本文關(guān)鍵詞：接近式表面等離子體透鏡光刻分辨力增強(qiáng)原理和方法研究　出處：《中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 表面等離子體光刻 衍射極限 工作距 離軸照明 貝塞爾光束 雙曲色散超材料

【摘要】：隨著微電子行業(yè)的急速發(fā)展,集成電路的特征尺寸不斷縮小,對(duì)光刻分辨力的要求越來越高。傳統(tǒng)投影光刻受光學(xué)系統(tǒng)衍射極限影響,分辨力只有半個(gè)波長(zhǎng)左右。主要原因是攜帶亞波長(zhǎng)信息的倏逝波,沿傳播方向強(qiáng)度指數(shù)衰減,沒有參與成像。接近式表面等離子體(SP)透鏡實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)倏逝波,克服衍射極限,獲得超分辨成像。但是,接近式SP透鏡光刻分辨力仍然受限于曝光波長(zhǎng)以及工作距(物與成像記錄結(jié)構(gòu)之間距離),稱為近場(chǎng)衍射極限。分辨力越高的SP光刻,工作距越短,因此在深亞波長(zhǎng)分辨力的接近式SP透鏡光刻實(shí)驗(yàn)中,物與成像記錄結(jié)構(gòu)通常需要物理接觸。本文通過調(diào)制SP透鏡物圖形衍射的頻譜分布,結(jié)合操控像平面處電場(chǎng)分量,實(shí)現(xiàn)倏逝波在成像過程中放大增強(qiáng),從而突破近場(chǎng)衍射極限,拓展接近式SP光刻工作距,提高成像分辨力�；谶@一方法,開展了接近式SP透鏡分辨力增強(qiáng)的原理理論研究,構(gòu)建了SP透鏡超分辨成像數(shù)理模型,基于模型和數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析成像規(guī)律,設(shè)計(jì)SP透鏡光刻結(jié)構(gòu),并且進(jìn)行光刻實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究成果如下:1、提出了浸沒式離軸照明SP透鏡的方法。通過浸沒式離軸照明大幅度地平移物圖形衍射的頻譜,結(jié)合SP共振腔透鏡調(diào)制像平面處電場(chǎng)極化分量,從而增強(qiáng)成像信息中的倏逝波,實(shí)現(xiàn)了SP透鏡成像空間拓展以及分辨力增強(qiáng)。提出了浸沒式離軸照明Hyperlens的接近式SP透鏡縮小成像方法,獲得了深亞波長(zhǎng)分辨力的SP光刻圖形。建立了離軸照明SP透鏡的成像數(shù)理模型,并通過全模仿真進(jìn)行驗(yàn)證。2、設(shè)計(jì)了棱鏡浸沒離軸照明(kx,inc=1.5k0)SP共振腔透鏡的成像結(jié)構(gòu),通過光刻實(shí)驗(yàn)獲得了60nm分辨力光刻圖形,工作距拓展到120nm,是傳統(tǒng)近場(chǎng)光刻工作距的8倍。進(jìn)一步利用在掩模出射面刻畫淺溝槽的方法,將離散圖形準(zhǔn)周期化,實(shí)驗(yàn)上顯著抑制了離軸照明下離散線條邊緣圖形畸變,提高了離軸照明的SP成像光刻圖形兼容性。3、利用金屬/介質(zhì)多層膜結(jié)構(gòu)空間頻譜濾波特性,設(shè)計(jì)了雙曲色散超材料浸沒離軸照明光束(kx,inc=2.51k0)的照明源結(jié)構(gòu)。結(jié)合SP共振腔透鏡,實(shí)現(xiàn)32nm分辨力光刻圖形,工作距拓展到60nm,是正入射Superlens光刻結(jié)構(gòu)的6倍。實(shí)驗(yàn)上,通過SP干涉倍頻方法證明了雙曲色散超材料的頻譜濾波特性,得到半周期36nm的干涉條紋。進(jìn)一步的光刻實(shí)驗(yàn)獲得分辨力32nm、空氣工作距40nm的光刻膠記錄圖形。4、提出了雙曲色散超材料激發(fā)亞波長(zhǎng)分辨力的近場(chǎng)無衍射Bessel-SP聚焦光束方法,設(shè)計(jì)了近場(chǎng)Bessel-SP聚焦透鏡。利用雙曲色散超材料傳輸高頻SP模式,聚焦透鏡選擇性地耦合出倏逝波,在徑向極化照明下,實(shí)現(xiàn)了傳播距離80nm范圍內(nèi),近場(chǎng)Bessel-SP聚焦光束半高全寬保持62nm。相比于開孔金屬透鏡,分辨力提高了3.2倍。將SP共振腔透鏡作為成像記錄結(jié)構(gòu),調(diào)控光刻膠區(qū)域電場(chǎng)分量,光刻實(shí)驗(yàn)證明了40nm工作距下,圓極化照明近場(chǎng)Bessel-SP聚焦透鏡,焦斑半高全寬68nm,曝光膠深30nm。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O53;TN305.7

