[發明專利]一種基于超分辨光刻的間隙檢測裝置

有效

• 申請號: 201711240052.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108036732B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 馮金花;唐燕;何渝
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種基于超分辨光刻的間隙檢測裝置，所述的裝置由光源發出的光經Y型光纖導入光纖準直鏡，在掩模的半透半反窗口產生分光，其中一束光反射回到光纖準直鏡內部，另一束光經掩模的半透半反窗口透射后，經基片表面反射，透過掩模的半透半反窗口被光纖準直鏡接收。此時，這兩束光由于經過的光程不同，產生相位差，通過光譜儀進行探測，在上位機中分析不同波長對應的相位差，實現對掩模與基片之間的絕對間隙測量。本發明可以獲得基片和掩模的光程差絕對值，進而獲得基片和掩模兩者之間光程差引起的相位差，得到掩模和基片之間的絕對間隙。通過控制納米工件臺消除間隙，實現間隙曝光，有效的保護了超分辨光刻器件，保證光刻圖形質量。

技術領域

本發明是一種基于超分辨光刻的間隙檢測裝置，屬于超大規模集成電路制造及光學微細加工技術中的納米器件制造技術領域。

背景技術

基于表面等離子體效應的超透鏡成像技術是近年來受關注的一種新型超分辨光學成像方法。該光刻技術從物理本質上，屬于近場光刻，其工作距離極短，因此在曝光時通常需要通過吹氣加壓和真空吸緊等方式，以保證工作距。顯然，這樣會造成掩模損傷。眾所周知，掩模一般是昂貴的、精密加工的圖形結構，為了保持其一定的使用壽命，在保證成像分辨力及成像質量的情況下延伸掩模與光刻襯底之間的間隙(工作距)是一個基于超分辨光刻技術急需解決的關鍵技術問題。

1999年Euclid E.Moon等人提出采用干涉空間位相成像方法對光刻間隙進行檢測。該檢測技術是在掩模上刻蝕TCG結構的二維棋盤光柵，光纖激光經過衍射，反射，再衍射等過程形成干涉條紋，通過處理干涉條紋數據，可以高精度的解析出間隙值。

2016年羅先剛研究員等人提出一種基于啁啾光柵衍射成像方法對光刻間隙進行檢測。該檢測技術通過光柵衍射成像技術，實現納米量級的在線檢測和控制。

本發明的一種超分辨光刻的間隙檢測裝置。該裝置通過多波長頻域干涉方法，實現掩模與光刻襯底之間的間隙檢測。實現間隙曝光，有效的保護了超分辨光刻器件，保證光刻圖形質量。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是：提出一種基于超分辨光刻間隙檢測裝置。該裝置通過多波長頻域干涉方法，實現掩模與光刻襯底之間的間隙檢測。實現間隙曝光，有效的保護了超分辨光刻器件，保證光刻圖形質量。

為了實現所述目的，本發明的裝置包括白光光源，Y型光纖，物鏡鏡框，光纖準直鏡，掩模，基片，納米工件臺，光譜儀和上位機，其中光纖準直鏡和掩模由鏡框進行裝夾；掩模的非圖形區域留有半透半反的窗口，且半透半反的窗口處鍍有鉻層，同時基片上鍍有銀層，從白光光源輸出的光由Y型光纖將入射光導入光纖準直鏡，入射光在掩模的半透半反窗口產生分光，一束光反射回光纖準直鏡內部，另一束光經掩模的半透半反窗口透射后，經基片表面的銀層反射，透過掩模的半透半反窗口被光纖準直鏡接收，此時，被返回的兩束光由Y型光纖返回光譜儀，由光譜儀進行探測，因為兩束光經過的光程不同，從而產生相位差，在上位機中分析不同波長對應的相位差，獲得掩模與基片之間的絕對距離，控制納米工件臺的Z軸運動消除間隙，實現納米圖形的曝光。

進一步的，所述掩模的非圖形區域留有半透半反的窗口，且半透半反窗口處鍍5nm厚的鉻層，基片上鍍30nm厚的銀層。

本發明與現有技術相比的優點在于：

本發明是一種基于超分辨光刻的間隙檢測裝置，屬于超分辨光刻裝置的改進和創新。該裝置通過對光譜儀接收到兩束光的光譜分布進行分析，可以獲得基片和掩模的光程差絕對值，進而獲得基片和掩模兩者之間光程差引起的相位差，實現掩模和基片之間的絕對間隙檢測，能實現±4nm的檢測；實現納米級的間隙曝光，有效的保護了超分辨光刻器件，保證光刻圖形質量。

附圖說明

圖1為超分辨光刻的間隙檢測裝置的示意圖；

圖2為掩模圖形示意圖。