专利名称：一种基于相位分布的单点掩模硅片调平方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米光刻掩模硅片调平，特别是一种基于相位分布的单点掩模硅 片调平方法，属于微纳加工相关技术领域。
背景技术：
随着高集成度电路与相关器件的研发，IC特征尺寸愈来愈小，以光刻为代表的高 分辨力微纳加工技术得到了长足的发展。接近接触式纳米加工手段以其操作简单、成本低 廉等特征，成为下一代主流技术之一，如纳米压印、波带片阵列成像光刻以及X射线光刻。 随着光刻分辨力的提高，掩模硅片调平、间隙控制与测量成为影响器件特征尺寸精度的主 要因素之一。传统的掩模硅片调平一般是通过三点或多点的间隙测量实现的，即通过不在同一 直线的三点或者多点位置出的进行间隙测量控制，根据三点确定平面的原则或者其他调平 算法，当三处或多处间隙趋于一致时，掩模硅片两者完全平行。而间隙测量一般采用几何成 像、干涉强度与外差干涉几种方法。在测量过程中，这几种方法均容易受到光刻胶等硅片表 面工艺过程的影响，如光刻胶内的多次反射引入附加光程、标记的受到硅片工艺污染后引 入的非对称性误差等，这些较为明显的系统误差导致几点处间隙测量结果不一致，最终影 响到掩模硅片调平的精度。为了直接避免及消除传统方法中多点测量中不一致引起的位置 误差，本发明立足于单点测量，直接在单个位置处测量并消除硅片相对于掩模在横、纵截面 两个垂直方向上的倾斜，以达到调平的目的。

发明内容
本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于相位分布的 单点掩模硅片调平方法，它能够在一个位置处直接实现掩模和硅片的局部调平，不易受到 硅片工艺的影响，调平精度较高，且操作简单易行。本发明的技术解决方案为一种基于相位分布的单点掩模硅片调平方法，其特点 在于平面波(1)直接入射位于掩模(2)上的两组相邻标记光栅(3、5)，标记光栅(3)的+1 级衍射光经硅片(4)表面反射返回，再次透过掩模(2)表面与标记光栅(5)的+1级衍射光 形成两组干涉条纹；当掩模(2)和硅片(4)处于平行状态时，两组干涉条纹的相位分布一 致；当掩模(2)和硅片(4)之间存在倾斜时，两组干涉条纹的相位分布不一致、存在差异，所 述差异体现在两组干涉条纹的频率差和两组干涉条纹的相对倾斜角；根据两组干涉条纹的 频率差，通过公式(1)计算掩模(2)和硅片(4)在横截面方向的倾斜量，以消除掩模(2)和 硅片(4)在横截面方向的倾斜，实现横截面方向的调平；根据两组干涉条纹的相对倾斜角， 通过公式(2)计算掩模(2)和硅片(4)在横截面方向的倾斜量，以消除掩模(2)和硅片(4) 在纵截面方向的倾斜，实现纵截面方向的调平；
权利要求
一种基于相位分布的单点掩模硅片调平方法，其特征在于平面波(1)直接入射位于掩模(2)上的两组相邻标记光栅(3、5)，标记光栅(3)的+1级衍射光经硅片(4)表面反射返回，再次透过掩模(2)表面与标记光栅(5)的+1级衍射光形成两组干涉条纹；当掩模(2)和硅片(4)处于平行状态时，两组干涉条纹的相位分布一致；当掩模(2)和硅片(4)之间存在倾斜时，两组干涉条纹的相位分布不一致、存在差异，所述差异体现在两组干涉条纹的频率差和两组干涉条纹的相对倾斜角；根据两组干涉条纹的频率差，通过公式(1)计算掩模(2)和硅片(4)在横截面方向的倾斜量，以消除掩模(2)和硅片(4)在横截面方向的倾斜，实现横截面方向的调平；根据两组干涉条纹的相对倾斜角，通过公式(2)计算掩模(2)和硅片(4)在横截面方向的倾斜量，以消除掩模(2)和硅片(4)在纵截面方向的倾斜，实现纵截面方向的调平； <mrow><mi>&delta;f</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mrow> <mo>(</mo> <mi>cos</mi> <msub><mi>&theta;</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <mi>cos</mi> <msub><mi>&theta;</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mi>&lambda;</mi></mfrac><mo>&CenterDot;</mo><mi>&delta;&theta;</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中δf表示两组干涉条纹的频率差，θf表示两组干涉条纹的相对倾斜角；δθ表示硅片(4)在横截面方向的倾斜量，λ为入射平面波波长，θ1、θ2分别为两组相邻标记光栅(3、5)的+1级衍射角；表示硅片(4)在纵截面方向的倾斜量。FSA00000263303700012.tif,FSA00000263303700013.tif
2.根据权利要求1所述的基于相位分布的单点掩模硅片调平方法，其特征在于所述 两组相邻标记光栅(3、5)分别由周期为P1与Ρ2、Ρ2与P1的两个光栅上下构成。
全文摘要
一种基于相位分布的单点掩模硅片调平方法，其特征在于平面波入射到位于掩模上的第一组标记光栅与第二组标记光栅，衍射级次经硅片反射后再次透过标记光栅，在掩模面形成恒定的干涉场；当硅片在横、纵截面两个方向存在倾斜时，将导致干涉场的相位分布发生变化体现在等相位线的分布方向以及空间频率；直接根据这种相位分布状况调节硅片，及时矫正硅片相对于掩模的倾斜，可在直接实现单点的掩模硅片局部调平；本发明操作直观、简单易行、实用性较强，对微纳加工技术的发展具有重要意义。
文档编号G01B11/26GK101968611SQ20101027696
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者周绍林, 唐小萍, 徐峰, 杨勇, 胡松, 赵立新, 陈旺富, 陈明勇 申请人:中国科学院光电技术研究所