一種接近式納米光刻雙光柵自動對準標記的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻中一種自動對準標記，特別是用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，屬于微納加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高集成度電路與相關(guān)器件的研發(fā)，集成電路IC的特征尺寸愈來愈小，以光刻為代表的高分辨力微納加工技術(shù)得到了長足的發(fā)展。接近接觸式納米加工手段以其操作簡單、成本低廉等特征，成為下一代主流技術(shù)之一，如納米壓印、波帶片陣列成像光刻以及X射線光刻。隨著光刻分辨力的提高，掩模硅片對準成為影響器件特征尺寸精度的主要因素之一；
現(xiàn)行的對準方法大體上可為基于幾何圖案標記、波帶片及光柵標記等幾種。其中，基于幾何圖案標記的對準方法是直接將掩模和硅片上的幾何圖案成像到探測器上，再經(jīng)過圖像處理提取兩個幾何圖案的輪廓或中心，計算二者相對坐標以實現(xiàn)對準。其操作與對準標記制作簡單易行，但精度相對較低，多用于早期低分辨力光刻中的人工對準?；诰€性波帶片和基于衍射光柵標記的對準方法均以光強信號大小反映掩模硅片的相對位移，能達到較高的精度，但其無法避免掩模硅片間隙變化、標記對稱性、光刻膠涂層、刻蝕工藝等多種因素對光強信號的擾動影響，而且需經(jīng)過復(fù)雜的電路進行處理，成本也偏高，自動化程度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，該標記不易受到硅片工藝的影響，對準精度較高，且操作簡單易行，自動化程度高。
本發(fā)明技術(shù)解決方案:一種用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，由兩組對準標記組成；
其特征在于包括:圓型光柵I (1)、線型拼接光柵I (2)、線型拼接光柵2 (3)、線型拼接光柵3 (4)、線型拼接光柵4 (5)、圓型光柵2 (6)、線型拼接光柵5 (7)、線型拼接光柵6(8)、線型拼接光柵7 (9)和線型拼接光柵8 (1)0圓型光柵I (I)和圓型光柵2 (6)分別位于兩組對準標記中心位置，用于實現(xiàn)粗對準；線型拼接光柵I (2)與線型拼接光柵5 (7)分別位于兩組對準標記左上角位置，用于實現(xiàn)X方向精對準；線型拼接光柵2 (3)與線型拼接光柵6 (8)分別位于兩組對準標記左下角位置，用于實現(xiàn)y方向精對準；線型拼接光柵3
[4]與線型拼接光柵7(9)分別位于兩組對準標記右上角位置，用于實現(xiàn)X方向精對準；線型拼接光柵4 (5)與線型拼接光柵8 (10)分別位于兩組對準標記左上角位置，用于實現(xiàn)y方向精對準；
所述圓型光柵I (I)和圓型光柵2 (6)周期分別為％與Q2，并且Qr^Q2滿足一定的比例關(guān)系，比例值為0.8-1.2 ；
所述線型拼接光柵I (2)、線型拼接光柵5 (7)、線型拼接光柵2 (3)與線型拼接光柵6 (8)分別由周期為！\與T2、IV^ T:的兩個光柵上下或左右拼接構(gòu)成，并且T:與T 2滿足一定的比例關(guān)系，比例值為0.8~1.2.；
所述線型拼接光柵3 (4)、線型拼接光柵7 (9)、線型拼接光柵4 (5)與線型拼接光柵8 (10)分別由周期為？:與P2、？2與P:的兩個光柵上下或左右拼接構(gòu)成，并且P:與P 2滿足一定的比例關(guān)系，比例值為0.8~1.2.；
所述所有光柵周期應(yīng)為10 μ m以下；
所述圓型光柵周期(^與Q 2應(yīng)該對應(yīng)于任意一組線型光柵周期(T 1與T 2或P 1與P 2)的1/2以內(nèi)；
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
