本发明专利技术提供一种光刻装置和方法，在照明系统与掩膜板之间增设照明切换机构，在对准时，将照明切换机构中的照明光机结构放置于照明系统下方，将照明光经过衰减后输出并被分光后只照射对准标记，并与基准标记对准；在曝光时，将照明切换机构中的遮光板放置于照明系统下方，使得照明光只照射掩膜板上曝光图形区域，避免曝光后在硅片上留下对准标记的图形。此外采用几种视场共有叠加区域的边长作为照明光机结构入光孔径的最大边长，保证了在不同视场下，不会因为光线过于杂散导致照射至掩膜板非曝光图形区域。因此本发明专利技术使得对准与曝光均采用同一照明光源，且能够兼容不同视场大小的工艺需求，达到减少工时、人力、节约成本的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种装置和方法，特别涉及一种光刻装置和方法。
技术介绍
在半导体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。每次光刻都要将描绘在掩膜板上的图形通过投影曝光装置成像到涂有光刻胶等感光材料的待曝光对象表面。用于投影曝光的装置在曝光前，需要将掩膜图形区域与待曝光对象的位置进行对位，通常会在掩膜图形区域附近提供用于对位测量的对准标记，通过一定的掩膜对准装置和相应对位算法，建立掩膜图形区域与待曝光对象之间的相对位置关系。在传统工艺中，掩膜对准时需要的照明光强度远小于曝光时的照度需求，因此往往在掩膜对准与掩膜曝光时采用的照明光源并不相同，由于照明光源不同导致光波长等光学数据会发生变化，且由于玻璃层厚度公差(6.35±0.1mm)的存在，导致光学数据变化后，对准图像数据也会发生变化，因此很有可能在对准时已将掩膜板对准，但当曝光时，将光源切换至曝光光源时，发现原来已对准的掩膜板并没有与工件台基准对准，从而会产生相应的误差。此外随着客户对产率的追求，提出大视场曝光区域(53.5mm*33mm)的需求，这使得掩膜面对准装置布局空间局限性问题更加突出。综上所述，有必要专利技术一种能够使对准与曝光能够采用同一种照明光源，且在曝光时能够兼容不同大小视场的对准、曝光装置及方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种光刻的装置及方法，在照明系统与掩膜板之间增设照明切换机构，对于同一种照明光源给予调整，使对准与曝光能够采用同一种照明光源，在曝光时能够兼容不同大小视场的对准、曝光装置及方法。为达到上述目的，本专利技术提供一种光刻装置，从上至下依次包括：照明系统、掩膜板、投影物镜、工件台基准板、工件台以及对准传感器，所述掩膜板放置在掩膜台上，所述掩膜板上设置有对准标记，所述对准标记位于掩膜板曝光图形区域两侧，所述工件台上还承载硅片，所述工件台基准板上设置有基准标记，其特征在于，所述照明系统与所述掩膜板之间还设置有照明切换机构，在对准时通过调整所述照明切换机构使所述照明系统提供的照明光源只照射对准标记，而在曝光时通过调整照明切换机构使照明光源只照射曝光图形区域。作为优选，所述照明切换机构包括照明光机结构、遮光板、切换导轨以及驱动组件，所述切换导轨用于给所述照明光机结构和遮光板提供轨道，所述驱动组件用于驱动所述照明光机结构和遮光板。作为优选，所述照明光机结构为棱镜反射结构或者透镜与反射镜相结合的结构。作为优选，所述切换导轨设置两个工位，分别是对准工位和曝光工位。作为优选，在对准工位和曝光工位处分别设置传感器，用以监控所述照明切换机构当前是否移动到位。作为优选，所述照明切换机构还包括对照明切换机构移动进行控制的限位结构和进行位置伺服的伺服结构。作为优选，所述驱动组件为电机或者气动滑台。作为优选，所述遮光板为两边不透光，中间透光的光学结构，所述中间透光部分的面积大小可根据所述曝光图形区域大小进行调整。作为优选，所述照明切换机构的入光口的边长在33mm以下。作为优选，所述照明系统提供的照明光源为紫外线光源。作为优选，所述照明系统中设置有照明衰减机构，所述照明衰减机构用于调节照明光输出的衰减度。作为优选，所述照明系统还设置有滤波片、汞灯、反射冷板以及光耦合件。作为优选，所述对准传感器与所述工件台基准板放置于同一支架上，所述支架位于工件台上。本专利技术还提供一种使用上述的光刻装置的光刻方法，在对准与曝光时共同使用同一种照明光源，具体包括以下步骤：步骤一：在对准时，将掩膜板放置于掩膜台上，将所述照明切换机构调至对准工位，将工件台基准板放置于投影物镜下方；步骤二：打开照明系统，并将照明衰减机构打开，调整档位，所述照明切换机构将照明光分别投射到对准标记区域，确保只将对准标记照亮；步骤三：从对准标记上折射的光线经过投影物镜折射至工件台基准板的基准标记上，然后将对准标记与基准标记一同成像至对准传感器上，由对准传感器将数据传输至成像传感器；步骤四：所述成像传感器将信息传输至信号处理及控制单元，由信号处理及控制单元发送位置调整指令至掩膜台，掩膜台接收位置调整指令并作位置调整，直至对准标记与基准标记在成像传感器上显示已对准；步骤五：在曝光时，将所述照明切换机构调至曝光工位，关闭照明衰减机构，将硅片放置于工件台上，并移动至投影物镜下方，与掩膜板对准；步骤六：照明光线通过遮光板只投射至掩膜板的曝光图形区域，并且依次通过投影物镜到达硅片，完成曝光。作为优选，所述掩膜板上的对准标记与曝光图形区域在同一平面，并且对称分布于所述曝光图形区域的两侧，所述对准标记数量为两个以上。作为优选，步骤一中还包括通过信号处理及控制单元移动工件台，使得工件台带动对准传感器移动到能接收掩膜对准信息的位置。作为优选，步骤一中将照明切换机构调至对准工位后，所述照明光机结构即调整位置至所述照明系统下方，使得所述照明系统与所述照明光机结构排列在竖直方向上。作为优选，步骤五中将照明切换机构调至曝光工位后，所述照明光机结构即移出，所述遮光板被移至照明系统下方，照明光通过遮光板后只照射曝光图形区域。