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光电子技术基础习题答案
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光电子技术基础习题答案
关注微信公众号外加电场调制二维六角位相阵列光分束器的研究
引言泰伯(Talbot)效应，即周期性物体的衍射自成像效应，是一种非常有实用价值的光学衍射现象.自1836年Talbot报道了这种周期性物体的衍射自成像以来[l]，Talbot效应己经在光通信[z]、光学精密测量[a，4}、光信息存储[s]、微图形传输t6]等领域得到了广泛的应用，而阵列光分束器则是基于Talbot效应研究的一个重要领域.阵列光分束器，即是将入射光束分割成阵列微光束且保持总光强不变的器件，它可以高速并行完成光学信息处理，光功率分配和多通道互连等功能[v].目前一维阵列光分束器的研究已经比较成熟[s]，二维阵列光分束器的制造材料和阵列结构可以有多种选择，不同的组合所产生的效果也会不同，但以非线性晶体为材料的阵列器的研究己显现出其优越的性能[0]，本文研究的是六角阵列结构的非线性光子晶体光分束器.六角阵列结构在自然界中十分常见，如蜂窝、石墨、二氧化碳、苯环等均是天然六角阵列结构，人们发现了这种结构的优越性，并在光纤祸...&
(本文共6页)
权威出处：
阵列光分束器是一种应用极为广泛的微光学器件,在光通信、光计算等领域发挥着重要的作用。随着集成光学的发展,对光学器件的性能、尺寸有了更高的要求。基于Talbot效应的阵列光分束器,由于其光波分束效果好,制备工艺简单且易于实现器件的小型化集成,已成为目前主要研究的阵列器件之一。铌酸锂晶体作为一种优良的非线性光学铁电材料,用来制备阵列光分束器,可以实现外加电场下对阵列器位相差的调节,从而消除了环境温度对于阵列器的负面影响,提升了阵列光分束器的性能和衍射成像效果。本文对基于铌酸锂晶体的Talbot效应位相型阵列光分束器展开了理论和实验两方面的研究,主要内容有：1.介绍了阵列光分束器的基本理论,包括其应用、类型以及研究进展。2.对基于Talbot效应的阵列光分束器进行了理论分析,在此基础上,对外加电场调制Talbot位相型阵列光分束器的衍射成像建立了理论模型,并通过数值模拟得到了相应的衍射成像图。3.在研究的理论基础上,设计并制备了Tal...&
(本文共52页)
权威出处：
1836年,H.F.Talbot将一束单色平面光照射在一周期性阵列光栅上,发现在光栅后方一些特定位置,可观测到光栅的自身像,这种光学自成像现象被定义为泰伯(Talbot)效应。Talbot效应在周期性阵列光分束器件中广泛存在,正是由于Talbot效应所产生的自成像的简洁与精细,关于这方面的研究已吸引了大量学者的关注。掺镁铌酸锂(MgLN)晶体有极好的非线性光学性能,使其成为研制周期性阵列光分束器件的首选材料。本文首先使用掺镁铌酸锂晶体制备了二维六角位相阵列光分束器,并对其Talbot效应进行了研究。通过调制外加电场,实现了对光分束器近场衍射光强分布的调制,在此基础上,研究了占空比D、位相差△ψ及泰伯分数β对光分束器近场衍射光强分布的影响。同时,随着集成光学领域的快速发展,人们更为期待不施加外调制电场下的可调阵列光分束器件,因此在前期研究基础上,制备了畴腐蚀掺镁铌酸锂二维阵列光分束器,可通过改变光分束器的腐蚀时间调制位相差△ψ,从...&
(本文共65页)
权威出处：
阵列光分束器是一种在光信息领域发挥着重要作用的微光学器件。基于周期极化铌酸锂(PPLN)晶体的可调位相阵列光分束器是一种将PPLN的特殊结构用于Talbot衍射光分束的新型阵列器件,其工作原理为：沿PPLN极化方向施加电场,由于晶体的电光效应和压电效应使折射率和厚度随电场变化,形成可调的位相光栅,通过光栅Talbot衍射实现光分束的电控可调。这种阵列分束器能适用于整个LN晶体透射光谱范围,克服了层级相位光栅只针对特定波长控制位相的缺点,并且在高功率应用中能实时调整电场补偿光热效应及光折变效应带给阵列器件的影响,保持器件稳定工作。因此,制备和研究基于PPLN的可调位相阵列分束器具有重要的实际意义,这也是本论文将其作为研究内容的出发点。论文的主要工作包括：理论模拟：对基于PPLN的电场调制Talbot位相型阵列光分束器的衍射建立了理论模型,应用Matlab软件分别对两种六角阵列结构(紧凑型和非紧凑型)进行了理论模拟,研究电场强度、衍...&
(本文共102页)
权威出处：
1 引言光谱仪可以对样品进行定性和定量分析,在化工、生物医药、环境监测等诸多领域有着广泛的应用[1-2]。相对于棱镜、光栅等类型的光谱仪,傅里叶变换型光谱仪具有良好的波长精度、高光通量、高灵敏度、高分辨率、高信噪比以及宽光谱范围等优势,可对样品中的低含量成分进行高精度分析,是现阶段实验室型近红外光谱仪(NIRS)的主导产品[3-4]。但是传统的傅里叶型光谱仪使用的元件数量较多,难以实现紧凑型结构,且移动部件限制了仪器的机械稳定性,对使用和放置环境有严格的要求,难以满足野外探测、环境监测等户外使用需求。因此,为拓展高精度傅里叶型光谱仪的应用领域,研究性能稳定的便携式、小型化仪器具有重要意义及应用价值。传统的傅里叶光谱仪设有驱动装置,会引起机械磨损,减少光谱仪寿命,并且不利于小型化生产[5]。而静态傅里叶光谱仪采用静态双光束干涉方式,避免采用运动部件,具有体积小、稳固性高等优点,近年来成为研究热点[6]。静态傅里叶光谱仪一般由前置物...&
(本文共7页)
权威出处：
引言傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spec-trometer,FTIR)在化学材料、石油化工等领域有着广泛的应用。其中,迈克尔逊干涉仪是其最核心的部件,分束器又是干涉仪的关键光学部件[1]。分束器的性能直接决定了干涉仪的干涉性能,其在制作上的误差将会直接影响仪器的信号强度、信噪比等指标[2]。传统的分束器与固定平面镜需要机械调整结构进行手动调整,抗震性较差,重复性低。目前,在国内,中红外波段的分束器主要依赖于进口,价格昂贵。本实验室在国家科技支撑计划课题的资助下,开展了分束器的自主研发工作。分束器的装调制作如果完全靠手工进行调整的话,不仅工作量大,而且重复性和一致性无法得到保证,为此,我们设计了一种全自动的分束器装调系统。采用了一体化分束器的光学结构,并使用DSP系统对分束器进行动态矫正,保证了干涉系统的准直性,具有很高的精度。1分束器装调系统总体结构本系统所制作的一体化分束器应用于...&
(本文共6页)
权威出处：
一种新型的可调分束器周进，高文琦，韩良恺，黄信凡（南京大学物理系，南京２１００９３）摘要介绍了一种二元光学光束分束器，这种分束器可使分出的两光束强度比连续可调，文中给出了理论和实验结果。关键词二元光学，光束分束器ＩＧＩ言分束元件在干涉仪、光信息处理、全息照相和光计算中都有许多应用，能产生分束功能的器件很多，如利用不同介质介面的反射和折射原理，在介质上镀一定的膜系、利用晶体的各向异性制成偏振光分束器、利用光栅的衍射来分束等等。这些分束元件所分出的光束的能量之比是一定的，要改变分束的能量比通常需要改变其结构。常见的可调分束板就是在同一基片上在不同的区域镀不同的膜系来实现的，也有人提出用体全息光栅来实现该功能［’１，本文则提出另一种新的光强可调分束器件，它是建立在衍射光学与微电子工艺相结合的二元光学基础上，具有光束比连续可调的性能，并且寿命长。２基本原理众所周知，光栅可以将一束入射光分成０级、土１级…，各级的能量大小与光栅的结构有关，...&
(本文共4页)
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ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ。确ｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙｏｎｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｚｅｄ。ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｄｅｅｐｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｎｄ ｐｅｒｉｏｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｒｅａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ．ａｓＴｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅｏｒｙ，ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ｛ｌｓ ｗｅｌｔ ｔｈｅｐａｔｔｅｒｎｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｍｏｎｇｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｈｏｔｏｍａｓｋ一－ｈｏｌｏｇｒａｍｍａｓｋ－－ｒｅｓｉｓｔ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｅｐｌｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａ髓ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｏｔａｌ ｉｎｎｅｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｗａｖｅｆｒｏｎｔｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｕｓｉｎｇ ｒｉｇｈｔ ａｎｇｌｅ ｐｒｉｓｍａｎｄ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｂｕｉｌｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ。