一种接近式纳米光刻中的间隙测量方法

摘要

一种接近式纳米光刻中的间隙测量方法，主要针对纳米压印、波带片阵列成像等纳米制造技术中的掩模硅片间隙控制。其基本过程可由图1简单说明：入射平面波透过两个周期接近、以一定间隙重叠的硅片光栅与掩模光栅并发生多次衍射，来自于两个光栅的某两束同级衍射光发生干涉叠加，在硅片光栅的表面形成周期相对于原光栅被放大的莫尔干涉条纹，然后经过一定倍率的物镜被成像于CCD图像探测器上。两光栅间隙变化引两束光的光程差发生变化，导致干涉条纹的移动或相位变化，以此达到间隙测量的目的；周期越接近，测量灵敏度越高；同时，由于两光栅周期接近，同级衍射光夹角很小，干涉条纹的频率很低(即周期很大)，对物镜的数值孔径要求较小。随着微细加工技术的发展，光栅的加工精度越高，该方法对接近式纳米光刻及相关领域的间隙测量具有重要的意义。

主权项

一种接近式纳米光刻中的间隙测量方法，其特征在于步骤如下：(1)在掩模硅片上分别采用两个周期相接近的掩模光栅和硅片光栅作为间隙测量的标记光栅；(2)利用平面波光源垂直入射这两个标记光栅，并在所述两个标记光栅面发生衍射；(3)分别来自于两个标记光栅的同级次衍射光在掩模标记光栅表面相遇发生干涉，产生相位可随间隙变化而变化的干涉条纹；(4)通过一个物镜在与对应衍射级次衍射角近似相等的方向上接收具有相应周期的干涉条纹，并使之成像于CCD图像探测器上；(5)对于不透明的硅片衬底，利用反射衍射光在掩模面实现干涉条纹成像，对于石英等透明衬底，利用透射衍射光在掩模面实现干涉条纹成像；对于不透明的硅片衬底，为了实现出入射同光路并提高抗干扰能力，采用利特罗反射式装置，使入射光以与硅片法线成利特罗角斜入射；(6)针对对应于不同标记的、具有不同的相位分布的干涉条纹图像，采用快速傅里叶变换进行相位分析，提取图像的相位变化，计算出两个标记光栅之间的间隙变化，即实现了掩模硅片的间隙变化测量。