[发明专利]一种亚波长光子筛聚焦性能检测方法

权利要求书

1.一种亚波长光子筛聚焦性能检测方法，其特征在于，该检测方法采用曝光法和扫描法相结合的混合检测系统，由激光光源(2-1)、扩束准直系统(2-2)、亚波长光子筛(2-3)、已涂有光刻胶的硅片(2-4)、真空泵(2-5)、工件台(2-6)、计算机控制系统(2-7)组成；其中，工件台(2-6)由PI公司的二维工件台和压电陶瓷共同组成，二维工件台用于粗调，压电陶瓷用于精调；工件台(2-6)的运动方向及步进值由计算机控制系统(2-7)的软件进行设置，其中X方向控制焦距的步进，Y方向控制聚焦光斑的移动；

1)该混合检测系统的工作原理为：激光光源(2-1)发出的光经扩束准直系统(2-2)处理后成为均匀、准直的平行光，平行光经亚波长光子筛(2-3)聚焦后在焦面上形成细小的光斑，已涂好光刻胶的硅片(2-4)放置在焦面处，硅片(2-4)由真空泵(2-5)吸附，亚波长光子筛(2-3)与硅片(2-4)之间的相对位置由工件台(2-6)精确控制，工件台(2-6)的运动方向及步进值由计算机控制系统(2-7)的软件进行设置，曝光后的硅片(2-4)经过显影后即得到光斑，光斑直径即为亚波长光子筛的实测分辨力，其大小及能量分布通过原子力显微镜自带软件的二次开发功能进行测量和显示，当光斑取得最小值时，对应的亚波长光子筛(2-3)与硅片(2-4)之间的距离即为实测焦距；

2)检测过程如下：激光光源的波长必须等于光子筛设计时的入射光源波长，X方向选择小于设计焦距某个数值a作为起始曝光距离，即(X-a)μm，Y方向的初值没有特定规则，仅代表第一个曝光光斑在硅片中的位置，完成一次曝光过程；然后Y方向步进Δy，同时将X方向增加一个步进值Δx，即曝光距离变为(X-a+Δx)μm，完成第二个光斑的曝光过程；依次进行下去，直到曝光距离大于设计焦距某个数值a为止，即(X+a)μm；用显影液对曝光后的硅片进行显影，在焦面附近，得到亚波长光子筛聚焦后的一系列直径大小不同的光斑，最小光斑对应的X即为焦距，最小光斑大小和能量分布通过原子力显微镜自带软件的二次开发功能进行测量和显示。

2.根据权利要求1所述的亚波长光子筛聚焦性能检测方法，其特征是，所述涂有光刻胶的硅片上的光刻胶为对入射光源高敏感性的光刻胶。

3.根据权利要求1所述的亚波长光子筛聚焦性能检测方法，其特征是，所述a的取值为设计焦距的±20％。

4.根据权利要求1所述的亚波长光子筛聚焦性能检测方法，其特征是，所述Δx的取值根据实际需要进行取值，在离理想焦面较远的地方，Δx的取值范围为1-2μm；靠近理想焦面时，Δx的建议取值范围为50-200nm。

5.根据权利要求1所述的亚波长光子筛聚焦性能检测方法，其特征是，所述Δy的取值范围为1000-2000μm，有利于更好地区分相邻两个光斑的间隔。