一种掩模对准传感器和光刻机的制作方法

本发明实施例涉及光刻技术，尤其涉及一种掩模对准传感器和光刻机。

背景技术：

在半导体ic集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。除了第一次光刻外，其余层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层次曝光留下的图形进行精确定位，这样才能保证每一层图形之间有正确的相对位置，即套刻精度。通常情况下，套刻精度为光刻机分辨率指标的1/3～1/5，对于100纳米的光刻机而言，套刻精度指标要求小于35nm。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一，而掩模与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。

掩模与硅片之间的对准可采用掩模对准加硅片对准的方式，即以工件台基准板标记为桥梁，建立掩模板标记和硅片标记之间的位置关系。对准的基本过程为：首先通过掩模对准系统，实现掩模板标记与工件台基准板标记之间的对准，然后利用硅片对准系统，完成硅片标记与工件台基准板标记之间的对准，进而间接实现硅片标记与掩模板标记之间对准。因此掩模对准的精度直接影响了光刻机的套刻精度。掩膜对准时，需要将传感器接收到光信号转化成电信号。但是传感器产生的微弱的电流信号容易受到外界电磁干扰，因此影响了掩模对准精度以及套刻精度。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种掩模对准传感器和光刻机，以实现提高掩模对准精度和套刻精度。

第一方面，本发明实施例提供一种掩模对准传感器，包括：

标记板，包括标记板底壁和标记板侧壁，所述标记板底壁与所述标记板侧壁围成第一凹槽；

传感器和传感器板，位于所述第一凹槽内；所述传感器位于所述传感器板上，所述传感器位于所述传感器板与所述标记板底壁之间；

前放板，位于所述传感器板远离所述标记板底壁一侧；

屏蔽部件，所述屏蔽部件形成一腔室，所述传感器、传感器板以及所述前放板位于所述腔室内；

所述标记板底壁包括透明标记区，所述透明标记区正对所述传感器的感应面，所述屏蔽部件设置有开口结构，所述开口结构露出所述透明标记区。

可选地，所述屏蔽部件包括屏蔽镀层和屏蔽盒；所述屏蔽盒与所述屏蔽镀层形成所述腔室；

所述屏蔽镀层位于所述第一凹槽的内壁和/或所述第一凹槽的外壁上；所述屏蔽镀层在所述透明标记区设置有所述开口结构；

所述屏蔽盒至少部分位于所述前放板远离所述标记板底壁的一侧。

可选地，所述屏蔽部件包括屏蔽盒；所述屏蔽盒形成所述腔室；

所述屏蔽盒中位于所述标记板与所述传感器之间的部分在所述透明标记区设置有所述开口结构。

可选地，所述屏蔽部件还包括屏蔽镀层，所述屏蔽镀层位于所述第一凹槽的内壁和/或所述第一凹槽的外壁上；所述屏蔽镀层在所述透明标记区设置有所述开口结构。

可选地，所述掩模对准传感器还包括粘结层，所述粘结层位于所述第一凹槽内，且位于所述屏蔽盒与所述标记板之间，用于粘结固定所述屏蔽盒与所述标记板。

可选地，所述屏蔽盒包括金属材料。

可选地，所述掩模对准传感器还包括柔性电路板和电流电压转换电路；

所述柔性电路板的一端与所述传感器板绑定电连接，所述柔性电路板的另一端与所述前放板绑定电连接；所述电流电压转换电路位于所述传感器板上。

可选地，所述掩模对准传感器还包括差分输出电路，所述差分输出电路位于所述前放板上，并与所述电流电压转换电路电连接。

第二方面，本发明实施例提供一种光刻机，包括第一方面所述的掩模对准传感器。

本发明实施例提供一种掩模对准传感器，掩模对准传感器包括屏蔽部件。屏蔽部件形成一腔室，腔室用于容纳传感器、传感器板以及前放板。由于传感器、传感器板以及前放板被屏蔽部件包围，传感器产生的微弱的电流信号不易受到外界电磁干扰，因此提高了掩模对准精度和套刻精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种掩膜对准系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种掩模对准传感器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种掩膜对准系统的结构示意图，参考图1，掩膜对准系统包括掩膜台150、掩模板160、投影物镜140、工件台110、工件台基准板标记130和掩膜对准传感器120。掩模台150承载掩模板160。掩模板160上设置有掩模板标记170。工件台110承载工件台基准板标记130和掩膜对准传感器120。投影物镜140位于掩模台150与工件台110之间。掩膜对准光源发出光束照射到掩模板标记170后，通过投影物镜140照射到工件台基准板标记130，然后被掩膜对准传感器120接收。掩膜对准传感器120根据接收到的光信号实现掩模板标记170与工件台基准板标记130之间的对准。

图2为本发明实施例提供的一种掩模对准传感器的结构示意图，参考图2，掩模对准传感器包括标记板10、传感器20、传感器板30、前放板40和屏蔽部件50。标记板10包括标记板底壁11和标记板侧壁12，标记板底壁11与标记板侧壁12围成第一凹槽13。传感器20和传感器板30位于第一凹槽13内。传感器20位于传感器板30上，传感器20位于传感器板30与标记板底壁11之间。前放板40位于传感器板30远离标记板底壁11一侧。屏蔽部件50形成一腔室，传感器20、传感器板30以及前放板40位于屏蔽部件50形成的腔室内。标记板底壁11包括透明标记区130，透明标记区130正对传感器20的感应面(图中未示出)，传感器20的感应面可以朝向标记板底壁11设置，屏蔽部件50设置有开口结构500，开口结构500露出透明标记区130。

