基于PrAlNiCu金屬玻璃薄膜的相變光刻機(jī)理研究.pdf

1、光刻工藝，作為半導(dǎo)體制造業(yè)中最重要的工藝之一，由于物理極限的臨近和越來越高的要求，正在面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。因此，作為極具潛力的新型光刻技術(shù)之一的相變光刻正在受到越來越多的關(guān)注和研究。相變光刻是一種無掩膜版的激光直寫光刻技術(shù)，利用激光直寫致熱，在相變材料光刻膠上選擇性曝光致其局部晶化，再利用在刻蝕液中非晶態(tài)與晶態(tài)的兩相刻蝕速率差來完成納米圖案的制備。本文利用金屬玻璃PrAlNiCu作為相變光刻膠研究其相變光刻特性，從PrAlNiCu金屬

2、玻璃薄膜的制備工藝、曝光時的溫度分布情況、連續(xù)與脈沖激光的曝光特性、濕法刻蝕特性等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　本文首先利用磁控濺射方法和退火工藝對非晶態(tài)和晶態(tài)的PrAlNiCu金屬玻璃薄膜進(jìn)行了制備，并進(jìn)行了物理特性的表征及分析，證明了薄膜的非晶、晶化程度；利用ANSYS對PrAlNiCu薄膜表面及內(nèi)部進(jìn)行了曝光時的溫度分布仿真模擬，在理論上證明了激光致熱晶化的作用，與MgCuY薄膜的溫度分布情況進(jìn)行了比較分析，結(jié)果表明PrAlN

3、iCu薄膜能利用更小的脈沖寬度獲得更高的光刻分辨率，突出了PrAlNiCu金屬玻璃薄膜作為相變光刻膠的優(yōu)勢；利用課題組搭建的相變光刻平臺對PrAlNiCu薄膜進(jìn)行了連續(xù)、脈沖曝光測試，在實(shí)驗(yàn)上證明了激光致熱晶化的可行性，依據(jù)結(jié)果探討了晶化尺寸與激光功率、脈沖寬度之間的關(guān)系；通過實(shí)驗(yàn)比較選擇了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％的硝酸水溶液作為本實(shí)驗(yàn)的刻蝕液，并通過對非晶態(tài)、晶態(tài)PrAlNiCu薄膜的刻蝕速率測試實(shí)驗(yàn)得出了5:1的刻蝕選擇比，基于臺階儀和原