文档介绍：项目名称:
表面等离子体超分辨成像光刻基础研究
首席科学家:
罗先刚中国科学院光电技术研究所
起止年限:

依托部门:
中国科学院
二、预期目标

本项目以国家在国民经济和国防高科技领域对信息科学技术中新一代微纳信息器件的重大需求为牵引,研究SP超衍射光刻中的关键基本物理问题,结合我国中长期科技战略发展规划中的“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”和“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”两个重大专项对微纳制造技术的重大战略需求,重点针对 SP超分辨成像光刻技术中若干关键科学技术问题(比如衍射极限问题、分辨极限问题、感光机制问题、损耗问题、SP超分辨成像器件设计、制备技术、工艺技术等)开展系统研究,并取得原创性成果,作出系统性和创新性贡献,建立相应的研究基地和人才队伍,形成具有核心自主知识产权的SP光刻技术平台。通过本项目研究,使我国在SP超分辨成像光刻理论、技术和应用方面,总体达到,部分方面处于国际领先地位,力争形成新一代光学光刻技术路线,为采用光学方法突破16nm、甚至10nm以下光刻线宽节点奠定基础。
,为16nm线宽节点以下光学光刻技术奠定理论和方法基础。
,在SP光刻分辨力极限、SP感光机理、损耗及能量利用率、焦深等关键问题研究方面取得突破。
,建立SP超分辨成像实验平台与超衍射光学光刻技术研究基地,为未来5~10年研发16nm线宽节点以下的超分辨成像光刻器件和系统奠定理论和技术基础。
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,建立超衍射与衍射受限光学成像一体化设计和分析方法并构建相关软件。
,并用于研究对比度、焦深、工作距等关键SP光学光刻工艺理论和技术。
。(1)在365nm波长条件下,获得32nm线宽分辨力SP超分辨成像器件;(2)制作特征尺寸为32nm的光栅、NEFO字符等集成电路常用典型图形结构。
、超衍射成像和光刻过程,获得16nm线宽分辨力的SP光学成像设计结果。
,申请发明专利100项以上,培养研究生65名左右。
三、研究方案

瞄准信息产业中光学光刻领域对突破衍射极限成像光刻技术的重大需求,抓住表面等离子体光刻正处于探索性研发阶段的机遇,集成我国在光学工程、微细加工技术、微纳集成、物理、化学、材料、信息技术等方面的优势,瞄准该领域一些前沿性重大理论、核心工艺问题,进行多学科交叉合作研究,对相关核心基础科学问题进行深入系统地探索,以期获得一些具有原始创新的突破和成果,取得一批自主知识产权的核心技术,培养造就一支具有的研究队伍,为我国新一代微纳光子功能材料和器件的长远发展奠定坚实的基础。
按上述指导思想,根据项目的总体目标和五年目标,针对基本的关键科学问题,结合国内优势力量,在前期973项目超衍射机制、超分辨成像以及SP非线性复合材料等研究基础上,以SP超衍射行为规律和物理机制入手,深入和系统地开展表面等离子体光学成像及光刻技术研究,解决限制SP光刻分辨力的物理因素、SP与光刻介质相互作用机理、影响SP光刻效率的关键物理问题、超分辨成像光刻器件原理和方法以及SP超衍射光学光刻技术和工艺等关键科学技术问题,获得32nm线宽分辨力SP超分辨成像器件,制作特征尺寸为32nm的光栅、NEFO字符等集成电路常用典型图形结构两项标志性成果,并建立SP超分辨成像应用基础研究的理论和技术平台、研究基地以及人才队伍。

、规律和操纵方法研究方面:
(1)继续发展矢量杨顾算法,使其能适用于分析亚波长范围的超衍射电磁行为和超分辨成像理论计算,用来指导研究在SP场的影响下,电磁波突破衍射极限限制的原理和实现途径,并进行相关器件设计。结合光刻技术、溶胶-凝胶法、以及自组装等手段,将设计的器件制作出,并利用AFM、TEM、SEM以及微区Raman、FTIR、紫外-可见-红外分光光度计等各种微结构表征手段,研究纳米金属微结构的形貌、尺寸、周期性、介电参数等对超衍射行为的影响。
(2)类比传统材料科学中原子、分子、晶胞、缺陷、复合材料的结构划分体系,分层次开展超衍射光学材料结构与物性之间的关系规律研究。从单元结构形式,金属点、线、环等构成的简单到复杂的结构,从电磁相互作用的规律上分门别类,总结归纳结构类型和特征,采用有限元、时域有限差分方法,结合电磁理论中电极化率、磁极化率等物理概念,研究分析结构参