[發(fā)明專利]一種光場(chǎng)調(diào)控光刻中的渦旋光剪切干涉調(diào)焦方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710944259.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107908076B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁宜勇;李雄風(fēng);詹世超;朱蓓蓓;墨洪磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開(kāi)了一種光場(chǎng)調(diào)控光刻中的渦旋光剪切干涉調(diào)焦方法，它利用渦旋光的光場(chǎng)特性實(shí)現(xiàn)約束曝光，利用渦旋光的干涉特性實(shí)現(xiàn)調(diào)焦。從基片表面反射并經(jīng)物鏡透射的渦旋光束，在光學(xué)平行平板上進(jìn)行剪切干涉。干涉圖案當(dāng)準(zhǔn)焦時(shí)呈現(xiàn)對(duì)稱性，當(dāng)離焦時(shí)為非對(duì)稱分叉圖案，并且在正負(fù)離焦?fàn)顟B(tài)下其分叉圖案正好相反，利用圖案可實(shí)現(xiàn)調(diào)焦檢測(cè)。本發(fā)明的調(diào)焦方法簡(jiǎn)單緊湊，渦旋光束一物兩用，干涉調(diào)焦檢測(cè)有很高的靈敏度，且干涉圖案不受光源穩(wěn)定性和光斑均勻性等影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超分辨激光光刻中的調(diào)焦方法，具體地說(shuō)，涉及一種在光場(chǎng)調(diào)控超分辨光刻中將調(diào)控用渦旋光同時(shí)用于剪切干涉調(diào)焦的方法。

背景技術(shù)

光場(chǎng)調(diào)控光刻是一種新穎的超分辨微細(xì)線條加工手段，其利用約束光如渦旋光來(lái)約束寫(xiě)入光束，使光刻線寬遠(yuǎn)小于單獨(dú)寫(xiě)入光束作用時(shí)所能達(dá)到的衍射極限。為了達(dá)到更細(xì)的線條，光刻系統(tǒng)通常會(huì)采用大數(shù)值孔徑物鏡，這使光刻系統(tǒng)的焦深急劇減小，因此需要高靈敏度的調(diào)焦單元，并盡可能簡(jiǎn)單高效。

在基于渦旋光的光場(chǎng)調(diào)控超分辨光刻中，渦旋光的功能僅僅是對(duì)寫(xiě)入光束的光場(chǎng)進(jìn)行約束，達(dá)到超分辨光刻的效果。目前尚未有利用渦旋光的平板剪切干涉圖案進(jìn)行光場(chǎng)調(diào)控超分辨光刻系統(tǒng)調(diào)焦的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光場(chǎng)調(diào)控光刻中的渦旋光剪切干涉調(diào)焦方法。本發(fā)明將該渦旋光同時(shí)用于調(diào)焦，在渦旋光的反射光路上設(shè)置光學(xué)平行平板，利用渦旋光的剪切干涉圖案，提取離焦信息，達(dá)到高靈敏度調(diào)焦目的。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種光場(chǎng)調(diào)控光刻中的渦旋光剪切干涉調(diào)焦方法，該方法包括如下步驟：

(1)寫(xiě)入光束和渦旋光束經(jīng)合束器合束后，依次經(jīng)分束器和物鏡，入射到基片。

(2)渦旋光束經(jīng)基片反射后，經(jīng)物鏡透射，分束器反射，入射到光學(xué)平行平板上，并在其表面產(chǎn)生剪切干涉，然后在面陣探測(cè)器上形成干涉圖案。

(3)若干涉圖案呈現(xiàn)成對(duì)的分叉條紋且左支分叉開(kāi)口向上、右支分叉開(kāi)口向下時(shí)，減小基片和物鏡之間的距離；若干涉圖案呈現(xiàn)成對(duì)的分叉條紋且左支分叉開(kāi)口向下、右支分叉開(kāi)口向上時(shí)，增大基片和物鏡之間的距離；若干涉圖案呈現(xiàn)完全對(duì)稱的雙月形圖案，表明基片的表面位于物鏡的焦點(diǎn)處，實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)調(diào)控光刻中的渦旋光剪切干涉調(diào)焦。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明無(wú)需設(shè)置額外的調(diào)焦光源，巧妙地將渦旋光一物兩用，簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)。它利用渦旋光的光場(chǎng)特性實(shí)現(xiàn)約束曝光，利用渦旋光的干涉特性實(shí)現(xiàn)調(diào)焦。

2.本發(fā)明基于干涉調(diào)焦，有更高的離焦檢測(cè)靈敏度，有利于超分辨光刻背景下的小焦深調(diào)焦檢測(cè)。同時(shí)相比基于能量的檢測(cè)法，干涉檢測(cè)對(duì)光強(qiáng)波動(dòng)、光斑不均勻等不敏感。

3.本發(fā)明利用的是渦旋光基于平行平板的剪切干涉，其干涉圖案形狀不受平行平板姿態(tài)影響。而通常的平面波剪切干涉基于楔形平板，其干涉圖案受楔形平板姿態(tài)影響，即如果用于調(diào)焦則需要事先精確標(biāo)定。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是負(fù)離焦干涉圖樣；

圖3是準(zhǔn)焦干涉圖樣；

圖4是正離焦干涉圖樣；

圖中：1.基片，2.物鏡，3.分束器，4.渦旋光束，5.合束器，6.寫(xiě)入光束，7.面陣探測(cè)器，8.光學(xué)平行平板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明光場(chǎng)調(diào)控光刻中的渦旋光剪切干涉調(diào)焦方法包括如下步驟：