本文關(guān)鍵詞：光柵光刻機(jī)干涉條紋周期和波前的測量與控制研究

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【摘要】：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)在于如何對干涉場中干涉條紋進(jìn)行精準(zhǔn)重疊掃描和曝光拼接,制作出曝光均勻、對比度高和位相線性良好的衍射光柵。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：第一曝光時需要在相鄰的一組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在沿垂直于干涉條紋方向的步進(jìn)運(yùn)動中步長應(yīng)該是干涉條紋周期的整數(shù)倍,因此需要精確測量出干涉條紋周期數(shù)值。本文采用類似周期計(jì)數(shù)法的方法精確測量出干涉條紋周期數(shù)值,測量精度在10pm量級；第二,鑒于單個平移臺位移精度有限,在實(shí)驗(yàn)中搭建了基于雙平移臺的H型工作平臺,通過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)式擬合的雙平移臺位姿校正方法用于提高雙平移臺位移精度,在以100個干涉條紋周期為步長的步進(jìn)運(yùn)動中,定位精度可達(dá)±l0nm,偏航Y(jié)aw可以控制在±0.073μxad以內(nèi),為光柵刻寫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,經(jīng)過掃描平均后殘留的位相非線性誤差會直接反映在刻寫光柵的柵線上,導(dǎo)致刻線誤差。因此本文使用相移干涉法對干涉場波前進(jìn)行測量,計(jì)算了干涉條紋位相非線性誤差,波前的PV值為0.05λ。干涉場干涉條紋周期測量、工作平臺的位姿校正以及干涉場波前測量是掃描干涉光刻的核心部分,本文的研究內(nèi)容對搭建實(shí)際光刻系統(tǒng)起到積極推動作用。
【關(guān)鍵詞】：大尺寸衍射光柵 掃描干涉光刻 周期測量 平移臺位姿校正 波前測量
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.7
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-25
• 1.1 研究背景11
• 1.2 光刻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 投影光刻11-12
• 1.2.2 納米壓印光刻12-13
• 1.2.3 電子束直寫13-14
• 1.2.4 激光直寫14-16
• 1.3 大尺寸衍射光柵制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀16-22
• 1.3.1 全息法17
• 1.3.2 曝光拼接法17-19
• 1.3.3 掃描干涉方法19-22
• 1.4 本文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排22-25
• 1.4.1 本文研究內(nèi)容22
• 1.4.2 本文結(jié)構(gòu)安排22-25
• 2 系統(tǒng)整體構(gòu)建方案25-33
• 2.1 引言25-26
• 2.2 總體結(jié)構(gòu)26-31
• 2.2.1 光源及曝光模塊26-27
• 2.2.2 H型工作平臺模塊27-31
• 2.2.3 測量模塊31
• 2.3 刻寫流程31-33
• 3 干涉場干涉條紋周期測量33-45
• 3.1 引言33-34
• 3.2 周期計(jì)數(shù)法34-39
• 3.2.1 周期計(jì)數(shù)法基本原理34-35
• 3.2.2 周期計(jì)數(shù)法的誤差理論分析35-39
• 3.3 基于曲線擬合的周期計(jì)算方法39-41
• 3.3.1 高斯曲線擬合39-40
• 3.3.2 迭代余弦擬合40-41
• 3.4 實(shí)驗(yàn)過程41-45
• 4 雙平移臺位姿校正45-57
• 4.1 引言45-46
• 4.2 雙平移臺位姿校正前的結(jié)果46-48
• 4.3 雙平移臺位姿校正方法48-52
• 4.3.1 基本校正策略48-50
• 4.3.2 二次多項(xiàng)式擬合50-52
• 4.4 雙平移臺位姿校正后的結(jié)果52-57
• 5 干涉場波前測量57-69
• 5.1 引言57
• 5.2 波前測量原理57-58
• 5.3 相移干涉法簡介58-61
• 5.4 迭代最小二乘相移法61-64
• 5.4.1 位相最小二乘算法62
• 5.4.2 相移誤差最小二乘算法62-63
• 5.4.3 迭代過程63-64
• 5.5 位相解包裹64-66
• 5.5.1 一維解包裹方法64-65
• 5.5.2 二維位相解包裹方法65-66
• 5.6 實(shí)驗(yàn)過程66-69
• 6 總結(jié)和展望69-71
• 6.1 工作總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-79
• 作者簡歷79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：648342