TW202223552A - 一種步進式微影機、其工作方法及圖形對準裝置 - Google Patents

一種步進式微影機、其工作方法及圖形對準裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202223552A
TW202223552A TW110145007A TW110145007A TW202223552A TW 202223552 A TW202223552 A TW 202223552A TW 110145007 A TW110145007 A TW 110145007A TW 110145007 A TW110145007 A TW 110145007A TW 202223552 A TW202223552 A TW 202223552A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
area
dimensional
exposure
tip sensing
Prior art date
Application number
TW110145007A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI807509B (zh
Inventor
周向前
尹志堯
依沃 朗格諾
杜川
Original Assignee
中國商百及納米科技（上海）有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中國商百及納米科技（上海）有限公司 filed Critical 中國商百及納米科技（上海）有限公司
Publication of TW202223552A publication Critical patent/TW202223552A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI807509B publication Critical patent/TWI807509B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
    • G03F9/7053—Non-optical, e.g. mechanical, capacitive, using an electron beam, acoustic or thermal waves
    • G03F9/7061—Scanning probe microscopy, e.g. AFM, scanning tunneling microscopy
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70541—Tagging, i.e. hardware or software tagging of features or components, e.g. using tagging scripts or tagging identifier codes for identification of chips, shots or wafers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7019—Calibration
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7096—Arrangement, mounting, housing, environment, cleaning or maintenance of apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

本發明公開了一種步進式微影機、其微影圖形對準裝置及工作方法。本發明在晶圓上設置若干三維標記，以此作為晶圓表面定位的座標預設，利用針尖感測頭感測技術測量該三維標記獲得晶圓表面次奈米精度的座標，然後移動晶圓工作臺，隨之測得晶圓工作臺移動後的三維標記的新座標並與晶圓工作臺移動前同樣的三維奈米座標比較得出晶片區域位置座標誤差值。利用閉環控制原理將這個座標誤差透過移動曝光束產生裝置與晶片區域的相對位置進行補償，實現相對座標位置的重新精確對準。本發明可以應用在使用遮罩板的深紫外和極紫外光學微影機，也可以應用在電子束／光子束直寫式微影機的次奈米級晶片區域或寫場橫向和縱向對準拼接等應用場景。

Description

一種步進式微影機、其工作方法及圖形對準裝置
本發明涉及微影技術領域，尤其涉及微影圖形的套刻對準和定位技術領域。
微電子學和光電子學的發展引起了積體電路晶片、積體光學晶片的高速發展。這些產業成為現代電腦、顯示螢幕乃至整個資訊產業核心器件和晶片的基礎。當前，現代晶片工業的技術節點已經達到了5奈米甚至更小。
製造晶片這樣的微奈米器件離不開微影技術。微影技術包括普通光學微影技術，深紫外／極紫外微影技術，電子束微影技術、離子束微影技術等。借助這些關鍵微影技術才能製造出精細的微影圖形以至包羅萬象的微奈米器件結構，例如積體電路晶片和光電積體晶片。
現有的光學微影系統，包括深紫外光學微影機和極紫外光學微影機已經廣泛地應用於工業型晶片製造和MEMS製造等領域。由於晶圓越來越大，目前12英寸直徑的晶圓已經普及，正在朝著更大尺寸的晶圓發展。任何系統都無法一次性將整個晶圓曝光。一般的做法是依次曝光晶圓上的一個一個晶片區域（DIE）。一個晶片區域曝光完畢後，晶圓透過晶圓工作臺的移動，移動到近鄰的下一個晶片區域並進行套刻對準，而後曝光。這裡對準是指本次曝光的圖形必須與晶片區域上的已經有的圖形垂直對準（即套刻對準）以後才能進行本次的微影曝光。其對準的精度即套刻精度至少不能亞於晶片區域上電路圖形的最小尺寸數倍。該尺寸目前在5－10奈米左右。用於製作遮罩板的多束電子束微影機比如奧地利高科技公司IMS公司MBMW-101系列，可以用於5奈米節點遮罩板製作，其套刻對準精度在5奈米以下。荷蘭極紫外光學微影機ASML公司的微影機系列TWINSCAN3400B和4300C用於5奈米技術節點，其套刻精度分別為2.5奈米和1.5奈米。下一步晶片結構尺寸就要進入3奈米數量級。所以面對晶片區域曝光的微影機的套刻對準定位精度必須要求在1奈米或者1奈米以下。面對這麼高要求的晶片區域的套刻精度，目前沒有相關的定位技術，所以新技術必須發明出來。
對晶圓工作臺定位精度極高的要求難以實現還源自微影製程的一個特點，也是一個巨大的缺點，即是晶圓在曝光前塗布了一層光敏層在晶圓上。在微影技術中，微影圖形將透過曝光被轉移到光敏層，然後光敏層上的微影圖形透過蝕刻製程轉移至晶圓。需要注意的是晶圓上的光敏層作為覆蓋晶圓的上表面，這個上表面由於“怕光”使得電子束或光子束無法在曝光前透過輻照（即曝光）來作表面觀察，更無法穿透光敏層獲得光敏層下面的晶圓的圖形。所以即將曝光的圖形無法與光敏層下面晶片區域圖形形成套刻對準，即微影機只能“盲人操作”，移動晶圓工作臺然後光束“盲人操作”曝光。導致晶圓曝光的定位不準確，套刻誤差較大。
為了解決上述技術問題，本發明提供一種微影圖形對準裝置，所述裝置位於一微影機機體內，包括： 一晶圓工作臺，用於承載待處理晶圓，所述晶圓包括若干晶片區域和晶片區域週邊的場外區域，所述晶圓表面設置光敏層，所述光敏層設有三維標記，所述三維標記具有與所述光敏層的上表面不在同一水平面的區域； 奈米針尖感測裝置，包括一針尖感測頭，所述針尖感測頭位於所述光敏層的上方，用於在掃描區域內移動掃描並確定該掃描區域內三維標記的座標； 曝光束產生裝置，用於提供晶片區域曝光所需的曝光束，並在所述光敏層上形成投影曝光區； 位移驅動裝置，用於根據所述針尖感測頭測得的三維標記座標調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與待曝光晶片區域對準。
可選的，所述裝置還包括一電腦控制系統，所述電腦控制系統用於接收奈米針尖感測裝置測得的三維標記座標並與該三維標記的基準座標進行比較，得到兩個座標的差值，所述電腦控制系統用於將該差值傳遞至所述位移驅動裝置，並控制所述曝光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺相互移動以補償所述差值。
可選的，所述基準座標為所述三維標記預設的位置座標，當所述三維標記位於該預設位置時，待曝光晶片區域與所述投影曝光區對準，所述基準座標預先存儲於所述電腦控制系統內。
可選的，所述基準座標為所述奈米針尖感測裝置對所述三維標記在該晶片區域曝光前測得的座標與為實現下一片需要曝光的晶片區域與投影曝光區對準理論上晶圓要移動的距離合併後在所述掃描區域內對應的座標，理論上晶圓在橫向和縱向要移動的距離預先存儲於所述電腦控制系統內。
可選的，所述光敏層上的三維標記包括設置在光敏層下方的底層對準標記在光敏層上對應形成的三維標記和/或由曝光束在光敏層表面曝光後形成的輻照誘導光敏層改性（IIRC）形成的三維立體圖案。
可選的，所述底層對準標記在光敏層上對應形成的三維標記位於所述晶片區域內或者相鄰晶片區域之間的場外區域內。
可選的，所述底層對準標記包括在晶圓第一次曝光前製作到晶圓襯底表面上的標記和/或在後續曝光製程中設置在所述光敏層下方的標記。
可選的，所述三維標記的高度大於所述光敏層的表面粗糙度。
可選的，所述三維標記的座標包括晶圓的橫向位置座標、縱向位置座標以及周向位置座標。三維標記的周向位置座標指三維標記在圓周方向的座標，即三維標記的圖形在圓周方向上的角度座標。
可選的，所述光敏層上設置兩個或兩個以上三維標記。
可選的，所述三維標記具有一定的圖形特徵，所述圖形特徵包括至少一個點狀特徵，所述點狀特徵與所述光敏層的上表面位於不同的水平面內。
可選的，所述圖形特徵還包括與所述點狀特徵相連的棱線特徵，所述棱線特徵與所述光敏層的上表面不完全位於同一平面內。
可選的，所述三維標記為凸出或凹陷於所述光敏層上表面的立體結構。
可選的，所述立體結構為錐形結構、多邊棱形結構、金字塔形結構中的至少一種。
可選的，每個晶片區域對應至少一個三維標記，所述三維標記位於所述晶片區域內或該晶片區域周圍的場外區域內，所述三維標記的基準座標預先存儲於電腦控制系統內。
可選的，部分晶片區域未設置對應的三維標記，該晶片區域根據針尖感測頭測得的前一個完成曝光的晶片區域內的立體圖案三維標記實現與所述投影曝光區對準。
可選的，未設置對應三維標記的晶片區域與設置有對應三維標記的晶片區域間隔設置。
可選的，所述曝光束產生裝置上設置定位標記產生裝置，所述定位標記產生裝置在晶片區域曝光的同時在晶圓區域週邊形成一立體定位標記，針尖感測頭根據該立體定位標記對待曝光晶片區域的位置進行定位校準。
可選的，所述三維標記的高度小於等於50微米。
可選的，所述針尖感測頭為主動式原子力針尖感測頭、雷射反射式原子力針尖感測頭、隧道電子探針感測頭或奈米級表面功函數測量感測頭中的一種或多種的組合。
可選的，所述針尖感測頭在大氣或真空環境下測量晶圓表面結構，或在浸潤環境下將針尖感測頭浸入液體中測量晶圓表面結構。
可選的，對於浸潤式微影，所述三維標記為浸潤環境中的三維標記，或者晶片區域與曝光束之外沒有浸潤環境中相鄰晶片區域對應的三維標記。
可選的，所述針尖感測頭所測的三維標記的表面結構資料是所述三維標記表面結構與所述針尖感測頭的針尖結構的數學卷積，所述針尖感測頭在對三維標記進行測量前進行所述針尖結構的測量和校準。
可選的，所述奈米針尖感測裝置還包括微懸臂，所述微懸臂一端固定，一端設置所述針尖感測頭。
可選的，所述奈米針尖感測裝置包括一個或一個以上的針尖感測頭，所述針尖感測頭透過所述微懸臂固定在所述曝光束產生裝置的一側或兩側。
