CN109309030B - 扫描器、校正系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种扫描器、校正系统及方法。扫描器包含光源，光源配置以将光线照射于晶圆的背侧。光线自晶圆的背侧反射。第一镜片配置以接收来自晶圆的背侧的光线，并反射此光线。感测器配置以接收来自第一镜片的光线，并产生对应晶圆的背侧形貌的输出信号。

Description

扫描器、校正系统及其方法
技术领域
本发明实施例是关于晶圆形貌的校正装置、系统及方法。
背景技术
集成电路(integrated circuits,ICs)一般透过半导体晶圆制造设备中的多个制程步骤而制成，其中每个制程步骤配置一图案化层于晶圆上。为了使集成电路正确运行，这些图案化层必须彼此准确对准。图案化层之间的未对准可能导致短路或连接失效，严重影响元件的产量。晶圆上的图案化层之间的未对准测量(例如叠对量测(overlay metrology,OVL))是制造集成电路元件中最重要的制程之一。具体来说，叠对量测是指测定一图案化层相对于与其相邻的另一个图案化层的对准精度。随着集成电路的复杂度增加，叠对量测的测量变得越来越重要与困难。
在传统制造具有不同图案及特征尺寸的不同产品晶圆的制造设备中，综合量测(integrated metrology,IM)系统具有用于执行叠对量测的固定设置，此固定设置无关通过的不同的产品晶圆。不同的产品晶圆使用不同的图案及不同的制程而制成。不同的制程(或单一制程中的变化)使晶圆具有不同的表面形貌，此会影响叠对量测及误差率。目前的系统在暴露晶圆于辐射源之前，利用晶圆前侧的对位标记以执行叠对量测对准。值得注意的是，目前的系统是利用仅能补偿线性叠对量测误差的对位标记，且此对位标记无法补偿非线性的叠对量测误差，例如Z轴上的误差。
发明内容
根据本揭露的一态样，扫描器包含光源、第一镜片及感测器。光源配置以将光线施加到晶圆的背侧，其中光线自晶圆的背侧反射。第一镜片配置以自晶圆的背侧接收光线，其中第一镜片反射光线。感测器配置以自第一镜片接收光线，其中感测器配置以产生对应晶圆的背侧表面形貌的输出信号。
根据本揭露的一态样，方法包含将光线照射于晶圆的背侧的第一部分，其中晶圆的背侧反射光线；自晶圆的背侧反射光线至感测器；通过感测器产生信号，信号对应晶圆的背侧形貌；以及基于对应晶圆的背侧形貌的信号，产生校正叠对映射。
根据本揭露的一态样，系统包含背侧扫描器、晶圆台、处理器及半导体制造系统。背侧扫描器包含光源、第一镜片及感测器。光源配置以将光线照射于半导体晶圆，其中光线自半导体晶圆反射。第一镜片配置以自半导体晶圆接收光线，其中第一镜片反射光线。感测器配置以自第一镜片接收光线，并产生对应半导体晶圆的形貌的输出信号。晶圆台包含自晶圆台的上表面延伸的多个晶圆支撑件，其中各该晶圆支撑件具有预定间隔及预定高度，且其中各该晶圆支撑件的预定间隔、预定高度或预定间隔与预定高度两者具有一变动值。处理器配置以自感测器接收输出信号，并产生校正叠对映射，其中校正叠对映射配置以补偿各该晶圆支撑件的变动值。半导体制造系统配置以形成至少一层半导体元件于半导体晶圆上，半导体晶圆耦合至晶圆台，其中校正叠对映射配置以补偿半导体晶圆的形貌。
附图说明
当结合随附附图阅读时，自以下详细描述将很好地理解本揭露。应强调，根据工业中的标准实务，各特征并非按比例绘制且仅用于说明的目的。事实上，为了论述清晰的目的，可任意增加或减小特征的尺寸。
图1A绘示理想晶圆形貌的一实施例；
图1B绘示根据本揭露的一些实施例的非理想晶圆形貌；
图2绘示根据本揭露的一些实施例的在半导体制造期间补偿非理想晶圆形貌的系统；
图3绘示根据本揭露的一些实施例的补偿非理想晶圆形貌的方法；
图4绘示根据本揭露的一些实施例的含有叠对量测校正的半导体制造系统。
具体实施方式
以下揭示内容提供许多不同实施例或示例，用于实施本揭露的不同特征。下文描述组件及排列的特定实例以简化本揭露书的内容。当然，该等实例仅为示例且并不意欲为限制性。举例而言，本揭露可在各实例中重复元件符号及/或字母。此重复是为了简化，并不指示所论述的各实施例及/或配置之间的关系。
进一步地，为了便于描述，本文可使用空间相对性用语(诸如“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及类似者)来描述诸图中所图示一个元件或特征与另一元件(或多个元件)或特征(或多个特征)的关系。除了诸图所描绘的定向外，空间相对性用语意欲包含元件在使用或操作中的不同定向。装置可经其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)且因此可同样解读本文所使用的空间相对性描述词。
再者，本文可使用“第一”、“第二”、“第三”等以便于描述，以区分图或数字系列的不同元件。“第一”、“第二”、“第三”等并非意欲描述对应的元件。因此，第一图描述的“第一晶片”可能不一定对应于另一图描述的“第一晶片”。
在各种实施例中，揭露了在半导体制造之前及期间补偿非理想晶圆形貌的系统及方法。系统包含尺寸配置以接收半导体晶圆于其上的晶圆台。晶圆台包含多个支撑件，支撑件配置以支撑晶圆。背侧扫描器配置于晶圆台之下。背侧扫描器包含光源及第一镜片。光源位于可以产生从晶圆的背侧表面反射至第一镜片的光线的位置。第一镜片自晶圆的背侧反射光线至感测器。感测器配置以接收反射的光线，并产生对应半导体晶圆的背侧表面形貌的信号。在一些实施例中，光线自第一镜片反射至第二镜片，并从第二镜片反射至感测器。
根据一些实施例，图1A绘示第一晶圆10a，第一晶圆10a具有理想晶圆形貌12a，而图1B绘示第二晶圆10b，第二晶圆10b具有非理想(或现实世界)晶圆形貌12b。理想晶圆形貌12a具有由定义第一晶圆10a的中心最大值的连续球形曲线14及围绕第一晶圆10a的周边延伸的平面边缘16定义的背侧形貌。当第一晶圆10a被晶圆台102箝住，第一晶圆10a被平坦化且定义出平坦晶圆形貌18(用虚线表示)。
