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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种基于双频莫尔条纹查表的大范围光刻对准方法，涉及半导体集成电路制造技术领域，并包括：1在晶圆和掩膜上制作由四层线光栅组成的复合对准标记；2通过准直光源照射重叠的晶圆和掩膜标记，形成双频莫尔条纹；3通过二维FFT提取双频莫尔条纹的包裹相位，并利用快速强度传输方程解包裹算法得到连续相位；4根据相位差分别计算上部和下部光栅标记的错位信息；5根据线光栅周期生成差值表；6将错位值输入差值表中，查表并计算晶圆和掩膜的实际错位，反馈调整直至完全对准。本发明可以实现大量程纳米级的光刻对准。

主权项：1.一种基于双频莫尔条纹查表的大范围光刻对准方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在晶圆上制作由四层一维线光栅组成的晶圆复合对准标记，所述晶圆复合对准标记中一维线光栅的光栅周期按照从上到下顺序依次为P1,P2,P3,P4；在掩膜上制作结构与晶圆复合对准标记相同、但周期不同的掩膜复合对准标记，所述掩膜复合对准标记中一维线光栅的光栅周期按照从上到下顺序依次为P2,P1,P4,P3；由第一层的一维线光栅和第二层的一维线光栅组成上部的测量光栅标记，第三层的一维线光栅和第四层的一维线光栅组成下部的参考光栅标记；S2、准直光源照射叠加的晶圆复合对准标记和掩膜的复合对准标记后，形成上部和下部周期分别为PM12和PM34的双频莫尔条纹图IMx,y；其中，x,y表示像素坐标；S3、通过二维FFT分别提取IMx,y中四层莫尔条纹的包裹相位，从而利用快速强度传输方程解包裹算法对包裹相位进行计算，得到四层莫尔条纹的连续相位按照从上到下的顺序依次为和S4、根据上部莫尔条纹的相位差计算上部的测量光栅标记在单周期内的实际错位Δx12；根据下部莫尔条纹的相位差计算下部的参考光栅标记在单周期内的实际错位Δx34；从而得到晶圆和掩膜之间的实际错位Δx＝Δx12＝Δx34；根据莫尔效应，构建IMx,y中的上部莫尔条纹在单周期内的位移ΔX12＝Δx12M12和下部莫尔条纹在单周期内的位移ΔX34＝Δx34M34，其中，M12表示莫尔效应的上部放大倍数；M34表示莫尔效应的下部放大倍数；S5、当晶圆和掩膜之间的实际错位Δx超过单周期时，利用式1得到上部莫尔条纹在多周期内的位移ΔXu和下部莫尔条纹在多周期内的位移ΔXl： 式1中，nu表示PM12的倍数，nl表示PM34的倍数，且均为整数；利用式2得到测量光栅标记在多周期内的错位Δxu和参考光栅标记在多周期内的错位Δxl，从而晶圆和掩膜之间的实际错位Δx＝Δxu＝Δxl； 式2中，Ru是导致上部莫尔条纹单个完整周期相对移动量对应的错位量，且且Ru＝P1P2P1+P2；Rl表示是导致下部莫尔条纹单个完整周期相对移动量对应的错位量，且且Rl＝P3P4P3+P4；S6、利用式3生成差值表：Δx12-Δx34＝Rlnl-Runu,nl＝0,1,...,Nl,nu＝0,1,...,Nu3式3中，Nu和Nl分别为nu和nl的最大值；S7、根据差值表，得到差值Δx12-Δx34唯一对应的nu和nl，从而根据式2得到晶圆和掩膜的实际错位Δx并反馈给微位移台进行调整，直至晶圆和掩膜之间完全对准为止。

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