[发明专利]增强照明数值孔径超分辨光刻成像设备及光刻成像方法

权利要求书

1.一种光刻成像设备，包括：

照明光束产生装置，配置为产生照明光束，该照明光束具有数值孔径NA>0的照明场，

其中，照明光束通过掩模和成像层，将掩模图形成像在感光层空间。

2.根据权利要求1所述的光刻成像设备，其中，照明光束产生装置包括：

光源，配置为产生强度分布均匀光束；以及

棱镜，其中均匀光束以一定角度倾斜入射到棱镜中。

3.根据权利要求2所述的光刻成像设备，其中，所述照明光束产生装置配置为通过增大入射角度和/或选择棱镜的折射率以提高NA。

4.根据权利要求2所述的光刻成像设备，其中，掩模包括掩模基底、在掩模基底上形成的掩模图形层、以及填充掩模图形层的填充层，其中通过折射率匹配液或粘合胶将掩模基底固定至棱镜的光出射面，成像层设置在填充层上。

5.根据权利要求4所述的光刻成像设备，还包括：在感光层背对照明光束的一侧形成的反射式辅助成像层以及在感光层面对照明光束的一侧形成的透射式辅助成像层。

6.根据权利要求5所述的光刻成像设备，其中，成像层与透射式辅助成像层之间以一定厚度的间隔层进行隔离。

7.根据权利要求2所述的光刻成像设备，其中，根据掩模图形的结构形式确定照明方式和棱镜结构。

8.根据权利要求7所述的光刻成像设备，其中，

掩模图形包括沿一维方向排布的线条图形，棱镜包括三角柱棱镜，均匀光束从棱镜两侧面入射，图形排布方向与棱镜的光出射面平行；和/或

掩模图形包括沿二维正交方向排布的二维图形，棱镜包括梯形棱镜或金字塔棱镜，图形排布方向与棱镜的光出射面平行；和/或

掩模图形包括三角形排布的二维图形，棱镜包括六角棱镜，图形排布方向与棱镜的光出射面平行；和/或

掩模图形包括复杂分布的图形，棱镜包括球棱镜，通过照明光束方向分布整形的光学系统，选择多个不同方向照明入射到球棱镜，照明方向与图形线条分布对应。

9.根据权利要求2所述的光刻成像设备，其中，棱镜包括根据照明光束的波长来选择的材料。

10.根据权利要求9所述的光刻成像设备，其中，棱镜材料包括Al₂O₃、SiO₂中任一种或在照明光束的波长下的透明玻璃材料。

11.根据权利要求2所述的光刻成像设备，其中，nsin(θ)位于0.8λ/(2d)～1.2λ/(2d)区间范围，其中λ为照明光束的波长，d为掩模图形在棱镜的光出射面方向上的特征尺寸或中间间距，n为棱镜材料的折射率，θ为照明光束与棱镜底面法线形成的夹角。

12.根据权利要求4所述的光刻成像设备，其中，掩模基底材料与棱镜材料的折射率近似相同。

13.根据权利要求5所述的光刻成像设备，其中，成像层以及反射式和透射式辅助成像层包括介电常数为负的材料。

14.根据权利要求13所述的光刻成像设备，其中，所述材料包括Ag、Au中任一种或其组合。

15.根据权利要求4所述的光刻成像设备，其中，填充层包括介质材料。

16.根据权利要求15所述的光刻成像设备，其中，该介质材料包括PMMA材料。

17.根据权利要求5所述的光刻成像设备，其中，反射式辅助成像层与透射式辅助成像层包括相同材料和不同介电常数的材料。

18.根据权利要求6所述的光刻成像设备，其中，间隔层包括空气层、真空层、液体层之一。

19.一种光刻成像方法，包括：

产生照明光束，该照明光束具有数值孔径NA>0的照明场；以及

利用该照明光束，通过掩模和成像层将掩模图形成像在感光层空间。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，产生照明光束包括：利用强度分布均匀光束，以一定角度倾斜入射到棱镜中。