专利名称：扫描曝光方法
技术领域：
本发明涉及光刻技术，且特别涉及一种扫描曝光方法。
背景技术：
近年来，随着集成电路集成度的增加，半导体工艺设计也朝向縮小半导体元件尺寸以提高密度的方向发展。对于光刻工艺而言，由于元件尺寸日趋縮小，各层别的微距(critical dimension ;CD)遂也随之微细化，因此，层别与层别之间的叠对(overlay)品质
更显重要。 对半导体晶片制造业而言，一般要确认曝光装置具有适当的工艺参数的做法是于下货前，先通过测机控片(test or monitor wafer)在该曝光装置曝光后，以叠对测量设备(overlay metrology)来测量测机控片的当层光致抗蚀剂与前层(pre layer)的叠对偏移值(overlay shift)诸项数据，经由这些数据决定曝光设备在之后对一般货进行曝光工艺的工艺参数。 然而由于测机控片的前层结构实际上与已形成多层前层的晶片货的前层结构不同，即使以相同的工艺参数进行曝光程序，测机控片与晶片货中前层与当层间的叠对偏移关系仍会有些微差距，因此无法仅以测机控片的测量数据有效的决定工艺参数。另外，在下货前须先经由测机控片测得较佳的工艺参数，如此每次执行的测机控片之后皆须经酸洗溶液返工(rework)以去除光致抗蚀剂的程序，不仅消耗酸洗溶液的使用而提高生产成本，也对曝光设备的利用率不利，对产能及成本控制均造成极大的杀伤力。
发明内容
本发明提供一种扫描曝光方法，包括将一掩模及一基板往一方向相对移动，其中该掩模及该基板在单次照射的移动过程中，具有至少二种不同的等相对速度，以使该基板一被曝光的照射区域具有一期望尺寸。 本发明也提供一种扫描曝光方法，包括将一掩模及一基板往一方向移动，以将该掩模的图案转移至该基板上的一照射区域中，其中该被曝光的照射区域具有一期望尺寸，且该掩模及该基板在单次照射过程中的等相对速度Vi的决定方式，包括提供一曝光装置的历史数据，包括该曝光装置在曝光至少一先前基板时，该掩模及该先前基板在移动过程中的等相对速度Vo ;提供该先前基板的测量数据，包括该先前基板被曝光的照射区域的测量数据；以及依据该曝光装置的历史数据及该先前基板的测量数据，决定该掩模及该基板的等相对速度Vi。 本发明的扫描曝光方法，能够减少当下一晶片的叠对测量数据往相同的方向的偏移量，也即能够有效改善当层与前层之间叠对偏移的程度，并降低晶片的不良率。
图1为扫描曝光装置对一晶片进行扫描曝光的示意图。
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图2显示扫描曝光装置对一晶片于单次照射的扫描曝光中，掩模及晶片的扫描时
间t与扫描相对速度Vy的关系。 图3为被曝光的晶片的俯视图。 图4A及图4B显示扫描曝光装置对一晶片于单次照射的扫描曝光中，掩模及晶片
的扫描时间t与扫描相对速度Vy的关系。 上述附图中的附图标记说明如下 R 掩模； W 晶片； 2 投影光学系统； 3 照明区域(有效投影区域)； 4 照射区域。
具体实施例方式
本发明的扫描曝光方法，是利用曝光装置在先前曝光基板时的历史数据及基板在 曝光之后的测量数据，来决定曝光装置较佳的曝光参数。所得到的曝光参数能够弥补曝光 机台的工艺飘移或工艺变异，使曝光机台在之后对基板进行曝光时，基板中一被曝光的照 射区域具有一期望尺寸，并改善当层光致抗蚀剂与前层对准性。上述基板可以是一晶片、一 显示器基板、一光学元件基板、一印刷电路板或其他利用曝光工艺完成的材料。
以下用半导体晶片的制作为例做说明。请参考图l，扫描曝光装置包括支撑具有 图案的掩模R的掩模台、支撑已涂布光致抗蚀剂的晶片W的基板台，及与掩模台及基板台垂 直的投影光学系统2。扫描曝光装置是经由投影光学系统2所形成往X方向延伸的狭缝状 或是矩形状的照明区域(有效投影区域)3，将掩模R的图案的一部分持续的投影至晶片W 上，并通过掩模R及晶片W于相对于投影光学系统2的视野，在1维空间方向(Y方向)同 步并持续的作相对移动进行扫描曝光，以将掩模R —特定区域的图案转写至晶片W上的一 特定照射区域4。 图2显示一扫描曝光装置对一晶片W于单次照射的扫描曝光中，掩模R及晶片W于 移动期间Ts的相对移动速度Vy的改变情形。掩模R及晶片W被设定的等相对速度为Vo。 当晶片W被曝完光后，利用测量装置对晶片W进行测量，以得到晶片的测量数据。晶片的 测量数据包括利用叠对测量装置测量得的当层光致抗蚀剂与前层的叠对偏移値(overlay shift)。造成叠对偏移的其中一个原因是当层光致抗蚀剂被曝光时，晶片的照射区域，特别 是接近晶片W边缘的照射区域4，其于掩模R或基板W的移动方向(Y方向)的尺寸Lo大于 或小于期望的尺寸Li，如图3所示。 本发明的扫描曝光方法是在欲对一晶片进行曝光工艺前，利用关系式Vo/Lo = Vi/Li决定曝光装置的掩模及基板的等相对速度Vi值。当扫描曝光装置以等相对速度Vo 扫描曝光一晶片后，可在晶片一被曝光的照射区域上设定至少一个测量参考点，利用该些 测量参考点的测量数据，例如叠对测量数据，得到每个测量参考点的偏移値，再利用各个测 量参考点的偏移値的平均值或其他经过统计计算后所得到的较佳参考值，以得到能够表示 该被曝光的照射区域的尺寸Lo。晶片的照射区域的尺寸Lo可以是扫描曝光装置以等相对 速度Vo于前数次曝光数片晶片后，所述晶片的照射区域尺寸的平均值或其他经过统计计