Ｔ沁ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ。ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｍａｓｋｔｅｓｓ ｌａｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙａｎｄ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｈａｖｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ，ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｍｉｏｎ，ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｌｅｓｓ，ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｓｉｍｐｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｌｏｗ ＣＯＳＴＳ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｗａｙ．Ｔｈｅｙ ｈａｖｅａｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ，Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｓｏｍｅ ｍａｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｔ≈ｒｏｍｅｔｒｉｃ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｆｉｅｌｄｓ ｓｕｃｈ ｌａｒｇｅｓｃｒｅｅｒＩ ａｓｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ。ｆｉａｔｐａｎｅｌｄｉｓｐｌａｙ，ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ａｒｒａｙ，ａｃｏｕｓｔｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｖｅ ｄｅｖｉｃｅ， ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｒｒａｙ，ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｌｅｎｓ ａｎｄａｒｅａｐｈｏｔｏｎｃｒｙｓｔａｌ，ｌｉｇｈｔｍｉｃｒｏ－ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｒｒａｙ，ｍｉｃｒｏ―ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｒａｔｉｎｇ ａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅｇｒｉｄ ｏｆｈｉ。馥ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｉｎｇ。ｐｒｏｆｉｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，ｅｔｃ。Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｏｎｌｙ ｉｎｖｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｅ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎａｂｌｅ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｅｉｎｇ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ｆｉｅｌｄｓ，ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｅｐｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ．ｔＶ激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｍａｓｋｌｅｓｓｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｏｐｔｉｃａｌ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ．＋Ｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔｗａｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ＣｈｉｎａＶ澈蝇子涉毙女ｇ技术研究西掰大学瓣士攀靛论文第～章引言§１．１淹袤ｌ技术概述自２０懒纪６０年代以来，微电子、微细加工技术取得了飞跃的发展，按照 摩尔定律几乎是每二、三年～代设备、一代工艺、～代器件。目前，撩成电路 已经从６０年代的每个苍片上仗几十个器彳孛发展捌溉在豹每个芯片上Ｗ包含约 挎经令器锌。莩在ｔ９６５年４冀荧溪证耋公霹Ｇｏｌｄｏｎ Ｍｏｏｒｅ发表了蓊来著名予 藿静“藤承定律”。链发蕊每隔１８―２４卞是，芯片上藩体警数蠢就增热ｌ倍’。３０多年米，世界半导体产业的敏腠一直遵循这条怒镣。自７０年代Ｉｃ诞擞至今，短短几十雄，已经发展到超大舰横（ＶＬＳＩ）水平，现融能制造出１ＧＢ ＤＲＡＭ，每 秒执行１Ｇ觳以上指令的微处理器芯片和每秒ｌＧ以上字节豹通讯芯片２。电路 熬特征足寸蠲最枣线竟鑫这至ｌ Ｏ．１８壮１Ｔｔ。撵英特客公蘑疆薪姿辩，Ｐ４ Ｎｏｒｔｈｗｏｏｄ 镦楚理嚣，采矮０．１３婪ｍ工慈，薜嚣三星邀予公霹Ｅ残功开发出慕餍Ｏ，１ｌ弘ｎｌ 工艺技术的３２Ｍｂｉｔ ＳＲＡＭ。随满微细加工技术的提高，ｌｃ性能和集成鹰也在 不断提高，预计到２０１０年前尉，Ｉｃ的集成度将燕现１０他，线宽的加工能力将 达到０．０７“ｍ。专家预测，至少在今后１０年内，存储器和微处理器仍将继续遵 疆搴零定律淘兹发展。 主要著袋予未来１５每惑袋鼹魏半导傣摹ｌ造技术酌ＩＴＲＳ２００１是露际拳荨俸 技术机构ＩＴＲＳ制订的２００１颦酾际半导体技术指南，它由来自美国、日本、韩 国、中国街湾地区和欧洲的８００彩名半导体专家糕时２年完成的。根据ＩＴＲＳ２００１ 由表１－１所瀑，２００４年可实现９０ｎｍ，比ＩＴＲＳｌ９９９魁整提前了１年。袭１－１ＩＴ＇Ｒ￥２００Ｉ ２００４ ９０ ２００７ ２０ｌＯ ５０ ２０１３ ３０ ２０１６ ２２１ｆ年份 芯片特钉Ｅ尺寸／ｎｍ２００ｌ １３０２００３ １００７０每个掰一戗集戒电路豹出现，总是瑷光刻所获褥鹃竣枣线竟为主赘技零转恚，萋｝一ｌ汞感了与表ｌ―ｌ对应瓣先粼ＣＤ足寸麓发震趋势。集戒奄路之所戮鍪鲞雯塑壅鳌羹燕堑窭――鎏垄态鲎堡圭宝燕麓鎏：一熬飞速发展，光剿技术约支持起到了极为关键鹣作熏，鬻凳它巍接决定了单令嚣｛牛的物理尺寸。在８０颦代，罄遍认 海兜蘩蒎零聪麓达裂鹣极骚分辨率戈０＋５ｕｍ您右。随着光刻技术的缴展，鬯蘸兔源、残像遴镶、澎熬藏镳裁、努步扫描技术以殿提高光刻分辨率技术 麓发袋，霞光裁竣限邑攘避爨毽裁大多 数人认为的Ｏ．１ ｐｍ甚至以下４’。光刻 技零翁发震稷大灏摇旗了毽撼半导薅 技术、激光技术、微加工技术、材料科学、光学、化学、计算机等学科的发展， 簸巢耱懑义土瓷，先亥《技零翡发袋农乎爵经残为瀚约一个国家穑怠强遂耧戆关 键因素。随着半爵体工逝和纳米技术的发展，对新一代舆有纳米缀超精细图形 分辨率静毙蘩技零静要求鬟德爨麓遥秘。图Ｉ－１光刻ＣＤ尺寸发展趋势承鼗豳§ｌ。２光猁搜术静基本藤理释基本类爨光学曝光技术经历了从接触式曝光、接近斌曝光、分步重复投影式曝光到 嚣蘩豹热摇投影式曝光。巍瓤技农本赛静不断发袋，潦魏捷离巍瓣分辨鬻稻改蛰工｛辛焦深的巍方法鞠嚣绳模（ＰｓＭ）技术’、离轴照臻（０ＡＩ）技米６、光学邻近效瘛校萎固ｐｃ）’、骏波效蔽拨正◇ｗｃ办裘嚣藏豫多层揍镶麓搜拳、空籍滤波及麓宅液翁工程搜零等的撼凝和缎袋，对糯有光学觅瓤技术注入了新的灞力，撼 避了光劐技零投礅彝渫甄微张慧至Ｑ＋Ｉｐｍ叛下发溪，鬣妖了光学汽亥§按零翡寿 命。与藏潮对，缀多掰谓靛“下～代巍剡援术”也不灏涌现，翔投紫补偿Ｕｖ） 必越９、艰建数射投影邀予寒光粼（ＳｃＡ０ｐ嚣Ｌ）ｍ、Ｘ射线涎裁“、窝子寒投影必裳《濯劲臻蒜己取褥蓬太麴技术突酸，大衡予蕊竟教之势。褥盈～楚新静巍亥《技术翻方法，如子涉必刻、戏像予涉必刻、全息必蕤ｎ、爨孑光剡等熬基褒，竞疑有力缱糕凌了澎美ｌ按恭驹发袋。下西转鬻麓遮露代表淫鹣凡蹙淹亥ｇ技术。§１．２。ｌ搂越缓近式巍猫接触／接近式光刻发爆最早，慰采用掩模与醚嚣贴避曝光豹方式ｌ：ｌ复印撼２堂垄三堂盥型塑查墅壅塑！！奎堂茎圭望熊鉴ｊ！一模板上的圈形。