CN204406033U - 掩模板定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种掩模板定位装置。包括在一腔体中设置的掩模定位板，一掩模板置于所述掩模定位板上，在所述腔体外设置有检测掩模板位置的探测器，所述探测器还连接至一腔体控制器。利用本实用新型的掩模板定位装置，避免了由于掩模板位置异常所带来的良率问题，也就提升了掩模板的良率。

Description

掩模板定位装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种掩模板定位装置。

背景技术

在半导体制程过程中，为了将所设计的电路转换成器件，必须要将图案形成在掩模板上，之后通过光刻工艺将之形成在芯片上。对于一些电路图较细微的设计而言，必须要提高掩模板上的分辨率，从而使得图案能够准确无误的转移到芯片上，才能够方便后续制程工艺顺利的进行。

在45nm、28nm、甚至20nm以下的掩模板制造中，随着关键尺寸(CD)越来越小，规格也是越来越紧，对工艺的要求也越来越高，这就要求业内在生产加工时必须从空白掩模板，曝光，显影，蚀刻以及清洗等各个步骤都要严格控制。

但是在实际制造过程中，还是会发现关键尺寸的均匀性，平均值甚至线性等关键尺寸的表现偶尔会超出规格导致报废，尤其是在28nm以下的掩模板制造过程中，这种问题发生的更加频繁，导致良率偏低。

目前，业界的认知是导致上述问题经常发生的主要原因是原物料，工艺参数，以及设计图形这些较为常见的因素，然而在尽可能解决原物料、工艺参数以及设计图形等这些因素的情况下，关键尺寸的表现偶尔超出规格的情况还是会发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种掩模板定位装置，更好的控制掩模板的良率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种掩模板定位装置，包括在一腔体中设置的掩模定位板，一掩模板置于所述掩模定位板上，在所述腔体外设置有检测掩模板位置的探测器，所述探测器还连接至一腔体控制器。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，所述掩模板为矩形，具有外围区，所述外围区中设置有至少三个透光区。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，所述透光区为方形，边长为4mm-6mm。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，所述探测器的数量至少为3个。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，至少三个透光区分别对应一个探测器，且所述探测器位于所对应的透光区的正上方。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，所述至少3个探测器发出的光斑分别投射在所对应的透光区，所述光斑距离透光区四边的最小距离皆为2mm。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，所述至少3个探测器发出的光斑分别投射在所对应的透光区，所述光斑距离透光区四边的最小距离皆为1mm。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，所述掩模板定位装置还包括显示屏，所述显示屏与所属探测器相连接。

可选的，对于所述的掩模板定位装置，述腔体包括透明玻璃窗口，所述探测器设置于所属透明玻璃窗口上。

本实用新型提供的掩模板定位装置，包括腔体，所述腔体中设置有掩模定位板，一掩模板置于所述掩模定位板上，所述掩模板中设置有透光区，在所述腔体外设置有探测所述透光区来检测掩模板位置的探测器。利用上述掩模板定位装置，通过探测器对掩模板进行探测，通过反馈的信号能够获悉掩模版的位置是否正确，当探测到的掩模板位置异常时，便于技术人员进行排障，从而避免了由于掩模板位置异常所带来的良率问题，也就提升了掩模板的良率。

附图说明

图1为常见的掩模板正确放置时的示意图；

图2为掩模板放置异常时的一种示意图；

图3为本实用新型的掩模板定位装置的示意图；

图4为本实用新型中掩模板的示意图；

图5为本实用新型中对掩模板进行探测时的光斑分布示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的掩模板定位装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

发明人经过长期大量的实验分析发现，请参考图1，正常情况下，掩模板1在腔体(例如电浆反应腔体)中的存放位置是居于掩模定位板2的正中，即掩模板1的四周掩模定位板2都有着间隙3。但是，由于在实际加工中的各种因素，例如机械手臂精度异常、掩模定位板2的异常、技术人员偏差矫正等因素，会导致掩模板1的位置发生偏移，例如如2所示，掩模板1完全贴靠在掩模定位板2的右边，经过实验发现，这会使得掩模板1在加工时表现出关键尺寸相关参数异常，尤其是在干法刻蚀过程中，将产生严重影响，乃至报废。

