專利名稱：具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種曝光系統(tǒng)及方法，特別有關(guān)于一種適用于半導(dǎo)體制造的曝光機(jī)臺(tái)，且可以依據(jù)前端制程的機(jī)臺(tái)與光罩將批貨進(jìn)行分類，并于后端制程提供群組補(bǔ)償?shù)钠毓庀到y(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造中，黃光區(qū)的微影(Photolithography)制程是整個(gè)制程中最為重要的步驟之一。半導(dǎo)體產(chǎn)品之內(nèi)與組件結(jié)構(gòu)相關(guān)的，如各層薄膜的圖案(Pattern)及摻雜(Dopants)的區(qū)域，都必須由微影制程來決定。因此，半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)通常以一個(gè)制程所需要經(jīng)過的微影次數(shù)或是所需要的光罩?jǐn)?shù)量，來表示相應(yīng)此產(chǎn)品制程的難易程度。如上所述，由于黃光區(qū)曝光機(jī)臺(tái)的制程復(fù)雜，因此，曝光機(jī)臺(tái)通常是整體半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)中的主要瓶頸之一。
為了提高曝光的分辨率，曝光機(jī)臺(tái)通常會(huì)使用“重復(fù)且步進(jìn)(Step andRepeat)”的方式進(jìn)行曝光，所以，曝光機(jī)臺(tái)也可以稱作為步進(jìn)機(jī)(Stepper)。曝光機(jī)臺(tái)將光源經(jīng)過光罩之后，再依照適當(dāng)比例縮小后才照射在部分的晶圓位置上，所以整片晶圓的曝光必須經(jīng)過多次且重復(fù)地“一塊一塊”地曝光，才能將整片晶圓所需的曝光步驟完成。
圖1顯示后端制程與前端制程的層別對(duì)準(zhǔn)關(guān)系例子。在此例子中，不同的后端制程后端制程1(101)、后端制程2(102)與后端制程3(103)所欲制作的圖層皆必須對(duì)準(zhǔn)前端制程100所制作的圖層。由于一個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品制程中通常需要多個(gè)層次以上的圖形轉(zhuǎn)移才能完成，然而，一次的晶圓曝光步驟僅完成一層圖形的轉(zhuǎn)移，因此，在進(jìn)行微影步驟時(shí)，不僅在同一層圖形曝光時(shí)需要精確地將晶圓上“每一塊”曝光位置對(duì)準(zhǔn)，還需要在進(jìn)行不同層圖形曝光時(shí)，精確地將每一光罩與晶圓的位置對(duì)準(zhǔn)。
由于曝光機(jī)臺(tái)在進(jìn)行每一批貨(Lot)晶圓的曝光時(shí)，其用以曝光與對(duì)準(zhǔn)的正確參數(shù)值(Recipe)均會(huì)有些微的飄移(偏差)，因此在每執(zhí)行完一批晶圓的曝光后均需對(duì)曝光后的晶圓進(jìn)行量測(cè)，取得誤差值做為下一批晶圓曝光時(shí)曝光機(jī)臺(tái)參數(shù)值修正的依據(jù)。一般而言，上述修正動(dòng)作均是由人工或是透過一回饋(Feed Back)系統(tǒng)，如臺(tái)灣專利公告號(hào)516099所揭露的自動(dòng)回饋修正的曝光方法與系統(tǒng)來進(jìn)行相關(guān)的補(bǔ)值計(jì)算。
然而，由于前端制程所使用的機(jī)臺(tái)與光罩所制造出來的產(chǎn)品對(duì)于后端制程對(duì)準(zhǔn)補(bǔ)值趨勢(shì)有所影響，而上述回饋系統(tǒng)的運(yùn)算方式為混合運(yùn)算，即不考量前端制程所使用的機(jī)臺(tái)與光罩的影響，因此，不同前端制程產(chǎn)品的對(duì)準(zhǔn)補(bǔ)值參數(shù)將會(huì)相互影響，造成補(bǔ)值計(jì)算的不穩(wěn)定，且容易使得重做率(Rework Rate)上升，從而降低整體產(chǎn)能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種適用于半導(dǎo)體制造的曝光機(jī)臺(tái)，且可以依據(jù)前端制程的機(jī)臺(tái)與光罩將批貨進(jìn)行分類，并于后端制程提供群組補(bǔ)償?shù)钠毓庀到y(tǒng)及方法。
為了達(dá)成上述目的，可借由本發(fā)明所提供的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)及方法達(dá)成。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)，包括一批貨分類數(shù)據(jù)庫、一補(bǔ)償單元與一第一曝光裝置。批貨分類數(shù)據(jù)庫中記錄相應(yīng)批貨晶圓的群組分類。補(bǔ)償單元由批貨分類數(shù)據(jù)庫取得相應(yīng)批貨晶圓的群組分類，依據(jù)群組分類檢索相應(yīng)的群組補(bǔ)償值，并依據(jù)群組補(bǔ)償值對(duì)于相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。第一曝光裝置使用補(bǔ)償后的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)于批貨晶圓進(jìn)行包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的后端制程。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法，首先，取得相應(yīng)批貨晶圓的群組分類。接著，依據(jù)群組分類檢索相應(yīng)批貨晶圓的群組補(bǔ)償值，并依據(jù)群組補(bǔ)償值對(duì)于相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。最后，使用補(bǔ)償后的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)于批貨晶圓進(jìn)行包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的后端制程。
