专利名称：具有群组补偿能力的曝光系统及方法
技术领域：
本发明是有关于一种曝光系统及方法，特别有关于一种适用于半导体制造的曝光机台，且可以依据前端制程的机台与光罩将批货进行分类，并于后端制程提供群组补偿的曝光系统及方法。
背景技术：
半导体制造中，黄光区的微影(Photolithography)制程是整个制程中最为重要的步骤之一。半导体产品之内与组件结构相关的，如各层薄膜的图案(Pattern)及掺杂(Dopants)的区域，都必须由微影制程来决定。因此，半导体制造产业通常以一个制程所需要经过的微影次数或是所需要的光罩数量，来表示相应此产品制程的难易程度。如上所述，由于黄光区曝光机台的制程复杂，因此，曝光机台通常是整体半导体制造环节中的主要瓶颈之一。
为了提高曝光的分辨率，曝光机台通常会使用“重复且步进(Step andRepeat)”的方式进行曝光，所以，曝光机台也可以称作为步进机(Stepper)。曝光机台将光源经过光罩之后，再依照适当比例缩小后才照射在部分的晶圆位置上，所以整片晶圆的曝光必须经过多次且重复地“一块一块”地曝光，才能将整片晶圆所需的曝光步骤完成。
图1显示后端制程与前端制程的层别对准关系例子。在此例子中，不同的后端制程后端制程1(101)、后端制程2(102)与后端制程3(103)所欲制作的图层皆必须对准前端制程100所制作的图层。由于一个半导体产品制程中通常需要多个层次以上的图形转移才能完成，然而，一次的晶圆曝光步骤仅完成一层图形的转移，因此，在进行微影步骤时，不仅在同一层图形曝光时需要精确地将晶圆上“每一块”曝光位置对准，还需要在进行不同层图形曝光时，精确地将每一光罩与晶圆的位置对准。
由于曝光机台在进行每一批货(Lot)晶圆的曝光时，其用以曝光与对准的正确参数值(Recipe)均会有些微的飘移(偏差)，因此在每执行完一批晶圆的曝光后均需对曝光后的晶圆进行量测，取得误差值做为下一批晶圆曝光时曝光机台参数值修正的依据。一般而言，上述修正动作均是由人工或是透过一回馈(Feed Back)系统，如台湾专利公告号516099所揭露的自动回馈修正的曝光方法与系统来进行相关的补值计算。
然而，由于前端制程所使用的机台与光罩所制造出来的产品对于后端制程对准补值趋势有所影响，而上述回馈系统的运算方式为混合运算，即不考量前端制程所使用的机台与光罩的影响，因此，不同前端制程产品的对准补值参数将会相互影响，造成补值计算的不稳定，且容易使得重做率(Rework Rate)上升，从而降低整体产能。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种适用于半导体制造的曝光机台，且可以依据前端制程的机台与光罩将批货进行分类，并于后端制程提供群组补偿的曝光系统及方法。
为了达成上述目的，可借由本发明所提供的具有群组补偿能力的曝光系统及方法达成。依据本发明实施例的具有群组补偿能力的曝光系统，包括一批货分类数据库、一补偿单元与一第一曝光装置。批货分类数据库中记录相应批货晶圆的群组分类。补偿单元由批货分类数据库取得相应批货晶圆的群组分类，依据群组分类检索相应的群组补偿值，并依据群组补偿值对于相应的对准参数进行补偿。第一曝光装置使用补偿后的对准参数对于批货晶圆进行包含对准与曝光作业的后端制程。
依据本发明实施例的具有群组补偿能力的曝光方法，首先，取得相应批货晶圆的群组分类。接着，依据群组分类检索相应批货晶圆的群组补偿值，并依据群组补偿值对于相应的对准参数进行补偿。最后，使用补偿后的对准参数对于批货晶圆进行包含对准与曝光作业的后端制程。
其中，相应批货晶圆的群组分类是依据前端制程使用的机台与光罩决定。此外，当批货晶圆完成对准与曝光作业之后，则将相应批货晶圆的群组分类进行更新。
图1是显示后端制程与前端制程的层别对准关系例子；图2是显示依据本发明实施例的具有群组补偿能力的曝光系统的系统架构；图3是显示依据本发明实施例的具有群组补偿能力的曝光方法的操作流程。
符号说明100-前端制程101-后端制程1102-后端制程2103-后端制程3200-第二曝光装置210-第一曝光装置211-对准单元212-曝光单元220-批货分类数据库
230-补偿单元231-群组补值数据库S301、S302、...、S305-操作步骤具体实施方式
图2显示依据本发明实施例的具有群组补偿能力的曝光系统的系统架构。依据本发明实施例的具有群组补偿能力的曝光系统包括一第一曝光装置210、一第二曝光装置200、一批货分类数据库220与一补偿单元230。
第一曝光装置210中具有一对准单元211与一曝光单元212。对准单元211是用以依据相关对准参数，如X轴位移(Offset_X)、Y轴位移(Offset_Y)、X轴照射大小(Shot Scaling X)、Y轴照射大小(Shot ScalingY)、照射正交(Shot Orthogonality)、与照射旋转(Shot Rotation)等参数来对于晶圆开始一个图层的扫描/步进曝光时进行对准的动作与进行图层间的对准动作。曝光单元212是用以当对准单元211对准至正确的位置之后，将晶圆进行曝光。晶圆经过对准单元211与曝光单元212的对准与曝光程序之后，便可送至其它的半导体制程进行相关处理。
