CN111650680A - 一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，该方法基于激光汇聚原子沉积技术和软X射线干涉光刻技术，制备百纳米尺度及以下的小节距溯源标准物质，包括以下步骤：1)获取掩膜版基板；2)采用激光汇聚原子沉积技术，在掩膜版基板上，沉积制备掩膜版；3)获取光刻胶样品，该光刻胶样品包括光刻胶和第二衬底；采用掩膜版，通过软X射线干涉光刻技术，对光刻胶进行曝光和显影，得到光刻胶光栅结构；4)将光刻胶光栅结构转移到第二衬底上，获取自溯源光栅标准物质。与现有技术相比，本发明制备的自溯源光栅标准物质具有高精度、溯源性和精确缩短节距值等优点。

Description

一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法

技术领域

本发明涉及纳米光栅标准物质领域，尤其是涉及一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法。

背景技术

随着纳米科技不断进步，器件的特征尺寸进入纳米量级，加工制造过程中的不确定性显著增加，同时加工误差对器件性能的影响也越来越大。纳米计量是测量和表征纳米尺度器件的基础，对纳米制造过程中工艺控制和质量管理领域扮演重要角色，是MEMS、超精密加工、纳米医学、纳米生物学等领域中不可回避的关键科学与技术问题。纳米计量是实现纳米尺度的测量量值准确可靠的首要前提，其难点在于纳米精度和溯源性。传统的商用测试仪器如SEM、AFM等，受其工作原理和一些固有性质的限制，测量结果都存在纳米尺度的测量误差。不同仪器测量同一样品，其结果可能截然不同。解决这一问题的现实途径是使用纳米计量传递标准。纳米计量传递标准是用特殊的纳米加工技术制造的具有确定几何尺度的标准物质。SEM、AFM等测量仪器经纳米计量传递标准校准后，测量结果可溯源到国家标准或者SI米定义，测量的正确性和可靠性大幅度提高。

纳米光栅标准物质是常用的纳米计量传递标准，制备工艺根据溯源性主要分为两类：第一类不能直接溯源于自然界基本常数或SI米定义，如传统光刻技术，电子束刻蚀、多层膜技术等，制备的标准物质不具备溯源性，需要经过国家计量机构计量定值，将标准物质的特征值溯源到国家计量机构计量器具，然后才能用该标准物质校准商用仪器；第二类能直接溯源于自然界基本常数或SI米单位定义，如NIST研制基于硅晶格的线宽标准物质以及同济大学、中国计量科学研究院采用激光汇聚原子沉积技术制备具有自溯源特性的光栅标准物质。激光汇聚原子沉积(又称为原子光刻)技术制备的自溯源光栅标准物质，因为制备过程中原子沉积位置与激光驻波场波节(波腹)位置严格对应，并且通过激光感生荧光稳频技术将激光波长锁定在已知的原子跃迁能级上，光栅标准物质的节距可严格地溯源于原子的跃迁能级间的自然跃迁频率。光栅区域面积可达毫米量级，具备非常好的样品内一致性与样品间一致性，是制备准确度高、精度高标准物质的最佳技术方案。

标准物质的制备方法中，传统光刻技术可制备大面积光栅标准物质，但其光栅节距受限于光刻使用的可见光波长，其最小节距值在200nm量级上；电子束刻蚀技术制备的光栅标准物质的节距可在百纳米尺度到数十纳米尺度，但受限于刻蚀设备限制单场曝光面积，对小节距、大面积的光栅标准物质通常使用多场拼接方式，难以满足均匀性和溯源性要求；多层膜光栅技术同样可制备数十纳米尺度标准物质，但受制备技术中镀膜条件的约束，膜层厚度会随镀膜层数的增加发生漂移，通常获得的光栅结构区域面积较小。更重要的是，虽然第一类中的制备方法制备的标准物质的节距值可在百纳米及数十纳米尺度，但因其制备过程不具备溯源性，为保证量值溯源到米单位定义需要经国家计量机构的计量器具进行校准，导致其溯源链较长而不确定度较大，如VLSI Standards公司的节距值100nm标准物质(名义节距值100nm±2nm)，其不确定度为1nm。目前，在维度上纳米科技的研究进入十纳米节点，亟需一系列高精度、具有量值溯源的标准物质对百纳米及数十纳米尺度上测量进行校准，因此对标准物质的制备方法提出了新的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高精度、具有自溯源性的精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，该方法基于激光汇聚原子沉积技术和软X射线干涉光刻技术，制备百纳米尺度及以下的小节距溯源标准物质，所述方法包括以下步骤：

