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首次发现适用于相变光刻的金属光刻胶

导读: 光刻作为维纳器件制备过程中最关键的一道工艺,对器件的集成度有着决定性的作用。

  光刻作为维纳器件制备过程中最关键的一道工艺,对器件的集成度有着决定性的作用。光学光刻技术(optical lithography)采用的有机光刻材料存在着光子累积效应导致光刻图形边缘模糊。相变光刻技术(phase-change lithography)是一种新型光刻技术,它采用无机相变材料,主要是以GeSbTe为代表的硫系化合物半导体材料,该材料在激光辐照所产生热能的作用下发生从非晶态(amorphous)到晶态(crystalline)的转变,利用非晶态材料和晶态在刻蚀液中溶解度的不同,经刻蚀便可得到预期的信息图案。由于相变光刻热分布的非线性和相变材料的快速相变,相变光刻不存在光子累积效应,因而能获得更细的线宽,得到比激光光斑更小的图形,且比传统光学光刻技术产生的凹槽边沿陡峭。

  最近,信息存储材料及器件研究团队博士生曾笔鉴、硕士生黄君竹、倪日文等在缪向水教授的指导下,首次发现了适用于相变光刻的金属光刻胶。

  研究人员提出利用镁铜钇(MgCuY)金属玻璃薄膜作为相变光刻的光刻胶, 实验发现该金属薄膜在硝酸乙醇溶液中得到了大于3倍的刻蚀选择比。在曝光过程中,由于MgCuY金属材料超高的热导率,热量在薄膜纵向的传播能力远大于GeSbTe半导体材料。他们发现在一定的激光脉冲范围内,在MgCuY金属薄膜内部所形成的相变区域会更加接近于理想的圆柱形,而GeSbTe半导体薄膜内部的相变区域则更趋近于碗状,相比而言MgCuY金属薄膜在曝光后有着更为完美的光刻区域。

  该研究提出的金属光刻胶,在传统光学光刻技术已逼近极限的今天,由于其高性价比、优异的光刻质量、无毒、易操作等众多优点,期望能在未来的光刻技术中占有重要的一席之地。

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