互正交的两个轴旋转完成贴平，该方式减小了基片和掩模接触过程中产生的横向位移。

进一步地，所述柔性铰链，所选材料具有良好的强度，大于980Mpa、硬度45HRC-50HRC、弹性和抗疲劳性能。

进一步地，所述柔性铰链中，柔性单元包含圆形、椭圆、弓形等，柔性单元的加工精度要求高于20μm。