扫描干涉曝光系统中双频激光干涉测量误差建模与分析

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作者 王新宇 李文昊 +4 位作者 王玮 刘兆武 姜珊 周文渊 巴音贺希格 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期224-236,共13页

扫描干涉场曝光技术(SBIL)是制作单体大面积高精度光栅的有效途径,采用双频激光干涉仪反馈工作台位置进行干涉条纹的精确拼接,会不可避免地引入光栅刻线误差,导致光栅衍射波前质量降低。针对工作台的位移测量误差,分析了激光干涉仪自身... 扫描干涉场曝光技术(SBIL)是制作单体大面积高精度光栅的有效途径,采用双频激光干涉仪反馈工作台位置进行干涉条纹的精确拼接,会不可避免地引入光栅刻线误差,导致光栅衍射波前质量降低。针对工作台的位移测量误差,分析了激光干涉仪自身结构因素引起的本征误差,提出了复杂环境下激光干涉仪本征误差的指标评价方法。建立了实际工况与经验公式相结合的死程误差和测量光程变化误差理论模型。通过构建平移和旋转算子,推导了工作台任意点旋转和平移之间的耦合关系,模拟了不同工作台姿态滚转角下的测量误差。进行了位移误差实验和光栅扫描曝光实验。实验结果表明,位移误差与理论计算结果一致,制作200 mm×200 mm光栅的衍射波前为0.278λ@632.8 nm。本文分析方法贯通了光栅衍射波前与测量误差的传递链路,为制作米级尺寸纳米精度全息光栅奠定了理论和实验基础。 展开更多

关键词 扫描干涉场曝光系统 衍射波前 工作台位移测量 双频激光干涉仪 误差分析

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反射式全息光刻系统的对比度分析

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作者 赵家琦 胡飞 +2 位作者 郭登极 张贤鹏 王序进 《激光技术》 北大核心 2025年第4期532-538,共7页

全息光刻作为一种高效率的微纳加工方法,在3维微纳结构制造领域引起了广泛的研究兴趣。为了分析3维微纳结构的形貌演变并研究曝光系统设计对所制备结构的影响,基于全息光刻原理,建立了光刻胶内的3维曝光剂量模型,并进一步建立了3维微纳... 全息光刻作为一种高效率的微纳加工方法,在3维微纳结构制造领域引起了广泛的研究兴趣。为了分析3维微纳结构的形貌演变并研究曝光系统设计对所制备结构的影响,基于全息光刻原理,建立了光刻胶内的3维曝光剂量模型,并进一步建立了3维微纳结构的形貌演化模型;基于上述数值模型进行了理论分析,探索了光源偏振、曝光基底反射、入射光相位漂移等关键因素对曝光场对比度的影响。结果表明,在经典反射式全息光刻系统中,横向电波-横向电波(TETE)偏振入射光在不同入射角下表现出高对比度(0.95以上),明显优于其它偏振组合;曝光基底反射率对基底法线方向对比度具有重要影响并且二者正相关;大幅值低频相位漂移的入射光将导致曝光场对比度明显下降,因此曝光系统应主动控制环境和系统自身扰动,以获得高对比度的曝光场。该研究为反射式全息光刻系统的参数优化设计提供了参考。 展开更多

关键词 光学制造 全息光刻 光束干涉 微纳结构 对比度

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四激光束干涉光刻制造纳米级孔阵的理论分析 被引量：13

3

作者 张锦 冯伯儒 郭永康 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期398-401,共4页

为提供一个在大范围内曝光出深亚微米甚至纳米级周期性密集图形的廉价的方法 ,研究了四激光束干涉光刻的原理 ,分析了干涉曝光的结果 ,并进行了计算机模拟 用现有的光源 ,如4 4 2nm、365nm、2 4 8nm、193nm激光 ,曝光得到的图形的临界... 为提供一个在大范围内曝光出深亚微米甚至纳米级周期性密集图形的廉价的方法 ,研究了四激光束干涉光刻的原理 ,分析了干涉曝光的结果 ,并进行了计算机模拟 用现有的光源 ,如4 4 2nm、365nm、2 4 8nm、193nm激光 ,曝光得到的图形的临界尺寸容易做到 180～ 70nm 具有实际上无限制的焦深和容易实现的大视场 适合硅基CCDs。 展开更多

