中科院光电所在纳米级高精度测量系统方法研究中取得进展

中国科学院光电技术研究所微电子装备总体研究室在纳米级高精度检焦系统方法研究中取得新进展：提出了一种双光路光强调制光栅检焦方法，该方法利用两光路的信号比求解硅片的离焦量，消除了光强波动导致的测量误差，具有纳米量级的测量精度，在光刻领域具有很大的应用价值。相关结果发表于近期的IEEE Photonics。

提高分辨力一直是光刻技术发展的主旋律，由瑞利公式R=K1λ/NA可知，缩短波长是提高分辨力的有效手段。每次更短波长光刻的应用，都促使集成电路性能得到极大提升。而由焦深公式DOF=K2λ/NA2可知，提高分辨力总是以牺牲焦深为代价的。目前主流的投影光刻设备，即使采用离轴照明等波前工程技术，焦深也仅维持在百纳米量级，加上由真空吸附翘曲、衬底平整度、抗蚀剂厚度等引起的基片表面起伏变化焦深范围进一步缩小，为了使基片表面始终保持在投影系统焦深范围内，保证曝光图形质量，对检焦系统提出了极高的要求。目前最常用的调焦调平方法还是基于光栅的光电测量方法。该方法虽然精度较高且易于实现，但该测量方法易受光源或反射率波动引起的光强变化的影响，从而降低检测精度。因此，研究新型的检焦方法和消除光强波动带来的测量影响具有重要的研究价值。

光电所采用三角法测量，Z向位移转化为标记光栅与检测光栅横向位移ΔX，通过两光路的信号比对横向位移量ΔX进行检测，实现检焦。该方法的两光路结构设计相同，两信号相位相差，利用两光路的信号比求解硅片的离焦量，消除了光强波动的影响，实现了纳米级的检焦精度。

该工作得到了国家自然科学基金的支持。