[發明專利]一種用于納米位移測量的修正方法

有效

• 申請號: 201711370214.8
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108036729B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 何渝;馮金花;劉俊伯;谷林
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于納米位移測量的修正方法，該方法對光柵偏振調制納米位移測量方法的計算模型進行了修正，通過高精度納米位移臺進行掃描標定，擬合計算確定修正模型的參數，再應用最優化算法得出位移量。本方法綜合考慮了測量系統中的光學成像光強變化、光柵周期的不一致性以及電信號處理過程非線性的誤差，更加符合測量系統的實際工程使用情況，測量準確性更高。

技術領域

本發明涉及高精度的直線位移測量領域，具體為一種用于納米位移測量的修正方法。

背景技術

微細加工技術作為集成電路制造領域中不可缺少的重要手段。而在集成電路制造領域中，集成度是衡量其先進程度的重要指標，是指單塊集成電路芯片所能容納的元件數量。更高的集成度一直是集成電路制造中不斷追求的目標，也就要求微細加工技術具備更小線寬的加工能力。同時，隨著材料、能源、生物、醫療等領域朝著微觀方向的發展，也越來越依賴于微細加工技術的進步。光學投影光刻因為其非接觸、高精度、加工面積大、加工圖形不受限的特點，是當今微細加工領域中應用最為廣泛的方法。光刻設備作為光學投影光刻中最為重要的環節，光刻分辨力直接決定了能夠加工的最小線寬。

光刻設備成像物鏡的分辨力由公式R＝k₁λNA計算，其中k₁為工藝因子，λ為波長，NA為數值孔徑，由公式可知通過降低工藝因子、縮短波長、增大數值孔徑能夠提高光刻分辨力，在工藝因子和波長一定的情況下，增大數值孔徑成為一種行之有效的辦法。但是，隨著NA的增大，光刻成像物鏡的另一參數焦深急劇減小，焦深是指光刻物鏡能夠清晰成像的縱向范圍，按照公式DOF＝k₂λ/NA²計算，k₂為與焦深相關的工藝因子。在高端光刻設備中，成像物鏡的焦深僅為百納米量級，同時考慮實際使用中基片翹曲等問題，要求對待曝光基片的定位精度達到數十納米量級才能保證在基片表面的清晰成像。因此，對待曝光基片的精密位移測量是高端光刻設備研發中需要解決的一項關鍵技術。

由于高端光刻設備一直是為國外壟斷，國內的技術相對落后，關鍵技術的研發也相對落后。在納米位移測量技術上，現有的方法大多數是基于理想環境，缺乏對工程實際應用中出現的誤差進行補償，這是應用在實際光刻設備前必須解決的問題。

發明內容

本發明的目的是在考慮實際應用中納米位移測量系統的光學成像光強變化、光柵周期的不一致性以及電信號處理過程非線性引起的誤差后，重新建立計算模型，通過標定、優化等方法，提高納米位移測量的準確度。

為了實現所述目的，本發明提出一種用于納米位移測量的修正方法，包括如下步驟：

步驟1、記錄光柵偏振調制納米位移測量系統輸出電壓在待測物體位移過程中的數據，分析輸出電壓與待測物位移之間的關系曲線，建立計算模型的數學表達式；

步驟2、采用高精度納米位移臺進行掃描并記錄位移數據，同時記錄測量系統輸出電壓值，應用建立的數學計算公式對位移數據、電壓值進行擬合，獲得計算公式中的未知參數；

步驟3、將求得的參數代入計算公式，根據測量系統測得的電壓數值，應用最優化算法即可求得待測位移量。

其中，光柵偏振調制納米位移測量系統由光源、照明鏡頭、物方光柵、物方成像鏡頭、像方成像鏡頭、像方光柵、偏振調制組、SAVART、探測物鏡和光電探測器組成，光源發出的光經照明鏡頭準直后均勻照明物方光柵，物方光柵通過成像鏡頭在待測物體表面成像，再通過像方成像鏡頭在像方光柵平面成二次像，經偏振調制組加載高頻載波，最后通過探測物鏡聚焦后由光電探測器接收，進一步通過電路進行放大、信號解調、模數轉換后由計算機輸出電壓信號。