光刻設備的對準基準板及其制造工藝方法

文檔序號：2818501閱讀：261來源：國知局

專利名稱：光刻設備的對準基準板及其制造工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光刻設備的對準基準板及其制造工藝方法，且特別涉及一種可提高對準精度的對準基準板及其制造工藝方法。
背景技術：
在工業(yè)裝置中，由于高精度和高產(chǎn)能的需要，分布著大量高速實時測量、信號采樣、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換和通信傳輸?shù)鹊膫鞲衅餮b置和控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)需要我們采用多種方式實現(xiàn)傳感器探測、信號采樣控制、數(shù)據(jù)采集控制、
數(shù)據(jù)交換控制和數(shù)據(jù)傳輸通信等的控制。有該控制需求的裝置包括集成電路制造光刻裝置、平板顯示面板光刻裝置、MEMS/MOEMS光刻裝置、先進封裝光刻裝置、印刷電路板光刻裝置、印刷電路板加工裝置以及印刷電路板器件貼裝裝置等。
光刻設備是一種將所需圖案應用于工件上的裝置。通常是將所需圖案應用于工件上的目標部分上的裝置。光刻裝置能夠被用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，掩才莫板;波用于生產(chǎn)在IC一個單獨層上形成的電路圖案，該圖案被傳遞到工件(如硅晶片)的目標部分，例如包括一部分，一個或者多個管芯上。通常是通過成像到工件上提供的一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上來按比例復制所需圖像。已知的光刻設備還包括掃描器，運用輻射光束沿給定的方向("掃描"方向)掃描所述圖案，并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描工件來輻照每一目標部件。還通過將圖案壓印在工件上而將圖案通過構圖部件生成到工件上。
利用位于工件高度處的多個傳感器裝置來評估和優(yōu)化成像性能。這些傳感器裝置包括空間圖案傳感器裝置(SIDU, Spatial Image Detecting Unit )、用于曝光輻射劑量測量的能量傳感器裝置(EDU, Energy Detecting Unit)和測量使用的集成樣丈透鏡干涉?zhèn)鞲衅餮b置(IMIDU, Integrating Microbeam InterferenceDetecting Unit )。
SIDU是一種在工件高度處測量空間圖像位置的傳感器裝置，該空間圖案是在掩模高度處投射標記圖案形成的。位于工件高度處的投射圖案通常是線條圖案，其線寬與曝光輻射的波長相當。當SIDU利用投圖案來測量這些掩模圖案，該投射圖案具有位于其下面的光電單元。傳感器裝置的數(shù)據(jù)被用來測量六個自由度上掩模相對于基底臺的位置(三個平移自由度和三個旋轉自由度)，此外，還被用于測量所投射的掩模的放大倍率。由于傳感器裝置能夠測量圖案位置和所有照射設定5、透鏡數(shù)值孔徑NA、所有掩模，例如二元掩模(binaiymask)、相移掩模PSM等的影響，因此小線寬是經(jīng)過優(yōu)化的。還使用SIDU來測量工具的光學性能。能夠使用不同照射設定于不同投射圖案的結合來測量投射系統(tǒng)的多種性質，如光瞳形狀、球差、慧差、像散和場曲等。
IMIDU是一種對達到高階的透鏡像差進行靜態(tài)測量的干涉波前測量系統(tǒng)。 IMIDU能夠通過用于系統(tǒng)初始化和校準的集成測量系統(tǒng)來實現(xiàn)。
在以前的上述裝置中，一般通過對準基準板或類似對準基準板這樣的結構來實現(xiàn)。對準基準板上包括有反射型標記和透射型標記，其中反射型標記用于硅片對準的基準，透射型標記用作掩模對準的基準。當光刻對準系統(tǒng)使用的是 DUV(深紫外)光源，則該輻射源以波長為248nm、 193nm的準分子激光光源為主，也使用157nm、 126nm的準分子激光光源。此外，還有使用EUV (極紫外)脈沖輻射源和X射線脈沖輻射源的對準系統(tǒng)。如申請?zhí)枮?CN200710046955.0、 CN200710173575.3和CN200810038391.0的專利中所述的傳感器由于是將調制用的探測圖案板與光i普及光電轉換的元件集成在一起，需要使得傳感器上面的對準基準板提高反射率，.將該對準系統(tǒng)中的大部分的輻射能量反射掉，避免形成熱膨脹，使得標記區(qū)域變形，使得對準系統(tǒng)對準重復精度性能得到提高。