掩膜版基板获取步骤：获取掩膜版基板，该掩膜版基板分为窗口区域和非窗口区域，所述窗口区域包括第一衬底，所述非窗口区域包括膜层和第一衬底；

掩膜版制备步骤：采用激光汇聚原子沉积技术，在所述掩膜版基板上，沉积制备自溯源掩膜版；

光刻胶光栅结构制备步骤：获取光刻胶样品，该光刻胶样品包括光刻胶和第二衬底；采用所述自溯源掩膜版，通过软X射线干涉光刻技术，对所述光刻胶进行曝光，然后经显影工艺，得到光刻胶光栅结构；

光栅标准物质获取步骤：将光刻胶光栅结构转移到所述第二衬底上，获取光栅标准物质。

进一步地，光刻胶光栅结构制备步骤中，采用的所述软X射线干涉光刻技术的光栅衍射光级次为一级或二级。

进一步地，掩膜版基板获取步骤中，所述窗口区域透X光，所述非窗口区域不透X光，所述窗口区域的数量为两个，两个所述窗口区域大小相同且对称分布。

进一步地，所述软X射线干涉光刻技术采用的软X射线具有相干性，当所述光栅衍射光级次为一级时，两个所述窗口区域满足：

D≥0.2L，且D+2L≤L_C

式中，D为两个窗口区域的中间区域的宽度，L为窗口区域的宽度，L_C为软X射线经过所述掩膜版的相干长度；

当所述光栅衍射光级次为二级时，两个所述窗口区域满足：

D≥3L，且D+2L≤L_C，L≤300μm。

进一步地，光刻胶光栅结构制备步骤中，当所述光栅衍射光级次为一级时，所述光刻胶光栅结构的峰谷高度值H满足：

所述光刻胶光栅结构的半高全宽FWHM满足：

当所述光栅衍射光级次为二级时，所述光刻胶光栅结构的峰谷高度值H满足：

所述光刻胶光栅结构的半高全宽FWHM满足：

式中，P₀为掩膜版中光栅结构的节距值。

进一步地，掩膜版基板获取步骤中，所述掩膜版基板的膜层厚度h满足：50nm≤h≤300nm，所述膜层的表面粗糙度优于0.3nm，所述膜层的表面轮廓最大高度值低于2nm。

进一步地，掩膜版制备步骤中，所述激光汇聚原子沉积技术采用的原子种类为铬原子、铝原子或铁原子。

进一步地，光刻胶光栅结构制备步骤中，所述软X射线干涉光刻技术采用的光源的发散角小于1mrad，所述掩膜版中形成有光栅结构，所述光栅结构的节距值大于所述光源的波长的三倍。

进一步地，所述光栅标准物质获取步骤中，采用反应离子束刻蚀工艺，将光刻胶光栅结构转移到所述第二衬底上。

进一步地，所述光栅标准物质获取步骤中，所述光刻胶的材料为PMMA、HSQ或ZEP，所述第二衬底的材料为硅、氮化硅、铝或铬。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明将激光汇聚原子沉积制备的自溯源光栅作为掩膜版，使用软X射线对光刻胶进行干涉曝光及后续显影后，将光刻胶光栅结构通过反应离子束刻蚀转移到基板上，获得具备溯源性、小节距、大面积均匀性且可长期稳定保存使用的光栅标准物质；激光汇聚原子沉积技术制备的自溯源光栅标准物质，因其制备过程中，光栅节距值溯源于原子跃迁能级，具备溯源性，同时光栅节距精度高、不确定度优于0.1nm，但是受使用激光波长和原子种类的限制，其光栅节距值量值较大；

本发明进一步采用软X射线干涉光刻技术，解决了光栅节距值量值较大的问题，能精确缩短节距值；

本发明方法克服了自溯源光栅节距值单一的问题，同时继承了高精度、溯源性和精确缩短节距值等优点，提供一种百纳米及以下溯源性、高精度的小节距标准物质的制备方案；

具体地，在标准物质节距值大小方面，在激光汇聚原子沉积技术的基础上，本发明制备方法可提供百纳米尺度及以下系列节距的标准物质，制备的标准物质节距值精确等于激光汇聚原沉积技术制备的自溯源光栅标准物质节距值的

