大尺寸光柵平面度與周期分散性測(cè)量技術(shù)的研究.pdf

1、光柵微結(jié)構(gòu)尺寸在微米亞微米量級(jí)、口徑達(dá)到上百毫米甚至米級(jí)的大尺寸平面光柵，在新一代光刻機(jī)等超精密加工測(cè)試裝備、慣性約束核聚變等大科學(xué)裝置和工程中應(yīng)用越來(lái)越廣，在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)軍事科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。衍射波前是平面光柵的重要性能指標(biāo)，衍射波前質(zhì)量由光柵微結(jié)構(gòu)質(zhì)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(zhì)量的決定性因素。對(duì)光柵整體的平面度和光柵周期分散性進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)具有重要研

2、究和應(yīng)用價(jià)值。
　　針對(duì)上述研究背景，本課題“大尺寸光柵平面度與周期分散性測(cè)量技術(shù)的研究”的研究目的是，以大尺寸平面光柵為研究對(duì)象，基于等厚干涉原理，分別用微米周期光柵的零級(jí)衍射光和一級(jí)衍射光與標(biāo)準(zhǔn)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(duì)波前的影響；課題對(duì)大尺寸平面光柵的平面度和周期非理想程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，力爭(zhēng)為大尺寸平面光柵的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供一種方法和手段。課題的研究的主要內(nèi)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(jí)后向衍射光與標(biāo)準(zhǔn)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(jí)后向衍射光分別與標(biāo)準(zhǔn)平板干涉，獲取光柵周期分散性與平面度的疊加信息；進(jìn)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(duì)平面度的影響；設(shè)計(jì)了光柵平面度與周期分散性的整體測(cè)量方案。
　　為了實(shí)現(xiàn)大尺寸光柵平面度與周期分散性的測(cè)量，采用子孔徑拼接方法實(shí)現(xiàn)由小尺寸子孔徑到大尺寸全孔徑的干涉測(cè)量結(jié)果拼接；研究了子孔徑拼接方法和

4、均化誤差方法；對(duì)拼接算法進(jìn)行了程序?qū)崿F(xiàn)，對(duì)通過(guò)仿真得到的干涉數(shù)據(jù)進(jìn)行了拼接，驗(yàn)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(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)平面光柵的平面度與周期分散性進(jìn)行了測(cè)量。對(duì)周期為8μm的平面光柵進(jìn)行了測(cè)量，實(shí)驗(yàn)表明在Φ100mm單個(gè)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(duì)4個(gè)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