Введение
Техника создания рисунка на фотомасках. Интерференционная литография (или голографическая литография) — это метод формирования регулярных массивов мелких элементов без использования сложных оптических систем или фотомасок.
Interference lithography (or holographic lithography) is a technique for patterning regular arrays of fine features, without the use of complex optical systems or photomasks.
Основной принцип
Основной принцип такой же, как в интерферометрии или голографии. Интерференционная картина, образованная двумя или более когерентными световыми волнами, формируется и записывается в записывающем слое (фоторезист). Эта интерференционная картина состоит из периодической серии интерференционных полос, представляющих минимумы и максимумы интенсивности. Последующая фотолитографическая обработка проявляет рисунок фоторезиста, соответствующий периодическому распределению интенсивности. Для двухлучевой интерференции расстояние между полосами или период определяется формулой , где λ – длина волны, а θ – угол между двумя интерферирующими волнами. Минимальный достижимый период равен половине длины волны. Использование трехлучевой интерференции позволяет создавать массивы с гексагональной симметрией, а четырехлучевой – массивы с прямоугольной симметрией или трехмерные фотонные кристаллы. Многоволновая интерференция (путем введения диффузора в оптический тракт) позволяет формировать апериодические структуры с заданным спектром пространственных частот. Таким образом, путем суперпозиции различных комбинаций пучков становится возможным создание различных структур.
Требования к согласованности
Для успешной интерференционной литографии необходимо соблюдение требований к когерентности. Во-первых, необходимо использовать пространственно когерентный источник света. Это, по сути, точечный источник света в сочетании с коллимирующей линзой. Лазерный или синхротронный луч также часто используются напрямую, без дополнительной коллимации. Пространственная когерентность гарантирует равномерный волновой фронт перед разделением пучка. Во-вторых, предпочтительно использовать монохроматический или временнó-когерентный источник света. Это легко достигается с помощью лазера, но для широкополосных источников потребуется фильтр. Требование к монохроматичности можно ослабить, если в качестве разделителя пучка используется дифракционная решетка, поскольку различные длины волн будут дифрагировать под разными углами, но в конечном итоге все равно рекомбинируются. Даже в этом случае все равно потребуется пространственная когерентность и нормальное падение.
Разделитель лучей
Когерентный свет необходимо разделить на два или более лучей перед тем, как их снова объединить для получения интерференции. Типичными методами разделения луча являются зеркала Ллойда, призмы и дифракционные решетки.