主要光源为汞／氤灯所产生的紫外光，常用的三个波段为４３６ｒｔｍ（ｇ线）、４０５ ｎｍ（ｈ线）和３６５ｎｍ（ｉ线）。这类光刻机结构简单，价格便宜，发展也较成熟。但由予是１：ｌ复制，对撼模剁俸的要求较高，复制时的衍射效成媳使得 分辫搴受至ｌ黻翻，逶零最衰霹这ｌ １１ ｍ左舂。由予瀑毙霹楚模援壹接秘党亥ｇ获 接触，极易污损。然焉由于英成本低廉，至今在徽蹦加工光刻技术申仍苦有一 席之地，谯微光学、微机电系统及微波器件制造等对光刻分辨率要求相对较低的领域仍广泛使用。§１．２，２光学投影式竞裁光学投彩必刻是通过光学系统淤投影方法褥掩模上的大规模集成电路器件 的结构图形缩小“印”在涂有光皴抗蚀剂的硅片上。缩小比例通常有４：１、５：１、 １０：１等。该技术为目前的主流光刻技术，约占目前光刻设备市场分额的７０％以 上”。优点遐分辨率高，不污损掩模板。投影光刻系统的分辨率Ｒ以及焦深ＤＯＦ 与曝光波长＾、系统数蓬孔径ＮＡ彝工艺因予ｋｌ、Ｉ＜２戆关系分裂戈 Ｒ＝ｋ；。２／ＮＡ，ＤＯＦ＝蠹２天，ＮＡ。。要提高投影受剡的分辨率，藏要缀矮曝先 波长或增大光学成像系统的数值孔径。因此，开发新型短波长光源光刻机～直 是国际上的研究热点。从８０年代以来，投影式光刻机的曝光波长从ｇ线（４３６ｎｍ）发展到ｉ线（３６５ｎｍ）、深紫步ｂ（ｚ４８ｎｍ）、和真空紫外波段：（１９３ｎｍ和１５７ｒｉｍ），ＮＩＡ也歇班翦的Ｏ．２８发袋到茸兹熬０。７水平。基兹投影式毙刻嚣露豹光源鸯２４８ｎｍ 静ＫｒＦ准分予激光、１９３ｒｉｍ鹃ＡｒＦ准分子激必。南予免亥《物镜需要，筑否获褥 具有良好的遴明度的光学材料限制了所用的曝光波长。１５７ｎｍ的Ｆ２准分子激光 和１２６ｎｒｎ的Ａｒ２激光光源的应用还存在很多问题，如透镜材料，掩模，光刻系 统，抗蚀剂，生产率，可靠性镣。所以据估计，１９３ｒｉｍ可能是光学光刻技术所 能采用的最簸豹曝光波长。结合增强分辨率豹波翦工程技术可以推进光刻技术 蔽疆帮延长必亥ｌ技零寿鑫。§１．２．３极紫外光刻（ＥＵＶＬ）”’１６ＥＵＶＬ怒～孝孛工作在１０－－１００ｒｉｍ波长，一般在１１。１４ｒｉｍ波长（如１３．４ｒｉｍ同 步辐射极紫努强），采趸反袈式投影曝光系统。瘸一令紧凑兹离乎均功率、嵩重整垄曩整巍型鍪蕊堡塞塑篓盔蹩孽主塞鎏燕苎一美速率媳激光器求照射繁转瓤拱，产生畿繁豹辐射，冀巾含有霹鼹的ＥＵＶ疆瓣。一个藏赛毒贰聚光系绫收集ＥＵＶ鹱翦嫠投鬟幸戮褥蔽七。母敝旋黎韵ＥＵＶ藕 瓣把掩模图形孬经过一个全共擞爱射抟撼ｌ豫系统，雅小投影域像到涂７溅刻黢 翁硅片上。ＥＵＶＬ与骧懿鹃繇寄沌学是猁罄禳不期瓣，激予波彀为１０－１４ｒａｍ瓣 投紫强党奁榜秘巾敬强烈蔽竣，在它的聚光秘成像巍学系统枣慕建７一添捌共 掇反射瓣，遮辩ＥＵＶＬ宠学鬣拣是一今键丈瓣黻键。ＥＵＶＬ静关键技术难送还 包括ＥｔＷ光源、母版、精密光学系统及元件的制造等。用这榉～弛搬学系统※透嚣走褫场、小装蓊麓变、辩产逡臻巍耱可符憾缀骞特｛正实。照楚谶莓来巍较ｘ辫线赛发瓣率镜鬻方嚣瓣避震整褥ＥＵＶＬ瀣怒慕藏为茸髓。絮鬟ＥＵＶＬ 褥鬟塞躅，它磷髓矮决ｅ。１５霰涞及疆下的淹题。§ｌ，２。《惫．予寨淹蕤溺Ｂ酗电子窳党刻猥用赫能电予寐ｊｃ寸光刻胶避行曝光从掰浃键结构图形。爨裁电予慕髭粼躲努瓣攀基遮巷。１徽苯激下，蕊迄令兔韭分瓣率矮毒鹣一耱臻巍率段。彀子策巍翔｛蠡予Ｗ爨获褥辍离斡努辨率辩显是徽掩横蠹霹型靛，因ｊｌ｛：凝帮一定 鹣灵滔魏，霹誊攘籁终签犟孛嚣澎，不毽纛ＶＬＳＩ粼梅审甚成为不霹竣多鹣淹模鼷作工具。也怒加工用予特殊目的的器件和结构的主簧方法。扫描成像型电子柬 懋袤ｌ，生产效攀鞍羝，荛繇夺薅５－１０令靖，送，ｊ、予疆藤巍学滗瓣赘每夺鼯５０－１００ 巾圆背豹农乎。燕度疆粼散射投影电予裘宠亥ｌ ＳＣＡＬＰＥＬ技零翔怒沌攀搬翔郡撵瓣筵模溪澎遴行缭枣授黎，势聚薅特爨滤波鼓拳去豫楚摸较浚搭产燕魏散射惫 子，扶阍猩保诋分辨率祭件下摄高产出效率。稿前电予荣光刻童黉嗣予掩模板 黧澎嚣剩捧。笼谂寒采光蠢§暴粼褥转投零，ＥＢＬ ｇｌｔ蒋爨煞戎遵黯獗究鸟夔产不 Ｗ缺少的基磷设施。§ｌ。２。ｓ璃予慕攘影溉勰（ＩＰＬ）鬻予褒必寰ｇ聚援滚惑藤予逡裹爱形残懿离子遗避毫磁场攘逮袋邀磁遴镜浆 聚焦或漆赢嚣对溅袤ｌ黢避行灌溉。其豫缓与电予寐毙猁装叛，德德布帮意波妖 翼短（小于０。０００１纳涨≥。出乎离子藏爨跑电予太，疑叛数射少褥多，嚣忿不 瑟产生娄敲魄子窳澎亥ｌ鞠箨熟邻邋效盛，褥叠其寄魄壤予窳巍瓣燮高瓣分辫率。融予囊黎较熬，使褥曝始深寝骞隈，一羧不蘧避０，５ ｐ ｍ。离子慕毙瓣囊螫毯鏊４激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文聚焦离子柬光刻（ＦＩＢＬ）、离子投影光刻（ＩＰＬ）等。其中ＦＩＢＬ发展最早，最近实验研究中已获得１０纳米的分辨率。离子束光刻尚处于发展阶段，需要解决抗蚀剂的曝光深度、掩模制作、高能离子束源及离子束的聚焦等问题，距离实用化 还有一段路要走，目前主要应用于版的修复。§１．２．６ｘ射线光刻（ＸＲＬ）由于ｘ射线的波长很短（通常为Ｏ．１～１０ｎｍ），曝光时的衍射和散射几乎可 以忽略不计，因此可得到较高分辨率的图形。ｘ射线穿透力很强，目前多数的 光学系统不能对它进行反射或折射，因此多采用接近式曝光。在ｘ射线光刻研 究中，目前比较普遍应用的是同步辐射ｘ射线源，其造价昂贵是阻碍ｘ射线光 刻进入实用化的主要因素。激光等离子体ｘ射线源正在研究中。ｘ射线光刻技 术的实用性除了ｘ射线源外，还取决于很多其它因素，如掩模，抗蚀剂，多层 反射膜（Ｍｏ／Ｓｉ层）、光学元件及光刻系统、工艺等。ｘ射线光刻技术在理论 上似乎是一种很有希望的技术，对于亚０．１１１ｉｎ半导体器件的制造，目前认为ｘ射线光刻技术是１９３ｎｍＡｒＦ准分子激光光刻技术之后的重要手段。Ｘ射线接近式曝光中的关键工艺之一还有掩模版的制作，由于接近式曝光采用的是１：１ 掩模图形，即掩模版的图形和芯片上的图形是一样大的，因此掩模的制作要比 投影缩小光刻需要的掩模版的制作困难得多。所以，ｘ射线光刻目前还很难动 摇光学光刻的地位。但是由于ｘ射线的穿透能力强，可用大深宽比结构制作， 在微机械、微系统、微电子中具有广阔的应用前景。目前处于发展阶段，美日 等国正积极研究。§１．２．７波前工程技术用于光刻的波前工程技术即人们通常说的分辨率增强光刻技术。主要指对 由于数值孔径有限所丢失的高频信号部分进行恢复和补偿，从而提高焦深和分 辨率的一项技术。从广义上讲，波前工程光刻技术包括相移掩模（ＰＳＭ）、离轴照明（ＯＡ０、光学邻近效应校ｉＥ（ＯＰＣ）、驻波效应校ｉＦ（ｓｗｃ）、光瞳滤波（ＰＦ）以及其它一切在不增大数值孔径和不缩短曝光波长的前提下，通过改变光波波前， 来提高光刻分辨率，增大焦深和提高光刻图形质量的技术和方法。它的结果是 改善了光刻分辨率公式Ｒ＝ｋ．?ＡＩＮＡ中的工艺因子ｋ１。ｋｌ在过去１０年内从Ｏ．７０堂垄王熊卷麴塾查堕窒塑型查堂堡生篓燕燕！！一提高至０．５０，在今后１０年内将提高到０．３５，其极限为０．２左右。光学光刻与非 光学光刻技术相互交汇、互相促进、共同发展的今天，光刻技术由于被该领域 很多入熟悉，不少国家花了基大努力谋求其不断发髅，尽可能向Ｏ．１９ｍ甚至亚０。ｌ腿发袋。遴我毙亥ｌ技术工穰久受努力嚣螽耨方法、毅接寒，捺迸毙刻技本极限和延长光刻技术寿命。波前工程学理论的提出褥应用突破了根据传统光学 理论所预嵩的光学光刻分辨极限的限制，可充分发搁大量现有投影曝光系统及 发展中的深紫外曝光系统的潜力。§ｌ。２。７。１榛移撬模谬ｓ鑫耋）“。。相移掩模（ＰＳＭ）的基本原联燕在掩模图形的遥溺遴光区弓ｌ入１８０（或其奇数 倍）位相藏绒再辅之以透过率变化，以改变相邻图形衍射光束之间的干涉状态， 通过相邻遴光区光场的相消干涉，减小光场分布中暗区的光强、增大獭区的光 强，以提高对比度、改善分辨力；或者用相邻图形的耀位梯度，产生必场反转 秘零场嚣，骧鬟蹇图形蕤疫、对比疫纛分鬓力。囊予亮送毙弦分毒交貔，姨瑟 也改善了曝光餐宽容度。衰减ＰＳＭ可用于任意形状的图形，丽且其制俸帮光刻 工艺可与传统方法兼容”４”。相穆掩模的主要类型有道用于周期图形的Ｌｅｖｅｎｓｏｎ 型、适用于孤立图形的辅助图形型和边缘增强型、用于产生细线的无铬趔、适 用于任何图形的衰减型。 §１．２，７。２光学邻近效应校正（ＯＰＣ）” 光学邻近效应校正（ＯＰＣ）楚采用靠近掩模图形的亚分辨率特征使掩模图 形预畸变，从而使经曝光得到的边界特征满足设计鞭求。由于微细图形尺寸的 不断减小，密集度愈来愈高，强掩模上微细图形临界尺寸接近或小于曝光波长 封，｛嚣射毙场之阉静迭热产生爨滋熬据互干涉效疲，霞最终在疆片表甏产生豹 毙强分鸯发艇精交，曝光褥掰黥图形偏离掩模设诗掰要求靛形状和尺寸。图形 周期越小，光学邻近效应就越明照。原则上，当特征图形ＣＤ减小到小于曝光 波长时，ＯＰＣ就成为必不可少的需求。在众多ＯＰＣ方法中，用亚分辨辅助特 征，包括散射条（ｓＢ）、透明的防散射条（ＡｓＢ）以及在矩形角部叠加的衬线，对于 减小稠密鄹孤立蘑形豹ＣＤ猿麓及改善线端都缩短与角部毽诧是耀对麓肇骞效 懿，嚣显魄瀵大了各摹睾尺寸特禚鬻形焦深嚣重叠戮，捷毒了先裁梳懿戆力。竞６激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文学邻近效应校正可与相移掩模（如衰减相移掩模）结合起来使用，对提高光刻 分辨率、改善实用焦深、改善光刻图形质量以及提高光刻图形尺寸、形状和位置精度都会取得更加良好的效果。§１．２．７．３离轴照明（ＯＡＩ）“离轴照明是指所有照明光都与主光轴方向有一定夹角，光经过掩模衍射后， 通过投影物镜成像时，仍无光线沿主光轴方向传播。离轴照明时图像是由０级 衍射光与一束１级衍射光干涉形成。使１级光和０级光与光瞳中央严格保持相 等的距离，离焦时，１级光和０级光有相同的相位，它们之间的相位差仍为零， 此时成像不受离焦影响，因而焦深增大。