基于闪耀光栅图形化实现高分辨率干涉光刻

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.