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题名:
基于光栅调制相位成像的纳米对准方法研究
作者: 周绍林
学位类别: 博士
答辩日期: 2011-05
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 胡松 ; 唐小萍
关键词: 光学加工 ; 光刻 ; 对准 ; 衍射光栅 ; 相位成像
学位专业: 测试计量技术与仪器
中文摘要: 当前,集成电路制造工业与纳米科技等相关领域的快速发展,不断推动着以
光刻为首的光学微纳加工技术的进步。作为光刻工艺过程中的关键单元技术之一,
对准技术直接影响套刻结果,一般要求对准精度至少为光刻分辨力的十分之一左
右。在种情况下,现行的对准方法已经难以适应分辨力不断提高的新一代光刻技
术。本文将干涉测量的高精度与图像处理的优势相结合,探索一种主要适用于接
近接触式光刻的光栅调制相位成像对准方法。区别于传统干涉对准中利用周期变
化的光强信号或者拍信号探测对准位置,该方法直接通过条纹图像的空间相位分
布反映掩模硅片的对准偏差,不受光刻胶等硅片表面涂层、间隙变化等导致光强
信号变动因素的影响,便于通过图像处理的方法滤除工艺过程及光学系统引入的
缺陷、噪声与畸变等干扰,具有很强的工艺适应性与抗干扰能力。
首先通过理论分析、数值计算的方法,从标量衍射的角度探索了基于光栅调
制相位成像的对准方法基本物理机制与一般规律;在此基础上设计对准标记、建
立完整的接近接触式光刻对准模型,并将该方法延伸应用至投影光刻,给出详细
的分析过程与参数设计,并优化讨论了衬底上几种常用标记光栅的衍射效率;同
时,为保证掩模硅片之间的平行度,结合实验探索研究了一种掩模硅片调平与间
隙测量方案。最后设计搭建对准实验系统,系统地论证了该方法可行性与对准精
度;结论指出,该方法理论对准精度有望达到纳米级,在缺乏精密控制的实验条
件下,初步的重复性对准精度达到了200 nm 量级,可分辨的最小对准偏差达到
20nm 量级;掩模硅片间隙测量灵敏度可达7.5nm,调平可分辨的倾斜角达到10-4
rad 量级。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/575
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周绍林. 基于光栅调制相位成像的纳米对准方法研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.
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