关键词 纳米级孔阵 四激光束干涉光刻 微细加工光学技术 干涉曝光 计算机模拟 半导体制造业

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超精密外差利特罗式光栅干涉仪位移测量系统 被引量：19

4

作者 王磊杰 张鸣 +2 位作者 朱煜 鲁森 杨开明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2975-2985,共11页

开展了扫描干涉光刻机工作台超精密位移测量的实验研究,以提高扫描干涉光刻机的环境鲁棒性。针对扫描干涉光刻机工作台位移测量精度,提出了新型高环境鲁棒性外差利特罗式光栅干涉仪测量系统。介绍了系统测量原理,设计了测量系统,提出了... 开展了扫描干涉光刻机工作台超精密位移测量的实验研究,以提高扫描干涉光刻机的环境鲁棒性。针对扫描干涉光刻机工作台位移测量精度,提出了新型高环境鲁棒性外差利特罗式光栅干涉仪测量系统。介绍了系统测量原理,设计了测量系统,提出了基于Elden公式的系统死程误差建模方法。设计制造了尺寸仅为48mm×48mm×18mm的光栅干涉仪。基于误差模型计算了死程误差,计算结果表明:对于1.52mm死程的光栅干涉仪,宽松的环境波动指标(温度波动为0.01℃、压力梯度为±7.5Pa、相对湿度波动为1.5%、CO2含量波动为±50×10-6)仅引起±0.05nm的死程误差。最后,设计了基于商用双频激光平面镜干涉仪的测量比对系统,开展了光栅干涉仪原理验证实验和测并量稳定性实验。原理验证实验表明:光栅干涉仪原理正确且系统分辨率达0.41nm。测量稳定性实验表明:常规实验室环境下,环境波动引起的死程误差为7.59nm(3σ)@<0.9Hz&1~10Hz,优于同等环境条件下平面镜干涉仪的31.11nm(3σ)@<0.9Hz&1~10Hz。实验结果显示系统具有很高的环境鲁棒性。 展开更多

关键词 扫描干涉光刻 位移测量 光栅干涉仪 外差干涉仪 环境鲁棒性

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激光干涉光刻法制作100nm掩模 被引量：8

5

作者 陈欣 赵青 +2 位作者 方亮 王长涛 罗先刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期806-810,共5页

介绍了一种利用激光干涉光刻技术得到特征图形,并通过离子束刻蚀将图形转移到铬层上,从而获得掩模的方法。针对掩模透光率以及对干涉图形对比度可能产生影响的两个参数分别进行了数值仿真,从而证明此方法的可行性和参数的优化选择。自... 介绍了一种利用激光干涉光刻技术得到特征图形,并通过离子束刻蚀将图形转移到铬层上,从而获得掩模的方法。针对掩模透光率以及对干涉图形对比度可能产生影响的两个参数分别进行了数值仿真,从而证明此方法的可行性和参数的优化选择。自搭干涉光刻实验系统,用257 nm的激光光源实现光刻,得到特征尺寸为100 nm的图形,再经过离子束刻蚀,最终得到周期200 nm、线宽100 nm的掩模。 展开更多

关键词 激光干涉光刻 离子束刻蚀 纳米光刻 微纳结构制造

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多光束激光干涉光刻图样 被引量：5

6

作者 张伟 刘维萍 +2 位作者 顾小勇 谈春雷 彭长四 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3157-3162,共6页

利用电磁理论,研究了多光束激光干涉图样的产生原理,结合计算机数值模拟和相关实验结果,分析了干涉图样的影响因素。研究结果表明:多光束激光干涉图样可以看成是多组余弦分布的平行线条纹的叠加;相干光束的偏振方向、入射方向、光束间... 利用电磁理论,研究了多光束激光干涉图样的产生原理,结合计算机数值模拟和相关实验结果,分析了干涉图样的影响因素。研究结果表明:多光束激光干涉图样可以看成是多组余弦分布的平行线条纹的叠加;相干光束的偏振方向、入射方向、光束间相位差是干涉图样的重要影响因素,改变这些因素,余弦分布的平行线条纹的振幅、位置、周期和方向发生变化,图样也随之变化。 展开更多

