基于啁啾光柵的表面等離子體超分辨光刻間隙檢測數值模擬與實驗研究.pdf

1、隨著集成電路技術趨于大規(guī)模集成化，對互連線條的特征尺寸和集成密度提出了更高要求，極大地推動著微納米加工光刻技術的不斷進步。由于傳統(tǒng)投影光刻只有傳輸波參與成像，指數衰減的倏逝波在成像過程中丟失，導致其最高分辨力只有曝光波長的一半。表面等離激元（Surface Plasmon，SP）具有短波長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小于工作波長，對其進行高精度檢測是接近

2、式光刻中急需解決的難題。本文在“超分辨光刻裝備研制”項目和國家自然基金的資助下，開展基于啁啾光柵的接近式SP超分辨光刻間隙檢測技術的研究工作，深入研究了啁啾光柵的參數、法布里-珀羅效應和圖像處理方法等因素對檢測精度的影響。實際上，這些因素與干涉產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在接近光刻中的檢測及這些因素對檢測的影響。本論文的主要研究工作：
　?。?）介紹國內外典型的間隙檢測技術，分析其優(yōu)缺點的同時引出

3、光學干涉測量,提出基于啁啾光柵間隙測量方法。確定了論文的研究目標和主要內容。
　　（2）通過理論分析和公式推導，研究了啁啾光柵形成莫爾條紋的機理，以及啁啾光柵的結構參數對莫爾條紋的影響關系。根據接近式SP光刻中間隙測量范圍、精度和實時性等要求，對啁啾光柵的結構參數進行優(yōu)化設計，并給出相應的峰值頻率和位相的提取方法。建立了間隙檢測的數理模型，針對接近式光刻中的間隙測量，采用MATLAB數學軟件進行模擬仿真，得到滿足接近式SP光刻測量

4、范圍的光柵參數，在此基礎上設計光路角度校正光柵，保證光路按照特定的角度入射光柵，并通過實驗進行驗證。
　　（3）根據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，研究了幾種常見窗口對頻譜泄漏抑制作用和添零對欄柵效應的效果。
　　（4）在理論研究和數值仿真的基礎上，搭建接近式 SP光刻間隙實驗系統(tǒng)，進行步進實驗和重復性實驗，初步實驗結果表明：間隙測量精度可達到0.1μm；采用矯正二維光柵，使光纖激光以1