拓展了自溯源光栅标准物质的应用；

在标准物质溯源性方面，相比于传统光刻技术、电子束刻蚀、多层膜技术，该标准物质具备溯源性，其量值溯源于自溯源光栅标准物质，保证了光栅量值的溯源性；

在标准物质精度方面，相比于传统光刻技术、电子束刻蚀、多层膜技术，该标准物质节距值精度高，不确定度优于0.5nm，满足对高精度标准物质的需求；

在标准物质结构均匀性方面，相比于电子束刻蚀、多层膜技术，该标准物质的光栅区域有极好的均匀性，面积尺寸可达数百微米量级；

(2)本发明掩膜版基板加工步骤中，将掩膜版基板分为窗口区域和非窗口区域，窗口区域仅包含第一衬底，第一衬底通常选择290μm厚度硅衬底，采用该掩膜版基板进行干涉时，通过窗口区域的干涉光刻区域背景光极其弱小，提高了干涉条纹的对比度，有利于干涉光刻实验开展；

(3)本发明制备的掩膜版需满足对X射线的光学特性，其中最重要的是X射线衍射效率，光栅衍射效率和光栅材料、光栅结构特征(高度、宽度及本底层)密切相关，同时金属光栅本底层对X光具有强烈吸收，需要降低它的影响；本发明提出的光刻胶光栅结构的峰谷高度值和半高全宽的选择条件，能有效减弱金属光栅本底层对X射线吸收的影响；

(4)本发明对软X射线干涉光刻技术提出掩膜版基板几何尺寸的选择条件，保证了曝光光栅结构质量和兼顾平衡高级次衍射光对曝光区域干扰；同时考虑到了软X射线光相干性。

附图说明

图1为本发明掩膜版基板侧面的截面图；

图2为本发明掩膜版基板正面的截面图；

图3为本发明激光汇聚原子沉积技术示意图；

图4为本发明软X射线干涉光刻示意图，图中阴影部分为截面；

图5为本发明反应离子束刻蚀进行光栅结构图形转移示意图，图中阴影部分为截面；

图6为本发明缩小光栅节距值的纳米光栅标准物质制备方法的流程示意图；

图中，1、膜层，2、第一衬底，3、非窗口区域，4、窗口区域，5、原子束，6、激光，7、激光驻波场，8、光栅结构，9、X射线光，10、衍射光，11、光刻胶，12、第二衬底，13、光刻胶光栅结构，14、反应离子束刻蚀工艺，15、光栅标准物质。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图6所示，本实施例提供一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，包括以下步骤：

掩膜版基板获取步骤S1：获取掩膜版基板，该掩膜版基板分为窗口区域和非窗口区域，窗口区域包括第一衬底，非窗口区域包括膜层和第一衬底；

窗口区域透X光，非窗口区域不透X光，窗口区域的数量为两个，两个窗口区域大小相同、对称分布，且位于掩膜版基板的中心区域。

掩膜版基板的膜层厚度h满足：50nm≤h≤300nm，膜层的表面粗糙度优于0.3nm，膜层的表面轮廓最大高度值低于2nm。

掩膜版制备步骤S2：基于激光汇聚原子沉积技术，在掩膜版基板上，沉积制备掩膜版；

激光汇聚原子沉积技术采用的原子种类为铬原子、铝原子或铁原子；

光刻胶光栅结构制备步骤S3：获取光刻胶样品，该光刻胶样品包括光刻胶和第二衬底；采用掩膜版，通过软X射线干涉光刻技术，对光刻胶进行曝光，然后经显影工艺，得到光刻胶光栅结构；