(1)本發(fā)明根據(jù)空間相位特征設(shè)計掩模與硅片上的光柵標記，可以避免影響光強度的光刻膠等硅片工藝因素對對準的影響，具有較好的工藝適應(yīng)性和抗干擾能力，達到高精度；
(2)本發(fā)明首先通過圓型光柵進行粗對準，然后并使掩模與硅片的相對位移進入線型拼接光柵測量范圍；最終分別通過線型縱向拼接光柵與線型橫向拼接光柵進行X，y方向上的精對準。該發(fā)明不易受到硅片工藝的影響，對準精度較高，對準范圍大，且操作簡單易行，自動化程度高。
【附圖說明】
[0004]圖1為本發(fā)明掩模對準標記布局不意圖；
圖2為本發(fā)明硅片對準標記布局示意圖；
圖3為本發(fā)明中兩組圓型光柵產(chǎn)生的條紋示意圖，其中圖3a是掩模與硅片未對準示意圖，圖3b是掩模與硅片完全對準示意圖；
圖4為本發(fā)明中兩組線型縱向拼接光柵布局示意圖，其中圖4a是位于掩模標記左上角線型縱向拼接光柵布局示意圖，圖4b是位于硅片標記左上角線型縱向拼接光柵布局示意圖；
圖5為本發(fā)明中兩組縱向線型拼接光柵產(chǎn)生的條紋示意圖，其中圖5a是掩模光柵與硅片光柵未對準示意圖，圖5b是掩模光柵與硅片光柵完全對準示意圖；
圖6為本發(fā)明兩組線型橫向拼接光柵布局示意圖，其中圖6a是掩模標記右下角線型橫向拼接光柵布局示意圖，圖6b是位于硅片標記右下角線型橫向拼接光柵布局示意圖；
【具體實施方式】
[0005]如圖1所示，本發(fā)明掩模對準標記由圓型光柵I (1)、線型拼接光柵I (2)、線型拼接光柵2 (3)、線型拼接光柵3 (4)、線型拼接光柵4 (5)組成。圓形光柵I (I)位于掩模對準標記正中央位置；線型拼接光柵I (2)位于掩模對準標記左上角位置；線型拼接光柵2
(3)位于掩模對準標記左下角位置；線型拼接光柵3 (4)位于掩模對準標記右上角位置；線型拼接光柵4 (5)位于掩模對準標記右下角位置；
如圖2所示，本發(fā)明硅片對準標記由圓型光柵2 (6)、線型拼接光柵5 (7)、線型拼接光柵6 (8)、線型拼接光柵7 (9)和線型拼接光柵8 (10)組成。圓形光柵2 (6)位于硅片對準標記正中央位置；線型拼接光柵5 (7)位于硅片對準標記左上角位置；線型拼接光柵6(8)位于硅片對準標記左下角位置；線型拼接光柵7 (9)位于硅片對準標記右上角位置；線型拼接光柵8 (10)位于硅片對準標記右下角位置；
如圖3所示，當掩模與硅片以一定間隙(間隙大小為10nm到200 μπι)重疊時，掩模對準標記上圓形光柵I (I)與硅片對準標記上圓形光柵2 (6)上相干涉將產(chǎn)生的如圖3a，3b條紋。其中本發(fā)明實施例中圓形光柵I (I)周期Q1=Sym,圓形光柵2 (6)周期Q2=2.2 μm。當硅片與掩模在存在一定相對位移時，其條紋分布如圖3a，這時兩組條紋很容易被分別；當硅片與掩模的相對位移被消除如圖3b，這時，掩模與硅片粗對準完成，進入掩模和硅片精對準范圍；
如圖4a，4b所示，掩模上線型拼接光柵I (2)與硅片上線型拼接光柵5 (7)上兩組光柵采用如圖4所示的布局，線型拼接光柵I (2)與硅片上線型拼接光柵5 (7)分別由周期分別為？:與P2、P；!與P I的兩個光柵上下構(gòu)成，其中本發(fā)明實施例中P i=4 μηι、ρ2=4.4 μπι。當掩模與硅片以一定間隙(間隙大小為10nm到200 μπι)重疊時，即產(chǎn)生兩組干涉條紋。圖5為根據(jù)圖4所示光柵仿真的兩組縱向拼接的干涉條紋，當硅片與掩模在X方向存在一定相對位移時，其條紋分布如圖5a，這時上下兩組條紋空間頻率不一致，而且兩組條紋很容易被分別；當硅片與掩模的相對位移被消除，兩組條紋頻率完全相等，如5b，這時，掩模與硅片在X方向上對準完成，并達到理想狀態(tài)。同理，掩模上線型拼接光柵3 (4)與硅片上線型拼接光柵7 (9)采用與圖4相同的布局，不同之處在于周期分別為T^T2，其中本發(fā)明實施例中T1=I μ m、T2=L I μ m ；