在中國專利申請?zhí)枮? CN200610117228.4 、 CN200610118707.8 、 CN200610117227.X、 CN200610117988.5、 CN200710045580.6 、 CN200710045579.3、CN200710046957.X、CN200810036651.0、CN200810035404.9 和CN200810035405.3的專利中所描述的對準系統(tǒng)中，需要在一定對準波長范圍內，盡可能提高反射型標記圖形的反射衍射能量，提高反射圖形照射和衍射成像裝置的衍射探測效率，因此，為了提高硅片對準系統(tǒng)中反射圖形照射和衍射成像裝置接收的衍射光信號，提高對準光強信號的信噪比，從而保證對準重復精度，需要反射型標記的槽深達到一定范圍。因此，需要對準基準板的反射率
在較寬的光譜范圍內保持高反射率，該光譜范圍為10納米至1200納米。

發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的技術問題在于需要提供光刻設備的對準基準板結構，并運用這種結構提供光刻設備中硅片對準的目標標記和掩模對準圖形的空間圖案進行調制，提供對準基準板在工件臺上精密安裝結構，以及需要提供制造該對準基準板上同時具有反射型對準標記和透射型對準標記的工藝方法，以提高透射型標記調制探測的穩(wěn)定性和精度，以及提高反射型標記的衍射效率，更好地實現(xiàn)光刻裝置中建立掩模對準探測基準和硅片對準基準之間的坐標關系，從而提高光刻設備的精度性能和效率。
為解決上迷技術問題，本發(fā)明提供了一種光刻設備的對準基準板結構，所述對準基準板置于光刻設備中工件基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，所述對準基準板包括
反射型標記和透射型標記，i殳置于所述對準基準才反的頂面；
穴，設置于所述對準基準板的底面；所述對準基準板采用透明基底；
其中，所述反射型標記的掩模薄膜的表面材料為高反射率光學材料薄膜，或者為高反射率光學材料薄膜和透明材料的結構。進一步的，所述高反射率光學材料薄膜為鋁薄膜。進一步的，所述反射型標記的最小線寬為500納米~100微米。進一步的，所述透射型標記的最小線寬為60納米~ IO微米。進一步的，所述光刻設備對準系統(tǒng)包括目標構圖部件、被光刻工件及其對準圖形、目標構圖部件上目標構形及其照射窗口和控制板、目標構圖部件承載臺及其位置探測器、工件臺及其位置探測器、投影系統(tǒng)、置于工件臺中的對準基準板、對準基準板下方的對準傳感器裝置、對準基準板上方的反射圖形照射和衍射成像裝置、對準控制裝置，對準傳感器裝置與對準控制裝置之間用電纜連接，反射圖形照射和衍射成像裝置與對準控制裝置之間用光纜連接，
對準控制裝置計算對準掃描的對準位置；
其中，該光刻設備的投影系統(tǒng)，用于將目標構形的輻射光束投射到工件平面目標區(qū)域，以形成輻射空間圖案。
進一步的，所述反射型標記用于生成反射圖形衍射光，所述透射形圖形用于調制投影系統(tǒng)投射目標構形所成的輻射空間圖形。
進一步的，所述反射型標記的槽深為120納米-225納米，反射型標記的槽形結構部分嵌入至對準基準板的透明基底中。
進一步的，所述透射型標記調制投影系統(tǒng)投射目標構形所成的空間圖形的輻射信息，具有易于祐j笨測的調制特性，包括單峰值特性、多峰值特性、谷值特性、幅值特性、相位特性、邊緣特性、圖案辨識特性或窗口特性中的一個或多個特性的組合。
進一步的，所述對準基準板上的反射型標記所生成的反射圖形衍射光，具有易于被反射圖形照射和衍射成像裝置探測的調制特性，包括反射單峰值特性、反射多峰值特性、反射谷值特性、衍射相位特性、反射邊緣特性、圖案辨識特性或窗口特性中的一個或多個特性的組合。