关键词 微纳结构 纳米制造 激光干涉光刻 激光干涉图样

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自溯源光栅标准物质及其应用 被引量：8

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作者 邓晓 李同保 程鑫彬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期2608-2625,共18页

纳米计量技术是纳米尺度上的精密测量技术,是先进纳米制造技术的基础。其中,溯源性是纳米计量的基础问题,而研制纳米计量标准物质是实现纳米测量溯源性传递、保证纳米几何量值测试的统一性和准确性的关键环节。为适应纳米计量扁平化量... 纳米计量技术是纳米尺度上的精密测量技术,是先进纳米制造技术的基础。其中,溯源性是纳米计量的基础问题,而研制纳米计量标准物质是实现纳米测量溯源性传递、保证纳米几何量值测试的统一性和准确性的关键环节。为适应纳米计量扁平化量值传递溯源的要求,基于铬跃迁频率,采用原子光刻技术和软X射线干涉技术制备了1D 212.8 nm,2D 212.8 nm,1D 106.4 nm 3种自溯源光栅标准物质;在多层膜沉积技术研制硅纳米线宽结构的基础上,探索了基于硅晶格常数的硅纳米线宽自溯源型测量方法。在应用领域,开展了自溯源光栅对扫描探针显微镜、扫描电子显微镜等高精密测量仪器的校准研究。研究结果表明,自溯源型标准物质及其测量方法缩短了精密仪器和加工技术过程中的纳米长度计量溯源链,是先进纳米制造和新一代信息技术的有力支撑。 展开更多

关键词 纳米科技 纳米计量 自溯源标准物质 原子光刻技术 软X射线干涉光刻技术 多层膜沉积技术

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干涉条纹相位锁定系统 被引量：4

8

作者 鲁森 杨开明 +2 位作者 朱煜 王磊杰 张鸣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-7,共7页

干涉曝光系统中干涉条纹的相位漂移会导致曝光对比度降低,为了有效抑制相位漂移,利用声光调制器对干涉光频率进行实时调制。分析了条纹漂移的特点,指出了主要干扰源是0~5 Hz的空气扰动。应用数值分析法得到了条纹漂移量与曝光对比度的... 干涉曝光系统中干涉条纹的相位漂移会导致曝光对比度降低,为了有效抑制相位漂移,利用声光调制器对干涉光频率进行实时调制。分析了条纹漂移的特点,指出了主要干扰源是0~5 Hz的空气扰动。应用数值分析法得到了条纹漂移量与曝光对比度的关系曲线,并以此为依据提出了条纹锁定精度的目标值。针对所要达到的锁定精度,给出了系统硬件的选型方法,搭建了基于RTX的干涉条纹相位锁定系统。利用闭环辨识的方法得到了系统的参数模型,完成了反馈控制器的设计,最终实现了实时锁定条纹相位的功能。实验结果表明,在400Hz的控制频率下,干涉锁定系统能够有效抑制0~5Hz的低频扰动,干涉条纹相位漂移的3σ值可以控制在±0.04个条纹周期内,满足干涉光刻的曝光对比度要求。 展开更多

关键词 干涉曝光 相位锁定 曝光对比度 声光调制器 RTX

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湿法和溶脱法的亚微米ZnO:Al光栅制备 被引量：5

9

作者 刘仁臣 吴永刚 +3 位作者 夏子奂 王振华 唐平林 梁钊铭 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2613-2617,共5页

