[发明专利]一种用于纳米位移测量的修正方法

说明书

本发明公开了一种用于纳米位移测量的修正方法，该方法对光栅偏振调制纳米位移测量方法的计算模型进行了修正，通过高精度纳米位移台进行扫描标定，拟合计算确定修正模型的参数，再应用最优化算法得出位移量。本方法综合考虑了测量系统中的光学成像光强变化、光栅周期的不一致性以及电信号处理过程非线性的误差，更加符合测量系统的实际工程使用情况，测量准确性更高。

技术领域

本发明涉及高精度的直线位移测量领域，具体为一种用于纳米位移测量的修正方法。

背景技术

微细加工技术作为集成电路制造领域中不可缺少的重要手段。而在集成电路制造领域中，集成度是衡量其先进程度的重要指标，是指单块集成电路芯片所能容纳的元件数量。更高的集成度一直是集成电路制造中不断追求的目标，也就要求微细加工技术具备更小线宽的加工能力。同时，随着材料、能源、生物、医疗等领域朝着微观方向的发展，也越来越依赖于微细加工技术的进步。光学投影光刻因为其非接触、高精度、加工面积大、加工图形不受限的特点，是当今微细加工领域中应用最为广泛的方法。光刻设备作为光学投影光刻中最为重要的环节，光刻分辨力直接决定了能够加工的最小线宽。

光刻设备成像物镜的分辨力由公式R＝k₁λNA计算，其中k₁为工艺因子，λ为波长，NA为数值孔径，由公式可知通过降低工艺因子、缩短波长、增大数值孔径能够提高光刻分辨力，在工艺因子和波长一定的情况下，增大数值孔径成为一种行之有效的办法。但是，随着NA的增大，光刻成像物镜的另一参数焦深急剧减小，焦深是指光刻物镜能够清晰成像的纵向范围，按照公式DOF＝k₂λ/NA²计算，k₂为与焦深相关的工艺因子。在高端光刻设备中，成像物镜的焦深仅为百纳米量级，同时考虑实际使用中基片翘曲等问题，要求对待曝光基片的定位精度达到数十纳米量级才能保证在基片表面的清晰成像。因此，对待曝光基片的精密位移测量是高端光刻设备研发中需要解决的一项关键技术。

由于高端光刻设备一直是为国外垄断，国内的技术相对落后，关键技术的研发也相对落后。在纳米位移测量技术上，现有的方法大多数是基于理想环境，缺乏对工程实际应用中出现的误差进行补偿，这是应用在实际光刻设备前必须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是在考虑实际应用中纳米位移测量系统的光学成像光强变化、光栅周期的不一致性以及电信号处理过程非线性引起的误差后，重新建立计算模型，通过标定、优化等方法，提高纳米位移测量的准确度。

为了实现所述目的，本发明提出一种用于纳米位移测量的修正方法，包括如下步骤：

步骤1、记录光栅偏振调制纳米位移测量系统输出电压在待测物体位移过程中的数据，分析输出电压与待测物位移之间的关系曲线，建立计算模型的数学表达式；

步骤2、采用高精度纳米位移台进行扫描并记录位移数据，同时记录测量系统输出电压值，应用建立的数学计算公式对位移数据、电压值进行拟合，获得计算公式中的未知参数；

步骤3、将求得的参数代入计算公式，根据测量系统测得的电压数值，应用最优化算法即可求得待测位移量。

其中，光栅偏振调制纳米位移测量系统由光源、照明镜头、物方光栅、物方成像镜头、像方成像镜头、像方光栅、偏振调制组、SAVART、探测物镜和光电探测器组成，光源发出的光经照明镜头准直后均匀照明物方光栅，物方光栅通过成像镜头在待测物体表面成像，再通过像方成像镜头在像方光栅平面成二次像，经偏振调制组加载高频载波，最后通过探测物镜聚焦后由光电探测器接收，进一步通过电路进行放大、信号解调、模数转换后由计算机输出电压信号。