干涉光刻技术

什么是干涉光刻

干涉光刻，是一种无需用到复杂的光学系统或光掩膜而制备精细结构的技术。作为一项比较可靠的图形产生技术，干涉光刻不但在CD控制方面具有很好的表现，而且其工艺宽容度与传统一般相比也较大，还能够产生具有陡的侧壁、大的深宽比和深亚微米尺寸的抗蚀剂结构阵列图形，这样的形状结构在图形转移和器件制造过程当中都能够有非常GX的得到利用。

与其他的一般技术相比较，在大视场内，干涉光刻能够非常有效的使每个地方都达到深亚微米、甚至纳米级的较高分辨率，而且还具有无限的焦深，这些优点都与制作场发射显示器的要求相符合。

干涉光刻技术原理

干涉光刻技术（或全息光刻技术）的基本原理与干涉测量法或全息法的原理相似。

两个及以上的相干光波构成的一个干涉图样被建立起来并在一个记录层被记录（光刻胶）。这个干涉图样由周期性序列的条纹组成，这些条纹分别代表Z大强度及Z小强度。在曝光后的光刻处理过程中，与此强度周期性变化图样相对应的光刻胶图样就此出现。

对于两束光波干涉，条纹间距或周期由(λ/2)/sin(θ/2)给出，其中λ为波长、θ为两束相干光波之间的夹角。从而，能够达到的Z小周期为波长的一半。通过利用三束干涉光波，具有六边形对称结构的阵列能够被制成；而利用四束光波，具有矩形对称结构的阵列能够被制成。从而，通过叠加不同光束组合，不同的结构便得以制备出来。

干涉光刻条件要求

要使干涉光刻法能够顺利进行，相干性的要求必须满足。

首先，必须使用空间相干光源。这实际上是一个结合了准直透镜的点光源。激光或同步加速器光束也经常被使用以保证在分束前得到统一的波振面。

其次，应优先考虑单色的或时域相干的光源。这可直接通过激光实现，但采用宽带宽的光源时需增加滤光片。如果分束器为衍射光栅则对于单色行的要求可以被忽略，原因为不同的波长将被衍射至不同的角度但Z终还是会聚集到一起。但即使在这种情况下，空间相干性以及正入射仍然为必要条件。

干涉光刻的优缺点及用途

干涉光刻技术的优点是能够快速的在大面积内制备密集的特征结构而不失焦，因此经常被用于检测新型波长刻蚀技术（如EUV、193nm浸泡等）的光致抗蚀工艺。除此之外，高功率脉冲激光的激光干涉光束基于光热或光化学机制可以在材料表面直接进行处理（包括金属、陶瓷及高分子聚合物）。

由于上述特征，这个方法也被叫做“直接激光干涉制纹”（Direct Laser Interference Patterning; DLIP)。利用DLIP，不同的结构能够在数秒内直接在基底上被制成，得到大面积上的周期性阵列。这样具有纹路的表面有不同的应用之处，包括摩擦学（对摩擦及磨损的降低）或生物科学。而对于传统上采用电子束刻蚀需要用时较长的纹路，也可以采用电子干涉刻蚀法快速制成。

干涉光刻法的缺点在于它只能够被用于制备阵列特征结构。从而，若要绘制任意图样的纹路，还需要采用其他光刻蚀技术。与此同时，非光学效应，如致电离辐射所产生的二级电子，在采用干涉刻蚀法时无法被避免。例如，二级电子范围可以大概被表面碳污染宽度（约20nm）表征，此污染是由一个聚焦后（2nm）的电子束产生的。这表明，利用刻蚀来得到半间距为20nm或更小的特征结构将会被刻蚀图样之外的其他因素严重影响到，如真空的洁净程度。

激光干涉光刻

在现在科技发展日新月异的今天，现有光刻技术一般具有比较复杂的曲面光学元件，而新兴激光干涉光刻技术作为现代科学光刻技术的补充，其设备并不复杂，系统也相对较为简单，但有着极高分辨率，其分辨极限已经能够达到λ/4的水平，还具有大焦长深、图形对比度较高等的诸多优点。 

激光干涉光刻技术定义为通过光的衍射、干涉，将光束用特定的方式组合，达到干涉场内光强度的有效调控，在此种情况下利用感光而产生光刻图形。

激光干涉光刻技术现在已经经过了初级的发展阶段，在很多领域当中都已经得到了非常广泛的应用。经过研究，激光干涉光刻技术已经在纳米结构的生产当中得到了广泛的应用。不论在大规模的工业生产当中还是在我们每个人的日常生活当中，纳米结构都有着非常广泛的应用，被许多人所熟知的微电子、光电子、生物技术、传感技术等诸多领域的发展在很大程度上都是取决于纳米结构制造技术的发展水平。