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在照明系统与掩膜板之间增设照明切换机构，在对准时，将照明切换机构中的照明光机结构放置于照明系统下方，将照明光经过照明衰减机构衰减后输出并被照明光机结构分光后只照射对准标记，然后与工件台基准板上的基准标记对准；在曝光时，将照明切换机构中的遮光板放置于照明系统下方，遮挡住对准标记部分，使得照明光只照射掩膜板上曝光图形区域，避免曝光后在硅片上留下对准标记的图形。此外采用几种视场共有叠加区域的边长作为照明光机结构入光孔径的最大边长，保证了在不同视场下，进入照明光机结构的光为中心区域的最强光，且不会因为光线过于杂散导致照射至掩膜板非曝光图形区域。因此本专利技术使得对准与曝光均采用同一照明光源，减少机构复杂度，且能够兼容不同视场大小的工艺需求，达到减少工时、人力、节约成本的目的。附图说明图1为曝光时掩膜板对准标记与曝光图形区域示意图；图2为本专利技术中装置结构示意图；图3为本专利技术中掩膜对准时照明光路示意图；图4为本专利技术中照明系统结构示意图；图5为本专利技术中具有不同视场曝光图形的掩膜板示意图；图6为本专利技术中照明切换机构示意图；图7为本专利技术中光刻的流程图。图中：01-第一掩膜板、010-第一掩膜对准窗口、011-第一对准标记、012-第二对准标记、013-第三对准标记、014-第四对准标记、015-曝光图形；1-照明系统、10-照明光线、11-照明衰减机构、12-快门、13-光耦合件、14-透镜、15-滤波片、16-汞灯、17-反射冷板、2-照明切换机构、203-切换导轨、204-照明光机结构、205-遮光板、206-第一导轨运动方向、207-第二导轨运动方向、3-掩膜板、30-对准标记、301-第五对准标记、302-第六对准标记、303-第七对准标记、308-第八对准标记、311-第一视场、312-第二视场、313-第三视场、32-第二掩膜对准窗口、4-掩膜台、5-投影物镜、6-工件台、7-硅片、8-工件台基准板、80-基准标记、9-对准传感器、91-透镜组、92-探测面。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光刻装置，从上至下依次包括：照明系统、掩膜板、投影物镜、工件台基准板、工件台以及对准传感器，所述掩膜板放置在掩膜台上，所述掩膜板上设置有对准标记，所述对准标记位于掩膜板曝光图形区域两侧，所述工件台上还承载硅片，所述工件台基准板上设置有基准标记，其特征在于，所述照明系统与所述掩膜板之间还设置有照明切换机构，在对准时通过调整所述照明切换机构使所述照明系统提供的照明光源只照射对准标记，而在曝光时通过调整照明切换机构使照明光源只照射曝光图形区域。
【技术特征摘要】
1.一种光刻装置，从上至下依次包括：照明系统、掩膜板、投影物镜、工件台基准板、工件台以及对准传感器，所述掩膜板放置在掩膜台上，所述掩膜板上设置有对准标记，所述对准标记位于掩膜板曝光图形区域两侧，所述工件台上还承载硅片，所述工件台基准板上设置有基准标记，其特征在于，所述照明系统与所述掩膜板之间还设置有照明切换机构，在对准时通过调整所述照明切换机构使所述照明系统提供的照明光源只照射对准标记，而在曝光时通过调整照明切换机构使照明光源只照射曝光图形区域。2.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述照明切换机构包括照明光机结构、遮光板、切换导轨以及驱动组件，所述切换导轨用于给所述照明光机结构和遮光板提供轨道，所述驱动组件用于驱动所述照明光机结构和遮光板。3.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，所述照明光机结构为棱镜反射结构或者透镜与反射镜相结合的结构。4.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，所述切换导轨设置两个工位，分别是对准工位和曝光工位。5.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，在对准工位和曝光工位处分别设置传感器，用以监控所述照明切换机构当前是否移动到位。6.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，所述照明切换机
\t构还包括对照明切换机构移动进行控制的限位结构和进行位置伺服的伺服结构。7.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，所述驱动组件为电机或者气动滑台。8.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，所述遮光板为两边不透光，中间透光的光学结构，所述中间透光部分的面积大小可根据所述曝光图形区域大小进行调整。9.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述照明切换机构的入光口的边长在33mm以下。10.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述照明系统提供的照明光源为紫外线光源。11.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述照明系统中设置有照明衰减机构，所述照明衰减机构用于调节照明光输出的衰减度。12.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述照明系统还设置有滤波片、汞灯、反射冷板以及光耦合件...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄栋梁，张成爽，于大维，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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