专利名称：动态晶圆对位方法及曝光扫瞄系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及晶圆对位的方法，特别涉及在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法。
背景技术：
在半导体组件的制造过程中，许多曝光制程都需要将晶圆对位至特定方位，以达到晶圆上每一层图案的重迭精准度的需求。在曝光制程中，晶圆上通常形成有对位记号，以标示晶圆上特定层的图案的参考方位。晶圆通常具有多个曝光照射区(shot area)，一个曝光照射区是通过在曝光制程中利用光罩在晶圆上形成一个曝光区域而定义的。曝光设备对晶圆上方的光阻照射光线以进行曝光制程，曝光设备包含曝光头、对位记号传感器、对位平台(alignment stage)以及曝光平台(exposure stage) 0在传统的晶圆对位方法中，在晶圆上每隔几个曝光照射区设置一个对位记号，对位记号传感器在对位平台上对整个晶圆的对位记号的方位进行侦测， 以得到整个晶圆对位的平均补偿值，并且将此晶圆对位的平均补偿值传递至曝光平台。然后，依据回馈至曝光平台的晶圆对位的平均补偿值，使用曝光头在曝光平台上对整个晶圆全部曝光照射区的光阻层进行曝光。近年来，针对新世代的电子组件，半导体组件的特征尺寸变得越来越小，半导体组件的设计规则也随之缩减。因此，很难扩大半导体组件的制程条件范围(process window), 特别是针对曝光制程，在曝光设备中对晶圆对位精准度的要求，以及对晶圆上每一层图案的重迭准确度的要求，都很难扩大其制程条件范围。通常在晶圆的一个区域内的曝光照射区的晶圆对位补偿值与此晶圆的另一个区域内的曝光照射区的晶圆对位补偿值是不同的， 然而，在传统的晶圆对位方法中，晶圆上所有曝光照射区的光阻层都依据相同的晶圆对位平均补偿值进行曝光，因此，传统的晶圆对位方法无法满足特征尺寸更小的半导体组件所需的较高晶圆对位准确度。因此，业界亟需一种在曝光设备中改良的晶圆对位方法，其可以克服上述问题，达到较高的晶圆对位准确度。
发明内容
依据本发明一个实施例，提供在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中曝光扫瞄系统包含曝光设备、光学感测设备以及晶圆平台，并具有扫瞄路径。此方法包括以下步骤(a)提供具有多个曝光照射区的晶圆，其中每个曝光照射区上具有多个对位记号；(b) 在晶圆上形成光阻层；(c)利用光学感测设备，沿着扫瞄路径侦测位于一个曝光照射区的一部份的对位记号，得到针对此曝光照射区的该部份的晶圆对位的补偿值；(d)将此曝光照射区的该部份的晶圆对位的补偿值实时回馈至晶圆平台；(e)在实时地将此曝光照射区的该部份的晶圆对位的补偿值回馈至晶圆平台之后，利用曝光设备，沿着扫瞄路径对位于此曝光照射区的该部份的光阻层进行曝光；(f)在此曝光照射区沿着扫瞄路径连续地重复步骤(c)至(e)，直至位于此曝光照射区的全部光阻层都被曝光；以及(g)重复步骤(f)，直至晶圆上全部曝光照射区的光阻层都被曝光。依据本发明的另一实施例，提供用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统。此曝光扫瞄系统包括曝光设备；光学感测设备，具有设置于曝光设备上的多个对位记号传感器；以及单一的晶圆平台，设置于曝光设备下方。在此曝光扫瞄系统中，光学感测设备侦测晶圆上的多个对位记号，得到动态晶圆对位的补偿值，并且实时地将动态晶圆对位的补偿值回馈至单一的晶圆平台，在实时地将馈动态晶圆对位的补偿值回馈至单一的晶圆平台之后，曝光设备对晶圆上的光阻层进行曝光。为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合附图作详细说明。
图1是显示依据本发明的一 个实施例的曝光扫瞄系统的侧视示意图2是显示具有多个曝光照射区的晶圆的平面示意图3是显示依据本发明的--个实施例在单一曝光照射区内对位记号布局的平面示意图4是显示依据本发明的--个实施例在曝光扫瞄系统中动态晶圆对位方法的流程图。
主要组件符号说明
100 晶圆；
102 单一曝光照射区；
104-H-* LL 心片；
106 对位记号；
108 切割线；
200 曝光扫瞄系统；
202 曝光设备；
203 扫瞄路径；
204 光学感测设备；
205 晶圆对位的补偿值；
206 晶圆平台；
208 晶圆平台的移动路径
209 对位记号传感器；
400 动态晶圆对位方法的流程402、404、406、408、410、412、414 流程图的步骤。
