CN104656383B

CN104656383B - 曝光方法及系统，曝光设备控制系统

Info

Publication number: CN104656383B
Application number: CN201310582812.7A
Authority: CN
Inventors: 邢滨; 张强
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: CN104656383A

Abstract

本发明提供一种曝光方法及系统，以及曝光设备控制系统。所述曝光系统，包括多个承片台，分别用于承载待曝光晶圆，其中，所述多个承片台的套刻偏差值分别根据对其各自承载的已曝光晶圆进行量测获得，所述多个承片台所承载的待曝光晶圆的位置分别根据其各自的套刻偏差值进行调整。本发明提高了曝光的对准精度。

Description

曝光方法及系统，曝光设备控制系统

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别涉及一种曝光方法及曝光系统，以及曝光设备控制系统。

背景技术

在半导体制造工艺中，曝光时的对准精度对半导体器件成品的良率具有重要影响。现有的制造过程中，在对某一晶圆上的某一层进行曝光后，量测设备会测量该层的图形相对于上一层的图形产生的位置偏移，并依据测得的位置偏移量调整下一个晶圆在进行该层的曝光时的位置。然而，即使采用了上述方案，晶圆在曝光时的对准精度依旧不理想。

因此，需要提供一种曝光方法及系统，以及曝光设备控制系统，以提高曝光时的对准精度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种曝光方法及系统，以及曝光设备控制系统，以提高对准精度。

为解决上述问题，本发明提供一种曝光系统，包括多个承片台，分别用于承载待曝光晶圆，其中，所述多个承片台的套刻偏差值分别根据对其各自承载的已曝光晶圆进行量测获得，所述多个承片台所承载的待曝光晶圆的位置分别根据其各自的套刻偏差值进行调整。

可选地，进一步包括：控制装置，用于分别根据各个承片台上的套刻偏差值对应调整各个承片台上的待曝光晶圆的位置。

可选地，所述控制装置包括：存储单元，用于分别存储所述多个承片台的套刻偏差值；计算单元，用于根据各个承片台的套刻偏差值计算与各个承片台分别对应的曝光补偿值；以及，调整单元，用于根据与各个承片台分别对应的曝光补偿值调整各个承片台上的待曝光晶圆的位置。

相应地，本发明还提供一种曝光方法，采用包括多个承片台的曝光设备，所述曝光方法包括：

分别对所述多个承片台上的晶圆进行曝光；

对已曝光的所述晶圆分别进行量测，获得分别对应于所述多个承片台的套刻偏差值；

根据分别对应于所述多个承片台的套刻偏差值分别调整对应的承片台上的下一个晶圆的位置；以及

分别对所述多个承片台上的下一个晶圆进行曝光。

可选地，进一步包括：建立晶圆标识码和所述多个承片台的对应关系，所述对应关系决定待曝光的晶圆由所述曝光设备的哪一台承片台承载。

可选地，所述根据分别对应于所述多个承片台的套刻偏差值分别调整对应的承片台上的下一个晶圆的位置包括：根据分别对应于所述多个承片台的套刻偏差值分别计算对应于所述多个承片台的曝光补偿值；以及，根据分别对应于所述多个承片台的曝光补偿值分别调整对应的承片台上的下一个晶圆的位置。

相应地，本发明还提供一种曝光设备控制系统，用于控制包括多个承片台的曝光设备，所述曝光设备控制系统包括：

存储单元，用于分别存储与所述多个承片台对应的套刻偏差值；

计算单元，用于根据所述套刻偏差值分别计算对应于所述多个承片台的曝光补偿值；以及

调整单元，用于根据计算得出的所述曝光补偿值分别控制所述多个承片台上承载的待曝光晶圆的位置。

可选地，所述存储单元被配置为可以分别根据对所述多个承片台上曝光的晶圆进行量测得到的结果对应更新所述套刻偏差值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

采用包括多个承片台的曝光设备，分别测量在所述多个承片台上已曝光的晶圆的套刻偏差值，并分别采用对应的套刻偏差值调整对应的承片台上的待曝光晶圆位置，能够避免套刻偏差值在各承片台之间的混用，提高晶圆的对准精度。

附图说明

图1示出了本发明实施例的曝光系统100的示意图。

图2示出了本发明实施例的曝光方法200的流程示意图。

具体实施方式

为提高效率，越来越多的曝光设备使用多个承片台，在对某个承片台上的晶圆进行曝光时，可以调整其他承片台上的晶圆的位置。例如，半导体制造中常用的荷兰阿斯麦（ASML）公司生产的TWINSCAN光刻机，其曝光设备中有双承片台（wafer chuck），具有较高的曝光效率。然而，这样的曝光设备的对准精度不够理想。

