[发明专利]采用闪耀光栅的激光干涉光刻系统

说明书

技术领域

本发明属于激光干涉光刻技术领域，具体涉及一种采用闪耀光栅的激光干涉光刻系统。

背景技术

激光干涉光刻系统利用两束或两束以上相干光以一定的方式组合干涉，在空间干涉场内产生有规律的强弱变化的光强度分布，对涂有光致抗蚀剂的基片表面照射进行曝光，显影后在光致抗蚀剂层内产生与干涉图案相对应的光刻胶图形，该图形可看做是为进一步在基片表面刻蚀出线阵、点阵或孔阵图形的模板。激光干涉光刻技术因为其不需要昂贵的投影光刻物镜，用常规的光学元件通过合理的光路布局即可实现微米级的线阵、孔、点阵列的光刻，越来越多地应用于表面密集的周期型阵列图形的制作。在激光干涉光刻系统中，多光束干涉需要对从激光光源中出射的光多次分光，获得多个相干光束，并通过反射镜等光学元件将这些相干光束以一定的夹角汇聚投影照射在基片表面。在激光干涉光刻系统中，激光光源的相干长度是有限的，为保证在基片表面获得干涉图形，各光路之间的光程差必须控制在激光光源的相干长度以内。然而，为了顾及光致抗蚀剂的感光波段范围，在搭建激光干涉光刻系统时，激光器工作波长的选择范围受到限制，在有限的选择范围内，其单色性不能得到保证，有些满足工作波长需求的激光器的相干长度仅有几毫米，使干涉光刻系统中多次分光及光路转折汇聚的过程中光路的布局十分困难，甚至由于受到不同的光刻胶的感光波段范围的限制，在某些波长范围内很难找到满足光路所需的相干长度的激光光源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种采用闪耀光栅的激光干涉光刻系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种采用闪耀光栅的激光干涉光刻系统，该激光干涉光刻系统包括光源组件、扩束准直组件、多光束分光及合束组件、基片台，所述光源组件包括相干光源、第一透镜、第二透镜、闪耀光栅，所述相干光源发出的激光束依次经第一透镜、第二透镜后，再经反射镜折转光路后照射在闪耀光栅上，经闪耀光栅衍射后波长等于一级闪耀波长的光束经过小孔光阑出射，再经所述扩束准直组件、多光束分光及合束组件后分成多个相干光束并同时汇聚照射在位于基片台上的基片表面。

上述方案中，所述经所述小孔光阑出射的光束经反射镜折转光路后，再进入到所述扩束准直组件。

上述方案中，所述扩束准直组件采用显微物镜、针孔光阑、扩束镜，进入扩束准直组件的光束经显微物镜、针孔光阑、扩束镜将光束扩束并准直成平行光，然后进入到所述多光束分光及合束组件。

上述方案中，所述多光束分光及合束组件包括第一分光镜、第一反射镜，从扩束准直组件出射的平行光经第一分光镜分成的两束光，其中一束光直接照射在固定于基片台上的基片表面，另一束光经第一反射镜反射后照射在固定于基片台上的基片表面。

上述方案中，所述经第一分光镜后直接照射在固定于基片台上的基片表面的光束，和经第一反射镜反射后照射在固定于基片台上的基片表面的光束，入射角相同。

上述方案中，所述多光束分光及合束组件包括第一分光镜、第二分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜，平行光经过第一分光镜分成两束光，其中一束光经第一反射镜反射后作为光束Ⅰ照射在固定于基片台上的基片表面，另一束光经过第二分光镜再次被分成两束光，其中一束光经第二反射镜折转光路再经第三反射镜反射后作为光束Ⅱ照射在固定于基片台上的基片的表面上，另一束光经第四反射镜反射后作为光束Ⅲ照射在固定于基片台上的基片表面。

上述方案中，所述经第一反射镜反射后照射在固定于基片台上的基片表面的光束Ⅰ、经第三反射镜反射后照射在固定于基片台上的基片表面的光束Ⅱ、经第四反射镜反射后照射在固定于基片台上的基片表面的光束Ⅲ的入射角相同，并且每两束光之间的夹角也相同。

上述方案中，所述闪耀光栅为反射式闪耀光栅，其宏观平面垂直于入射光束的入射方向；具体为：由所述相干光源发出的波长为λ、带宽为Δλ的激光束，以正入射的方式沿着闪耀光栅的宏观平面的法线方向，照射在反射式闪耀光栅上。

上述方案中，所述小孔光阑的开孔大小和距离位置由开孔对闪耀光栅中心的张角确定，具体为：根据张角与目标带宽Δλ₁、光栅常数d、一级衍射角θ的关系式确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果：