光栅光刻机干涉条纹周期和波前的测量与控制研究

发布时间：2017-08-10 02:10

  本文关键词：光栅光刻机干涉条纹周期和波前的测量与控制研究

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【摘要】：衍射光栅是一种重要的光学器件,在许多研究领域和工程项目中都有着广泛的应用,在这其中对大尺寸衍射光栅的需求更为迫切。扫描干涉光刻凭借其高精度、高效率和灵活性等众多优点,成为制造大尺寸衍射光栅的一种重要技术手段。扫描干涉光刻技术的主要难点在于如何对干涉场中干涉条纹进行精准重叠扫描和曝光拼接,制作出曝光均匀、对比度高和位相线性良好的衍射光栅。为了在扫描干涉光刻中实现精确的曝光拼接,本文主要做了以下工作：第一曝光时需要在相邻的一组干涉条纹间做重叠扫描,从而将小尺寸的干涉条纹记录在大面积的基板上。理想情况下工作平台在沿垂直于干涉条纹方向的步进运动中步长应该是干涉条纹周期的整数倍,因此需要精确测量出干涉条纹周期数值。本文采用类似周期计数法的方法精确测量出干涉条纹周期数值,测量精度在10pm量级；第二,鉴于单个平移台位移精度有限,在实验中搭建了基于双平移台的H型工作平台,通过附加位姿校正方法获得高位移精度。这里提出了基于二次多项式拟合的双平移台位姿校正方法用于提高双平移台位移精度,在以100个干涉条纹周期为步长的步进运动中,定位精度可达±l0nm,偏航Yaw可以控制在±0.073μxad以内,为光栅刻写提供了良好的位移精度；第三,系统中使用两束高斯光束干涉产生的干涉条纹不是严格的平行等距直线,经过扫描平均后残留的位相非线性误差会直接反映在刻写光栅的栅线上,导致刻线误差。因此本文使用相移干涉法对干涉场波前进行测量,计算了干涉条纹位相非线性误差,波前的PV值为0.05λ。干涉场干涉条纹周期测量、工作平台的位姿校正以及干涉场波前测量是扫描干涉光刻的核心部分,本文的研究内容对搭建实际光刻系统起到积极推动作用。
【关键词】：大尺寸衍射光栅 扫描干涉光刻 周期测量 平移台位姿校正 波前测量
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN305.7
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-25
• 1.1 研究背景11
• 1.2 光刻技术的发展现状11-16
• 1.2.1 投影光刻11-12
• 1.2.2 纳米压印光刻12-13
• 1.2.3 电子束直写13-14
• 1.2.4 激光直写14-16
• 1.3 大尺寸衍射光栅制造技术发展现状16-22
• 1.3.1 全息法17
• 1.3.2 曝光拼接法17-19
• 1.3.3 扫描干涉方法19-22
• 1.4 本文研究内容和结构安排22-25
• 1.4.1 本文研究内容22
• 1.4.2 本文结构安排22-25
• 2 系统整体构建方案25-33
• 2.1 引言25-26
• 2.2 总体结构26-31
• 2.2.1 光源及曝光模块26-27
• 2.2.2 H型工作平台模块27-31
• 2.2.3 测量模块31
• 2.3 刻写流程31-33
• 3 干涉场干涉条纹周期测量33-45
• 3.1 引言33-34
• 3.2 周期计数法34-39
• 3.2.1 周期计数法基本原理34-35
• 3.2.2 周期计数法的误差理论分析35-39
• 3.3 基于曲线拟合的周期计算方法39-41
• 3.3.1 高斯曲线拟合39-40
• 3.3.2 迭代余弦拟合40-41
• 3.4 实验过程41-45
• 4 双平移台位姿校正45-57
• 4.1 引言45-46
• 4.2 双平移台位姿校正前的结果46-48
• 4.3 双平移台位姿校正方法48-52
• 4.3.1 基本校正策略48-50
• 4.3.2 二次多项式拟合50-52
• 4.4 双平移台位姿校正后的结果52-57
• 5 干涉场波前测量57-69
• 5.1 引言57
• 5.2 波前测量原理57-58
• 5.3 相移干涉法简介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 相移误差最小二乘算法62-63
• 5.4.3 迭代过程63-64
• 5.5 位相解包裹64-66
• 5.5.1 一维解包裹方法64-65
• 5.5.2 二维位相解包裹方法65-66
• 5.6 实验过程66-69
• 6 总结和展望69-71
• 6.1 工作总结69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-79
• 作者简历79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：648342