相反地，非理想晶圆形貌12b定义多个曲线14a-14f，每个曲线具有局部最大值及多个边缘16a-16g。举例来说，在绘示的实施例中，非理想晶圆表面形貌12b包含六个独立的曲线14a-14f，每个曲线自第一边缘16a-16f延伸至第二边缘16b-16g。本领域技术人员应了解，独立的曲线14a-14f(或局部最大值)是由晶圆形成制程产生，且每个晶圆都不同。虽然特定的非理想表面形貌作为实施例绘示于此，应该理解，晶圆10b可以具有任何非理想形貌12b且亦在本揭露的范围内。
在一些实施例中，非理想晶圆形貌12b使第二晶圆10b耦合到晶圆台102时，无法定义出平坦表面形貌。相对的，即使耦合(如箝住)至晶圆台102，第二晶圆10b尚包含非理想形貌12b。举例来说，在一些实施例中，当耦合至晶圆台102，第二晶圆10b包含一或多个局部曲线14a-14f及/或边缘16a-16g。在其他实施例中，当被晶圆台102箝住，第二晶圆10b具有较少及/或较多数量的局部曲线及/或边缘，但仍然无法定义出平坦表面。
第二晶圆10b的非理想形貌12b在半导体制造中会导致一或多个误差。在一些实施例中，一或多个误差由半导体制造期间的第二晶圆10b的非理想形貌、晶圆台102的箝住效应及/或晶圆台102的表面粗糙度之间的相互作用而产生。举例来说，在一些实施例中，非理想表面形貌12b、箝住效应及/或表面粗糙度组合而产生叠对量测(overlay metrology,OVL)误差，例如线性及/或非线性叠对量测误差。虽然此处讨论的实施例包含Z轴上的非线性误差，但应该理解，本揭露的系统和方法可以用于补偿任何合适的误差，包括但不限于X、Y及/或Z方向上的误差。
根据一些实施例，图2绘示系统100，其配置以在半导体制程期间侦测并补偿非线性叠对量测误差。系统100包含晶圆台102及背侧扫描器110。晶圆台102包含主体104及多个晶圆支撑件106a-106g，晶圆支撑件106a-106g自主体104的上表面104a延伸。多个晶圆支撑件106a-106g具有预定的间隔及预定的高度，其配置以支撑晶圆10c于其上。虽然晶圆支撑件106a-106g设计为具有相同的间隔及高度，制程及制造的变动可能导致每个晶圆支撑件106a-106g有不同的间隔及/或高度。此处的晶圆支撑件106a-106g的非理想变动是指晶圆台102的表面粗糙度。
晶圆10c类似于上述的图1B的晶圆10b，类似的描述将不在此重复。晶圆10c包含多个局部曲线，局部曲线具有局部最小值16a-16g。每个局部最小值具有离理想平坦形貌18的间隔22a-22g。晶圆支撑件106a-106g可以使用任何合适的耦合机构耦合至晶圆10c。举例来说，在一些实施例中，晶圆10c通过真空耦合、机械边缘耦合及/或其他合适的耦合机构而耦合至晶圆台102。
在一些实施例中，背侧扫描器110位于晶圆台102之下及/或邻近晶圆台102。背侧扫描器110配置以执行晶圆10c的背侧表面20的背侧扫描，其对应晶圆10c的真实晶圆形貌12c。背侧扫描是由叠对量测校正系统150提供，叠对量测校正系统150配置以在半导体制造之前及/或期间校正晶圆10c的非线性叠对量测误差。
在一些实施例中，背侧扫描器110包含光源112，光源112配置以产生光线114。光源112配置以将光线114a导至晶圆10c的背侧表面20。光线114a自背侧表面20以第一入射角θ1反射，第一入射角θ1是与晶圆10c的背侧形貌相关。在一些实施例中，光源112是可调整的，以将光线114a导至背侧表面20的不同点。举例来说，在一些实施例中，光源112的水平位置及/或角度是可调整的，将在以下更详细说明。
光源112可以包含任何合适的光源，例如灯及/或其他合适的光源。虽然本揭露讨论的实施例包含配置以产生光线114的光源112，应了解到，光源112可以配置以产生标靶性光及/或广域光(包含多个光线114)。标靶性光可以通过任何合适的光源112产生，例如雷射。广域光可以通过任何合适的光源112产生，例如发光二极管(light-emitting diode,LED)。虽然本揭露讨论的实施例使用特定的光源，应了解到，任何合适的光源或光源的组合可以用于产生光线114。
在一些实施例中，光源112的位置是可调整的。举例来说，在一些实施例中，光源112沿着第一水平轴116a在水平方向上移动。光源112可以通过任何合适的机构移动，例如，举例来说，自动及/或手动机构。在一些实施例中，光源112沿着第一水平轴116a连续移动至自第一位置118a至第二位置118b中的任意点。在其他实施例中，光源112可以沿第一水平轴116a移动至自第一位置118a至第二位置118b中的多个不连续的位置之一。
在一些实施例中，光源112相对于第一水平轴116a的旋转角度是可调整的。举例来说，在一些实施例中，光源112的旋转角度是可调整的，以将光线114a导向晶圆10c的背侧表面20上的各位置。光源112的旋转角度可以从第一角度连续调整到第二角度及/或可以调整至多个不连续的角度之一。在一些实施例中，可以自第一角度连续调整旋转角度至第二角度，以使光线114a移动或扫描整个背侧20的形貌。
在一些实施例中，背侧扫描器110包含第一镜片120。第一镜片120配置以接收自晶圆10c的背侧表面20反射的光线114b。第一镜片120配置于一个相对于第二水平轴116b的第一旋转角度124。第二水平轴116b平行于第一水平轴116a。第一旋转角度124可以为任意合适的角度，例如，举例来说，大于0°且小于90°的任意角度。第一旋转角度124是以可以让光线114b从第一镜片120以第二入射角θ2反射来选择。应了解到，第一镜片120可以包含任何合适的反射表面，例如，举例来说，玻璃、金属及/或配置以第二入射角θ2反射光线114b的其他反射表面。在一些实施例中，第一镜片120的水平位置及/或角度是可调整的，以下将更详细说明。
在一些实施例中，第一镜片120的位置是可调整的。举例来说，在一些实施例中，第一镜片120可以沿着第二水平轴116b在水平方向上移动。可以使用任何合适的机构移动第一镜片120，例如，举例来说，自动及/或手动机构。在一些实施例中，第一镜片120沿着第二水平轴116b连续移动至自第一位置126a至第二位置126b中的任意点。在其他实施例中，第一镜片120可以沿第二水平轴116b移动至自第一位置126a至第二位置126b中的多个不连续的位置之一。在其他实施例中，第一镜片120的水平位置是固定的。
