SU1151904A1

SU1151904A1 - Устройство дл изготовлени эквидистантных периодических решеток

Info

Publication number: SU1151904A1
Application number: SU843689489A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Николаевич Березин; Александр Владимирович Зорин
Original assignee: Предприятие П/Я В-8941
Priority date: 1984-01-04
Filing date: 1984-01-04
Publication date: 1985-04-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭКВИДИСТАНТНЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ РЕШЕТОК, содержащее источник актиничного излучени , фотошаблон с эквидистантной периодической структурой и заготовку со светочувствительным слоем, отличающеес тем, что, с целью удвоени пространственной частоты изготавливаемой решетки, фотошаблон выполнен в виде прозрачной дл актиничного излучени пластины со ступенчатым пр моугольным профилем и удален от заготовки со светочувствительным слоем на рассто ние h, равное h- где а-ширина ступенек и канавок фотошаблона; Л-длина волны актиничного излучени , причем высота ступенек фотошаблона d определ етс выражением d - - z(n-i) гдеn-показатель преломлени материала фотошаблона дл длины волны актиничного излучени ; ,2,3,4,..., а длина пространственной когерентности этого излучени Кног-- выражением (Л . ел QO О 4;:

Description

Изобретение относитс к микроэлектронике и может быть использовано при изго- товлении встречно-штыревых преобразователей или отражательных решеток в акустоэлектронике , а также дл формировани дифракционных решеток в оптоэлектронных устройствах.

Известно устройство дл изготовлени периодических решеток, представл юшее собой делительную машину 1.

Недостатком данного устройства вл етс относительно низка пространственна частота изготавливаемых решеток.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической суш,ности вл етс устройство дл изготовлени эквидистантных периодических решеток, содержаш,ее источник актиничного излучени , фотошаблон с эквидистантной периодической структурой и заготовку со светочувствительным слоем . В этом устройстве фотошаблон выполнен в виде прозрачной пластины с нанесенными на нее эквидистантно расположенными маскируюш .ими полосками и приведен в контакт с подложкой 2.

Это устройство обеспечивает увеличение пространственной частоты, решеток, но в р де случаев она все же остаетс недостаточной .

Цель изобретени - удвоение пространственной частоты изготовл емой решетки.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл изготовлени эквидистантных периодических решеток, содержащем источник актиничного излучени , фотошаблон с эквидистантной периодической структурой и заготовку со светочувствительным слоем , фотошаблон выполнен в виде прозрачной дл актиничного излучени пластины со ступенчатым пр моугольным профилем и удален от заготовки со светочувствительным слоем на рассто ние h равное

ь о

гдеч-ширина ступенек и канавок фотошаблона; Л -длина волны актиничного излучени ,

причем высота ступенек фотошаблона d определ етс выражением

.(2)

где л-показатель преломлени материала фотошаблона дл длины волны актиничного излучени ; N 1, 2, 3, 4,...,

а длина пространственной когерентности этого излучени t or-выражением

Вкор. 5а.(3)

На фиг. 1 представлена схема устройства дл изготовлени решеток; на фиг. 2 - теоретическое рассчитанное на ЭВМ распределение освеш.енности на поверхности

светочувствительного сло относительно штрихов фотошаблона; на фиг. 3 - микрофотографи фрагмента тестового фотошаблона с увеличением 500 х; на фиг. 4 - микрофотографи соответствующего изображени в слое фоторезиста с тем же увеличением .

Устройство включает источник 1 актиничного излучени , фотошаблон 2, выполненный в виде прозрачной дл актиничного излучени пластины со ступенчатым пр моугольным профилем, и заготовку 3 со светочувствительным слоем 4. При этом фотошаблон 2 удален от сло 4 заготовок 3 на рассто ние h, определ емое соотношением 5 (1), высота ступенек d фотошаблона 2 удовлетвор ет выражению (2), а длина пространственной когерентности Ьвог источника 1 - выражению (3).

