一種對準光柵組及其光柵的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及半導體技術領域，特別涉及一種對準光柵組及其光柵的制作方法。
【背景技術】
[0002] 納米壓印技術是一種新型光刻技術，通過將具有納米圖案的模板進行機械壓印， 在涂有高分子材料的硅基板上形成等比例納米圖案。由于其高精度、高分辨率、廉價的特 點，受到人們的廣泛關注。
[0003] 然而，如果采用紫外壓印技術進行多層壓印時，需要采用對準標記進行套刻。現有 技術中，利用摩爾條紋的產生原理進行對準，即：當兩種光柵相互疊加，會在視覺上形成周 期大于該兩種光柵周期的摩爾條紋，并且，摩爾條紋的周期由兩組光柵的周期差決定，周期 差越小，摩爾條紋的周期越大。通過這一原理，在透光模板和晶圓上分別形成對應的光柵， 根據對準時產生的莫爾條紋調整模板和晶圓的位置，最終得到高對準精度的多層壓印圖 案。
[0004] 如圖1所示，現有的對準光柵組包括透光模板上的一維光柵和晶圓上的二維光 柵，其中，圖la為透光模板上的一維光柵，圖lb為晶圓上的二維光柵。如圖2所示，其中， 晶圓為101，晶圓上的二維光柵為102,光刻膠為103,晶圓上的被壓印出的光刻圖案為104， 透光模板為106,透光模板上的一維光柵為105,當光107以利特羅角度照射，重疊的對準光 柵組102和105會產生一階衍射的莫爾條紋，通過該莫爾條紋判斷對準光柵組的對準程度， 從而對透光模板和晶圓的位置進行調整。
[0005] 然而，現有技術得到的莫爾條紋模糊，不易判斷對準光柵組的對準程度，對準精度 低。

【發明內容】

[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供一種對準光柵組及其光柵的制作方法，提高了 光柵的衍射效率，增大了莫爾條紋的對比度，從而易于判斷對準光柵的對準程度，對準精度 得到提高。
[0007] 技術方案如下：
[0008] 一種對準光柵組，包括：
[0009] 設置于模板上的第一光柵和設置于晶圓上的第二光柵，所述第一光柵與所述第二 光柵相對設置；
[0010] 所述第一光柵的光柵底部覆蓋折射層，所述折射層的折射率大于1. 5。
[0011] 優選的，所述折射層為金屬層、介電層或者半導體層。
[0012] 優選的，所述折射層的厚度的取值范圍為lnm~50nm。
[0013] 優選的，所述折射層為金屬層。
[0014] 優選的，所述金屬層的厚度的取值范圍為10nm~30nm〇
[0015] 優選的，所述第一光柵為一維光柵，所述第二光柵為二維光柵。
[0016] 優選的，所述第一光柵在第一方向的周期與所述第二光柵在第一方向的周期差小 于所述第一光柵在第一方向的周期的十分之一。
[0017] 優選的，當所述折射層為金屬層時，所述金屬為鉻、鋁或者鈦；當所述折射層為半 導體層時，所述半導體為硅、鍺或者碳化硅。
[0018] 優選的，所述二維光柵在晶圓上的深度的取值范圍為10nm~500nm。
[0019] -種光柵的制作方法，應用于所述的第一光柵，其特征在于，包括：
[0020] 提供模板；
[0021] 在所述模板上形成具有光柵圖案的掩膜層；
[0022] 在具有所述掩膜層的模板上刻蝕，形成光柵結構；
[0023] 在具有所述光柵結構的模板上形成折射層，所述折射層的折射率大于1. 5 ;
[0024] 去除所述掩膜層，形成所述光柵。
[0025] 與現有技術相比，本發明的有益效果為：
[0026] 本發明中的對準光柵組及其光柵的制作方法，在模板上的第一光柵的光柵底部覆 蓋折射層，所述折射層的折射率大于1. 5,可以提高所述第一光柵的衍射效率，增大所述第 一光柵和所述第二光柵對準時產生的莫爾條紋的對比度，從而易于判斷對準光柵的對準程 度，提高了所述對準光柵組的對準精度。
【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其 他的附圖。
[0028] 圖1是現有的對準光柵組的圖形示意圖；
[0029] 圖2是現有技術中對準光柵組的對準示意圖；
[0030] 圖3是本發明光柵制作方法的流程示意圖