本发明实施例提供一种掩模对准传感器，掩模对准传感器包括屏蔽部件。屏蔽部件形成一腔室，腔室用于容纳传感器、传感器板以及前放板。由于传感器、传感器板以及前放板被屏蔽部件包围，传感器产生的微弱的电流信号不易受到外界电磁干扰，因此提高了掩模对准精度和套刻精度。

可选地，参考图2，屏蔽部件50包括屏蔽镀层52和屏蔽盒51。屏蔽盒51与屏蔽镀层52形成腔室，传感器20、传感器板30以及前放板40位于屏蔽盒51与屏蔽镀层52共同形成的腔室内。屏蔽镀层52位于第一凹槽13的外壁上。屏蔽镀层52在透明标记区130设置有开口结构500。屏蔽盒51至少部分位于前放板40远离标记板底壁11的一侧。在其他实施方式中，屏蔽镀层52还可以位于第一凹槽13的内壁上，或者，屏蔽镀层52还可以位于第一凹槽13的内壁以及第一凹槽13的外壁上。

图3为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图，参考图3，屏蔽镀层52位于第一凹槽13的内壁上，传感器20、传感器板30以及前放板40位于屏蔽盒51与屏蔽镀层52共同形成的腔室内。

图4为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图，参考图4，屏蔽镀层52位于第一凹槽13的内壁以及第一凹槽13的外壁上，传感器20、传感器板30以及前放板40位于屏蔽盒51与屏蔽镀层52共同形成的腔室内。第一凹槽13的内壁以及第一凹槽13的外壁上均设置屏蔽镀层52时，两层屏蔽镀层52相对于一层屏蔽镀层52具有更好的电磁屏蔽效果。

可选地，参考图2、图3和图4，掩模对准传感器还包括柔性电路板21和电流电压转换电路60。柔性电路板21的一端与传感器板30绑定电连接，柔性电路板21的另一端与前放板40绑定电连接。电流电压转换电路60位于前放板40上。传感器20产生的微弱的电流信号经过柔性电路板21传递给前放板40上的电流电压转换电路60，由电流电压转换电路60将电流信号转换为电压信号。

图5为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图，参考图5，掩模对准传感器还包括柔性电路板21和电流电压转换电路60。柔性电路板21的一端与传感器板30绑定电连接，柔性电路板21的另一端与前放板40绑定电连接。电流电压转换电路60位于传感器板30上。传感器20产生的微弱的电流信号需要经过电流电压转换电路60转化为电压信号。将电流电压转换电路60设置于传感器板30上，可以避免传感器20产生的微弱的电流信号经过柔性电路板21，从而缩短了微弱的电流信号的传播路径，进一步地保护了传感器产生的微弱的电流信号，因此进一步提高了掩模对准精度和套刻精度。

可选地，参考图2-图5，掩模对准传感器还包括差分输出电路70，差分输出电路70位于前放板40上，并与电流电压转换电路60电连接。电流电压转换电路60输出的电压信号传输到差分输出电路70，并经过差分输出电路70的处理后输出。

图6为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图，参考图6，屏蔽部件50包括屏蔽盒51，屏蔽盒51形成腔室。传感器20、传感器板30以及前放板40位于屏蔽盒51形成的腔室内。屏蔽盒51中位于标记板10与传感器20之间的部分在透明标记区130设置有开口结构500。由于在标记板10上形成屏蔽镀层的加工工艺比较困难，本发明实施例中，通过省略屏蔽镀层，仅使用屏蔽盒51形成腔室，解决了蔽镀层加工困难的问题，同时又能使传感器20产生的微弱的电流信号不易受到外界电磁干扰。

图7为本发明实施例提供的另一种掩模对准传感器的结构示意图，参考图7，屏蔽部件50还包括屏蔽镀层52，屏蔽镀层52位于第一凹槽13外壁上。屏蔽镀层52在透明标记区130设置有开口结构500。在屏蔽盒51形成腔室的基础上，在第一凹槽13外壁上设置屏蔽镀层52，可以进一步提高电磁屏蔽的效果。屏蔽盒51形成腔室与屏蔽盒51和蔽镀层52共同形成腔室一致。在其他实施方式中，在屏蔽盒51形成腔室的基础上，屏蔽镀层52还可以位于第一凹槽13内壁上；或者，在屏蔽盒51形成腔室的基础上，屏蔽镀层52还可以位于第一凹槽13内壁以及第一凹槽13外壁上。

可选地，参考图7，掩模对准传感器还包括粘结层80，粘结层80位于第一凹槽13内，且位于屏蔽盒51与标记板10之间，用于粘结固定屏蔽盒51与标记板10。示例性地，在屏蔽盒51与标记板底壁11之间可以设置有粘结层80，在屏蔽盒51与标记板侧壁12之间可以设置有粘结层80。

在上述各实施例的基础上，可选地，屏蔽盒51包括金属材料。当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。可选地，屏蔽镀层52也可以包括金属材料。

本发明实施例还提供一种光刻机，包括上述任一实施例中的掩模对准传感器。由于掩模对准传感器中传感器产生的微弱的电流信号不易受到外界电磁干扰，因此提高了掩模对准精度和套刻精度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。