衍射光学元件成套制造技术研究进展

摘要

从图形数据处理、先进光刻、图形转移和大面积高可靠集成4方面开展衍射光学元件关键制造技术研究。在兼容标准CMOS工艺的基础上,提出了高精度、多功能(高保真、高深宽比、高面形、多元化衬基等)、大面积衍射光学元件成套制造技术。研发了精度优于2 nm的复杂图形光刻数据处理体系,提出了混合光刻方法,建立了加法(剥离、电镀)和减法(干法刻蚀、金属辅助化学刻蚀)两种类型、四种图形转移基础方法。实现了从微米尺度到亚10 nm尺度的图形生成,高宽比达12∶1的25 nmAu结构和深宽比达500∶1的30 nmAl_(2)O_(3)纳米管图形转移。在熔石英、多层膜、SiC自支撑薄膜、高面形硅片等衬基上大面积集成制造了多种衍射光学元件,最大面积为142 mm×142 mm,最大自支撑口径达70 mm,最高面形精度PV值达0.03λ,覆盖了可见光到硬X射线波段衍射光学元件的制造需求,能够应用于先进光刻机、同步辐射、激光聚变及X射线天文学中。