值得注意的是，第二曝光装置200可以具有与第一曝光装置210类似的装置结构与组成，且在一常见的情况下，第二曝光装置200与第一曝光装置210可以是相同的曝光机台。在本实施例中，以第二曝光装置200代表进行相应批货晶圆的前端制程的曝光机台，而第一曝光装置210代表进行相应批货晶圆的后端制程的曝光机台。
批货分类数据库220中记录相应批货晶圆的群组分类。其中，相应批货晶圆的群组分类是依据前端制程所使用的机台与光罩所决定，且每一经过前端制程的批货晶圆都会被第二曝光装置200在批货分类数据库220中记录其群组分类。
补偿单元230中具有一群组补值数据库231。群组补值数据库231是用以记录相应不同群组分类的群组补偿值。补偿单元230可以由批货分类数据库220取得相应批货晶圆的群组分类，依据群组分类由群组补值数据库231检索相应的群组补偿值，并依据群组补偿值对于第一曝光装置210中相应的对准参数进行补偿。第一曝光装置210便可使用补偿后的对准参数对于批货晶圆进行包含对准与曝光作业的后端制程。
图3显示依据本发明实施例的具有群组补偿能力的曝光方法的操作流程。首先，如步骤S301，补偿单元230由批货分类数据库220取得相应欲于第一曝光装置210中进行后端制程处理的批货晶圆的群组分类。值得注意的是，当批货晶圆于第二曝光机台200进行前端制程处理之后，第二曝光机台200便会依据其使用的机台与光罩决定相应此批货晶圆的群组分类，并将其更新至批货分类数据库220中。
接着，如步骤S302，补偿单元230依据相应批货晶圆的群组分类由群组补值数据库中检索相应此批货晶圆的群组补偿值，并如步骤S303，依据检索得到的群组补偿值对于第一曝光装置210上相应的对准参数，如X轴位移、Y轴位移、X轴照射大小、Y轴照射大小、照射正交、与照射旋转等参数进行补偿。
之后，如步骤S304，第一曝光装置210使用补偿后的对准参数对于此批货晶圆进行包含对准与曝光作业的后端制程。最后，当批货晶圆完成包含对准与曝光作业的后端制程之后，如步骤S305，第一曝光装置210依据后端制程所使用的机台与光罩更新相应此批货晶圆的群组分类。
因此，本发明所提出的具有群组补偿能力的曝光系统及方法，可以依据前端制程使用的机台与光罩将批货进行分类，使得不同前端制程产品的补偿机制能够独立运算，并于后端制程时提供群组补偿的功能，从而降低习知补值计算的不稳定情形，进而降低重做率并提升整体生产产能。
权利要求
1.一种具有群组补偿能力的曝光系统，其特征在于所述曝光系统包括一批货分类数据库，记录相应至少一批货晶圆的一群组分类；一补偿单元，由该批货分类数据库取得相应该批货晶圆的该群组分类，依据该群组分类检索相应该批货晶圆的一群组补偿值，并依据该群组补偿值对于相应的至少一对准参数进行补偿；以及一第一曝光装置，使用补偿后的该对准参数对于该批货晶圆进行包含对准与曝光作业的一后端制程。
2.根据权利要求1所述的具有群组补偿能力的曝光系统，其特征在于所述曝光系统更包括一第二曝光装置，用以执行该批货晶圆的一前端制程，决定相应该批货晶圆的该群组分类，并将相应该批货晶圆的该群组分类传送至该批货分类数据库。
3.根据权利要求2所述的具有群组补偿能力的曝光系统，其特征在于相应该批货晶圆的该群组分类是依据该前端制程使用的机台与光罩决定。
4.根据权利要求1所述的具有群组补偿能力的曝光系统，其特征在于该第一曝光装置更于该批货晶圆完成对准与曝光作业之后，更新该批货分类数据库中相应该批货晶圆的该群组分类。
5.根据权利要求4所述的具有群组补偿能力的曝光系统，其特征在于该第一曝光装置是依据该后端制程使用的机台与光罩更新该批货分类数据库中相应该批货晶圆的该群组分类。
6.一种具有群组补偿能力的曝光方法，包括下列步骤取得相应一批货晶圆的一群组分类；依据该群组分类检索相应该批货晶圆的一群组补偿值；依据该群组补偿值对于相应的至少一对准参数进行补偿；以及使用补偿后的该对准参数对于该批货晶圆进行包含对准与曝光作业的一后端制程。
7.根据权利要求6所述的具有群组补偿能力的曝光方法，更包括以一曝光装置执行该批货晶圆的一前端制程，并决定相应该批货晶圆的该群组分类。
8.根据权利要求7所述的具有群组补偿能力的曝光方法，其中相应该批货晶圆的该群组分类是依据该前端制程使用的机台与光罩决定。
9.根据权利要求6所述的具有群组补偿能力的曝光方法，更包括该批货晶圆完成对准与曝光作业之后，更新相应该批货晶圆的该群组分类。
10.根据权利要求9所述的具有群组补偿能力的曝光方法，其中相应该批货晶圆的该群组分类是依据该后端制程使用的机台与光罩进行更新。
全文摘要
一种具有群组补偿能力的曝光系统，包括一批货分类数据库、一补偿单元与一第一曝光装置。批货分类数据库中记录相应批货晶圆的群组分类。补偿单元由批货分类数据库取得相应批货晶圆的群组分类，依据群组分类检索相应的群组补偿值，并依据群组补偿值对于相应的对准参数进行补偿。第一曝光装置使用补偿后的对准参数对于批货晶圆进行包含对准与曝光作业的后端制程。
文档编号G03F7/20GK1549057SQ0313863
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月21日 优先权日2003年5月21日
发明者郭荣治, 陈任和 申请人:南亚科技股份有限公司