可選的，所述曝光束產生裝置包括設置在所述晶圓上方的投影物鏡組，所述一個或一個以上的針尖感測頭透過微懸臂固定在所述投影物鏡組的一側或兩側。
可選的，所述晶圓工作臺包括移動部分和固定部分，所述針尖感測頭透過所述微懸臂與所述固定部分相連接。
可選的，所述奈米針尖感測裝置包括兩個或兩個以上的針尖感測頭，其中一個或一個以上的所述針尖感測頭固定在所述晶圓工作臺的固定部分上，一個或一個以上的所述針尖感測頭固定在所述曝光束產生裝置的側邊。
可選的，所述奈米針尖感測裝置包括兩個或兩個以上的針尖感測頭，若干所述針尖感測頭透過一連接件固定在所述曝光束產生裝置的一側或兩側，若干所述針尖感測頭之間的相對距離固定。
可選的，所述奈米針尖感測裝置包括三個或者三個以上的針尖感測頭，所述針尖感測頭透過連接件固定在晶圓工作臺的固定部分上和/或透過連接件固定在曝光束產生裝置上，所述針尖感測頭位於不同直線上，以確定晶圓與曝光束之間是否垂直。
可選的，每個所述針尖感測頭測試其位置對應的晶圓表面或者光敏層表面到曝光束產生裝置的距離，根據測得的距離相同與否判斷晶圓與曝光束是否垂直，並透過電腦控制系統驅動所述晶圓工作臺調節至所述晶圓與曝光束垂直。
可選的，所述奈米針尖感測裝置包括多個透過連接件固定的針尖感測頭，所述多個針尖感測頭根據所述晶片區域的分佈橫向設為一排，形成一橫向針尖感測頭陣列。
可選的，所述橫向針尖感測頭陣列一端設置縱向分佈的至少一針尖感測頭，形成一L形針尖感測頭陣列。
可選的，所述橫向針尖感測頭陣列兩端分別設置縱向分佈的針尖感測頭，形成一U形針尖感測頭陣列。
可選的，所述相鄰兩針尖感測頭之間的距離大於等於一個晶片區域的橫向寬度。
可選的，所述位移驅動裝置包括晶片區域切換驅動裝置和奈米位移驅動裝置。
可選的，所述晶片區域切換驅動裝置與所述晶圓工作臺的移動部分相連，用於帶動待曝光晶片區域依次暴露於所述投影曝光區下方。
可選的，所述晶圓工作臺的移動部分還包括精密移動裝置，所述奈米位移驅動裝置為所述精密移動裝置。
可選的，所述奈米位移驅動裝置與所述曝光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺的精密移動裝置相連，用於控制所述曝光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺在橫向和/或縱向和/或周向移動。
可選的，所述奈米位移驅動裝置驅動所述曝光束產生裝置和/或所述精密移動裝置移動的工作原理為壓電原理、音圈驅動原理或者電磁驅動原理中的至少一種。
可選的，所述曝光束產生裝置發出的曝光束為光束、電子束、離子束或原子束的至少一種。
可選的，所述曝光束產生裝置為光束產生裝置，所述光束產生裝置包括光源、光閘、光束偏轉片/反射鏡，遮罩板和投影物鏡組，所述奈米位移驅動裝置與所述光束偏轉片/反射鏡，所述遮罩板和所述投影物鏡組的至少之一相連，以調整所述光束產生裝置的投影曝光區位置。
可選的，所述至少一針尖感測頭固定在所述投影物鏡組的至少一側。
可選的，所述光束為平行光束或者高斯型光束。
可選的，所述光束的整形、聚焦系統可以由光學透鏡組成，也可以由光學反射鏡組成。
可選的，所述晶圓包括完整晶圓、部分晶圓，或者需要微影曝光處理的非晶圓物質。
進一步的，本發明還公開了一種步進式微影機，用於對晶圓內多個晶片區域實現重複曝光，所述微影機內設置如上文所述的微影圖形對準裝置。
進一步的，本發明還公開了一種步進式微影機的工作方法，所述方法包括： 準備步驟，在晶圓上設置至少一底層對準標記，並在所述待處理晶圓上塗覆光敏層，所述底層對準標記在所述光敏層上對應形成三維標記； 對準步驟，將準備步驟中設有三維標記的晶圓置於上文所述的微影機內，所述微影機內靠近晶圓設置一投影物鏡組，所述投影物鏡組在晶圓上對應一投影曝光區，驅動所述晶圓工作臺將待曝光的第一晶片區域置於所述投影物鏡組下方；利用所述針尖感測頭在一定掃描區域內對光敏層進行掃描，獲得第一三維標記的位置座標，將所述第一三維標記的位置座標與該第一三維標記的基準座標比較，獲得兩個位置座標的差值；所述位移驅動裝置根據兩個位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第一晶片區域對準； 曝光步驟，所述光束產生裝置發出曝光束到所述晶圓的第一晶片區域，實現所述第一晶片區域的曝光。
可選的，完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描所述第一三維標記移動後的位置座標並與該第一三維標記移動後的基準座標進行比較得到兩個位置座標的偏差，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光。
可選的，所述第一三維標記移動後的基準座標為第一晶片區域曝光時所述第一三維標記的位置座標與為實現下一片需要曝光的晶片區域與投影曝光區對準，晶圓理論上橫向和縱向要移動的距離合併後在所述掃描區域內對應的座標。
可選的，所述投影物鏡組兩側分別設置至少一所述針尖感測頭，或者所述投影物鏡組一側設置一針尖感測頭，且所述針尖感測頭的掃描寬度大於一待曝光晶片區域的寬度。
可選的，完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描第二三維標記位置座標並與該第二三維標記的基準座標進行比較得到兩個位置座標的偏差，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光，所述第二個三維標記的基準座標預先存儲於所述電腦控制系統內。
可選的，所述第一三維標記靠近所述第一晶片區域設置，和/或所述第二三維標記靠近所述第二晶片區域設置。
可選的，完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描所述第一晶片區域曝光後光敏層上形成的立體圖案的圖形和座標並與該立體圖案預設的圖形和座標進行比較得到兩個立體圖案位置的差值，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光。
可選的，所述奈米針尖感測裝置固定在所述投影物鏡組的一側或兩側，並與所述投影物鏡組之間的位置相對固定。
本發明的微影圖形對準裝置可以針對的微影技術是深紫外和極紫外微影機等，例如是紫外步進式重複曝光微影機（Stepper）。其特點是光束透過遮罩板形成曝光圖形，輻照到塗附光敏層的晶圓上。每次對準和曝光一個晶片區域，透過晶圓工作臺的移動去對準和曝光另一個晶片區域，最後把晶圓上的晶片區域全部曝光完畢。當然本發明同樣可以適用於電子束／光子束直寫的微影機。
本發明在晶圓表面設置三維標記，透過對晶圓的一次測量，即可把這些三維標記與各個晶片區域的座標關係固定下來，以至於以後只要測量這些三維標記即可定位晶片區域的準確座標位置。如果晶圓在比較長的時間段內透過精確的溫度控制沒有由於熱脹冷縮等原因產生形變，這些座標間的定位可以容易地精確到單奈米級。
第一次測量這些三維標記以及晶片區域的位置，即是測定了晶圓相對於晶圓工作臺的相對偏差，尤其是晶圓工作臺移動時晶圓是否需要轉動來調整晶圓工作臺移動與晶圓上晶片區域陣列的平行度。
不同於電子束可以透過掃描電子顯微鏡來觀察和測量晶圓表面的圖形，光子束微影機（深紫外微影機和極紫外微影機）由於所用曝光的光子波長不允許其對晶圓圖形的測量達到奈米級的解析度，所以光子束無法參與單奈米及其以下尺寸精度的對準定位。而利用本發明的技術方案可以使得光子束微影機的定位準確度到奈米及次奈米級別。
三維標記離正要曝光的晶片區域越近，則用於晶片區域的對準精度越高。三維標記設定在晶片區域之間或者晶片區域內部，這個對於步進式重複曝光微影機就屬於這種類型。假如設置在晶片區域內部的三維標記能做到小至幾個奈米到幾百個奈米，由於其佔用的面積很小就會非常實用，則即使在晶片區域內製作三維標記也不會影響到晶片區域成品率問題。
本發明採用能夠感知三維奈米級結構的測量技術，比如使用針尖感測頭感測技術實現次奈米級的三維形貌測量技術（次奈米級的原子力三維形貌測量技術），則奈米級的三維標記可以透過針尖感測頭感測技術測量而起到奈米級座標作用。在光敏層和晶圓表面的三維標記可以用來作為對準標記，比如測量三維標記的峰值位置或者凹處位置，就可以確定一個精准的對準座標。晶圓表面的凹凸結構一般都會引起覆蓋其上面的光敏層表面跟隨形成凹凸結構，即定位能夠垂直穿透，這樣覆蓋光敏層的表面由於其凹凸結構和位置就可以被測量到。本發明採用的針尖感測頭感測技術可以使得光學測量達到次奈米級的測量。
本發明除了可以採用上文描述的三維標記對晶圓進行定位，還可以根據輻照誘導光敏層改性的特點進行晶片區域曝光的定位，輻照誘導光敏層改性（IIRC: Irradiation Induced Resist Change）指的是在光子束或者電子束或者其他粒子束輻照曝光的位置，光敏層的化學和／或物理特性產生了變化。化學變化包括光子束／電子束引起光敏層表面化學反應，導致被輻照的光敏層部分從不溶解的狀態變化為顯影時溶解（正膠），或者溶解狀態透過曝光反應成不能溶解（負膠）。光子束／電子束曝光也會引起的光敏層的物理變化，包括光敏層表面微小的幾何尺寸的變化，比如在次奈米量級或奈米量級上膨脹或者萎縮形成凹凸結構。當光子束／電子束曝光將曝光圖形資訊轉移到光敏層上時，光敏層上的凹凸結構變化也就產生了。這種變形可以透過針尖感測頭（高度敏感感測頭）在次奈米尺度上探測而感知。
本發明的優點在於： 1、為微影機提供一種全新的能以次奈米級精度測量晶片區域圖形實際位置的技術； 2、提供多種糾正曝光光子束／電子束座標位置相對於晶片區域／寫場座標位置之間奈米級移動的方法和裝置； 3、提供一種晶片區域超高套刻對準精度的（極）紫外光學微影機； 提供微影機中以閉環控制原理的晶片區域／寫場的組合式橫向和縱向對準拼接誤差矯正然後曝光的方法和裝置。
下文將結合附圖對本發明的發明構思和技術方案進行詳細說明。
在步進式重複曝光微影機領域，一個晶片區域曝光完畢後，晶圓透過晶圓工作臺的移動，移動到下一片晶片區域進行套刻對準，而後曝光。目前微影機的對準主要透過晶圓工作臺的精確定位來實現晶圓上的晶片區域與光束投影曝光區的對準。這種對準會帶來晶圓工作臺移動引起的定位誤差。而且不能及時矯正光束偏移帶來的對準誤差。整個定位過程屬於定位前沒有座標測量，定位後也沒有座標測量的開環控制狀態。沒有即時測量對準誤差以及利用對準誤差的回饋資訊。這個誤差一般在幾個奈米甚至至幾十個奈米。
雷射晶圓工作臺的精度可以透過雷射干涉的光波長的高次方處理獲得幾個奈米的精度。晶圓工作臺的驅動裝置可以是壓電驅動模式甚至是音圈驅動模式等模式。其移動定位精度可以到次奈米級甚至皮米級。問題是雷射干涉測量出來的位置是光程的距離，並不一定是實際晶圓工作臺真正需要移動的距離。只要晶圓工作臺或者光束周圍有一點點微小的溫度變化，空氣濃度和氣壓的變化都會引起光程差和實際距離的不一致，從而使得雷射測得的距離並非晶圓工作臺需要移動的實際距離。而且雷射晶圓工作臺的多次移動會積累每次移動的誤差，從而放大誤差。本發明人研究發現：要測量單奈米以及次奈米的精度，即使使用最精確的雷射干涉矯正機制也是非常困難的，即使矯正成功也是偶然的。
此外，研究發現，某些深紫外和極紫外光學微影機，其晶圓與曝光光束之間有雷射干涉定位機制，即形成晶圓一邊與產生曝光光束相連的微影機部分，這一邊透過雷射干涉形成相互定位。這是一種閉環控制系統。在晶片區域上，晶片區域的中間地帶設置了光柵結構。雷射從曝光光束相連的微影機部件發射到晶片區域間中間地帶的光柵結構上，然後返回到曝光光束相連的微影機部件方，與發射雷射形成干涉，或者與曝光光束一邊的光柵形成雙光柵干涉。干涉條紋的移動即對應晶片區域與曝光光束間的相對移動。以此方法實現的定位精度在20奈米甚至幾個奈米數量級都是可行的。但一旦進入一奈米，甚至次奈米級定位時，其干涉條紋的漂移和抖動將極大地影響實際定位的確定。