采用的软X射线干涉光刻技术的光栅衍射光级次为一级或二级。

光栅标准物质获取步骤S4：采用反应离子束刻蚀工艺，将光刻胶光栅结构转移到第二衬底上，获取光栅标准物质。

光栅标准物质的节距值的表达式为：

式中，P为光栅标准物质的节距值，P₀为掩膜版中光栅结构的节距值，N为光栅衍射光级次。

下面对本实施例制备方法的一些限制条件进行具体描述：

软X射线干涉光刻技术采用的软X射线具有相干性，当光栅衍射光级次为一级时，两个窗口区域满足：

D≥0.2L，且D+2L≤L_C

式中，D为两个窗口区域的中间区域的宽度，L为窗口区域的宽度，L_C为软X射线经过掩膜版的相干长度；

当光栅衍射光级次为二级时，两个窗口区域满足：

D≥3L，且D+2L≤L_c，L≤300μm。

当光栅衍射光级次为一级时，光刻胶光栅结构的峰谷高度值H满足：

光刻胶光栅结构的半高全宽FWHM满足：

当光栅衍射光级次为二级时，光刻胶光栅结构的峰谷高度值H满足：

光刻胶光栅结构的半高全宽FWHM满足：

式中，P₀为掩膜版中光栅结构的节距值。

软X射线干涉光刻技术采用的光源的发散角小于1mrad，掩膜版中形成有光栅结构，光栅结构的节距值大于光源的波长的三倍。

光刻胶的材质包括PMMA、HSQ或ZEP，掩膜版基板的材质包括硅、氮化硅、铝或铬。

具体实施：

本实施例一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法在具体实施后，能够制备百纳米尺度及以下溯源性标准物质，该标准物质的节距值精确等于自溯源光栅标准物质节距值的

N为衍射级次，同时有精度高、不确定度小的特点，该方法实现标准物质的制备采取以下实施步骤：

第一步，设计并加工合适的掩膜版基板。

如图1所示，整个掩膜版基板由膜层1和衬底2组成，衬底位于膜层下方，衬底起到支撑膜层的作用，使膜层不容易碎裂，图1中的尺寸不代表真实尺寸。

膜层为氮化硅、硅等材料，厚度在50nm～300nm范围内，通常选择100nm厚度的氮化硅膜层，可为非晶态。膜层应选择低应力和厚度不能太薄，因为长时间在高通量的同步辐射光源曝光会造成局部温度不均衡，应力高和厚度太薄均容易使得膜层破裂。

衬底为氮化硅、硅等材料，该材料选择是和膜层材料要兼顾选择刻蚀速率比，衬底厚度在100μm～500μm范围内，通常选择290μm厚度硅衬底，可以是非晶态硅或单晶硅。硅衬底参数根据开窗处理的便利性进行选择，开窗处理就是在硅衬底这一侧使用化学刻蚀手段，将硅衬底材料部分区域完全刻蚀至氮化硅膜层，留下只有氮化硅膜层，只留下氮化硅膜层的区域称为窗口区域4。在窗口部分X射线的光可以通过，非窗口区域3(挡光区域)由于硅衬底的遮挡住而完全不能通过，

如图2所示。这种掩膜基板设计方案，干涉光刻区域背景光极其弱小，提高了干涉条纹的对比度，有利于干涉光刻实验开展。

在开窗处理过程，使用的化学刻蚀方案并不唯一，关键的是刻蚀后的两个窗口结构的几何尺寸。具体来说，几何尺寸是指每个窗口的宽度L，以及两个窗口中间不透光部分的宽度D，如图2所示。宽度L和D决定了曝光区域大小以及曝光质量，另一方面，如何选择取决于干涉光刻的方案。氮化硅膜层的表面形貌是这一步中另一重要参数，包含表面粗糙度和轮廓最大高度值，表面粗糙度须优于0.3nm，轮廓最大高度不超过2nm。因为氮化硅表面形貌会在下面的第二步中影响自溯源光栅标准物质的质量，较大的表面粗糙度和轮廓最大高度会导致掩膜光栅的质量和其对X射线的光学特性变差。

第二步，自溯源光栅标准物质制备成为掩膜版。基于激光汇聚原子沉积技术，在上述加工设计的掩膜版基板上，沉积制备自溯源光栅结构，作为后续干涉光刻的掩膜版。激光汇聚原子沉积技术原理如图3所示，两束参数相同方向相反的激光6形成的近共振的激光驻波场7和高准直度的原子束5相互作用，使得原子束的空间分布呈现周期性分布，该周期和激光驻波场的能量分布的周期性相等，然后沉积在掩基板上形成光栅结构8，即为干涉光刻的掩膜版。制备得到的光栅结构的周期等于激光波长值的一半，同时实验中通过激光感生荧光稳频技术，将激光频率锁定在原子的跃迁能级上，而原子跃迁能级取决于原子种类及结构，和外在环境条件无关，是精确已知的自然界常数。因此，光栅结构周期溯源到原子跃迁频率这一已知的自然界常数，进而称该光栅为自溯源标准物质。