其中，相應(yīng)批貨晶圓的群組分類是依據(jù)前端制程使用的機(jī)臺(tái)與光罩決定。此外，當(dāng)批貨晶圓完成對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)之后，則將相應(yīng)批貨晶圓的群組分類進(jìn)行更新。


圖1是顯示后端制程與前端制程的層別對(duì)準(zhǔn)關(guān)系例子；圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)；圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法的操作流程。
符號(hào)說明100-前端制程101-后端制程1102-后端制程2103-后端制程3200-第二曝光裝置210-第一曝光裝置211-對(duì)準(zhǔn)單元212-曝光單元220-批貨分類數(shù)據(jù)庫
230-補(bǔ)償單元231-群組補(bǔ)值數(shù)據(jù)庫S301、S302、...、S305-操作步驟具體實(shí)施方式
圖2顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)包括一第一曝光裝置210、一第二曝光裝置200、一批貨分類數(shù)據(jù)庫220與一補(bǔ)償單元230。
第一曝光裝置210中具有一對(duì)準(zhǔn)單元211與一曝光單元212。對(duì)準(zhǔn)單元211是用以依據(jù)相關(guān)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)，如X軸位移(Offset_X)、Y軸位移(Offset_Y)、X軸照射大小(Shot Scaling X)、Y軸照射大小(Shot ScalingY)、照射正交(Shot Orthogonality)、與照射旋轉(zhuǎn)(Shot Rotation)等參數(shù)來對(duì)于晶圓開始一個(gè)圖層的掃描/步進(jìn)曝光時(shí)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的動(dòng)作與進(jìn)行圖層間的對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作。曝光單元212是用以當(dāng)對(duì)準(zhǔn)單元211對(duì)準(zhǔn)至正確的位置之后，將晶圓進(jìn)行曝光。晶圓經(jīng)過對(duì)準(zhǔn)單元211與曝光單元212的對(duì)準(zhǔn)與曝光程序之后，便可送至其它的半導(dǎo)體制程進(jìn)行相關(guān)處理。
值得注意的是，第二曝光裝置200可以具有與第一曝光裝置210類似的裝置結(jié)構(gòu)與組成，且在一常見的情況下，第二曝光裝置200與第一曝光裝置210可以是相同的曝光機(jī)臺(tái)。在本實(shí)施例中，以第二曝光裝置200代表進(jìn)行相應(yīng)批貨晶圓的前端制程的曝光機(jī)臺(tái)，而第一曝光裝置210代表進(jìn)行相應(yīng)批貨晶圓的后端制程的曝光機(jī)臺(tái)。
批貨分類數(shù)據(jù)庫220中記錄相應(yīng)批貨晶圓的群組分類。其中，相應(yīng)批貨晶圓的群組分類是依據(jù)前端制程所使用的機(jī)臺(tái)與光罩所決定，且每一經(jīng)過前端制程的批貨晶圓都會(huì)被第二曝光裝置200在批貨分類數(shù)據(jù)庫220中記錄其群組分類。
補(bǔ)償單元230中具有一群組補(bǔ)值數(shù)據(jù)庫231。群組補(bǔ)值數(shù)據(jù)庫231是用以記錄相應(yīng)不同群組分類的群組補(bǔ)償值。補(bǔ)償單元230可以由批貨分類數(shù)據(jù)庫220取得相應(yīng)批貨晶圓的群組分類，依據(jù)群組分類由群組補(bǔ)值數(shù)據(jù)庫231檢索相應(yīng)的群組補(bǔ)償值，并依據(jù)群組補(bǔ)償值對(duì)于第一曝光裝置210中相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。第一曝光裝置210便可使用補(bǔ)償后的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)于批貨晶圓進(jìn)行包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的后端制程。
圖3顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法的操作流程。首先，如步驟S301，補(bǔ)償單元230由批貨分類數(shù)據(jù)庫220取得相應(yīng)欲于第一曝光裝置210中進(jìn)行后端制程處理的批貨晶圓的群組分類。值得注意的是，當(dāng)批貨晶圓于第二曝光機(jī)臺(tái)200進(jìn)行前端制程處理之后，第二曝光機(jī)臺(tái)200便會(huì)依據(jù)其使用的機(jī)臺(tái)與光罩決定相應(yīng)此批貨晶圓的群組分類，并將其更新至批貨分類數(shù)據(jù)庫220中。
接著，如步驟S302，補(bǔ)償單元230依據(jù)相應(yīng)批貨晶圓的群組分類由群組補(bǔ)值數(shù)據(jù)庫中檢索相應(yīng)此批貨晶圓的群組補(bǔ)償值，并如步驟S303，依據(jù)檢索得到的群組補(bǔ)償值對(duì)于第一曝光裝置210上相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)，如X軸位移、Y軸位移、X軸照射大小、Y軸照射大小、照射正交、與照射旋轉(zhuǎn)等參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
之后，如步驟S304，第一曝光裝置210使用補(bǔ)償后的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)于此批貨晶圓進(jìn)行包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的后端制程。最后，當(dāng)批貨晶圓完成包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的后端制程之后，如步驟S305，第一曝光裝置210依據(jù)后端制程所使用的機(jī)臺(tái)與光罩更新相應(yīng)此批貨晶圓的群組分類。
