TW200305292A - Exposing method - Google Patents

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Description

200305292 ⑴ 玫、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 發明之技術領域 本發明係有關一種曝光方法，尤指半導體製造中生產 支援系統、曝光裝置的運用手法及管理手法。 先前技術 近年，開發有可使微影光罩與晶圓相互反向移動而進 行曝光之掃描曝光方式的光曝光裝置（以下，稱作掃描曝 光裝置），作為半導體微影所使用之曝光裝置，並作為可 使投影透鏡的直徑小型化者。 由掃描曝光裝置曝光所產生的誤差，有透鏡影像扭曲 誤差、載置台匹配誤差等。 透鏡方面，有各種固有稱作影像扭曲的失真，如此， 所轉印圖案的位置精確度從設計上可轉印的位置產生偏 移。當偏移量大時，會導致製品不良。 以不同曝光裝置重疊圖案而形成裝置時，由於二台不 同曝光裝置分別具有固有的誤差，故進行正確圖案的重 疊時，二台曝光裝置的組合必有相對的失真。 以同一曝光裝置重疊並形成圖案時，由於被重疊圖案 與重疊圖案的關係中各具有相同失真，故一般相對的不 會產生偏移。但是，拉開被重疊圖案的曝光製程與重疊 圖案的曝光製程之間隔，使誤差經時變化時，二個圖案 間會產生偏移。當二個圖案間的偏移量大時，會導致製 品不良。 200305292 (2) 發明說;明績頁丨 發明所欲解決之課題 組合二台曝光裝置重疊圖案時，二個圖案會產生偏移 。此外，即使使用同一裝置，利用影像扭曲的經時變化 ，二個圖案亦會產生偏移。當二個圖案間的偏移量大時 ，會有導致製品不良的問題產生。 本發明之目的，在於提供一種相對於被重疊層，於重 疊層進行圖案轉印時，可提升重疊精確度之曝光方法。 解決問題之手段 本發明為達成上述目的，係構成如下。 (1)本發明之曝光方法，使用有掃描曝光裝置，該裝置 可將載置微影光罩的微影光罩台與載置晶圓的晶圓台相 互朝反向移動，然後將前述晶圓與前述微影光罩朝掃描 方向相對移動而進行掃描曝光，且將前述晶圓台朝與前 述掃描方向正交之步進方向移動，接著以步進及重覆式 描畫法對前述晶圓進行曝光；曝光方法係包含以下步驟 :隨著所使用之各曝光裝置，將前導性晶圓上，於各照 射區内形成於曝光方向有四個以上，且於步進方向有四 個以上矩陣配置之複數標記的位置資訊予以檢出之步驟 :將由m — a層曝光時所使用的掃描曝光裝置得到的標記 位置資訊，與由m層曝光所使用的掃描曝光裝置得到的 標記位置資訊之各座標成份的差分予以運算之步驟；從 所運算之差分，求出各表示〇〜3次透鏡像差的參數之步 驟；依據所求出參數而獲得的校正參數校正透鏡像差， 以進行前述πι層曝光之步驟。 200305292 (3) 發明說明績頁: (2) 本發明之曝光方法，使用有掃描曝光裝置，該裝置 可將載置微影光罩的微影光罩台與載置晶圓的晶圓台相 互朝反向移動，然後將前述晶圓與前述微影光罩朝掃描 方向相對移動而進行掃描曝光，且將前述晶圓台朝與前 述掃描方向正交之步進方向移動，接著以步進及重覆式 描畫法對前述晶圓進行曝光；上述曝光方法係包含以下 步驟：將在晶圓上的m — a層，沿著前述掃描方向形成三 個以上標記的位置資訊與形成於m層曝光所使用的微影 光罩的標記位置資訊予以取得之步驟；計算二個位置資 訊的各座標成份的差分（dx，dy)之步驟；從所運算的差 分，求出各表示可隨微影光罩與晶圓的掃描方向移動的0 〜3次誤差的參數之步驟；依據所求出參數所得的校正參 數校正誤差，以進行前述m層曝光之步驟。 (3) 本發明之曝光方法，使用有掃描曝光裝置，該裝置 可將載置微影光罩的微影光罩台與載置晶圓的晶圓台相 互朝反向移動，然後將前述晶圓與前述微影光罩朝掃描 方向相對移動而進行掃描曝光，且將前述晶圓台朝與前 述掃描方向正交之步進方向移動，接著以步進及重覆式 描畫法對前述晶圓進行曝光；上述曝光方法係包含以下 步驟：將在晶圓上的m — a層，沿著前述掃描方向形成三 個以上標記的位置資訊與形成於m層曝光所使用的微影 光罩的標記位置資訊予以取得之步驟；從形成於前述m 一 a層的標記位置資訊求出各照射區的重心座標，並由形 成於m層的微影光罩的標記位置資訊求出照射區的重心 (4) (4)200305292 座標，以計算二個重心座標的差分（dx, dy)之步驟；七 所運算的差分，求出分別表示可隨前述晶圓步進方向從 動的〇〜3次誤差的參數之步驟；依據由所求出參數得= 的校正參數校正誤差，以進行前述m層曝光之步綠。于到 發明之實施形態 以下參照圖面說明本發明之實施形態。 (第一實施形態） 提升照射内重疊精確度之透鏡影像扭曲校正系统的〜 例。本實施形態之透鏡影像扭曲校正，其特徵係利用 層曝光時最新QC資料與m —丨層曝光時最新資 分，求出校正參數。 、差 :i為本發明第—實施形態之曝光系統的 塊圖。該系統係以透鏡影像扭曲校正的集中管理= 線表示產量流動。、、…貪料流動，虛線所示箭頭 資料伺服器110係由 罩誤差資料庫lu，可儲户下四個資料庫所構成：微影光 光罩之重疊標記配置誤子用二計測透鏡影像扭曲的微影 透鏡影像扭曲Qc資料重W，影像扭曲Qc資料庫112，將 履歷資料庫113，管理為檢查結果加以保存；Qc 量資料庫114，管理製σ ^衫像扭曲QC履歷；及製品產 灰產量的流程及屨麻。 用以一至二次透鏡影像扭曲此 内掃描方向及非掃插太A 又正《QC中，必須朝照射 以測量。 向配置最低四點重叠標記，並予 (5) 200305292 發明說明欢頁？ 以下說明本實施形態中透鏡影像扭曲QC資料的求出方 法。形成於用以求出透鏡影像扭曲QC資料的微影光罩之 標記概略係如圖2所示。如圖2所示，在照射内Z域21， 朝微影光罩的掃描方向配置八個，朝非掃描方向配置八 個，總共六十四個重疊標記2 2。
利用所形成的該等重疊標記22，於晶圓上的光阻進行 曝光，以在光阻形成潛像。曝光後，測量與各標記相對 應的潛像位置座標（Xi，64)。接著，於透鏡影 像扭曲及遮罩沒有製造誤差的情況，計算可形成對應各 標記的潛像位置座標（計測點）Ui，yi)(i = 1〜64)與位置 座標（Xi，Yi)(i = 1 〜64)的偏移量（△ Xi , △ = (Xi一 Xi ，yi — Υ〇(ι — 1〜64)。相對於三件晶圓，一件晶圓曝光12 照射，並分別計算其偏移量。將分別求出的各座標偏移 量平均值作為透鏡影像扭曲Q c資料。
在製品產量資料庫1 04，係按所曝光的各區，管理曝 光時間、照明條件、曝光裝置、及微影光罩id號碼。系 統控制部1〇〇係由以下構件構成：運算部1〇1、在運算部1〇1 可實行固定功能之程式102、可互換第一、第二及第三掃 第一、第二重疊檢查裝 系統控制部中的資料伺 收送部103。運算部 描曝光裝置123a，123b，123c、 置124a，124b、資料伺服器丨1〇、 服器110及程式102的資料之資料 利用程式1 0 3進行：透镑吾彡德&此 边貌〜像扭曲校正參數的計算、減去 微影光罩製造誤差的計I、芬μ 9 Τ ^ 及將指令輸出至掃描曝光裝 置123(123a〜123c)、f暴故太我 )置受檢查裝置1 24( 1 24a，124b)、資 -10- 200305292 (6) 發明説明續;頁:; 料伺服器1 1 0、及系統控制部1 0 0中的資料收送部1 0 3。 另外，掃描曝光裝置123，具有為透鏡影像扭曲校正 而驅動投影透鏡部分或可壓力控制投影透鏡間之壓力控 制室或變化準分子雷射光波長之機構。掃描曝光裝置1 2 3 具有：通過可壓力控制由透鏡影像扭曲校正驅動的投影 透鏡部分投影透鏡間的壓力控制室之準分子雷射光，或 用以形成由改變波長的準分子雷射光的掃描像面，透鏡 影像扭曲未校正的掃描像面之驅動的投影透鏡部分，或 可壓力控制投影透鏡間之壓力控制室，或改變準分子雷 射光波長之機構。另外，透過上述機構，掃描曝光裝置123 中，二至三次透鏡影像扭曲誤差校正可忽略與掃描像面 校正的交互作用。 另外，不一定在系統控制部1 00進行透鏡影像扭曲校 正參數的計算及減去微影光罩製造誤差的計算。例如， 也可在掃描曝光裝置123内或重疊檢查裝置124進行。此 外，在重疊檢查裝置1 24進行的計測，也可使用掃描曝光 裝置123的重疊計測功能。 參考圖3，說明使用有圖1所示系統之曝光方法。圖3 為本發明第一實施形態之曝光方法的流程圖。將透鏡影 像扭曲重疊至m — 1層時的流程圖。 (步驟S101) 首先，以條碼讀出器122讀取附在產量箱121的條碼， 辨識製品產量的ID號碼。 (步驟S102) (7) 200305292
