激光干涉光刻工艺开发与应用研究.pdf

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1、2013年第32卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)9激光干涉光刻工艺开发与应用研究于航，陆冰睿，陈国平，刘冉(复旦大学微电子系专用集成电路与系统国家重点实验室，上海200433)摘要：成功开发出以劳厄干涉为基础的激光干涉光刻系统与工艺，该工艺可在大面积范围内加工二维周期性图形，非常适合于生产光电子器件和微电子器件的周期性结构。通过实验研究了使用该工艺加工表面纳米结构的流程，对比了几种光刻胶在该工艺中的性能特点。该工艺不需要掩模、昂贵的短波长光源和成像透镜。初步实验结果表明：

2、该工艺可以生产大面积亚微米周期的光栅、点阵以及锥形结构，为激光干涉光刻加工纳米结构的后续工作奠定了基础。关键词：激光干涉光刻；微纳结构；光刻胶中图分类号：TN205文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)05--0009-04DevelopmentandapplicationresearchoflaserinterferencelithographyprocessYUHang，LUBing—mi，CHENGuo—ping，LIURan(StateKeyLabofASICandDevice，DepartmentofMicro

3、electronics，FudanUniversity，Shanghai200433，China)Abstract：ALoyld’s-Mirrorlaserinterferencelithographysystemandprocessarcdeveloped，whichcanbeusedtofabricateinlargeareatwodimensionalperiodicpattern，thisprocessisespeciallysuitableforfabricationofperiodicstructureofopto-elec

4、tronicdevicesandmicro—electronicdevices．Propertiesofseveralsortsofphotoresistsinthisprocessarcstudied．Thisprocessdonotneedmask，expensivelensandlightsourcewithshortwavelength．Initialexperimentalresultsshowlargeareasub·mironperiodicgrating，dotarraysandconearraypatternscanb

5、efabricatedbythisprocess，whichestablishestheexcitingfoundationforthenanostructurefabricationwithlaserinterferencelithography．Keywords：laserinterferencelithography；micro／nanostructure；photoresist．0引言性表面纳米结构，由于其在光学、表面化学、生物学领域表近年来，微纳科学的飞速发展对微加工技术提出更高现出很多的优异性能，因此，激光干涉光刻工艺对于研

6、的要求J。尽管微纳结构可以通过自下而上或者自上而究这些领域具有重要意义。下的方法进行加工，例如：化学自组装、等离子体刻蚀、化学本文主要介绍了以劳厄干涉仪为基础的激光干涉光刻气相沉积或者纳米压印等方法J。但这些方法在大面积(Lloyd’s—Mirorlaserinterferencelithography)设备的开发研地制作从亚微米到数个微米区间的周期性结构时，仍然存究工作，以波长为325am紫外激光器为光源，通过较为简在工艺过程复杂或者价格昂贵等诸多缺点．5J。而激光干单的光路系统在样品平台形成亚微米级别干涉条纹，并利涉光刻工艺为在材料

7、表面大面积加工周期性的微纳结构提用紫外波段光刻胶(i-linephotoresist)记录所成图像，进而供了一种非常有效的方法J。现阶段大量使用的中低端加工出表面纳米图形。通过实验对几种光刻胶在该工艺中光刻机的极限加工尺度为3-5m，而激光干涉光刻可以很的性能特点进行对比，为激光干涉光刻技术更广阔的应用容易地加工大面积的、尺度从几百个纳米到几个微米的周提供了较为重要的参考。期性光栅或者点阵等简单表面结构。该工艺具有不用使用1激光干涉平台的搭建掩模板，可以大面积快速地加工表面纳米结构等诸多优点，激光干涉光刻的基本原理是通过2束或者多束相干

8、光在大批量生产时可以极大地降低成本。而这些大面积周期形成亚微米或者微米级别的干涉图形，并通过光刻胶对这收稿日期：2013-03-16十基金项目：国家“863”计划资助项目(2O1lAAloo7O6_2)；国