掃描干涉光刻中干涉條紋漂移誤差分析及抑制.pdf

1、大面積高精度平面光柵在高端光刻機(jī)工件臺(tái)、慣性約束核聚變以及大型天文望遠(yuǎn)鏡等重大民生及國防科學(xué)領(lǐng)域具有不可替代的作用，國家的諸多重大工程建設(shè)項(xiàng)目對(duì)這類光柵有著非常迫切的需求。然而由于技術(shù)與產(chǎn)品禁運(yùn)，我國不得不自行研制生產(chǎn)這類高技術(shù)難度的平面光柵。
　　目前平面光柵的制作方法中， MIT的Schattenburg課題組所采用的掃描干涉光刻法制作出的光柵面積最大，同時(shí)精度也非常高。該技術(shù)利用工件臺(tái)承載基底相對(duì)于直徑僅為2mm左右的曝光圖

2、像做步進(jìn)掃描運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)大口徑光柵的制造。該技術(shù)的核心在于通過相關(guān)的圖像鎖定技術(shù)抑制曝光圖像上干涉條紋相對(duì)于曝光基底的漂移，而從形成方式上區(qū)分，條紋漂移又可分為干涉條紋自身的漂移以及曝光圖像整體相對(duì)于曝光基底的漂移。在光刻系統(tǒng)中如何降低上述條紋漂移誤差是提高曝光光柵圖像精度的關(guān)鍵，這將直接影響成品光柵的各項(xiàng)精度指標(biāo)。
　　本文圍繞清華大學(xué)王磊杰提出的基于零差圖像鎖定技術(shù)制作光柵的掃描干涉光刻系統(tǒng)方案，把對(duì)光刻精度影響最大的干涉圖像條紋

3、漂移誤差分為三種類型，并由此展開，詳細(xì)分析了相位測量框架、光柵位移測量干涉儀模塊以及工件臺(tái)剛體運(yùn)動(dòng)引入的測量誤差以及由此間接對(duì)條紋穩(wěn)定性造成的影響，給出了必須在掃描干涉光刻機(jī)設(shè)計(jì)中予以重視的相關(guān)測量誤差。此外，以現(xiàn)有零差圖像鎖定驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)裝置為分析對(duì)象，對(duì)掃描干涉光刻中的相關(guān)光學(xué)元件的高頻振動(dòng)直接引起的條紋漂移誤差進(jìn)行了分析，得到了光學(xué)元件振動(dòng)與條紋漂移間的傳遞關(guān)系，同時(shí)分析得出系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該避免并且會(huì)引入高頻條紋漂移誤差的結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)。最后

4、以條紋漂移誤差分析為基礎(chǔ)，建立了一套在掃描干涉光刻機(jī)中抑制條紋漂移誤差的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，包括對(duì)剛體運(yùn)動(dòng)引起的測量誤差以及反饋控制難以抑制的高頻條紋漂移誤差的抑制。并且對(duì)關(guān)鍵優(yōu)化方法設(shè)計(jì)了相應(yīng)的單元實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，因測量光柵相對(duì)于光柵干涉儀剛體偏轉(zhuǎn)引起的測量誤差大幅下降，同時(shí)零差圖像鎖定誤差從未優(yōu)化前的46.1mrad(3σ)下降到了6.5mrad(3σ)。以上結(jié)果均很好的驗(yàn)證了文中所提出的優(yōu)化方案的可行性，為今后的掃描干涉