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(哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院，广东 深圳 518055)

0 引言

目前，并没有一种成熟高效的方法用于测量纳米级别的光刻胶的厚度。传统的光刻胶膜厚测量方式是通过实验人员的个人经验，以及光刻胶供应商提供的光刻胶旋涂转速-胶厚关系表，来大致判断在某转速下光刻胶的厚度大小。由于在旋涂前需要稀释光刻胶才能使用，所以这种传统的测量方法仅能用于大致判断光刻胶的厚度范围，却不能得到精确的光刻胶信息。光刻胶的胶膜厚度是光刻工艺中重要参数之一，用高效精确的方法得到光刻胶厚度就能更好地控制调整曝光时间，从而得到更符合要求的元器件。

为了精确测量光刻胶的膜厚，在此研究一种基于单色光干涉的膜厚测量方法，以实现干涉条纹(暗条纹)的自动计数和光刻胶膜厚的精确测量。

1 系统设计与分析

光刻胶具有透明的特性，对紫外光等短波光极为敏感，且具有一定的粘附性和粘滞性。薄膜是最简单的分振幅装置，光束在透明薄膜的上下界面分别反射[1]，当反射回来的2束光波在空间相遇会形成干涉，薄膜干涉的原理如图1所示。当光源垂直照射时，入射角θ为0。

图1 薄膜干涉原理

基于光刻胶的特性和薄膜干涉的原理，设计系统光路如图2所示。

图2 系统光路示意

入射光源通过聚光透镜后，在半反半透镜的作用下，会先让光线垂直照射在光刻胶膜边缘处，并在光刻胶膜的上界面(光刻胶-空气层)与下界面(光刻胶-基底层)分别反射回去，得到2束相干光，这2束光线又透过半反半透分光片，然后由显微镜聚焦。……