具体实施例方式以下描述为实现本发明的最佳实施例，此描述用于说明本发明的一般原理，并非用于限定本发明。图1为依据本发明的一个实施例的曝光扫瞄系统(exposure scannersystem) 200 的侧视示意图。曝光扫瞄系统200包含曝光设备202 ；光学感测设备204，其包含多个对位记号传感器(alignment mark sensor) 209设置在曝光设备202的两相反侧上的多个对位记号传感器(alignment mark sensor) 209 ；以及单一的晶圆平台(wafer stage)206，设置于曝光设备202下方。在曝光扫瞄系统200中，曝光设备202与光学感测设备204具有相同的扫瞄路径(scan path) 203,晶圆平台206所具有的移动路径208则与扫瞄路径203为相反方向。在晶圆平台206上提供晶圆100，晶圆100上具有光阻层(图中未示出)，此外晶圆100还具有形成于其上的多个对位记号(图中未示出)。光学感测设备204的对位记号传感器209是依据晶圆100上对位记号的位置而设置的，由此侦测对位记号的方位信息 (orientation information)，设置在曝光设备202两侧上的光学感测设备204的对位记号传感器209分别用于执行向上方向的扫瞄以及向下方向的扫瞄，或者分别用于执行向左方向的扫瞄以及向右方向的扫瞄。光学感测设备204的对位记号传感器209的侦测区域可以涵盖与对位记号传感器209的位置产生偏移的对位记号所存在的位置。此外，光学感测设备204还包括信号处理器(图中未示出)，其用于处理对位记号的方位信息，由此得到晶圆对位(wafer alignment)的补偿值(compensation data) 205，然后，将晶圆对位的补偿值 205实时回馈(real time feedback)至晶圆平台206。晶圆平台206通常具有晶圆移动机构，其可以依据从光学感测设备204传送而来的晶圆对位补偿值205的信号，在X与Y两个方向带动晶圆100并将晶圆100旋转至特定位置，并且还可以在Z方向使晶圆100倾斜至特定角度，此晶圆移动机构为本领域技术人员所公知的，在此不再详述其细节。曝光设备202 —般包含紫外光(UV)光源，并使用光罩的图案对晶圆100上的光阻层进行曝光，在晶圆平台206接收实时回馈的晶圆对位的补偿值205并进行晶圆对位之后，曝光设备202沿着扫瞄路径对一个曝光照射区(shot area)的光阻层连续地进行曝光制程。参阅图2，其是显示具有多个曝光照射区102的晶圆100的平面示意图，一个曝光照射区102是使用光罩在晶圆100上进行曝光所产生的曝光区域而定义的，并且光罩一般包含多个芯片的图案，使用曝光设备202沿着扫瞄路径203，使用光罩对一个曝光照射区的光阻层进行曝光，直到在这一个曝光照射区的光阻层全部都被曝光。然后，使用曝光设备202 及光罩沿着另一扫瞄路径对下一个曝光照射区的光阻层进行曝光，此扫瞄路径与扫瞄路径 203的方向相反，重复且连续地进行曝光步骤，直到晶圆100上全部曝光照射区的光阻层都被曝光，晶圆100上的多个曝光照射区102排列成如图2所示的数行与数列。接着，参阅图3，其是显示依据本发明的一个实施例在晶圆100上的单一曝光照射区102内对位记号布局的平面示意图。单一曝光照射区102可对应多个芯片104，例如6 个芯片、8个芯片或12个芯片，如图3所示的单一曝光照射区102为8个芯片(8-chips) 的曝光照射区。在本发明的一个实施例中，单一曝光照射区102上具有多个对位记号106， 对位记号106形成于切割线(scribe line) 108上，切割线108设置于任意两个相邻的芯片104之间。通过光学感测设备204的对位记号传感器209，沿着扫瞄路径203对单一曝光照射区102的一部分的全部或数个对位记号106进行侦测，以得到该单一曝光照射区 102的该部分的晶圆对位的补偿值205。如图3所示，光学感测设备204的对位记号传感器 209的位置是对应于对位记号106的位置而设置的。补偿值205有关于此单一曝光照射区 102的该部分的晶圆对位的方位信息与倾斜信息，将此单一曝光照射区102的该部分的补偿值205实时回馈至晶圆平台206，并且立即对此单一曝光照射区102的该部分的光阻层进行曝光。在曝光扫瞄系统200中，侦测对位记号106、实时地将晶圆对位的补偿值205回馈至晶圆平台206、以及对光阻层进行曝光都是在一个曝光照射区102内同时且连续地进行。当沿着扫瞄路径侦测一个曝光照射区的一部分的对位记号时，在邻接此曝光照射区的该部分的另一部份的光阻层也会沿着此扫瞄路径被曝光，换言之，在对邻接此曝光照射区 102的该部分的另一部份的光阻层进行曝光时，在此曝光照射区102的该部分正进行预对位(pre-alignment)的动作。此外，在一个曝光照射区102内侦测对位记号106以及对光阻层进行曝光都是在单一的晶圆平台206上同时进行的。图4显示依据本发明的一个实施例，在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法的流程图400，此动态晶圆对位方法可以在图1所示的曝光扫瞄系统200中进行。