因此，本發(fā)明所提出的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)及方法，可以依據(jù)前端制程使用的機(jī)臺(tái)與光罩將批貨進(jìn)行分類，使得不同前端制程產(chǎn)品的補(bǔ)償機(jī)制能夠獨(dú)立運(yùn)算，并于后端制程時(shí)提供群組補(bǔ)償?shù)墓δ埽瑥亩档土?xí)知補(bǔ)值計(jì)算的不穩(wěn)定情形，進(jìn)而降低重做率并提升整體生產(chǎn)產(chǎn)能。
權(quán)利要求
1.一種具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)，其特征在于所述曝光系統(tǒng)包括一批貨分類數(shù)據(jù)庫，記錄相應(yīng)至少一批貨晶圓的一群組分類；一補(bǔ)償單元，由該批貨分類數(shù)據(jù)庫取得相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類，依據(jù)該群組分類檢索相應(yīng)該批貨晶圓的一群組補(bǔ)償值，并依據(jù)該群組補(bǔ)償值對(duì)于相應(yīng)的至少一對(duì)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償；以及一第一曝光裝置，使用補(bǔ)償后的該對(duì)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)于該批貨晶圓進(jìn)行包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的一后端制程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)，其特征在于所述曝光系統(tǒng)更包括一第二曝光裝置，用以執(zhí)行該批貨晶圓的一前端制程，決定相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類，并將相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類傳送至該批貨分類數(shù)據(jù)庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)，其特征在于相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類是依據(jù)該前端制程使用的機(jī)臺(tái)與光罩決定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)，其特征在于該第一曝光裝置更于該批貨晶圓完成對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)之后，更新該批貨分類數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)，其特征在于該第一曝光裝置是依據(jù)該后端制程使用的機(jī)臺(tái)與光罩更新該批貨分類數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類。
6.一種具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法，包括下列步驟取得相應(yīng)一批貨晶圓的一群組分類；依據(jù)該群組分類檢索相應(yīng)該批貨晶圓的一群組補(bǔ)償值；依據(jù)該群組補(bǔ)償值對(duì)于相應(yīng)的至少一對(duì)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償；以及使用補(bǔ)償后的該對(duì)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)于該批貨晶圓進(jìn)行包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的一后端制程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法，更包括以一曝光裝置執(zhí)行該批貨晶圓的一前端制程，并決定相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法，其中相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類是依據(jù)該前端制程使用的機(jī)臺(tái)與光罩決定。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法，更包括該批貨晶圓完成對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)之后，更新相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有群組補(bǔ)償能力的曝光方法，其中相應(yīng)該批貨晶圓的該群組分類是依據(jù)該后端制程使用的機(jī)臺(tái)與光罩進(jìn)行更新。
全文摘要
一種具有群組補(bǔ)償能力的曝光系統(tǒng)，包括一批貨分類數(shù)據(jù)庫、一補(bǔ)償單元與一第一曝光裝置。批貨分類數(shù)據(jù)庫中記錄相應(yīng)批貨晶圓的群組分類。補(bǔ)償單元由批貨分類數(shù)據(jù)庫取得相應(yīng)批貨晶圓的群組分類，依據(jù)群組分類檢索相應(yīng)的群組補(bǔ)償值，并依據(jù)群組補(bǔ)償值對(duì)于相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。第一曝光裝置使用補(bǔ)償后的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)于批貨晶圓進(jìn)行包含對(duì)準(zhǔn)與曝光作業(yè)的后端制程。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1549057SQ0313863
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月21日
發(fā)明者郭榮治, 陳任和 申請(qǐng)人:南亞科技股份有限公司