以激光干涉法得到的光刻胶图案为掩模,采用湿法刻蚀和溶脱-剥离法制备了具有良好减反射特性的亚微米掺铝氧化锌(ZnO:Al,AZO)光栅。表面形貌特征和反射光谱测试结果表明,湿法刻蚀较溶脱-剥离法得到的AZO光栅表面更为粗糙,两者均方根粗糙... 以激光干涉法得到的光刻胶图案为掩模,采用湿法刻蚀和溶脱-剥离法制备了具有良好减反射特性的亚微米掺铝氧化锌(ZnO:Al,AZO)光栅。表面形貌特征和反射光谱测试结果表明,湿法刻蚀较溶脱-剥离法得到的AZO光栅表面更为粗糙,两者均方根粗糙度分别为25.4,7.6nm。在400～900nm波段,两种方法制备的周期和高度相同的光栅,平均总反射率分别由AZO薄膜的12.5%下降到8.3%和10.2%。两者的平均镜面反射率分别为6.2%和6.6%,平均漫反射率分别为2.1%和3.6%。湿法刻蚀得到的表面较为粗糙AZO光栅的漫反射明显减弱,从而导致总的减反特性优于溶脱-剥离法得到的表面起伏相对较小的AZO光栅。 展开更多

关键词 亚微米光栅 掺铝氧化锌 激光干涉法 湿法刻蚀 溶脱-剥离法

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双光束双曝光与四光束单曝光干涉光刻方法的比较 被引量：4

10

作者 张锦 冯伯儒 郭永康 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期21-24,62,共5页

双光束双曝光和四光束单曝光是无掩模激光干涉光刻的两种典型方法,都容易利用现有光刻工艺,在不需掩模和高精度光刻物镜的情况下,用简单廉价光学系统在大视场和深曝光场内形成孔阵、点阵或锥阵等周期性图形。双光束双曝光法得到的阵列... 双光束双曝光和四光束单曝光是无掩模激光干涉光刻的两种典型方法,都容易利用现有光刻工艺,在不需掩模和高精度光刻物镜的情况下,用简单廉价光学系统在大视场和深曝光场内形成孔阵、点阵或锥阵等周期性图形。双光束双曝光法得到的阵列图形周期极限为λ/2;四光束单曝光的周期略大,为前者的2倍。模拟和实验结果表明,通过控制曝光和显影工艺,双光束双曝光较四光束单曝光能更灵活地得到孔阵或点阵,而四光束单曝光得到的图形孔与孔之间没有鞍点,较双光束双曝光形成的孔侧壁更陡。这两种方法在需要在大面积范围内形成孔或点这类周期阵列图形的微电子和光电子器件的制造领域有很好的应用前景。 展开更多

关键词 干涉光刻 无掩模 双光束双曝光 四光束单曝光

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支持亚波长结构光刻的紫外干涉光学头 被引量：2

11

作者 浦东林 魏国军 +1 位作者 张恒 陈林森 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2166-2170,共5页

设计了351 nm紫外光条件下支持亚波长结构干涉光刻的光学透镜组,数值孔径达到0.46,支持双光束最大干涉角度55°,该光学头理论上能光刻的最小结构周期为400 nm。研制了采用熔石英位相光栅作为分束元件的干涉光学头,在351 nm波长下,... 设计了351 nm紫外光条件下支持亚波长结构干涉光刻的光学透镜组,数值孔径达到0.46,支持双光束最大干涉角度55°,该光学头理论上能光刻的最小结构周期为400 nm。研制了采用熔石英位相光栅作为分束元件的干涉光学头,在351 nm波长下,光刻了周期为450 nm的点阵结构,得到了尺寸约200 nm的凸点结构,实验结果表明,该光学头具有支持亚波长周期结构光刻的功能,是一种亚波长结构器件制造的重要技术手段。 展开更多

关键词 亚波长光学 干涉光学头 紫外光刻

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单体大尺寸高精度全息光栅制造技术综述 被引量：6

12

作者 王磊杰 张鸣 朱煜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1759-1768,共10页

单体大尺寸高精度全息平面光栅是高端浸没式光刻机、惯性约束核聚变等高端装备和重大工程的核心器件,制造难度极高。本文综述了单体大尺寸高精度全息平面光栅的主要制造技术,介绍了基于单次大尺寸干涉光刻技术和干涉光刻步进拼接技术的... 单体大尺寸高精度全息平面光栅是高端浸没式光刻机、惯性约束核聚变等高端装备和重大工程的核心器件,制造难度极高。本文综述了单体大尺寸高精度全息平面光栅的主要制造技术,介绍了基于单次大尺寸干涉光刻技术和干涉光刻步进拼接技术的单体大尺寸高精度全息平面光栅制造技术的研究进展以及存在的问题,并着重对基于扫描干涉光刻技术的单体大尺寸高精度全息光栅制造技术的研究进展进行论述。最后,总结了大尺寸高精度平面光栅制造技术——扫描干涉光刻技术的发展趋势。 展开更多

