[发明专利]一种全息光栅扫描光刻曝光量监测装置及调整方法

说明书

一种全息光栅扫描光刻曝光量监测装置及调整方法，涉及全息光栅制作领域。解决现有全息光栅扫描光刻曝光量工艺参数控制性差，光栅制作效率低，且采用静态监测方法，无法满足使用要求等问题，监测光源发出的监测激光用于曝光量监测，电控光闸控制监控激光入射到潜像光栅上，形成监测光斑；监控激光经由潜像光栅产生一级潜像衍射光，一级潜像衍射光经过滤光片，进入光电探测器；位移速度测量系统获取工作台Y向位移及速度，作为对曝光量进行控制的参数；控制器控制电控光闸的打开和关闭，控制同一触发信号同步采集位移速度测量系统和光电探测器的输出数据。本发明可实现全息光栅扫描光刻过程中曝光量的有效监测，保证曝光量工艺参数可控性。

技术领域

本发明涉及全息光栅制作的技术领域，具体涉及一种全息光栅扫描光刻曝光量监测装置及其调整方法。

背景技术

全息光栅扫描光刻是制作大面积全息光栅的重要方法，与传统全息光栅一次性完成整个光栅基底面积处全部干涉条纹的记录不同，它是利用干涉光学系统形成小尺寸的干涉图样，由工作台承载光栅基底或干涉光学系统，使干涉图样与光栅基底产生相对运动，利用扫描拼接的方式将干涉条纹记录在光栅基底涂覆的光刻胶中，直至完成整块光栅基底有效面积的曝光。全息光栅扫描光刻方法在制作大面积全息光栅时，曝光系统不需要大口径的准直透镜或大面积的洛埃镜，避免了光学材料获取、光学精密加工等方面的难点，在制作大面积全息光栅时具有优势。

曝光量是全息光栅制造工艺中需要控制的重要工艺参数之一，曝光量由干涉图样的强度和曝光时间决定。在传统全息光栅曝光中，可通过制作和测试大量样片，摸索经验值用于后续的曝光。也可利用专利号分别为03121147.X、200810187608.4以及200810187630.9中给出的装置和方法，利用曝光过程中形成的潜像光栅所产生的衍射光强度进行曝光量监测。由潜像光栅衍射光强随曝光量的变化规律，可监测曝光量状态，进而确定曝光截止点终止曝光。

但以上两种方法均不适宜全息光栅扫描光刻，首先，扫描光刻方法曝光时间相对较长，利用样片摸索经验的方法，制作效率低。其次，已有的曝光监测方法是静态方法，监测某点处潜像光栅特性变化，通过控制曝光时间调整曝光量。而扫描光刻过程中干涉图样与光栅基底的相对位置是动态变化的，曝光量由扫描运动速度决定，已有装置和方法无法满足应用。

发明内容

本发明为解决现有全息光栅扫描光刻曝光量工艺参数控制性差，光栅制作效率低，且采用静态监测方法，无法满足使用要求等问题，提供一种全息光栅扫描光刻曝光量监测装置及调整方法，利用调整方法对该装置进行调整后。由该装置形成的监测光斑跟随扫描光刻的干涉图样同步进行相对运动，监测光通过干涉图样扫描光刻形成的潜像光栅产生衍射光。控制工作台扫描方向速度按照一定规律变化并记录其变化情况，对曝光量进行调制。根据衍射光强度变化曲线实现曝光量监测，并确定全息光栅扫描光刻过程中的工作台扫描运动的速度。

一种全息光栅扫描光刻曝光量监测装置，包括监测光源、电控光闸、滤光片、光电探测器、基准光栅、控制器以及位移速度测量系统；

所述监测光源前端放置电控光闸，所述滤光片放置在光电探测器前，所述监测光源、电控光闸、滤光片和光电探测器均通过多维调整台固定于扫描干涉光刻系统的光学平台上；

所述监测光源发出的监测激光用于曝光量监测，所述电控光闸控制监控激光入射到潜像光栅上，形成监测光斑；监控激光经由潜像光栅产生一级潜像衍射光，所述一级潜像衍射光经过滤光片，进入光电探测器；位移速度测量系统获取二维运动工作台的Y向位移及速度，作为对曝光量进行控制的参数；

所述控制器控制电控光闸的打开和关闭，控制同一触发信号同步采集位移速度测量系统和光电探测器的输出数据。

一种全息光栅扫描光刻曝光量监测装置的调整方法，该方法由以下步骤实现：