【摘 要】
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光刻工艺,作为半导体制造业中最重要的工艺之一,由于物理极限的临近和越来越高的要求,正在面临着前所未有的挑战。因此,作为极具潜力的新型光刻技术之一的相变光刻正在受到越
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光刻工艺,作为半导体制造业中最重要的工艺之一,由于物理极限的临近和越来越高的要求,正在面临着前所未有的挑战。因此,作为极具潜力的新型光刻技术之一的相变光刻正在受到越来越多的关注和研究。相变光刻是一种无掩膜版的激光直写光刻技术,利用激光直写致热,在相变材料光刻胶上选择性曝光致其局部晶化,再利用在刻蚀液中非晶态与晶态的两相刻蚀速率差来完成纳米图案的制备。本文利用金属玻璃PrAlNiCu作为相变光刻胶研究其相变光刻特性,从Pr AlNiCu金属玻璃薄膜的制备工艺、曝光时的温度分布情况、连续与脉冲激光的曝光特性、湿法刻蚀特性等方面进行了系统的研究。本文首先利用磁控溅射方法和退火工艺对非晶态和晶态的Pr AlNiCu金属玻璃薄膜进行了制备,并进行了物理特性的表征及分析,证明了薄膜的非晶、晶化程度;利用ANSYS对Pr AlNiCu薄膜表面及内部进行了曝光时的温度分布仿真模拟,在理论上证明了激光致热晶化的作用,与MgCuY薄膜的温度分布情况进行了比较分析,结果表明PrAlNiCu薄膜能利用更小的脉冲宽度获得更高的光刻分辨率,突出了PrAlNiCu金属玻璃薄膜作为相变光刻胶的优势;利用课题组搭建的相变光刻平台对PrAlNiCu薄膜进行了连续、脉冲曝光测试,在实验上证明了激光致热晶化的可行性,依据结果探讨了晶化尺寸与激光功率、脉冲宽度之间的关系;通过实验比较选择了质量分数为0.5%的硝酸水溶液作为本实验的刻蚀液,并通过对非晶态、晶态Pr AlNiCu薄膜的刻蚀速率测试实验得出了5:1的刻蚀选择比,基于台阶仪和原子力显微镜对曝光、刻蚀前后的形貌测试结果,证明了PrAlNiCu金属玻璃薄膜优异的光刻表现。
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