[發(fā)明專(zhuān)利]抑制垂直光柵矢量方向次生干擾的近場(chǎng)全息動(dòng)態(tài)曝光方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710407545.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107272098B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉穎;林達(dá)奎;陳火耀;劉正坤;邱克強(qiáng);徐向東;洪義麟;付紹軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B5/18
• 分類(lèi)號(hào): G02B5/18
• 代理公司: 11251 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

1.抑制位相掩模垂直光柵矢量方向次生干擾的近場(chǎng)全息動(dòng)態(tài)曝光方法，其特征在于，步驟如下：

(1)建立近場(chǎng)全息曝光系統(tǒng)，所述全息曝光系統(tǒng)包括紫外波段激光器、針孔濾波器、準(zhǔn)直透鏡、光闌、包含參考光柵1和目標(biāo)光柵上、下兩部分的熔石英位相掩模、涂布光刻膠的光柵基底，簡(jiǎn)稱(chēng)光柵基底、參考光柵2、樣品臺(tái)、壓電慣性驅(qū)動(dòng)器及接收屏；紫外波段激光器發(fā)出的光束依次經(jīng)過(guò)針孔濾波器和準(zhǔn)直透鏡后，形成平行光，平行光再經(jīng)光闌照射到熔石英位相掩模上，其中一部分平行光經(jīng)熔石英位相掩模的目標(biāo)光柵后產(chǎn)生零級(jí)與負(fù)一級(jí)兩束衍射光，此零級(jí)與負(fù)一級(jí)兩束衍射光相互干涉形成的干涉圖形被記錄到光柵基底的光刻膠層，此部分用于產(chǎn)生光柵圖形；另一部分平行光則依次經(jīng)過(guò)熔石英位相掩模的參考光柵1和參考光柵2后，在接收屏上形成莫爾條紋，通過(guò)監(jiān)測(cè)莫爾條紋的變化情況控制樣品臺(tái)的平移方向；

(2)入射光束的主光軸方向?yàn)閅方向，垂直于入射光束主軸的平面為XOZ面，調(diào)整熔石英位相掩模與入射光的角度，使入射光以入射角i，即負(fù)一級(jí)自準(zhǔn)直角入射到熔石英位相掩模上，其中，沿著熔石英位相掩模的柵線方向、即Z軸方向?qū)⑽幌嘌谀７譃樯稀⑾聝刹糠郑浩现辽傥宸种徊糠肿鳛閰⒖脊鈻?(RG1)，其余部分記為目標(biāo)光柵；

(3)利用常規(guī)的近場(chǎng)全息光刻-離子束刻蝕方法制作出與參考光柵1相同的熔石英光柵，記為參考光柵2，將參考光柵2與待近場(chǎng)全息曝光的光柵基底安置在同一個(gè)樣品臺(tái)上，樣品臺(tái)安裝在壓電慣性驅(qū)動(dòng)器上，通過(guò)壓電慣性驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制樣品臺(tái)沿Z軸方向上下移動(dòng)；

(4)通過(guò)調(diào)整樣品臺(tái)位置來(lái)調(diào)整參考光柵2與參考光柵1的相對(duì)位置，使參考光柵2的柵線方向與參考光柵1的柵線方向平行；

(5)參考光柵1產(chǎn)生的零級(jí)RB₀與負(fù)一級(jí)RB_-1衍射光束照射到參考光柵2上，RB₀經(jīng)過(guò)參考光柵2后又產(chǎn)生一組衍射光：記為零級(jí)RB_0,0和負(fù)一級(jí)RB_0,-1，RB_-1經(jīng)過(guò)參考光柵2后也產(chǎn)生一組衍射光：記為零級(jí)RB_-1,0和負(fù)一級(jí)RB_-1,-1，調(diào)整參考光柵1和參考光柵2的相對(duì)位置使兩者的柵線彼此平行時(shí)，則RB_0,0與RB_-1,-1同方向，RB_0,-1與RB_-1,0同方向，將光束RB_0,0與RB_-1,-1、以及光束RB_0,-1與RB_-1,0分別投影到接收屏，在接收屏上分別形成兩個(gè)莫爾條紋區(qū)域；

(6)啟動(dòng)樣品臺(tái)的壓電慣性驅(qū)動(dòng)器，在樣品臺(tái)平移過(guò)程中觀察莫爾條紋是否移動(dòng)，若莫爾條紋移動(dòng)則進(jìn)行步驟(7)-(8)；若莫爾條紋靜止則跳過(guò)步驟(7)-(8)，進(jìn)行步驟(9)；

(7)調(diào)整樣品臺(tái)的移動(dòng)方向，使得樣品臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中步驟(5)中觀察到的莫爾條紋趨于穩(wěn)定、莫爾條紋的周期盡可能大；

(8)重復(fù)步驟(4)-步驟(7)，直至樣品臺(tái)沿著Z軸過(guò)程中，莫爾條紋趨于靜止；

(9)啟動(dòng)壓電慣性驅(qū)動(dòng)器，讓涂布光刻膠的光柵基底及參考光柵2沿著Z軸移動(dòng)，開(kāi)始曝光，曝光時(shí)間為T(mén)，結(jié)束曝光后取下涂布光刻膠的光柵基底，顯影后得到具有浮雕結(jié)構(gòu)的光刻膠光柵。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制位相掩模垂直光柵矢量方向次生干擾的近場(chǎng)全息動(dòng)態(tài)曝光方法，其特征在于：所述紫外波段激光器為波長(zhǎng)為413.1nm的Ar+激光器、或波長(zhǎng)為441.6nm的He-Cd激光器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制位相掩模垂直光柵矢量方向次生干擾的近場(chǎng)全息動(dòng)態(tài)曝光方法，其特征在于：在近場(chǎng)全息曝光中，光柵基底在壓電慣性驅(qū)動(dòng)器的控制下沿著垂直于光柵矢量方向，即平行于光柵柵線的方向，勻速移動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制位相掩模垂直光柵矢量方向次生干擾的近場(chǎng)全息動(dòng)態(tài)曝光方法，其特征在于：所述曝光時(shí)間為T(mén)為2.5min-3.5min。