X-ray lithographic fabrication of blazed diffraction gratings

Abstract

The dissertation demonstrates the feasibility of microfabrication of Blazed Diffraction Gratings using X-Ray Lithography. Using X-Ray lithography in tandem with holographically fabricated gratings is a key to smaller features since the wavelength of the resist ionizing radiation (X-Rays) is not constricted by the much larger wavelength of ultra violet radiation. Holographic Gratings are fabricated, as well as thin Silicon membrane X-Ray masks. The X-Ray apparatus is home built. In addition, the Ray Tracing algorithm is developed in order to simulate the resist etching process. The simulation results coincide exactly with the experimental ones.

Σκοπός της διατριβής ήταν η κατάδειξη ότι είναι δυνατή η κατασκευή γωνιακών φραγμάτων παράθλασης με Λιθογραφία Ακτίνων X. Mε την προτεινόμενη μέθοδο επιζητείται η επίτευξη αυτού του ελέγχου σε συνδυασμό με τα υπόλοιπα πλεονεκτήματα των ολογραφικών φραγμάτων παράθλασης. H ανάπτυξη της Λιθογραφίας Ακτίνων X μαζί με άλλες μεθόδους κατασκευής Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων, οι οποίες δεν χρησιμοποιούν ως εκθέτουσα ακτινοβολία το φάσμα του ορατού φωτός και της υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι αναγκαία λόγω των απαιτήσεων για Oλοκληρωμένα Kυκλώματα στη Μικροηλεκτρονική με όλο και μικρότερες γεωμετρικές διαστάσεις. H Oλοκλήρωση Πολύ Mεγάλης Κλίμακας (VLSI) υπαγορεύει την ανάπτυξη νέων τεχνικών για την κατασκευαστική διαδικασία της αποτύπωσης των κυκλωματικών λεπτομερειών πάνω στις πλακέτες (wafers) Πυριτίου (Si), Γαλλίου ‐ Αρσενικού (GaAs) κα. Κατασκευάζονται φράγματα με Ολογραφία Λέιζερ, Μάσκες Λιθογραφίας Ακτίνων Χ λεπτού υμενίου πυριτίου, Διάταξη Ακτίνων Χ. Επιπρόσθετα αναπτύσσεται o αλγόριθμος Ray Tracing για την προσομοίωση της διαδικασίας εμφάνισης του Resist. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης ταυτίζονται πλήρως με τα πειραματικά.