Application of thin molybdenum films in contact masks for manufacturing the micro-relief of diffractive optical elements

Abstract

1 Институт систем обработки изображений РАН, 2 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва(национальный исследовательский университет) (СГАУ), 3 ООО «Интерлаб» Аннотация Исследованы параметры микроструктур, полученных по технологии лазерной термохи-мической записи в плёнках молибдена с толщинами 17, 35 и 70 нм, нанесённых на стеклян-ные и кварцевые подложки. Построена зависимость пространственного разрешения микро-структур от мощности лазерного излучения для различных материалов оснований. Показа-но, что более высокого пространственного разрешения микроструктур можно добиться в плёнках молибдена толщиной 17 нм.Ключевые слова: микроструктуры, лазерная абляция, термохимическая запись, плёнки молибдена, стеклянная и кварцевая подложки. ВведениеПредставляется перспективным использование в различных областях науки и техники дифракционных оптических элементов (ДОЭ), которые представляют собой пластины с формированной на их поверхности микроструктурой [1,2]. Важнейшим этапом изготов-ления микрорельефов является получение контакт-ных масок, устойчивых к плазмохимическим процес-сам, необходимым для передачи рассчитанной мик-роструктуры ДОЭ в подложку. Ранее для этого были распространены литографические («мокрые») техно-логии [3 -8].В настоящее время для уменьшения размеров элементов микроструктур широко применяется ме-тод формирования топологического рисунка непо-средственно в исходном слое материала контактной маски без использования фоторезистов. Он основан на локальной обработке тонких плёнок хрома сфо-кусированным лазерным излучением [9, 10], под воздействием которого происходит термохимиче-ское преобразование поверхностного слоя рабочего материала.Недостаток данной технологии заключается в низком разрешении, около 0,8 мкм. Поэтому актуаль-на задача разработки технологических приёмов, по-зволяющих преодолеть этот барьер. Такой результат возможен за счёт поиска и применения материалов с контрастными характеристиками, позволяющими из-бирательно использовать максимум актинирующего излучения. В этом отношении известен ряд работ, где вместо хрома предлагаются различные альтернатив-ные материалы, такие как кремний, фосфид индия и оксиды различных металлов [11 -13]. В отличие от стандартной технологии все они предлагают форми-ровать микроструктуры путём испарения (абляции) материалов.В работе [14] была показана возможность абляции молибденовых плёнок толщиной около 0,5 мкм пико-секундным лазерным лучом с длиной волны 1064 нм, нанесённых на подслой нитрида кремния толщиной около 140 нм. Основанием служили стеклянные под-ложки толщиной 3 мм.Опираясь на [14], мы предложили подход, осно-ванный на абляции участков плёнки молибдена, под-вергнутых воздействию лазерного излучения [15].Цель настоящей работы заключается в исследова-нии геометрических параметров контактной маски, полученной по технологии лазерной абляции плёнок молибдена в зависимости от толщины плёнок, что по-зволит выработать оптимальные условия проведения технологического процесса. Методы и материалыОснованием служили оптичес...

Modeling and identification of centered crystal lattices in three-dimensional space

“…However, there are seven more centered Bravais lattices, which, in turn, are divided into the following three types [3]:…”

The Efficiency of Optical Microstructures Formed on Molybdenum Films

“…In this respect is perspective thin films of molybdenum [6] as molybdenum has the following features are perspective: -low temperatures of oxidation of metal, and oxide sublimation; -high ratio of heat diffusivities metal/oxide. In works [10][11][12] the possibility of forming of optical microstructures by a laser ablation of thin films of molybdenum is shown. The effect of triple reducing the size of a zone of an ablation has been found (in comparison with diameter of a focal spot).…”