古詩詞大全網 - 成語故事 - 光蝕刻的尺度為什麽與光的波長相關而不是與光的振幅相關?

光蝕刻的尺度為什麽與光的波長相關而不是與光的振幅相關?

首先,光是電磁波,不是機械波。光的振幅不是指空間上的振動,而是電場-磁場強度的交替變化。所以光的幹涉發生與否和振幅並沒有關系,有關的是相位。然後限制光刻分辨率的是光的幹涉和衍射效應。當光刻圖樣的尺寸與激光波長接近的時候幹涉效應就會非常明顯。妳的那個公式是來自於瑞利判據(但是上下寫反了……)。在雙縫衍射中,當兩條主條紋之間的衍射條紋達到主條紋亮度的81%以上時,我們認為兩條主條紋連在壹起,已經不能區分了。瑞利給出的是角分辨率公式: (這個推導太長了,自己去查書吧),含義是當妳透過透鏡中觀察兩個物體,若透鏡和兩個物體之間的夾角小於,妳將無法通過波長為的光線區分開距離為R的兩個物體。光刻的時候我們關心的是R,所以調換壹下形勢就有: (單透鏡系統的公式,多透鏡系統可能更復雜壹點)其中k包含了光刻膠對分辨率的影響;又可以寫成NA,也就是透鏡系統的數值孔徑。如果我們要提高光刻分辨率(也就是減小R),壹是可以提高折射率n,於是就有了浸沒式光刻,用高折射率的液體來取代空氣;二是加大,於是就有了比例縮小光刻;最後就是減小,使用更短波長的激光。這幾招再加上相移掩膜和double patterning等技術,使得我們能夠用193nm的激光完成10nm工藝的光刻。壹束波直接在光刻膠表面掃描其實也是可以的,比如無掩膜光刻和電子束光刻(EBL),但是掃描光斑的尺寸和電子斑的尺寸受到聚焦系統的衍射影響不能無限小,根據瑞麗判據,光斑的分辨率和波長成反比。所以要想高質量的曝光更小特征尺寸的結構要選擇更短波長的光源,比如選用近紫外,極紫外的光源來制造光刻機。當然曝光的效果也和振幅(曝光劑量)有關,只是波長是限制曝光精度的最主要因素。