离轴照明的种类有二极照明、四极照 明、环形照明、二元正交位相光栅照明”等。离轴照明使成像系统的远心受到 一定的破坏，引入像差，使套刻精度受到一定影响。分辨力和焦深的改进与图 形的方向及疏密有关，设计光源形状时必须考虑这些问题。尽管如此，离轴照 明技术仍是增大焦深的较好方法，在分辨极限附近效果十分突出。§１．２．７．４光瞳滤波一＋。光瞳滤波改善光刻图形质量的基本思想是利用滤波器适当调整系统光瞳处 掩模频谱的零级光与高频光的振幅和位相关系，使高频尽量多通过，减少低频 光的通过，从而提高图形对比度，达到提高分辨率增大焦深的目的。光瞳滤波 可采用振幅滤波、相位滤波或复合滤波。像和系统的空间频谱之间存在一一对 应的关系。像和物的相似程度完全取决于物体有多少频谱成分能被系统传递到 像面。由于透镜的通低频、阻高频的特性，致使代表掩模精细结构信息的高频 成分损失。从而导致硅片上像的分辨率下降。由二次成像理论和空间滤波理论 可知，若在频谱面加入改变衍射光束振幅和相位的滤波器Ｆ（ｘ，ｙ），即改善物体 频谱，从而可以达到改善像质的目的。提高光刻分辨率和改善焦深是一个复杂 的系统工程，它涉及到各个方面，光瞳滤波光刻技术虽然是一种有着广阔应用前景的分辨率增强技术，但仍有许多问题需要解决，比如，（１）对不同的掩模图形仅有一种最优的滤波器相匹配，这要求滤波器在光瞳面上易于取放，在目 前现有的投影光刻物镜中难以达到，这大大限制了它在已有光刻设备上的推广： （２）滤波器在光瞳面内与掩模频谱的精确对准问题：（３）滤波器对强紫外光长整壅雯塑卷塑壅查受壅。壁蔓查兰壁妻整整矍茎一时间的吸收和反射引起的热擞问题；（４）滤波器的材料和相移器的制造还需作研究。光髓滤波对掩模图形尺寸和类型比较敏感，骺针对实际情况谶行优化。毙建瑟一般稳越闭在投影透镜中，不宣蘧蠢改动，必矮在镜头设计、露《造串进 毒亍设藿。憩之，竞建滤滚魏实瑙纯滏嚣避一多开发磅究＋§１．２．８激光干涉光刻技沭激光千涉光刻技术利用光的干涉和衍射特性，通过特定的光束组台方式，来调控于涉塌蠹豹巍强瘦分布，菸弼感必榜糕避蒙下来，瓢两产生光剿鼹形。 峦于墩巍予涉是蒸蓑零不嚣要器爨熬投影竞擎系统，曝巍场豹嚣捩佼受限于系 统斡通炎弱经，医霓它特舅ｇ遗合予菜些需要在大蕊板范围内产生图形，并置由 于其大而游的尺寸导致基片袭黼的平整度无法得刹精确控制的器件的制造，是新兴的一种廉价的光刻手段，始鼠具有达到九／２一九／４黼分辨率的潜力。作为对现有光学光刻技术的补充，有广阔静应用翦景。强翦难在开展豹并取褥…定研究或采煞鸯垒惑巍裁８、无燕模激光予涉竞蓊瑙，本文稳在骧蠢足牵露译缀余缓。 §１．３光刻技术的发展越势半导体产业始终围绕着弼个目标不断向前报谶。目标之一是不断辅小芯片 的特征尺可。。近年从１―０．５一Ｏ．３５一Ｏ，２５―０．１８一Ｏ。１３＊ｍ，计划向ｌｏｏ一７０一 ５０―３０―２２箍ｍ嫠遂。嚣蘩０。１３ ｌ｜ｍ王艺夫臻春藏，１００ｒｉｍ工艺泰裂粱成，５０ｒｉｍ工艺浮癫承薤“。嚣标之二冕苍黢扩大鑫霭尺寸，扶ｌ∞一１２５一ｌＳＯ一２００一 ３００ｍｍ，计划向３５０―４００ｍｍ过渡。在１９８０年代，普遍认为光亥０技术所能达到的极限分辨率为Ｏ．５ｌａｍ左右。随着光刻技术的缴展，包括光源、成像透镜、 ｍ甚至鞋下。２０袋纪７０―８０年我，光刻设备主光致抗蚀刹、分步扫描技术以放提高光刻分辨率技术的发展，使光刻极限已推遗至ｌ嚣藏大多数入试秀熬０，ｌ１１要采蘑萤通光源秘嚣蓐俸务曝建巍源，托戆特征足寸杰徽米缀激土。９９年代淤来，为适戍ｌＣ集成度逐步挺离的鬻求，微细加工技术也迅速提高，稠继出现了ｇ线，ｈ绒、ｉ线光源及ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ２、Ａｔ２等准分子激光光源，Ｘ射绒、电子 束、离子泶等非光学曝光技术也得到了发展“。１９９９年初，ｏ．１８微米工艺的深紫字｝线（ｂｕｙ）怒裁稷己程继投效枣坜，瘸子轮莅ＤＲＡＭ生产。摄摆爨蓊的技 术发震鞲魏，光学巍嘉§矮子２００３年蘸蘑戆０。１３徽寒将投有簿题。悉在２００６年塑查至鳖卷麴夔查翌窒坚』生壁塑塑兰黧整ｊ茎一用到的０．１微米特征线宽则有聊能是光学光刻的一个技术极限，被称为０．１微米 难关。如何在光源、材料、物理方法等方面取得突破，攻克这一难关并为０．０７， Ｏ．０５微米王装开糖道路是光剔技术和相应基础研究领域的共同课题“。在Ｏ，ｌ 簸寒之瑟麓予替代蠢学毙麴夔获谨下一我走瓤技术（ＮＧＬ）主要有极綮辨、Ｘ鸯季 线、电子寒鞠离子束光刻。由予光学光刻的不断突破，它们一直处于“镁选者” 的地位，并形成竞争态势。这贻技术能否在生产中取得应用，取决于它们的技 术成熟程度、设备成本、生产效率等。 如上所述，光刻技术的发媵摄处于关键时刻。融于Ｉｃ特征尺寸愈来愈小， 对光裁技零粒系统翡要求氇惫寒愈褰。豫了巍囊ｇ技零鑫隽我爱矮窝嚣援多耱提 高光捌分辨攀的新方法之井，繇光学光亥《方法氇程不断出现。光襄《技术簧扩震 到１００ｒｉｍ以下尺寸时，必须克服很多相应的技术娥题“。由分辨率公式知，提 高分辨率的方法无非是减小岛，缩短波长入和增大成像透镜的数值孔饪ＮＡ。 但也伴随着焦深的缩短。从波长方面，Ｂ从当年的ｇ线（４３６ｒｉｍ），ｈ线（４０５ｒｉｍ）， ｉ线（３６５ｎｍ）发震餮２４８ｎｍＤＵＶ，１９３ｒｉｍ窝１５７ｎ＿ｍＶＵＶ。夔蓑波长豹缡短，除了 光源之羚，酃鬻裕菰镀裁，光学零葶辩和掩模等难熬。谣置光波长也不穗露隈缩 短。光学系统数值孔径ＮＡ方谢，已从Ｏ．２８发展到０．６８，甚至Ｏ．７０，褥下去就 更加困难。ｋｊ因子的减小，可采用多种增强光刻分辨率方法，如ＰＳＭ、ＯＰＣ、 ＯＡＩ等。飘前０．１８ ｐ ｍ，大多浆用大ＮＡ，２４８ｍ－ｎＤＵＶ和高性能单层抗蚀剂工艺。＜Ｏ。１８｜ｉ ｍ，采惩１９３ｒｉｍ光源、单层或多层抗镰刹工艺戳及ＯＰＣ和ＰＳＭ等，毽撬继裁鸯特邀～步或熬。至予１ ００ｎｍ，不少人弼疑毙刻技术是否我这戳。更 重要的问题在于必须采用的ＯＰＣ、ＰＳＭ费用昂贵。备种非光学方法也存在重大 的费用问题，如ＥＵＶ、离子柬、电子束投影和ｌ倍Ｘ射线曝光。是番过渡与 何时过渡到ｑ＃光学方法，取决于光刻技术自身可以庇到多远。问题是多方面的， 如光亥ｇ钒、抗蚀裁、掩模等。。憨之，毙麴搜零在不繇发矮，嚣蘸溪缮较多熟识然是ｉ线纛２４８ｎｍＤＵＶ毙 刻。光学光刻的扩展很大程度上取决于１９３ｎｍ技术的发展，目前１９３ｎｍ光刻 技术基本成熟，理想的抗蚀剂问题很快可以解决。正业应用的１５７ｒｉｍ Ｆ２凇分子 激光器已经出现，但与１９３ｎｍ技术相比，１５７ｒｉｍ技术尚不成熟，如抗蚀剂、光 学材料、掩模以及真空环境的光刻工艺等。至予１２６ｎｍ Ａｒ２激光光亥《现赡蓑来还缀遥远。≤≥凳学方法正在不凝蠢瑷，毽壶予其费瘸、生产率、实滋浚趣趱戮９堂堂±鲨堂型垫查堑塞―堕业查兰堕主堂垡堕兰！一及大多光刻工作者不大了解等问题，投入使用尚待时日。至于非光学方法是否 取代以及何时取代光学光刻方法，一方面取决于光刻技术的发展，另一方面取决于非光学方法的进步。§１，４激光干涉光刻技术研究的目的和意义为了不断追求高的分辨率，光刻系统的曝光波长越来越短，系统的数值孔 径越来越大，几乎已经逼近极限。从焦深与曝光波长及系统数值孔径的关系式 可以明显看出，分辨率的提高是以牺牲焦深（ＤＯＥ）为代价的。焦深的减小就要 求硅片表面非常平整，但通常经过多次工艺后，硅片表面会变得凹凸不平，这就给光刻工艺带来较大的影响。增大曝光场面积是提高生产效率最有效的途径之一。传统办法是通过增大 光刻物镜像方视场来增大曝光场面积，但光刻物镜的数值孔径在进一步增大， 数值孔径的增大已经给设计和加工带来相当大的难度，特别是数值孔径大于０．６ 以后，每增加Ｏ．０５，设计和加工的难度就要增加一倍或更多，如果仍然靠增大 物镜像方视场的办法来增大曝光场面积，将会严重增加物镜的设计和加工难度 甚至限制物镜数值孔径的进一步增大。 与此同时，市场对大尺寸硅片的需求也同步增长。据美国市场研究公司ＧａｒｔｎｅｒＤａｔａｑｕｅｓｔ称”，它预计２００３年全球半导体资本开支将达到３２０亿美元，全球晶圆加工设备开支将从２００２年的１５９亿美元增长到１８５亿美元，年增长 率为１６％。ＡＳＭＬ称，据业界估计，全球大约将有１５个中３００ｍｍ生产厂在明 年年底投入运作，到２００７年末增加到４０个，月生产总量为８０万片晶圆。大尺 寸超薄硅片的变形量对越来越小的焦深来说也成了不容忽视的尺度。当焦深接 近或小于硅片表面不平度时，就难以在起伏的硅片上做出清晰的图形。焦深实 际上已成为限制对越来越细的器件图形在大面积范围内进行光学光刻的主要因素。由于投影光学系统固有的光学特性，光学光刻技术面临的一个主要问题是 如何利用现有工艺和设备进行分辨率和焦深这两个矛盾参数的选择，而且带来 新光源、抗蚀剂、掩模、工艺、透镜材料与设计等诸多问题需要解决。经过过 去十几年在缩短曝光波长、增大光学系统数值孔方面的努力，再加上相移掩模、 离轴照明、邻近效应校正等光刻分辨率增强光刻技术，无论是在分辨率的提高１０激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文和焦深的增大两方面都取得了很好的成绩。但是如上所述由于分辨力和焦深之 间的矛盾使得毕竟存在发展极限。基于粒子聚焦的光刻，无论离子束光刻还是 电子束光刻，尽管有足够的分辨率，并且通过工件台的移动可以将曝光视场做 得相对较大，然而，其缓慢的速度限制了在低成本的大批量生产制造过程中的 应用。显然，市场不仅仅需要具有高分辨率的光刻技术，还需要能够很容易地 在大视场范围内产生深亚微米精细图形的光刻技术。 激光干涉光刻有几个优势，其系统简单廉价，没有复杂的曲面光学元件， 容易实现一次曝光大视场。采用现行的曝光光源和已成熟应用的抗蚀剂工艺， 不需要昂贵的光刻成像透镜，提供了得到高分辨、无限焦深、大面积光刻的可 能性。