关键词 全息平面光栅 扫描干涉光刻 条纹锁定 栅距/方向/相位控制

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基于闪耀光栅图形化实现高分辨率干涉光刻 被引量：3

13

作者 胡进 董晓轩 +2 位作者 浦东林 申溯 陈林森 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3335-3342,共8页

为提高图形化干涉光刻质量,提出了基于闪耀光栅的图形化干涉光刻(PIIL)系统,并对该系统所采用的光学原理和实现方法进行了研究。首先,分析了图形化干涉光刻系统的光场特性,阐述了其分辨率提升的原理。讨论了光学系统带宽和图案分布对光... 为提高图形化干涉光刻质量,提出了基于闪耀光栅的图形化干涉光刻(PIIL)系统,并对该系统所采用的光学原理和实现方法进行了研究。首先,分析了图形化干涉光刻系统的光场特性,阐述了其分辨率提升的原理。讨论了光学系统带宽和图案分布对光刻图形质量的影响,给出了图形质量控制的工艺方法。其次,提出了一种新型的图形化干涉光刻方法,该方法采用闪耀光栅作为衍射分光器件,实现了位相和振幅的一体化调制。采用数值计算方法模拟了闪耀光栅的衍射特性和像面光场分布,讨论了闪耀光栅的优化设计方法,获得了高达92.3%的±1级衍射效率。最后,基于数字微镜器件(DMD)和微缩成像光路设计开发了图形化干涉光刻系统,实验获得了像素化的点阵图形和质量明显改善的光刻图像,验证了该方法对任意图形的适用性。 展开更多

关键词 图形化干涉光刻 傅里叶光学 衍射效率 激光直写 数字微镜器件

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扫描干涉光刻机的超精密移相锁定系统 被引量：5

14

作者 王磊杰 张鸣 +2 位作者 朱煜 鲁森 杨开明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1765-1773,共9页

扫描干涉光刻机移相锁定是实现大面积高精度全息光栅曝光拼接的关键之一。为了实现大面积高精度全息光栅高精度曝光拼接,针对扫描干涉光刻机步进扫描拼接轨迹,重点开展了移相锁定系统的研究。在零差移频式相位锁定分系统和外差利特罗式... 扫描干涉光刻机移相锁定是实现大面积高精度全息光栅曝光拼接的关键之一。为了实现大面积高精度全息光栅高精度曝光拼接,针对扫描干涉光刻机步进扫描拼接轨迹,重点开展了移相锁定系统的研究。在零差移频式相位锁定分系统和外差利特罗式光栅位移测量干涉仪的基础上,阐述了扫描干涉光刻机的新型移相锁定系统原理。针对新型的移相锁定系统原理,构建了移相锁定控制系统实验装置。最后,基于移相锁定控制实验装置,针对移相锁定定位性能,开展了移相锁定定位控制实验以及影响控制精度的因素分析,实现了±3.27 nm(3σ,Λ=251 nm)的定位控制精度;针对移相跟踪控制性能,在移相跟踪控制精度实验分析的基础上,利用陷阱滤波&PID控制实现了±4.17 nm(3σ,Λ=251 nm)的跟踪控制精度。 展开更多

关键词 扫描干涉光刻 零差移频式相位锁定 外差利特罗光栅干涉仪 移相锁定控制 陷阱滤波

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制作光纤光栅的相移掩模-双光束干涉曝光方法 被引量：1

15

作者 冯伯儒 张锦 +1 位作者 宗德蓉 蒋世磊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期5-7,共3页