為此，本發明公開了一種能準確對晶圓進行定位，並根據定位結果實現待曝光晶片區域和投影曝光區對準的技術方案。該技術方案可以發現晶片區域的定位誤差，而後解決、消除定位誤差問題，以實現次奈米級的對準和套刻。
本發明的實施例給出了一種光學微影機次奈米級套刻對準的裝置和方法，以及在微影機系統上的應用場景。本發明把晶圓工作臺作為微影機晶圓上的晶片區域與投影曝光區套刻對準的粗定位。而細緻的套刻對準定位是在測量了定位誤差以後，實施誤差的補償以後進行。在本發明，這個細微的誤差補償可以用次奈米級位移驅動裝置實現，本發明即是解決驅動物件的次奈米級位移以及對準方法而達到晶圓上的晶片區域與投影曝光區達到次奈米級套刻對準精度的巨大改進。所述晶圓包括若干晶片區域120和晶片區域周圍的場外區域122，晶圓上設置至少一底層對準標記，所述晶圓表面設置光敏層130，所述底層對準標記在光敏層上形成對應的三維標記，所述三維標記具有與所述光敏層的上表面不在同一水平面的區域。本發明所述的三維標記包括預先設置在晶圓上的底層對準標記在光敏層上形成的三維標記，也包括根據輻照誘導光敏層改性的特點在光敏層上形成的立體圖案三維標記。
第1圖示出本發明一種微影圖形對準裝置的示意圖，所述對準裝置位於一微影機機體內，所述微影機機體內包括：一晶圓工作臺100，用於承載待處理晶圓110，本發明涉及的微影機為步進式微影機，透過逐步移動晶圓工作臺實現對晶圓不同晶片區域依次曝光的目的。晶圓工作臺上方設置一奈米針尖感測裝置90，該奈米針尖感測裝置包括至少一個針尖感測頭91，所述針尖感測頭位於所述光敏層的上方，透過在一定掃描區域內移動掃描並確定該區域內三維標記和/或晶片區域上形成的立體圖案三維標記的座標。
晶圓的上方設置曝光束產生裝置300，曝光束產生裝置用於提供晶片區域曝光所需的曝光束，所述曝光束在晶圓上形成投影曝光區；除此之外，本發明的對準裝置還包括位移驅動裝置400，用於根據所述奈米針尖感測裝置測得的三維標記座標調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與待曝光晶片區域對準。
第1圖所示的微影圖形對準裝置還包括一電腦控制系統200，電腦控制系統200用於接收奈米針尖感測裝置測得的三維標記座標並將該三維標記座標與一基準座標進行比較，得到兩個座標在橫向、縱向或周向上的位移差，兩個座標在周向上的位移差指三維標記在圓周方向的位移差。所述電腦控制系統用於將該位移差傳遞至所述位移驅動裝置400，所述位移驅動裝置400使得所述曝光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺進行相應移動以減少同一晶片區域前後兩次曝光的誤差。
本發明所述的基準座標為各個三維標記預先存儲在電腦控制系統中的在一定掃描區域內的座標，或者為所述奈米針尖感測裝置對所述三維標記在該晶片區域曝光前測得的座標與為實現下一片需要曝光的晶片區域與投影曝光區對準理論上橫向和縱向要移動的距離合併後在所述掃描區域內對應的座標，理論上橫向和縱向要移動的距離預先存儲於所述電腦控制系統內，如果所述三維標記為由於輻照誘導光敏層變性（IIRC）而產生的光敏層表面立體圖案，所述三維標記的基準座標為已經曝光的晶片區域的立體圖案預先存儲在電腦控制系統內在掃描區域內的圖形和座標等參數。
本發明所述的曝光束產生裝置發出的曝光束為光束、電子束、離子束或原子束的至少一種，本發明主要以光學微影機為例進行介紹。
第2圖示出一種具體實施方式的微影機結構示意圖，具體為一種次奈米級步進式重複曝光光學微影機原理圖。其光學微影機系統主要由以下部分組成：
光束產生裝置，包括光源10、光閘20、光束整形系統30、光束偏轉片或反射鏡40、整形透鏡組50、遮罩板工件台60及投影物鏡組70。微影機電腦控制系統200可以控制光閘20，並決定光源的曝光時間。
晶圓工作臺100，用於承載待處理晶圓110，晶圓包括若干晶片區域120，晶圓上設置若干三維標記（後文詳細描述）。晶圓工作臺100包括移動部分和固定部分，其中移動部分包括晶片區域切換驅動裝置105和精密移動裝置106，晶片區域切換驅動裝置的固定部分104位於晶片區域切換驅動裝置105下方，用於承載晶片區域切換驅動裝置105並驅動晶圓步進式移動以將不同晶片區域依次暴露於光束產生裝置下方。電腦控制系統200與控制晶圓工作臺精確移動的晶片區域切換驅動裝置105相連，用於驅動晶圓步進式移動以實現所有晶片區域的曝光。晶片區域切換驅動裝置具有較大位移範圍，晶片區域切換驅動裝置為通常微米級別以上的移動距離，目前部分較為精密的晶片區域切換驅動裝置的移動可以控制在10奈米以至於到2.5奈米的定位精度。精密移動裝置106位於固定裝置107的上方，固定裝置107置於晶片區域切換驅動裝置105的上方，精密移動裝置106可以對晶圓在橫向、縱向或周向的位置進行次奈米級別的微調，精密移動裝置的設置可以降低晶圓定位對晶圓工作臺移動的精確度的依賴，從而允許使用一台移動定位精度較低的晶圓工作臺。例如，一台定位精度要求為1奈米的晶圓工作臺就可以用一台定位精度1000奈米的晶圓工作臺來取代，大大降低了晶圓工作臺成本。
奈米針尖感測裝置90，包括針尖感測頭91和92和連接針尖感測頭的微懸臂91a和92a，針尖感測頭位於所述晶圓的光敏層上方，用於在一定掃描區域內掃描並確定該區域內三維標圖記的座標，並將獲得的信號傳輸到電腦控制系統200內與基準座標進行比對。奈米針尖感測裝置可以固定在靠近晶圓，但不影響曝光束定位的部件上，本實施例中，針尖感測頭91和92固定在投影物鏡組70的鏡頭側邊。針尖感測頭隨著光子束一起移動，當然針尖感測頭也隨著光子束一起漂移。這樣的好處是針尖感測頭的微懸臂可以製作得非常短，從而提高針尖感測頭表面三維測量的解析度。
在第2圖所示的微影機結構示意圖中，固定在光束投影物鏡組70邊上的針尖感測頭91和92分別置於光束投影物鏡組的兩邊，即每邊一個或者一排，形成能夠覆蓋到晶片區域的投影曝光區兩邊區域進行測量的情況。即每個或每排針尖感測頭對應投影曝光區晶片區域的兩邊，可以測量晶片區域兩邊的晶片區域間場外三維標記。每一個或者每一排的針尖感測頭都是固定在光束投影物鏡組上面，以至於它們相互間的距離是固定的。故相互間的座標也是固定的。晶片區域兩邊設置針尖感測頭，其好處是大大減小每個針尖感測頭的掃描範圍，即只需掃描各自晶片區域中間地帶，而無需跨越整個晶片區域從一頭的晶片區域間中間地帶掃描到晶片區域另一邊的晶片區域間中間地帶。從而大大提高了針尖感測頭掃描的線性度和定位精度。
位移驅動裝置400包括驅動晶片區域步進式切換的晶片區域切換驅動裝置105和奈米位移驅動裝置420。奈米位移驅動裝置420與電腦控制系統200相連，根據奈米針尖感測裝置90測得的底層對準標記的座標，控制光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺位置微調，實現待曝光晶片區域與光束產生系統發出的曝光束套刻對準並完成曝光。本實施例中，奈米位移驅動裝置420可以選擇性的驅動反射鏡40、整形透鏡組50、遮罩板60、投影物鏡組70或晶圓工作臺100的至少之一移動，實現投影曝光區和待曝光晶片區域的微調對準。
本實施例中，在遮罩板工件台60上安裝奈米位移驅動裝置61以實現橫向移動遮罩板，或者在光學投影物鏡組70周圍安裝能推動橫向移動透鏡鏡頭的奈米位移驅動裝置71，或者橫向移動光子束／電子束或者偏轉裝置40的奈米位移驅動裝置41。上述奈米位移驅動裝置任意選擇之一即可實現對投影曝光區的位置微調，可選地，也可以在上述部件上設置一個以上的奈米位移驅動裝置。
為了實現在晶圓上設置三維標記，從而用晶圓上的三維標記來實現晶圓的待曝光晶片區域與投影曝光區的對準，需要在晶圓上設置合適的三維標記。如下將進行詳細說明。
第3圖為預先設置的三維標記在晶圓上的位置示意圖。晶圓110包括曝光形成立體圖案的晶片區域120和設置在晶片區域週邊的場外區域122。三維標記可以設置在晶片區域內，該三維標記稱為場內三維標記1201，也可以設置在場外區域內，此三維標記稱為場外三維標記1221，場外三維標記可以設置在相鄰晶片區域之間的中間地帶或設在晶圓邊緣區域內。場外三維標記的好處是即使對這些標記進行一些破壞性處理也不會影響晶片區域成品率。這些標記可以被光子束／電子束曝光用作對準座標標記，可以用光子束／電子束反復“觀察”之，即曝光。
場內三維標記1201包括在晶片區域內第一道加工製程前就預先設置的奈米級三維標記，也可以是晶圓上塗有光敏層在光束曝光後在晶片區域表面的光敏層產生的立體圖案三維標記。場內三維標記1201可以做到小至幾個奈米到幾百個奈米，由於其佔用的面積很小，因此，即使在晶片區域內製作標記也不會影響到晶片區域成品率問題。
透過對晶圓的一次測量，即可把這些三維標記與各個晶片區域的座標關係固定下來，以後只要測量這些三維標記即可定位晶片區域的準確座標位置。假設晶圓在比較長的時間段內透過精確的溫度控制沒有由於熱脹冷縮等原因產生形變，這些座標間的定位可以容易地精確到單奈米級或次奈米級。
第一次測量這些三維標記以及晶片區域的位置，即是測定了晶圓相對於晶圓工作臺的相對偏差，尤其是晶圓工作臺移動時晶圓是否需要轉動來調整晶圓工作臺與晶圓上晶片區域陣列的平行度。電腦控制系統200透過晶片區域的場外三維標記和場內三維標記控制著微影機每一個部件並透過預設的控制方法以實現晶片區域的次奈米級縱向套刻對準並曝光。
三維標記離正要曝光的晶片區域越近，則用於晶片區域的對準精度越高。晶片區域之間的三維標記1221設定在晶片區域之間。這種三維標記的設置適用步進式重複曝光微影機。然而對於非遮罩板類型的直寫的光子束／電子束微影機，曝光的寫場間實際上有很多情況是不允許留出空間的。光柵或者菲涅爾透鏡就是例子。
本發明利用能夠感知三維奈米級結構的測量技術，如使用針尖感測頭感測技術可以實現次奈米級的三維形貌測量技術（次奈米級的原子力三維形貌測量技術），本發明在晶圓上設置三維標記，該三維標記透過針尖感測頭感測技術測量實現座標定位。光敏層和晶圓表面的三維標記可以用來作為對準標記，比如測量三維標記的峰值位置或者凹處位置，就可以確定一個精准的對準座標。晶圓表面的凹凸結構一般都會引起覆蓋其上面的光敏層表面跟隨形成凹凸結構，即定位能夠垂直穿透，這樣覆蓋光敏層的表面由於其凹凸結構就可以被測量到。
本發明所述的晶圓包括若干晶片區域，所述晶片區域內部或所述晶片區域周圍設置至少一底層對準標記，所述晶圓表面設置光敏層，所述底層對準標記在所述光敏層上形成對應的三維標記，所述三維標記具有與所述光敏層的上表面不在同一水平面的區域。
第4A圖、第4B圖和第4C圖分別示出在晶圓上設置三維標記的具體實施方式。
第4A圖示出一種凸形三維標記示意圖，首先，在晶圓上透過沉積等方法設置一個以上的底層對準標記凸起45a（HAMW），就是這種預置的奈米級底層對準標記，然後在晶圓上方設置光敏層，由於光敏層具有一定的流動性，且質地較軟，該底層對準標記凸起45a（HAMW）會在光敏層上表面形成一對應的凸起結構46a（HAMR），該凸起結構即為本發明所述的三維標記。若光敏層厚度在10奈米至100奈米之間，在晶圓底層對準標記45a（HAMW）上面的光敏層表面層也會跟隨變成一個三維標記。這個三維標記的高度相應地可以在幾個奈米到幾十個奈米，通常小於100奈米，準確地給出了其在光敏層表面作為三維標記的位置。這個位置在垂直方向上完全等同垂直下方的晶圓底層對準標記的位置。以這種方法，我們可以準確地確定晶圓圖形的橫向座標，重要的是這個橫向座標可以設置在晶片區域（寫場）內。設置了這些三維標記能夠決定對準的精確度，以至於對準不依賴於晶圓工作臺移動的精確度。從而允許使用一台移動定位精度低的晶圓工作臺。例如，一台定位精度要求為1奈米的晶圓工作臺就可以用一台定位精度1000奈米的晶圓工作臺來取代，大大降低了晶圓工作臺成本。
