【摘要】：光學精細加工技術(shù)近幾年發(fā)展較快,在微結(jié)構(gòu)表面加工領(lǐng)域具有廣闊發(fā)展空間。光學精細加工技術(shù)中,基于數(shù)字微反射鏡器件(Digital Micro-mirror Device,DMD)的無掩膜掃描光刻技術(shù)能夠生產(chǎn)微小的、輕量的、集成的三維微結(jié)構(gòu)器件,在提高光刻效率和光刻精度的同時降低了光刻成本,因此DMD掃描光刻技術(shù)在軍事、生物醫(yī)藥、信息處理等領(lǐng)域均有應用。DMD掃描光刻系統(tǒng)中的數(shù)字微反射鏡器件(DMD)幀頻轉(zhuǎn)換速度超過2萬赫茲,能夠完成高效率、連續(xù)滾動掃描光刻。雖然DMD掃描光刻技術(shù)實現(xiàn)了高效率、高精度、低成本光刻工藝,但是光刻圖形在滾動掃描方向以外刻線邊緣有明顯鋸齒,降低了光刻圖形質(zhì)量和制備器件的性能。本論文針對光刻圖形在掃描方向以外刻線邊緣有鋸齒的問題,提出解決方案并進行相應工作,工作內(nèi)容包括以下兩部分:(1)針對DMD掃描光刻圖形邊緣有鋸齒的問題,深入分析DMD掃描光刻原理,獲得光刻圖形刻線邊緣有鋸齒的原因:DMD微結(jié)構(gòu)限制和單像素光照能量分布不均勻的影響。對此依據(jù)掃描方向單像素光照能量延展累積使該方向能量勻化,最終該方向刻線流暢的現(xiàn)象,提出DMD微反射鏡陣列成像在垂直掃描方向線性錯位的方法,減小掃描方向以外刻線邊緣鋸齒。理論上分析獲得微反射鏡陣列成像線性錯位形式、表達式,Matlab軟件仿真微反射鏡陣列成像線性錯位后“刻線”曝光效果。仿真結(jié)果表明微反射鏡陣列成像線性錯位的方式,有效減小了刻線邊緣鋸齒,提高了刻線邊緣平滑度。同時該方式具有勻化光照能量的優(yōu)勢,提高了光照能量利用率。(2)利用自由曲面光學透鏡靈活調(diào)控光線空間分布和增加光線空間自由度的性質(zhì),用Matlab、Zemax軟件設計并優(yōu)化出自由曲面光學透鏡模型,使其安裝在DMD窗口表面1mm位置附近,實現(xiàn)微反射鏡陣列成像線性錯位。軟件仿真安裝該透鏡模型前后光刻圖形“樹”曝光效果,仿真結(jié)果表明:在不影響光刻效率和光刻圖形尺寸的前提下,提高了光刻圖形邊緣平滑度。
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN305.7
【圖文】：

3子束光刻技術(shù)進行介紹如下：線寬已達到 20nm 量級，當前刻蝕線寬也提高到 10nm是 0.02nm~0.05nm，所以光刻中的衍射現(xiàn)象很小，因此光刻技術(shù)具有避免使用昂貴掩膜版、提高光刻分辨率、電子設備卻很昂貴，單點串行的過程導致工作效率不應用受到限制，目前電子束光刻技術(shù)僅在科學研究以技術(shù)在市場上開始應用。離子束來源于液態(tài)金屬，通，進行高精度直寫。離子束光刻技術(shù)可以采用有掩膜版版時的工作實質(zhì)與電子束光刻基本相同，只是粒子束

光刻技術(shù)相較于粒子束光刻、干涉光刻、波帶片光刻的區(qū)別是以數(shù)字空生成電子掩膜版，數(shù)字光刻系統(tǒng)簡圖如圖 1.4 所示。光刻過程中，利用設計出圖形，通過傳輸系統(tǒng)調(diào)制空間光調(diào)制器工作狀態(tài)，進而調(diào)控空間束的空間位置，形成虛擬掩膜圖形，數(shù)字智能控制掩膜圖形，最終生成動態(tài)掩膜圖形經(jīng)過投影成像系統(tǒng)，成像在光刻基片上，生產(chǎn)出工藝器件代末，SLM 及其相關(guān)技術(shù)由瑞典公司提出，接下來 ASML 荷蘭有限公司生產(chǎn)無掩膜光刻機。數(shù)字光刻技術(shù)是信息化、數(shù)字化與傳統(tǒng)光刻技術(shù)字光刻空間光調(diào)制器分三種：液晶（LCDD）、等離子體（PDP）和數(shù)MD）[44]。本文主要研究基于 DMD 的無掩膜掃描光刻圖形質(zhì)量。電子掩膜版

D 無掩膜光刻技術(shù)的研究現(xiàn)狀基于 DMD 的無掩膜掃描光刻技術(shù)能夠制備陣列結(jié)構(gòu)的器件，結(jié)構(gòu)等，圖 1.5 為 DMD 光刻器件圖。DMD 光刻技術(shù)制備的器件光刻技術(shù)制備的器件結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量、精度較高，該技術(shù)為微光機術(shù)需求，同時該技術(shù)制備微型元件的成本、效率、質(zhì)量、尺寸等8]。（a）電子芯片 （b）3D 手模

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