在一些实施例中，第一镜片120与第二水平轴116b之间的第一旋转角度124是可调整的。第一旋转角度124可调整至反射来自晶圆10c的背侧20的不同部分的光线114b。举例来说，在一些实施例中，第一旋转角度可以自第一角度连续调整至第二角度，以接收从背侧20上的各位置的反射光线，并成像晶圆10c的形貌。在其他实施例中，第一旋转角度124是固定的。
在一些实施例中，光源112及第一镜片120的水平位置及/或旋转角度是相关的。举例来说，在一些实施例中，光源112在第一水平轴116a上的水平位移Δx1对应于第一镜片120在第二水平轴116b上的水平位移Δx2。在一些实施例中，Δx1与Δx2是相同的。然而需了解到，光源112在第一水平轴116a上的位移可以大于或小于第一镜片120在第二水平轴116b上的位移。
作为另一个示例，在一些实施例中，光源112对于第一水平轴116a的旋转角的角度调整Δθ1对应于第一镜片120对于第二水平轴116b的旋转角的角度调整Δθ2。在一些实施例中，Δθ1与Δθ2是相同的，然而应了解到，光源112的角度调整可以大于或小于第一镜片120的角度调整。
在一些实施例中，光源112或第一镜片120的其中一个的水平位移对应于其中另一个的旋转角度调整。举例来说，在一些实施例中，光源112对于第一水平轴116a的旋转角度的变化Δθ是对应于第一镜片120沿第二水平轴116b的水平位移Δx。作为另一个示例，在一些实施例中，光源112沿第一水平轴116a的水平位移Δx是对应于第一镜片120对于第二水平轴116b的旋转角度124的变化Δθ。
第一镜片120配置以反射光线114c至第二镜片122及/或感测器130。在一些实施例中，第二镜片122在第二水平轴116b上与第一镜片120水平对齐。第二镜片122具有对于第二水平轴116b的第二旋转角度128。在一些实施例中，第二旋转角度128与第一镜片120的第一旋转角度124有关。应了解到，第一旋转角度124及第二旋转角度128是相关的，以使第一镜片120及第二镜片122配置以反射光线至感测器130，其将在以下详细描述。第一旋转角度124及第二旋转角度128是以可以自光源112传递(或反射)光线至感测器130来选择，并且可以具有配置以自光源112传输光线至感测器130的任何合适的值。在一些实施例中，第二镜片122的水平位置及/或第二旋转角度128是可调整的。在其他实施例中，第二镜片122具有固定的水平位置及/或对于第二水平轴116b固定的第二旋转角度128。虽然此处讨论的实施例包含两个镜片，应了解到，背侧扫描器110可以包含单一镜片及/或任意数量的镜片。举例来说，在一些实施例中，第二镜片122可以省略，而第一镜片120可以配置以直接反射光线114c至感测器130。作为另一个示例，在一些实施例中，一或多个额外的镜片可以配置于第二镜片122与感测器130之间，以自第二镜片122反射及/或导向光线114d至感测器130。
在一些实施例中，第二镜片122配置以以第三入射角θ3导向反射的光线114d至感测器130。感测器130配置以接收反射的光线114d，并产生对应晶圆10c的背侧形貌的信号。举例来说，在一些实施例中，感测器130配置以侦测波长、强度、角度、及/或其他合适的反射光线114d的参数中的一或多个。在其他实施例中，感测器130为数字影像感测器，可以产生晶圆10c的背侧形貌的数字影像。感测器130可以包含任何合适的感测器，例如光导元件(photoconductive device)、光伏元件(photovoltaic)、光二极管(photodiode)、光晶体管(phototransistor)及/或其他合适的感测器中的一或多个。举例来说，在一些实施例中，感测器130包含感光耦合元件(charge-coupled device,CCD)、互补式金属氧化物半导体元件(complementary metal-oxide-semiconductors device,CMOS)及/或其他合适的元件。
虽然绘示的实施例包含单一光源112及单一感测器130，应了解到，背侧扫描器110可以包含任意数量的光源112、第一镜片120、第二镜片122及/或感测器130。举例来说，在一些实施例中，背侧扫描器110包含多个光源112、多个第一镜片120、多个第二镜片122及多个感测器130。每个光源配置以产生照射于晶圆10c的预定位置的光线。光线自每个预定位置反射至多个第一镜片120之一、多个第二镜片122之一及/或多个感测器130之一。在一些实施例中，多个光源、镜片及/或感测器用来使背侧扫描器110以更高的速率完成背侧形貌扫描。
在一些实施例中，感测器130产生的背侧扫描信息(例如数字影像信息)是提供至叠对量测校正系统150。叠对量测校正系统150配置以自感测器130接收背侧扫描信息，并产生校正的叠对量测映射(OVL map)，以下将更详细讨论。叠对量测校正系统150可以包含任何合适的用于产生校正的叠对量测映射及/或控制半导体制程的元件，例如，举例来说，配置以接收背侧扫描信息并产生校正的叠对量测映射的处理器。叠对量测校正系统150可以包含额外的元件，将在图4更详细讨论。
叠对量测校正系统150配置以自感测器130接收背侧扫描信息并产生用于形成晶圆10c上的电路的半导体制程的一或多个叠对量测校正。在一些实施例中，叠对量测校正系统150配置以自背侧扫描器110接收背侧扫描信息并产生用于半导体制造的校正的叠对量测映射。在一些实施例中，叠对量测校正系统150接收未校正的叠对量测映射。未校正的叠对量测映射可以由例如晶圆10c的一或多个形貌扫描、晶圆10c的建模、晶圆形成过程的建模、理想晶圆的建模及/或任何其他合适的制程而产生。未校正的叠对量测映射可以使用任意合适的成像系统产生，例如感光耦合元件或其他成像系统。