如圖6a，6b所示，掩模上線型拼接光柵4 (5)與硅片上線型拼接光柵8 (10)上兩組光柵采用如圖6所示的布局，線型拼接光柵4 (5)與硅片上線型拼接光柵8 (10)分別由周期分別為!\與T2、IV^ T1的兩個光柵左右構(gòu)成，其中本發(fā)明實施例中T1=I μπι、Τ2=1.1 μπι。當掩模與硅片以一定間隙(間隙大小為10nm到200 μπι)重疊時，即產(chǎn)生兩組左右拼接的干涉條紋，以實現(xiàn)掩模與硅片在y方向上的精對準。同理，掩模上線型拼接光柵2 (3)與硅片上線型拼接光柵6 (8)采用與圖6相同的布局，不同之處在于周期分別為？1與P 2,其中本發(fā)明實施例中 Ρι=4 μ m、P2=4.4 μ m ；
本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，由分別位于掩模與硅片上的兩組對準標記組成；其特征在于包括:圓型光柵I (1)、線型拼接光柵I (2)、線型拼接光柵2 (3)、線型拼接光柵3 (4)、線型拼接光柵4 (5)、圓型光柵2 (6)、線型拼接光柵5 (7)、線型拼接光柵6 (8)、線型拼接光柵7 (9)和線型拼接光柵8 (10);圓型光柵I (I)和圓型光柵2(6)分別位于兩組對準標記中心位置，用于實現(xiàn)粗對準；線型拼接光柵I (2)與線型拼接光柵5 (7)分別位于兩組對準標記左上角位置，用于實現(xiàn)X方向精對準；線型拼接光柵2 (3)與線型拼接光柵6 (8)分別位于兩組對準標記左下角位置，用于實現(xiàn)y方向精對準；線型拼接光柵3 (4)與線型拼接光柵7 (9)分別位于兩組對準標記右上角位置，用于實現(xiàn)X方向精對準；線型拼接光柵4 (5)與線型拼接光柵8 (10)分別位于兩組對準標記左上角位置，用于實現(xiàn)I方向精對準。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，其特征在于:所述圓型光柵I (I)和圓型光柵2 (6)的周期分別為為Qr^Q2，并且％與02滿足一定的比例關(guān)系，比例值為0.8~1.2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，其特征在于:所述線型拼接光柵I (2)、線型拼接光柵5 (7)、線型拼接光柵2 (3)與線型拼接光柵6 (8)分別由周期為！\與T2、1~2與T1的兩個光柵上下或左右拼接構(gòu)成，并且T:與T2滿足一定的比例關(guān)系，比例值為0.8-1.2ο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，其特征在于:所述線型拼接光柵3 (4)、線型拼接光柵7 (9)、線型拼接光柵4 (5)與線型拼接光柵8 (10)分別由周期為？:與P 2、匕與P:的兩個光柵上下或左右拼接構(gòu)成，并且P:與P 2滿足一定的比例關(guān)系，比例值為0.8~1.2。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，其特征在于:所述所有光柵周期應(yīng)為10 μ m以下。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，其特征在于:所述圓型光柵周期(^與Q 2應(yīng)該小于或等于任意一組線型拼接光柵周期(T 1與T 2或P 1與P 2)的 1/2。
【專利摘要】一種用于接近式納米光刻雙光柵自動對準標記，由分別位于掩模與硅片上的兩組對準標記組成，任意一組對準標記由位于中心的圓型光柵與位于四邊角的線型拼接光柵組成。任意一組對準標記中間部分為圓型光柵，用于實現(xiàn)粗對準；任意一組對準標記四個邊角位置分別為兩組周期相鄰的線型拼接光柵組成，其中兩個上邊角為縱向拼接，兩個下邊角為橫向拼接，分別用于在x,y方向上實現(xiàn)精對準。通過兩組對準標記可實現(xiàn)掩模與硅片的高精度快速自動化對準。
【IPC分類】G03F9/00, G03F1/42
【公開號】CN105573049
【申請?zhí)枴緾N201410620137
【發(fā)明人】徐鋒
【申請人】西南科技大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年11月7日