[发明专利]一种压印光刻中凸起光栅对准标记的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米压印光刻中刻对准技术领域，涉及一种光栅对准标记的制作方法，尤其是一种提高莫尔条纹图像质量的凸起光栅对准标记制作方法，可以提高有光刻胶情况下莫尔条纹对准图像的质量。

背景技术

压印光刻以其高分辨率、高效率和低成本跻身于下一代16nm节点光刻技术的代表之一，可以有效地解决传统光刻由于图形衍射问题带来的尺寸限制。尽管压印光刻在图形转移方面具有高分辨率、高效率和低成本的优势，要使之成为真正实用而有竞争性的微纳制造技术，仍有许多关键性的问题需要解决，其中多层定位和对准技术是决定压印最终应用于半导体制造行业的关键。

纳米压印多层套刻对准中，最可行的对准方案是基于莫尔条纹相位匹配的方法。该方法的测量精度取决于干涉条纹图像空间相位的提取精度，在无光刻胶填充状态下，对准测量分辨率可以达到亚纳米级，而对准精度在10nm以下。

然而，在实际应用中，由于光刻胶的引入，而使对准中获得的莫尔条纹对准图像对比度严重下降。在模板为玻璃，基底为硅片的条件下，两光栅间介质折射率为1.4的胶时得到的莫尔条纹你图像对比度只有介质为空气时的16％。

而莫尔条纹对比度直接决定了我们相位提取的精度，特别是随着光刻胶折射率的提高，图像质量下降迅速，最后甚至是无法分辨莫尔条纹的明暗条纹，给对准相位的提取带来困难。

提高图像对比度最直接、最有效地方法是选用低折射率的光刻胶。然而，由于光刻胶聚合物的组分所限，不可能得到很低折射率的胶，目前存在的光刻胶折射率主要集中在1.4-1.7，部分光刻胶的折射率可以得到1.9。这些就决定必须采用其他途径解决由于光刻胶带来的对准图像质量严重下降的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种压印光刻中凸起光栅对准标记的制作方法，该制作方法可以提高由于光刻胶引入带来的莫尔条纹对准图像对比度严重下降的问题，对光刻胶折射率变化的反应不敏感，适用于多种常用光刻胶压印过程的压印对准。通过提高莫尔条纹对准图像质量，进一步提高压印对准精度。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

该种压印光刻中凸起光栅对准标记的制作方法，包括以下步骤：

1)光栅材料选择

基于莫尔条纹相位匹配的压印光刻对准，通过菲涅尔界面定理和时域有限差分计算，分析莫尔条纹图像对比度与光栅材料折射率的关系，确定获得高对比度莫尔条纹图像对应的折射光栅折射率范围，并在此范围内选定光栅标记材料。在压印中，基底为Si，模板为玻璃的条件下，选用模板光栅材料是折射率接近或等于1.9的材料，基底选用材料为折射率接近或等于2.7的材料；

2)光刻

制作光栅标记掩膜板，并以光栅标记掩膜板为掩护，刻蚀光刻胶层，分别在压印基底和模板上得到光刻胶栅条；

3)溅射

在有光刻胶栅线的基板上溅射优化光栅材料；

4)剥离

剥离基底上的光刻胶区域得到突起光栅条纹。

以上步骤1)中，在模板材料为玻璃即SiO2，基底材料为Si，光刻胶折射率为1.4的条件下，模板光栅标记采用折射率为1.9的材料，基底光栅标记采用折射率为2.7的材料。

以上步骤1)中，所述压印光刻对准，采用基于莫尔条纹相位匹配的对准原理，通过基底和模板上分别存在的一组组合光栅副进行对准，在对准过程中，模板上的组合光栅中周期为P1的光栅与基底上组合光栅中周期为P2的光栅重叠形成一组莫尔条纹；模板上组合光栅中周期为P2的光栅与基底上组合光栅中周期为P1的光栅重叠形成另一组莫尔条纹；通过比较两组莫尔条纹相位进行对准。

进一步，在步骤1)中，所述菲涅尔界面定理和时域有限差分计算过程为：

振幅反射率r~=n2-n1n2+n1;]]>