什么是干涉光刻？

什么是干涉光刻

干涉光刻，是一種無需用到復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)或光掩膜而制備精細結(jié)構(gòu)的技術(shù)。作為一項比較可靠的圖形產(chǎn)生技術(shù)，干涉光刻不但在CD控制方面具有很好的表現(xiàn)，而且其工藝寬容度與傳統(tǒng)一般相比也較大，還能夠產(chǎn)生具有陡的側(cè)壁、大的深寬比和深亞微米尺寸的抗蝕劑結(jié)構(gòu)陣列圖形，這樣的形狀結(jié)構(gòu)在圖形轉(zhuǎn)移和器件制造過程當中都能夠有非常高效的得到利用。

與其他的一般技術(shù)相比較，在大視場內(nèi)，干涉光刻能夠非常有效的使每個地方都達到深亞微米、甚至納米級的較高分辨率，而且還具有無限的焦深，這些優(yōu)點都與制作場發(fā)射顯示器的要求相符合。

干涉光刻技術(shù)原理

干涉光刻技術(shù)（或全息光刻技術(shù)）的基本原理與干涉測量法或全息法的原理相似。

兩個及以上的相干光波構(gòu)成的一個干涉圖樣被建立起來并在一個記錄層被記錄（光刻膠）。這個干涉圖樣由周期性序列的條紋組成，這些條紋分別代表最大強度及最小強度。在曝光后的光刻處理過程中，與此強度周期性變化圖樣相對應(yīng)的光刻膠圖樣就此出現(xiàn)。

對于兩束光波干涉，條紋間距或周期由(λ/2)/sin(θ/2)給出，其中λ為波長、θ為兩束相干光波之間的夾角。從而，能夠達到的最小周期為波長的一半。通過利用三束干涉光波，具有六邊形對稱結(jié)構(gòu)的陣列能夠被制成；而利用四束光波，具有矩形對稱結(jié)構(gòu)的陣列能夠被制成。從而，通過疊加不同光束組合，不同的結(jié)構(gòu)便得以制備出來。

干涉光刻條件要求

要使干涉光刻法能夠順利進行，相干性的要求必須滿足。

首先，必須使用空間相干光源。這實際上是一個結(jié)合了準直透鏡的點光源。激光或同步加速器光束也經(jīng)常被使用以保證在分束前得到統(tǒng)一的波振面。

其次，應(yīng)優(yōu)先考慮單色的或時域相干的光源。這可直接通過激光實現(xiàn)，但采用寬帶寬的光源時需增加濾光片。如果分束器為衍射光柵則對于單色行的要求可以被忽略，原因為不同的波長將被衍射至不同的角度但最終還是會聚集到一起。但即使在這種情況下，空間相干性以及正入射仍然為必要條件。

干涉光刻的優(yōu)缺點及用途

干涉光刻技術(shù)的優(yōu)點是能夠快速的在大面積內(nèi)制備密集的特征結(jié)構(gòu)而不失焦，因此經(jīng)常被用于檢測新型波長刻蝕技術(shù)（如EUV、193nm浸泡等）的光致抗蝕工藝。除此之外，高功率脈沖激光的激光干涉光束基于光熱或光化學(xué)機制可以在材料表面直接進行處理（包括金屬、陶瓷及高分子聚合物）。

由于上述特征，這個方法也被叫做“直接激光干涉制紋”（Direct Laser Interference Patterning; DLIP)。利用DLIP，不同的結(jié)構(gòu)能夠在數(shù)秒內(nèi)直接在基底上被制成，得到大面積上的周期性陣列。這樣具有紋路的表面有不同的應(yīng)用之處，包括摩擦學(xué)（對摩擦及磨損的降低）或生物科學(xué)。而對于傳統(tǒng)上采用電子束刻蝕需要用時較長的紋路，也可以采用電子干涉刻蝕法快速制成。

干涉光刻法的缺點在于它只能夠被用于制備陣列特征結(jié)構(gòu)。從而，若要繪制任意圖樣的紋路，還需要采用其他光刻蝕技術(shù)。與此同時，非光學(xué)效應(yīng)，如致電離輻射所產(chǎn)生的二級電子，在采用干涉刻蝕法時無法被避免。例如，二級電子范圍可以大概被表面碳污染寬度（約20nm）表征，此污染是由一個聚焦后（2nm）的電子束產(chǎn)生的。這表明，利用刻蝕來得到半間距為20nm或更小的特征結(jié)構(gòu)將會被刻蝕圖樣之外的其他因素嚴重影響到，如真空的潔凈程度。

激光干涉光刻

在現(xiàn)在科技發(fā)展日新月異的今天，現(xiàn)有光刻技術(shù)一般具有比較復(fù)雜的曲面光學(xué)元件，而新興激光干涉光刻技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)光刻技術(shù)的補充，其設(shè)備并不復(fù)雜，系統(tǒng)也相對較為簡單，但有著極高分辨率，其分辨極限已經(jīng)能夠達到λ/4的水平，還具有大焦長深、圖形對比度較高等的諸多優(yōu)點。

激光干涉光刻技術(shù)定義為通過光的衍射、干涉，將光束用特定的方式組合，達到干涉場內(nèi)光強度的有效調(diào)控，在此種情況下利用感光而產(chǎn)生光刻圖形。

激光干涉光刻技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)過了初級的發(fā)展階段，在很多領(lǐng)域當中都已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過研究，激光干涉光刻技術(shù)已經(jīng)在納米結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)當中得到了廣泛的應(yīng)用。不論在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)當中還是在我們每個人的日常生活當中，納米結(jié)構(gòu)都有著非常廣泛的應(yīng)用，被許多人所熟知的微電子、光電子、生物技術(shù)、傳感技術(shù)等諸多領(lǐng)域的發(fā)展在很大程度上都是取決于納米結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的發(fā)展水平。