為解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種制造對準基準板的工藝方法，所述對準基準板置于光刻設備中工件基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，所述制造對準基準板的工藝方法包括如下步驟
(1) 在二元掩模板上涂上光阻膠，掩模板的掩模阻擋層為金屬鉻薄膜，再進行軟烘烤，使用光刻裝置進行透射型標記圖形、反射型標記圖形和套刻基準標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，然后除掉未被顯影的光阻膠；
(2) 在步驟(1)的基礎上，再次涂上與步驟(l)中光敏感特性相反的光阻膠，進行軟烘烤，使用光刻裝置，以套刻基準標記為基準，對整個透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū)域進行曝光，然后進行顯影、硬烘烤，在透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū) 域形成遮蔽層；
(3) 在步驟(2)的基礎上，應用反應離子刻蝕方法在對準基準板對應反射型標記圖形下的透明基底刻蝕一定厚度的透明基底材料，所刻蝕的透明基底圖形與
反射型標記圖形相對應；
(4) 在步驟(3)的基礎上，將顯影好的對準基準板生長高反射率光學材料薄膜，最后去掉對準基準板上顯影留下的光阻膠和附著在光阻膠上的高反射率光學材料顆粒；
(5) 在步驟(4)的基礎上，在對準基準板的透射標記背面制造安裝光電探測器陣列的盲孔和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴。
為解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種制造對準基準板的工藝方法，所述對準基準板置于光刻設備中工件基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，所述制造對準基準板的工藝方法包括如下步驟
(1) 在二元掩模板上涂上光阻膠，掩模板的掩模阻擋層為金屬鉻薄膜，再進行軟烘烤，使用光刻裝置進行透射型標記圖形和套刻基準標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，然后除掉未被顯影的光阻膠；
(2) 在步驟(1)的基礎上，再次涂上與步驟(l)中光敏感特性相同的光阻膠，進行軟烘烤，以套刻基準標記為基準，使用光刻裝置進行反射型標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，再應用反應離子刻蝕方法在對準基準板對應反射型標記圖形下的透明基底刻蝕一定厚度的透明基底材料，所刻蝕的透明基底圖形與反射型標記圖形相對應，然后除掉未被顯影的光阻膠；
(3) 在步驟(2)的基礎上，再次涂上與步驟(2)中光敏感特性相反的光阻膠，進行軟烘烤，使用光刻裝置，以套刻基準標記為基準，對整個透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū)域進行曝光，然后進行顯影、硬烘烤，在透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū) 域形成遮蔽層；
(勺在步驟(3)的基礎上，將顯影好的對準基準板生長高反射率光學材料薄膜，最后去掉對準基準板上顯影留下的光阻膠和附著在光阻膠上的高反射率光學材料顆粒；
(5)在步驟(4)的基礎上，在對準基準板的透射標記背面制造安裝光電探測器陣列的盲孔和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴。進一步的，所述光刻設備對準系統(tǒng)包括目標構圖部件、被光刻工件及其對準圖形、目標構圖部件上目標構形及其照射窗口和控制板、目標構圖部件承載臺及其位置探測器、工件臺及其位置探測器、投影系統(tǒng)、置于工件臺中的對準基準板、對準基準板下方的對準傳感器裝置、對準基準板上方的反射圖形照射和衍射成像裝置、對準控制裝置，對準傳感器裝置與對準控制裝置之間用電纜連接，反射圖形照射和衍射成像裝置與對準控制裝置之間用光纜連接，對準控制裝置計算對準掃描的對準位置；
其中，該光刻設備的投影系統(tǒng)，用于將目標構形的輻射光束投射到工件平面目標區(qū)域，以形成輻射空間圖案。