但是这一由于掩模板1位置异常而引起的关键尺寸异常，目前并不能够很好的解决：一方面技术人员对这一位置异常进行处理时需要打开腔体做大量重复性实验，耗时较长。另一方面，技术人员所做调整也不能够直观展现出来，即可靠性差，依然存在着掩模板品质下降乃至报废的风险。

基于此，本实用新型提供一种掩模板定位装置，请参考图3，包括在一腔体10中设置的掩模定位板13，一掩模板12置于所述掩模定位板13上，在所述腔体10外设置有探测所述掩模板12位置的探测器11，所述探测器11还连接至一腔体控制器(未图示)，当探测器探测的信号异常时，通过传递至腔体控制器，停止当前工艺。

进一步的，所述探测器11通过信号线连接至显示屏14，将探测到的信号显示出，便于进行判断掩模板12的位置状况。

如图4所示，在本实用新型的优选实施例中，所述探测器11为镭射终点探测器(laser endpoint detector)，该探测器11发出激光后照射在掩模板12上，并获得反射信号。在本实用新型中，使得掩模板12的外围区122中设置有透光区123，探测器11发出的激光投射到透光区上并反射，由此获得反射信号。由于透光区123与透光区123之外的部分在材质和/或结构上有着差异，因此会获得不同的反射信号。通过分析获得的信号的是否与基准相符合，就能够获悉掩模板12的位置状况。

具体的，所述所述掩模板12为矩形，具有外围区122，所述外围区122中设置有至少三个所述透光区123。所述透光区123优选为方形，边长为4mm-6mm，也可以为圆形，直径为4mm-6mm，当然，所述透光区123的形状并不仅限于此，在所占面积相差不大的情况下，例如三角形等也都是可以的。例如，在一些掩模板中，会存在探针窗口(pin-window)，同样具有透过的特性，且边长在6mm，则也可以作为透光区123，由此可见，若在掩模板12的外围区122中存在着类似于探针窗口这样的结构，也是可以的，这省去了专门制作这一透光区123的工序，节省了生产成本。

较佳的，所述透光区123制作为4个，如图4所示，可以任选3个作为探测对象，另外一个备用。当然，更多数量的也是可行。所述透光区123以靠近掩模板12边缘较好，这在掩模板12发生偏移时(尤其是歪斜时)能够有着较好的反馈。

所述腔体10包括透明玻璃窗口，所述探测器11设置于所属透明玻璃窗口上。所述探测器11的数量至少为3个，从而保证至少有3个透光区123被探测器11探测到。为了简便，使得探测器11设置于透光区123的正上方。

下面结合图5对本实用新型的掩模板定位装置如何进行掩模板的定位进行说明。

图5中选择了图4中的3个透光区123进行定位，首先，放置掩模板12在掩模定位板13并确保位置最佳(即掩模板12精确放置)，合上腔体。

然后，通过显示屏14进行实时观察，调整三个探测器11的位置，让光斑A、B、C垂直入射到透光区的特定位置，所述特定位置通过偏差容忍度来确定，例如对于65nm以上工艺节点，偏差容忍度为掩模板12偏移2mm，这体现在使得所述光斑A、B、C距离透光区123边缘在上下左右四个方向的距离都有最小值，且该最小值为2mm，例如光斑A距离透光区123的上边和右边距离最小，距离为2mm，光斑B距离透光区123的上边和左边距离最小，距离为2mm，光斑C距离透光区123的下边和右边距离最小，距离为2mm。对于45nm以下的工艺节点，偏差容忍度为掩模板12偏移1mm，这体现在使得所述光斑A、B、C距离透光区123边缘在上下左右四个方向的距离都有最小值，且该最小值为1mm，例如光斑A距离透光区123的上边和右边距离最小，距离为1mm，光斑B距离透光区123的上边和左边距离最小，距离为1mm，光斑C距离透光区123的下边和右边距离最小，距离为1mm。待设定完成后，固定探测器11的位置。

