專利名稱：一種莫爾條紋傾角測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于接近接觸式光刻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種莫爾條紋傾角測量方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，納米科技快速發(fā)展并已經(jīng)成為本世紀(jì)備受關(guān)注的前沿領(lǐng)域，而納米器件的制造作為納米技術(shù)的基礎(chǔ)，離不開高分辨力的光刻技術(shù)；另外，光學(xué)光刻一直作為大規(guī)模集成電路工業(yè)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，隨著高集成度電路以及相關(guān)器件的研發(fā)，IC特征尺寸愈來愈小，不斷地促進(jìn)光刻分辨力的提高。套刻精度對光刻分辨力有著重要影響。套刻精度的提高是憑借高精度的對準(zhǔn)系統(tǒng)來實現(xiàn)的。通常而言，套刻誤差只允許為特征尺寸的1/10左右。而套刻誤差的主要因素來源于掩模與硅片之間的對準(zhǔn)。雙拼接光柵莫爾條紋光刻對準(zhǔn)方法是一種空間相位成像的高精度對準(zhǔn)方法。其對·準(zhǔn)標(biāo)記制作成兩套周期近似的光柵，分別刻蝕在掩模與硅片上?？梢詫崿F(xiàn)掩模與硅片X、Y兩個方向的同時對準(zhǔn)。但是，實現(xiàn)高精度對準(zhǔn)的前提在于保證掩模與硅片的高度平行。遺憾的是，硅片的微小傾斜通常會引起莫爾條紋的傾斜，這對該方法執(zhí)行高精度是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種莫爾條紋傾角測量方法，該方法可以實現(xiàn)莫爾條紋傾角的精確測量，并且進(jìn)一步的根據(jù)硅片傾斜形成的傾斜莫爾條紋傾角測量，實現(xiàn)硅片傾角的測量。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種莫爾條紋傾角測量方法，所述方法包括步驟步驟SI:利用CXD圖像探測器件獲取傾斜的莫爾條紋像；步驟S2:對該傾斜莫爾條紋進(jìn)行傅里葉變換，得到其頻譜；步驟S3:對步驟S2中的莫爾條紋頻譜濾波，然后作逆傅里葉變換，提取莫爾條紋的截斷相位；步驟S4:對傾斜莫爾條紋的截斷相位0 (x, y)進(jìn)行相位展開得到連續(xù)分布的相位
小(X，y)；步驟S5:提取X, y方向上的任意行列一維相位4>x(x，y)，<ty(x, y);步驟S6:計算x, y方向上的行列一維相位4>x(x，y), 4>y(x, y)的相位斜率kx, ky ;步驟S7:莫爾條紋傾角計算。進(jìn)一步的，傾斜莫爾條紋的表達(dá)式可以表示為I (X，y) = A (X，y) +B (x, y) cos (2 fxx+2 fyy)式中A(x，y)表示背景光強度，B(x, y)表示緩慢變化的條紋振幅；fx和fy表示條紋在x、y兩個方向上的空間頻率。進(jìn)一步的，<K(x，y)，<ty(x, y)與傾斜莫爾條紋的相位(x, y)關(guān)系為(x, y) = <K(x, y) + 4>y(x, y)。
進(jìn)一步的，步驟S6中采用最小二乘法線性擬合計算x，y方向上的行列一維相位4)x(x, y), 4>y(x, y)的相位斜率 kx, ky。進(jìn)一步的，x, y方向上的行列一維相位4>x(x，y)，<ty(x, y)的相位斜率kx, ky與x、y兩個方向上的空間頻率關(guān)系為kx = 2 fx, ky = 2 fyD進(jìn)一步的，步驟S7中莫爾條紋傾角計算時，傾斜莫爾條紋的傾角具體由下式?jīng)Q定0 = tan -1 泰)=tan—1 (奪) 。
kyfy·
本發(fā)明的基本原理提供一種莫爾條紋傾角測量方法，所述方法的步驟包括對傾斜莫爾條紋進(jìn)行傅里葉變換、相位提取、相位展開、提取條紋X、Y方向上行列相位、行列相位斜率計算、條紋傾角計算。其中，行列相位斜率通過最小二乘法線性擬合計算。根據(jù)硅片傾斜引起莫爾條紋傾斜的特點，即對準(zhǔn)時掩模光柵標(biāo)記固定，硅片傾斜，莫爾條紋就會發(fā)生傾斜。通過傾斜莫爾條紋的相位，計算莫爾條紋的傾角，實現(xiàn)硅片傾角高精度計算。本發(fā)明的特點與優(yōu)勢(I)、本發(fā)明充分利用了硅片微小傾角被莫爾條紋放大的特點，達(dá)到硅片高精度傾角計算的目的。(2)、本發(fā)明利用傅里葉變換分析傾斜莫爾條紋的相位，采用了傾斜莫爾條紋行列相位斜率計算莫爾條紋的傾角。(3)、本發(fā)明直接利用莫爾條紋的相位計算傾角，計算簡單、直接，無需設(shè)計額外的
I■■己 O


