恒光强扫描干涉光刻条纹锁定系统设计

摘要

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。