该标准物质的节距值可溯源且精度高，同时作为掩膜版须满足对X射线的光学特性，其中最重要的是X射线衍射效率。光栅衍射效率和光栅材料、光栅结构特征(高度、宽度及本底层)密切相关，同时金属光栅本底层对X光具有强烈吸收，需要降低它的影响。

为方便表述，以金属Cr自溯源光栅(节距为212.8nm)作为掩膜版及13.4nm软X射线为曝光光源为例进行说明，但本发明保护范围不限于此例。

为减弱本底层对X射线吸收的影响，掩膜版光栅制备的实验条件为：预准直狭缝的横向尺寸0.5mm×2mm，激光驻波场功率为50mW，其光斑束腰直径200μm；激光冷却功率为25mw，其光斑尺寸大小为2mm×24mm。此时，本底层厚度B与光栅峰谷高度值H比值达到优化值，约为1。

在B/H＝1情况下，光栅峰谷高度H以及光栅半高全宽FWHM(Full Width at HalfMaximum)的选择：光栅峰谷高度值在10～150nm范围内，最佳高度值为30nm、65nm，对于13.4nm波长X光有最大衍射效率，分别对应第三步中的一级、二级干涉光刻方案；光栅半高全宽FWHM在30～180nm范围内，最佳宽度值为106nm、140nm，对于13.4nm波长X光有最大衍射效率，分别对应第三步中的一级、二级同干涉光刻方案。

第三步，软X射线干涉光刻曝光，自溯源光栅标准物质作为掩膜版，光刻胶在经软X射线的曝光及后续显影后，得到光刻胶光栅结构，再进一步地使用反应离子束刻蚀，将获得的光刻胶结构图案刻蚀到光刻胶下面的基板上，得到小节距光栅标准物质。软X射线干涉光刻示意图如4所示，从上向下的相干X射线光9，经自溯源光栅标准物质的衍射，形成的衍射光10分别在左右两个窗口处穿过，在掩膜版后面一定空间位置处进行干涉形成干涉条纹，该干涉条纹对光刻胶11进行曝光，经显影工艺后得到光刻胶光栅结构13。相干X射线光源的入射光是近平行光，发散角小于1mrad，波长范围为1～20nm，掩膜版节距值大于光源波长3倍；使用的光刻胶为PMMA、HSQ、ZEP或者其他灵敏度较高的光刻胶，通常选择PMMA光刻胶，可使用旋转涂胶的方式涂在衬底12上，该衬底材料可以是Si₃N₄、Si、Cr、Mo等，通常选择Si材料。显影工艺：使用显影液MIBK:IPA＝1:3显影45s后，用95％无水乙醇清洗30s，然后用氮气缓慢吹干样品表面。

反应离子束刻蚀前，需将样品70℃烘烤30s，以便去除样品表面的水汽保证刻蚀的质量。如图5所示，使用反应离子束刻蚀工艺14将光刻胶结构13转移至衬底12上，从而得到小节距的光栅标准物质15。刻蚀硅衬底的气体为SF₆和C₄H₈，RF功率为13W，ICP功率为400W，刻蚀时间在25～40s，然后用O₂将硅衬底表面的光刻胶去掉，刻蚀时间120s。

在干涉光刻的这一步中，根据光栅衍射方程P₀sinθ＝Nλ，以及两束衍射光(10)干涉形成的条纹周期

推导得到

其中P₀是掩膜光栅的节距值，P₁是曝光后光刻胶光栅的节距值，N为光栅衍射光级次，θ为光栅衍射角；由于光栅衍射效率的限制，取N＝1或2。根据衍射级次，干涉光刻制备标准物质的方案分为一级干涉光刻方案(N＝1)和二级干涉光刻(N＝2)方案。

一级干涉光刻方案而言，掩膜版基板几何尺寸的选择，须满足D≥0.2L，保证了曝光光栅结构质量和兼顾平衡高级次衍射光对曝光区域干扰；同时考虑到软X射线光相干性，须满足D+2L≤L_C，L_C为软X射线的相干长度(掩膜光栅位置处)。掩膜光栅结构的选择，光栅峰谷高度值H最佳在30nm，光栅半高全宽FWHM最佳在106nm。PMMA光刻胶厚度为60～80nm，保证光刻胶结构高宽比不超过2。