介绍将无铬相移掩模技术和双光束干涉曝光技术用于制作纳米级图形光纤光栅的基本原 理和实验系统设计。提出一种用可移动反射镜使写入光束扫描固定在一起的相移掩模和光纤组合体制作光纤光栅的方法,既便于系统调整,增强曝光能量,又可方... 介绍将无铬相移掩模技术和双光束干涉曝光技术用于制作纳米级图形光纤光栅的基本原 理和实验系统设计。提出一种用可移动反射镜使写入光束扫描固定在一起的相移掩模和光纤组合体制作光纤光栅的方法,既便于系统调整,增强曝光能量,又可方便制作高分辨力、长尺寸光纤光栅,无论是周期光栅,还是非周期光栅。 展开更多

关键词 光纤光栅 相移掩模 双曝光技术 干涉光刻 PSM 微光刻技术

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可见光波段亚波长防伪光栅的实验研究 被引量：4

16

作者 陈永利 赵达尊 +2 位作者 张静方 朱军 王晓利 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期139-142,共4页

研究可见光波段亚波长防伪光栅的制做.给出了用2θ夹角一次光刻、2θ夹角摆动δ角两次光刻和2θ夹角旋转β角两次光刻等干涉光刻工艺设计和构建可见光波段亚波长光栅微结构的基本原理.优化设计的干板表面曝光量分布函数可用于构建特定... 研究可见光波段亚波长防伪光栅的制做.给出了用2θ夹角一次光刻、2θ夹角摆动δ角两次光刻和2θ夹角旋转β角两次光刻等干涉光刻工艺设计和构建可见光波段亚波长光栅微结构的基本原理.优化设计的干板表面曝光量分布函数可用于构建特定面形分布的光栅微结构.制作了可见光波段的1维和2维亚波长光栅微结构,给出了其SEM和AFM实验数据和理论分析图形,检验了微结构的彩色防伪光变效果.实验结果表明:该干涉光刻工艺能够构建出表面光滑、深度较大的复杂光栅微结构,并能展现出一定的彩色光变效果. 展开更多

关键词 亚波长光栅微结构 防伪光变图像 高频光栅构建 干涉光刻

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恒光强扫描干涉光刻条纹锁定系统设计 被引量：1

17

作者 王磊杰 罗伟文 +1 位作者 张鸣 朱煜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期938-947,共10页

为提高扫描干涉光刻机的加工效率和加工精度、扩大加工范围、降低维护成本,提出了一种可实现干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统方案,并着重介绍了最为关键的恒光强干涉条纹相位锁定系统的设计。首先,介绍... 为提高扫描干涉光刻机的加工效率和加工精度、扩大加工范围、降低维护成本,提出了一种可实现干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统方案,并着重介绍了最为关键的恒光强干涉条纹相位锁定系统的设计。首先,介绍了扫描干涉光刻中干涉条纹周期、方向和相位同步实时调节控制的扫描干涉光刻机系统原理方案,并设计实现了恒光强外差声光移频式干涉条纹相位锁定控制系统。然后,分析了控制系统理论模型,对系统实际模型进行辨识和高阶线性拟合,并设计了系统控制器。最后,在该控制器的基础上开展了调试和条纹锁定控制。实验结果显示,开启条纹锁定控制后,100 Hz以下的低频扰动成分受到明显抑制,干涉图形相位锁定的残余误差为0.0693 rad(3σ),即相位变化小于±0.01个干涉条纹周期;光束偏移调控误差达到100μm时,干涉条纹锁定性能仍能保持稳定。该系统不仅可实现不同干涉姿态下干涉条纹的高精度锁定,还具有较大的光束调控误差裕度,满足干涉条纹周期、方向和相位同步实时控制的扫描干涉光刻机的需求。 展开更多

