Высокоразрешающая лазерная запись контактных масок на плёнках молибдена для изготовления элементов дифракционной оптики
Волков А.В.
, Моисеев О.Ю., Полетаев С.Д.

Аннотация:
Рассмотрена задача уменьшения толщины линий рисунка контактных масок, используемых при формировании микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ) и получаемых при помощи лазерной абляции тонких плёнок тугоплавких металлов. Для получения контактной маски ДОЭ на молибденовых плёнках толщиной порядка 40 нм с применением лазерной абляции записаны шаблоны с элементами рисунка шириной 0,25 – 0,3 мкм. Это примерно в 3 раза меньше характерных размеров, полученных методом термохимической записи на плёнках хрома аналогичной толщины в стандартном технологическом процессе. Ионно-реактивным травлением в индуктивно связанной плазме через такую маску был сформирован микрорельеф высотой до 300 нм в кварцевой подложке. Показана перспективность применения тонких плёнок молибдена в качестве металлизированных масок при формировании микрорельефа ДОЭ.

Ключевые слова :
дифракционный микрорельеф, металлизированная маска, лазерная абляция, термохимическая запись, плёнки молибдена, ионно-реактивное травление.

Литература:

  1. Вейко, В.П. Исследование пространственного разрешения лазерной термохимической технологии записи дифракционных микроструктур / В.П. Вейко, В.И. Король­ков, А.Г. По­ле­щук, А.Р. Саметов, Е.А. Шахно, М.В. Яр­чук // Квантовая электроника. – 2011. – Т. 41, № 7. – С. 631-636.
  2. Вейко, В.П. Исследование особенностей многопучковой лазерной термохимической записи дифракционных микроструктур / В.П. Вейко, Д.А. Синёв, Е.А. Шахно, А.Г. Полещук, А.Р. Саметов, А.Г. Седухин // Компьютерная оптика. – 2012. – Т. 36, № 4. – С. 562-571.
  3. Волков, А.В. Исследование технологии плазменного травления для получения многоуровневых дифракционных оптических элементов / А.В. Волков, Н.Л. Казан­ский, О.Е. Рыбаков // Компьютерная оптика. – 1998. № 18. – С. 127-130.
  4. Волков, А.В. Разработка технологии получения дифракционного оптического элемента с субмикронными размерами рельефа в кремниевой пластине / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Е. Рыбаков // Компьютерная оптика. – 1998. – № 18. – С. 130-133.
  5. Poleshchuk, A.G. Polar coordinate laser pattern generator for fabrication of diffractive optical elements with arbitrary structure / A.G. Poleshchuk, E.G. Churin, V.P. Koronkevich, V.P. Korolkov, A.A. Kharissov, V.V. Cherkashin, V.P. Ki­ryanov, A.V. Kiryanov, S.A. Kokarev, A.G. Verhoglyad // Applied Optics. – 1999. – Vol. 38, N 8. – P. 1295-1301.
  6. Казанский, Н.Л. Исследование особенностей процесса анизотропного травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа / Н.Л. Казан­ский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков // Микроэлектроника. – 2004. – Т. 33, № 3. – С. 209-224.
  7. Казанский, Н.Л. Исследовательский комплекс для решения задач компьютерной оптики / Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. – 2006. – № 29. – С. 58-77.
  8. Pavelyev, V.S. Formation of diffractive microrelief on diamond film surface / V.S. Pavelyev, S.A. Borodin, N.L. Ka­zanskiy, G.F. Kostyuk, A.V. Volkov // Optics & Laser Technology. – 2007. – Vol. 39, N 6. – P. 1234-1238.
  9. Bezus, E.A. Evanescent-wave interferometric nanoscale pho­tolithography using guided-mode resonant gratings / E.A. Bezus, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Microelectronic Engineering. – 2011. – Vol. 88, N 2. – P. 170-174.
