专利名称：一种集成传感器结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体集成电路制造领域，且特别涉及ー种应用于光刻装置掩模对准系统的集成传感器结构。
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，这样才能保证每ー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。当特征尺寸CD要求更小时，对套刻精度的要求以及由此产生的对准精度的要求变得更加严格，如90nm的CD尺寸要求IOnm或更小的对准精度。掩模与硅片之间的对准可采用掩模对准+硅片对准的方式，即以エ件台基准板标记为桥梁，建立掩模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，实现掩模标记与エ件台基准板标记之间的对准，然后利用硅片对准系统，完成硅片标记与エ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标记之间对准。掩模对准系统采用曝光光源作为对准光源。当曝光光源为波长更短的不可见光(紫外光UV、深紫外光DUV等)时，可见光光电探测器对该波段的光束响应度极低，甚至不响应，难以进行信号的探測。为此，通常利用光子发光晶体的荧光效应，将不可见光转换为可见光后进行探測。现有技术中所公布的集成传感器中大都采用此原理进行对准信号的探測。在现有的集成传感器技术中，采用如图I所示的结构エ件台基准板90上表面有透射型标记91，エ件台基准板下表面有一个盲孔，盲孔中安装有光学支架92。光学支架的通孔中依次装有光子转换晶体93和光学滤光片94。光子转换晶体用以将不可见光转换为可见光，而光学滤光片用于滤除未完全转换的残余不可见光。光电探测器95安装在隔离板96通孔中，并与光学滤光片连接，用以探测经光学滤光片94滤波后的光信号。光电探测器支架98用以支撑光电探测器和隔离板。预放大电路板99与光电探测器支架相连，并一起固定在エ件台基准板上。在掩模对准中，除对准光束外尚存在杂散光，这些杂散光将会影响引入对准误差。杂散光主要来源于激光干涉仪光束、调平调焦光束和离轴对准光束，以可见波段光为主。此夕卜，在集成传感器不同通道之间，也将存在相互的光串扰。串扰主要由于光线在基准板下表面(盲孔面)和晶体表面之间的多次反射，最終串入临近通道导致。串扰光包含不可见波段光(即对准光，如波长为193纳米的光)、晶体转换后的可见波段光。通道间的光串扰亦将导致对准误差。
实用新型内容本实用新型提出一种应用于光刻装置掩模对准系统的集成传感器结构，能够消除杂散光，抑制通道串扰，提高对准精度。为了达到上述目的，本实用新型提出一种集成传感器结构，应用于光刻装置掩模对准系统，包括工件台基准板，其下表面具有盲孔；透射型标记，设置于所述工件台基准板上表面；光学支架，设置于所述盲孔中，所述光学支架具有通孔； 第一光学滤光片、光子转换晶体和第二光学滤光片，依次设置于所述光学支架的通孔中，所述第一光学滤光片设置于所述透射型标记和所述光子转换晶体之间；光电探测器支架，其上设置有隔离板，所述隔离板具有开孔，所述开孔中设置有光电探测器，所述光电探测器与所述第二光学滤光片连接。进一步的，还包括预放大电路板，连接于所述光电探测器支架，并一起固定在所述工件台基准板上。进一步的，所述第一光学滤光片为带通滤光片，仅通过对准波长段的光束。进一步的，所述第一光学滤光片为干涉滤光片或吸收型材质的滤光片。进一步的，所述第二光学滤光片为滤除不可见光的滤光片。本实用新型提出一种集成传感器结构，该结构在原有集成传感器基础上，在各通道中增加一个光学滤光片，位于透射型标记与光子转换晶体之间。该滤光片为带通滤光片，仅通过对准波段光束(不可见光)，而滤除其它波段的光束。从而消除杂散光，抑制通道串扰，提高对准精度。
图I所示为现有技术中的集成传感器结构示意图。图2所示为本实用新型较佳实施例的光刻装置掩模对准系统结构示意图。图3所示为本实用新型较佳实施例的集成传感器结构示意图。图4所示为本实用新型较佳实施例的第一光学滤光片的透过率特性图。图5所示为本实用新型较佳实施例的滤光情况示意图。
具体实施方式
为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。请参考图2，图2所示为本实用新型较佳实施例的光刻装置掩模对准系统结构示意图。如图2所示，掩模对准系统包括照明单元1，用于提供照明光束；掩模台4，用于放置掩模3 ;掩模台位置测量单元11，用于实时测量和采集掩模台的位置数据；掩模台控制单元12，用于控制掩模台4移动，并根据掩模台位置测量单元11实时提供的掩模台位置数据将掩模3上的掩模标记2定位到扫描参数指定的位置；投影物镜5，用于对掩模标记2进行成像；工件台8，用于支撑工件7和安装工件台上的集成传感器9 ;工件台位置测量单元13，用于实时测量和采集工件台的位置数据；工件台控制单元14，用于控制工件台8移动，依据工件台位置测量单元13实时提供的工件台位置数据，将工件台8上的集成传感器9定位到扫描參数指定的位置，井根据对准扫描參数进行匀速水平运动；集成传感器9用于将掩模标记的像扫描过其上时透过的光强信号转化为电信号，经集成传感器内的放大环节进行放大，并传输到光强采集板10，被光强采集板10离散采集；对准操作単元15，用于控制扫描參数的下发、光强和位置的同步采样，实现对准信号拟合处理和对准位置计算。