干涉光刻技术原理

问题描述

精选答案

干涉光刻技术（或全息光刻技术）的基本原理与干涉测量法或全息法的原理相似。具体原理如下：

1.光束分束：为达到干涉的效果，相干光必须在汇聚前被分束成两个及以上数量的光束。常用的分束方法有劳埃德镜、棱镜及衍射光栅。

2.干涉图样记录：两个及以上的相干光波构成的一个干涉图样被建立起来并在一个记录层被记录（光刻胶）。这个干涉图样由周期性序列的条纹组成，这些条纹分别代表最大强度及最小强度。

3.光刻处理：在曝光后的光刻处理过程中，与此强度周期性变化图样相对应的光刻胶图样就此出现。对于两束光波干涉，条纹间距或周期由公式给出：p=(λ/2)/sin(θ/2)，其中λ为波长，θ为两束相干光波之间的夹角。从而，能够达到的最小周期为波长的一半。

4.结构制备：通过利用三束干涉光波，具有六边形对称结构的阵列能够被制成；而利用四束光波，具有矩形对称结构的阵列能够被制成。通过叠加不同光束组合，不同的结构便得以制备出来。

干涉光刻技术的条件要求包括：

1.相干性要求：要使全息刻蚀法能够顺利进行，相干性的要求必须满足。首先，必须使用空间相干光源。这实际上是一个结合了准直透镜的点光源。激光或同步加速器光束也经常被使用以保证在分束前得到统一的波振面。其次，应优先考虑单色的或时域相干的光源。这可直接通过激光实现，但采用宽带宽的光源时需增加滤光片。如果分束器为衍射光栅则对于单色行的要求可以被忽略，原因为不同的波长将被衍射至不同的角度但最终还是会聚集到一起。但即使在这种情况下，空间相干性以及正入射仍然为必要条件。

2.分束器：为达到干涉的效果，相干光必须在汇聚前被分束成两个及以上数量的光束。

干涉光刻技术的优点是能够快速的在大面积内制备密集的特征结构而不失焦，因此经常被用于检测新型波长刻蚀技术（如 EUV、193nm 浸泡等）的光致抗蚀工艺。除此之外，高功率脉冲激光的激光干涉光束基于光热或光化学机制可以在材料表面直接进行处理（包括金属、陶瓷及高分子聚合物）。