因此，本发明提供一种曝光方法及系统，采用多个承片台，分别根据各个承片台的套刻偏差值进行晶圆位置的调整，以提高对准精度。

图1示出了本发明实施例的曝光系统100的示意图。参考图1，所述曝光系统100包括曝光装置110和控制装置130。所述曝光装置110包括多个承片台，分别用于承载待曝光晶圆。所述控制装置130用于调整每个承片台上的待曝光晶圆的位置。在有些实施例中，所述曝光装置110和所述控制装置130可以集成在一起。

如图1所示，在有些实施例中，所述曝光装置110包括第一承片台111以及第二承片台113。需要说明的是，所述多个承片台的个数不限于两个。所述曝光装置还包括光学系统等部件，为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

继续参考图1，在有些实施例中，所述控制装置130包括存储单元131、计算单元133以及调整单元135。所述存储单元131用于分别存储量测所得到的、分别与所述第一承片台111和所述第二承片台113对应的套刻偏差值。所述计算单元133用于根据分别与所述第一承片台111和所述第二承片台113对应的套刻偏差值计算分别与其对应的曝光补偿值。所述调整单元135用于根据所述曝光补偿值分别调整所述第一承片台111和所述第二承片台113上的待曝光晶圆的位置。

下面结合所述曝光系统100的操作流程进行详细说明。

图2示出了本发明实施例的曝光方法200的流程示意图。所述曝光方法200采用所述曝光系统100对晶圆进行曝光，具体包括：

步骤S201，分别对所述第一承片台111上的第一晶圆和所述第二承片台113上的第一晶圆进行曝光；

步骤S203，对已曝光的所述第一晶圆进行量测，获得分别对应于所述第一承片台111和所述第二承片台113的套刻偏差值；

步骤S205，根据分别对应于所述第一承片台111和所述第二承片台113的套刻偏差值分别调整对应的承片台上的第二晶圆的位置；以及

步骤S207，对所述第二晶圆进行曝光。

以下对所述曝光方法200的步骤进行详细描述。

执行步骤S201，分别对所述第一承片台111上的第一晶圆和所述第二承片台113上的第一晶圆进行曝光。

通常，具有多承片台的曝光装置采用“承片台专用”（chuck dedication）的操作模式。在有些实施例中，当某一批次的晶圆被送到所述曝光装置110以完成对第1层图形的曝光时，首先会建立晶圆和承片台之间的对应关系。例如，根据晶圆标识码、晶圆序号等，将该批次的晶圆分别分配给所述第一承片台111和所述第二承片台113。当该批次的晶圆再一次被送到所述曝光装置进行以后各层图形的曝光时，会继续根据上述对应关系将晶圆分配给所述第一承片台111和所述第二承片台113。晶圆的分配可以由后台系统，例如，先进工艺控制（advanced process control，APC）系统完成。基于上述晶圆分配，待曝光晶圆被分为多组。上一组晶圆曝光后量测所得的套刻偏差值可以运用于对下一组晶圆的位置调整。

具体地，首先对第一组晶圆，包括两个第一晶圆，进行曝光。在对所述第一承片台111上的第一晶圆进行第N层图形的曝光时，可以对所述第二承片台113上的第一晶圆进行位置调整，以节省时间、提高效率。在所述第一承片台111上的第一晶圆曝光完成后，即可对所述第二承片台113上的第一晶圆进行第N层图形的曝光。在对各自对应的第一晶圆进行曝光时，所述第一承片台111和所述第二承片台113的位置可能会有差异，从而造成了两个第一晶圆之间具有不同的对准偏差值。

执行步骤S203，对已曝光的所述第一晶圆进行量测，获得分别对应于所述第一承片台111和所述第二承片台113的套刻偏差值。

套刻偏差值（overlay value），通常表示当前层图形与上层图形相比偏移了多少量。如何对所述第一晶圆进行量测以获得套刻偏差值为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

获得的套刻偏差值存储在所述存储单元131中，已备在对下一组晶圆进行位置调整时使用。在有些实施例中，所述存储单元131被配置为可以分别存储各自对应于所述第一承片台111和所述第二承片台131的套刻偏差值。例如，可以在所述存储单元131中建立两个列表，分别存储各自对应于所述第一承片台111和所述第二承片台131的套刻偏差值。或者，所述存储单元131存储两个套刻偏差值，其中一个根据对所述第一承片台111上的已曝光晶圆进行量测得到的套刻偏差值进行更新，另一个根据对所述第二承片台113上的已曝光晶圆进行量测得到的套刻偏差值进行更新。

