專利名稱：具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種曝光系統(tǒng)及方法，特別有關于一種適用于半導體制造的曝光機臺，且可以依據(jù)前端制程的機臺與光罩將批貨進行分類，并于后端制程提供群組補償?shù)钠毓庀到y(tǒng)及方法。
背景技術：
半導體制造中，黃光區(qū)的微影(Photolithography)制程是整個制程中最為重要的步驟之一。半導體產(chǎn)品之內(nèi)與組件結(jié)構相關的，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，半導體制造產(chǎn)業(yè)通常以一個制程所需要經(jīng)過的微影次數(shù)或是所需要的光罩數(shù)量，來表示相應此產(chǎn)品制程的難易程度。如上所述，由于黃光區(qū)曝光機臺的制程復雜，因此，曝光機臺通常是整體半導體制造環(huán)節(jié)中的主要瓶頸之一。
為了提高曝光的分辨率，曝光機臺通常會使用“重復且步進(Step andRepeat)”的方式進行曝光，所以，曝光機臺也可以稱作為步進機(Stepper)。曝光機臺將光源經(jīng)過光罩之后，再依照適當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準關系例子。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準前端制程100所制作的圖層。由于一個半導體產(chǎn)品制程中通常需要多個層次以上的圖形轉(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，在進行微影步驟時，不僅在同一層圖形曝光時需要精確地將晶圓上“每一塊”曝光位置對準，還需要在進行不同層圖形曝光時，精確地將每一光罩與晶圓的位置對準。
由于曝光機臺在進行每一批貨(Lot)晶圓的曝光時，其用以曝光與對準的正確參數(shù)值(Recipe)均會有些微的飄移(偏差)，因此在每執(zhí)行完一批晶圓的曝光后均需對曝光后的晶圓進行量測，取得誤差值做為下一批晶圓曝光時曝光機臺參數(shù)值修正的依據(jù)。一般而言，上述修正動作均是由人工或是透過一回饋(Feed Back)系統(tǒng)，如臺灣專利公告號516099所揭露的自動回饋修正的曝光方法與系統(tǒng)來進行相關的補值計算。
然而，由于前端制程所使用的機臺與光罩所制造出來的產(chǎn)品對于后端制程對準補值趨勢有所影響，而上述回饋系統(tǒng)的運算方式為混合運算，即不考量前端制程所使用的機臺與光罩的影響，因此，不同前端制程產(chǎn)品的對準補值參數(shù)將會相互影響，造成補值計算的不穩(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體制造的曝光機臺，且可以依據(jù)前端制程的機臺與光罩將批貨進行分類，并于后端制程提供群組補償?shù)钠毓庀到y(tǒng)及方法。
為了達成上述目的，可借由本發(fā)明所提供的具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)及方法達成。依據(jù)本發(fā)明實施例的具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)，包括一批貨分類數(shù)據(jù)庫、一補償單元與一第一曝光裝置。批貨分類數(shù)據(jù)庫中記錄相應批貨晶圓的群組分類。補償單元由批貨分類數(shù)據(jù)庫取得相應批貨晶圓的群組分類，依據(jù)群組分類檢索相應的群組補償值，并依據(jù)群組補償值對于相應的對準參數(shù)進行補償。第一曝光裝置使用補償后的對準參數(shù)對于批貨晶圓進行包含對準與曝光作業(yè)的后端制程。
依據(jù)本發(fā)明實施例的具有群組補償能力的曝光方法，首先，取得相應批貨晶圓的群組分類。接著，依據(jù)群組分類檢索相應批貨晶圓的群組補償值，并依據(jù)群組補償值對于相應的對準參數(shù)進行補償。最后，使用補償后的對準參數(shù)對于批貨晶圓進行包含對準與曝光作業(yè)的后端制程。
其中，相應批貨晶圓的群組分類是依據(jù)前端制程使用的機臺與光罩決定。此外，當批貨晶圓完成對準與曝光作業(yè)之后，則將相應批貨晶圓的群組分類進行更新。


圖1是顯示后端制程與前端制程的層別對準關系例子；圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)的系統(tǒng)架構；圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的具有群組補償能力的曝光方法的操作流程。
符號說明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-對準單元212-曝光單元220-批貨分類數(shù)據(jù)庫
230-補償單元231-群組補值數(shù)據(jù)庫S301、S302、...、S305-操作步驟具體實施方式
圖2顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)的系統(tǒng)架構。依據(jù)本發(fā)明實施例的具有群組補償能力的曝光系統(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與一補償單元230。
第一曝光裝置210中具有一對準單元211與一曝光單元212。對準單元211是用以依據(jù)相關對準參數(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)來對于晶圓開始一個圖層的掃描/步進曝光時進行對準的動作與進行圖層間的對準動作。曝光單元212是用以當對準單元211對準至正確的位置之后，將晶圓進行曝光。晶圓經(jīng)過對準單元211與曝光單元212的對準與曝光程序之后，便可送至其它的半導體制程進行相關處理。
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臺。在本實施例中，以第二曝光裝置200代表進行相應批貨晶圓的前端制程的曝光機臺，而第一曝光裝置210代表進行相應批貨晶圓的后端制程的曝光機臺。