叠对量测校正系统150从自背侧扫描器110接收的背侧扫描数据产生背侧形貌映射。背侧形貌映射包含晶圆10c的背侧形貌信息，例如z方向信息。z方向信息可以表示为任意数量级的多项式，越高的数量级具有较高的准确性。举例来说，在一些实施例中，5数量级的多项式用于产生包含z方向信息的z轮廓，然而应了解到，亦可以使用更多或更少数量级。结合背侧形貌映射与未校正的叠对量测映射，以产生校正的叠对量测映射。举例来说，在一些实施例中，背侧形貌映射与未校正的叠对量测映射的结合转变未校正的叠对量测映射的z方向轮廓，使由晶圆10c、晶圆台102的箝住效应及/或晶圆台102的粗糙度造成的线性及非线性叠对量测误差得以校正。背侧形貌映射的z方向轮廓转换为具有梯度的x及y轴位移值。举例来说，在一些实施例中，梯度的值等同于ΔZ/ΔX、ΔZ/ΔY，其中ΔZ为未校正的叠对量测映射的z方向变动值，ΔX为未校正的叠对量测映射的x方向变动值，而ΔY为未校正的叠对量测映射的y方向变动值。梯度值(ΔZ/ΔX、ΔZ/ΔY)表示为x及y方向上的位移值。x及y方向上的位移值包含叠对量测“指纹”或标志，使叠对量测校正系统150可以在制程期间实时(real time)补偿。在一些实施例中，叠对量测“指纹”包含校正的叠对量测映射，如下所述。
在一些实施例中，叠对量测校正系统150产生具有转变后的z方向轮廓的校正的叠对量测映射。校正的叠对量测映射是由使用之前产生的背侧形貌映射(例如梯度映射)来修改未校正的叠对量测映射而产生。校正的叠对量测映射在半导体制程期间使用，以消除(或补偿)晶圆10c的叠对量测误差，其包含线性及/或非线性叠对量测误差。在一些实施例中，在使用一或多个前侧对位标记将晶圆10c对位后，将背侧形貌映射与未校正的叠对量测映射结合。
图3绘示根据一些实施例的补偿独立晶圆形貌的方法300。在步骤302中，晶圆(例如晶圆10c)与晶圆台102耦合。晶圆10c可以使用任何形成半导体晶圆的制程而形成。晶圆10c包含非理想表面形貌。晶圆10c使用任何合适的机构与晶圆台102耦合，例如，举例来说，真空耦合、机械边缘耦合及/或其他合适的耦合机构。
在步骤304中，光源(例如光源112)提供光线114a至晶圆10c的背侧20。光线114a使用任何合适的光源112产生，例如，举例来说，定向光源(directed light source)及/或多向光源(multi-directional light source)。光线114a以第一入射角度θ1自晶圆10c的背侧20反射。
在步骤306中，第一镜片接收并反射光线114b，例如第一镜片120。第一镜片120以第二入射角θ2反射光线114c。在一些实施例中，第一镜片120具有对于第二水平轴116b的第一旋转角度124。第二入射角度θ2是与第一旋转角度124相关。
在选择性的步骤308中，一或多个额外的镜片接收并反射光线114c，例如第二镜片122。额外的镜片可以沿第二水平轴116b与第一镜片120对齐及/或可以沿垂直轴132对齐。第二镜片122对于第二水平轴116b具有第二旋转角度128。光线114d以第三入射角θ3自第二镜片122反射。第三入射角θ3是与第二旋转角度128相关。在一些实施例中，第二镜片122具有固定的水平位置及/或对于第二水平轴116b的预定的第二旋转角度128。
在步骤310中，感测器(例如感测器130)接收反射的光线114d。感测器130可以为任何合适的光学感测器，配置以接收反射的光线114d。举例来说，在一些实施例中，感测器130是为感光耦合元件。感测器130侦测反射的光线并产生关于晶圆10c的背侧形貌的背侧扫描信息。在包含感光耦合元件的实施例中，感测器130接收反射的光线114d并产生关于晶圆10c的背侧形貌的数字影像数据。在使用其他及/或额外的感测器类型的实施例中，可以产生对应晶圆10c的背侧形貌的额外的数据。
在步骤312中，感测器130产生背侧扫描信息，此背侧扫描信息提供至叠对量测校正系统150。叠对量测校正系统150包含任何合适的元件，此元件(例如处理器)配置以自感测器130接收背侧扫描信息，将在以下更详细讨论。
在步骤314中，光源112及/或第一镜片120的位置及/或旋转是可调整的。举例来说，在一些实施例中，光源112的水平位置及/或第一镜片120的水平位置依序沿第一水平轴116a及第二水平轴116b是可调整的。光源112及/或第一镜片120的水平位置是可调整的，以扫描晶圆10c的背侧20的不同部分。光源112及/或第一镜片120的水平位置可以依序沿第一水平轴116a及第二水平轴116b连续调整及/或可以依序调整至沿第一水平轴116a及第二水平轴116b上一或多个不连续的位置。
在一些实施例中，光源112及/或第一镜片120的旋转角度是可调整的。举例来说，在一些实施例中，介于第一镜片120及第二水平轴116b之间的第一旋转角度124是可调整的。光源112及/或第一镜片120的旋转角度是可调整的，以扫描晶圆10c的背侧的不同部分。举例来说，在一些实施例中，调整光源112及/或第一镜片120使得光线114从晶圆10c上的各个部分反射至感测器130。在一些实施例中，连续调整光源112及/或第一镜片120的旋转，以扫描晶圆10c的背侧20的一部分。
尽管步骤304-314绘示成不连续的步骤，应了解到，步骤304-314的全部或其中几个可以作为单一、连续的制程。举例来说，在一些实施例中，光线114照射于晶圆10c的背侧20上，而光源112及/或第一镜片120依序沿着第一水平轴116a及第二水平轴116b移动。感测器130自第一镜片120及第二镜片122连续接收及/或间歇接收反射的光线114d，并产生连续及/或间歇的输出信号至叠对量测校正系统150，此输出信号对应背侧扫描信息。
在步骤316中，叠对量测校正系统150产生晶圆10c的背侧形貌映射。背侧形貌映射包含晶圆10c的背侧形貌信息，背侧形貌信息包含z方向信息。在一些实施例中，背侧形貌映射以局部曲线14a-14f、边缘16a-16g及/或晶圆10c的背侧20的其他形貌特征来表示。
在步骤318中，叠对量测校正系统150产生校正的叠对量测映射。校正的叠对量测映射是由使用背侧表面形貌映射修改未校正的叠对量测映射而产生。校正的叠对量测映射包含针对线性及/或非线性的叠对量测误差的叠对量测校正，其中叠对量测误差是由晶圆10c的非理想表面形貌、箝住效应及/或晶圆台102的粗糙度影响而产生。
在步骤320中，使用校正的叠对量测映射形成一或多个电路于晶圆10c上，以补偿曝光及/或其他制程步骤中的叠对量测误差。晶圆10c可以使用任何系统来处理，例如，举例来说，图4绘示的晶圆处理系统。
