[發明專利]一種全息光柵掃描光刻曝光量監測裝置及調整方法

有效

• 申請號: 202010640570.2
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111708258B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 宋瑩;張劉;朱楊;趙寰宇;王文華;范國偉;章家保;張帆
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 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所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

一種全息光柵掃描光刻曝光量監測裝置及調整方法，涉及全息光柵制作領域。解決現有全息光柵掃描光刻曝光量工藝參數控制性差，光柵制作效率低，且采用靜態監測方法，無法滿足使用要求等問題，監測光源發出的監測激光用于曝光量監測，電控光閘控制監控激光入射到潛像光柵上，形成監測光斑；監控激光經由潛像光柵產生一級潛像衍射光，一級潛像衍射光經過濾光片，進入光電探測器；位移速度測量系統獲取工作臺Y向位移及速度，作為對曝光量進行控制的參數；控制器控制電控光閘的打開和關閉，控制同一觸發信號同步采集位移速度測量系統和光電探測器的輸出數據。本發明可實現全息光柵掃描光刻過程中曝光量的有效監測，保證曝光量工藝參數可控性。

技術領域

本發明涉及全息光柵制作的技術領域，具體涉及一種全息光柵掃描光刻曝光量監測裝置及其調整方法。

背景技術

全息光柵掃描光刻是制作大面積全息光柵的重要方法，與傳統全息光柵一次性完成整個光柵基底面積處全部干涉條紋的記錄不同，它是利用干涉光學系統形成小尺寸的干涉圖樣，由工作臺承載光柵基底或干涉光學系統，使干涉圖樣與光柵基底產生相對運動，利用掃描拼接的方式將干涉條紋記錄在光柵基底涂覆的光刻膠中，直至完成整塊光柵基底有效面積的曝光。全息光柵掃描光刻方法在制作大面積全息光柵時，曝光系統不需要大口徑的準直透鏡或大面積的洛埃鏡，避免了光學材料獲取、光學精密加工等方面的難點，在制作大面積全息光柵時具有優勢。

曝光量是全息光柵制造工藝中需要控制的重要工藝參數之一，曝光量由干涉圖樣的強度和曝光時間決定。在傳統全息光柵曝光中，可通過制作和測試大量樣片，摸索經驗值用于后續的曝光。也可利用專利號分別為03121147.X、200810187608.4以及200810187630.9中給出的裝置和方法，利用曝光過程中形成的潛像光柵所產生的衍射光強度進行曝光量監測。由潛像光柵衍射光強隨曝光量的變化規律，可監測曝光量狀態，進而確定曝光截止點終止曝光。

但以上兩種方法均不適宜全息光柵掃描光刻，首先，掃描光刻方法曝光時間相對較長，利用樣片摸索經驗的方法，制作效率低。其次，已有的曝光監測方法是靜態方法，監測某點處潛像光柵特性變化，通過控制曝光時間調整曝光量。而掃描光刻過程中干涉圖樣與光柵基底的相對位置是動態變化的，曝光量由掃描運動速度決定，已有裝置和方法無法滿足應用。

發明內容

本發明為解決現有全息光柵掃描光刻曝光量工藝參數控制性差，光柵制作效率低，且采用靜態監測方法，無法滿足使用要求等問題，提供一種全息光柵掃描光刻曝光量監測裝置及調整方法，利用調整方法對該裝置進行調整后。由該裝置形成的監測光斑跟隨掃描光刻的干涉圖樣同步進行相對運動，監測光通過干涉圖樣掃描光刻形成的潛像光柵產生衍射光。控制工作臺掃描方向速度按照一定規律變化并記錄其變化情況，對曝光量進行調制。根據衍射光強度變化曲線實現曝光量監測，并確定全息光柵掃描光刻過程中的工作臺掃描運動的速度。

一種全息光柵掃描光刻曝光量監測裝置，包括監測光源、電控光閘、濾光片、光電探測器、基準光柵、控制器以及位移速度測量系統；

所述監測光源前端放置電控光閘，所述濾光片放置在光電探測器前，所述監測光源、電控光閘、濾光片和光電探測器均通過多維調整臺固定于掃描干涉光刻系統的光學平臺上；

所述監測光源發出的監測激光用于曝光量監測，所述電控光閘控制監控激光入射到潛像光柵上，形成監測光斑；監控激光經由潛像光柵產生一級潛像衍射光，所述一級潛像衍射光經過濾光片，進入光電探測器；位移速度測量系統獲取二維運動工作臺的Y向位移及速度，作為對曝光量進行控制的參數；

所述控制器控制電控光閘的打開和關閉，控制同一觸發信號同步采集位移速度測量系統和光電探測器的輸出數據。

一種全息光柵掃描光刻曝光量監測裝置的調整方法，該方法由以下步驟實現：