复杂形貌亚波长阵列的周期长度测量研究-论文.pdf

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1、光电字·激光第24卷第9期2O13年9月JournalofOptoelectr0nics·LaserVo1．24No．9September2013复杂形貌亚波长阵列的周期长度测量研究张斌，徐荣祥，王培卿，潘雪丰，陶卫东，董建峰。，陈宝钦。(1．宁波大学理学院，浙江宁波315211；2．宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211；3．中国科学院微电子研究所，北京100029)摘要：设计并建立了一套基于光纤光谱仪的光学测试系统，将由电子束光刻技术制备的一组具有手征结构形貌的二维周期阵列结构作为样品，其由扫描电镜(SEM)测量得到的周期长度分别约为520、570及790nm。测试并研究

2、了二维手征周期结构在白光垂直入射条件下光谱随衍射角的变化规律，以及将衍射光学方法用于复杂形貌的亚波长二维阵列的周期长度测量效果。结果表明，随着衍射角增加，所有样品的衍射波长均向长波偏移；在同一衍射角下，样品的衍射波长与其周期结构具有对应关系。利用正交光栅衍射方程，模拟了白光在垂直入射条件下的衍射光谱变化，以此推算样品的周期尺寸与SEM测得的数据相差小于3，获得了良好的效果，表明了一般正交)匕栅衍射方程在复杂形貌结构中的适用性。关键词：复杂形貌；二维周期结构；光学测量中图分类号：0439文献标识码：A文章编号：1005—0086(2013)09—1758—05Studyontheperi

3、odlengthn~．asurementofcomplexnmrphologysub-wavelengthperiodic-arraysbasedondiffractionopticalmethodZHANGBin，XURong-xiang，WANGPei—qing，PANXue-feng，()Wei—dong，I)()NGJian-fenge．CHENBao-qina(1．FacultyofScience，NingboUniversity，Ningbo315211，China；2．CollegeofInformationScienceandEngineering，NingboUniv

4、ersity，Ningbo315211，China；3．InstituteofMicroelectronicsofChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China)Abstract：Anopticaltestsystembasedontheopticalfiberspectrumanalyzerisdesignedandestablished．Aseriesoftwo-dimensionalperiodic-arrayssampleswithchira1morphologyarefabricatedbyelectron-beamlithograp

5、hytechnology．Theperiodsofsamplesaremeasuredbyscanningelectromicroscope(SEM)，whichare520nIn，570nrn，and790nmrespectively．OnconditionthattheincidentlightisperpendiculartOthesurfaceofthesample，thechangeruleofthespectrumwithdiffractionangleunderthewhitelightistestedandanalyzedfirstly．Meanwhile，themea

6、surementeffectonthecyclelengthofcom—plexmorphologytwo-dimensionalperiodic-arraysistestedbydiffractionopticalmethod．Theresultsindi—carethatthediffractionspectraofallsampleswillgraduallymovetolongwavelengthwhenthediffractionangleincreases．Andonthesamediffractionangle，thereisarelationshipbetweenthe

7、diffractionwavelengthandtheperiodlengthofthesample．Throughthederivedcross-gratingdiffractionequation，thediffractionspectralchangeofthesampleunderthenormalincidenceissimulated．Theresultissatis—fledwell，whichindicatestheapplic