这个方法特别适合于产生微电子器件和光电子器件的周期性的结构图形， 比如平场显示器的场发射电极、硅基ＣＣＤｓ甚至ＤＲＡＭ单元等”，３５３６，其中的 超亚微米级的点阵图形可用本论文所述的简单的干涉工艺形成，其余的结构可 借助传统光刻制造。最有潜力的最终是大面积、高分辨率曝光光刻。激光干涉 光刻作为对现有光刻技术的补充，与传统光学光刻方法相结合，有很好的应用前景。§１．５本论文研究重点在光的干涉理论和全息照相学基础上，综合评述了光刻技术的基本原理、 主要类型、发展趋势及开展激光干涉光刻技术研究和全息光刻研究的目的和意义。（１）．深入研究了无掩模激光干涉光刻用于高分辨、大视场、深亚微米和 纳米微细图形生成的基本原理、理论和实现方法：建立了多光束和多曝光技 术的数学物理模型，编制了模拟软件并进行计算模拟，得到了大量的模拟结 果，并对结果进行了比较深入的分析；建立了无掩模多光束多曝光干涉光刻 实验系统，并提出了一种适合于多种多光束干涉光刻实验用的梯形棱镜干涉 光刻系统，开展了干涉光刻曝光实验研究：对影响干涉光刻图形质量的因素 进行了深入的分析，研究了提高干涉图形对比度和周期稳定性的方法。 （２）．在深入研究全息照相原理和光刻技术基础上，采用波前共轭全内反 射全息光刻，对全息光刻的原理、理论、实现方法及传统掩模一全息掩模一 抗蚀剂图形传递机理进行了深入的研究；设计和建立了直角棱镜波前共轭全激是乎涉光ｉ《技术骚究嚣艇太攀薅士攀稼论文痰反射全息光粼实验系统，避纷了曝必嶷验。缝暴表骥，波兹欺轭全惠光赛ｌ 校来萁宥大褫蛹、离分辨率、涎旗交、低残零镣饶点，拄锾魄予、炎媳子、 大屏慕平板曼豕器等壤域其眷广耀豹翘耀兹荣。ｆ３）．崔深入广泛研究激光平涉竞掰技术毯论秘方法鹣基蕊上，耋赢疆究了于涉必剡技术寝现代微细期工技术巾的应用，包括干涉光刻爝于光波导薄 列产叟朝毙纾怒援暴ｌ嚣；翅予疆弦程撼溅壤、短澎摇袋汽撵、燕交摇像毙糖、 蜩啾光栅、全患透镜酶剃、扭移嫩摸、ｘ射线光剡掩模、场发射鼹示嚣腾列制 佟ｌ美及干涉竞翔技零瘸予毙致抗镪裁奉害料分辨攀溅试、嚣影溅鬃帮计爨橡准 等广泛领域中的腹用。参考义献：’翁寿橙，瘴皋定镣萼半帮体设备，嚷予工她专髑设备，２００２．１２，、ｂ｛．３Ｉ，Ｎｏ。４，ｐ１９６．１９９。 。王耜森，光学光刻技术的发展历援及趋势，微处理枧，２００２．１ １。Ｎｏ．４．ｐｌ。２。３Ｋａｔｈｅｒｉｎｅ Ｄｅｒｂｙｓｈｉｒｅ，Ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅｄ ｐ１３３＊１３８ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ≯§ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＴｅｃｈｎ０１．，Ｍａｙ １９９７，４冯嵇璃ｔ张镶，绦德程，辕芬，徽蠢券＃按零的发震，皴缨魏ｚ技术，２０００，Ｎ毡ｌ，Ｄ１－９。。ＡｎｄｒｅｗＣ．Ｈｏｕｒｄ，Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ Ｍａｓｋｍａｋｉｎｇ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆＳＰＩＥ Ｖ０１．３７４ｔ，１９９９’ｐ２．９．”Ｃｈｉｎ Ｃ?Ｈｓｉａ，Ｔｓａｉ?Ｓｈｅｎｇ Ｇａｕ，Ｃｈｕｅｎ―Ｈｕｅｉ Ｙａｎｇ，Ｒｕ－Ｇｕｎ Ｌｉｎ，Ｃｈｕｎｇ－Ｈｓｉｎｇ Ｃｈａｎｇ，ｅｔｍ。Ｃｕｓｔｏｍｉｚｅｄ ｏｆｆ－ａｘｉｓ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｆｏｒ ｓｕｂ一０．１８Ｖｏｌ。３６７９，ｔ９９９，ｐ４２７－４３４。４Ｈ ＩＴＩＫｒＦ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＳＰＩＥＪ．Ｆｕｎｇ Ｃｈｅｌａ，ＴｏｍＬａｉｄｉｇ，Ｋｕｒｔ嚣．Ｗａｍｐｌｅｒ，Ｒｏｇｅｒ Ｃａｌｄｗｅｌｌ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｆｕｌｌ。ｃｈｉｐｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ＳＰＩＥ Ｖｏｌ＋３０５Ｉ，７９０－８０３。６Ｚｈａｎｇ Ｊｉｎ，Ｆｅｎｇ Ｂｏｒｕ，Ｆａｎ Ｊｉａｎｘｉｎｇ｝Ｃｈｅｎ Ｆｅｎ，Ｙａｏ Ｈａｎｍｉｎ，ＳｔａｎｄｉｎｇＷａｖｅＥｆｆｅｃｔ ｉｎＭｉｃｒｏｐａｔｔｅｒｎ Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．Ｌａｓｅ ｒ，Ｖ０１．９，Ｓｕｐｐ．１９９８，Ｏｐｔｉｃｓｆｏｒ ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐ８７－９ｌ，Ｔｉａｎｊｉｎ ＥＲ．Ｃｈｉｎａ．ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ’Ｈ―Ｋｉｎｏｓｈｌｔａ，Ｔ．Ｗａｔａｎａｂｅ，Ａ．Ｏｚａｗａ，Ｍ．Ｎｉｉｂｅ，Ｍａｓｋｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＳＰＩＥ Ｖｏｌ。３４１２，１９９８，ｐ３５８―３６８，”Ａ；Ｅ。Ｎｏｖｅｍｂｒｅ，Ｍ．Ｌ．Ｐｅａｂｏｄｙ，Ｍ．１。Ｂｌａｋｅｙ，Ｒ．Ｃ．Ｆａｒｒｏｗ，Ｒ。ｊ，Ｋａｓｉｃａ，ＬＡ．Ｌｉｄｄｌｅ．Ｔ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ Ｄ－Ｍ．Ｔｅｎｎａｎｔ，Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏ黼ｍｅｆｃｉａｌｉ粉ｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｃａｌｐｅｌ Ｍａｓｋｓ。ＳＰＩＥ．Ｖ０１．３４ｔ２，１２璧鲞羔兰娄燮娄篓塞…一一一―――曼翟翌篓鎏墅舞燕塑ｉｉ一一―――――――――――――――――――――――～―――――一ｓｔａｔＵｓｐ３５０’３５７ｔ１１Ｍ豁ａｋｉ Ｙａｍａｂｅ，ＰｒｅｓｅｎｔＪｏｂｎｏｆＸ－ｒａｙ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＳＨＥ Ｖｏｌ＋３４１２，１９９８，ｐ８８－９８?１２Ｇｅｒｈａｒｄ Ｍｅ｛ｎ９８§毡Ｈａ／ｌ￥Ｌ６ｓｃｈｎｅｒ，Ｇｅｒｈａｒｄ Ｓｔｅｎｇｔ，Ｉｖａｎ Ｌ．Ｂｅｒｒｙ，Ａｌｆｒｅｄ矗。ＭｏｎｄｅｌｌｉＧｒｏｓｓ，Ｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌ§ｈｏｇｒａｐｈｙ，ＳＰｔＥ Ｖｏｌ＋３４１２，１９９８，ｐ３６９－３８４＊”ＥＣｔｕｂｅ．Ｓ，Ｇｒａｙ，Ｄ．Ｓｔｒｕｃｈｅｎ，髓ａｌ。Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｍｉｃｍｌｉｔｈｏｇｍｐｈｙ，ｏｐｔ．Ｅｎｇ．Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，１９９５，３４（妨：２７２４―２７３０。“簧攀，鹅游，警俊蒸，扬铁镑，感麴技术麴觋坎藕发聪，毂强技寒，２００２．１１，ＶｏＬ２４，ＮｏＡ，ｐ８－１３。 ”ＡｎｄｒｅｗＭ．Ｈａｗｒｙｌｕｋ；Ｎａｔａｌｅ Ｍ。Ｃｅｇｌｉｏ，Ｄａｖｉｄ Ａ，Ｍａｒｋｌｅ，ＥＵＶ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｓｏｌｉｄ ＳｔａｔｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９Ｌ Ｎｏ．７。捧攀璇捧译，ＥＵＶ竞麓，罄；嚣技零１９９８。３，ｐｔ９－２３，１９９８磊蝣３－２４ｔ”Ｚｈａｎｇ Ｊｉｎ。Ｆｅｎｇ Ｂｏｒｕ，Ｈｏｕ Ｄｅｓｈｅｎｇ，Ｚｈｏｕ Ｃｈｏｎｇｘｉ，Ｙａｏ Ｈａｎｍｉｎ，Ｇｕｏ Ｙｏｎｇｋａｎｇ＊ｅｒｅ?，Ａｏｆ ＳＰＩＥ Ｓｉｍｐｅｒ Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ Ｐｈａｓｅ－Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｍａｓｋ，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＶ０１．４０００＜２０００ＸＯｐｆｉｃＭＭｉｅｒｏｌｌｔｈｏｇｒａｐｈｙ，２０００２。２７－３。３，ＵＳＡ，ｐ１１７５―１ｔ７８．８冯绍铸＋张锦，鞯塞铰，靛撼驻，棼乎，受势辨爨形缀够穗搂辩篾终杰蘧，徽筑黧芏技术，２００１，Ｎｏ。２，ｐｔ４?１９８鸿敲德，羰锦，谍德藏，蠲漆辫，际芬，衰减稽秽掩横光赛《技术研究，光电工程，ｔ９９９，Ｖ０１．２６，Ｎｏ。５，ｐ４―８转１２２０张镶，潞髓蠖，役德胜，弼鬃誉，魏泼琵，郭采壤等，～静簿零翡寝减褐穆耩模，激光杂枣，２０００，ＶｏＩ。２ｔ，Ｎｏ，３，＃４，６６。冯稿德，张镶，镤德黪，霜桑誊，苏乎；褪蓼掩壤鞍竞攀嚣适羧摩臻芷巍赛§技术＊巍迄王糕，２００１．２，Ｖ０１．２８，Ｎｏ。｛，ｐｔ”５。２２梦畿戳，稼想鬻，然没毵，勰蕊繇半皴麓之徽细瘸璐澎划分辩力的毅搜叔ｌＶｏｌ，２７，Ｎｏ．４，ｐ２ １９―２２２一ｂ翱理，１９９８，”罗兔躐，繇戆裔，撬汉爱，疆锻儒，＝嚣毙掇爨骥研究，光电工鞭，１９９８．１２，ＶｏＩ．２５，Ｎｏ．６，ｐｌｔ２―１１５ｎ８麓崇喜。岁毙瓣＋ｉ＆镑，黔穷，繇芬，冯稳耩，熬汉穗，薪型游裟撵毫蠢粼分辨鸯方法 磷究，徽粕蕊工技术，２０００苹＊第４戆，ｐｐ２１一，２８２５康醒巧，秽先烈，陈越南。强瞧滤波握蕊投影党剡或豫努瓣力磺究，兜嚷ｚ糕，２００１．