在步骤402 中，提供晶圆100，如图2所示，此晶圆100具有多个曝光照射区102。如图3所示，每个曝光照射区102具有多个芯片102，并且还具有形成于切割线108上的多个对位记号106。在步骤404中，在晶圆100上形成光阻层，例如可通过旋转涂布法形成光阻层。在步骤406中，如图3所示，通过光学感测设备204的对位记号传感器209，沿着扫瞄路径203对一个曝光照射区102的一部分的一个以上的对位记号106进行侦测，得到此单一曝光照射区102的该部分的晶圆对位的补偿值，此补偿值包括晶圆偏移的补偿值、 晶圆旋转的补偿值、晶圆倾斜的补偿值或它们的组合。在一实施例中，选择一个曝光照射区 102内的一些对位记号106，这些对位记号106被光学感测设备204的对位记号传感器209 侦测；在另一实施例中，一个曝光照射区102内全部的对位记号106都会被光学感测设备 204的对位记号传感器209侦测，以得到更完整的晶圆对位的补偿值。然后，在步骤408，将此单一曝光照射区102的该部分的晶圆对位的补偿值实时回馈至晶圆平台206，同时，进行步骤412，连续地侦测在此单一曝光照射区102的另一部份上的超过一个以上的对位记号106，此另一部份邻接此单一曝光照射区102的该部分，而该部分已经被光学感测设备204扫瞄过。在步骤410中，在将此单一曝光照射区102的该部分的晶圆对位的补偿值实时地回馈至晶圆平台206之后，在相同的晶圆平台206上，使用曝光设备202沿着扫瞄路径203 立即对此曝光照射区102的该部分的光阻层进行曝光。在一个曝光照射区内，沿着扫瞄路径203，步骤406、408及410依序连续地重复执行，直到在这一个曝光照射区内的全部光阻层都被曝光。此外，在一个曝光照射区102内，步骤406、408及410是同时执行的。在步骤414，结束一个曝光照射区102的步骤406、408、410及412的执行，直到晶圆100上全部曝光照射区102的光阻层都被曝光完毕。为了顺应新世代的电子产品，半导体组件的特征尺寸持续地越变越小，并且晶圆的尺寸持续地越变越大，因此，在晶圆上不同位置的曝光照射区的晶圆对位补偿值也会不同。然而，在曝光扫瞄系统中，传统的晶圆对位方法是依据晶圆对位的平均补偿值对晶圆上全部的曝光照射区的光阻层进行曝光，因此，传统的晶圆对位方法无法满足特征尺寸较小的半导体组件的晶圆对位准确度的要求。依据本发明实施例的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，在晶圆上的一个曝光照射区的光阻层是基于将此曝光照射区的晶圆对位的补偿值实时回馈至晶圆平台而进行曝光的。由于此曝光照射区的光阻层是依据将此曝光照射区的晶圆对位的补偿值实时回馈至晶圆平台而进行曝光的，因此，依据本发明实施例的动态晶圆对位方法，可以提升在曝光制程中晶圆上全部曝光照射区的晶圆对位的准确度。另外，依据本发明实施例的动态晶圆对位方法，可以克服在一批(lot)晶圆中，晶圆与晶圆之间晶圆对位的精准度的偏差，并且也可以克服在量产制程中，一批晶圆与一批晶圆之间晶圆对位的精准度的偏差。
虽然本发明已公开了上述的较佳实施例，但本发明并不限于此，本领域技术人员应当了解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明做变动与改进。因此，本发明的保护范围以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中所述曝光扫瞄系统具有扫瞄路径，包含曝光设备、光学感测设备以及晶圆平台，所述方法包括以下步骤(a)提供晶圆，所述晶圆具有多个曝光照射区，其中每个曝光照射区上具有多个对位记号；(b)在所述晶圆上形成光阻层；(c)利用所述光学感测设备，沿着所述扫瞄路径，侦测位于一曝光照射区的一部份的所述对位记号，得到针对所述一曝光照射区的所述一部份的晶圆对位的补偿值；(d)将所述一曝光照射区的所述一部份的晶圆对位的所述补偿值实时回馈至所述晶圆平台；(e)在实时地将所述一曝光照射区的所述部份的晶圆对位的所述补偿值回馈至所述晶圆平台之后，利用所述曝光设备，沿着所述扫瞄路径，对位于所述一曝光照射区的所述一部份的所述光阻层进行曝光；(f)在所述一曝光照射区，沿着所述扫瞄路径连续地重复步骤(c)至(e)，直至位于所述一曝光照射区的全部的所述光阻层都被曝光；以及(g)重复步骤(f)，直至位于所述晶圆上全部的所述多个曝光照射区的所述光阻层都被曝光。
2.如权利要求1所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中在所述一曝光照射区内侦测所述对位记号，实时地将晶圆对位的所述补偿值回馈至所述晶圆平台，以及同时进行对所述光阻层的曝光。
