纳米光刻中莫尔对准模型与应用

在纳米光刻中,采用周期相差不大的两光栅分别作为掩模和硅片上的对准标记.当对准光路通过这两个标记光栅时受到两次调制,发生双光栅衍射及衍射光的干涉等复杂现象,最后形成有规律、且呈一定周期分布的莫尔条纹.周期相对光栅周期被大幅度放大,条纹移动可表征两标记的相对位移,具有很高探测灵敏度,可用于纳米级高精度对准.从傅里叶光学角度分析推导了对准应用中,两频率接近的光栅重叠时莫尔条纹振幅空间近似分布规律.并设计了一组对准标记,能继续将灵敏度提高一倍.通过仿真分析,从大致上定量地验证条纹复振幅分布的近似数学模型以及光刻对准应用中的条纹对准过程.     

莫尔条纹分析及其在光刻对准中的应用

从莫尔条纹用于光刻对准的实际应用出发,从傅里叶光学的角度重点讨论了一般光栅及线光栅对莫尔条纹的调制规律,并对广泛应用的低频(1,-1)级莫尔条纹进行了仿真分析.最后通过仿真分析说明,在光刻对准中,对栅线重复频率相差很小的两光栅对准标记,将产生对位移具有高灵敏度特性的放大莫尔条纹,从而实现高精度光刻对准,并对采用该对准方法的光刻对准精度进行了简要分析.     

应用光栅自成像的编码器莫尔条纹信号提取

为解决高密度圆光栅的工程应用难题,应用光栅自成像原理,用较大的光栅副间隙获得了高质量的莫尔条纹信号.文中用傅里叶光学理论分析了单色平面波照明下的双光栅菲涅耳衍射场,建立了双光栅菲涅耳衍射场光强分布的数学模型,并用MATLAB软件对光栅菲涅耳衍射像光强分布和莫尔条纹信号进行了数值仿真,分析了各种参数对莫尔条纹信号的影响,最后通过信号提取实验对理论分析进行了验证.     

关于元光栅莫尔条纹方程的讨论

目前,光栅技术在长度计量领域中得到了广泛应用。大家知道,光栅传感器信号转换的基础是利用两块具有规则周期的光栅迭合时所形成的莫尔条纹。因此,分析各种光栅迭合时的莫尔条纹方程及其特点,是正确设计和正确使用光栅传感器的重要前提。有关长光栅莫尔条纹方程的分析,文献[1]从衍射原理出发,文献[2]按几何光学处理,均有详尽的分析。值得指出的是:两者从不同角度出     

数显式万工显数显装置常见故障及处理

一、数显装置的工作原理数显装置由光栅传感器和光栅数显表组成 ,基本组成部分如图 1。光栅传感器的结构如图 2。光源 1发出的光经聚光镜 2形成平行光 ,通过主光栅 3和副光栅 4产生明暗相间的莫尔条纹 ,当主、副光栅发生相对位移时 ,莫尔条纹发生相应变化 ,光电接收器 5 (一般为硅光电池或光电三极管 )接收莫尔条纹信号 ,并将光信号转换为电信号 ,此电信号随莫尔条纹的变化而变化 ,其变化的曲线近似为正弦波 ,经滤波、放大、整形、计数、送入计算机处理 ,在数显表上给出结果 ,并可打印、记录。数显装置采用的是开启式光栅传感器 ,在图 2中 :…     

无衍射光莫尔条纹空间直线度测量的原理与实验

提出用无衍射光和莫尔条纹进行空间直线度测量的技术。无衍射光用作直线基准并照射在一环光栅上，由于无衍射光斑也是一系列环状条纹，因此光栅上将发生莫尔条纹，光栅固定在移动物体上，若运动轨迹偏离无衍射光的中心线，莫尔环就将发生偏离，莫尔环的偏离量数倍于光栅的偏离量，由此产生一放大的二维直线度信号，图像处理技术用于计算机莫尔环的中心，理论和实验表明，该方法具有高灵敏度和抗激光漂移的优点。     

采用Talbot效应莫尔条纹的子波面斜率测量

为了实现大口径长焦距透镜波面精确测量,提出了一种基于朗奇光栅泰伯效应、莫尔条纹技术的子波面斜率测量方法.当子孔径光束照射在朗奇光栅上时,在光栅后周期位置出现光栅的泰伯像,如果将另一朗奇光栅放在光栅泰伯像的位置,在这块光栅后就会形成莫尔条纹,莫尔条纹会因子孔径光束的斜率微小变化而产生移动,通过计数移动的莫尔条纹数就可以得出子孔径光束的波面斜率.文章推导了子波面斜率的计算公式并进行了理论分析,从实验上对理论分析进行了验证.这种方法能够用于大口径波面检测中子孔径波面斜率的精确测量.     

