近日,太阳成集团梁高峰老师在光学领域著名学术期刊《Optics Letters》(影响因子:3.589)上发表了题为“Super-resolution photolithography using dielectric photonic crystal”的研究论文,并被选为Editor's Pick文章(Editor's Picks serve to highlight articles with excellent scientific quality and are representative of the work taking place in a specific field.)。
微纳光刻技术作为主流的微电子芯片制造技术,具有兼容性好、效率高等优势。但受衍射极限制约,传统光刻系统的单次曝光图形分辨力被限制在半波长以上水平。近场光刻利用携带掩模空间结构高频信息的倏逝波可突破衍射极限,获得深亚波长光刻图形。然而,目前广泛研究的表面等离子体近场光刻存在倏逝波传输损耗大、曝光时间长、由杂散波引起的光刻图形质量低等问题。因此,迫切需要开展低损耗、低杂波的倏逝波传输调控研究。
基于此,课题组提出了一种基于一维介质光子晶体调控倏逝波的超分辨光刻方法,采用介质多层薄膜压缩衍射波的空间频谱带宽,实现了倏逝波的高效调控。研究结果表明:当193 nm波长的光源垂直入射到周期120 nm的掩模时,只有kx=1.61k0的±1级次衍射波可以通过所设计的介质光子晶体,并在光刻胶层形成了周期60 nm的均匀干涉图形,且图形的峰值光强度是入射光强度的5.5倍;在可容忍的强度衰减范围内,图形深度可达300 nm(深宽比达10:1)。此外,研究还发现此光刻器件具有对膜层表面粗糙度不敏感的特性。而且,可以通过传输更高级次的衍射波进一步降低掩模的制造工艺要求。这种基于介质光子晶体调控倏逝波的方法为实现高能效、高图形深宽比、高光场均匀性的超分辨光刻提供了新思路。
该论文第一作者和通讯作者为太阳成集团梁高峰老师(Email: lgf@cqu.edu.cn),该研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项项目、以及教育部重点实验室访问学者基金的支持。
文章链接:https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-44-5-1182