[发明专利]一种全息光栅扫描光刻曝光量监测及控制方法

权利要求书

1.一种全息光栅扫描光刻曝光量监测及控制方法，包括配备一套全息光栅扫描光刻系统和装调后的全息光栅扫描光刻曝光量监测装置；所述全息光栅扫描光刻系统用于全息光栅扫描拼接曝光，装调后的全息光栅扫描光刻曝光量监测装置用于对曝光量监测；其特征是：所述全息光栅扫描光刻系统，包括光学平台(8)、光源激光(9)、干涉光学系统(10)、光栅基底(13)和二维工作台(14)；所述干涉光学系统(10)布置于光学平台(8)上，光学平台(8)下方是二维运动工作台(14)，所述二维运动工作台(14)用于承载涂覆有光刻胶的光栅基底(13)，进行步进扫描运动，其中X轴方向为步进运动方向，Y轴方向为扫描运动方向；

该方法由以下步骤实现：

步骤一、全息光栅扫描光刻系统中的光源激光(9)经过干涉光学系统(10)后产生第一相干光束(11)和第二相干光束(12)，所述第一相干光束(11)与第二相干光束(12)在光栅基底(13)的高度处完全重叠，形成干涉图样(15)；

装调后的全息光栅扫描光刻曝光量监测装置的电控光闸(2)打开后，监测光源(1)出射监测激光(17)，所述监测激光(17)在光栅基底(13)的高度处形成监测光斑(16)；所述监测光斑(16)中心与干涉图样(15)中心具有相同的X轴方向坐标，监测光斑(16)与干涉图样(15)沿Y轴方向不重叠；

调整二维运动工作台(14)，使干涉图样(15)位于曝光初始位置；所述干涉图样(15)及监测光斑(16)均位于光栅基底(13)有效范围外，关闭电控光闸(2)；

步骤二、采用装调后的全息光栅扫描光刻曝光量监测装置进行曝光量监测的预曝光，确定所述全息光栅扫描光刻系统在光刻过程中二维运动工作台(14)扫描运动速度；具体过程为：

步骤二一、所述全息光栅扫描光刻曝光量监测装置中的控制器(6)控制电控光闸(2)打开，二维运动工作台(14)沿Y轴方向开始扫描运动，当干涉图样(15)进入光栅基底(13)范围内时，干涉图样(15)对光栅基底(13)的光刻胶曝光形成潜像光栅(19)；当所述监测光斑(16)进入干涉图样(15)所形成的潜像光栅(19)后，所述潜像光栅(19)衍射的一级潜像衍射光(20)经过滤光片(3)进入光电探测器(4)；

步骤二二、所述控制器(6)同步采集所述全息光栅扫描光刻曝光量监测装置中的位移速度测量系统(7)输出的所述二维运动工作台(14)沿Y轴方向位移、速度及光电探测器(4)输出的一级潜像衍射光(20)强度变化的衍射光强监测信号；Y轴方向扫描运动速度决定了曝光量；通过衍射光强监测信号与二维运动工作台(14)沿Y轴方向速度的变化关系，确定最优的扫描运动速度，实现对曝光量进行优化控制。

2.根据权利要求1所述的一种全息光栅扫描光刻曝光量监测及控制方法，其特征在于：还包括根据步骤二确定的二维运动工作台(14)最优的扫描运动速度v_g，进行全息光栅扫描光刻的步骤；

关闭全息光栅扫描光刻曝光量监测装置，设定全息光栅扫描光刻系统为光刻模式，将最优的扫描运动速度v_g作为整个光栅基底面积处的扫描光刻的扫描方向速度；扫描运动加减速段均在光栅基底(13)之外，当干涉图样(15)进入光栅基底(13)后，以最优的扫描运动速度v_g保持匀速直线运动，使干涉图样(15)扫描曝光形成潜像光栅(19)具有相同的优化截止曝光时间t_g；二维运动工作台(14)不断步进扫描，直至完成整块光栅基底(13)的曝光。