二级干涉光刻方案而言，掩膜版基板几何尺寸的选择，须满足D≥3L，保证曝光区域不受一级和高级次衍射光的干扰；同时考虑到X光相干性，须满足D+2L≤L_C，L_C为软X射线的相干长度(掩膜光栅位置处)；另外为保证光栅高度一致性，窗口宽度L≤300μm。掩膜光栅结构的选择，光栅峰谷高度值H最佳在65nm，光栅半高全宽FWHM最佳在140nm，且FWHM要有良好一致性。PMMA光刻胶厚度为30～50nm，保证光刻胶结构的高宽比不超过2。

根据以上的两种方案，可分别获得节距值为106.4nm(一级干涉)或53.2nm(二级干涉)的光栅标准物质(15)。

本实施例可制备百纳米尺度及以下的标准物质，该标准物质的节距值精确等于自溯源标准物质节距值的1/2N，N为衍射级次(N＝1,2)，该方法制备的标准物质光栅结构具备大面积范围内均匀性、节距值从百纳米到数十纳米尺度、高精度和溯源性等优点。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，该方法基于激光汇聚原子沉积技术和软X射线干涉光刻技术，制备百纳米尺度及以下的小节距溯源标准物质，所述方法包括以下步骤：

掩膜版基板获取步骤：获取掩膜版基板，该掩膜版基板分为窗口区域和非窗口区域，所述窗口区域包括第一衬底，所述非窗口区域包括膜层和第一衬底；

掩膜版制备步骤：采用激光汇聚原子沉积技术，在所述掩膜版基板上，沉积制备自溯源掩膜版；

光刻胶光栅结构制备步骤：获取光刻胶样品，该光刻胶样品包括光刻胶和第二衬底；采用所述自溯源掩膜版，通过软X射线干涉光刻技术，对所述光刻胶进行曝光，然后经显影工艺，得到光刻胶光栅结构；

光栅标准物质获取步骤：将光刻胶光栅结构转移到所述第二衬底上，获取光栅标准物质。

2.根据权利要求1所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，光刻胶光栅结构制备步骤中，采用的所述软X射线干涉光刻技术的光栅衍射光级次为一级或二级。

3.根据权利要求2所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，掩膜版基板获取步骤中，所述窗口区域透X光，所述非窗口区域不透X光，所述窗口区域的数量为两个，两个所述窗口区域大小相同且对称分布。

4.根据权利要求3所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，所述软X射线干涉光刻技术采用的软X射线具有相干性，当所述光栅衍射光级次为一级时，两个所述窗口区域满足：

D≥0.2L，且D+2L≤L_C

式中，D为两个窗口区域的中间区域的宽度，L为窗口区域的宽度，L_C为软X射线经过所述掩膜版的相干长度；

当所述光栅衍射光级次为二级时，两个所述窗口区域满足：

D≥3L，且D+2L≤L_C，L≤300μm。

5.根据权利要求2所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，光刻胶光栅结构制备步骤中，当所述光栅衍射光级次为一级时，所述光刻胶光栅结构的峰谷高度值H满足：

所述光刻胶光栅结构的半高全宽FWHM满足：

当所述光栅衍射光级次为二级时，所述光刻胶光栅结构的峰谷高度值H满足：

所述光刻胶光栅结构的半高全宽FWHM满足：

式中，P₀为掩膜版中光栅结构的节距值。

6.根据权利要求1所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，掩膜版基板获取步骤中，所述掩膜版基板的膜层厚度h满足：50nm≤h≤300nm，所述膜层的表面粗糙度优于0.3nm，所述膜层的表面轮廓最大高度值低于2nm。

7.根据权利要求1所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，掩膜版制备步骤中，所述激光汇聚原子沉积技术采用的原子种类为铬原子、铝原子或铁原子。

8.根据权利要求1所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，光刻胶光栅结构制备步骤中，所述软X射线干涉光刻技术采用的光源的发散角小于1mrad，所述掩膜版中形成有光栅结构，所述光栅结构的节距值大于所述光源的波长的三倍。

9.根据权利要求1所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，所述光栅标准物质获取步骤中，采用反应离子束刻蚀工艺，将光刻胶光栅结构转移到所述第二衬底上。

10.根据权利要求1所述的一种精确缩短节距值的自溯源光栅标准物质制备方法，其特征在于，所述光栅标准物质获取步骤中，所述光刻胶的材料为PMMA、HSQ或ZEP，所述第二衬底的材料为硅、氮化硅、铝或铬。

Images