基于平面超透镜的SP纳米光刻技术

摘要

光刻技术是半导体集成电路加工的核心技术。随着科技的不断快速发展，半导体器件尺寸越来越小，集成度越来越高，这就对光刻分辨力提出了更高的要求。按照国际半导体工业协会发布的技术蓝图，2016年光刻分辨力将推向14nm技术节点。传统投影光刻技术（i线、g线、248nm、193nm等等）由于受到衍射极限限制，分辨力突破20nm已经十分困难，因此研究基于新原理新方法的纳米光刻技术是近年来学界的研究热点。
　　SP纳米光刻技术由于可以突破衍射极限，并且成本低、效率高、适合大面积制作，并且与传统光学光刻技术工艺有很高的契合度，是十分看好的一种纳米光刻技术。本文主要讨论基于平面超透镜的SP纳米光刻技术的原理和影响因素，主要工作如下：
　　主要构建了多层金属薄膜超透镜为基础模型，使用时域差分方法，通过改变入射波长、加入金属反射层、光栅周期等等因素分析了不同情况下不同参数对光刻成像分辨率和对比度的影响，使用 FDTD软件进行模拟仿真计算出光刻胶上成像分辨率，可以从 FDTD软件中观察其中不同情况下光强对比度的。本论文最后进行了详细的比较与分析并给出了一些一般性的结论。我们通过模拟仿真结果不断的改进了多层金属薄膜超透镜的结构，并找出最优化的结构，分析了多层超透镜结构的参数，以及这些参数对仿真结果的影响，将改进后的多层超透镜应用在光刻成像上，分析研究了光刻成像分辨率的最佳参数。通过本论文的研究使得分辨率获得的较大的提高，也在光刻胶中得到较高的光强对比度。

目录

声明

第一章 绪论

1.1纳米光刻技术的研究背景

1.2纳米光刻技术现状

1.2.1纳米光刻技术光刻分类

1.2.2研究现状

1.3表面等离激元光刻技术研究进展

1.4本论文的意义以及工作

第二章 表面等离子光刻技术原理

2.1引言

2.2表面等离激元理论基础

2.3表面等离子激元的激发方式

2.3.1棱镜耦合激发

2.3.2光栅耦合激发

2.3.3近场激发

2.4数值模拟计算的理论基础

2.4.1金属介电常数的色散模型

2.4.2时域差分方法（FDTD)

2.5本章小结

第三章 基于平面超透镜多层结构的表面等离激元光刻设计与分析

3.1平面超透镜成像系统原理

3.1.1完美透镜成像

3.1.2平面超透镜成像

3.2平面超透镜多层结构的表面等离子体激元色散关系

3.2.1三层结构中的色散关系

3.2.2四层结构的色散关系

3.3基于平面超透镜的SP纳米光刻技术结构设计

3.3.1平面超透镜光刻模型设计

3.3.2模型的建立及参数设定

3.4.1有无金属反射层对光刻成像质量的影响

3.4.2波长的变化对光刻成像质量的影响

3.4.3光栅周期对光刻成像的影响

3.4.4介质材料的改变对光刻成像质量的影响

3.4.5光刻胶厚度的改变对光刻成像质量的影响

3.5本章小结

第四章 结束语

参考文献

致谢