CN1690857A - 采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统 - Google Patents
采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1690857A CN1690857A CN 200410009038 CN200410009038A CN1690857A CN 1690857 A CN1690857 A CN 1690857A CN 200410009038 CN200410009038 CN 200410009038 CN 200410009038 A CN200410009038 A CN 200410009038A CN 1690857 A CN1690857 A CN 1690857A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hoe
- holographic optical
- optical elements
- laser interference
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 title abstract 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000025 interference lithography Methods 0.000 claims description 13
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 claims description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 102100029469 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Human genes 0.000 description 2
- 101710097421 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Proteins 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
采用全息光学元件的激光干涉光刻方法，其特征在于：采用全息光学元件作为光束振幅分割元件将入射其上的激光束分成强度近似相等且分开角度的两光束，经反射使它们相交，在相交重叠区对抗蚀剂基片进行曝光产生高分辨光栅，形成微细干涉图形，全息光学元件为产生三光束、或四光束、或五光束的全息光学元件，或计算机产生的全息图、或衍射光学元件，实现上述方法的激光干涉光刻系统，由波长为λ激光器、扩束准直器、定时快门、可变密度中性滤光片、全息光学元件、可调光阑、全反射镜、光衰减器、基片及电控转动机构组成。本发明由于全息光学元件制作容易，重量轻，易于按不同角度要求制作，以适应不同需求，费用省，对减小激光干涉光刻系统尺寸、重量和成本具有重要意义和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及的采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统，属于对产生周期性图形阵列的激光干涉光刻系统的改进。
技术背景
一般的激光干涉光刻系统由波长为λ激光器、扩束准直器、棱镜分束器或变密度盘分束器，或半反半透分束器和抗蚀剂基片等组成，也可采用手动转动装置旋转抗蚀剂基片。文献Saleem H.Zhidi et.al.，Interferometriclithography exposure tool for 180nm structures，SPIE Proc.Vol.3048，1997：248-254和A.Femandez et.al.，Use of interference lithography to patternarrays of submicron resist structures for field emission flat panel displays，J.Vac.Sci.Technol.B15(3)，1997：729-735中介绍了激光干涉光刻技术。但文献中只论及双光束和多光束干涉产生微结构周期图形阵列的方法和给出简单的系统。对干涉光刻系统的组成未做详细论述。采用传统的棱镜、变密度盘、半反半透镜等型式的分束器体积大而重，对产生不同周期图形的适应性差。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统，并辅之以可调光阑和光衰减器，用于减小系统体积和重量，抗杂光干扰，调节光束强度，提高信噪比和对比度，产生更好质量的图形，提高曝光效率。
本发明采用的技术方案是：采用全息光学元件的激光干涉光刻方法，其特征在于：采用全息光学元件作为光束振幅分割元件将入射其上的激光束分成强度近似相等且分开角度的两光束，经反射使它们相交，在相交重叠区对抗蚀剂基片进行曝光产生高分辨光栅，形成微细干涉图形。
采用全息光学元件的激光干涉光刻系统，其特征在于包括：波长为λ激光器、扩束准直器、定时快门、可变密度中性滤光片、全息光学元件、全反射镜、基片，激光器发出的激光经扩束准直器、定时快门、可变密度滤光片照射到全息光学元件上，全息光学元件将入射激光束分束，然后分别由全反射镜反射，呈夹角相交于抗蚀剂基片上产生干涉完成一次曝光。