批貨分類數(shù)據(jù)庫220中記錄相應批貨晶圓的群組分類。其中，相應批貨晶圓的群組分類是依據(jù)前端制程所使用的機臺與光罩所決定，且每一經(jīng)過前端制程的批貨晶圓都會被第二曝光裝置200在批貨分類數(shù)據(jù)庫220中記錄其群組分類。
補償單元230中具有一群組補值數(shù)據(jù)庫231。群組補值數(shù)據(jù)庫231是用以記錄相應不同群組分類的群組補償值。補償單元230可以由批貨分類數(shù)據(jù)庫220取得相應批貨晶圓的群組分類，依據(jù)群組分類由群組補值數(shù)據(jù)庫231檢索相應的群組補償值，并依據(jù)群組補償值對于第一曝光裝置210中相應的對準參數(shù)進行補償。第一曝光裝置210便可使用補償后的對準參數(shù)對于批貨晶圓進行包含對準與曝光作業(yè)的后端制程。
圖3顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的具有群組補償能力的曝光方法的操作流程。首先，如步驟S301，補償單元230由批貨分類數(shù)據(jù)庫220取得相應欲于第一曝光裝置210中進行后端制程處理的批貨晶圓的群組分類。值得注意的是，當批貨晶圓于第二曝光機臺200進行前端制程處理之后，第二曝光機臺200便會依據(jù)其使用的機臺與光罩決定相應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，補償單元230依據(jù)相應批貨晶圓的群組分類由群組補值數(shù)據(jù)庫中檢索相應此批貨晶圓的群組補償值，并如步驟S303，依據(jù)檢索得到的群組補償值對于第一曝光裝置210上相應的對準參數(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)進行補償。
之后，如步驟S304，第一曝光裝置210使用補償后的對準參數(shù)對于此批貨晶圓進行包含對準與曝光作業(yè)的后端制程。最后，當批貨晶圓完成包含對準與曝光作業(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臺與光罩更新相應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)前端制程使用的機臺與光罩將批貨進行分類，使得不同前端制程產(chǎn)品的補償機制能夠獨立運算，并于后端制程時提供群組補償?shù)墓δ?，從而降低習知補值計算的不穩(wěn)定情形，進而降低重做率并提升整體生產(chǎn)產(chǎn)能。
權利要求
1.一種具有群組補償能力的曝光系統(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，記錄相應至少一批貨晶圓的一群組分類；一補償單元，由該批貨分類數(shù)據(jù)庫取得相應該批貨晶圓的該群組分類，依據(jù)該群組分類檢索相應該批貨晶圓的一群組補償值，并依據(jù)該群組補償值對于相應的至少一對準參數(shù)進行補償；以及一第一曝光裝置，使用補償后的該對準參數(shù)對于該批貨晶圓進行包含對準與曝光作業(yè)的一后端制程。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有群組補償能力的曝光系統(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，決定相應該批貨晶圓的該群組分類，并將相應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)權利要求2所述的具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)，其特征在于相應該批貨晶圓的該群組分類是依據(jù)該前端制程使用的機臺與光罩決定。
4.根據(jù)權利要求1所述的具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)，其特征在于該第一曝光裝置更于該批貨晶圓完成對準與曝光作業(yè)之后，更新該批貨分類數(shù)據(jù)庫中相應該批貨晶圓的該群組分類。
5.根據(jù)權利要求4所述的具有群組補償能力的曝光系統(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臺與光罩更新該批貨分類數(shù)據(jù)庫中相應該批貨晶圓的該群組分類。
6.一種具有群組補償能力的曝光方法，包括下列步驟取得相應一批貨晶圓的一群組分類；依據(jù)該群組分類檢索相應該批貨晶圓的一群組補償值；依據(jù)該群組補償值對于相應的至少一對準參數(shù)進行補償；以及使用補償后的該對準參數(shù)對于該批貨晶圓進行包含對準與曝光作業(yè)的一后端制程。
7.根據(jù)權利要求6所述的具有群組補償能力的曝光方法，更包括以一曝光裝置執(zhí)行該批貨晶圓的一前端制程，并決定相應該批貨晶圓的該群組分類。
8.根據(jù)權利要求7所述的具有群組補償能力的曝光方法，其中相應該批貨晶圓的該群組分類是依據(jù)該前端制程使用的機臺與光罩決定。
9.根據(jù)權利要求6所述的具有群組補償能力的曝光方法，更包括該批貨晶圓完成對準與曝光作業(yè)之后，更新相應該批貨晶圓的該群組分類。
10.根據(jù)權利要求9所述的具有群組補償能力的曝光方法，其中相應該批貨晶圓的該群組分類是依據(jù)該后端制程使用的機臺與光罩進行更新。
全文摘要
一種具有群組補償能力的曝光系統(tǒng)，包括一批貨分類數(shù)據(jù)庫、一補償單元與一第一曝光裝置。批貨分類數(shù)據(jù)庫中記錄相應批貨晶圓的群組分類。補償單元由批貨分類數(shù)據(jù)庫取得相應批貨晶圓的群組分類，依據(jù)群組分類檢索相應的群組補償值，并依據(jù)群組補償值對于相應的對準參數(shù)進行補償。第一曝光裝置使用補償后的對準參數(shù)對于批貨晶圓進行包含對準與曝光作業(yè)的后端制程。
文檔編號G03F7/20GK1549057SQ0313863
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月21日 優(yōu)先權日2003年5月21日
發(fā)明者郭榮治, 陳任和 申請人:南亞科技股份有限公司