3.如权利要求2所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中沿着所述扫瞄路径对位于一曝光照射区的一部份的所述对位记号进行侦测时，同时沿着该扫瞄路径对邻接于所述曝光照射区的所述一部份的另一部份的所述光阻层进行曝光。
4.如权利要求1所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中所述光学感测设备具有多个对位记号传感器。
5.如权利要求4所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中所述对位记号传感器是依据所述对位记号的位置而设置的。
6.如权利要求1所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中侦测用于晶圆对位的所述对位记号以及对所述光阻层进行曝光是在相同的所述晶圆平台上进行的。
7.如权利要求1所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中每个曝光照射区包括多个芯片，以及设置在任意两个相邻的所述芯片之间的切割线，其中所述对位记号设置在所述切割线上。
8.如权利要求1所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中用于晶圆对位的所述补偿值包括晶圆偏移的补偿值、晶圆旋转的补偿值、晶圆倾斜的补偿值或晶圆偏移的补偿值、晶圆旋转的补偿值、晶圆倾斜的补偿值的组合。
9.如权利要求1所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中每个曝光照射区的晶圆对位的补偿值都不同。
10.如权利要求1所述的在曝光扫瞄系统中的动态晶圆对位方法，其中针对一个曝光照射区，所述曝光设备与所述光学感测设备具有相同的所述扫瞄路径。
11.一种用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统，包括曝光设备；光学感测设备，具有多个对位记号传感器，设置于所述曝光设备上；以及单一的晶圆平台，设置于所述曝光设备下方，其中所述光学感测设备侦测在晶圆上的多个对位记号，得到所述动态晶圆对位的补偿值，并且实时地将所述动态晶圆对位的所述补偿值回馈至所述单一的晶圆平台，在实时地将所述动态晶圆对位的所述补偿值回馈至所述单一的晶圆平台之后，所述曝光设备对所述晶圆上的光阻层进行曝光。
12.如权利要求11所述的用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统，其中所述对位记号传感器是依据所述晶圆上的所述对位记号的位置而设置的。
13.如权利要求11所述的用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统，其中所述曝光设备与所述光学感测设备具有相同的扫瞄路径。
14.如权利要求13所述的用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统，其中所述曝光设备与所述光学感测设备的操作是沿着所述相同的扫瞄路径同时执行的。
15.如权利要求11所述的用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统，其中所述曝光设备与所述光学感测设备的操作在所述单一的晶圆平台上执行。
16.如权利要求11所述的用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统，其中所述光学感测设备的所述对位记号传感器设置在所述曝光设备的两个相反侧上。
17.如权利要求11所述的用于动态晶圆对位的曝光扫瞄系统，其中所述单一的晶圆平台具有移动路径，所述移动路径与所述曝光设备的扫瞄路径为相反方向。
全文摘要
本发明提供动态晶圆对位方法及曝光扫瞄系统，曝光扫瞄系统包含曝光设备、光学感测设备以及晶圆平台，并具有扫瞄路径。此方法包含以下步骤(a)提供具有多个曝光照射区的晶圆，每个曝光照射区上具有多个对位记号；(b)在晶圆上形成光阻层；(c)利用光学感测设备沿着扫瞄路径侦测位于曝光照射区的一部份的对位记号，得到曝光照射区的此部份的晶圆对位的补偿值；(d)将晶圆对位的补偿值实时回馈至晶圆平台；(e)沿着扫瞄路径对曝光照射区的此部份的光阻层进行曝光；(f)沿着扫瞄路径连续地重复步骤(c)至(e)，直至曝光照射区的全部光阻层都被曝光；以及(g)重复步骤(f)，直至晶圆上全部曝光照射区的光阻层都被曝光。
文档编号H01L21/02GK102486995SQ20111008317
公开日2012年6月6日 申请日期2011年3月31日 优先权日2010年12月3日
发明者施江林, 邱垂福 申请人:南亚科技股份有限公司