參考製品產量資料庫丨丨4，，、，V 乂取得對應於步驟s 1 〇 1所 辨識製品產量ID號碼之製品 1所 厓貫履歷貪料。該製品甚 履歷資料中，係包含m—ι層暖上土 產量 番 層曝光時所使用的掃描曝光裝 置、照明條件'及曝光時間等三項資料。 裝 (步驟S 1 0 3 ) 含的三項資料參考履歷 取得最新QC文件iD。 資料 由製品產量履歷資料所包 庫1 0 3，回溯m — 1層曝光時， (步驟S104)
由QC文件ID參考影像扭曲 貝枓庫112，取得m —
曝光時所使用的掃描曝光奘 E 曝尤裝置的透鏡影像扭曲Qc資 該透鏡影像扭曲QC資料，保户1… 竹保存於影像扭曲QC資料庫u 時，從微影光罩誤差資料庫n〗c 貝矸厚111叫出微影光罩誤差文 校正製造誤差。
以條碼讀出器122辨識製品ID號瑪後，與檢索m—1JS 曝光時的QC影像扭曲資料之作業（Si〇2〜si〇4)並行，^ 進行用以m層曝光的最新（^資料檢索（si〇5〜si〇7)。 (步驟S105) 、由製品組ID號碼參考製品產量資料庫114，叫出流程 資料。該流程資料係包含m層曝光時的掃描曝光裝置、 照明條件等二項資料。 (步驟S106) 由流程資料所包含的二項資料參考QC履歷資料庫113 ，回溯m層曝光時，取得最新Qc文件ID。 (步驟S 107) -12- 200305292 (8) 發明說明續珀 ,由所辨識的QC文件ID參考影像扭曲QC資料庫112，取 曰曝光時的透鏡影像扭曲QC資料。該透鏡影像扭曲 Q c資姐 、 ^ 、 ’於保存時從微影光罩誤差資料庫叫出微影光罩 為差文件，校正製造誤差。 (步驟S108) 計算由上述作業取得的爪層曝光時及拟一1層曝光時之 Qc影像扭曲資料的差分（dx，dy)。 (步驟S109) 將所計算的差分及計測點座標代入以下所示（1)式或（2) 式所示校正式。 【數學式5】 dx== kx+ k3x+ k5y+ k7x2+ k13x3 dy = k2+ k4y + k6x+ k12x2 (1)， k{ + k3x+ k5y + k13x3 dy= k2+ k4y+ k6x+ k10xy (2)， 其中， dx :照射内成份偏移量X dy :照射内成份偏移量y χ :照射内座標X y:照射内座標γ 接著，藉由最小二乘法的匹配，求出矸表示誤差的參 數 k〖，k2, k3, k4, k5, k6 k7 kl2 k10, ki3，以求出影像扭曲 校正參數。 式（1)之校正式，係由包含可校正χ方向相移成伤的k 1 -13 - 200305292 (9) 發明說明續補 及可校正y方向相移成份的k2零次校正項、可校正X方向 倍率成份的k3、可校正y方向倍率成份的k4、可校正轉動 成份及正交度成份的k5，k6，之一次校正項成份所構成 。該等1^至k6的校正，係以往型之校正式。
本實施形態中，除了係數1^至1<：6，尚由藉由偏X方向將 可校正< 4 f A像差或七' A二夂像差的像差校正機構予 以校正之校正項k7;藉由偏y方向校正像差校正機構之校 正項k12;及上下驅動校正像差校正機構之校正項k13的2 〜3次項所構成。 掃描曝光裝置校正機構的校正形式，係使用（2)式所示 校正式。校正項1^至1<:6雖與（1)式相同，但校正項ki。藉由 晶圓台驅動，校正項k13藉由改變準分子雷射光的波長而 校正。