执行步骤S205，根据分别对应于所述第一承片台111和所述第二承片台113的套刻偏差值分别调整对应的承片台上的第二晶圆的位置。

在分别对所述第一晶圆进行曝光、量测之后，进入对第二组晶圆进行曝光的流程。所述第二组晶圆包括两个第二晶圆，分别为所述第一承片台111和所述第二承片台113所承载。

需要说明的是，对所述第一承片台111和所述第二承片台113上晶圆的操作并不一定同步。在有些实施例中，当对所述第一承片台111上的第一晶圆进行曝光时，对所述第二承片台113上的第一晶圆进行位置调整；当对所述第一承片台111上的第一晶圆曝光完成进行量测时，进行对所述第二承片台113上的第一晶圆的曝光；当对所述第一承片台111上的第一晶圆量测完成、所述第一承片台111承载其对应的第二晶圆根据量测结果进行位置调整时，进行对所述第二承片台113上的第一晶圆的量测；以及，当对所述第一承片台111上的经过位置调整的第二晶圆进行曝光时，所述第二承片台113承载其对应的第二晶圆、并根据其对应的第一晶圆的量测结果调整其对应的第二晶圆的位置。错开对所述第一承片台111和所述第二承片台113上晶圆的操作可以更有效率地利用各种设备，节省工艺时间。然而，以上所述仅为一个实施例，并不对本发明做严格限制。

所述计算单元133根据分别对应于所述第一承片台111和所述第二承片台113的套刻偏差值计算曝光补偿值。在有些实施例中，所述曝光补偿值可依下式计算：

PC_N=AL*PC_N-1+PIE+MS

其中，PC_N代表对当前晶圆进行第N层图形的曝光所需的曝光补偿量，PIE代表根据对已曝光的上一个晶圆的第N层图形进行量测所得到的相对于第N-1层的套刻偏差，MS代表设备状态系数，PC_N-1代表对当前晶圆进行第N-1层图形的曝光时所用的曝光补偿量，AL为一个系数，若对当前晶圆进行第N层图形的曝光时对准的是当前晶圆的第N-1层图形，则AL为0，若对当前晶圆进行第N层图形的曝光时对准的是第当前晶圆的原始对准标记，AL为1。

根据所述计算单元133得出的分别对应于所述第一承片台111和所述第二承片台113的曝光补偿值，所述调整单元135分别调整所述第一承片台111和所述第二承片台113上承载的第二晶圆的位置。从而避免了不同承片台混用同一套套刻偏差值，提高了对准精度。

执行步骤S207，对所述第二晶圆进行曝光。

对经过位置调整的所述第二晶圆进行曝光，能够得到更好的精度。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种曝光系统，包括多个承片台，分别用于承载待曝光晶圆，其特征在于，所述多个承片台的套刻偏差值分别根据对各个承片台各自承载的已曝光晶圆进行量测获得，所述多个承片台所承载的待曝光晶圆的位置分别根据其各自的套刻偏差值进行调整。

2.如权利要求1所述的曝光系统，其特征在于，进一步包括：控制装置，用于分别根据各个承片台上的套刻偏差值对应调整各个承片台上的待曝光晶圆的位置。

3.如权利要求2所述的曝光系统，其特征在于，所述控制装置包括：

存储单元，用于分别存储所述多个承片台的套刻偏差值；

计算单元，用于根据各个承片台的套刻偏差值计算与各个承片台分别对应的曝光补偿值；以及

调整单元，用于根据与各个承片台分别对应的曝光补偿值调整各个承片台上的待曝光晶圆的位置。

4.一种曝光方法，采用包括多个承片台的曝光设备，所述曝光方法包括：

分别对所述多个承片台上的晶圆进行曝光；

分别对所述多个承片台上的下一个晶圆进行曝光。

5.如权利要求4所述的曝光方法，其特征在于，进一步包括：建立晶圆标识码和所述多个承片台的对应关系，所述对应关系决定下一个晶圆由所述曝光设备的哪一台承片台承载。

6.如权利要求4所述的曝光方法，其特征在于，所述根据分别对应于所述多个承片台的套刻偏差值分别调整对应的承片台上的下一个晶圆的位置包括：根据分别对应于所述多个承片台的套刻偏差值分别计算对应于所述多个承片台的曝光补偿值；以及，根据分别对应于所述多个承片台的曝光补偿值分别调整对应的承片台上的下一个晶圆的位置。

7.一种曝光设备控制系统，用于控制包括多个承片台的曝光设备，其特征在于，所述曝光设备控制系统包括：

8.如权利要求7所述的曝光设备控制系统，其特征在于，所述存储单元被配置为分别根据对所述多个承片台上曝光的晶圆进行量测得到的结果对应更新所述套刻偏差值。