关键词 扫描干涉光刻 条纹锁定 外差相位测量干涉仪

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X射线干涉光刻光束线偏转镜系统的设计与测试 被引量：1

18

作者 龚学鹏 卢启鹏 彭忠琦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2142-2150,共9页

介绍了上海光源X射线干涉光刻(XIL)光束线的基本情况。为实现光束线的光束偏转和光路切换,完成了其偏转镜系统的研制。分析了偏转镜系统的功能,设计了偏转镜的调节机构、切换机构和冷却结构。论述了调节机构的关键运动,即镜箱外直线运... 介绍了上海光源X射线干涉光刻(XIL)光束线的基本情况。为实现光束线的光束偏转和光路切换,完成了其偏转镜系统的研制。分析了偏转镜系统的功能,设计了偏转镜的调节机构、切换机构和冷却结构。论述了调节机构的关键运动,即镜箱外直线运动转化为超高真空内旋转运动的实现过程;讨论了切换机构重复精度与承载能力之间的关系,并完成了精密丝杆的校核。采用镜子支撑方式和冷却方式集成的方案设计了冷却结构,并通过数值模拟分析了冷却结构和冷却效果。模拟结果表明镜子子午面形误差和弧矢面形误差分别约为6.5rad和7rad。应用激光干涉仪和光电自准直仪对调节机构和切换机构进行了测试,结果表明:调节机构的线性分辨力可达0.2μm,切换机构的重复精度满足设计要求。 展开更多

关键词 上海同步辐射光源 X射线干涉光刻 偏转镜 结构设计 精度测试

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X射线干涉光刻光束线关键光学元件热-结构耦合分析 被引量：1

19

作者 龚学鹏 卢启鹏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2347-2354,共8页

为了保证上海光源X射线干涉光刻光束线的稳定性,减小热变形对实验结果的影响,对X射线干涉光刻光束线的3个关键光学元件——偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝进行热-结构耦合分析。首先,计算偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝所承载的功率密度;... 为了保证上海光源X射线干涉光刻光束线的稳定性,减小热变形对实验结果的影响,对X射线干涉光刻光束线的3个关键光学元件——偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝进行热-结构耦合分析。首先,计算偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝所承载的功率密度;然后,建立其有限元模型;最后,获得光学元件的温度场和热变形的结果。结果表明,偏转镜和聚焦镜采用间接水冷方式可有效抑制热变形,冷却后的最大面形误差分别为7.2μrad和9.2μrad。精密四刀狭缝未冷却时,刀片组件温度介于271.56~273.27℃,刀口热变形为0.19 mm,直线导轨热变形为0.08 mm;经过铜辫子冷却后,刀片组件温度降至22.24~23.94℃,刀口热变形降至0.2μm,直线导轨热变形降至0.1μm;采用影像法和接触探头法测试后,刀口直线度、平行度和重复精度均满足技术要求。偏转镜、聚焦镜和精密四刀狭缝的热变形通过间接水冷和铜辫子的冷却方式可以得到很大程度的抑制,进而保证光斑质量。 展开更多

关键词 X射线干涉光刻 热分析 数值模拟 同步辐射

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入射光束角度及强度偏差对多光束干涉光刻结果的影响 被引量：7

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作者 马丽娜 张锦 +5 位作者 蒋世磊 孙国斌 杨国锋 杭凌侠 弥谦 计玮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期45-51,共7页

建立了多光束干涉光刻干涉场内光强分布的数学模型,仿真计算了双光束、三光束、四光束干涉曝光情况下,入射光束存在角度偏差以及各入射光强不同时的干涉图样,并与理想状态的模拟结果进行对比.结果表明:光束入射角度偏差主要影响干涉图... 建立了多光束干涉光刻干涉场内光强分布的数学模型,仿真计算了双光束、三光束、四光束干涉曝光情况下,入射光束存在角度偏差以及各入射光强不同时的干涉图样,并与理想状态的模拟结果进行对比.结果表明:光束入射角度偏差主要影响干涉图样的形状和周期;入射光的光强不同是降低图形对比度的主要因素.利用402nm波长激光光源进行多光束干涉光刻实验.设定激光器输出功率32mW,每两束光夹角为16°,通过控制曝光、显影工艺,双光束干涉光刻产生周期为1.4μm的光栅、点阵和孔阵结构,三光束干涉光刻产生周期为1.7μm的六边形图形阵列.该模型可为利用干涉光刻技术制备微细周期结构,提高光刻图形质量,提供一定的理论参考. 展开更多

关键词 多光束干涉 干涉光刻 周期结构 角度偏差 光强偏差 干涉光强分布

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