本發明所述的三維標記與光敏層至少有部分區域位於不同的水平面上，例如在本實施例中，該三維標記46a具有凸出於所述光敏層的尖狀凸起，當設有該三維標記的晶圓置於本發明的微影機內時，奈米針尖感測裝置的針尖感測頭在一定掃描區域內掃描，由於針尖感測頭的尖端原子與晶圓表面原子間存在極弱的排斥力，微懸臂將對應於針尖感測頭與晶圓表面原子間作用力的等位面而在垂直於晶圓表面方向起伏運動。利用光學偵測法或隧道電流偵測法可測得微懸臂對應於掃描各點的位置變化，從而獲得晶圓表面形貌的資訊。本發明中，利用三維標記具有尖狀凸起，該尖狀凸起到針尖感測頭的距離與光敏層上表面到針尖感測頭的距離不同，實現針尖感測頭掃描時對三維標記的定位。為了準確識別三維標記的座標，本發明設置的三維標記的高度大於所述光敏層的表面粗糙度，一種可選的高度為小於等於50微米。
第4B圖示出晶圓表面的三維標記為凹陷部的結構示意圖，為實現第4A圖所示的三維凸起結構需要在晶圓上附加材料。相比之下，晶圓透過蝕刻形成反向的三維“突出”結構45b，即凹陷結構，其優勢為無需在晶圓上沉積附加材料，而是“挖”走了現有晶圓的材料，比製造三維凸出結構容易。根據上文描述，光敏層上對應形成凹陷的三維標記46b，由於針尖感測頭原子力顯微鏡能夠測量整個三維結構，即使三維結構的坑在其尖尖處有幾個奈米大小，但結構所有的三維形貌資訊可以將定位提高到單奈米量級水平。
第4C圖為透過蝕刻技術蝕刻出的晶圓表面的奈米級凹凸型三維標記結構示意圖。其優勢為無需增加其他材料沉積在晶圓上，也可以獲得三維凸出結構作為奈米級三維標記，該實施例中晶圓上的底層對準標記45c包括一個以上的點狀結構，對應光敏層上的三維標記46c也具有一個以上的點狀結構，使得針尖感測頭實現更為精確的定位。
為了實現一個三維標記即可準確定位晶圓座標，本發明描述的三維標記可選的具有一定的圖形特徵，所述圖形特徵除了包括至少一個點狀特徵44，還包括與所述點狀特徵相連的棱線特徵43，所述點狀特徵和棱線特徵與所述光敏層的上表面不完全位於同一平面內。第4D圖示出一種立體棱形結構示意圖，該棱形結構透過增加若干條與光敏層位於不同水平面內的棱線特徵43，增大了三維標記的可探測面積，提高了三維標記的定位準確性。
上述實施例在晶圓表面預置突出或凹陷的奈米三維結構，比如一個微型圓錐體，一個微型金字塔或者一個微型針尖感測頭等。其直徑尺度在幾個奈米至幾十個奈米，通常小於100奈米。這些微型結構可以透過等離子體蝕刻技術或者電子束誘導沉積技術（EBID）實現。
本發明在晶圓上可以設置多個三維標記，一種可選方式為，每個晶片區域對應設置至少一個三維標記，該三維標記可以為設置在晶片區域內部的場內三維標記，也可以為設置在晶片區域周圍的場外三維標記，該晶片區域周圍包括兩橫向相鄰或兩縱向相鄰的晶片區域之間的場外區域，或者晶圓的邊緣與晶片區域對應的場外區域等，可選的，每個晶片區域對應的三維標記座標與其晶片區域的相對位置固定。上文描述的第4A~4D圖示出的三維標記為在晶圓上設置絕對位置的三維標記，除此之外，還可以透過光敏層的特性，根據曝光後的特定光敏層形狀，利用針尖感測頭感測技術對晶圓進行定位。透過相對標記的位置定位提高晶片區域的套刻精度。
上文所述底層對準標記包括在晶圓第一次曝光前即製作到晶圓表面上的標記，也包括在後續曝光製程中設置在所述光敏層下方的標記，考慮到三維標記在圖形轉移過程中可能產生的損耗導致三維標記的點狀特徵和棱線特徵減弱，當進行一定步驟的製程後，可以重新製作底層對準標記，以提高後續光敏層表面三維標記定位的準確度。
第5A圖示出一種輻照誘導光敏層改性（IIRC: Irradiation Induced Resist Change）圖案示意圖，輻照誘導光敏層改性指的是在光子束或者電子束或者其他粒子束輻照曝光的位置，光敏層的化學和／或物理特性產生了變化。化學變化包括光子束／電子束引起光敏層表面化學反應，導致被輻照的光敏層部分從不溶解的狀態變化為顯影時溶解（正膠），或者溶解狀態透過曝光反應成不能溶解（負膠）。光子束／電子束曝光也會引起的光敏層的物理變化，包括光敏層表面微小的幾何尺寸的變化，當光子束／電子束曝光將曝光圖形資訊轉移到光敏層上時，光敏層上的凹凸結構變化也就產生了。比如曝光區域在次奈米量級或奈米量級上膨脹，相對於未曝光區域48a，形成凸出區域47a，參見第5A圖；或者曝光區域萎縮形成凹陷結構，參見附第5B圖，形成凹陷區域47b和未曝光區域48b，針尖感測頭感測技術可以透過測量凸出區域47a和凹陷區域47b實現對某一晶片區域的定位。這種變形可以透過針尖感測頭（高度敏感感測頭）在次奈米尺度上探測而感知。
為了保證利用第5A圖和第5B圖所示的IIRC標記定位的準確度，可以在晶圓邊緣設置若干個三維標記，如設置三個及以上的三維標記，並透過此三維標記確定整個晶圓的位置。然後透過針尖感測頭測量和定位晶圓的絕對位置。這裡可以使用多個針尖感測頭的組合，比如可以用一個線性的多個針尖感測頭陣列來傳遞這些位於晶圓邊緣的絕對的三維標記的座標到晶圓的中間。線性針尖感測頭陣列大大擴大了針尖感測頭無誤差地測量晶圓的範圍。一維線性針尖感測頭陣列上針尖感測頭之間的相互距離是固定的。針尖感測頭的移動透過線陣列兩端的壓電位移或音圈驅動系統將線陣列統一移動。所以針尖感測頭之間的相對座標位置不變。
除了可以利用晶片區域自身曝光產生的立體圖案三維標記對後一片晶片區域的曝光進行對準外，還可以在所述曝光束產生裝置上設置定位標記產生裝置（圖中未示出），所述定位標記產生裝置在晶片區域曝光的同時在晶圓區域週邊形成一立體定位標記，針尖感測頭根據該立體定位標記對待曝光晶片區域的位置進行定位校準。例如，在光學微影機系統中，可以在遮罩板的正常圖形週邊設置一個及以上的定位標記產生裝置，對一片待曝光晶片區域曝光時，晶片區域邊緣同時曝光一立體定位標記，該立體定位標記可選地位於兩片晶片區域之間，以減少針尖感測頭的掃描區域，提高定位的效率。在進行下一片晶片區域的曝光時，電腦控制系統200根據針尖感測頭掃描到的前一片晶片區域對應的立體定位標記的座標，利用奈米位移驅動裝置將待曝光晶片區域和投影曝光區進行對準。
第6圖示出本發明另一實施例的微影機結構示意圖，在該實施例中，奈米針尖感測裝置設置在晶圓工作臺100上，晶圓工作臺100包括移動部分和固定部分，所述針尖感測頭93和94分別透過所述微懸臂93a和94a與所述固定部分相連接。
本實施例的對準方法為首先測得晶片區域間設置的三維標記，和／或者測得晶片區域在曝光前的晶片區域內圖形結構和座標位置。然後曝光，晶片區域切換驅動裝置105驅動晶圓工作臺110橫向移動，騰出投影曝光區給下一個晶片區域用於曝光，同時移動也帶來寫場移動誤差。透過針尖感測頭測得晶圓工作臺移動後帶來的晶片區域外和／或晶片區域內表面上的三維標記新的座標值，即可與原來三維標記的座標值作對比而給出晶片區域移動誤差XY座標（以及XY平面角度）應該的移動量。這個量可以給晶圓工作臺作為重新定位，也可以給影響光子束的物件如遮罩板或投影物鏡組以移動數個奈米。本實施例中，由於針尖感測頭感測技術設置在晶圓工作臺上，因此可以方便地測量晶圓邊緣區域的三維標記，由於晶圓邊緣區域的三維標記之間的距離較大，只需要透過數個三維標記即可確定整個晶圓的準確位置。
該方法和裝置的問題是晶圓工作臺尺寸大，一般要200毫米以上。這樣連接針尖感測頭與固定針尖感測頭基座的微懸臂就會很長。很長的微懸臂可能會降低針尖感測頭表面三維測量的解析度，因此可以對本實施例進行改進。
第7圖示出本發明另一實施例的微影機結構示意圖，在該實施例中，奈米針尖感測裝置結合了第2圖和第6圖中固定位置的特點。一組針尖感測頭93和94固定在晶圓工作臺上，另一組針尖感測頭91和92則固定在光子束一邊，如投影物鏡組兩側。這樣的好處是能夠準確測量待曝光晶片區域對應的場外三維標記的座標，同時能只需要透過數個三維標記即可確定整個晶圓的準確位置。
第8圖示出本發明一種實施例的多個針尖感測頭及晶片區域對應關係的示意圖，透過多個針尖感測頭測量和確定每個晶片區域的座標位置。該實施例中，所述多個針尖感測頭91，92，……9n透過連接件140固定連接，並根據所述晶片區域的分佈橫向設為一排，形成一橫向針尖感測頭陣列。根據前文描述，在準備步驟中，待處理晶圓上設置至少一底層對準標記，且所述底層對準標記在所述光敏層上對應形成三維標記；對晶圓進行曝光時，將準備步驟中設有三維標記的晶圓置於上文所述的微影機內，所述微影機內靠近晶圓設置一投影物鏡組70，所述投影物鏡組在晶圓上對應一投影曝光區，驅動所述晶圓工作臺的晶片區域切換驅動裝置105將待曝光的第一晶片區域置於所述投影物鏡組下方；利用針尖感測頭91-9n中的至少一個在一定掃描區域內對光敏層進行掃描，獲得第一三維標記的位置座標，例如為三維標記1221，將所述第一三維標記的位置座標與該第一三維標記的基準座標比較，獲得兩個位置座標的差值；所述位移驅動裝置根據兩個位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第一晶片區域對準，所述光束產生裝置發出曝光光束到所述晶圓的第一晶片區域，實現所述第一晶片區域的曝光。該第一三維標記的基準座標預先存儲於所述電腦控制系統，當所述三維標記位於基準座標處時，所述第一晶片區域與投影曝光區對準。
完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，此時，可以有多種對準標記實現對所述第一晶片區域與投影曝光區的對準。一種方式為：所述針尖感測頭掃描所述第一三維標記移動後的位置座標並與該第一三維標記移動後的基準座標進行比較得到兩個位置座標的偏差，所述第一三維標記移動後的基準座標為第一晶片區域曝光時所述第一三維標記的位置座標與為實現下一片需要曝光的晶片區域與投影曝光區對準，晶圓理論上橫向和縱向要移動的距離合併後在所述掃描區域內對應的座標。晶圓理論上橫向和縱向要移動的距離根據曝光產生的晶片區域的大小以及相鄰兩晶片區域之間的距離等參數預先確定並存儲於電腦系統內。在前一步晶片區域曝光時實現準確定位的一三維標記移動一步或幾步後的定位可以根據移動的晶片區域的數量準確確定其基準座標。利用該同一三維標記進行對準時，需要考慮針尖感測頭的數量和掃描區域的範圍，由於需要對同一三維標記進行跟蹤掃描，可選的設置兩個針尖感測頭分別在兩側對晶片區域曝光前的三維標記和晶圓移動後的同一三維標記進行座標測量，另一種可選方式為，選擇一個掃描範圍較大的針尖感測頭，實現對同一三維標記的跟蹤掃描。
另一種對準方式為：完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描第二三維標記位置座標並與該第二三維標記的基準座標進行比較得到兩個位置座標的偏差，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光，所述第二個三維標記的基準座標預先存儲於所述電腦控制系統內。為了保准對準的精確度，可選的，所述第一三維標記靠近所述第一晶片區域設置，所述第二三維標記靠近所述第二晶片區域設置。
第三種對準方式為：完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描所述第一晶片區域曝光後光敏層上形成的立體圖案的圖形和座標並與該立體圖案預先存儲在電腦控制系統內的基準圖形和座標進行比較得到兩個立體圖案位置的差值，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光。