Устройство дл изготовлени эквидистантных периодических решеток работает следующим образом.

Излучение источника 1 претерпевает дифракцию на периодической системе канавок и ступенек фотошаблона 2. При выполнении услови (3) дифрагировавшие лучи

5 создают на поверхности светочувствительного сло 4 интерференционную картину. Благодар тому, что указанна величина d обеспечивает между лучами 5 и 6 сдвиг по фазе, кратный J, а слой 4 удален от фотошаблона 2 на рассто ние h, соответствующее выражению (1), пространственна частота формируемой интерференционной картины оказываетс удвоенной относительно частоты фотошаблона 2 (фиг. 2-4).

Экспериментальную проверку предлагаемого устройства осуществл ют следующим образом. На стекле К-8 изготовл ют фотошаблон с несколькими сери ми канавок (по 10 шт, в серии) разной ширины и с глубиной 0,28 мкм, что отвечает разности фаз 0,80. Рассто ние между фотошаблоном и подложкой с фоторезистором ФП-РН-7 устанавливают при помощи прокладки из металлической фольги толщиной 10 мкм, в которой вырезалось «окошко 10x10 мм. В качестве источника актиничного излучени примен ют ртутную лампу ДРШ-350. Спектр излучени этой лампы и характеристика спектральной чувствительности обеспечивают узкий спектральный интервал экспонировани (три линии характеристического излучени ртутной лампы: 365, 405 и

436 нм). Таким образом, немонохроматичность излучени в этом случае не более 5%. Необходимую длину пространственной когерентности ВЬОР обеспечивают удалением лампы ДРШ-350 от точки экспонировани

5 на рассто ние 300 мм. При ширине канавок, равной а 3 мм и соответствующей выражению (1), наблюдают удвоение пространственной частоты решетки (фиг. 3 и 4).

Разрешающа способность современного оборудованн дл производства фотошаблонов оптическими методами составл ет 1 мкм (технические паспорта фотоповторителей ЭМ-562, UER). При контактном экспонировании разрешающа способность также ограничена дифракционными влени ми, возникающими при переносе изображени с фотошаблона на светочувствительный слой подложки из-за наличи неустранимого зазора между фотошаблонами и подложкой, обусловленного их неплоскостностью и наличием пылинок в области контакта, и составл ет так же 1 мкм. Экспонирование с использованием предлагаемого устройства позвол ет с учетом современного уровн изготовлени фотощаблонов получать дифракционные решетки с шириной штрихов 0,5 мкм.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позвол ет увеличить разрешающую способность оптического метода изготовлени структур встречноштыревых преобразователей в издели х акустоэлектроники и дифракционных решеток в опто-электронных устройствах до субмикронных размеров. Кроме того, экспонирование с преднамеренно создаваемым зазором увеличит тиражестойкость фотошаблонов, а высокий контраст дифракционной картины распределени освещенности на светочувствительном слое увеличит технологическую устойчивость процесса экспонировани .

Г1

Ь

1Л (и

to

-10 -8 б -it -г

10

Фиг. 2

.

Claims

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭКВИДИСТАНТНЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ РЕШЕТОК, содержащее источник актиничного излучения, фотошаблон с эквидистантной периодической структурой и заготовку со светочувствительным слоем, отличающееся тем, что, с целью удвоения пространственной частоты изготавливаемой решетки, фотошаблон выполнен в виде прозрачной для актиничного излучения плас тины со ступенчатым прямоугольным профилем и удален от заготовки со светочувствительным слоем на расстояние h, равное ^h--2Л~’ где я-ширина ступенек и канавок фотошаблона;

Λ-длина волны актиничного излучения, причем высота ступенек фотошаблона d определяется выражением · где η-показатель преломления материала фотошаблона для длины волны актиничного излучения;

N= 1,2,3,4,..., а длина пространственной когерентности этого излучения Вког.— выражением

Еко^ 5ц.

Фиг1

SU .... 1151904 >

I