進一步的，所述二元掩模板上的金屬鉻薄膜厚度與所刻蝕的對準基準板透明基底材料厚度之和為反射圖形照射和衍射成像裝置中照射激光的四分之一波長。
進一步的，所述高反射率光學材料薄膜為鋁薄膜。
進一步的，對于深紫外光刻裝置和極紫外光刻裝置，步驟(l)中所使用光阻膠的光敏感特性為正性光阻膠，對于電子束光刻裝置，步驟(l)中所使用光阻膠的光敏感特性為負性光阻膠。
本發(fā)明由于采用了上述的技術方案，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu) 點和積+及效果
1. 本發(fā)明通過刻蝕掩模板透明基底層，增加反射型標記的槽深，實現(xiàn)了反射型標記反射的衍射效率提高，從而提高反射圖形照射和衍射成像裝置的探測信號，提高對準信號探測的信噪比，提高對準精度；
2. 本發(fā)明通過鋁金屬薄膜鍍層，通過在反射型標記區(qū)域鍍上高反射率光學材料薄膜，增加了反射型標記區(qū)域對入射光的反射率，實現(xiàn)了反射型標記反射的衍射效率提高，從而提高反射圖形照射和衍射成像裝置的探測信噪比，提高對準信號探測的信噪比，提高對準精度。

通過以下對本發(fā)明的具體實施例結合其附圖的描述，能夠進一步理解其發(fā) 明的目的、具體結構特征和優(yōu)點。其中，附圖為圖1為應用本發(fā)明較佳實施例的對準基準板的光刻設備對準系統(tǒng)的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明較佳實施例的對準基準板結構示意圖。
圖3a~圖3k為本發(fā)明較佳實施例的對準基準板的第一種制造工藝方法流程圖。
圖4a-圖4o為本發(fā)明較佳實施例的對準基準板的第二種制造工藝方法流程圖。
具體實施例方式
請參考圖1,圖1為應用本發(fā)明較佳實施例的對準基準板的光刻設備對準系統(tǒng)的結構示意圖。目標構圖部件4上具有目標構形(包括曝光構形和對準構形5 )。被光刻工件9包括硅片，目標構形照射窗口 2及其控制板3，用于形成窗口將輻射1透射到對準構形5上，以形成透射像；投影系統(tǒng)8用于將該透射像投射形成空間像，并用工件臺對準標記11探測該空間像；光刻設備的傳感器裝置12用于檢測空間像經(jīng)過工件臺上傳感器裝置12的對準基準板上的對準標記11透射后的輻射信息；目標構圖部件承載臺位置探測器7 和工件臺位置探測器13分別探測對準掃描過程中的目標構圖部件承載臺6和工件臺10的空間位置，在對準控制裝置16中的對準掃描同步控制器的控制下，還同步測量得到傳感器裝置12中的輻射信息；或者通過反射圖形照射和衍射成像裝置15掃描硅片標記14，在對準控制裝置16中的對準掃描同步控制器的控制下，探測工件臺10的空間位置信息和經(jīng)過反射圖形照射和衍射成像裝置15 獲得的光輻射信息。進行對準掃描，將探測到的所有空間位置信息和光輻射信息采集到對準控制裝置16中，并計算得到對準位置。
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例作進一步的詳細描述。圖2為本發(fā)明較佳實施例的對準基準板結構示意圖，如圖1和圖2所示，對準基準板被置于光刻設備中工件9基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，實現(xiàn)目標構形'5所成空間像與對準基準板之間的對準，同時實現(xiàn) 對準基準板與反射圖形照射和衍射成像裝置15之間的對準，光刻設備對準系統(tǒng) 包括目標構圖部件4、被光刻工件9及其對準圖形14、目標構圖部件4上目標構形5及其照射窗口 2和控制板3、目標構圖部件承載臺6及其位置探測器7、工件臺10及其位置探測器13、投影系統(tǒng)8、置于工件臺IO中的對準基準板、對準基準板下方的對準傳感器裝置12、對準基準板上方的反射圖形照射和衍射成像裝置15、對準控制裝置16,對準傳感器裝置12與對準控制裝置16之間用電纜連接，反射圖形照射和衍射成像裝置15與對準控制裝置16之間用光纜連接，對準控制裝置計算對準掃描的對準位置；該光刻設備的投影系統(tǒng)8，用于將目標構形的輻射光束投射到工件平面目標區(qū)域，以形成輻射空間圖案。