上述三種對準方式可以根據晶片區域附近是否設置底層對準標記產生的三維標記進行選擇一種，也可以選擇兩種或兩種以上的對準方式，以提高對準精度。在對某一晶片區域進行對準時，可以同時掃描一個以上的三維標記座標並與其所對應的基準座標進行差值比對，以提高對準的精度。
第三晶片區域及後續晶片區域依次暴露於投影物鏡組下方，根據上文所述的對準方法實現曝光。
可選的，所述奈米針尖感測裝置固定在所述投影物鏡組的一側或兩側，並與所述投影物鏡組之間的位置相對固定。利用該同一三維標記進行對準時，需要考慮針尖感測頭的數量和掃描區域的範圍，由於需要對同一三維標記進行跟蹤掃描，可選的設置兩個針尖感測頭分別在兩側對晶片區域曝光前的三維標記和晶圓移動後的同一三維標記進行座標測量，另一種可選方式為，選擇一個掃描範圍較大的針尖感測頭，實現對同一三維標記的跟蹤掃描。當設置兩個或兩個以上的針尖感測頭時，相鄰兩針尖感測頭之間的距離等於一個晶片區域的橫向寬度與兩個晶片區域之間的場外區域寬度之和，可選的，相鄰兩針尖感測頭之間的距離為上述兩個距離之和的倍數。如此設計可以保證晶片區域依次曝光時，針尖感測頭可以在較小的範圍內掃描以實現對三維標記的精確定位。多個針尖感測頭彼此之間位置透過連接件相對固定，以實現晶圓上某一三維標記座標定位向橫向針尖感測頭陣列上其他晶片區域位置的傳遞。此時任何一個針尖感測頭測得的晶圓座標的精確定位都可以傳輸到其他針尖感測頭測量的座標定位，傳輸時沒有誤差。
針尖感測頭之間的間距可以大於或者等於晶片區域加晶片區域間距離的尺寸，以至於一個針尖感測頭測量晶圓邊緣或者靠近晶圓邊緣的三維標記座標位置，另一個針尖感測頭測量晶片區域間中間地帶的三維標記，以及再一個針尖感測頭測量另一個晶片區域的晶片區域間中間地帶，並依此類推。
具體地，第一個針尖感測頭測量晶圓邊緣的三維標記的位置，橫向針尖感測頭陣列把這個位置絕對值傳遞到第二個針尖感測頭，起到了第二個針尖感測頭的位置無需在晶圓上設置三維標記也能確定絕對座標的作用。第一個針尖感測頭的座標還可以透過第N個針尖感測頭傳遞座標到晶圓的更裡面，一直傳遞到最後一個針尖感測頭。而最後一個針尖感測頭一般可以傳遞測量到晶圓另一端邊緣上的三維標記。針尖感測頭無法移動到的晶片區域可以透過橫向寫場拼接的方法傳遞數個晶片區域的曝光座標定位，由於傳遞數量有限而避免過高的定位座標誤差積累，從而形成晶圓上所有晶片區域都能套刻定位精確地對準曝光的場景。
利用針尖感測頭陣列實現晶圓邊緣上的奈米級三維標記，或者晶圓中間的奈米級三維標記座標與光束相對位置的定位，為保證晶圓相對於光束的定位，需使用至少三個三維標記。三個三維標記在晶圓上的分佈越開，越能準確地定位晶圓。第9圖為多針尖感測頭L型針尖感測頭陣列。該陣列能夠用相距非常大的晶圓邊緣的三維標記作為晶圓的準確座標來定位。
第9圖示出本發明一種實施例的多個針尖感測頭及晶片區域對應關係的示意圖，本實施例中，多個針尖感測頭透過連接件150連接為L型陣列排布，在第8圖所示實施例的公開的橫向針尖感測頭陣列基礎上增加了能夠測量邊緣區域其他排三維標記的至少一個針尖感測頭101，該L形陣列能夠用相距非常大的晶圓邊緣的三維標記作為晶圓的準確座標來定位。
針尖感測頭陣列實現晶圓邊緣兩端的奈米級三維標記與光束相對位置的定位是最準確的定位方法之一。第10圖示出本發明一種實施例的多個針尖感測頭及晶片區域對應關係的示意圖，本實施例中，多個針尖感測頭透過連接件160連接為U型陣列，在第8圖所示實施例的公開的橫向針尖感測頭陣列基礎上兩端分別增加了能夠測量邊緣區域其他排三維標記的至少一個針尖感測頭111。由此可以透過設置在晶圓兩端邊緣的各三個以上距離拉開的奈米級三維標記來確定晶圓相對於曝光光束的準確座標位置。該陣列能夠用相距非常大的晶圓兩端的三維標記作為晶圓的準確座標來定位。U型的兩臂可以不一樣長。其針尖感測頭線性陣列可以固定在光束投影物鏡組上，也可以固定在晶圓工作臺上。
所述針尖感測頭可以在大氣或真空環境下測量晶圓表面結構，也可以在浸潤環境下將針尖感測頭浸入液體中測量晶圓表面結構。對於浸潤式微影，針尖感測頭測量的所述三維標記可以為浸潤環境中的三維標記，也可以為晶片區域與曝光束之外沒有浸潤環境中相鄰晶片區域對應的三維標記作為三維標記。
所述針尖感測頭探測的三維標記的表面結構資料是所述三維標記表面結構與所述針尖感測頭的針尖結構的數學卷積，因此針尖感測頭的形狀可能會對其探測的三維標記的表面結構資料造成影響，因此所述針尖感測頭在對三維標記進行測量前需要對所述針尖結構進行測量和校準，以提高測量的準確性。
前文描述的情況主要包括對晶圓在橫向、縱向或周向進行位置調節以實現與投影曝光區的對準，在某些情況下，晶圓可能與曝光束垂直度產生偏差，例如原本應該水平設置的晶圓產生一定角度的傾斜，為了偵測此種情況，可以設置三個或三個以上的針尖感測頭，且設置三個或者三個以上的針尖感測頭位於不同的直線上，當三個或三個以上的針尖感測頭分別測量各自掃描區域內的三維標記時，可以根據識別到的三維標記的高度差判斷該三維標記所在的晶圓區域是否產生傾斜，導致其與針尖感測頭之間的距離產生了變化。並根據測得的高度差並透過電腦控制系統驅動所述晶圓工作臺調節至所述晶圓與曝光束垂直。
利用本發明所述對準裝置實現的次奈米級高精度微影晶片區域套刻對準方法，包含有以下前期準備步驟：
準備步驟1：光束定位準備。將針尖感測頭固定在曝光束產生裝置的投影物鏡組側邊位置，因此針尖感測頭與曝光束的相對位置是固定的。如此，針尖感測頭的坐標系即是曝光束投影曝光區經過固定平移的坐標系。首先對塗有光敏層的晶圓（可以是一片帶有測試結構的晶圓）對準。使用結構足夠精細的遮罩板作為校準遮罩板。讓光束透過遮罩板曝光，遮罩板圖形即轉移到晶圓表面的光敏層上並在光敏層形成晶片區域圖形區，由於輻照誘導光敏層變性（IIRC）而產生光敏層表面立體圖案。這個立體圖案即是光束在晶圓表面的投影座標位置。用針尖感測頭測量晶片區域外的三維標記和晶片區域內的IIRC立體圖案三維標記即確定了光束投影曝光區位置與針尖感測頭的座標相對固定的座標位置。
針尖感測頭與投影物鏡組（即光束投影圖形）的座標一起連動。當使用針尖感測頭測量晶片區域的定位時，就如同曝光束的眼睛，去尋找晶片區域的確切位置。
準備步驟2：晶圓準備，在晶圓塗布光敏層前或者後，用針尖感測頭測量各個晶片區域的三維標記座標位置，以確定各個場外三維標記座標的相互位置。
準備步驟3：找出第一次晶圓上各個晶片區域曝光的投影曝光區座標位置。
方法一：在晶圓沒有經過微影曝光之前，晶圓上沒有任何圖形，所以不存在本次投影曝光區與上一次已經曝光在晶圓上留下圖形的對準問題。可以簡單地按照光束投影曝光形成第一個晶片區域圖形區，然後晶圓工作臺移動到下一個晶片區域曝光圖形，直至晶圓上所有圖形都完成曝光。透過針尖感測頭測量每個晶片區域的場外三維標記座標以及測量晶片區域投影曝光區光敏層變化（IIRC）獲得的場內立體圖案三維標記座標，即可把晶片區域場外三維標記座標與晶片區域投影曝光區的位置座標聯繫起來。以後只要測量晶片區域場外三維標記座標即可確定投影曝光區應該的位置。
方法二：在晶圓第一次曝光後，將在光敏層上的曝光圖形轉移到晶圓上後，比如透過等離子蝕刻方法實現，直接測量和記錄晶片區域場外三維標記的座標與晶片區域立體圖案三維標記座標位置，以至於將來只要測定晶片區域場外三維標記座標即可推算出晶片區域投影曝光區位置。測量可以透過針尖感測頭，或者透過微影機以外的其他測量儀器。
準備步驟1，準備步驟2和準備步驟3是一次性的。在開始時測量晶圓一次以後，即可使用場外三維標記來確定晶片區域的座標位置了。
晶片區域座標參照點。透過上述準備步驟，晶片區域座標建立了與每個晶片區域的場外三維標記座標的關聯。確定場外三維標記座標，即可確定晶片區域位置座標。
準備步驟4：如果測得的晶圓上的各個晶片區域排列陣列與承載晶圓的晶圓工作臺有角度上的偏差，則需要校準該晶圓與晶圓工作臺水平兩維移動方向即周向上的角度誤差。在完成上述準備步驟後，開始進入晶片區域套刻對準步驟：
對準步驟1：第一晶片區域套刻對準製程開始。將塗有光敏層120的晶圓110放在晶圓工作臺100上，透過固定在光束投影物鏡組70上的針尖感測頭測量晶片區域場外三維標記，利用準備步驟3獲得的場外三維標記座標與晶片區域圖形區固定的座標關係，即可確定光束是否正對晶片區域圖形區的位置。由此可以獲得光束投影曝光區與晶片區域圖形區位置的座標偏差，即（ΔX 1，ΔY 1）。
對準步驟2：利用與遮罩板固定的奈米位移驅動裝置61，把對準步驟1獲得的座標（ΔX 1，ΔY 1）給遮罩板作誤差量相應的相向補償移動。以使得投影曝光區與晶片區域的圖形區位置對準。
對準步驟3：對處於投影曝光區內的第一晶片區域實施曝光。
對準步驟4：啟用針尖感測頭測量已經曝光的晶片區域場外三維標記座標和場內IIRC立體圖案三維標記的位置；這等於重新測量了晶片區域座標位置和光束投影曝光區位置，即時校準了晶片區域位置和光束投影曝光區位置。這樣即使微影機中部分部件隨著時間有微小的漂移，透過本步驟可以加以矯正。
對準步驟5：進行第二晶片區域的曝光前準備。移動晶圓工作臺100帶動晶圓110橫向移動，從而使剛被曝光的第一晶片區域區移出投影曝光區成為帶有立體圖案的晶片區域，為隨後晶圓的第二晶片區域進入投影曝光區騰出空間。晶圓工作臺的移動會帶來晶片區域定位誤差；
對準步驟6：啟動針尖感測頭測量和識別出第二晶片區域對應的場外三維標記座標，與上述移出投影曝光區的第一晶片區域相關的場外三維標記座標和/或場內IIRC的立體圖案三維標記座標進行比較，得出第二晶片區域需要移動的偏差（ΔX 2，ΔY 2）；
對準步驟7：利用與遮罩板固定的奈米位移驅動裝置61，根據對準步驟6獲得的座標（ΔX 2，ΔY 2）驅動遮罩板作誤差量相應的相向補償移動。以至於光束投影曝光區與晶片區域的光敏層下面的圖形區位置對準。
對準步驟8：對處於投影曝光區內的第二晶片區域實施曝光。
對準步驟9：啟用針尖感測頭測量已經曝光的晶片區域場外三維標記座標或/和場內IIRC立體圖案三維標記的位置；
對準步驟10：進行第三晶片區域的曝光前準備。晶圓工作臺100帶動晶圓110橫向移動，從而使剛被曝光的第二晶片區域區移出投影曝光區成為帶有立體圖案的晶片區域，為隨後晶圓的第三晶片區域進入投影曝光區而騰出空間；晶圓工作臺的移動會帶來晶片區域定位誤差。
對準步驟11：啟動針尖感測頭測量和識別出第三晶片區域相關聯的場外三維標記座標和測量上述移出投影曝光區的第二晶片區域場內IIRC的立體圖案三維標記，與上述移出投影曝光區的第一晶片區域相關的場外三維標記座標和/或場內IIRC的立體圖案三維標記座標進行比較，得出第二晶片區域需要移動的偏差（ΔX 3，ΔY 3）；
對準步驟12：利用與遮罩板固定的奈米位移驅動裝置61，根據對準步驟11獲得的座標（ΔX 3，ΔY 3）驅動遮罩板作誤差量相應的相向補償移動。以至於光束投影曝光區與晶片區域的圖形位置對準。
對準步驟13:周而復始，完成整個晶圓全部晶片區域的曝光、移動和套刻動作。
本實施例描述的用於對準的三維標記不僅可以選用正要等待曝光的晶片區域與鄰近的晶片區域間中間地帶的場外三維標記，而且也可以選用前一個曝光晶片區域表面（已塗有光敏層）的IIRC立體圖案三維標記作為下一個晶片區域曝光的座標參照系。由於使用IIRC無需晶片區域間設置三維標記，可以大大減少晶片區域間三維標記的設置。然而以IIRC立體圖案三維標記作為上一個已曝光晶片區域的坐標系會導致針尖感測頭測量每個曝光晶片區域帶來的誤差的積累。所以一般情況下將設有對應三維標記的晶片區域和未設置對應場外三維標記的晶片區域間隔設置，透過使用數個IIRC圖形作為投影曝光區對準定位的參照點，省掉數個晶片區域間的場外三維標記，同時保證積累的總誤差在可以允許的範圍內。