  10. Казанский, Н.Л. Исследовательско-технологический центр дифракционной оптики / Н.Л. Казанский // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т. 13, № 4-1. – С. 54-62.
  11. Агафонов, А.Н. Анализ зависимости разрешающей способности технологии локального термохимического окисления от параметров структуры светочувствительной плёнки хрома / А.Н. Агафонов, О.Ю. Моисеев, А.А. Кор­люков // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 34, № 1. – С. 101-108.
  12. Jörgens, R. Verfahren und Anordnung zur Erzeugung von Strukturen im Submikrometerbereich / R. Jörgens, A. Gor­bunov, W. Pompe // Patent DE19544295A1 – 05.06.1997. G02B 5/18, 21/00.
  13. Heise, G. Laser ablation of thin molybdenum films on transparent substrates at low fluences / G. Heise, M. Engl­maier, C. Hellwig, T. Kuznicki, S. Sarrach, Heinz P. Huber // Applied Physics A: Materials Science & Processing. – 2011. – Vol. 102, N 1. – P. 173-178.
  14. Kazanskiy, N.L. Research and Education Center of Diffractive Optics / N.L. Kazanskiy // Proceedings of SPIE. – 2012. – Vol. 8410. – 84100R, DOI: 10.1117/12.923233.
  15. Zeze, D.A. Reactive ion etching of quartz and Pyrex for microelectronic application / D.A. Zeze, R.D. Forrest, J.D. Ca­rey, D.C. Cox, I.D. Robertson, B.L. Weiss, S. R. P. Silva // Journal of Applied Physics. – 2002. – Vol. 92, N 7. – P. 3624-3629.
  16. Xuming, W. Etching quartz with inductively coupled plasma etching equipment / W. Xuming, Z. Changhe, X. Peng, D. Enven, R. Huayi, L. Liren // Proceedings of SPIE. – 2003. – Vol. 5183. – P. 192-198.
  17. Volkov, A.V. Dry Etching of Polycrystalline Diamond Films / A.V. Volkov, N.L. Kazansky, G.F. Kostyuk, V.S. Pa­velyev // Optical Memory And Neural Networks (Information Optics). – 2002. – Vol. 11, N 2. – P. 135-137.
  18. Нестеренко, Д.В. Создание криволинейных дифракционных решёток для ультрафиолетового диапазона / Д.В. Нестеренко, С.Д. Полетаев, О.Ю. Моисеев, Д.М. Якуненкова, А.В. Волков, Р.В. Скиданов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т. 13, № 4. – С. 66-71.
  19. Голуб, М.А. Вычислительный эксперимент с элементами плоской оптики / М.А. Голуб, Н.Л. Казанский, И.Н. Си­сакян, В.А. Сойфер // Автометрия. – 1988. – № 1. – С. 70-82.
  20. Казанский, Н.Л. Исследование дифракционных характеристик фокусатора в кольцо методом вычислительного эксперимента / Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. – 1992. – № 10-11. – С. 128-144.
  21. Kazanskiy, N.L. Diffraction investigation of geometric-optical focusators into segment / N.L. Kazanskiy, V.A. Soi­fer // Optik. – 1994. – Vol. 96, N 4. – P. 158-162.
  22. Doskolovich, L.L. Comparative analysis of different focusators into segment / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer // Optics and Laser Technology. – 1995. – Vol. 27, N 4. – P. 207-213.
  23. Kazanskiy, N.L. Synthesis of nanoporous structures in metallic materials under laser action / N.L. Kazanskiy, S.P. Murzin, Ye.L. Osetrov, V.I. Tregub // Optics and Lasers in Engineering. – 2011. – Vol. 49, N 11. – P. 1264-1267. DOI: 10.1016/j.optlaseng.2011.07.001.
  24. Volkov, A.V. A Method for the Diffractive Microrelief Forming Using the Layered Photoresist Growth / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev, V.A. Soifer // Optics and Lasers in Engineering. – 1998. – Vol. 29, N 4-5. – P. 281-288.
  25. Абульханов, С.Р. Методы изготовления элементов дифракционной оптики резанием на станках с ЧПУ / С.Р. Абульханов, Н.Л. Казанский, Л.Л. Досколович, О.Ю. Казакова // СТИН. – 2011. – № 9. – С. 22-27.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20