在所述對準基準板的頂面同時包含反射型標記200和透射型標記300,反射型標記200被用于生成反射圖形衍射光，在反射型標記200掩模薄膜之上的表面材料為高反射率光學材料薄膜，或者為高反射率光學材料薄膜和透明材料，透明材料在高反射率光學材料薄膜的上表面，所述高反射率光學材料薄膜可為鋁薄膜。透射形圖形300被用于調制投影系統(tǒng)投射目標構形所成的輻射空間圖形；反射型標記200的最小線寬在500納米至100孩史米之間，反射型標記 200槽深為120納米至225納米之間，反射型標記200的槽形結構部分嵌入至對準基準板的透明基底100中，透射型標記300的最小線寬在60納米至10微米之間；在所述對準基準板的底面包含用于安裝光電探測器陣列的盲孔120和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴110。
所述透射型標記300調制投影系統(tǒng)8投射目標構形5所成的空間圖形所成的輻射信息，具有易于被探測的調制特性，包括單峰值特性、多峰值特性、谷值特性、幅值特性、相位特性、邊緣特性、圖案辨識特性或窗口特性中的一個或多個特性的組合。所述對準基準板上的反射型標記200被用于生成反射圖形衍射光，具有易于被反射圖形照射和衍射成像裝置探測的調制特性，包括反射單峰值特性、反射多峰值特性、反射谷值特性、衍射相位特性、反射邊緣特性、圖案辨識特性或窗口特性中的一個或多個特性的組合。
下面結合圖1和圖3a~圖3k對本發(fā)明較佳實施例的對準基準板的制造工藝方法進行描述。一種制造對準基準板的工藝方法，對準基準板被置于光刻設備中工件9基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，實現(xiàn)目標構形5 所成空間像與對準基準板之間的對準，同時實現(xiàn)對準基準板與反射圖形照射和衍射成像裝置15之間的對準，光刻設備對準系統(tǒng)包括目標構圖部件4、被光刻工件9及其對準圖形14、目標構圖部件4上目標構形5及其照射窗口 2 和控制板3、目標構圖部件承載臺6及其位置探測器7、工件臺IO及其位置探測器13、投影系統(tǒng)8、置于工件臺10中的對準基準板、對準基準板下方的對準傳感器裝置12、對準基準板上方的反射圖形照射和衍射成像裝置15、對準控制裝置16，對準傳感器裝置12與對準控制裝置16之間用電纜連接，反射圖形照射和衍射成像裝置15與對準控制裝置16之間用光纜連接，對準控制裝置計算對準掃描的對準位置；該光刻設備的投影系統(tǒng)8，用于將目標構形的輻射光束投射到工件平面目標區(qū)域，以形成輻射空間圖案，制造對準基準板的工藝方法包括如下步驟
(1) 在二元掩模板上涂上光阻膠，掩模板的掩模阻擋層為金屬鉻薄膜，再進行軟烘烤，使用光刻裝置進行透射型標記圖形、反射型標記圖形和套刻基準標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，然后除掉未被顯影的光阻膠(圖3a~圖3e );
(2) 在步驟(1)的J^出上，再次涂上與步驟(l)中光敏感特性相反的光阻膠，進行軟烘烤，使用光刻裝置，以套刻基準標記為基準，對整個透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū)域進行曝光，然后進行顯影、硬烘烤，在透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū) 域形成遮蔽層(圖3f 圖3h);
(3) 在步驟(2)的基礎上，應用反應離子刻蝕(RIE)方法在對準基準板對應反射型標記圖形下的透明基底刻蝕一定厚度的透明基底材料，所刻蝕的透明基底圖形與反射型標記圖形相對應(圖3i);
(4) 在步驟(3)的基礎上，將顯影好的對準基準板生長高反射率光學材料薄膜，最后去掉對準基準板上顯影留下的光阻膠和附著在光阻膠上的高反射率光學材料顆粒(圖3j 圖3k);
(5) 在步驟(4)的勤出上，在對準基準板的透射標記背面制造安裝光電探測器陣列的盲孔和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴(圖中未示)。
所述二元掩模板上的金屬鉻薄膜厚度與所刻蝕的對準基準板透明基底材料厚度之和為反射圖形照射和衍射成像裝置中照射激光的四分之一波長，典型地高反射率光學材料薄膜為高純鋁薄膜，純度超過99.996% 。
對于DUV光刻裝置和EUV光刻裝置，所述步驟(l)中所使用光阻膠的光每文感特性為正性光阻膠，對于電子束光刻裝置，所述步驟(l)中所使用光阻膠的光敏感特性為負性光阻膠。
