激光干涉纳米制造中的尺寸检测及质量评估

摘要

激光干涉纳米光刻是产生周期性、纳米级图案的有效技术之一，该技术具有无掩模、长焦深、高分辨率、成本低、容易实现大面积等优点。然而，由于在激光干涉纳米光刻产生图案的过程中存在诸多干扰因素，如温度的变化、湿度的变化、灰尘、噪声等，使得部分干涉图案发生变形或出现缺陷，因此，需要我们对干涉图案进行质量检测和评估。
　　本文讨论了激光干涉图案的参数检测和质量评估的方法。首先，介绍相关检测原理，并运用该方法测量两光束激光干涉的计算机仿真图和激光干涉系统产生的CCD模拟图，其中计算机仿真图包括理想倾斜条纹图和加噪声的倾斜条纹图。测量结果证明，对于激光干涉条纹图，该方法是一种有效的测量方法并且具有较高的抗噪声性能。然后，介绍了霍夫拟合(Hough fitting)和最小二乘拟合(the least squares fitting)的原理，并使用这两种方法测量两光束激光干涉的计算机仿真图和由AFM扫描得到的实际光刻图案，详细论述了基于霍夫拟合和最小二乘拟合两种检测方法的实现过程，并分别分析了测量结果，提出了最小二乘与霍夫相结合的联合拟合方法。实验结果表明，该方法拟合精度高、抗噪声能力强。最后，利用联合拟合方法测量得到的实际激光干涉图案的参数，通过Matlab软件编程，得到与该实际图案同样参数的理想图，通过测量理想图和实际图的二值化图互相关系数的大小，判断该实际干涉图受噪声的影响程度，实现了对激光干涉光刻图案的质量评估。