上述的全息光学元件为产生三光束、或四光束、或五光束的全息光学元件，或计算机产生的全息图、或衍射光学元件；全息光学元件后加入孔径和孔距可调的光阑，它能让产生干涉的光束通过，挡住不需要的全息光学元件产生的其它衍射光和散射等背景杂光；在由全息光学元件分开的两光束中，分别加入光衰减器，以适当调节光强，使两光束强度相等，提高干涉图形对比度。
本发明和现有系统相比有如下优点：
(1)由于采用全息光学元件作为激光干涉光刻系统的分束器，不但使系统体积小、重量轻，而且由于全息光学元件制作容易，制作方便，可降低系统费用和增强系统对产生不同周期图形阵列的适应性。
(2)本发明采用尺寸可变、孔距可调的可调光阑滤掉不需要的衍射光和背景杂光，可大大提高信噪比，有利于提高对比度。
(3)本发明采用在两光束中各置一个衰减器，有利于方便调节相干光束的强度相等，可提高产生的干涉图形对比度和改善图形质量。
(4)本发明采用电控转动机构，可快速精确而方便地改变多曝光之间的角度，有利于提高系统的曝光效率。
附图说明
图1为本发明的采用全息光学元件的激光干涉光刻系统示意图。
图2为本发明采用的全息光学元件的一种制作方法示意图，其中图2(a)为记录全息光学元件示意图；图2(b)为再现全息光学元件产生具有一定夹角的±1级光束示意图。
图3本发明采用的电控转动机构原理示意图，其中图3(a)为仰视图，图3(b)为主视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括激光器1、扩束准直器2、定时快门3、可变密度滤光片4、全息光学元件5、全反射镜6、可调光阑7、光衰减器8、基片及其夹持器9、电控转动机构10及控制电源11。激光器1发出的激光经扩束准直器2、定时快门3、可变密度滤光片4之后入射到全息光学元件5上，经全息光学元件5衍射之后产生的光束(+1)和(-1)透过可调光阑7，经全反射镜6和光衰减器8之后以夹角θ相交并重迭在抗蚀剂基片9，对基片9上涂覆的光致抗蚀剂进行曝光，曝光之后经过显影、烘烤等处理，便得到一维光栅图形。当第一次曝光之后，未行显影等处理之前，通过控制电源11控制电控转动机构10，使抗蚀剂基片9转动一定角度β，如90°，进行第二次曝光，然后显影等处理，就得到二维周期图形阵列，β可为不同值，选择β值可以得到不同形状不同周期的周期图形阵列。在整个过程中的定时快门，在启动曝光时开启，曝光完毕则自动关闭。
如图2所示，本发明采用的全息光学元件的一种制作方法示意图中，图2(a)为记录全息光学元件原理图，图中R为涂覆在基片S上的光致抗蚀剂(感光材料)，R和S构成所谓的全息记录感光材料板P，记录时，首先用平面相干光束a和b交叠产生干涉，由P记录下a和b的干涉条纹，然后挡掉光束a用光束b和c交叠曝光，在P上记录下b和c的干涉条纹。两次曝光后，经过显影等化学处理，则得到图2(b)所示的全息光学元件5，再现时，将基片S对着光束z，根据全息学原理，则再现出光束+1，0和-1，其中0为直透光，+1和-1为一级衍射光，本发明，即用一级衍射光产生干涉光刻，如图1所示。
图3示出本发明采用的一种电控转动机构原理示意图，图3(a)为仰视图，图3(b)为主视图。该机构由步进电机11、蜗杆组件12、蜗轮组件13、真空吸附平台14、密封气管15、真空泵16、抗蚀剂基片9和底座接口17组成。曝光前，将表面涂有光致抗蚀剂(光敏材料)的基片9利用真空泵16和与之相连的密封气管15紧密吸附固定在真空吸附平台14上；第一次曝光完毕后，通过计算机启动步进电机11，驱动蜗杆12和蜗轮13转动，从而带动与蜗轮组件13相连的平台14转动一定角度β，实现角度调整自动化，然后进行第二次曝光。步进电机11与蜗杆12通过弹性联轴器连接，排除空回和加工误差。旋转平台14的外侧面刻有刻度，可以方便设置终、始角度。通过底座接口17将电控转动机构与底座相连，以便进一步调整基片9的高低和俯仰。
Claims (10)
1、采用全息光学元件的激光干涉光刻方法，其特征在于：采用全息光学元件作为光束振幅分割元件将入射其上的激光束分成强度近似相等且分开角度的两光束，经反射使它们相交，在相交重叠区对抗蚀剂基片进行曝光产生高分辨光栅，形成微细干涉图形。
2、根据权利要求1所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻方法，其特征在于：所述的全息光学元件为产生三光束、或四光束、或五光束的全息光学元件，或计算机产生的全息图、或衍射光学元件。
3、根据权利要求1或2所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻方法，其特征在于：在所述的全息光学元件后加入孔径和孔距可调的只让产生干涉的光束通过，能够挡住不需要的全息光学元件产生的其它衍射光和散射等背景杂光的光阑。
4、根据权利要求1或2所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻方法，其特征在于：采用电控转动机构控制抗蚀剂基片或全息光学元件的精确转动，形成不同角度和多次曝光，以产生不同形状、不同周期的二维周期图形网格或阵列。
5、根据权利要求1或2所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻方法，其特征在于：在由全息光学元件分开的两光束中，分别加入光衰减器，以适当调节光强，使两光束强度相等，提高干涉图形对比度。
6、采用全息光学元件的激光干涉光刻系统，其特征在于包括：波长为λ激光器、扩束准直器、定时快门、可变密度中性滤光片、全息光学元件、全反射镜、基片，激光器发出的激光经扩束准直器、定时快门、可变密度滤光片照射到全息光学元件上，全息光学元件将入射激光束分束，然后分别由全反射镜反射，呈夹角相交于抗蚀剂基片上产生干涉完成一次曝光。