下面結合圖1和圖4a~圖4o對本發(fā)明的對準基準板的制造工藝方法進行描述。一種制造對準基準板的工藝方法，對準基準板被置于光刻設備中工件9基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，實現(xiàn)目標構形5所成空間像與對準基準板之間的對準，同時實現(xiàn)對準基準板與反射圖形照射和衍射成像裝置15之間的對準，光刻設備對準系統(tǒng)包括目標構圖部件4、被光刻工件9 及其對準圖形14、目標構圖部件4上目標構形5及其照射窗口 2和控制板 3、目標構圖部件承載臺6及其位置探測器7、工件臺10及其位置探測器13、投影系統(tǒng)8、置于工件臺IO中的對準基準板、對準基準板下方的對準傳感器裝置12、對準基準板上方的反射圖形照射和衍射成像裝置15、對準控制裝置16, 對準傳感器裝置12與對準控制裝置16之間用電纜連接，反射圖形照射和衍射成像裝置15與對準控制裝置16之間用光纜連接，對準控制裝置計算對準掃描的對準位置；該光刻設備的投影系統(tǒng)8，用于將目標構形的輻射光束投射到工件平面目標區(qū)域，以形成輻射空間圖案，制造對準基準板的工藝方法包括如下步驟
(1) 在二元掩模板上涂上光阻膠，掩模板的掩模阻擋層為金屬鉻薄膜，再進行軟烘烤，使用光刻裝置進行透射型標記圖形和套刻基準標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，然后除掉未被顯影的光阻膠(圖4a~圖4e);
(2) 在步驟(l)的基礎上，再次涂上與步驟(l)中光敏感特性相同的光阻膠，進行軟烘烤，以套刻基準標記為基準，使用光刻裝置進行反射型標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩沖莫板透明基底與鉻薄膜界面處，再應用反應離子刻蝕(RIE)方法在對準基準板對應反射型標記圖形下的透明基底刻蝕一定厚度的透明基底材料，所刻蝕的透明基底圖形與反射型標記圖形相對應，然后除掉未被顯影的光阻膠(圖4f ~圖4j );
(3) 在步驟(2)的基礎上，再次涂上與步驟(2)中光敏感特性相反的光阻膠，進行軟烘烤，使用光刻裝置，以套刻基準標記為基準，對整個透射型榜記區(qū)域及其周邊區(qū)域進行曝光，然后進行顯影、硬烘烤，在透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū)域形成遮蔽層(圖4k~圖4m);
(4) 在步驟(3)的基礎上，將顯影好的對準基準板生長高反射率光學材料薄膜，最后去掉對準基準板上顯影留下的光阻膠和附著在光阻膠上的高反射率光學材料顆粒(圖4n ~圖4o);
(5) 在步驟(4)的基礎上，在對準基準板的透射標記背面制造安裝光電探測器陣列的盲孔和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴(圖中未示)。
所述二元掩模板上的金屬鉻薄膜厚度與所刻蝕的對準基準板透明基底材料厚度之和為反射圖形照射和衍射成像裝置中照射激光的四分之一波長，典型地高反射率光學材料薄膜為高純鋁薄膜，純度超過99.996% 。
對于DUV光刻裝置和EUV光刻裝置，所述步驟(l)中所使用光阻膠的光敏感特性為正性光阻膠，對于電子束光刻裝置，所述步驟(l)中所使用光阻膠的光敏感特性為負性光阻膠。
綜上所述，本發(fā)明由于采用了上述的技術方案，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積才及效果
1. 本發(fā)明通過刻蝕掩模板透明基底層，增加反射型標記的槽深，實現(xiàn)了反射型標記反射的衍射效率提高，從而提高反射圖形照射和衍射成像裝置的探測信號，提高對準信號探測的信噪比，提高對準精度；