[0031] 圖4是實施例一中的對準光柵組的結構示意圖；
[0032] 圖5是實施例一中的二維光柵的深度和對準光柵組的一階衍射效率之間的關系 圖；
[0033] 圖6是實施例一中的二維光柵在第一方向的一階衍射效率曲線圖；
[0034] 圖7是實施例一中的二維光柵在在垂直于第一方向的方向的一階衍射效率曲線 圖；
[0035]圖8是實施例一中的鉻層的厚度與衍射效率關系圖；
[0036] 圖9是實施例一中的對準光柵組的SEM圖像；
[0037]圖10是實施例一中的莫爾圖案；
[0038]圖11是實施例一中的不同厚度鉻層的一階衍射效率變化曲線圖；
[0039] 圖12是實施例二中的光柵的制作方法流程圖；
[0040] 圖13~17是實施例二中的光柵的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0042]如【背景技術】所述，現有技術得到的莫爾條紋模糊，不易判斷對準光柵組的對準程 度，對準精度低。發明人經過研究發現，造成這種問題的原因是，壓印的光刻膠為透光材料， 其光學性質對現有的對準光柵組的衍射產生了影響，從而使得該對準光柵組得到的莫爾條 紋模糊，不易判斷，造成該對準光柵組對準精度低。
[0043]發明人進一步研究發現，影響對準光柵組的對準光柵組對準精度低的主要原因是 光刻膠的折射率與模板的折射率相近，如圖2所示，當進行光刻膠的壓印時，光刻膠103填 充入模板上的一維光柵105中，部分或全部抵消了一維光柵105的光學作用，從而造成了莫 爾條紋模糊，甚至無法得到莫爾條紋。
[0044] 基于上述研究，發明人經過多方面的分析實驗后，提出一種對準光柵組，包括：設 置于模板上的第一光柵和設置于晶圓上的第二光柵，所述第一光柵與所述第二光柵相對設 置；所述第一光柵的光柵底部覆蓋折射層，所述折射層的折射率大于1. 5。
[0045] 在本發明中，所述第一光柵與所述第二光柵相對設置，是指所述第一光柵與所述 第二光柵設置在模板和晶圓的相對面，且在將模板與晶圓的相對面重疊放置時，所述第一 光柵設置在模板的位置與所述第二光柵在晶圓的位置可重疊。所述第一光柵位于模板上的 位置，可以為所述模板壓印面的邊緣位置，或者所述模板壓印面的角落位置，或者根據實際 需要設定的其他特定位置。所述第二光柵則位于晶圓光刻面與所述第一光柵相對的位置。
[0046] 其中，所述第一光柵可以為一維光柵，也可以為二維光柵，所述第二光柵可以為二 維光柵，具體光柵結構可以根據需要進行設定。所述第一光柵和所述第二光柵符合產生莫 爾條紋的光柵條件，即，當光以利特羅角度照射重疊的第一光柵和第二光柵時，產生一階衍 射的莫爾條紋。其中，若第一光柵在X方向的周期是pXl，第二光柵在X方向的周期是px2， 則摩爾條紋的周期為p= (pxdpxybxfpxj)。
[0047] 并且，所述利特羅角度可以通過下式計算得到：
[0049] 其中，λ代表入射光的波長，Py表不第二光柵Y方向的周期。
[0050] 并且，在本發明中，所述第一光柵底部覆蓋折射層，所述折射層的折射率大于1. 5， 可以增大第一光柵與光柵底部的折射率差，使得第一光柵的光學作用增強，從而提高所述 對準光柵組的衍射效率，增大所述第一光柵和所述第二光柵對準時產生的莫爾條紋的對比 度，從而易于判斷對準光柵組的對準程度，提高了所述對準光柵組的對準精度。
[0051] 并且，提供了本發明中所述第一光柵的一種制作方法，如圖3中的流程圖，包括：
[0052] 步驟S101 :提供模板；
[0053] 步驟S102:在所述模板上形成具有光柵圖案的掩膜層；
[0054] 步驟S103 :在具有所述掩膜層的模板上刻蝕，形成光柵結構；
[0055] 步驟S104:在具有所述光柵結構的模板上形成折射層，所述折射層的折射率大于 1. 5 ；
[0056] 步驟S105 :去除所述掩膜層，形成所述光柵。
[0057] 通過在模板上的第一光柵的光柵底部形成折射層，所述折射層的折射率大于1. 5， 可以提高所述對準光柵組的衍射效率，增大所述第一光柵和所述第二光柵對準時產生的莫 爾條紋的對比度，從而易于判斷對準光柵組的對準程度，提高