一种数字光栅无掩模光刻对准方法

针对数字微反射镜装置(DMD)无掩模光刻系统,提出并研究了一种数字光栅无掩模光刻对准方法,将硅片的微位移放大显示在数字光栅与硅片物理光栅叠加产生的叠栅条纹中。建立了基于DMD的数字光栅无掩模光刻对准模型,设计了对准标记以及具体的实现方案,并对模型进行了数值仿真和初步的实验验证。结果表明,采用频率可变、图像干净、具有良好周期性结构的数字光栅代替传统的真实掩模光栅,真正实现了零掩模成本;并且采用变频率数字光栅可以扩大测量范围,减小位移测量误差。最终可以实现深亚微米的对准精度,满足目前无掩模光刻对准精度的要求。     

基于等效叠栅的反射式光刻对准模型研究

针对接近接触式光刻技术的特点,提出了一种实用的反射式光刻对准方案。方案采用差动叠栅条纹对准技术,以叠栅条纹相位作为对准信号的载体。在掩模和硅片上分别设计两组位置相反、周期接近的光栅对准标记。电荷耦合器件(CCD)成像系统接收叠栅条纹图像,采用傅里叶变换提取叠栅条纹相位,得到掩模与硅片的相对位置关系。设计的标记可同时探测横纵方向的对准偏差。给出了合理的光路设计方案,详细分析了整个系统对准的内在机制,建立了可行的数学模型。研究表明,当对准偏差小于1pixel时,最大误差低于0.002pixel。与透射式光路对比,该方案更具有实用性,满足实际对准的要求。     

光刻对准技术研究进展

回顾了光刻对准技术的发展功能,对各种对准方法的原理和特点进行了分析和评价,介绍了几种典型主流光刻对准系统结构形式,并对光刻对准技术前景进行了描述与展望。     

投影光刻中相位光栅对准标记变形解决方案

描述了相位光栅对准法在步进重复投影光刻机中的运用,通过比较同轴对准系统和离轴对准系统的原理,工作过程,阐述了当对准标记产生变形时离轴对准系统能更好地修正偏差从而保证光刻工艺中套刻精度的要求.     

纳米光刻双光栅对准莫尔条纹分析

为了给实际的纳米光刻对准工作提供理论研究基础,主要分析推导了莫尔条纹复振幅以及光强的空间分布规律.在理论分析的基础上通过仿真,定量地确定了莫尔条纹复振幅分布的近似数学模型.分析表明,当对准光路通过掩模硅片上的两个对准标记受到两次光栅的调制并发生复杂的衍射和干涉时,将形成有规律的、呈一定周期分布的莫尔条纹.并且当两光栅周期相近时,莫尔条纹将表现为一个与两光栅周期相关的空间拍信号.在近似模型中该拍信号主要由两光栅基频的乘积调制与振幅调制信号组成.两调制信号的群峰值周期相等、与拍信号的群峰值周期一致,并且该周期相对于两光栅周期被大幅度放大,因而具有很好的位移探测灵敏度,有利于纳米级对准的实际应用.     

纳米光刻对准方法及其原理

对准技术对光刻分辨力的提高有着重要作用。45nm节点以下的光刻技术如纳米压印等,对相应的对准技术提出了更高的要求。对光刻技术发展以来主要用于接近接触式和纳米压印光刻的对准技术做总结分类,为高精度的纳米级光刻对准技术提供理论研究基础和方向。经过分析,从原理上将对准技术分为几何成像对准、波带片对准、干涉光强度对准、外差干涉对准及莫尔条纹等五种对准方法。最后结论得出基于条纹空间相位的对准方法具有最好的抗干扰能力且理论上能达到最高的对准精度,而其他基于光强的对准方法的精度更易受到工艺涂层的影响。因此,基于干涉条纹空间相位对准的方法在纳米级光刻对准中具有很好的理论前景。     

用于光刻装置的多光栅标记对准系统

提出了一种用于光刻装置的Si片-工件台对准系统。该对准系统采用多光栅对准标记,标记的每个方向有序排列着四个子光栅。对准时,单波长对准光束照射在标记上,各级衍射光以不同的衍射角反射出。通过空间滤波器,零级和高级衍射光被滤除,而±1级衍射光被保留并相干涉成像在参考光栅的表面。两个较大周期子光栅的对准信号用于对准标记的捕获和粗对准,两个较小周期子光栅的对准信号用于获得粗对准基础上的精确对准。由于该对准系统无须采用楔板组,与ATHENA对准技术相比,降低了制造成本,提高了工程的可实现性。     