2. 本發(fā)明通過鋁金屬薄膜鍍層，通過在反射型標記區(qū)域鍍上高反射率光學材料薄膜，增加了反射型標記區(qū)域對入射光的反射率，實現(xiàn)了反射型標記反射的衍射效率提高，從而提高反射圖形照射和衍射成像裝置的探測信噪比，提高對準信號探測的信噪比，提高對準精度。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1、一種光刻設備的對準基準板結構，所述對準基準板置于光刻設備中工件基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，其特征在于所述對準基準板包括反射型標記和透射型標記，設置于所述對準基準板的頂面；用于安裝光電探測器陣列的盲孔和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴，設置于所述對準基準板的底面；所述對準基準板采用透明基底；其中，所述反射型標記的掩模薄膜的表面材料為高反射率光學材料薄膜，或者為高反射率光學材料薄膜和透明材料的結構。
2. 根據(jù)權利要求1所述的對準基準板結構，其特征在于所述高反射率光學材料薄膜為鋁薄膜。
3. 根據(jù)權利要求1所述的對準基準板結構，其特征在于所述反射型標記的最小線寬為500納米~ 100微米。
4. 根據(jù)權利要求1所述的對準基準板結構，其特征在于所述透射型標記的最小線寬為60納米~ 10微米。
5. 根據(jù)權利要求1所述的對準基準板結構，其特征在于所述光刻設備對準系統(tǒng)包括目標構圖部件、被光刻工件及其對準圖形、目標構圖部件上目標構形及其照射窗口和控制板、目標構圖部件承載臺及其位置探測器、工件臺及其位置探測器、投影系統(tǒng)、置于工件臺中的對準基準板、對準基準板下方的對準傳感器裝置、對準基準板上方的反射圖形照射和衍射成像裝置、對準控制裝置，對準傳感器裝置與對準控制裝置之間用電纜連接，反射圖形照射和衍射成像裝置與對準控制裝置之間用光纜連接，對準控制裝置計算對準掃描的對準位置；其中，該光刻設備的投影系統(tǒng)，用于將目標構形的輻射光束投射到工件平面目標區(qū)域，以形成輻射空間圖案。
6. 根據(jù)權利要求5所述的對準基準板結構，其特征在于所述反射型標記用于生成反射圖形衍射光，所述透射形圖形用于調制投影系統(tǒng)投射目標構形所成的輻射空間圖形。
7. 根據(jù)權利要求5所述的對準基準板結構，其特征在于所述反射型標記的槽深為120納米~ 225納米，反射型標記的槽形結構部分嵌入至對準基準板的透明基底中。
8. 根據(jù)權利要求5所述的對準基準板結構，其特征在于所述透射型標記調制投影系統(tǒng)投射目標構形所成的空間圖形的輻射信息，具有易于被探測的調制特性，包括單峰值特性、多峰值特性、谷值特性、幅值特性、相位特性、邊緣特性、圖案辨識特性或窗口特性中的一個或多個特性的組合。
9. 根據(jù)權利要求5所述的對準基準板結構，其特征在于所述對準基準板上的反射型標記所生成的反射圖形衍射光，具有易于被反射圖形照射和衍射成像裝置探測的調制特性，包括反射單峰值特性、反射多峰值特性、反射谷值特性、衍射相位特性、反射邊緣特性、圖案辨識特性或窗口特性中的一個或多個特性的組合。
10. —種制造對準基準板的工藝方法，所述對準基準板置于光刻設備中工件基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，其特征在于所述制造對準基準板的工藝方法包括如下步驟(1) 在二元掩模板上涂上光阻膠，掩模板的掩模阻擋層為金屬鉻薄膜，再進行軟烘烤，使用光刻裝置進行透射型標記圖形、反射型標記圖形和套刻基準標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，然后除掉未被顯影的光阻膠；(2) 在步驟(1)的基礎上，再次涂上與步驟(l)中光敏感特性相反的光阻膠，進行軟烘烤，使用光刻裝置，以套刻基準標記為基準，對整個透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū)域進行曝光，然后進行顯影、硬烘烤，在透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū) 域形成遮蔽層；(3) 在步驟(2)的基礎上，應用反應離子刻蝕方法在對準基準板對應反射型標記圖形下的透明基底刻蝕一定厚度的透明基底材料，所刻蝕的透明基底圖形與反射型標記圖形相對應；(4) 在步驟(3)的基礎上，將顯影好的對準基準板生長高反射率光學材料薄膜，最后去掉對準基準板上顯影留下的光阻膠和附著在光阻膠上的高反射率光學材料顆粒；(5)在步驟(4)的基礎上，在對準基準板的透射標記背面制造安裝光電探測器陣列的盲孔和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴。