空间两光栅的莫尔条纹方程

大家知道,现有两光栅迭合时的莫尔条纹方程的讨论,都是在两光栅尺面相互平行的条件下进行的。但是,在光栅副工作过程中,两光栅尺面在空间实际上可处于随意位置而并不平行。那末,在此情况下,空间两光栅的莫尔条纹方程将如何表达?同时,两光栅面间空间角的变化又将如何改变莫尔条纹的宽度及方向,进而造成对光栅系统测量精度的影响?本文利用建立空间光栅平面与空间栅线方程的办法,理论求导了空间两光栅的莫尔条纹方程;并就两光栅面间空间角的变化对条纹宽度及方     

关于光栅式量仪光栅的调整与步骤

光栅式量仪是基于用光栅通过光电元件实现光电转换的仪器。该仪器的基准元件是光栅。因此 ,如何调整光栅是满足光栅式量仪准确度的关键。在调整光栅过程中 ,主要从调整光栅间隙和莫尔条纹这两方面着手。下面分别加以叙述。一、光栅间隙尺寸的选择用主光栅和指示光栅形成莫尔条纹时 ,为避免擦伤 ,不允许零间隙。这样 ,在主光栅和指示光栅之间形成一段距离。这段距离 ,我们称为光栅间隙。光栅间隙的选择是很重要的。间隙是否正确 ,直接影响莫尔条纹的清晰度和光电信号强弱。间隙小时 ,莫尔条纹反差强 ,灯丝发散角的影响和光轴与光栅表面不垂直…     

浅述计量光栅技术

利用光栅的莫尔条纹原理,把计量光栅作为精密计量元件,广泛应用于仪器仪表及机床等方面,有利于实现测量的自动化、数字化以及动态测量,并有利于提高测量精度。本文主要从莫尔条纹原理、计量光栅系统设计、光栅细分技术等方面对计量光栅测量技术及其特点进行介绍。随着现代电子技术的发展,计量光栅技术被应用于更多更广泛的领域,并向着纳米级精度突破。     

莫尔偏折技术用于测量镜片屈光度的研究

本文从莫尔偏折技术的基本原理出发,结合镜片屈光度的概念,分别从泰伯效应与光栅遮光阴影原理相结合以及菲涅耳-基尔霍夫理论的角度推导了变形后的莫尔条纹倾角与被测镜片屈光度的关系.两种方法推算结果是一致的,即:镜片的屈光度与透过镜片后产生的莫尔条纹的倾角的正切成正比.对影响镜片屈光度测量误差的几个参量进行了讨论,理论分析表明,选用合适的光栅周期,设定合理的两光栅间夹角,莫尔偏折技术用于测量低屈光度及中高屈光度的镜片具有很高的测量精度.最后给出了测量单光镜片,非球面镜片和渐进多焦点镜片的莫尔条纹图,并进行了分析讨论.     

CCD用于莫尔条纹细分的技术

应用ＣＣＤ元件进行光栅莫尔条纹的细分是一项新技术。它利用ＣＣＤ具有自扫描能力的特点，能将光强随空间分布的莫尔条纹信号转换成随时间变化的电信号，光电信号的时间位相对应于莫尔条纹的空间位相。通过适当的电路处理，给出信息的过零点到ＣＣＤ起点的方波。采用单片机测脉宽的方法，即可实现莫尔条纹位相的高倍率细分。实验结果表明，分辨率可达到０．０２μｍ，线性也较好。     

莫尔条纹的几何原理与特性

一、前言计量光栅技术或莫尔条纹技术是近二十几年来发展起来的一种新技术。光栅早在一百多年以前已经开始被人们应用于光谱分析、测定光波波长等方面,主要是利用光栅的衍射现象。直至本世纪五十年代,方始应用于机床和计量等方面,主要是利用光栅的莫尔条纹现象。由于光栅具有一系列优点,     