在进行实际生产加工时，当有掩模板12进入腔体10，由于三个光斑A、B、C的位置固定，若掩模板12的位置在任意方向发生偏移，就会使得三个光斑A、B、C距离透光区123边缘的距离发生变动，在其中一个或多个光斑超出透光区123时，就表明掩模板12的偏移已经能够影响到其良率。

对于透光区123是圆形的情况，经过简单的数学推导，可以获悉光斑应满足的距离圆周的最小距离，本实用新型在此不进行推导过程的罗列。

为了获悉三个光斑A、B、C距离透光区123边缘的距离发生变动的情况，发明人考虑到由于透光区123与其周围材质的反射率不同，则可以通过接收探测器11获得的反射信号来判断。例如在一个实施例中，透光区为铬，反射值在10-14，若接收到的探测信号都在这一范围内，则表明掩模板位置可以接受，若有一个或以上收到的探测信号超出这一范围，则表明掩模板位置异常，此时，可以通过腔体控制器中的程序设定使得设备停止运行并报错。这一探测信号的显示也可以在显示屏中展示出。相应的，探测器11的反射信号将被记录到加工时的工艺日志中，以备后续参阅。

本实用新型提供的掩模板定位装置，能够产生如下技术效果：

1.消除了掩模板在腔体内的位置偏移带来的关键尺寸的相关参数异常，从而更好的控制掩模板的品质和良率，尤其是28nm以下工艺，效果明显。

2.技术人员可以根据工艺日志及时发现问题，并及时采取相关措施，既能及时发现问题又不用定时打开腔体检查，节省人力和机台时间。

3.即使位置偏差出现，设备人员也可以在不开反应腔体的情况下，根据显示屏实时观测到的信息来重新校正机械手臂的传送位置，在校正机械手臂无效的情况下，再打开腔体检查其余相关部件，降低了对腔体内的污染。

4.如果需要反复校正机械手臂的传送位置，则能及时发现机械手臂的异常，提前进行修复或更换。

5.由于探测器是安置在腔体外面,并且探测是在加工工艺步骤之前，避免了腔体内的电浆和反应副产物影响探测器的精度。

6.本实用新型成本低廉，实用性强。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种掩模板定位装置，其特征在于，包括在一腔体中设置的掩模定位板，一掩模板置于所述掩模定位板上，在所述腔体外设置有检测掩模板位置的探测器，所述探测器还连接至一腔体控制器。

2.如权利要求1所述的掩模板定位装置，其特征在于，所述掩模板为矩形，具有外围区，所述外围区中设置有至少三个透光区。

3.如权利要求2所述的掩模板定位装置，其特征在于，所述透光区为方形，边长为4mm-6mm。

4.如权利要求3所述的掩模板定位装置，其特征在于，所述探测器的数量至少为3个。

5.如权利要求4所述的掩模板定位装置，其特征在于，至少三个透光区分别对应一个探测器，且所述探测器位于所对应的透光区的正上方。

6.如权利要求5所述的掩模板定位装置，其特征在于，所述至少3个探测器发出的光斑分别投射在所对应的透光区，所述光斑距离透光区四边的最小距离皆为2mm。

7.如权利要求5所述的掩模板定位装置，其特征在于，所述至少3个探测器发出的光斑分别投射在所对应的透光区，所述光斑距离透光区四边的最小距离皆为1mm。

8.如权利要求1所述的掩模板定位装置，其特征在于，所述掩模板定位装置还包括显示屏，所述显示屏与所属探测器相连接。

9.如权利要求1所述的掩模板定位装置，其特征在于，所述腔体包括透明玻璃窗口，所述探测器设置于所属透明玻璃窗口上。