基于拼接光栅莫尔条纹相位解调的纳米光刻对准方法

摘要

一种基于拼接光栅莫尔条纹相位解调的纳米光刻对准方法。该方法以拼接光栅那作为掩模、工件台对准标记，以莫尔条纹相位信息为掩模-工件台对准偏差的载体，通过多像素点的相位提取直接计算出掩模和基片的对准偏差，从而实现掩模工件台的快速对准。降低了对工件台精度和速度指标的依赖，既保证了对准精度，又提高了对准效率。

主权项

一种基于拼接光栅莫尔条纹相位解调的纳米光刻对准方法，其特征在于包括：制作基于拼接光栅的回字形对准标记和莫尔条纹相位差快速提取算法，根据相位差计算基片和掩模的对准偏差；所述回字形对准标记，掩模与基片对准标记都由4个直角线光栅拼接而成，占空比1:2；整个标记中光栅周期设置为一三象限、二四相同，两组象限的光栅周期接近，Pm₁是掩模对准标记二四象限的周期，Pm₂是掩模对准标记一三象限的周期，Ps₁是基片对准标记一三象限的周期，Ps₂是基片对准标记二四象限的周期；各个周期关系为：Pm₁≈Pm₂，Pm₂＝M*Ps₂，Pm₁＝M*Ps₁，M是光刻投影物镜的放大倍率；所述莫尔条纹相位差快速提取算法包括以下步骤：步骤S1：在图像中垂直于条纹方向提取两组条纹A(L)、B(L)，L为提取的条纹长度；步骤S2：两组一维正弦信号乘以汉宁窗口函数得到A_W(L)、B_W(L)；步骤S3：A_W(L)、B_W(L)信号作一维快速傅里叶变换得到最后两组信号A_W(f)，Bw(f)，f是条纹的空间频率，求A_W(f)共轭得到A_W*(f)；步骤S4：得到两组条纹的相位差：其中fm＝(Pm₁+Pm₂)/2Pm₁Pm₂，Pm₁是掩模对准标记二四象限的周期，Pm₂是掩模对准标记一三象限的周期；步骤S1：在两处对准标记的x，y方向得到条纹相位差△Φ_1x，△Φ_1y，△Φ_2x，△Φ_2y；步骤S2：根据条纹信息求基片A，B和掩模对应处A’，B’的对准偏差Δx_A，Δy_A，Δx_B，Δy_B；步骤S3：根据对准标记处的偏差求基片和掩模的中心偏差Δx_w、Δy_w和方位角差α；包括根据条纹信息求基片A，B和掩模对应处A’，B’的对准偏差Δx_A，Δy_A，Δx_B，Δy_B，其特征在于：其中Δx_A，Δy_A，Δx_B，Δy_B是基片上标记A、B和掩模对应处标记A’、B’在坐标轴x、y方向上的的对准偏差，ΔΦ_1x，ΔΦ_1y，ΔΦ_2x，ΔΦ_2y是对准标记的x，y方向得到条纹相位差，Pm₁是掩模对准标记二四象限的周期，Pm₂是掩模对准标记一三象限的周期，M₀是光刻投影物镜的放大倍率；根据对准标记处的偏差求基片和掩模的对准偏差，以基片中心为原点，标记A，B中心连线为x轴，垂直方向为y轴，建立基片坐标系，以掩模中心为原点，标记A’，B’中心连线为x’轴，垂直方向为y’轴，建立掩模坐标系；基片中心相对掩模中心在x’轴方向的偏差为的Δx，基片中心相对掩模中心在y’轴方向的偏差为的Δy，基片坐标系x轴和掩模坐标系的x’轴夹角为方位角差α，其特征在于：(x_A，y_B)、(x_B，y_B)是A、B点坐标，D_AB表示A、B之间的距离。