7、根据权利要求6所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻系统，其特征在于：在所述的全息光学元件后加入可调光阑。
8、根据权利要求6所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻系统，其特征在于：在所述的全息光学元件分开的两束光中分别加入光衰减器。
9、根据权利要求6所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻系统，其特征在于：还包括与抗蚀剂基片相接的电控转动机构。
10、根据权利要求6所述的采用全息光学元件的激光干涉光刻系统，其特征在于：所述的全息光学元件为产生三光束、四光束、五光束的全息光学元件，或计算机产生的全息图、或衍射光学元件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410009038 CN1690857A (zh) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | 采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410009038 CN1690857A (zh) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | 采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1690857A true CN1690857A (zh) | 2005-11-02 |
Family
ID=35346371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200410009038 Pending CN1690857A (zh) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | 采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1690857A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101980083A (zh) * | 2010-09-13 | 2011-02-23 | 长春理工大学 | 激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构的方法和系统 |
| CN103008888A (zh) * | 2011-09-27 | 2013-04-03 | 三星钻石工业股份有限公司 | 激光加工装置及使用激光加工装置的被加工物的加工方法 |
| CN103376663A (zh) * | 2012-04-22 | 2013-10-30 | 上海微电子装备有限公司 | 一种干涉曝光系统及其曝光方法 |
| CN104101928A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-15 | 上海理工大学 | 具有连续分束比的分束器 |
| CN104991426A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-10-21 | 西安工业大学 | 多光束干涉光刻辅助曝光装置 |
| CN105242499A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-13 | 西安工业大学 | 采用闪耀光栅的激光干涉光刻系统 |
| CN106444297A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 兰州理工大学 | 一种基于样品旋转和激光双光束干涉的微纳结构刻写装置 |
| CN107290939A (zh) * | 2016-04-01 | 2017-10-24 | 深圳光启高等理工研究院 | 应用在超材料制备中的光刻仪和微结构图案光刻方法 |
| CN107643656A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-30 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种激光双光束干涉光刻系统 |
-
2004
- 2004-04-26 CN CN 200410009038 patent/CN1690857A/zh active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101980083B (zh) * | 2010-09-13 | 2013-02-20 | 长春理工大学 | 激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构的方法 |
| CN101980083A (zh) * | 2010-09-13 | 2011-02-23 | 长春理工大学 | 激光干涉光刻技术制作过滤膜网孔结构的方法和系统 |
| CN103008888A (zh) * | 2011-09-27 | 2013-04-03 | 三星钻石工业股份有限公司 | 激光加工装置及使用激光加工装置的被加工物的加工方法 |
| CN103008888B (zh) * | 2011-09-27 | 2016-01-20 | 三星钻石工业股份有限公司 | 激光加工装置及使用激光加工装置的被加工物的加工方法 |
