基于啁啾光柵的表面等離子體超分辨光刻間隙檢測(cè)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)趨于大規(guī)模集成化，對(duì)互連線條的特征尺寸和集成密度提出了更高要求，極大地推動(dòng)著微納米加工光刻技術(shù)的不斷進(jìn)步。由于傳統(tǒng)投影光刻只有傳輸波參與成像，指數(shù)衰減的倏逝波在成像過(guò)程中丟失，導(dǎo)致其最高分辨力只有曝光波長(zhǎng)的一半。表面等離激元（Surface Plasmon，SP）具有短波長(zhǎng)傳輸以及倏逝波耦合放大等特性，從而可以突破衍射極限，實(shí)現(xiàn)超分辨成像。然而在接近式SP光刻中掩模與基片之間的間隙遠(yuǎn)小于工作波長(zhǎng)，對(duì)其進(jìn)行高精度檢測(cè)是接近

2、式光刻中急需解決的難題。本文在“超分辨光刻裝備研制”項(xiàng)目和國(guó)家自然基金的資助下，開(kāi)展基于啁啾光柵的接近式SP超分辨光刻間隙檢測(cè)技術(shù)的研究工作，深入研究了啁啾光柵的參數(shù)、法布里-珀羅效應(yīng)和圖像處理方法等因素對(duì)檢測(cè)精度的影響。實(shí)際上，這些因素與干涉產(chǎn)生的莫爾條紋頻率與相位緊密相連。因此，本論文將主要研究該技術(shù)在接近光刻中的檢測(cè)及這些因素對(duì)檢測(cè)的影響。本論文的主要研究工作：
　?。?）介紹國(guó)內(nèi)外典型的間隙檢測(cè)技術(shù)，分析其優(yōu)缺點(diǎn)的同時(shí)引出

3、光學(xué)干涉測(cè)量,提出基于啁啾光柵間隙測(cè)量方法。確定了論文的研究目標(biāo)和主要內(nèi)容。
　　（2）通過(guò)理論分析和公式推導(dǎo)，研究了啁啾光柵形成莫爾條紋的機(jī)理，以及啁啾光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)莫爾條紋的影響關(guān)系。根據(jù)接近式SP光刻中間隙測(cè)量范圍、精度和實(shí)時(shí)性等要求，對(duì)啁啾光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并給出相應(yīng)的峰值頻率和位相的提取方法。建立了間隙檢測(cè)的數(shù)理模型，針對(duì)接近式光刻中的間隙測(cè)量，采用MATLAB數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行模擬仿真，得到滿足接近式SP光刻測(cè)量

4、范圍的光柵參數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)光路角度校正光柵，保證光路按照特定的角度入射光柵，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
　?。?）根據(jù)接近式光刻精度的要求，提出一種基于傅里葉加窗添零的頻率和位相提取方法，研究了幾種常見(jiàn)窗口對(duì)頻譜泄漏抑制作用和添零對(duì)欄柵效應(yīng)的效果。
　　（4）在理論研究和數(shù)值仿真的基礎(chǔ)上，搭建接近式 SP光刻間隙實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行步進(jìn)實(shí)驗(yàn)和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：間隙測(cè)量精度可達(dá)到0.1μm；采用矯正二維光柵，使光纖激光以1