[發(fā)明專利]一種全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010640565.1
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111708257B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋瑩;張劉;劉玉娟;朱楊;王文華;范國偉;章家保;張帆
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

1.一種全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測及控制方法，包括配備一套全息光柵掃描光刻系統(tǒng)和裝調(diào)后的全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測裝置；所述全息光柵掃描光刻系統(tǒng)用于全息光柵掃描拼接曝光，裝調(diào)后的全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測裝置用于對曝光量監(jiān)測；其特征是：所述全息光柵掃描光刻系統(tǒng)，包括光學(xué)平臺(8)、光源激光(9)、干涉光學(xué)系統(tǒng)(10)、光柵基底(13)和二維工作臺(14)；所述干涉光學(xué)系統(tǒng)(10)布置于光學(xué)平臺(8)上，光學(xué)平臺(8)下方是二維運(yùn)動工作臺(14)，所述二維運(yùn)動工作臺(14)用于承載涂覆有光刻膠的光柵基底(13)，進(jìn)行步進(jìn)掃描運(yùn)動，其中X軸方向?yàn)椴竭M(jìn)運(yùn)動方向，Y軸方向?yàn)閽呙柽\(yùn)動方向；

該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、全息光柵掃描光刻系統(tǒng)中的光源激光(9)經(jīng)過干涉光學(xué)系統(tǒng)(10)后產(chǎn)生第一相干光束(11)和第二相干光束(12)，所述第一相干光束(11)與第二相干光束(12)在光柵基底(13)的高度處完全重疊，形成干涉圖樣(15)；

裝調(diào)后的全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測裝置的電控光閘(2)打開后，監(jiān)測光源(1)出射監(jiān)測激光(17)，所述監(jiān)測激光(17)在光柵基底(13)的高度處形成監(jiān)測光斑(16)；所述監(jiān)測光斑(16)中心與干涉圖樣(15)中心具有相同的X軸方向坐標(biāo)，監(jiān)測光斑(16)與干涉圖樣(15)沿Y軸方向不重疊；

調(diào)整二維運(yùn)動工作臺(14)，使干涉圖樣(15)位于曝光初始位置；所述干涉圖樣(15)及監(jiān)測光斑(16)均位于光柵基底(13)有效范圍外，關(guān)閉電控光閘(2)；

步驟二、采用裝調(diào)后的全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測裝置進(jìn)行曝光量監(jiān)測的預(yù)曝光，確定所述全息光柵掃描光刻系統(tǒng)在光刻過程中二維運(yùn)動工作臺(14)掃描運(yùn)動速度；具體過程為：

步驟二一、所述全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測裝置中的控制器(6)控制電控光閘(2)打開，二維運(yùn)動工作臺(14)沿Y軸方向開始掃描運(yùn)動，當(dāng)干涉圖樣(15)進(jìn)入光柵基底(13)范圍內(nèi)時，干涉圖樣(15)對光柵基底(13)的光刻膠曝光形成潛像光柵(19)；當(dāng)所述監(jiān)測光斑(16)進(jìn)入干涉圖樣(15)所形成的潛像光柵(19)后，所述潛像光柵(19)衍射的一級潛像衍射光(20)經(jīng)過濾光片(3)進(jìn)入光電探測器(4)；

步驟二二、所述控制器(6)同步采集所述全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測裝置中的位移速度測量系統(tǒng)(7)輸出的所述二維運(yùn)動工作臺(14)沿Y軸方向位移、速度及光電探測器(4)輸出的一級潛像衍射光(20)強(qiáng)度變化的衍射光強(qiáng)監(jiān)測信號；Y軸方向掃描運(yùn)動速度決定了曝光量；通過衍射光強(qiáng)監(jiān)測信號與二維運(yùn)動工作臺(14)沿Y軸方向速度的變化關(guān)系，確定最優(yōu)的掃描運(yùn)動速度，實(shí)現(xiàn)對曝光量進(jìn)行優(yōu)化控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測及控制方法，其特征在于：還包括根據(jù)步驟二確定的二維運(yùn)動工作臺(14)最優(yōu)的掃描運(yùn)動速度v_g，進(jìn)行全息光柵掃描光刻的步驟；

關(guān)閉全息光柵掃描光刻曝光量監(jiān)測裝置，設(shè)定全息光柵掃描光刻系統(tǒng)為光刻模式，將最優(yōu)的掃描運(yùn)動速度v_g作為整個光柵基底面積處的掃描光刻的掃描方向速度；掃描運(yùn)動加減速段均在光柵基底(13)之外，當(dāng)干涉圖樣(15)進(jìn)入光柵基底(13)后，以最優(yōu)的掃描運(yùn)動速度v_g保持勻速直線運(yùn)動，使干涉圖樣(15)掃描曝光形成潛像光柵(19)具有相同的優(yōu)化截止曝光時間t_g；二維運(yùn)動工作臺(14)不斷步進(jìn)掃描，直至完成整塊光柵基底(13)的曝光。