所述的照明単元I采用曝光照明単元，而不需要额外的对准照明激光器。所述的掩模台位置测量单元11包括X向和Y向激光干涉仪，分别测量掩模台X向和Y向的位置。エ件台位置测量单元13包括X向、Y向和Z向激光干涉仪，分别用于测量エ件台X向、Y向和Z向的位置。再请參考图3，图3所示为本实用新型较佳实施例的集成传感器结构示意图。本实用新型提出ー种集成传感器结构，应用于光刻装置掩模对准系统，包括エ件台基准板90，其下表面具有盲孔；透射型标记91，设置于所述エ件台基准板90上表面；光学支架92，设置于所述盲孔中，所述光学支架92具有通孔；第一光学滤光片97、光子转换晶体93和第二光学滤光片94，依次设置于所述光学支架92的通孔中，所述第一光学滤光片97设置于所述 透射型标记91和所述光子转换晶体93之间；光电探测器支架98，其上设置有隔离板96，所述隔离板96具有开孔，所述开孔中设置有光电探测器95，所述光电探測器95与所述第二光学滤光片94连接；预放大电路板99，连接于所述光电探測器支架98，并一起固定在所述エ件台基准板90上。所述第一滤光片97为带通滤光片，仅通过对准波长段的光束(不可见光)，而滤除其它波段的光束，从而消除杂散光，抑制通道串扰，提高对准精度，所述第二光学滤光片94为滤除不可见光的滤光片。所述第一滤光片97可采用干涉滤光片，以获得更窄的透过波段，也可采用其它形式的滤光片，如吸收型材质的滤光片等。根据本实用新型较佳实施例，针对掩模对准光源波长为193纳米的光刻机，该第一滤光片97设计为对193纳米波段的光束具有很高的透过率，而对其它波段的光束透过率很低，如图4所示，图4所示为本实用新型较佳实施例的第一光学滤光片的透过率特性图。在掩模对准中，杂散光主要为可见光波段，采用图4所示该第一滤光片97，即可消除杂散光。此外，光子晶体激发后的可见光不仅仅向前传播，也将会向后传播，如图5所示，图5所示为本实用新型较佳实施例的滤光情况示意图(以193纳米对准光源为例)。采用该第一滤光片97，可避免经光子晶体激发后的可见波段光串扰到别的通道，降低了通道间的串扰，提高了对准精度。综上所述，本实用新型提出ー种集成传感器结构，该结构在原有集成传感器基础上，在各通道中増加ー个光学滤光片，位于透射型标记与光子转换晶体之间。该滤光片为带通滤光片，仅通过对准波段光束(不可见光)，而滤除其它波段的光束。从而消除杂散光，抑制通道串扰，提高对准精度。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求1.ー种集成传感器结构，应用于光刻装置掩模对准系统，其特征在于，包括 エ件台基准板，其下表面具有盲孔； 透射型标记，设置于所述エ件台基准板上表面； 光学支架，设置于所述盲孔中，所述光学支架具有通孔； 第一光学滤光片、光子转换晶体和第二光学滤光片，依次设置于所述光学支架的通孔中，所述第一光学滤光片设置于所述透射型标记和所述光子转换晶体之间； 光电探测器支架，其上设置有隔离板，所述隔离板具有开孔，所述开孔中设置有光电探测器，所述光电探测器与所述第二光学滤光片连接。
2.根据权利要求I所述的集成传感器结构，其特征在于，还包括预放大电路板，连接于所述光电探測器支架，并一起固定在所述エ件台基准板上。
3.根据权利要求I所述的集成传感器结构，其特征在于，所述第一光学滤光片为带通滤光片，仅通过对准波长段的光束。
4.根据权利要求I所述的集成传感器结构，其特征在于，所述第一光学滤光片为干涉滤光片或吸收型材质的滤光片。
5.根据权利要求I所述的集成传感器结构，其特征在于，所述第二光学滤光片为滤除不可见光的滤光片。
专利摘要本实用新型提出一种集成传感器结构，应用于光刻装置掩模对准系统，包括工件台基准板，其下表面具有盲孔；透射型标记，设置于所述工件台基准板上表面；光学支架，设置于所述盲孔中，所述光学支架具有通孔；第一光学滤光片、光子转换晶体和第二光学滤光片，依次设置于所述光学支架的通孔中，所述第一光学滤光片设置于所述透射型标记和所述光子转换晶体之间；光电探测器支架，其上设置有隔离板，所述隔离板具有开孔，所述开孔中设置有光电探测器，所述光电探测器与所述第二光学滤光片连接。本实用新型提出的应用于光刻装置掩模对准系统的集成传感器结构，能够消除杂散光，抑制通道串扰，提高对准精度。
文档编号G03F1/42GK202421716SQ20112057064
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者宋海军, 朱正军, 李运锋 申请人:上海微电子装备有限公司