６，、镪ｌ，０８，ＮＯ．３。ｐ９一ｔ｛。２６掩伯儒，鞭键，侯德熬，陈势，髑予巅癸辨丈氆搦徽搬粼憋堂惑照辐技零磷究，徽缨搬王接窳，２００１，Ｎｏ；１＋ｐｌ－７。一― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ―一：，冯伯儒张锦，岽德蓉，蒋世磊，苏平，陈宝钦，陈芬，无掩横激光干涉光刻技术研究，徽鳃电子技本，２００２，Ｎｏ．３，ｐ３９―４２。 ２５张锦，玛伯儒，郫永康，等。用于走面积周期性图形锖ｉ造的激光干涉光刻。光电工程，２００１，Ｖ０１．２８，Ｎｏ．６，ｐ２０－２３。塑鲞！鎏垄！！苎蕊塑塞―――――坠盥盔鲎塑主兰垡燕！！一２９翁寿松，摩尔定律与半导体设备，电子工业专用设备，２００２。１２，Ｖ０１．３１，Ｎｏ．４，ｐ１９６－１９９ ”王相森，光学光刻技术的发展历程及趋势，微处理机，２００２．１１，Ｎｏ．４，ｐｌ?２。ｎ”翊泽文，牵志坚。兜刻按术耪避震，ｈｔｔｐ：／／１５９。２２６．１６７．１７６／ｔｅｃｔｖ＇ｌｉｔｈｏｇｍｐｈｙ／ｌｉｔｈ２００２０３．ｈｔｍ， 查找日期，２００３．２．２８。 ”鸿绐攥，张镶，攘德薤，陈芬，徽毙翔按寒豹发震，擞缨热王搜零，２０００，Ｎ。．１，ｐ１．９。 ”消息二则，电子工业专用设备，２００２．１２，Ｖ０１．３１，Ｎｏ．４，ｐ２１４”Ｊ．ＥＳｐａｌｌａｓ，Ａ．Ｍ．Ｈａｗｒｙｌｕｋ，ａｎｄ Ｄ．Ｒ．Ｋａｎｉａ，Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ａｒｒａｙ ｍａｓｋ ｐａｔｌｅｍｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｌａｓｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｊ．Ｖｅｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ Ｂ，Ｖｏ！．１３，Ｎｏ，５，１９９５，ｐ１９７３－１９７８ ”Ｓａｌｅｅｍ Ｈ．Ｚａｉｄｉ ａｎｄ Ｓ．Ｒ，Ｊ．Ｂｒｕｅｃｋ，Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ Ｎａｎｏｓｃａｌｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ， ＳＰＩＥ Ｖ０１．３６１８，Ｊａｎｕａｒｙ，１９９９，ｐ２―８ “Ａ Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ，Ｈ．Ｔ．Ｎｇｕｙｅｎ，Ｊ．Ａ．Ｂｒｉｔｔｅｎ，Ｒ．Ｄ．Ｂｏｙｄ，Ｍ Ｄ．Ｐｅｒｒｙ，Ｄ．Ｒ．Ｋａｎｉａ，ｔｏａｎｄＡ。Ｍ。Ｈａｗｒｙｌｕｋ，Ｕｓｅ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｐａｔｔｅｍ ａｒｒａｙｓ ｏｆ ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ ｒｅｓｉｓｔｆｏｒ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｉａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙｓ，Ｊ．Ｖａｃ，Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ０１．Ｂ，Ｖ０１．１５，Ｎｏ．３，１９９７，ｐ７２９－７３５１４激光予涉蠢荆技术瞬究西蛾大学博士举位论文第二章激光于涉光刻技术激光干涉光刻技术难产生下几代光刻图形提供了直接可用的勰诀办法。用商品化的ｉ璇紫外激光源（三储频ＹＡＧ ３５５ｎｍ或钒离予激光３６４ｎｍ）和融经很 成熟的ｉ．线抗蚀剂，已经证明干涉光刻能达到对Ｏ．１８ｔａｎｌ甚至Ｏ．０９ １１｜＿ｌ＿ｌ结构所需要熬努辨率，嚣显露现有激毙潺器凌箕它方法低褥多豹费簿，稷窖瑟扩矮到０，１３驻掇，０，０９ｖｎａ，０．瓣譬ｍ。予涉毙藜翡主要牾鬣裔：采蘑篱单驹德ＮＡ建学系统及平繇反射镜等光学元件，具有在大视蛹肉戳基本无限的场深产生贬波 长结构（密擀结构ＣＤ～＾／４）能力。§２．１干涉光凝熬熬理谂基础麸麦竞辫率方程缝窭发，掰渡导鸯在三缝窆阍传撬魏波瘟满足魏下澎式赡’波动方程２ｖ２豇古喾ｔ划１ｌ，‘ａ‘（２－，）这里Ｖ２怒控磐拉裁冀符。在蠢角坐标系中Ｗ２―０‘。０２。秀。’一敝手’旁２’磊２在极坐标系中Ｖ２＊专黔孙上ｒ２ ｓｉｒｔＯ旦／３０（如ｅ嘉）＋蕊１孬ａ２ｘ＝ｒｓｉｎ０ＣＯＳ畸＊ｙ＝ｒｓｉｎｏｓｉｎ译，ｚ＝ｒＣＯＳ０其孛援坐标扎０、串与塞襄坚标ｘ、Ｙ、ｚ承美系麓溷冬ｌ≥从式（２－１）可见，波动方程熄线性方程。波动方稳的这个性质对应予光波的 可叠加性。任意两个或多个满足波动方程的光波同时存在时，总的光波场也可 看作是许多简单光波场韵线性撼期。对予没空瓣菜一方交幸赞攘戆攀龟鸷每平嚣波，嚣臻芦表示渡蕊主｛壬～焦激光干涉光荔４技术研究西川大学博士学证论文Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）的僦鬻矢量，则该平麟波的波动公式为 Ｅ＝Ａｃｏｓ（ｏ）ｔ―ｋ?ｎ 或嚣：蠢ｇ―ｆ（。卜ｋ－７）Ｚ设ｋ麓方囱余弦为（ｅｏｓ＝，ＣＯＳ芬，ｃｏｓｙ），嚣 为ｋ方向与芦方向相同，所以上式可写为Ｅ＝Ａｅ－ｉ［ｍｔ一七（ｘｃｏｓａ＋ｙｃｏｓ肛＋。ｃｏｓ丫）】＝Ａｅ，ｉｋ（ｘｃｏｓｃｔ＋ｙｃｏｓｌ３＋ｚｃｏｓｙ）ｅ－ｌｔｎｔＸ在诲多溥巍下，不嚣考虑是波夔靖藏魏 交纯，幅为霹孀复缀箍表示毙渡。乎嚣波静复振圈２－ｔ落垒蠡ｒ、８、警与童囊 坐拣ｘ、Ｙ、ｚ戆关系豆：Ａｅｉ眦（。㈨ａ＋ｙ。。８ｐ＋。ｃ０８ｙ）】（２－２）对于从点光源发出豹球酾波，当直角坐标的臌点与球面波中心熏仓肘，球 嚣渡可班霹终Ｅ＝≤孚ｃｏｓ油ｆ一嘉。尹） 其中Ｆ是嫩标为（ｘ，ｙ，ｚ）点的矢襁，同＝，＝√工２＋ｙ２＋ｚ２，彳。是ｒ＝１她的振幅值，它正比于点光源的振幅。球筒波的复振幅可霹作ｆ４｜』鱼ｅｉｋｒ＂≤发教球嚣渡）Ｅ（ｘ，弱ｚ）。｛：（２。３）｝二整ｅ－ｉｋｒ，（汇聚球馘波）当点光源的位置不在原点，而在（ｘｏ，Ｙｏ，ｚｏ）点时，见图２－２，球面波的熨振幅《鑫，，‰硒）霆２－２救浆～煮叉发教熬球蕊波１６堂堂王鲨堂型垫查里塞婴型查堂堡主兰垡垒塞仍可用式（２．３）表示，只是其中ｒ＝４（ｘ―Ｘｏ）２＋（Ｙ―ＹＯ）２＋（ｚ一２＂０）‘。光强等于复振幅的模的平方，也直接等于复振幅与其共轭复数的乘积：，＝阡＝童．左＋（２－４）两个或多个光波在空间某一区域相遇时，如果它们满足如下条件：①频率 相同；②存在相互平行的偏振分量；③具有稳定的位相差；那么它们之间就是相干的。当然，它们之间的光程差需小于波列长度。与非相干光叠加不同，非 相干光叠加是强度叠加，总强度处处都等于各光波强度之和。而干涉光强是相 干光波的复振幅线性叠加后的光强。，＝酬２由于在相干光波的交叠区域中不同位置处相干光波之间的相位差不同，因 而干涉光强也不同。因此干涉的结果是引起光场中强度的重新分布。利用光波的上述特性，可以通过选择多个光波在光场中的传播组合方式，来合成得到所需要的光强分布结果。比如，如果用光束通过某个物体（比如具有任意图形的掩模）后产生的衍 射光波，与一束光干涉，用感光材料记录下来，得到包含该物体的振幅和位相 信息的复杂光栅（全息图），再用具有某种特定条件的光波（比如记录该全息图 的参考光束的共轭光波）照射该全息图，可以衍射出原物体的再现像，用于曝光光致抗蚀剂从而以廉价的手段实现任意图形的光刻，这即是本文所研究的课题之一――激光全息光刻技术。再比如，用多个平面波多次干涉曝光２”，可以得到图２．３所示的多种形式的阵列图形。这即是本文所研究的另一课题――无掩模激光干涉光刻技术。如果用球面波与平面波干涉或球面波与球面波干涉，可以得到变周期光栅。用这 个方法可以得到用作光纤滤波器的啁啾光栅。§２．２激光干涉光刻的主要类型激光干涉光刻技术的分类有多不同方法。按使用的曝光波长可分为可见光， 紫外，深紫外，真空紫外，极紫外，ｘ射线等于涉光刻；按光束的可得性可分 为波前分割和振幅分割光束干涉光刻：按参与干涉的光束数目可分为双光束、激怒干涉毙蠢Ｉ技术研究四翊大学媾士学位论文歹人命影８＋≤鼗斗唪静。（ｄ）量光柬敢曝光或五光策晕曝光圈２－３不同曝光方法及产生的不潮阀躐图形之例激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文三光束、四光束、五光束等干涉光刻；按曝光次数可分为单曝光和多曝光干涉 光刻：按使用掩模情况可分为无掩模激光干涉光刻和有掩模激光干涉光刻（全 息光刻和相移干涉光刻等）。§２．２．１无掩模激光干涉光刻４＇５电子束、离子束、激光束直写光刻等方法都不用掩模产生Ｉｃ图形，都属于 无掩模光刻技术，但是它们又都存在着系统昂贵，工艺复杂及生产效率低等缺 陷。无掩模激光干涉光刻技术用相对低廉的设备和较简单方便的方法产生周期性光栅和网格图形等。无掩模激光干涉光刻技术的基本原理在于不用任何事先制作好的掩模，而 用激光束的干涉，经过双光束、多光束一次曝光或双光束、多光束多次曝光产生周期图形，如周期性光栅、孔阵、点阵、柱阵图形等，图形周期大小可通过改变相干光束夹角或多光束曝光实现，在等线／间情况下最小特征尺寸极限为 Ａ／４。该方法不用昂贵的光刻镜头，无需采用掩模，可用现行的光源和抗蚀剂就容易达到纳米级分辨率，相对简单、廉价，容易在大的曝光场范围内得到精细的图形，满足某些特定应用场合的要求，适合大面积高分辨周期图形的制作。 产生的图形的特点在于不论周期ｄ取值如何，均具有零强度极小值，因此 调制度Ｍ为：Ｍ＝瓦／ｍａｘ－Ｉｍｉｎ＝?（２－５）７，ｍａｘ＋，ｍｉｎ式中：／ｍａｘ和ｌｍｉｎ分别为产生的图形中的最大和最小强度值。 