晶圆级纳米压印光刻：畸变改善与稳定化（三）

上期内容回顾：晶圆级纳米压印光刻：畸变改善与稳定化（二）

3. 结果与讨论

基于前述方法，可以提取并分析不同配置下的畸变情况。在本研究中，测试了三种方案：标准背板、EVG 开发的玻璃背板，以及一种基于工艺参数筛选的新型最佳已知方法。

3.1 标准背板

在图 5 中，可以看到某一批次的平均畸变特征。很明显，Y 轴方向的畸变比 X 轴方向更为显著。此外，畸变程度似乎与中心距离有关，且特征图形显示，压印结构比预期位置更靠近中心（箭头指向中心）。最后，在一个接近 y = 0 mm 但并非完全水平的区域内，畸变值非常低。

图 5：使用标准背板在第二批晶圆上获得的平均畸变分布图

为了更精确地分析，我们可以在“畸变演变图”上进行观察，如图 6 所示。图中数据证实，Y 轴方向的畸变比 X 轴更为显著，其数值可达 10 μm，而 X 轴方向仅为 5 μm。如果我们聚焦于 Y 轴方向，可以看出：从开始到结束，每个批次内部的畸变变化范围较小，限制在 3 μm 以下。然而，不同批次之间的差异（批次间变化）却可能高达 5 μm。最后，图表中间位置的数据表明，在某些晶圆位置上可以实现极低的畸变。

图 6：使用标准背板时，沿 X 轴（左）和 Y 轴（右）方向的片间及批次间畸变演变图

3.2 玻璃背板

使用玻璃背板获得的结果（如图 7 所示）在特征形态上与之前的结果非常相似。确实，Y 轴方向的畸变依然比 X 轴方向更为显著，且压印图形的位置同样比预期更靠近晶圆中心。然而，畸变数值大幅降低，限制在 5 μm 以内。此外，采用这种配置时，获得了具有极低畸变的水平区域。

图 7：使用玻璃背板在第三批晶圆上获得的平均畸变分布图

如果我们分析图 8 所示的畸变演变图，可以证实，采用该配置后，X 和 Y 方向的畸变均得到了进一步降低。可以看到，X 轴方向的畸变保持在 1.5 μm 以下，而 Y 轴方向则低于 4 μm。此外，每个批次内部从开始到结束的畸变变化范围限制在 1.5 μm 以下，而批次间的差异则不超过 2 μm。我们可以总结出，在所有研究的指标中，使用玻璃背板（GBP）相比标准背板，畸变降低了一半以上。

图 8：使用玻璃背板时，沿 X 轴（左）和 Y 轴（右）方向的片间及批次间畸变演变图

4. 结论与展望

在本文中，我们首先阐述了从套刻测量数据中提取由纳米压印光刻工艺引起的畸变的方法论。基于该方法，我们首先证实了畸变并非径向效应，且在标准工艺参数下，压印方向（Y轴）的畸变更为显著。同时，我们发现使用标准背板会导致高达 10 μm 的畸变。相反，我们证明了由 EVG 引入的玻璃背板解决方案，不仅在绝对数值上，而且在稳定性方面，均能使畸变降低一半以上。最后，我们进行了 NIL 工艺参数的筛选，旨在限制材料拉伸从而进一步减小畸变，并由此获得了一种新的最佳已知方法。初步的 BKM 测试结果显示出微小的改进，使得两个轴向的畸变值同时达到了 1.4 μm。同时，这些结果也揭示了一些此前未观察到的现象，这将有助于我们进一步优化。在后续工作中，我们将首先通过更多批次的实验来稳定上述 BKM 结果。此外，我们将更详细地分析导致畸变的各种效应，以尝试进一步降低畸变。所有这些工作将引导我们重新评估包含所有影响因素在内的整体套刻精度，其性能无疑已随着畸变的减小而得到了提升。