掩模硅片自动对准误差校正算法

为了改善对准精度,对100nm级线宽尺寸建立了掩模硅片自动对准数学模型,应用于同轴离轴混合对准系统的硅片模型、掩模模型以及工件台模型中。掩模硅片自动对准算法决定机器坐标系、掩模坐标系、硅片坐标系相互的位置关系,可很好地校正由掩模硅片引起的平移、线变、旋转、正交性的偏差。     

光栅衍射式同轴对准系统中影响对准精度的因素分析

对掩模，硅片同轴对准系统中影响对准精度的诸因素进行了理论分析，阐述了误差形成机理及相应的对策，以理论分析指导精度实验取得了±0．06μm(3σ)对准精度。     

干涉空间相位光刻对准方法研究

介绍了一种适合高分辨力接近/接触式光刻的新型纳米级光刻对准方法。简要阐述了该对准方法的基本原理,探讨了应用该对准方法的光学结构设计,提出了照明光路与干涉条纹捕获光路的垂直设计,采用单色非曝光光源远心照明方式并外加补偿光路的结构设计。在软件处理方面,提出采用九点四线曲面拟合面阵CCD细分方法及最小二乘曲线拟合定位方法,实现光刻对准精度的进一步提高。该光刻对准方法能够克服现有对准技术的诸多缺陷,具有纳米级对准精度,能够满足纳米光刻的对准需求。     

基于衍射光栅的超精密定位技术研究

分析了一种百纳米级位移分辨率的双级衍射光栅测量系统, 建立了衍射叠栅(莫阿)信号与对应位移的数学模型, 并通过计算机仿真对叠栅信号的位移特性进行了研究。在此基础上设计了一套基于双级衍射光栅的精密定位装置, 利用两组衍射光栅, 取其透射零次激光叠栅信号的差信号为控制信号, 由微机控制实现高精度位置检测及精密自动定位。系统采用的差动光栅技术, 极大地提高了位置检测信号的灵敏度及定位精度。通过粗定位和精定位相结合的两段式复合定位, 可在高精度定位的同时, 缩短定位时间, 实现高速高精度定位。实验结果表明, 基于衍射光栅的精密定位装置可获得±0.5 μm的定位精度, 对精密加工工程领域具有重要的实用价值。     

投影光刻中非对称型相位光栅对准信号及对准误差计算模型

在半导体投影光刻机中,对因工艺处理产生的非对称型相位光栅对准标记作了详细分析,提出了关于衍射效率、对准信号及对准误差的计算模型,并着重分析了CMP型对准标记和金属淀积型标记的相应特点。     

玻璃基片双面光刻对准工艺流程的研究

介绍了双面光刻对准原理及技术新发展,表明了不变焦对准的技术优势.针对玻璃基片设计了十字加方框的对准图样,经重新调焦,利用基片透明属性透过基片标记观测掩模标记实现对准,不再采用静态存储的掩模数字图像作为精对准基准,规避了可能由物镜侧移带来的对准误差.最后提供了几种常用的对准标记图样,并为了加工操作的便利引入了辅助搜索线.     

Novel Nano-scale Overlay Alignment Method for Room-temperature Imprint Lithography

A novel nano-scale alignment technique based on Moiré signal for room-temperature imprint lithography in the submicron realm is proposed. The Moiré signals generated by a pair of quadruple gratings on two templates respectively are optically projected onto a photodetector array, then the detected Moiré signals are used to estimate the alignment errors in x and y directions. The experiment result indicates that complex differential Moiré signal is sensitive to relative displacement of the pair of marks than each single Moiré signal, and the alignment resolutions obtained in x and y directions are ±20nm(3σ) and ±24nm(3σ). They can meet the requirement of alignment accuracy for submicron imprint lithography.     

投影光刻中相位光栅对准信号计算的新模型

对分步重复投影半导体光刻机相位光栅对准信号作详细的分析,提出了更加合理精确的计算模型,并与其他论文中的实验数据作了初步比较,模型与实验更加接近,本文所提供的方法也适用于有减反膜的光刻工艺对准信号的分析。