而且调制度Ｍ与光栅周期ｄ无关。而在传统光刻技术中，调制传递函数在低空间频率（空间频率ｆ＝１／ｄ）时为ｌ，接近光刻系统极限分辨率时减小到０．５，高于极限分辨率时降为零。 无掩模干涉光刻由于光束在三维体积中干涉，使其可在不平表面产生图形。典型的干涉光刻装置采用分束和扩束多个光束并使这些光束在涂有光致抗蚀剂 材料的基片平面内干涉。无掩模干涉光刻的场尺寸对应于光束口径的大小，仅受限于反射镜和扩束镜的通光孔径。与光学投影光刻相比，干涉光刻的大“视 场”很容易实现。无掩模干涉光刻的焦深对应于干涉光波的相干长度，远远大 于现行投影光刻系统“苛刻”的焦深。无掩模激光干涉光刻的上述特点正好与整娄王鎏娄墅彗查堕塞――璧垄盔皇篓主璧燕釜！！一需要大面积黼分辨周期图形的器件的制作要求吻台? 嗣麓谯袋蕊结构，如线始褥或两维赢阵和两穰靛斑爝在不新增长。铡翔， 量子患眸列和磁点阵煎可分别臻予将米兹计算６帮麓密度数据毒旗７ｔ有矮裳挂图影藤嚣溅经稻子生长羚延半喾体蘑之类懿鑫体糖辩８。无燕袋子渗毙翔霹于产生纳米尺寸周期图形怒一种较为可取的方法。上述图形结构，也可以用其它曝 光方法确怒，魏电予豢奁霉、捆移掩摸、高精液分渗投影竞袤ｇ梳鞫蒸窀凝技拳。 但是每种方法都有其举身的不足和问越，如系统赞用、场尺寸、焦深和图形产皇速爱。麦掩模激笼子渗巍亥ｌ无谂楚黻先寒、双毙塞瓣、三燕素或三必燕露、溷毙素、夏辩柬，瞧不篱楚翅可觅光、紫多｝毙、ＤＵＶ、ⅥⅣ、ＥＵＶ，ｉ丕爨Ｘ骜｜线，往往都需疆将光束分为多束，得到多荣相干光的方法童要有按振幅分割或按波 蔻分裁方法。篡实瑗方法将磁第三章中洋绥分缁。§２．２。２全感光蕤全怒汽刻与现行投影光亥《技术的不同之处谯予怠是焉垒息图代替了传统的二元掇隳掩攘（铬蓬横）。它巍分糕霜煮静予涉将糗势缩舍了巍豹辑瓣姆毪。一 般采用波前拭轭的方法。第一步先用通过掩模的光波（物光波）与一荣平行光 （参考兜康）予涉，黉惩感巍零霉辩记蓉下予涉缀暴，经整理缮翻包禽掩镤羰暌 与霞槎镫惑煞全怠錾，我｛｝ｊ藜之灸全惑蓬摸：繁二疹瘸与记录众悫撬接辩使惩 懿参考兜藤熬辍懿竞渡照辩垒惑撬摸，獒穗瓣巍祭将在琢先敖霾掩摸躺经置器 现出掩模网形，在该位鼹放嚣涂有光致抗蚀剂的基片可以将掩模图形传递到光 嘉《腔上。繁一疹是全感掩模豹鲻馋过稷，只嚣髂～狻，或者投援产爨辩蘩终多 次以备用工作掩模。第＝步才鼹需要反复进行冉勺器件蚵光刻过程。 全惑毙掰与无掩搂毙裁懿共瓣点楚宦懿毙掰系统邀是峦鬣ＮＡ透镜爱棱镜、反瓣镳秘分先镜等缀成，都不需要现行投影澎翔系统所要求的鼙赛的高分辨、大枫场投影物镜。琴同鼹熄翁者供题了掩模，谭戳实瑗任意躅形粒毙刻， 后者不用掩模，一般只能产生周期图形。 传缝光学光亥ｌ为了追求麓分辫率，曝光视场不整不弱艰在缀小落灏凌。梵 了提毒产獭率，采爝分多重复投影先裁接拳薅枣巍场蠹瓣裹穗菝踅影，遮场季奎 箍曝光在较大鹣硅冀表覆，霭强复杂瓣王彳孛台精蜜悫爱控制等关键技米与之繇２０激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文套，大大增加了光刻设备的成本。而全息光刻一次就可实现整个硅片的曝光 并且其采用的抗蚀剂工艺与传统的光刻技术是完全兼容的９。§２．２．３成像干涉光刻成像干涉光刻是将传统光学光刻（ＯＬ）与干涉光刻相结合的一种提高光刻分 辨率、可产生任意图形的新方法和新光刻技术。掩模投影成像干涉光刻的原理在于采用传统的二元铬掩模投影光学光刻与干涉光刻方法相结合，使其能够达到干涉光刻的高分辨能力和传统光刻的任意图形性能，具有投影光刻方法产生 任意图形和干涉光刻达到纳米尺寸分辨率的能力。该技术不用复杂昂贵的ＰＳＭ 和ＯＰＣ掩模，不增大成像光学系统的数值孑Ｌ径（ＮＡ），不减小曝光波长（¨，用 传统铬掩模光学光刻与干涉光刻的结合就可使极限临界尺寸（ｃＤ）接近＿Ｌ／４，产生 任意形状的深亚微米、纳米尺寸图形。§２．３本章小结本章从光的干涉基本理论出发，阐述了激光干涉光刻的理论基础，以及主要类型，对无掩模激光干涉光刻和全息光刻、成像干涉光刻方法作了介绍。参考文献：１梁铨廷，物理光学，机械工业出版社，１９８０年８月。２Ｘｉａｏｌａｎ Ｃｈｅｎ，Ｓａｌｅｅｍ珏Ｚａｉｄｉ，Ｓ．Ｒ．Ｊ．Ｂｒｕｅｃｋ，Ｄａｎｉｅｌ Ｊ．Ｄｅｖｉｎｅ，Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｏｆｓｕｂ―ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ ｓｐａｒｓｅ ｈｏｌｅ ａｒｒａｙｓ ｆｏｒ ｆｉｅｌｄ．ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎ０１．Ｂ１４（５），ｐ３３３９―３３４９（１９９６）．３冯伯儒，张锦，宗德蓉，蒋世磊，苏平，陈宝钦，陈芬，无掩模激光干涉光刻技术研究 微纳电子技术，２００２，Ｎｏ．３。ｐ３９－４２． ４张锦，冯伯儒，郭永康，等。用于大面积周期性图形制造的激光干涉光刻。光电工程，２００１，Ｖ０１．２８，Ｎｏ．６，ｐ２０－２３。塑垄王鲨垄型苎查竺塞：―――堕坐查兰堕主兰垡兰！！一ｓ张锦，冯伯儒，郭永康，宗德蓉，蒋世磊，杜惊雷，干涉光刻的原理及计算机模拟，第十一届全国电子束离子束光子束学术年会文集，成都，２００１．１０，ｐ２２３０２２５６Ｙ Ｈｉｒａｉ。Ｙ Ｋａｎｅｍａｋｉ，Ｋ．Ｍｕｒａｔａ，Ｙ Ｃ．ＡＴａｎａｋａ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３８（１９９９）７２７２－７Ｒｏｓｓ，Ｍ．Ｆａｒｈｏｕｄ，Ｍ．Ｈｗａｎｇ，Ｈ．Ｉ．Ｓｍｉｔｈ，Ｍ．Ｒｅｄｊｄａｌ，Ｆ．Ｂ．Ｈｕｍｐｈｒｅｙ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．８９（２００１）１３１０．８Ｄ．Ｚｕｂｉａ，Ｓ．Ｈ．Ｚａｉｄｉ。ｓ．Ｒ．Ｊ．Ｂｒｕｅｃｋ，ｓ．Ｄ．Ｈｅｒｓｅｅ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７６（２０００）８５８．９全息照相术在微光刻中的应用。冯伯儒，张锦，侯德胜，陈芬，光子学报，１９９９，Ｖ０１．２８，Ｎｏ．Ｉ，ｐ４７５?４７９。激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文第三章无掩模激光干涉光刻技术§３．１无掩模激光干涉光刻的原理为了得到不同的二维图形，干涉光束需要在光场中以多光束、多次曝光的方法加以组合。下面针对几种干涉光束的组合方式的原理及产生的图形的特点进行详细分析。§３．１．１双光束干涉曝光图３－１示出双光束干涉曝光原理。两束平面波分别以０。和０：角入射在记 录介层基片上，则在记录平面内产生的垂直于Ｘ轴的光栅的光强分布为：ｌ（ｘ）＝２１０（１＋ｃｏｓ［ｋｘ（ｓｉｎＯｌ＋ｓｉｎ ０２）】）划。卜ｓ［２似半）］＝２１０［１＋ｃｏｓ（２７ｒ．ｘ／ｄ）］ｐ，，式中：拈―ｓｉｎ０斋ｓ而ｉｎ０ｌ＋（３．２）、 ７２当两束波长为＾，强度同为／ｏ的平面波相对于抗蚀剂硅片法线以４－０角对称地图３－１双激光束干涉曝光原理示意图塑堂王塑鲞型垫查翌塞入射到硅片平灏上时，在该平面上的光强度分稚为１．―里业奎兰堡兰兰垡燕ｊ：一ｊ２―６Ｍ＝２Ｉｏ［Ｉ＋ｃｏｓ（２ｋｘ ｓｉｎｅ）】式中，ｋ＝２ｎ／九。（３－３）这个表达式没有明显的ｚ依赖性，与大的场深度一致，袭明具裔大的黧深。 窭嚣豹焦深，斑两柬必豹重霆部分粒所搜用豹激光光源戆朗予长度确定。对于 现行的常用光源，相干长度一般约为米墩级。 这嚣柬巍翡强度分布渗Ｙ辘不变，在Ｘ－Ｚ平面内澄Ｘ辘匿弦交往，鄂该光 栅线条方向垂点于ｘ轴，其周期ｄ为ｄ＝２，／（２ｓｉｎＯ）（３?４）用适合的楣于光源（３６４ｎｍ氩离子激光或ＹＡＧ的三次谐波）和ｉ线抗蚀荆 时，对于密集（Ｌ，Ｓ＝１：１）结构，干涉光刻的极限ＣＤ为＾／４，而且小到９０．１００ｎｍ。 干涉巍亥《镬曝兜戆空漓频率（ｆ）交换残巍入射懿＜８）袭波长（ｘ）确定熬空间频率（ｆ＝形＝２ ｓｉｎ％），而不需要任何撼模。场深只受到激光的相干性（裙子长度为洙量缀）静黻翻，焉基运远大于半导钵翻造鼹需豹焦深要求。表 ３．１示出了用不同的曝光波长能得到的等线／间特征尺寸的极限值。袭３－１干涉光刻产生的最小特征尺寸４４２ ３６５ １０５２４８ ７１ １９３ｌ｛波长（ｎｍ）秽＝６０。 拶热９０。１５７ ４５ ４０Ｉ最小特氢Ｅ尺寸ＣＤ（ｎｌｎ）１２８ １１０５５ ５０９０６ｌ作为任何光刻技术都有的情况，光致抗蚀剂的非线性响应特性使得显影后 产生麓抗继裁轮薅褶跑予式（３―３）瓣正弦空润豫来说，簧鸯ｌ尖锐。銎彩貔周麓由 曝光系统结构确定；湿影后的抗蚀剂ＣＤ取决于曝光通量和短影参数，并且可 以在一个宽的范萄内嶷化。特剐楚，因为光束等强度时最小光通量达到零，所 以通过把曝光壤扩展到赢避量水平，有可能达到ａ＃常小的线／阍比。实际曝光过程中，可通过曝光剂量和履影工艺控制抗蚀剂上的线宽。例如，在过度曝光、鬟影条秽下可以褥到魄＾／４蝰爨尺寸圾羧，ｌ、德多熬线宽（聂胶薅＞窝阉鼷（受 胶时）。～般容易达到几比一的间／线比，在这种情况下，抗蚀剂线宽完全有可憝达到天／｛０箴更小。骰竞乎渗巍剿技术鞭究疆翅太举簿妻举僚埝交§３．１．２漱光采取鼙巍法在正交双毙窳曝光皆，燕交瓣嚣光寒瀑党麓溅发分露穗迭热。方法魑涂煮 狡蘧裁秘溪冀经逐转撵燕爨兔ｋ在Ｘ－Ｚ警箍蠹鼹溪裘穗予平瑟滚麓篱一浚曝竞瑟，记蒙食溪不嚣影，粼憝绕避蒸嚣中心靛抗镳裁袭瑟鲢法线麓转粥４，然惹褥以露稀的条伴鼯糖对予ｚ辕对称静±０角入射测港片上送行第二次潆溅。这 肘相对于潦片坐标系来说遮两柬光的传撩矢量变为谯ｙ－ｚ平面内，风鼹３―２。 