4算后所得到的较佳参考尺寸值。当扫描曝光装置利用上述关系式所得到的掩模及或晶片的 等相对速度Vi再对一晶片进行曝光后，该晶片的照射区域于掩模或基板的移动方向(Y方 向)具有期望的尺寸Li。 在其他实施例中，当扫描曝光装置以等相对速度Vo扫描曝光一晶片后，可在晶片
一被曝光的照射区域上设定数个测量参考点，利用所述测量参考点的测量数据可适当的将
该被曝光的照射区域于Y方向分割为数个参考区域，例如图4A中的照射区域4是被分割成
3个参考区域Sl， S2及S3，且每个参考区域皆有各自于Y方向的尺寸Lo，因此利用关系式
Vo/Lo = Vi/Li决定曝光装置在之后进行曝光时，掩模及晶片在单次曝光的移动过程中，于
照射区域的每个参考区域各自具有对应的等相对速度。如此当先前晶片的参考区域的尺寸
Lo不同，且利用关系式Vo/Lo = Vi/Li决定曝光装置在之后进行曝光时，掩模及晶片在单
次曝光的移动过程中具有至少二种不同的等相对速度。例如请参考图4A及图4B，扫描曝光
装置对一晶片W于单次照射的扫描曝光中，掩模及晶片W在移动期间Ts分别于三个参考区
域S1， S2及S3具有不同的等相对速度V1， V2及V3。如此一来，可使该晶片W之被曝光的
照射区域4于掩模或晶片W的移动方向(Y方向)具有期望的尺寸Li。 因此本发明的扫描曝光方法可以使曝光装置对于当层的工作表现(叠对测量数
据)，维持在一定稳定的状态。当之前一晶片的叠对测量数据有些许偏移了期望值，利用本
发明的扫描曝光方法，能够减少当下一晶片的叠对测量数据往相同的方向的偏移量，也即
能够有效改善当层与前层之间叠对偏移的程度，并降低晶片的不良率。 本发明虽然是以掩模及晶片的相对移动速度做说明，但本发明也可以掩模或晶片
的移动速度与晶片的照射区域的尺寸的关系，决定较佳掩模或晶片的移动速度。 虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的
普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保
护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
一种扫描曝光方法，包括将一掩模及一基板往一方向相对移动，特征在于，其中该掩模及该基板在单次照射的移动过程中，具有至少二种不同的等相对速度，以使该基板一被曝光的照射区域具有一期望尺寸。
2. 如权利要求l所述的扫描曝光方法，特征在于，该掩模及基板的等相对速度(Vi)的决定方式，包括提供一曝光装置的历史数据，包括该曝光装置在曝光至少一先前基板时，该掩模及该先前基板在移动过程中的等相对速度(Vo);提供该先前基板的测量数据，包括该先前基板被曝光的照射区域的测量数据；以及依据该曝光装置的历史数据及该先前基板的测量数据，决定该掩模及该基板的等相对速度(Vi)。
3. 如权利要求2所述的扫描曝光方法，特征在于，该基板的照射区域的期望尺寸包括该照射区域于该方向的长度(Li)。
4. 如权利要求3所述的扫描曝光方法，特征在于，该先前基板的照射区域的测量数据包括该照射区域于该方向的长度(Lo)。
5. 如权利要求3所述的扫描曝光方法，特征在于，该先前基板的照射区域的测量数据包括经叠对测量后所得该照射区域于该方向的长度(Lo)。
6. 如权利要求4或5任一所述的扫描曝光方法，特征在于，该掩模及该基板的等相对速度(Vi)是利用关系式Vo/Lo = Vi/Li决定。
7. —种扫描曝光方法，特征在于，包括将一掩模及一基板往一方向移动，以将该掩模的图案转移至该基板上的一照射区域中，其中该被曝光的照射区域具有一期望尺寸，且该掩模及该基板在单次照射过程中的等相对速度(Vi)的决定方式，包括提供一曝光装置的历史数据，包括该曝光装置在曝光至少一先前基板时，该掩模及该先前基板在移动过程中的等相对速度(VO);提供该先前基板的测量数据，包括该先前基板被曝光的照射区域的测量数据；以及依据该曝光装置的历史数据及该先前基板的测量数据，决定该掩模及该基板的等相对速度(Vi)。
8. 如权利要求7所述的扫描曝光方法，特征在于，该基板被曝光的照射区域的期望尺寸包括该照射区域于该方向的长度(Li)，该先前基板被曝光的照射区域的测量数据包括经叠对测量后所得该照射区域于该方向的长度(Lo)，且該掩模及该基板的等相对速度(Vi)是利用关系式Vo/Lo = Vi/Li决定。
9. 如权利要求8所述的扫描曝光方法，特征在于，该先前基板被曝光的照射区域的测量数据包括该照射区域于该方向的长度(Lo)。
全文摘要
本发明提供一种扫描曝光方法，包括将一掩模及一基板往一方向相对移动，其中该掩模及该基板在单次照射的移动过程中，具有至少二种不同的等相对速度，以使该基板一被曝光的照射区域具有一期望尺寸。本发明的扫描曝光方法，能够减少当下一晶片的叠对测量数据往相同的方向的偏移量，也亦即能够有效改善当层与前层之间叠对偏移的程度，并降低晶片的不良率。
文档编号G03F7/20GK101750901SQ20081018596
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者施江林, 黄浚彦 申请人:南亚科技股份有限公司