圖I是莫爾條紋傾角示意圖；圖2是傾斜莫爾條紋行列相位提取示意圖；圖3是傾斜莫爾條紋行列相位斜率計算示意圖；圖4是莫爾條紋傾角計算的步驟。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1，為傾斜莫爾條紋的示意圖。莫爾條紋的傾角100為0。傾斜莫爾條紋可表示為I (X，y) = A (x, y) +B (x, y) cos (2 fxx+2 fyy)(I)式中A(x，y)表示背景光強度，B(x, y)表示緩慢變化的條紋振幅；fx和fy表示條紋在x、y兩個方向上的空間頻率。圖2為傾斜莫爾條紋行列一維相位提取示意圖。其中，傾斜莫爾條紋的相位300的某一行相位301某一列相位302可以從傾斜莫爾條紋的相位任意提取。圖3為莫爾條紋行列相位斜率計算示意圖。其中，圖3中的實線400表示第50行相位，虛線401表示第50列相位。如圖4示出，本發(fā)明提供的一種莫爾條紋傾角測量方法，所述方法包括步驟SI:利用CXD圖像探測器件獲取傾斜莫爾條紋像，傾角為Θ ；步驟S2:對具有傾角為Θ的莫爾條紋進(jìn)行傅里葉變換，得到其頻譜；步驟S3:對步驟S2中的莫爾條紋頻譜濾波，然后作逆傅里葉變換，提取莫爾條紋的截斷相位；步驟S4:由于步驟S3中的莫爾條紋截斷相位是不連續(xù)的，需要對其進(jìn)行相位展開得到連續(xù)分布的相位Φ (X，y)；步驟S5:以步驟S4的相位，提取X，y方向上的任意行列(例如第50行，第50列)一維相位Φχ(χ, y)、Φγ(χ, y)，Φχ(χ, y)、Φγ(χ, y)與傾斜莫爾條紋的相位Φ (x, y)關(guān)系為Φ (x, y) = Φχ (χ, y) + Φ y (χ, y)(2)步驟S6:通過最小二乘法線性擬合,計算χ, y方向上的行列一維相位斜率kx, ky ；x，y方向上的行列一維相位Φχ(χ，γ)，Φγ(χ, y)的相位斜率kx, ky與x、y兩個方向上的空間頻率的關(guān)系為kx = 2 fx, ky = 2 fy(3)步驟S7:莫爾條紋傾角計算。傾斜莫爾條紋的傾角由下式?jīng)Q定
權(quán)利要求
1.一種莫爾條紋傾角測量方法，其特征在于所述方法包括步驟 步驟SI:利用CCD圖像探測器件獲取傾斜的莫爾條紋像； 步驟S2:對該傾斜莫爾條紋進(jìn)行傅里葉變換，得到其頻譜； 步驟S3:對步驟S2中的莫爾條紋頻譜濾波，然后作逆傅里葉變換，提取莫爾條紋的截斷相位； 步驟S4:對傾斜莫爾條紋的截斷相位小(x, y)進(jìn)行相位展開得到連續(xù)分布的相位小 U，y)； 步驟S5:提取X, y方向上的任意行列一維相位4>x(x，y), 4>y(x, y)； 步驟S6:計算X, y方向上的行列一維相位<K(X，y), <t)y(x, y)的相位斜率kx, ky ； 步驟S7:莫爾條紋傾角計算。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種莫爾條紋傾角測量方法，其特征在于傾斜莫爾條紋的表達(dá)式可以表示為 I (X，y) = A (X，y) +B (x, y) cos (2 n fxx+2 n fyy) 式中A(x，y)表示背景光強度，B(x, y)表示緩慢變化的條紋振幅；fx和fy表示條紋在X、y兩個方向上的空間頻率。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種莫爾條紋傾角測量方法，其特征在于^K(x，y)，Cj5y(x,y)與傾斜莫爾條紋的相位小U，y)關(guān)系為 (x, y)=小 x (x, y) + y (x, y)。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種莫爾條紋傾角測量方法，其特征在于步驟S6中采用最小ニ乘法線性擬合計算X，y方向上的行列一維相位<K(x，y)，(ty(x, y)的相位斜率kx，ky。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種莫爾條紋傾角測量方法，其特征在于x，y方向上的行列一維相位<K(x，y)，<ty(x, y)的相位斜率kx, ky與x、y兩個方向上的空間頻率關(guān)系為kx = 2 fx, ky = 2 fy。
6.如權(quán)利要求I所述的ー種莫爾條紋傾角測量方法，其特征在于步驟S7中莫爾條紋傾角計算時，傾斜莫爾條紋的傾角具體由下式?jīng)Q定
全文摘要
本發(fā)明提供一種莫爾條紋傾角測量方法，該方法包括步驟對傾斜莫爾條紋進(jìn)行傅里葉變換、相位提取、相位展開、提取條紋x，y方向上行列相位、行列相位斜率計算、條紋傾角計算。通常接近接觸式光刻中，掩模與硅片之間存在一定的傾角，不利于莫爾條紋的高精度對準(zhǔn)，本發(fā)明可以實現(xiàn)莫條紋傾角高精度計算，用于莫爾條紋光刻對準(zhǔn)中，掩模與硅片之間的平行度校正，不需要額外的測量標(biāo)記，即可完成莫爾條紋傾角的計算。
文檔編號G01C9/00GK102789138SQ20121030779
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者何渝, 唐燕, 朱江平, 胡松, 陳銘勇 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所