本發明第8圖~第10圖示出的實施例中，具有多個針尖感測頭的線性陣列與晶片區域場外三維標記連同晶片區域場內IIRC三維標記結合，可以更加少量的設置場外三維標記的數量。具體地，橫向針尖感測頭陣列直接將第一個針尖感測頭與固定在針尖感測頭線性陣列上的其他針尖感測頭的移動誤差綁定到第一個針尖感測頭的位置，跨越了中間多個晶片區域由於沒有使用鄰近的晶片區域間中間地帶的三維標記來確認晶片區域定位可能帶來的誤差積累。
在另外的實施例中可以僅在晶圓的邊緣設置奈米級三維標記，然後用多個針尖感測頭線性陣列將在晶圓裡面的座標位置透過線性感測頭陣列直接連接到晶圓邊緣認定的晶片區域三維標記座標位置上，消除了中間多個晶片區域前後曝光，參照前一個晶片區域曝光帶來的誤差積累。
透過上文的描述，本發明為了提高晶圓在步進式曝光時的套刻精度，主要是透過以下技術方案實現的： 一、次奈米精度測量晶片區域／寫場實際座標位置的技術。 採用針尖感測頭感測技術，其中包括針尖感測頭原子力顯微技術。原子力顯微技術是針尖感測頭感測技術中的一種。能夠測量晶圓次奈米級精度的表面三維形貌，以及表面功函數奈米級分佈等。
二、物件的次奈米級位移驅動技術。
第一種技術是移動次奈米級步長的壓電陶瓷技術。利用壓電原理可以產生次奈米級的移動。但是一般的壓電移動都是非線性的，而且有磁滯回線。
第二種技術是電磁驅動技術。音圈電動機(Voice Coil Motor)是一種特殊形式的直接驅動電動機。具有結構簡單體積小、高速、高加速、回應快等特性。其定位精度能達到1／30奈米量級。其工作原理是，通電線圈(導體)放在磁場內就會產生力，力的大小與施加在線圈上的電流成比例。基於此原理製造的音圈電動機運動形式可以為直線或者圓弧。這兩種技術都可以用在本發明中。
三、物件的次奈米位移驅動加定位技術。
有了上面的測量和驅動技術就可以實現次奈米級定位。這個定位就是要使晶圓的晶片區域／寫場相對於光子束／電子束作奈米級的定位位移調整，以消除晶圓工作臺移動或光子束／電子束移動帶來的相對座標偏移。由此即可提供多種相對於光子束／電子束位置有偏差的晶圓晶片區域／寫場位置誤差的糾正方法和裝置，以實現次奈米級的晶片區域／寫場的橫向拼接和縱向套刻對準。對物件的位移驅動和定位的實施舉例： a. 在光子束／電子束微影機中，可以使用次奈米級定位的晶圓工作臺，或者在現有晶圓工作臺上再設置一個更精確的皮米級的小型晶圓工作臺用來做精確定位，即比現有的晶圓工作臺的移動步長更小。（小型晶圓工作臺移動速度可以慢一些）。 b. 在使用遮罩板的光子束／電子束微影機中，可以設置驅動遮罩板工件台奈米級移動的驅動裝置，可以設置驅動光子束／電子束投影物鏡組的奈米級移動，就足以實現晶片區域／寫場的對準誤差的矯正。 c. 在光子束／電子束直寫的微影機中，可以設置驅動光子束／電子束投影物鏡組位移，讓鏡頭移動數個以及數十個奈米，就足以實現其相對於寫場／晶片區域的對準定位誤差的矯正。 d. 在光子束／電子束直寫的或用遮罩板的微影機中，可以設置驅動光子束／電子束本身或者偏轉裝置實現光子束和電子束的位移和座標矯正。
四、提供一種微影機中閉環控制式的測量和晶片區域的對準然後曝光的裝置和方法。
本發明公開的微影機對準系統擁有晶片區域套刻對準的測量－移動－再測量的閉環控制特點，其超高精度微影系統晶片區域具體套刻對準的方法為： 方法一：透過場外三維標記1221作為晶片區域對準定位的參照點，如晶片區域間或者晶圓邊緣的三維突出（凹入）標記的座標位置，即用針尖感測頭測出晶片區域圖形的位置（晶圓上各個晶片區域圖形與晶圓上三維突出（凹入）標記的座標位置及其相對座標位置是事先確定的，不受晶圓工作臺移動和光束偏移而變化）。然後透過晶圓工作臺100移動將已曝光的晶片區域移出投影曝光區，繼續測量晶片區域中間或晶圓邊緣的三維突出（凹入）標記的新座標，並與先前在投影曝光區前一個已經曝光的晶片區域的座標比較形成的座標差，得出下一個要曝光的晶片區域的座標偏移差值。用這個座標差可以驅動曝光束產生裝置例如遮罩板進行奈米級水平移動進行補償，還可以設置驅動光子束／電子束投影物鏡組的奈米級水平移動，還可以設置驅動光子束／電子束本身或者偏轉鏡的奈米級水平移動，還可以設置驅動晶圓工作臺或者安裝在晶圓工作臺上步長更小的壓電晶圓工作臺，就足以實現晶片區域／寫場的對準誤差的矯正。
方法二：透過首個晶片區域曝光以後的輻照誘導光敏層改性（IIRC）形成的立體圖案，如第5A圖和第5B圖作為下一個晶片區域對準的位置座標。在此方法中，待曝光的晶片區域可以不設置對應的三維標記，即晶片區域內或者晶片區域周圍不設置三維標記，針尖感測頭在一定掃描區域內掃描時，根據前一片已經完成曝光的晶片區域上形成的立體圖案三維標記，確定晶片區域的邊界，進而確定下一片待曝光晶片區域是否需要進行奈米級位移微調以及調整的偏差。
方法三：本方法結合上述方法一和方法二進行設定。考慮到方法一最佳實施方式是在每個晶片區域都對應設置三維標記，由於一個晶圓上有眾多晶片區域，因此就需要相當多的底層對準標記事先製作在晶圓上。而方法二中採用上一片晶片區域的曝光立體圖案三維標記進行定位可能存在積累誤差的問題，所以本方法對方法一和方法二進行組合，將設置對應的三維標記的晶片區域和未設置三維標記的晶片區域間隔設置，即用晶片區域對應的三維標記作為絕對參照點，實現第一個晶片區域的曝光套刻對準，然後用晶片區域曝光的輻照誘導光敏層改性（IIRC）作為橫向晶片區域的對準座標，將對準傳遞到下一個晶片區域的對準和曝光，在傳遞數個晶片區域的曝光以後，再獲得晶片區域對應的三維標記作為絕對套刻對準標記，重新開始下一批晶片區域的絕對曝光對準。這樣就在保證了所有晶片區域套刻精度的同時，大大減少了晶圓上底層對準標記的設置量。
本發明適用於深紫外和極紫外光學微影機，解決了曝光前不能用光子束直接面對塗有光敏層的晶圓進行對準測量，只能透過晶圓工作臺的移動來定位晶片區域的技術難題。本發明公開的技術方案不會產生積累性誤差。因此避免了晶圓工作臺每次都要返回原點並以原點為絕對參照點再移動到指定位置，這會大大提高了工作速度。此外，本發明還解決了即使晶圓工作臺定位準確，由於光子束的投影物鏡組以及遮罩板的漂移（透過熱脹冷縮等各種因素），光子束會產生漂移而導致其最終光子束與晶圓的對準複雜化的技術問題。
以上做法都是基於晶圓與曝光束之間相對位置的閉環控制原理來進行晶片區域套刻對準。這個對準機制精度高於一個精確的晶圓工作臺。因為即使晶圓工作臺暫時定位精確，光束在晶圓上的漂移是晶圓工作臺難以補償的，也是在晶圓和光束間對準的雷射干涉儀難以補償的。
儘管本發明的內容已經透過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。
10:光源 100:晶圓工作臺 101:針尖感測頭 104:固定部分 105:晶片區域切換驅動裝置 106:精密移動裝置 107:固定裝置 110:待處理晶圓 111:針尖感測頭 120:晶片區域 122:場外區域 1201:場內三維標記 1221:場外三維標記 130:晶圓表面設置光敏層 140:連接件 150,160:針尖傳感頭通過連接件 20:光閘 200:電腦控制系統 30:光束整形系統 300:曝光束產生裝置 40:偏轉裝置 400:位移驅動裝置 41:奈米位移驅動裝置 420:奈米位移驅動裝置 43:棱線特徵 44:點狀特徵 45a:底層對準標記凸起 45b:凹陷結構 45c:底層對準標記 46a:三維標記 46b:三維標記 46c:三維標記 47a:凸出區域 47b:凹陷區域 48a:未曝光區域 48b:未曝光區域 50:整形透鏡組 60:遮罩板工件台 61:奈米位移驅動裝置 70:投影物鏡組 71:奈米位移驅動裝置 90:奈米針尖感測裝置 91~9n:針尖感測頭 91a:微懸臂 92a:微懸臂 93a:微懸臂 94a:微懸臂
為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將本發明技術方案描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，根據這些附圖示出的發明構思獲得其他的實施方式均屬於本發明保護的範圍。 第1圖示出本發明一種微影圖形的對準裝置示意圖。 第2圖示出一種具體實施方式的微影機結構示意圖。 第3圖示出三維標記在晶圓上的位置示意圖。 第4A圖為表面凸出三維標記示意圖；第4B圖為表面凹陷三維標記示意圖；第4C圖為表面凹凸型三維標記示意圖，第4D圖為一種三維標記的立體結構示意圖。 第5A圖為輻照誘導光敏層膨脹結構示意圖；第5B圖為輻照誘導光敏層收縮結構示意圖。 第6圖示出本發明另一實施例的微影機結構示意圖。 第7圖示出本發明另一實施例的微影機結構示意圖。 第8圖示出本發明一種實施例的多個針尖感測頭及晶片區域對應關係的示意圖。 第9圖示出了本發明另一種實施例的針尖感測頭及晶片區域對應關係的示意圖。 第10圖示出了本發明另一種實施例的針尖感測頭及晶片區域對應關係的示意圖。
90:奈米針尖感測裝置
91,92:針尖感測頭
100:晶圓工作臺
104:固定部分
105:晶片區域切換驅動裝置
106:精密移動裝置
107:固定裝置
110:待處理晶圓
120:晶片區域
130:晶圓表面設置光敏層
200:電腦控制系統
300:曝光束產生裝置
400:位移驅動裝置
420:奈米位移驅動裝置

Claims (55)

  1. 一種微影圖形對準裝置，所述裝置位於一微影機機體內，其特徵在於，所述裝置包括： 一晶圓工作臺，用於承載待處理晶圓，所述晶圓包括若干晶片區域和晶片區域週邊的場外區域，所述晶圓表面設置光敏層，所述光敏層設有三維標記，所述三維標記具有與所述光敏層的上表面不在同一水平面的區域； 奈米針尖感測裝置，包括一針尖感測頭，所述針尖感測頭位於所述光敏層的上方，用於在一掃描區域內移動掃描並確定該掃描區域內三維標記的座標； 曝光束產生裝置，用於提供晶片區域曝光所需的曝光束，並在所述光敏層上形成投影曝光區； 位移驅動裝置，用於根據所述針尖感測頭測得的三維標記座標調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與待曝光晶片區域對準。
  2. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述裝置還包括一電腦控制系統，所述電腦控制系統用於接收奈米針尖感測裝置測得的三維標記座標並與該三維標記的基準座標進行比較，得到兩個座標的差值，所述電腦控制系統用於將該差值傳遞至所述位移驅動裝置，並控制所述曝光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺相互移動以補償所述差值。
  3. 如請求項2之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述基準座標為所述三維標記預設的位置座標，當所述三維標記位於該預設位置時，待曝光晶片區域與所述投影曝光區對準，所述基準座標預先存儲於所述電腦控制系統內。
  4. 如請求項2之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述基準座標為所述奈米針尖感測裝置對所述三維標記在該晶片區域曝光前測得的座標與為實現下一片需要曝光的晶片區域與投影曝光區對準理論上晶圓要移動的距離合併後在所述掃描區域內對應的座標，理論上晶圓在橫向和縱向要移動的距離預先存儲於所述電腦控制系統內。
  5. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述光敏層上的三維標記包括設置在光敏層下方的底層對準標記在光敏層上對應形成的三維標記和/或由曝光束在光敏層表面曝光後形成的輻照誘導光敏層改性（IIRC）形成的三維立體圖案。
