本發(fā)明屬于半導體，尤其是涉及一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法。

背景技術(shù)：

1、光譜成像通過在一定譜段內(nèi)獲取連續(xù)的成像數(shù)據(jù)，幫助我們獲得目標豐富的空間和光譜信息。它已成為大氣測量、農(nóng)業(yè)防治、地質(zhì)識別等領域中一項重要且不可或缺的技術(shù)。為了實現(xiàn)連續(xù)的光譜成像，具有線性色散特性的閃耀光柵得到了廣泛應用。為了制造閃耀光柵，離子刻蝕、電子束灰度光刻、機械刻畫等方法被提出。其中電子束灰度光刻制造的閃耀光柵具有粗糙度低、波相差小等優(yōu)點，但是由于實際加工中由于顯影速率與曝光劑量并不呈線性關系，常規(guī)采用的線性曝光劑量變化往往導致光柵面產(chǎn)生彎曲，引起衍射效率下降。為了實現(xiàn)線性的光柵面輪廓以提升衍射效率，目前常采用商用電子束光刻計算軟件如beamer等進行仿真計算，修正曝光劑量以實現(xiàn)線性的光柵面。但是該方法耗時長、操作復雜，且仿真與實驗存在差異，影響了電子束灰度光刻制造技術(shù)制造的閃耀光柵的實際應用，商用軟件修正方法需要提測量對比度曲線以得到顯影數(shù)據(jù)，然后利用軟件進行模擬得到劑量分布，但是對比度的測量結(jié)果與實際顯影過程存在偏差且襯底材料和模擬存在差異，最終計算得到的劑量分布無法保證得到預期的光柵輪廓。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，包括以下步驟：

4、利用電子束灰度光刻技術(shù)在線性劑量梯度下加工閃耀光柵，利用顯微鏡測量閃耀光柵面輪廓，得到閃耀光柵的位置數(shù)據(jù)與其位置對應的高度數(shù)據(jù)；

5、在一個光柵周期內(nèi)，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)與線性劑量梯度數(shù)據(jù)進行擬合，得到關于閃耀光柵輪廓高度與劑量的輪廓-劑量函數(shù)；

6、根據(jù)輪廓-劑量函數(shù)計算當輪廓為直線時的劑量分布，利用計算得到的劑量分布，采用電子束灰度光刻技術(shù)在計算得到的劑量分布梯度下加工閃耀光柵。

7、進一步的，所述利用電子束灰度光刻技術(shù)在線性劑量梯度下加工閃耀光柵，具體包括：在基板上旋涂1.5μm厚的pmma光刻膠，曝光圖形在9.1μm周期內(nèi)均勻分為20層，每層間的劑量系數(shù)差值為0.06，使用100kev的電子束在30na下進行曝光，隨后在ipa：h2o＝2：1的溶液中顯影4min。

8、進一步的，所述顯微鏡為原子力顯微鏡。

9、進一步的，所述位置數(shù)據(jù)為閃耀光柵輪廓水平方向的長度數(shù)據(jù)，單位為μm。

10、進一步的，所述高度數(shù)據(jù)為閃耀光柵輪廓垂直方向的高度數(shù)據(jù)，單位為nm。

11、進一步的，所述線性劑量梯度數(shù)據(jù)包括位置數(shù)據(jù)與其位置對應的劑量數(shù)據(jù)。

12、進一步的，所述一個光柵周期內(nèi)為9.1μm。

13、進一步的，所述根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)與線性劑量梯度數(shù)據(jù)進行擬合，具體包括：根據(jù)閃耀光柵的位置數(shù)據(jù)與其位置對應的高度數(shù)據(jù)利用擬合函數(shù)進行擬合，得到一個關于閃耀光柵位置數(shù)據(jù)與其位置對應高度數(shù)據(jù)的空間函數(shù)，根據(jù)線性劑量梯度數(shù)據(jù)，利用劑量數(shù)據(jù)替換空間函數(shù)的位置數(shù)據(jù)，得到輪廓-劑量函數(shù)。

14、進一步的，所述擬合函數(shù)為非線性函數(shù)，包括：多項式函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)。

15、進一步的，所述計算得到的劑量分布為非線性劑量分布。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

17、(1)本發(fā)明采用電子束灰度光刻技術(shù)進行閃耀光柵的制造，利用光柵面輪廓和曝光劑量分布的函數(shù)關系進行劑量分布的修正，實現(xiàn)了光柵面輪廓的修正，可以有效地修正電子束灰度光刻制備閃耀光柵的光柵面形狀。

18、(2)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠快速有效的實現(xiàn)線性的閃耀光柵面加工，避免了光柵輪廓彎曲導致的性能下降，實現(xiàn)了更高的衍射效率。

19、(3)本發(fā)明基于實驗進行擬合修正，操作簡單，并且能夠較好的保證實際得到的輪廓的準確性。與商用軟件修正方法相比，本方法基于實驗進行修正，能夠避免模擬與現(xiàn)實的差異，在實際應用中能夠準確的修正光柵輪廓。

技術(shù)特征：

1.一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述利用電子束灰度光刻技術(shù)在線性劑量梯度下加工閃耀光柵，具體包括：在基板上旋涂1.5μm厚的pmma光刻膠，曝光圖形在9.1μm周期內(nèi)均勻分為20層，每層間的劑量系數(shù)差值為0.06，使用100kev的電子束在30na下進行曝光，隨后在ipa：h2o＝2：1的溶液中顯影4min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述顯微鏡為原子力顯微鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)為閃耀光柵輪廓水平方向的長度數(shù)據(jù)，單位為μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述高度數(shù)據(jù)為閃耀光柵輪廓垂直方向的高度數(shù)據(jù)，單位為nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述線性劑量梯度數(shù)據(jù)包括位置數(shù)據(jù)與其位置對應的劑量數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述一個光柵周期內(nèi)為9.1μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)與線性劑量梯度數(shù)據(jù)進行擬合，具體包括：根據(jù)閃耀光柵的位置數(shù)據(jù)與其位置對應的高度數(shù)據(jù)利用擬合函數(shù)進行擬合，得到一個關于閃耀光柵位置數(shù)據(jù)與其位置對應高度數(shù)據(jù)的空間函數(shù)，根據(jù)線性劑量梯度數(shù)據(jù)，利用劑量數(shù)據(jù)替換空間函數(shù)的位置數(shù)據(jù)，得到輪廓-劑量函數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述擬合函數(shù)為非線性函數(shù)，包括：多項式函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法，其特征在于，所述計算得到的劑量分布為非線性劑量分布。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于電子束灰度光刻制造的閃耀光柵輪廓修正方法。本發(fā)明采用電子束灰度光刻技術(shù)進行制造，根據(jù)原子力顯微鏡測試結(jié)果，給出了閃耀光柵的光柵面輪廓和曝光劑量分布的函數(shù)關系，根據(jù)該函數(shù)進行劑量分布的修正，實現(xiàn)了光柵面輪廓的修正。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過預實驗下的微觀測試結(jié)果，通過擬合函數(shù)修正劑量分布實現(xiàn)光柵輪廓的校正，能夠避免光柵面彎曲帶來的衍射效率下降問題，有效的提高了電子束灰度光刻制造的閃耀光柵的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：程鑫彬,朱靜遠,董思禹,劉亮,魏澤勇,王占山
受保護的技術(shù)使用者：同濟大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19