衍射光學(xué)元件的特點

發(fā)布日期：2019-12-20 作者：點擊：

衍射光學(xué)元件(Diffractive Optical Elements, DOE)是光刻機中一系列可動的鏡片(圖1所示)，主要用于產(chǎn)生光刻所需要的光源。一臺光刻機的光源大概有4000片鏡片。

衍射光學(xué)元件的特點

DOE的特點則是能夠在保持較高衍射效率的同時對光強分布進行精確控制，因此DOE成為實現(xiàn)離軸照明的理想元件。一般用于光刻系統(tǒng)離軸照明的DOE，其子單元個數(shù)需<10，設(shè)計數(shù)據(jù)量較大，單元尺寸達(dá)到微米甚至是亞微米量級。

一段光刻膠線條的示意圖

衍射光學(xué)元件的概念

光沿著直線傳播，當(dāng)光穿過一個小孔或經(jīng)過一個輪廓分明的邊緣時，沿小孔邊緣產(chǎn)生了干涉圖形，結(jié)果得到了一個模糊的圖像，而不是希望出現(xiàn)在光和陰影之間的清晰邊緣，如圖2。光看上去沿狹縫邊緣彎曲了。這種現(xiàn)象被稱做衍射。

衍射光學(xué)元件

從小孔射出的光的干涉圖樣

衍射效率

衍射效率是評價衍射光學(xué)元件以及含有衍射光學(xué)元件的折衍射混合光學(xué)系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一。光線通過衍射光學(xué)元件后，會產(chǎn)生多個衍射級次，一般只是關(guān)注主衍射級次的光線，其他衍射級次的光線在主衍射級像面上形成雜散光，降低像面的對比度。因此，衍射光學(xué)元件的衍射效率直接影響到衍射光學(xué)元件的成像質(zhì)量，對衍射光學(xué)元件衍射效率的精確測量是十分必要的 [3] 。

掩膜版的衍射

光的衍射和光刻密切相關(guān)，因為投影掩膜版上有小的清晰圖形并且間距很窄。曝光時，光必須通過這些圖形，見圖3。衍射圖樣奪走了曝光能量，并使光發(fā)散，導(dǎo)致光刻膠上不要曝光的區(qū)域被曝光。這個問題在孔小時更嚴(yán)重，例如小到200nm的接觸孔。由衍射引起的干涉圖樣能使小接觸孔和小線條很難被光刻

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