大尺寸光柵平面度與周期分散性測量技術的研究.pdf

1、光柵微結構尺寸在微米亞微米量級、口徑達到上百毫米甚至米級的大尺寸平面光柵，在新一代光刻機等超精密加工測試裝備、慣性約束核聚變等大科學裝置和工程中應用越來越廣，在當代科學技術和先進軍事科學技術領域起著至關重要的作用。衍射波前是平面光柵的重要性能指標，衍射波前質量由光柵微結構質量決定，其中光柵整體的平面度，以及光柵周期的分散性是造成衍射波前畸變的主要原因，是衍射波前質量的決定性因素。對光柵整體的平面度和光柵周期分散性進行測量和評價具有重要研

2、究和應用價值。
　　針對上述研究背景，本課題“大尺寸光柵平面度與周期分散性測量技術的研究”的研究目的是，以大尺寸平面光柵為研究對象，基于等厚干涉原理，分別用微米周期光柵的零級衍射光和一級衍射光與標準平板干涉，從波前畸變角度，研究光柵整體平面度和光柵周期非理想程度對波前的影響；課題對大尺寸平面光柵的平面度和周期非理想程度進行評價，力爭為大尺寸平面光柵的質量評價提供一種方法和手段。課題的研究的主要內容如下：
　　首先從等厚干涉基

3、本原理出發(fā)，用微米周期平面光柵的零級后向衍射光與標準平板干涉，獲取光柵整體平面度信息；用微米周期平面光柵的±1級后向衍射光分別與標準平板干涉，獲取光柵周期分散性與平面度的疊加信息；進而解算光柵周期分散性信息；仿真分析了典型非理想面型對平面度的影響；設計了光柵平面度與周期分散性的整體測量方案。
　　為了實現大尺寸光柵平面度與周期分散性的測量，采用子孔徑拼接方法實現由小尺寸子孔徑到大尺寸全孔徑的干涉測量結果拼接；研究了子孔徑拼接方法和

4、均化誤差方法；對拼接算法進行了程序實現，對通過仿真得到的干涉數據進行了拼接，驗證了程序的正確性和有效性。
　　搭建了大尺寸光柵平面度與周期分散性測量實驗平臺，對平面光柵的平面度與周期分散性進行了測量。對周期為8μm的平面光柵進行了測量，實驗表明在Φ100mm單個孔徑條件下，局部平面度PV值為76.6nm，X向周期分散性PV值為533.1nm；對4個子孔徑拼接，獲得100mm×100mm平面光柵的整體平面度PV值為117.1nm，X