基于闪耀光栅图形化实现高分辨率干涉光刻.pdfVIP

第 23卷 第 12期 光学 精密工程 Vo1．23 No．12 2015年 12月 OpticsandPrecisionEngineering Dec．2015 文章编号 1004—924X(2015)12—3335—08 基于闪耀光栅 图形化实现高分辨率干涉光刻 胡 进，董晓轩，浦东 申 溯，陈林森 (苏州大学物理与光电 ·能 部，江苏 苏州 215006) 摘要 ：为提高图形化干涉光刻质量 ，提出了基于闪耀光栅 的图形化干涉光刻(PIIL)系统，并对该系统所采用 的光学原理 和实现方法进行 了研究。首先，分析 了图形化干涉光刻系统的光场特性 ，阐述 了其分辨率提升 的原理 。讨论 了光学系统 带宽和图案分布对光刻图形质量 的影响，给 出了图形质量控制 的工艺方法。其次，提 出了一种新型的图形化干涉光刻方 法 ，该方法采用 闪耀光栅作为衍射分光器件 ，实现 了位相和振幅的一体化调制 。采用数值计算方法模拟 了闪耀光栅 的衍 射特性和像面光场分布 ，讨论 了闪耀光栅的优化设计方法 ，获得 了高达 92．3 的±1级衍射效率 。最后 ，基于数字微镜 群 器件 (DMD)和微缩成像光路设计开发了图形化干涉光刻系统，实验获得了像素化 的点阵图形和质量 明显改善的光刻 图 像 ，验证了该方法对任意 图形的适用性 。 关 键 词：图形化干涉光刻；傅里叶光学；衍射效率；激光直写；数字微镜器件 中图分类号 ：TN305．7；0436．1 文献标识码 ：A doi：10．3788／OPE3335 Highresolutionpattern。-integrated interferencelithography basedon blazed grating HU Jin，DONG Xiao—xuan，PU Dong—lin，SHEN Su，CHEN Lin—sen (CollegeofPhysics，OptoelectronicsandEnergy，SoochowUniversity，Suzhou215006，China) *C0rrs0 gauthor，E-mail：lschen@suda．edu．cn Abstract：Toimprovethequalityofpatterninterferencelithography，aPattern—integratedInterference Lithographic(PIIL)system basedonablazedgratingwasproposed，andthetheoryofopticalsystem andthemethodtorealizeahighqualitypatternwereinvestigated．Firstly，theopticalfieldproperties ofthetypicalPIIL system wereanalyzedandhow toimprovetheresolution ofthesystem wasde— scribed．Theinfluencesofthesystem bandwidthandthepatternfeatureontheimagequalityweredis— cussedandtheprocesstechniquetOenhancethepattern uniformityintheinterferenceexposurewas given．Then，anovelpattern—integrated interferencelithographicmethodwasproposed．Theblaze gratingwasusedasadiffractionbeam splittertorealizetheintegrationofphaseandamplitudemodu— lationandthenumericalcalculationwasusedtosimulatethediffractionpropertiesoft