11. 一種制造對準基準板的工藝方法，所述對準基準板置于光刻設備中工件基準高度處，作為光刻設備對準系統(tǒng)的對準基準，其特征在于所述制造對準基準板的工藝方法包括如下步驟(1) 在二元掩模板上涂上光阻膠，掩模板的掩模阻擋層為金屬鉻薄膜，再進行軟烘烤，使用光刻裝置進行透射型標記圖形和套刻基準標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，然后除掉未被顯影的光阻膠；(2) 在步驟(1)的基礎上，再次涂上與步驟(l)中光敏感特性相同的光阻膠，進行軟烘烤，以套刻基準標記為基準，使用光刻裝置進行反射型標記圖形的曝光，并進行顯影、硬烘烤，對已顯影區(qū)域進行鉻薄膜刻蝕，直到二元掩模板透明基底與鉻薄膜界面處，再應用反應離子刻蝕方法在對準基準板對應反射型標記圖形下的透明基底刻蝕一定厚度的透明基底材料，所刻蝕的透明基底圖形與反射型標記圖形相對應，然后除掉未被顯影的光阻膠；(3) 在步驟(2)的基礎上，再次涂上與步驟(2)中光敏感特性相反的光阻膠，進行軟烘烤，使用光刻裝置，以套刻基準標記為基準，對整個透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū)域進行曝光，然后進行顯影、硬烘烤，在透射型標記區(qū)域及其周邊區(qū) 域形成遮蔽層；(4) 在步驟(3)的基礎上，將顯影好的對準基準板生長高反射率光學材料薄膜，最后去掉對準基準板上顯影留下的光阻膠和附著在光阻膠上的高反射率光學材料顆粒；(5) 在步驟(4)的基礎上，在對準基準板的透射標記背面制造安裝光電探測器陣列的盲孔和在工件臺上固定對準基準板的磁塊安裝穴。
12, 根據(jù)權利要求10或11所述的制造對準基準板的工藝方法，其特征在于所述光刻設備對準系統(tǒng)包括目標構圖部件、被光刻工件及其對準圖形、目標構圖部件上目標構形及其照射窗口和控制板、目標構圖部件承載臺及其位置探測器、工件臺及其位置探測器、投影系統(tǒng)、置于工件臺中的對準基準板、對準基準板下方的對準傳感器裝置、對準基準板上方的反射圖形照射和衍射成像裝置、對準控制裝置，對準傳感器裝置與對準控制裝置之間用電纜連接，反射圖形照射和衍射成像裝置與對準控制裝置之間用光纜連接，對準控制裝置計算對準掃描的對準位置；其中，該光刻設備的投影系統(tǒng)，用于將目標構形的輻射光束投射到工件平面目標區(qū)域，以形成輻射空間圖案。
13. 根據(jù)權利要求10或11所述的制造對準基準板的工藝方法，其特征在于所述二元掩模板上的金屬鉻薄膜厚度與所刻蝕的對準基準板透明基底材料厚度之和為反射圖形照射和衍射成像裝置中照射激光的四分之一波長。
14. 根據(jù)權利要求10或11所述的制造對準基準板的工藝方法，其特征在于所述高反射率光學材料薄膜為鋁薄膜。
15. 根據(jù)權利要求10或11所述的制造對準基準板的工藝方法，其特征在于對于深紫外光刻裝置和極紫外光刻裝置，步驟(l)中所使用光阻膠的光敏感特性為正性光阻膠，對于電子束光刻裝置，步驟(l)中所使用光阻膠的光敏感特性為負性光阻膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了光刻設備的對準基準板及其制造工藝方法，所述對準基準板的頂面同時包含反射型圖形和透射型圖形，反射型圖形被用于生成反射圖形衍射光，在反射型圖形掩模薄膜之上的表面材料為高反射率光學材料薄膜，或者為高反射率光學材料薄膜和透明材料，透明材料在高反射率光學材料薄膜的上表面，透射形圖形被用于調制投影系統(tǒng)投射目標構形所成的輻射空間圖形；所述對準基準板制造工藝，通過刻蝕對準基準板的透明基底，增加反射型標記的槽深，并增加了反射型標記區(qū)域對入射光的反射率，實現(xiàn)了反射型標記反射的衍射效率提高，從而提高反射圖形照射和衍射成像裝置的探測信號，提高對準信號探測的信噪比，提高對準精度。
文檔編號G03F1/42GK101576714SQ200910052800
公開日2009年11月11日申請日期2009年6月9日優(yōu)先權日2009年6月9日
發(fā)明者宋海軍, 徐榮偉, 李煥煬申請人:上海微電子裝備有限公司

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