缓浚平黼波箍骥攮器，爨艘激既下，予涉场疼魏始联势碴ｉ鼗巍：毛ｍ《§＝２磊臻＋ｅｏｓ（２ｋｘｓｉｎｅ）＋ｃｏｓ（２移ｓｉｎ０）］（３一擎在分舅ｇ黎蠢予ｘ、ｙ轴嚣个方懿豹毙糖静交叉点上，将褥掰垮驾分蠢酶麻薄嚣，程Ｘ轴朔Ｙ轴方向具有捆嗣的阕黼周期ｄ＝，％１（２ｓｉｎ０）。当两条毁图形的强度投 大懂重拣时，产懋最大强发瓦。ｍ ８１０２。鼹小强艘毛。＝Ｏ产生巍鞭缀辫形鳕强震极小谯黉迭处。巾等强魔ｌｉ。＝４Ｖ产生在一组袋纹的极大氆与禺一级袈纹的辍枣蓬整台熊。凌予莛燕交静鼹毙豪予静静蕞穗乎迭燕，邋蓝毒嚣党慕干涉慧 蕊鞠篦，器籀＿于光寐静溅凄寂强减小。 双您藤疑瀑您鲍每一浚曝潍都是穗予鳃，德燎镬第一次霸麓二次辫斑之逮 却是非糊干的。作用在光致抗铖荆上的愁两次分别曝光的光强的骚加。因此实 辩黪竞粼缝袋蹩镄蘩二黎瓣释捺，磐鍪３～３瑟承。藩审，获色熬示枣蛰～次手ｙ臻３－２残是囊疆曝光示意翔激党千涉毙绷援零掰究器强大擎耩圭学链论支涉时光场中光强极大值区域，熙甑的交叉点是两缎光栅中光强极大值桶加后作 怒在光致拽饿勰上的最大曝光爨鬣，基色区是嚣次曝巍辩毙强郡是极，ｌ、簸媳区域。在实瞄情况下，抗蚀剂的响墩往霞是莓缓瞧黝＋彀凌予繇露显影粼翁 类型和Ｚ慈条徉。利用抗缓蠢《瀚ｉ＃线性响应将憋，邋过控割辫毙刹爨嬲鼹 影过程，往往可以得到我们想瓣的结祭。比如，畿援胶情况下，如果罐丈辫走裁蘩，镶强审熬获魏嚣域达副抗镪裁毵蔽嚣彩遴熬瓣值，这薅鹜下戆 将是图中自色的光强极小值区，得到 抗蚀剂点雕；反过来，如果严格控制曝光荆鬣和袋影时闯，彼图中仪肖黧 圈３－３般搬泰鞭曝光结果示意嬲也戆曝巍爨缀大篷翡交叉嚣才娩按 霰影透，藏辩褥褥嚣抗壤籍魏魏簿。§３．１．３三毙寨干涉缮毙为了得到不同类的周期结构，甚至可以在多光柬中加入一束霪直入射投射渡，毽整必矮淡臻失滔必籀鹜形懿不变戆秘揍失辫魏嫠特经为程徐。警巍豢数麓遘３辩，毙窳之翅熬～鹫旗继荚系霖饕褥鬓滚跫，苏黎砖像串戆谲裁度。 三党柬予涉有两释方式，～嵇楚在黢光束取曝光方法静基础上，增擞～菜 垂真于基片袭词入射的平行光与两光束…起同时照射划涂有光致抗蚀剂的基片 表嚣，我们繇之洚三毙聚双曝毙法｛另一静是褥逡三窳巍戳每瑟寐巍之潮有稿 等的空间夹角，并且以鞠同的入射热嗣对曝光抗饿热，我们穆之为三光策单瀑党法。§３．１。３．１三搬窳双曝毙法如图３－４所示，在双光束戳曝光时加上～束瓣赢于基片表面入射的同波长熬摹色辎’哥平行党与这聪寒巍瓣黠照射剿涂骞毙致羧蛙裁憨墓冀裘嚣。臻然设 获淫裁涂壕瑟褒懿嚣平嚣予ｘｏｙ疆。褥爨理想状态下这且素Ａ嚣乎蘑波垂搴窆楚堂垄兰塑巍型篓查翌塞方位角见袭３－２。塑！鳖竺墅鳖鲎黧鲨苎表３－２三光柬双曝光入射平面波的空阍方位角、＼突鋈方位囊第一次 曝光入射激光康、＼光束Ｉ 光束ＩＩ 光隶掇 第二次 曝光 光束Ｉ’ 光束Ｉｌ’ 光束ＩＩＩ’证§节一（９０。＋０１） 一（９０。－０２） 一９０。 一９妒 一９０。一９０。一９０。 ――９０。 一９妒 一（９００÷０３） 一（９０。－０４）――９０。＋（１８０。～０１） 一（１８０。－０２）＋｛Ｓ舻＋（１８０。－－０３＞ 一（１８０。－０４） ＋１８０ａ图３－４三光柬戳曝光干涉光刻示朦图曷＝４Ｐ埘。（一８＋ｎ岛’心（一。ｏ蛸）ｌ：４ｅ罐《一ｓｉｎ岛）．Ｐｉ乜（－ｃｏｓＯｉ）１易＝Ａ２ｅ嘲”ｍ岛“（““＆Ⅺ＝Ａ２ｅｉ缸ｓｉｎ０２．ｅｉｋ．ｒ（．ｃｏｓ０２）｝（３－６）骂：坞已烈∽ｏｓ（＿９护）叫∞ｓ（＿９０Ｄｍ∞ｓ（＋１８０。）Ｊ：Ａ３窖―洳｜擞把手渖兜鬟《技术研究霞斌丈攀博士攀像论文置细，：壹慨．ｅ－ｉａ，ｔ）。ｆ壹最１．。一瓣ｎ＝ｌ ＼ｎ＝１ ／（魏＝ｌ，２，３）合振动鹣复掇疆为；‰＝妻箴，国３ｌ，２，３）Ｂ＝ｌ｛将（３―６）式代入上式，褥：誊‰ｆ＝谚＃出卜３１“Ｏｊ’，＃淝‘…“最’＋焉ｇ妇咖地．ｅ池（－ＣＯＳ０２）＋．４３ｅ一融（３－７）理想状态时，●ｌ＝囊２吲３－－．４，８ｌ＝８尹０，则 蓉觚ｆ嚣彳ｐ涤ｆ－ｓｌｎＯ》一８淹《一娓ｓ￥＋８涵越洲．ｅｉ４Ｚ（一ｃｏｓｅ）＋。一如１＝４妊妇卜“胂）＋８妇“阳】．口出ｆ１”目）十８―妇｝利期关系戏：ｃｏｓ戏：！＝±！：！！裂乏羔Ａ［２ｅｏ∞ｓ（做ｋｘｓ蜒ｉｎ艚Ｏ海）ｅ―ｉｋ＝ｚ篡≯１嚣墨露＝鞠５秽＋聍’好】◇ｓ，式中，＋表熨数共轭。第～次曝光时干涉场内的光戳度分布为：Ｉ胁。＝蠢脚?爵。。。Ａ［２ｃｏｓ（ｋｘｓｉｎＯ）ｅ一融。婷÷ｇ一渤］Ａ［２ｅｏｓ（ｋｘｓｉｎＯ）８斑ｃ。ｓ８手窖搬１纯篱后褥：］ｆｉｒｓ｛＝Ａ。｛２ｃｏｓ（２ｋｘｓｉｎＯ）＋４ｃｏｓ（ｋｘｓｉｎ０）ｃｏｓ［ｋｚ（ｃｏｓ０一１）】＋３｝（３．９）第二次曝光的三束光的复振幅为：骂‘＝码≥罐炙一蜘绣｝哦一。。３鸯嚣＝蕊Ｉｉ匆ｓ溉岛。窖堍∞ｓ岛１｝ 焉’＝以‘ｅｌｋ［“”∽∽ｗｃ０３（＿９酽）＋＃ｃ。ｓ（＋ｌ ８ｃｐ）】：鸪名一如ｌ曩’＝碴≯ｙ蜘毪婚郴０４）］＝Ａｚ＇ｅｉ毋Ｓ碡馥≯娩ｃ蜮藤样，合攘动瀚复摄籁为：（３．１０）望篓黧整鍪蕊蓬塞，…茎篓摊妻整ｌ隧，‰删＊∑乓㈣矗≥帅ｆ妙ｓｉｎ如．姥“，船∞ｇ岛＋Ａ２＇ｅ榭＃｝ｎ幽’ｅ…热４。８如斗焉’ｅ－搬浚覆慧竣零下蠢ｌ一羹ｉ＊焉。黛，黾；雾产劳＋餐至‰拣￡＊簇２棼然≤旁斑露）ｆ激。秣毋夸孝砖ｌ 瑶。ｗｄ＊《２蝴（】ｉ｝ｙ蜘褥辩蝌８＋萨ｊ一秘．ｊ｛》‘ 。簿二敬燃蹩辩予渗蘩鸯靛：凳袋黻癸毒鸯；？转ｅ聃寡２互蝴溯ｇ…墨纛埘ｇ＊建２器毒癣孥８歉蹲母毒翥砖《挚ｓ瓷瓣鼙尊３≯￡哦媾孚一｛篝手鸷敬瀑舞黎耧麦穗蕊，瓣抟。｛２≥、。爨然＋这剿令干涉蟪之辫熬嚣楗予黝，鼓躞捺囊在毙羧抗燃瓤土熬是这嚣＿蝴触３８ｌ鼢｜小毛∞嚣瞄（３－Ｉ玲褥＜３母》浅辫嚣。ｌ零式茂入童裁势筑麓，搭瓢三炎蘩羧溱嚣法嚣窆鬻滗缓劈蠢凳：。亨瀚髓。＃２Ａ：ｚ§十翱ｓ薅勰臻黎》串游ｓ疆移爨扔小２［ｃｏｓ（妣ｓｉｎ ０）＋ｃｏｓ（如ｓｉｎ ａ）］ｃｏｓ［１ｃｚ（ｃｏｓ ａ―１）】，洛１４、骧交太蕊努露褰幕：』篓一黪轳。旦毒℃表憨蒸懿线黧±，遮鞭缀爨麓邀２秘鼗鼯 ２ｓｉ鑫００鼗§＊ｌ《≥孛辩慧二竣毅黪兰疆势翥蠹每ｘ辍秽擎瓣蕊整戆疆貔瓷瓣，戆燧翘均姆露＝～；≮。燎艨二碳愈有纵嫩栎ｚ，蠛骤隧糙篾在予渺场巾麟照戆２Ｓｌ鼓蓼黼向谴黼瀚不同，将得猢不阍的汔强度分布。粼姻、五烦分别确沿ｘ轴剃Ｙ轴翡正弦搬樽，蹙麓凳―之＊瓣，邃嚣缀纛寨蕊暌蜜装鞠萄套囔∞媸一ｌ麓添餐，Ｓｌ珏珏瓣罄基绔巍殇鸯漆爨鑫穰鐾黪掺璐，ｃｏｓ［妇（ｃｏｓＯ～攒。§霹，邀瑟臻斑撵避予涉绪辫浚青羹靛，螽姆鹬礅建鳙杀毒鼗汔索淑撵巍稻闲，毽燕辩诧浚降低至 ｋ≈弱。蟮，％｛当ｃｏｓ［ｋｚ（ｃｏｓＯ－１）３镲子＋ｔ敬一１埘，ｘ方糍熬瘸嬲灏ｄ粼２ｄ熬 鬻蕴歪蔽港臻≤；穗子螽熬产臻瓣套蔑嚣瓣溪蓊憋濒，Ｙ骞淹赛燕瓣筑，簸终黪 簸轰ｘ、箩鬻令穷海瘸粼瓣烫２ｄ辩琵簿《筵胶），褥踅遮瓣拿ｚ撼霪靛娑鞭烫影辩激毙干咎光剡技术辑襄霹翊丈举博士学键论文在ｘ蓉ｌ Ｙ方霆均错位ｄ。§３．１。３。２三光窳懑嚣（攀）瀑毙法入麓寸的三焱光每掰棠之褥必霜穗闽，并登每策入龛尊光均与疆片表秘法线鏊 蟪同静炎角。理想情况下，ＡＩ＝Ａ２＝Ａ３＝Ａ，取基片表毯搀ｘｏｙ嚣，其中～衷光 程ｘｏｙ鬣上鹩投影与Ｘ鞭重合，茄嚣寨巍在ｘｏｙ疆上鹣投影与ｘ孽鑫夹角分聚为 审２＝一６０。，书３＝＋６０。。测用这魑条转，可殴翔步褥蛾予涉必场孛豹夔攮螟分农鸯：蓉。妻易ｉ甚；、∞么ｋＩｋ（ｘｃｏｓ％＋ｙｃ０８风）十ｇｉｋ（ｘｃｏｓａ２＋ｙｃｏｓｌｈ）＋ｅｉｋ（ｘｃｏｓ％＋ｙＣｏｓ Ｊ３３）１．ｇ＿『鼢ｃｏｓ７醺然，在ｊ＝秀．嚣４中禽ｚ的顼被消除。缡果意昧着每两柬之间爽角相嗣的三粜平孝亍竞戳稳霹抟入瓣热慧袈涂蠢摭镀裁懿基片漪，毙粼络采将不受羹靖程于涉 场中的锹向位鬻豹影锏。程毙致撬镶翔蠹上豹干涉缀发是兰个场熬矢整窝鳃对壤懿平方：１＝｜嚣ｉ＋蠢３十五３｜４代入备凌矢擅，经籁稼，彳罨獬如下表达式２：（３．１５）７３－ｂｅａｍ＝爿ｆ十一兰十一爹＋２一ｉＡ２ｃ。８６ｌ十２爿｛爿３ ｃｏｓ６２＋２Ａ２Ａ３ ｃｏｓ８３ｆ３．１６｛＝Ａ。（３＋２ｃｏｓＳＩ＋２ｃｏｓ８２＋２ｃｏｓ８３）在邀孝申情况下，骜三组干涉祭纹，每～组条纹相慰予其它两缎以６００定向。浚条绞娥掏法线与ｘ辍袅焦受静， 强（ｐ＝０。肘，得 避９＝６妒时，褥 当（Ｐ＝－－６０。时，得６ｌ＝２ｒ，ｘ／ｄ５２＝２ｎ（ｘ／２＋√３ｙ／２）／ｄ ６３＝２ｎ（ｘ／２一√３ｙ／２）／ｄ式中ｄ怒彳壬俺鬻采光予渗澎或瓣条绞耀鼹，ｄ＝Ｌ１２ｓｉｎ节，英中ｖ是壤含每对 入射光荣的平酾之间的立体角之半。杏这个对称系统绣橡孛，三巍衷遮蕊产生凌三个方淘上有键髓麓强度分毒，程排得搬密的六角形网格上形成强度峰值。峰傻处于每个六边形的中心处，强鹱辍大镶麓ｌｍａｘ＝９Ａ２，在ｌｍｓｘ嚣戮跫孛窝强度嚣壤，零强度豢Ｉｍｉｎ＝０３０激光干涉光刻技术研究四川大学博士学位论文拉予这些六遍形交赛处的三建形送，冕溺４．ｔ一７。其强度极大僮之阕豹髑戆为毒ｄ。在每个零强度点之间形成～／卜鞍点，Ｉｍｆ＝Ａ２。强度峰值与鞍点处的强度，／３酶眈为９：ｌ。与委交两毙寨子涉穰磁，三光寨子涉产生鞍大酶强发梯宸（较尖锐的峰）。实瑷这释密集瓣歹ｌ豹六透形终狡震矮俦耪继蘸先束添滗缝合帮是檬箕困难 的，而用上述三柬相干光束同时曝光可以容易地制作六边形图形阵列。可以用 磐下方式蘩实凌。采蠢激必器熬党送入一个分索器，该分策器透ｊ熏２／３韵毙， 并把其余１／３的光引导到光学平台平面上方的反射镜。透射的光进入半遴半反 （５０：５０）分素熬救分蔽嚣寒强囊糖等戆毙。毽数筑激必器辕塞熬全部焘棱分 成三个相等的部分。三柬光中的每一束光都进入…个透镜针孔空间滤波器，并 经过准壹透镜，沿着缓怒豹等边三竣镶髂熬三条稳等援边照射到撬矗垒裁瑟上。 考虑到可得到的孔深度，与两束光和三束光棚继正交曝光相比，这种三光 束越对曝光方法逐骞一个优点。中心光强魔与零谶疫曝必点之闼熬鞍点巍强疫 之比为９：１，对于两光束相继正交曝光，这个比值为２：１，对于三束光相继正 交曝光这个比傻梵９：５。阂此鞍廉处开始袤ｌ蚀之懿，在中心可叹褥裂较深酌劐 蚀。假如考虑非线性效应，则这个效果甚至更加明显。§３．１．４喇光束干涉一次曝光法