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王能鶴;;研制亞微微秒條紋相機(jī)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1977年06期

2 陳汝琛,姬樹森;超聲斷面成象線陣的近場(chǎng)計(jì)算和分辨力估計(jì)[J];聲學(xué)技術(shù);1982年02期

3 楊德平;高分辨力雙向聚丙烯酰胺凝膠電泳及其在豬卵透明帶抗生育抗原純化工作中的應(yīng)用[J];生殖與避孕;1987年04期

4 劉若谷;Petro-Sonde法場(chǎng)源研究[J];地球物理學(xué)報(bào);1993年01期

5 江太輝;一種高分辨力的傅立葉交換及其應(yīng)用[J];五邑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1995年01期

6 王林,郭建濤,施德恒;一種實(shí)用化實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)的溫度分辨力[J];激光雜志;2005年02期

7 ;HYT883型高分辨力巖性探測(cè)儀[J];石油地球物理勘探;1991年06期

8 徐開友,徐承材,孫海波;利用程控增益放大器提高A/D轉(zhuǎn)換分辨力[J];河北省科學(xué)院學(xué)報(bào);1999年02期

9 孫知淵;李艷秋;;分辨力增強(qiáng)技術(shù)的頻譜分析[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2007年10期

10 康宜華，，何嶺松，楊叔子;ARMA譜的理論頻率分辨力[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1995年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 孟照莉;鄭蕓;李剛;李丹;;健聽兒童在噪聲中言語分辨力發(fā)展規(guī)律的研究[A];全國耳鼻咽喉頭頸外科中青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2012年

2 張振華;汪素萍;宮先儀;;水聲場(chǎng)中的時(shí)反聚焦分辨力[A];2005年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 羅雪梅;張淑芳;夏繼軍;朱忠寶;孟偉;金紅;;對(duì)分辨力與分辨率用法之淺見[A];第12屆中國科技期刊青年編輯學(xué)術(shù)研討會(huì)暨轉(zhuǎn)型中的科技期刊青年編輯論壇論文集[C];2012年

4 劉艷明;;高分辨力CT(HRCT)在塵肺檢查中的應(yīng)用價(jià)值[A];2010中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十八次全國學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

5 于冰;;對(duì)鮑曼高分辨力平面電影分析法的一點(diǎn)修正及實(shí)驗(yàn)證明[A];第三屆中國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編（1）[C];1982年

6 陰浩;劉廣榮;金偉其;米鳳文;;像增強(qiáng)型CCD成像系統(tǒng)的分辨力分析[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

7 許茜;孟蕾;;64層冠脈CT檢查的護(hù)理指導(dǎo)[A];全國內(nèi)科護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議、全國心臟內(nèi)、外科�？谱o(hù)理學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 特約撰稿 劉全恩;平板選購要看“物理分辨力”[N];中國電子報(bào);2005年

2 東方愚;迷失的錢財(cái)觀與混沌的分辨力[N];證券時(shí)報(bào);2006年

3 執(zhí)一;消費(fèi)的實(shí)惠與技術(shù)的花招[N];中國電子報(bào);2005年

4 特約撰稿 劉全恩;彩電摸底測(cè)試 高清乃最大迷局[N];中國電子報(bào);2006年

5 ;解讀HVD測(cè)試報(bào)告[N];中國電子報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 鐘立波;太陽高分辨力圖像重建技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2015年

2 張偉;接近式表面等離子體透鏡光刻分辨力增強(qiáng)原理和方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所);2016年

3 閆金良;MCP防離子反饋膜及其對(duì)Ⅲ代微光管分辨力特性影響研究[D];北京理工大學(xué);1998年

4 陶家生;基于模擬實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)仿真的CCD航天相機(jī)影像分辨力的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2004年

5 吳劍;新型高分辨力超聲在心血管疾病小鼠模型中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

6 姚納;提高超衍射透鏡成像分辨力的理論和方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 姜紅;納米級(jí)分辨力重載電控二維傾斜調(diào)整架設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

2 占杰;多層面CT性能自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究與實(shí)踐[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2006年

3 駱飛;SPECT斷層圖像分辨力及其影響因素的研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2014年

4 王楠;臥式重載二維高分辨力傾斜電動(dòng)調(diào)整架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

本文編號(hào)：1336192