Fischer, David
[VerfasserIn]
;
Sinzinger, Stefan
[AkademischeR BetreuerIn];
Schierz, Christoph
[AkademischeR BetreuerIn];
Heinrich, Andreas
[AkademischeR BetreuerIn]Technische Universität Ilmenau
Computer generated holography for 3D lithographic illumination
Hochschulschrift:
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2021
Anmerkungen:
Tag der Verteidigung: 21.07.2021
Beschreibung:
Maskenlose holographische Lithographiesysteme nutzen die Möglichkeiten der gezielten Lichtformung in Phase und Amplitude durch Holographie, die für die Projektion zwei- und dreidimensionaler Muster genutzt werden kann. Das Ziel ist die strukturierte Belichtung von Fotoresist, wodurch das Einbringen von Strukturen in den Resist ermöglicht wird. Die computergenerierten Hologramme (CGH) werden dabei mittels Algorithmen berechnet und auf einem räumlichen Lichtmodulator (SLM) dargestellt. In dieser Arbeit wird ein solches System entwickelt, bestehend aus geeigneten Algorithmen zur Hologrammberechnung, einem Lichtmodulator zur Darstellung der Hologramme, einem optischen Projektionssystem mit Laser als Lichtquelle, sowie einem Positionierungssystem für zu belichtende Fotoresists auf Substraten. Durch gezielte Optimierung der Parameter der Berechnungs- und Darstellungsmethoden sowie des optischen Projektionssystems werden Muster projiziert, welche ein Einbringen von mikrometergroßen Strukturen in Fotoresist ermöglichen. Das Erreichen guter Uniformität der Intensität der projizierten Muster ist bei holographischer Projektion eine besondere Herausforderung, da durch die Kohärenz der Lichtquelle in Verbindung mit der Hologrammberechnungsmethodik üblicherweise ein Specklekontrast entsteht, der ein Intensitätsrauschen verursacht. Da in der Mikrolithographie die Schärfentiefe üblicherweise stark begrenzt ist, sind bei Projektion auf unebenen Substraten Teile des Musters an der Substratoberfläche nicht im Fokus, somit werden verschwommene Strukturen in den Fotoresist einbelichtet. Um dies zu korrigieren, werden eine Oberflächenvermessung des zu strukturierenden Gebiets sowie eine abschnittsweise Refokussierung mittels Anpassung der Hologrammberechnung umgesetzt. Sowohl die Messung als auch die angepasste Belichtung werden parallelisiert in dem zu strukturierenden Feld durchgeführt. Für ersteres wird ein geeignetes Muster durch den Lichtmodulator projiziert, welches eine ortsaufgelöste Bestimmung der Oberflächenpositionen ermöglicht. Für letzteres werden Kurzdistanzpropagationsschritte in die Hologrammberechnung integriert, um eine gleichzeitige Projektion in mehrere Tiefenebenen zu ermöglichen. Zuletzt zeigen Belichtungstests die Leistungsfähigkeit des Systems.