激光干涉光刻技术的开发与应用分析

王冲 袁宁丰 汪钢 张冬

摘 要 光刻技术在当前多个领域内发挥重要作用，其中激光干涉光刻技术由于其本身具有较高的優势，所以在光刻技术体系内可以起到更好的效果。基于对激光干涉光刻技术开发模式的分析，本文给出技术的具体应用方案，让该项技术能够在现行的多种高科技领域内发挥其应有作用。

关键词 激光干涉光刻技术;技术开发;技术使用

引言

激光干涉光刻技术总体运行原理上来看，可以实现对于光的干涉和使用相干光束，对干涉图样记录到记录层，不同的图样由周期性序列条纹组成，条纹具有最大和最小强度，在曝光之后，可以直接应用于光刻处理过程，从而让相对应的光刻图样可以显现。该项技术的使用阶段，可实现对多种参数的分析和体现，从技术层面上简化了处理流程。

1激光干涉光刻技术的开发

1.1 技术原理

该项技术的原理是，由两个及以上的光束构成一个图像，同时该图像被记录到记录层内部，由于干涉图样由周期性的序列条纹构成，同时不同条纹在强度方面存在差别，则能够更好应用于对图像的描述过程，在曝光之后的光束处理过程，可以根据周期性的强度变化使得被记录的图案出现。

对于两束光线情况，条纹周期或者间距由（λ/2）/sin（θ/2）参数给出，其中θ代表着光束之间的夹角，λ代表着光波的波长，该公式可以使得光波的周期达到波长的一半。对于三束干涉光波，可以采用六边形对称结构构成，对于四束光波情况，使用矩形对称结构，实现对于阵列的构成，之后通过叠加相关的光束组合，使得光束结构可以被制备。

1.2 相干性要求

在光束的处理过程，必须要能够满足相干性要求，首先是能够借助空间上的相干光源，之后使用加速器，可以保证在获得了分束光之前，可以得到统一性的点光源，其次需要考虑单色或者时域相干的光源，可以借助激光获得，但是在使用宽带宽的光源时，需要在其中加入滤光片，若实际构成的分束器作为衍射光栅，则需要对单色光进一步处理，允许在不同的波长、光线入射到不同的角度时，各类光线还可以被汇集至一点。需要注意的是，在该情况下，系统的空间相干性和正入射参数仍然是必备条件[1]。

1.3 分束器配置

在分束器的配置过程，要根据干涉光刻技术的运行原理实现对于各类设备的合理加入，在实际工作阶段，相干光必须要能够汇集在相关光束上，而各类光束要能够被分解成两个及以上的光束。在具体处理阶段，常用的方法为劳埃德镜、衍射光栅和棱镜的结合体，在光线射入到分束器之后，可以将各类信息根据波长和频率参数对其进行处理，之后形成衍射光谱。

2激光干涉光刻技术的使用

2.1 光子晶体应用

在该项技术的开发和使用过程中，20世纪70年代，就已经提出了光子晶体概念，原理是在不同介电常数的介质材料情况下，能够让光线在空间上呈现规律性的排布特点。在当前的高科技产品使用中，光子晶体概念得到了全面性的普及和使用，如在当前使用的天线、滤波器、放大器等设施中，该结构就取得了广泛使用。激光干涉光刻技术在运用过程中，借助于对光子晶体概念的实施，开始实现对技术的开发，该过程若使用光刻技术，可以实现对相关图样的获取，并且将其以具有较高规律性光谱的形式进行记录，在处理之后，使用干涉光刻技术，记录该结构的形状参数，之后按照已经记录的信息数据做出调整动作，从而让光刻技术可以实现对于被处理器件的加工。

2.2 太阳能电池应用

由于激光干涉光刻技术具有良好的微观层面工作性能，所以在目前的多个行业内已经发挥了重要作用，其中太阳能作为当前重点开发的清洁能源，太阳能装置对于具体的处理精度和处理方案提出的要求极高，作为可以把光能作为可以直接转变成电能的一种设施，要求其各类结构的连接参数保持稳定，同时为了能够提高对于光能的利用率，需要减少硅电池表面的阳光反射率，会在电池表面加入一层增透膜。在具体的处理过程，该增透膜一方面需要对其外形和建设模式进行合理的配置，另一方面也要对其本身的结构和材料进行处理，在激光干涉光刻技术的使用过程，由于其已经可以记录对于相关材料的处理参数，所以在增透膜的制备过程中，对这类材料进行直接性的展示，实现对增透膜的科学配置。另外对于硅电池材料本身来说，其中各类较小的器件也都需要经过相应性的处理工作，正是由于激光干涉光刻技术可以发挥这一作用，所以在目前的光电池制作阶段，该项技术已经取得了一定性的应用进展。

2.3 金属表面处理应用

在当前的金属处理工艺中，一些情况下需要对金属表面进行科学处理工作，由于高功率的脉冲激光在金属表面的处理工艺中，可以减少对金属材料的损耗量，所以在金属材料的加工和处理过程中可以取得良好的应用。在该项技术当前的使用过程，一方面即可以直接将所需要处理的结构和方案进行记录，根据配置的处理参数将图像在金属表面结构上进行展示，另一方面可以通过对激光强度和能量的确定，在其表面上进行相应性的处理，并且整个处理过程具有更高的灵活性，即根据该材料的类型和设置的处理方案，根据的图案表现情况，对各类参数进行配置[2]。需要注意的是，在金属材料的处理过程中，既要实现对分束器等装置的相关参数配置，也要合理确定激光的包含能量，唯有如此才可以让最终处理和获得的图案符合处理要求。

3结束语

综上所述，激光干涉光刻技术的开发过程中，需要完成的工作任务包括对于激光干涉原理的分析、分束器的配置、具体处理原理和处理方案的调整等，从而让该技术能够具有更高的安全性与可靠性。在具体的使用过程，可以在太阳能电池的制作过程、金属材料的表面配置过程、光子晶体的生产过程中发挥重要作用，以大幅度降低生产成本。

参考文献

[1] 雷宇.双光束激光干涉纳米光刻设备研发[D].北京：中国科学院大学（中国科学院物理研究所），2018.

[2] 崔辰静.干涉光刻法制备任意图形微纳结构及其SERS应用的研究[D].北京：中国科学技术大学，2016.

作者简介

王冲（1981-），男，四川人;学历：本科，职称：工程师，现就职单位：宁波润华全芯微电子设备有限公司，研究方向：半导体高端装备设计与开发。