根据一些实施例，图4绘示的晶圆处理系统400包含叠对量测校正系统150a。晶圆处理系统400包含晶圆台102a、背侧扫描器110a、叠对量测校正系统150a及半导体制造系统450。晶圆台102a、背侧扫描器110a及叠对量测校正系统150a依序类似于上述的晶圆台102、背侧扫描器110及叠对量测校正系统150，类似的描述将不在此赘述。
叠对量测校正系统150a耦合至半导体制造系统(例如晶圆处理系统)450。半导体制造系统450配置以处理晶圆，例如晶圆10c，并根据一或多个已知的方法将晶圆耦合至晶圆台102a。举例来说，在一些实施例中，半导体制造系统450包含涂层单元452、曝光单元454及/或显影单元456。涂层单元452配置以将一或多个涂层形成于晶圆10c上。涂层可以为任何合适的光阻化学物质，并且使用任何用于制造半导体的光罩而形成。曝光单元454配置以将有涂层的晶圆10c暴露于辐射，以将光罩上的图案转移至晶圆10c的表面。曝光单元454将晶圆10c暴露于任何合适的辐射源及/或图案。显影单元456将晶圆10c显影，根据曝光期间接收的辐射(例如光线)量溶解曝光的光阻化学物质的特定区域。残留光阻的区域及不具有光阻的区域再现光罩上的图案，此图案对应于预定的电路。
在一些实施例中，涂层单元452、曝光单元454及/或显影单元456中的一或多个的位置及/或对准通过半导体制造系统450基于自叠对量测校正系统150a接收的校正的叠对量测映射来调整。对准调整补偿了校正的叠对量测映射中确定的线性及/或非线性叠对量测误差。在一些实施例中，涂层单元452的涂层的量及/或类型是基于从叠对量测校正系统150a接收的信息来调整。在其他实施例中，曝光单元454使用的辐射量是基于从叠对量测校正系统150a接收的信息来调整。虽然此处讨论特定的示例，应了解到，半导体制造系统450可以调整半导体制造系统450(或半导体制造系统450的元件)的任何合适的参数，以回应接收到的校正的叠对量测映射。
叠对量测校正系统150a是为代表性的元件，且可以包含处理子系统406、输入/输出子系统408、记忆子系统410、通讯接口412及系统总线(system bus)414。在一些实施例中，一或多个叠对量测校正系统150a的组件可以组合或省略，例如，举例来说，不包含通讯接口412。在一些实施例中，叠对量测校正系统150a可以包含未于图4中组合或包含的其他组件。举例来说，叠对量测校正系统150a亦可以包含电源子系统。在其他实施例中，叠对量测校正系统150a可以包含图4所示的组件的若干示例。举例来说，叠对量测校正系统150a可以包含多个记忆子系统410。图4示出各组件中的其中一个是为了简洁和清楚起见，而不是限制。
处理子系统406可以包含用于控制叠对量测校正系统150a的操作和性能的任何处理电路。在各方面，处理子系统406可以为一般用途处理器(general purpose processor)、单晶片多处理器(chip multiprocessor,CMP)、专用处理器(dedicated processor)、嵌入式处理器(embedded processor)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、网络处理器(network processor)、输入输出处理器(input/output(I/O)processor)、媒体存取控制器(media access control processor,MAC)、基频处理器(radio basebandprocessor)、协处理器(co-processor)、微处理器(microprocessor)，例如复杂指令集微处理器(complex instruction set computer(CISC)microprocessor)、精简指令集微处理器(reduced instruction set computing(RISC)microprocessor)及/或超长指令字微处理器(very long instruction word(VLIW)microprocessor)或其他处理元件。处理子系统406亦可以为控制器、微控制器、特殊应用集成电路(application specific integratedcircuit,ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)、可编程逻辑装置(programmable logic device,PLD)等等。
在各方面，处理子系统406可以被配置为运行作业系统及各种应用程序。作业系统的示例包含，举例来说，作业系统一般为商标名为Apple OS、Microsoft Windows OS、Android OS及任何其他专有或开源的作业系统。应用程序的示例包含，举例来说，电话应用程序、相机(例如数字相机、录影机)应用程序、浏览器应用程序、多媒体播放器应用程序、游戏应用程序、讯息应用程序(例如电子邮件、短讯息、多媒体)、检视应用程序(viewerapplication)等等。
在一些实施例中，叠对量测校正系统150a可以包含系统总线414，系统总线414耦合各系统组件，包含处理子系统406、输入/输出子系统408及记忆子系统410。系统总线414可以为几种类型的总线结构中的任何一种，包含记忆总线或记忆控制器、周边总线或外部总线及/或局部总线，并使用任何可用的总线架构，包含但不限于，9位总线(9-bit bus)、工业标准结构(Industrial Standard Architecture,ISA)、微通道架构(Micro-ChannelArchitecture,MSA)、扩展工业标准结构(Extended ISA,EISA)、整合驱动电子装置(Intelligent Drive Electronics,IDE)、VESA本地总线(VESA Local Bus,VLB)、PC卡总线(Peripheral Component Interconnect Card International Association Bus,PCMCIA)、小型计算机系统接口(Small Computers Interface,SCSI)或其他适合应用于运算元件的专有总线。
在一些实施例中，输入/输出子系统408可以包含任何合适的机构或组件，至少可以让使用者输入至叠对量测校正系统150a，而叠对量测校正系统150a输出给使用者。举例来说，输入/输出子系统408可以包含任何合适的输入机构，包含但不限于，按钮、键板、键盘、点按式选盘(click wheel)、触控屏幕或动作感测器。在一些实施例中，输入/输出子系统408可以包含电容式感应机构或多点触控电容式感应机构。
在一些实施例中，输入/输出子系统408可以包含用于提供使用者可见的显示的可视周边输出元件。举例来说，与叠对量测校正系统150a合并的可视周边输出元件可以包含屏幕，例如，举例来说，液晶屏幕(Liquid Crystal Display(LCD)screen)。作为另一个示例，可视周边输出元件可以包含可移动的显示或投影系统，以在远离叠对量测校正系统150a的表面上显示内容。在一些实施例中，可视周边输出元件可以包含编码器/解码器，亦即所谓的编解码器(Codec)，以将数字媒体数据转换为模拟信号。举例来说，可视周边输出元件可以包含影片编解码器、音频编解码器或其他任何合适类型的编解码器。
可视周边输出元件亦可以包含显示驱动器、驱动显示驱动器的电路或两者皆包含。可视周边输出元件可以在处理子系统406的指示下显示内容。举例来说，在此仅举几例，可视周边输出元件可以播放媒体重播信息(play media playback information)、在叠对量测校正系统150a上执行的应用程序的应用程序画面、目前正在进行的通讯相关的信息、传入通讯请求相关的信息或元件执行画面。
在一些实施例中，通讯接口412可以包含能够将叠对量测校正系统150a耦合至一或多个网络及/或额外的元件(例如电路产生系统)的任何合适的硬件、软件或硬件与软件的组合。通讯接口412可以设置为使用任何合适的技术来操作，并使用预定的通讯协定、服务或执行程序来控制信息信号。通讯接口412可以包含适当的物理连接器以与对应的通讯媒介连接，无论是有线或无线的。
通讯的媒介包含网络。在各方面，网络可以包含区域网络(local area networks,LAN)或广域网络(wide area networks,WAN)，包含但不限于，网际网络、有线频道(wiredchannels)、无线频道(wireless channels)、通讯元件。通讯元件包含电话、计算机、线、无线电、光纤或其他电磁频道，以及其组合，亦包含其他元件及/或能够数据通讯或与数据通讯相关的组件。举例来说，通讯环境包含内部通讯(in-body communications)、各元件及各通讯模式，例如无线通讯、有线通讯及其组合。
无线通讯模式包含任何利用至少部分的无线技术的点跟点(例如节点)之间的通讯模式，包含关于无线传输、数据及元件的各种协定或协定的组合。上述的点包含，举例来说，无线耳机、音频及多媒体元件与诸如音讯播放器、多媒体播放器、电话等装置，其中电话包含移动电话及电池式(cordless)电话，以及计算机及计算机相关元件和组件，例如打印机、网络连线的机器(如电路产生系统)及/或任何其他合适的元件或第三方元件。
有线通讯模式包含任何利用至少部分的有线技术的点跟点(例如节点)之间的通讯模式，包含关于有线传输、数据及元件的各种协定或协定的组合。上述的点包含，举例来说，音频及多媒体元件与诸如音讯播放器、多媒体播放器、电话等装置，其中电话包含移动电话及电池式(cordless)电话，以及计算机及计算机相关元件和组件，例如打印机、网络连线的机器(如电路产生系统)及/或任何其他合适的元件或第三方元件。在各实作中，有线通讯模块可以根据多个有线协定进行通讯。有线协定的示例包含，在此仅举几例，通用序列总线(Universal Serial Bus,USB)通讯、RS-232、RS-422、RS-423、RS-485系列协定、火线(FireWire,IEEE 1394)、乙太网络(Ethernet)、光纤通道(Fibre Channel)、乐器数字接口(MIDI)、高技术配置(ATA)、串行高技术配置(Serial ATA)、快捷外设互联标准(PCIExpress)、T-1(及其变化)、工业标准结构平行通讯(Industry Standard Architecture,ISA)、小型计算机系统接口(Small Computer System Interface,SCSI)通讯、外部连结标准(Peripheral Component Interconnect,PCI)。
因此，在各方面，通讯接口412可以包含一或多个接口，举例来说，无线通讯接口、有线通讯接口、网络接口、发送接口、接收接口、媒体接口、系统接口、组件接口、开关接口、晶片接口、控制器等等。当通过无线元件或在无线系统中执行时，举例来说，通讯接口412可以包含无线接口，无线接口包含一或多个天线、发射器、接收器、收发器、放大器、滤波器、控制逻辑等等。
在各方面，通讯接口412可以根据一些无线协定提供语音及/或数据通讯的功能。无线协定的示例可以包含各种无线区域网络协定(wireless local area network(WLAN)protocols)，其包含IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.xx系列协定，例如IEEE 802.11a/b/g/n、IEEE 802.16、IEEE 802.20等等。其他无线协定的示例可以包含各种无线广域网络协定，例如具有GPRS的GSM蜂巢式无线电话协定、具有1xRTT的CDMA蜂巢式无线电话通讯系统、EDGE系统、EV-DO系统、EV-DV系统、HSDPA系统等等。更进一步的无线协定示例可以包含无线个人区域网络(wireless personal areanetwork,PAN)协定，例如红外线协定、来自蓝牙技术联盟(Bluetooth Special InterestGroup,SIG)系列协定的协定，其包含具有改进型数据传输率(Enhanced Data Rate,EDR)的蓝牙规格版本v1.0、v1.1、v1.2、v2.0、v2.0以及一或多个蓝芽配置等。又另一个无线协定的示例包含近场通讯技术及协定，例如电磁感应技术(electro-magnetic induction,EMI)。电磁感应技术的示例可以包含被动或主动无线射频辨识(radio-frequencyidentification,RFID)协定及元件。其他合适的协定可以包含超宽频(Ultra Wide Band,UWB)、数字办公室(Digital Office,DO)、数字家庭(Digital Home)、可信平台模块(Trusted Platform Module,TPM)、ZigBee等等。
在一些实施例中，提供具有计算机可执行指令的至少一个非暂态计算机可读取储存媒介，其中，当由至少一个处理器执行时，计算机可执行指令使得该至少一个处理器执行此处描述的方法的实施例。计算机可读取储存媒介可以位于记忆子系统410中。
在一些实施例中，记忆子系统410可以包含能够储存数据的任何机器可读取或计算机可读取媒体，包含依电性/非依电性记忆体及可移除/不可移除记忆体。记忆子系统410可以包含至少一个非依电性记忆体单元。非依电性记忆体单元能够储存一或多个软件程序。软件程序可以包含，举例来说，在此仅举几例，应用程序、使用者数据、元件数据及/或组态数据或其组合。软件程序可以包含各种叠对量测校正系统150a的组件可执行的指令。
在各方面，记忆子系统410可以包含任何机器可读取或计算机可读取媒体，包含依电性/非依电性记忆体及可移除/不可移除记忆体。举例来说，记忆体可以包含只读记忆体(read-only memory,ROM)、随机存取记忆体(random-access memory,RAM)、动态随机存取记忆体(dynamic RAM,DRAM)、双倍数据率动态随机存取记忆体(Double-Data-Rate DRAM,DDR-RAM)、同步动态随机存取记忆体(synchronous DRAM,SDRAM)、静态随机存取记忆体(static RAM,SRAM)、可编程只读记忆体(programmable ROM,PROM)、可抹除可编程只读记忆体(erasable programmable ROM,EPROM)、电子抹除式可复写只读记忆体(electricallyerasable programmable ROM,EEPROM)、快闪记忆体(例如NOR或NAND快闪记忆体)、结合储存(content addressable memory,CAM)、高分子记忆体(例如铁电高分子记忆体)、相变化记忆体(例如双向记忆体)、铁电随机存取记忆体、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅记忆体(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon,SONOS)、碟盘储存(例如软盘、硬盘、光盘、磁盘)或卡片(例如磁卡、光卡)或适合储存信息的任何其他类型的媒体。
在一个实施例中，记忆子系统410可以包含文件形式的指令集，用以执行产生一或多个时序库(timing libraries)(例如从一或多个电路布局提供的电子元件)的方法，如本揭露所述。指令集可以任何机器可读指令可接受的形式储存，包含原始码或各种合适的程序语言。用来储存指令集的程序语言的一些示例可以包含，但不限于，Java、C、C++、C#、Python、Objective-C、Visual Basic或.NET programming。在一些实施例中，编译器或直译器用以将指令集转换成处理子系统406执行的机器可执行代码。
在各种实施例中，揭露了一种扫描器。此扫描器包含光源，光源配置以将光线照射于晶圆的背侧。光线以第一角度自晶圆的背侧反射。第一镜片配置以接收来自晶圆的背侧的光线，并以第二角度反射此光线。感测器配置以接收来自第一镜片的光线，并产生对应晶圆的非理想背侧形貌的输出信号。
根据本揭露的一实施例，光源、第一镜片或光源与第一镜片两者在水平方向上是可移动的，水平方向通过水平轴界定。
根据本揭露的一实施例，光源、第一镜片或光源与第一镜片两者相对于水平轴的旋转角度是可调整的。
根据本揭露的一实施例，扫描器还包含第二镜片，第二镜片配置以接收来自第一镜片的光线，并反射光线至感测器。
根据本揭露的一实施例，第二镜片与第一镜片水平对齐。
根据本揭露的一实施例，第二镜片是固定的。
根据本揭露的一实施例，扫描器还包含处理器，处理器配置以自感测器接收输出信号并产生校正叠对映射。
根据本揭露的一实施例，校正叠对映射配置以校正至少一非线性叠对误差。
根据本揭露的一实施例，校正叠对映射通过组合未校正叠对映射及背侧形貌映射而产生，其中背侧形貌映射是由感测器的输出信号而产生。
根据本揭露的一实施例，光线自晶圆的背侧以第一角度反射，且以第二角度自第一镜片反射。
在各种实施例中，揭露了一种方法。光线照射于晶圆的背侧的第一部分。晶圆的背侧以第一入射角度反射此光线。自晶圆的背侧反射的光线以第二入射角度反射至感测器。感测器产生第一信号，第一信号对应晶圆的背侧形貌。基于对应晶圆的背侧形貌的第一信号产生校正叠对映射。
根据本揭露的一实施例，方法还包含：调整光源及第一镜片中至少一者的水平位置及旋转角度中的至少一者；将光线照射于晶圆的背侧的第二部分；自晶圆的背侧的第二部分反射光线至感测器，其中对应晶圆的背侧形貌的信号包含晶圆的背侧的第一部分及第二部分的背侧形貌。
根据本揭露的一实施例，方法还包含使用该校正叠对映射制造一或多个电路于该晶圆上。
根据本揭露的一实施例，方法还包含：自第一镜片反射光线至第二镜片；以及自第二镜片反射光线至感测器。
根据本揭露的一实施例，第二镜片与第一镜片水平对齐。
在各种实施例中，揭露了一种系统。此系统包含背侧扫描器，背侧扫描器具有水平轴、垂直轴及处理器。背侧扫描器包含光源，光源配置以将光线照射于半导体晶圆上。光线以第一角度反射。第一镜片配置以接收来自晶圆的光线，并以第二角度反射该光线。感测器配置以接收来自第一镜片的光线，并产生对应晶圆的形貌的输出信号。处理器配置以接收来自感测器的输出信号，并产生校正叠对映射，校正叠对映射配置以校正半导体制程中至少一个非线性叠对误差。
根据本揭露的一实施例，光源、第一镜片或光源与第一镜片两者是可在由水平轴定义的水平方向上移动。
根据本揭露的一实施例，晶圆台配置以支撑半导体晶圆，半导体晶圆的背侧朝向背侧扫描器。
根据本揭露的一实施例，第二镜片与第一镜片水平对齐。
根据本揭露的一实施例，校正叠对映射是由未校正叠对映射及形貌映射的组合而产生，其中形貌映射由感测器的输出信号而产生。
上文概述若干实施例或示例的特征，使得熟悉此项技术者可更好地理解本揭露的态样。熟悉此项技术者应了解，可轻易使用本揭露作为基础来设计或修改其他制程及结构，以便实施本文所介绍的实施例的相同目的及/或实现相同优点。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效结构并未脱离本揭露的精神及范畴，且可在不脱离本揭露的精神及范畴的情况下产生本文的各种变化、替代及更改。

Claims (20)

1.一种扫描器，其特征在于，包含：
一光源，配置以将一光线在相对于一第一水平轴的一第一可调整入射角施加到一晶圆的一背侧；
一第一镜片，定位以当该光线施加至该晶圆的该背侧时，接收并反射自该晶圆的该背侧反射的该光线，其中该第一可调整入射角的一变化(Δθ)对应该第一镜片在一第二水平轴的一水平位移(Δx)，该第二水平轴平行于该第一水平轴；以及
一感测器，定位以当该光线施加至该晶圆的该背侧时，接收自该第一镜片反射的该光线，其中该感测器配置以产生对应该晶圆的一背侧表面形貌的一输出信号。
2.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于，该光源在该第一水平轴上是可移动的。
3.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于，该第一镜片反射以相对于该第一水平轴的一第二可调整入射角施加的该光线。
4.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于，还包含一第二镜片，当该光线施加至该晶圆的该背侧，该第二镜片定位以接收来自该第一镜片反射的该光线，并反射该光线至该感测器。
5.根据权利要求4所述的扫描器，其特征在于，该第二镜片与该第一镜片水平对齐。
6.根据权利要求4所述的扫描器，其特征在于，该第二镜片是固定的。
7.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于，还包含一处理器，该处理器配置以自该感测器接收该输出信号并产生一校正叠对映射。
8.根据权利要求7所述的扫描器，其特征在于，该校正叠对映射配置以校正至少一非线性叠对误差。
9.根据权利要求7所述的扫描器，其特征在于，该校正叠对映射通过组合一未校正叠对映射及一背侧形貌映射而产生，其中该背侧形貌映射是由该感测器的该输出信号而产生。
10.根据权利要求1所述的扫描器，其特征在于，该光线自该晶圆的该背侧以一第一角度反射，且以一第二角度自该第一镜片反射。
11.一种校正方法，其特征在于，包含：
将一光线自一光源于在相对于一第一水平轴的一第一可调整入射角施加于一晶圆的一背侧的一第一部分，其中该晶圆的该背侧反射该光线；
自该晶圆的该背侧以一第一镜片反射该施加于该第一可调整入射角的该光线至一感测器，其中该第一可调整入射角的一变化(Δθ)对应该第一镜片在一第二水平轴的一水平位移(Δx)，该第二水平轴平行于该第一水平轴；
将该光线自该光源以一第二可调整入射角施加于该晶圆的该背侧的一第二部分；
从该晶圆的该背侧将以该第二可调整入射角施加的该光线反射至该感测器；
通过该感测器产生一信号，该信号对应该晶圆的该第一部分及该第二部分的一背侧形貌；以及
基于对应该晶圆的该第一部分及该第二部分的该背侧形貌的该信号，产生一校正叠对映射。
12.根据权利要求11所述的校正方法，其特征在于，还包含：
调整该光源或该第一镜片的水平位置。
13.根据权利要求11所述的校正方法，其特征在于，还包含使用该校正叠对映射制造一或多个电路于该晶圆上。
14.根据权利要求11所述的校正方法，其特征在于，还包含：
自该第一镜片反射该施加于该第一可调整入射角的该光线至一第二镜片；以及
自该第二镜片反射该光线至该感测器。
15.根据权利要求14所述的校正方法，其特征在于，该第二镜片与该第一镜片水平对齐。
16.一种校正系统，其特征在于，包含：
一背侧扫描器，包含：一光源，配置以将一光线在相对于一第一水平轴的一第一可调整入射角照射于一半导体晶圆；一第一镜片，定位以当该光线施加至该半导体晶圆时，接收并反射自该半导体晶圆反射的该光线，其中该第一可调整入射角的一变化(Δθ)对应该第一镜片在一第二水平轴的一水平位移(Δx)，该第二水平轴平行于该第一水平轴；以及一感测器，定位以当该光线施加至该半导体晶圆时，接收自该第一镜片反射的该光线，并产生对应该半导体晶圆的一形貌的一输出信号；
一晶圆台，包含自该晶圆台的一上表面延伸的多个晶圆支撑件，其中各该晶圆支撑件具有预定间隔及预定高度，且其中各该晶圆支撑件的该预定间隔、该预定高度或该预定间隔与该预定高度两者具有一变动值；
一处理器，配置以自该感测器接收该输出信号，并产生一校正叠对映射，其中该校正叠对映射用以补偿各该晶圆支撑件的该变动值；以及
一半导体制造系统，配置以形成一半导体元件中的至少一层于该半导体晶圆上，该半导体晶圆耦合至该晶圆台，其中该校正叠对映射配置以补偿该半导体晶圆的形貌。
17.根据权利要求16所述的校正系统，其特征在于，该光源在该第一水平轴方向上是可移动的。
18.根据权利要求16所述的校正系统，其特征在于，该晶圆台，配置以支撑该半导体晶圆，该半导体晶圆的背侧朝向该背侧扫描器。
19.根据权利要求18所述的校正系统，其特征在于，还包含一第二镜片，定位以接收来自该第一镜片的该光线以及反射该光线至该感测器，该第二镜片与该第一镜片水平对齐。
20.根据权利要求16所述的校正系统，其特征在于，该校正叠对映射是由一未校正叠对映射及一形貌映射的组合而产生，其中该形貌映射由该感测器的该输出信号而产生。
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