  6. 如請求項5之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述底層對準標記在光敏層上對應形成的三維標記位於所述晶片區域內或者相鄰晶片區域之間的場外區域內。
  7. 如請求項5或6任一項之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述底層對準標記包括在晶圓第一次曝光前製作到晶圓襯底表面上的標記和/或在後續曝光製程中設置在所述光敏層下方的標記。
  8. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述三維標記的高度大於所述光敏層的表面粗糙度。
  9. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述三維標記的座標包括晶圓的橫向位置座標、縱向位置座標以及周向位置座標。
  10. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述光敏層上設置兩個或兩個以上三維標記。
  11. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述三維標記具有一定的圖形特徵，所述圖形特徵包括至少一個點狀特徵，所述點狀特徵與所述光敏層的上表面位於不同的水平面內。
  12. 如請求項11之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述圖形特徵還包括與所述點狀特徵相連的棱線特徵，所述棱線特徵與所述光敏層的上表面不完全位於同一平面內。
  13. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述三維標記為凸出或凹陷於所述光敏層上表面的立體結構。
  14. 如請求項13之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述立體結構為錐形結構、多邊棱形結構、金字塔形結構中的至少一種。
  15. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：每個晶片區域對應設置至少一個三維標記，所述三維標記位於所述晶片區域內或該晶片區域周圍的場外區域內，所述三維標記的基準座標預先存儲於電腦控制系統內。
  16. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：部分晶片區域未設置對應的三維標記，該晶片區域根據針尖感測頭測得的前一個完成曝光的晶片區域內的立體圖案三維標記實現與所述投影曝光區對準。
  17. 如請求項16之微影圖形對準裝置，其特徵在於：未設置對應三維標記的晶片區域與設置有對應三維標記的晶片區域間隔設置。
  18. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述曝光束產生裝置上設置定位標記產生裝置，所述定位標記產生裝置在晶片區域曝光的同時在晶圓區域週邊形成一立體定位標記，針尖感測頭根據該立體定位標記對待曝光晶片區域的位置進行定位校準。
  19. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述三維標記的高度小於等於50微米。
  20. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述針尖感測頭為主動式原子力針尖感測頭、雷射反射式原子力針尖感測頭、隧道電子探針感測頭或奈米級表面功函數測量感測頭中的一種或多種的組合。
  21. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述針尖感測頭在大氣或真空環境下測量晶圓表面結構，或在浸潤環境下將針尖感測頭浸入液體中測量晶圓表面結構。
  22. 如請求項21之微影圖形對準裝置，其特徵在於：對於浸潤式微影，所述三維標記為浸潤環境中的三維標記，或者晶片區域與曝光束之外沒有浸潤環境中相鄰晶片區域對應的三維標記。
  23. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述針尖感測頭所測的三維標記的表面結構資料是所述三維標記表面結構與所述針尖感測頭的針尖結構的數學卷積，所述針尖感測頭在對三維標記進行測量前進行所述針尖結構的測量和校準。
  24. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米針尖感測裝置還包括微懸臂，所述微懸臂一端固定，一端設置所述針尖感測頭。
  25. 如請求項24之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米針尖感測裝置包括一個或一個以上的針尖感測頭，所述針尖感測頭透過所述微懸臂固定在所述曝光束產生裝置的一側或兩側。
  26. 如請求項25之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述曝光束產生裝置包括設置在所述晶圓上方的投影物鏡組，所述一個或一個以上的針尖感測頭透過微懸臂固定在所述投影物鏡組的一側或兩側兩側。
  27. 如請求項24之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述晶圓工作臺包括移動部分和固定部分，所述針尖感測頭透過所述微懸臂與所述固定部分相連接。
  28. 如請求項27之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米針尖感測裝置包括兩個或兩個以上的針尖感測頭，其中一個或一個以上的所述針尖感測頭固定在所述晶圓工作臺的固定部分上，一個或一個以上的所述針尖感測頭固定在所述曝光束產生裝置的側邊，若干所述針尖感測頭之間的相對距離固定。
  29. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米針尖感測裝置包括兩個或兩個以上的針尖感測頭，若干所述針尖感測頭透過一連接件固定在所述曝光束產生裝置的一側或兩側，若干所述針尖感測頭之間的距離相對固定。
  30. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米針尖感測裝置包括三個或者三個以上的針尖感測頭，所述針尖感測頭透過連接件固定在晶圓工作臺的固定部分上和/或透過連接件固定在曝光束產生裝置上，所述針尖感測頭位於不同直線上，以確定晶圓與曝光束之間是否垂直。
  31. 如請求項30之微影圖形對準裝置，其特徵在於：每個所述針尖感測頭測試其位置對應的晶圓表面或者光敏層表面到曝光束產生裝置的距離，根據測得的距離相同與否判斷晶圓與曝光束是否垂直，並透過電腦控制系統驅動所述晶圓工作臺調節至所述晶圓與曝光束垂直。
  32. 如請求項26-29任一項之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米針尖感測裝置包括多個透過連接件固定的針尖感測頭，所述多個針尖感測頭根據所述晶片區域的分佈橫向設為一排，形成一橫向針尖感測頭陣列。
  33. 如請求項32之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述橫向針尖感測頭陣列一端設置縱向分佈的至少一針尖感測頭，形成一L形針尖感測頭陣列。
  34. 如請求項32之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述橫向針尖感測頭陣列兩端分別設置縱向分佈的針尖感測頭，形成一U形針尖感測頭陣列。
  35. 如請求項32之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述相鄰兩針尖感測頭之間的距離大於等於一個晶片區域的橫向寬度。
  36. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述位移驅動裝置包括晶片區域切換驅動裝置和奈米位移驅動裝置。
  37. 如請求項36之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述晶片區域切換驅動裝置與所述晶圓工作臺的移動部分相連，用於帶動待曝光晶片區域依次暴露於所述投影曝光區下方。
  38. 如請求項37之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述晶圓工作臺的移動部分還包括精密移動裝置，所述奈米位移驅動裝置為所述精密移動裝置。
  39. 如請求項36之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米位移驅動裝置與所述曝光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺的精密移動裝置相連，用於控制所述曝光束產生裝置和/或所述晶圓工作臺在橫向和/或縱向和/或周向移動。
  40. 如請求項36之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述奈米位移驅動裝置驅動所述曝光束產生裝置和/或所述精密移動裝置移動的工作原理為壓電原理、音圈驅動原理或者電磁驅動原理中的至少一種。
  41. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述曝光束產生裝置發出的曝光束為光束、電子束、離子束或原子束的至少一種。
  42. 如請求項36之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述曝光束產生裝置為光束產生裝置，所述光束產生裝置包括光源、光閘、光束偏轉片/反射鏡，遮罩板和投影物鏡組，所述奈米位移驅動裝置與所述光束偏轉片/反射鏡，所述遮罩板和所述投影物鏡組的至少之一相連，以調整所述光束產生裝置的投影曝光區位置。
  43. 如請求項42之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述至少一針尖感測頭固定在所述投影物鏡組的至少一側。
  44. 如請求項41之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述曝光束為平行光束或者高斯型光束。
  45. 如請求項42之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述光束的整形、聚焦系統可以由光學透鏡組成，也可以由光學反射鏡組成。
  46. 如請求項1之微影圖形對準裝置，其特徵在於：所述晶圓包括完整晶圓、部分晶圓，或者需要微影曝光處理的非晶圓物質。
  47. 一種步進式微影機，用於對晶圓內多個晶片區域實現重複曝光，其特徵在於：所述微影機內設置如請求項1-46任一項之微影圖形對準裝置。
  48. 一種步進式微影機的工作方法，其特徵在於，所述方法包括： 準備步驟，在晶圓上設置至少一底層對準標記，並在所述待處理晶圓上塗覆光敏層，所述底層對準標記在所述光敏層上對應形成三維標記； 對準步驟，將準備步驟中設有三維標記的晶圓置於請求項47之微影機內，所述微影機內靠近晶圓設置一投影物鏡組，所述投影物鏡組在晶圓上對應一投影曝光區，驅動所述晶圓工作臺將待曝光的第一晶片區域置於所述投影物鏡組下方；利用所述針尖感測頭在一定掃描區域內對光敏層進行掃描，獲得第一三維標記的位置座標，將所述第一三維標記的位置座標與該第一三維標記的基準座標比較，獲得兩個位置座標的差值；所述位移驅動裝置根據兩個位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第一晶片區域對準； 曝光步驟，所述光束產生裝置發出曝光束到所述晶圓的第一晶片區域，實現所述第一晶片區域的曝光。
  49. 如請求項48之步進式微影機的工作方法，其特徵在於：完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描所述第一三維標記移動後的位置座標並與該第一三維標記移動後的基準座標進行比較得到兩個位置座標的偏差，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光。
  50. 如請求項49之步進式微影機的工作方法，其特徵在於：所述第一三維標記移動後的基準座標為第一晶片區域曝光時所述第一三維標記的位置座標與為實現下一片需要曝光的晶片區域與投影曝光區對準，晶圓理論上橫向和縱向要移動的距離合併後在所述掃描區域內對應的座標。
  51. 如請求項49或50任一項之步進式微影機的工作方法，其特徵在於：所述投影物鏡組兩側分別設置至少一所述針尖感測頭，或者所述投影物鏡組一側設置一針尖感測頭，且所述針尖感測頭的掃描寬度大於一待曝光晶片區域的寬度。
  52. 如請求項48之步進式微影機的工作方法，其特徵在於：完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描第二三維標記位置座標並與該第二三維標記的基準座標進行比較得到兩個位置座標的偏差，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光，所述第二個三維標記的基準座標預先存儲於所述電腦控制系統內。
  53. 如請求項52之步進式微影機的工作方法，其特徵在於：所述第一三維標記靠近所述第一晶片區域設置，和/或所述第二三維標記靠近所述第二晶片區域設置。
  54. 如請求項48之步進式微影機的工作方法，其特徵在於：完成第一晶片區域的曝光後，將所述第二晶片區域置於所述投影物鏡組的下方，所述針尖感測頭掃描所述第一晶片區域曝光後光敏層上形成的立體圖案的圖形和座標並與該立體圖案預設的圖形和座標進行比較得到兩個立體圖案位置的差值，所述位移驅動裝置根據所述位置座標的差值調整所述曝光束產生裝置和所述晶圓工作臺的相對位置，使得所述投影曝光區與所述第二晶片區域對準，並實現所述第二晶片區域的曝光。
  55. 如請求項48-54任一項之步進式微影機的工作方法，其特徵在於：所述奈米針尖感測裝置固定在所述投影物鏡組的一側或兩側，並與所述投影物鏡組之間的位置相對固定。
TW110145007A 2020-12-04 2021-12-02 一種步進式微影機、其工作方法及圖形對準裝置 TWI807509B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011412793.X 2020-12-04
CN202011412793.XA CN112445088A (zh) 2020-12-04 2020-12-04 一种步进式光刻机、其工作方法及图形对准装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202223552A true TW202223552A (zh) 2022-06-16
TWI807509B TWI807509B (zh) 2023-07-01

Family

ID=74740516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110145007A TWI807509B (zh) 2020-12-04 2021-12-02 一種步進式微影機、其工作方法及圖形對準裝置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240103373A1 (zh)
EP (1) EP4258057A1 (zh)
JP (1) JP2023552403A (zh)
KR (1) KR20230136116A (zh)
CN (1) CN112445088A (zh)
TW (1) TWI807509B (zh)
WO (1) WO2022116959A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112445088A (zh) * 2020-12-04 2021-03-05 百及纳米科技(上海)有限公司 一种步进式光刻机、其工作方法及图形对准装置
CN113764262B (zh) * 2021-07-19 2024-04-02 中国科学院微电子研究所 一种大尺寸高精度芯片的制备方法及设备
CN115902327B (zh) * 2023-02-23 2023-05-26 长春光华微电子设备工程中心有限公司 一种探针台定位补偿的标定方法和探针台

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388663B2 (en) * 2004-10-28 2008-06-17 Asml Netherlands B.V. Optical position assessment apparatus and method
CN100541708C (zh) * 2006-12-07 2009-09-16 中国科学院电工研究所 一种利用原子力显微镜的套刻对准方法及装置
CN101329514B (zh) * 2008-07-29 2011-06-29 上海微电子装备有限公司 一种用于光刻设备的对准系统及对准方法
JP6127834B2 (ja) * 2013-08-27 2017-05-17 トヨタ自動車株式会社 アライメント方法及びパターニング用マスク
US20150377958A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-31 Dcg Systems, Inc. Apparatus and method for nanoprobing of electronic devices
CN106547171B (zh) * 2015-09-17 2019-01-18 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种用于光刻装置的套刻补偿系统及方法
CN111983899A (zh) * 2020-06-11 2020-11-24 百及纳米科技(上海)有限公司 亚纳米级高精度光刻写场拼接方法、所用光刻机系统、晶圆及电子束漂移的测定方法
CN112445088A (zh) * 2020-12-04 2021-03-05 百及纳米科技(上海)有限公司 一种步进式光刻机、其工作方法及图形对准装置
CN214474416U (zh) * 2020-12-04 2021-10-22 百及纳米科技(上海)有限公司 一种步进式光刻机及图形对准装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI807509B (zh) 2023-07-01
JP2023552403A (ja) 2023-12-15
CN112445088A (zh) 2021-03-05
KR20230136116A (ko) 2023-09-26
EP4258057A1 (en) 2023-10-11
WO2022116959A1 (zh) 2022-06-09
US20240103373A1 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022116959A1 (zh) 一种步进式光刻机、其工作方法及图形对准装置
US20230296990A1 (en) Sub-nanoscale high-precision lithography writing field stitching method, lithography system, wafer, and electron beam drift determination method
KR100377887B1 (ko) 정렬방법
JP3074579B2 (ja) 位置ずれ補正方法
KR100855075B1 (ko) 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법
US6486955B1 (en) Shape measuring method and shape measuring device, position control method, stage device, exposure apparatus and method for producing exposure apparatus, and device and method for manufacturing device
KR20100098286A (ko) 이동체 구동 시스템, 패턴 형성 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법
JP2007296783A (ja) 加工装置及び方法、並びに、デバイス製造方法
CN101957567A (zh) 多头对准系统中的对准头的位置校准
US6583430B1 (en) Electron beam exposure method and apparatus
JP2006237052A (ja) 情報表示方法、情報表示プログラム、情報表示装置及びデバイス製造システム、並びに基板処理装置
TWI417679B (zh) 微影裝置及圖案化元件
JP2015532448A (ja) エンコーダスケールの較正方法及びリソグラフィ装置
JPH08250394A (ja) 半導体回路パターンの評価方法と評価システム及び描画方法及び描画システム
US6876438B2 (en) Semiconductor exposure apparatus, control method therefor, and semiconductor device manufacturing method
CN214474416U (zh) 一种步进式光刻机及图形对准装置
US7535581B2 (en) Nanometer-level mix-and-match scanning tip and electron beam lithography using global backside position reference marks
CN212873186U (zh) 亚纳米级高精度写场拼接光刻机系统
JPH09223650A (ja) 露光装置
JP2010258085A (ja) 面位置検出方法
TWI798773B (zh) 在沿至少一軸可位移且對至少一軸可旋轉的樣品台上確定對準光罩的裝置和方法以及包含指令的電腦程式
JP2015146342A (ja) リソグラフィ装置、及び物品の製造方法
CN114488724B (zh) 套刻图形、旋转误差校准方法和上片旋转精度测量方法
CN108292111A (zh) 用于在光刻设备中处理衬底的方法和设备
CN109690412A (zh) 确定结构的特性的方法、检查设备以及器件制造方法