双级炫耀光栅在长度测量中的试验

一、前言利用非对称双级炫耀光栅对莫尔条纹倍增作用的研究是波斯特进行的,研究结果发表在“应用光学”(APPLIED OPTICS)1971年第10卷第4期上,其基本内容如图1,将200～1200线/mm相位型细光栅与20线/mm黑白粗光栅重迭起来,用单色平行光束照射时,光束的入射角这样安排:使细光栅的法线平分两主衍射级之间的夹角,两主衍射级的光线在两光栅的空隙间对称传播、经过粗光栅进行第二次     

用光栅摆动法检校光束准直性

本文介绍一种基于Talbot效应检校光束准直性的新方法——光栅摆动法。它不需要测量莫尔条纹的方向,也不需要瞄准条纹,而仅仅是转动光栅时观察莫尔条纹的变化规律。文章从理论上阐述了这一方法的基本原理,并通过实验验证,表明该方法具有准直精度高、检测装置简单,操作方便等优点。     

干涉法在船体角度变形测量中的应用

本文提出了一种用光栅干涉产生的莫尔条纹进行角度变形测量的新方法 ,从莫尔条纹的数学模型入手分析了测量原理 ,可通过测量莫尔条纹的宽度或者倾角进行船体角度变形的测量 ,并进行了精度分析 ,试验表明 ,在± 30′的视场范围内 ,系统精度达到 1 5″。     

大量程纳米级光栅干涉位移测量

针对传统光栅干涉仪中测量范围和分辨率难以同时提高的问题,提出利用单根大长度、低线数光栅实现大量程、高分辨率位移测量的方法.首先利用长度400mm,栅距10μm计量光栅的±5级衍射光生成条纹图,实现了条纹的10倍光学细分.然后提出一种基于傅里叶变换时移特性的条纹细分新方法,利用相邻两帧条纹图同一位置处相位的变化实现了高达1000倍的条纹电子细分.在此过程中,针对能量泄漏对傅里叶变换法相位提取精度的影响,提出条纹图整周期裁剪的方法,使条纹细分精度至少可达到1/1000条纹周期.仿真和实验结果表明,系统具有纳米级的分辨率和优于10nm的测量精度.     

冷压印光刻中斜纹光栅对准信号计算模型

采用傅里叶光学的方法,分析了冷压印光刻中新型斜纹光栅对准标记的透光特性。分析表明,对准信号与光栅副相对位移之间是正弦变化关系,且对准位置附近是一个陡直的线性区。该区对准信号的灵敏度很高,适合于多层套刻对准,根据信号和位移的线性关系,给出初步的对准信号计算模型。由于抗蚀剂的存在,使晶片表面反射率随位移而变化,提出用反射率因子进行修正的方案。反射率因子中包含有位移信息,将其与初步对准信号模型相乘,得到修正的计算模型。由新模型,研究了抗蚀剂平均厚度不同对对准信号的影响,说明要获得高灵敏度的信号,抗蚀剂厚度应取满足压印条件的最小值。     

用虚光栅移相莫尔条纹法测量光学元件的角度偏差

引入一种处理静态干涉图的新方法———虚光栅移相莫尔条纹法,详细介绍了此方法的原理。它是一种基于虚光栅技术、移相技术和莫尔技术的载频图像处理方法,用这种方法处理一幅加有载频的干涉图时,可以实现干涉条纹移相的效果,且没有移相误差。以玻璃立方体楔角为例,介绍了虚光栅移相莫尔条纹法在光学元件的角度偏差测试方面的应用,给出了实验结果,并与ZYGO的测试结果进行比对,结果吻合,从而证实了这种方法的可行性。测量精度可达到0.1″,因此可应用于对角规精度的标定。     

两种莫尔条纹信号对光栅系统测量精度的影响

对两种莫尔条纹（光闸条纹和横向条纹）信号的谐波含量以及它们对光栅系统测量精度的影响进行了分析，并用实测数据加以比较，指出在光栅系统中，取横向莫尔条纹信号的谐波量小，正弦性好，细分误差小，在其它参数相同的情况下，可提高系统的测量精度2倍左右。