[发明专利]一种步进式光刻机、其工作方法及图形对准装置

权利要求书

1.一种光刻图形对准装置，所述装置位于一光刻机机体内，其特征在于，所述装置包括：

一晶圆工作台，用于承载待处理晶圆，所述晶圆包括若干晶片区域和晶片区域外围的场外区域，所述晶圆表面设置光敏层，所述光敏层设有三维标记，所述三维标记具有与所述光敏层的上表面不在同一水平面的区域；

纳米针尖传感装置，包括一针尖传感头，所述针尖传感头位于所述光敏层的上方，用于在一扫描区域内移动扫描并确定该扫描区域内三维标记的坐标；

曝光束发生装置，用于提供晶片区域曝光所需的曝光束，并在所述光敏层上形成投影曝光区；

位移驱动装置，用于根据所述针尖传感头测得的三维标记坐标调整所述曝光束发生装置和所述晶圆工作台的相对位置，使得所述投影曝光区与待曝光晶片区域对准。

2.如权利要求1所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述装置还包括一计算机控制系统，所述计算机控制系统用于接收纳米针尖传感装置测得的三维标记坐标并与该三维标记的基准坐标进行比较，得到两个坐标的差值，所述计算机控制系统用于将该差值传递至所述位移驱动装置，并控制所述曝光束发生装置和/或所述晶圆工作台相互移动以补偿所述差值。

3.如权利要求2所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述基准坐标为所述三维标记预设的位置坐标，当所述三维标记位于该预设位置时，待曝光晶片区域与所述投影曝光区对准，所述基准坐标预先存储于所述计算机控制系统内。

4.如权利要求2所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述基准坐标为所述纳米针尖传感装置对所述三维标记在该晶片区域曝光前测得的坐标与为实现下一片需要曝光的晶片区域与投影曝光区对准理论上晶圆要移动的距离合并后在所述扫描区域内对应的坐标，理论上晶圆在横向和纵向要移动的距离预先存储于所述计算机控制系统内。

5.如权利要求1所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述光敏层上的三维标记包括设置在光敏层下方的底层对准标记在光敏层上对应形成的三维标记和/或由曝光束在光敏层表面曝光后形成的辐照诱导光敏层改性(IIRC)形成的三维立体图案。

6.如权利要求5所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述底层对准标记在光敏层上对应形成的三维标记位于所述晶片区域内或者相邻晶片区域之间的场外区域内。

7.如权利要求5或6任一项所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述底层对准标记包括在晶圆第一次曝光前制作到晶圆衬底表面上的标记和/或在后续曝光工序中设置在所述光敏层下方的标记。

8.如权利要求1所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述三维标记的高度大于所述光敏层的表面粗糙度。

9.如权利要求1所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述三维标记的坐标包括晶圆的横向位置坐标、纵向位置坐标以及周向位置坐标。

10.如权利要求1所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述光敏层上设置两个或两个以上三维标记。

11.如权利要求1所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述三维标记具有一定的图形特征，所述图形特征包括至少一个点状特征，所述点状特征与所述光敏层的上表面位于不同的水平面内。

12.如权利要求11所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述图形特征还包括与所述点状特征相连的棱线特征，所述棱线特征与所述光敏层的上表面不完全位于同一平面内。

13.如权利要求1所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述三维标记为凸出于或凹陷于所述光敏层上表面的立体结构。

14.如权利要求13所述的光刻图形对准装置，其特征在于：所述立体结构为锥形结构、多边棱形结构、金字塔形结构中的至少一种。