| CN103376663B (zh) * | 2012-04-22 | 2016-08-24 | 上海微电子装备有限公司 | 一种干涉曝光系统及其曝光方法 |
| CN103376663A (zh) * | 2012-04-22 | 2013-10-30 | 上海微电子装备有限公司 | 一种干涉曝光系统及其曝光方法 |
| CN104101928A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-15 | 上海理工大学 | 具有连续分束比的分束器 |
| CN104991426A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-10-21 | 西安工业大学 | 多光束干涉光刻辅助曝光装置 |
| CN105242499A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-13 | 西安工业大学 | 采用闪耀光栅的激光干涉光刻系统 |
| CN107290939A (zh) * | 2016-04-01 | 2017-10-24 | 深圳光启高等理工研究院 | 应用在超材料制备中的光刻仪和微结构图案光刻方法 |
| CN106444297A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 兰州理工大学 | 一种基于样品旋转和激光双光束干涉的微纳结构刻写装置 |
| CN106444297B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-02-22 | 兰州理工大学 | 一种基于样品旋转和激光双光束干涉的微纳结构刻写装置 |
| CN107643656A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-30 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种激光双光束干涉光刻系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101979470B1 (ko) | 얇은 체적 격자 스택의 층상 형성을 위한 방법과 장치 및 홀로그래픽 디스플레이를 위한 빔 컴바이너 | |
| CN1690857A (zh) | 采用全息光学元件的激光干涉光刻方法及其光刻系统 | |
| JP7343578B2 (ja) | 空間的に変化する体積型ホログラフィック回折格子 | |
| CN1047402A (zh) | 制作反射全息图的方法与系统 | |
| CN113031140B (zh) | 一种全息光栅的制备系统和方法 | |
| CN109270615A (zh) | 光栅结构的制备系统及制备方法 | |
| CN1737612A (zh) | 光栅应变花的制作方法 | |
| JPH07506224A (ja) | 投影照明用の解像力強化光学位相構造体 | |
| EP4123347A1 (en) | Method for replicating large-area holographic optical element, and large-area holographic optical element replicated thereby | |
| CN2449258Y (zh) | 一种干涉光刻多光束形成系统 | |
| CN1752847A (zh) | 采用一个声光偏转器的成像干涉光刻方法和系统 | |
| CN110967785B (zh) | 一种全息干涉记录手段制备小占宽比全息光栅的方法 | |
| CN108710268A (zh) | 一种基于双光子聚合曝光的并行光刻系统及方法 | |
| JP2803434B2 (ja) | 回折格子プロッター | |
| CN1690858A (zh) | 转动掩模和抗蚀剂硅片的成像干涉光刻方法及其光刻系统 | |
| JP5532212B2 (ja) | ホログラムの作製方法 | |
| JP3713812B2 (ja) | 回折格子パターン作製装置 | |
| JPH08313712A (ja) | 回折格子パターンおよびその作製方法 | |
| Bulanovs | Digital holographic recording in amorphous chalcogenide films | |
| CN1132026C (zh) | 绕射光栅记录装置及立体或平面影像的记录方法 | |
| CN114994937B (zh) | 一种全息防伪图制作装置及制作方法 | |
| JPH05241007A (ja) | 回折格子プロッター | |
| CN1731282A (zh) | 一种采用光栅组合的成像干涉光刻方法及其光刻系统 | |
| WO2000026702A1 (fr) | Dispositif d'enregistrement pour reseau de diffraction et procede d'enregistrement d'image tridimensionnelle ou bidimensionnelle | |
| CN1731284A (zh) | 采用选通快门和梯形棱镜的成像干涉光刻方法及其光刻系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |