[发明专利]光刻对准装置、其使用方法及光刻机

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种光刻对准装置、该光刻对准装置的使用方法及包含该光刻对准装置的光刻机。

背景技术

集成电路是通过在衬底表面几微米厚度内形成半导体器件，再通过连续的淀积和形成材料层的图形来把这些器件相互连接起来而形成的。电路设计者使用装有特殊设计软件的计算机，进行器件、金属线连接其它芯片所需的特殊电路布局的制作。电路设计按照一套基本规则进行，该规则规定了掩膜板图案的图形和尺寸。该规则同时规定了一些参数，例如线宽、线的距离、接触孔的尺寸、通孔直径等。

衬底的器件区一般是分层制作的，每层都对应各自的掩膜板图案。掩膜板图案转移到衬底上若不精准，会造成成品的性能不稳定或成品率低。

掩膜板图案转移到衬底上一般是先通过光刻过程，将掩膜板图案转移到光刻胶上，然后以光刻胶为掩膜对衬底进行刻蚀完成的。上述的光刻过程中一般用到光刻机，现有的光刻机在对准过程中的光路图如图1所示，一般采用移动载物台11的高低来实现光探测器12里掩膜板图案与衬底(例如硅片)里的对准记号13对准。但在有些情况下，该载物台的位置由于特殊原因无法进行上下移动，如果仍采用之前的光刻机，需移动光探测器的位置，由于光探测器灵敏度较高，易受外界环境的影响，该不断移动过程会造成光探测器灵敏度降低。

有鉴于此，实有必要提出一种新的光刻对准装置，以克服上述问题。

发明内容

本发明实现的目的是提出一种新光刻对准装置，满足在载物台的位置无法上下移动情况下，需使掩膜板图案与衬底里对准记号对准的需求。

为实现上述目的，本发明提供一种光刻对准装置，包括：

透镜组；

光探测器；

位于透镜组与光探测器之间的分光镜，用于将照明光全部反射到位于载物台的衬底的对准记号上，且用于使衬底的对准记号的反射光通过以进入光探测器；

具有两个垂直设置的反射面的固定反射镜与具有两个垂直设置的反射面的可动反射镜，所述固定反射镜的两个反射面分别与所述可动反射镜的两个反射面相对，且所述固定反射镜、所述可动反射镜与所述光探测器位于所述透镜组的一侧。

可选地，所述分光镜使衬底的对准记号的反射光全部通过。

可选地，所述可动反射镜固定在弹性杆的自由端，所述自由端相对的另一端为固定端，所述弹性杆适于在外力下带动可动反射镜向所述固定反射镜靠近或远离。

可选地，所述弹性杆在竖直位置处，所述固定反射镜的两个反射面分别与所述可动反射镜的两个反射面平行。

可选地，所述弹性杆的自由端设置有垂直所述弹性杆的弹簧。

可选地，所述弹性杆的自由端设置有推动所述弹性杆弯曲的驱动装置。

可选地，所述驱动装置是步进电机的齿轮箱或气动机械。

可选地，所述弹性杆为磁性材质，所述驱动装置为磁铁。

可选地，所述弹性杆为压电陶瓷，所述驱动装置为设置在所述弹性杆两侧的正负极板。

可选地，所述弹性杆的自由端设置有标尺，用于获取所述自由端偏离竖直位置的偏移量。

可选地，所述光刻对准装置还包括：可动反射镜的控制器，用于获取所述带有对准记号的衬底的高度，在所述高度处，达到光探测器上所述对准记号的成像清晰时，可动反射镜的水平移动距离与光探测器上所成的对准记号的像的移动距离三者之间的关系的表。

可选地，所述光刻对准装置还包括：存储器，用于存储所述带有对准记号的衬底的高度，在所述高度处，达到光探测器上所述对准记号的成像清晰时，可动反射镜的水平移动距离与光探测器上所成的对准记号的像的移动距离三者之间的关系的表。

可选地，所述存储器与可动反射镜的控制器相连，所述表由可动反射镜的控制器存入。

可选地，所述可动反射镜的控制器还用于根据衬底的高度，查表，获得可动反射镜的水平移动距离，调整可动反射镜移动该水平移动距离，使得衬底上的对准记号的像处于光探测器的焦平面上。

可选地，所述衬底的高度通过光刻机的调平系统获取。

可选地，所述光探测器为点探测器、线阵列探测器、二维阵列探测器中的至少一种。

可选地，所述二维阵列探测器使用的是CCD或CMOS。

可选地，所述光探测器为点探测器、线阵列探测器时，所述光探测器前端分别设置有圆孔、矩形的开孔。

本发明还提供了上述描述的光刻对准装置的使用方法，包括：