光柵光刻機(jī)干涉條紋周期和波前的測(cè)量與控制研究.pdf

1、衍射光柵是一種重要的光學(xué)器件，在許多研究領(lǐng)域和工程項(xiàng)目中都有著廣泛的應(yīng)用，在這其中對(duì)大尺寸衍射光柵的需求更為迫切。掃描干涉光刻憑借其高精度、高效率和靈活性等眾多優(yōu)點(diǎn)，成為制造大尺寸衍射光柵的一種重要技術(shù)手段。掃描干涉光刻技術(shù)的主要難點(diǎn)在于如何對(duì)干涉場(chǎng)中干涉條紋進(jìn)行精準(zhǔn)重疊掃描和曝光拼接，制作出曝光均勻、對(duì)比度高和位相線(xiàn)性良好的衍射光柵。
　　為了在掃描干涉光刻中實(shí)現(xiàn)精確的曝光拼接，本文主要做了以下工作:第一，曝光時(shí)需要在相鄰的一組

2、干涉條紋間做重疊掃描，從而將小尺寸的干涉條紋記錄在大面積的基板上。理想情況下工作平臺(tái)在沿垂直于干涉條紋方向的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)中步長(zhǎng)應(yīng)該是干涉條紋周期的整數(shù)倍，因此需要精確測(cè)量出干涉條紋周期數(shù)值。本文采用類(lèi)似周期計(jì)數(shù)法的方法精確測(cè)量出干涉條紋周期數(shù)值，測(cè)量精度在10pm量級(jí);第二，鑒于單個(gè)平移臺(tái)位移精度有限，在實(shí)驗(yàn)中搭建了基于雙平移臺(tái)的H型工作平臺(tái)，通過(guò)附加位姿校正方法獲得高位移精度。這里提出了基于二次多項(xiàng)式擬合的雙平移臺(tái)位姿校正方法用于提高雙平

3、移臺(tái)位移精度，在以100個(gè)干涉條紋周期為步長(zhǎng)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)中，定位精度可達(dá)±10nm，偏航Y(jié)aw可以控制在±0.073μrad以?xún)?nèi)，為光柵刻寫(xiě)提供了良好的位移精度;第三，系統(tǒng)中使用兩束高斯光束干涉產(chǎn)生的干涉條紋不是嚴(yán)格的平行等距直線(xiàn)，經(jīng)過(guò)掃描平均后殘留的位相非線(xiàn)性誤差會(huì)直接反映在刻寫(xiě)光柵的柵線(xiàn)上，導(dǎo)致刻線(xiàn)誤差。因此本文使用相移干涉法對(duì)干涉場(chǎng)波前進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算了干涉條紋位相非線(xiàn)性誤差，波前的PV值為0.05λ。
　　干涉場(chǎng)干涉條紋周期測(cè)