上述之例中，微影光罩製造誤差雖於保存時校正透鏡 影像扭曲QC資料，但也可減去與影像扭曲差計算時間等 不同之時間。 (步驟S 1 10) 將所求出之校正參數輸入m層曝光所使用的掃描曝光 裝置。 其次，顯示2〜3次透鏡影像扭曲誤差校正效果的檢證 實驗結果。圖4為KrF掃描曝光裝置中照射區内影像扭曲 照明間差的向量圖。此係在（3)式所示以往之掃描曝光裝 置運用方法的影像扭曲校正式顯示最小二乘匹配之殘留 誤差成份。 -14- 200305292 (ίο) 發明說明績頁: 【數學式6】 dx = ki + IC3X + k$y dy = k2 + k4y + k6x (3) dx :照射内成份偏移量X dy :照射内成份偏移量Y χ :照射内座標X y :照射内座標Υ
此外，於（1)式所示校正式利用最小二乘法進行參數匹 配所得的殘留誤差成份係如圖5所示。圖5為進行本發明 第一實施形態之曝光方法時的照射區内影像扭曲照明間 差的向量圖。此係於（1)式所示本發明運用方法的透鏡影 像扭曲校正式的最小二乘匹配殘留誤差成份。表1係整理 以往之運用方法與本發明運用方法之照射内殘留透鏡影 像扭曲誤差的減少。 【表1】 殘留成份3 σ X 殘留成份3 σ Υ 以往校正方式 46 13 本校正方式 15 13
如表1所示，由於本校正方法3 σ值縮小，故與以往之 校正方法相比，本實施形態所說明之校正方法較有用。 根據本實施形態，重疊誤差尤指藉由混和與匹配使用 時的透鏡影像扭曲誤差減少，故可提升重疊精確度。換 言之，可減少重疊不良之重作，提升裝置使用率，並提 -15- 200305292 (Π) 發嗍說明績頁】 升生產性。 此外，可進行對透鏡像差經時變化的校正。藉由他號 機與像差重疊，在號機間可共用微影光罩。如此，可減 少微影光罩製作費、尺寸不良等的重作，從而提升裝置 使用率，並提升生產性。再者，可達成線上之誤輸入錯 誤的減少及處理時間的縮短。
以上實施形態中，雖說明將m層重疊至m— 1層之例， 但所重疊層未必限於m— 1層。此時，重疊至曝光於a層 前的層時，上述實施例中m— 1層的部分也可為m — a層。 此外，有要求高精密度重疊至之後可燒上m層的m+a層 之情況。此時，以m層曝光時曝光m+a層的掃描曝光裝 置、照明條件的最新影像扭曲資料與曝光m層的掃描曝 光裝置、照明條件的最新影像扭曲資料之差分，算出透 鏡影像扭曲校正參數。此外，也可將掃描方向相同的各 照射及步進方向相同的各照射代入（1)式或（2)式的校正 式，所求出校正值分配至各掃描方向或各步進方向而校 正。 (第二實施形態） 本實施形態中，係以提升照射内重疊精確度為目的之 微影光罩台移動鏡彎曲校正系統的一例。微影光罩台移 動鏡弩曲校正系統，係步進及重複式描畫法曝光方式中 未發生的掃描曝光裝置特有者。 圖6為本發明第二實施形態之曝光系統的概略構成區 塊圖。本系統係以微影光罩台移動鏡彎曲校正的集中管 -16- 200305292 (12) 發明說明續頁, 理為目的。另外，圖6中，與圖1相同部位係標上同一符 號，並省略說明。 如圖6所示，系統控制部2 0 0，係由以下構件構成：運 算部201、於運算部201進行固定功能之程式2〇2、及進行 系~、第二及第三掃描曝光裝置123a，123b，123c、第 、第二重疊檢查裝置124a，124b、資料伺服器n〇、系 夫制部中的運异部2 〇 1及程式2 〇 2的資料互換之資料收
埯部203。運算部201利用程式2〇2進行透鏡影像扭曲校正 數的汁算減去微影光罩製造誤差的計算、及將指令 崎出至掃描曝光裝置 夏I23(i23a〜123c)、重疊檢查裝置 Q4(l24a、124b)、資料 洛 竹词服器1 1 0、系統控制部200中的 貧料收送部203。 不一定以系統控制部 % % %進行校正參數的計算及減去微影 罩製造誤差的計算。， 例如，也可在掃描曝光裝置内或 叠檢查裝置進行。& &外，在重疊檢查裝置進行的計測 可使用掃描曝光裝w ^
夏的重疊計測功能。 如圖7所示，為了進^ 嚷行微影光軍台移動鏡彎曲校正’ 製品產量的微影井奩 、 、 、 罩照射區3 1内，三點重複標記3 4係 著微影光罩的掃插方向而配置。ί複標記3 4係配置於 置區32外側的切割區33。使用各層的製品用微影光罩 Μ導式日9圓進曝光，以重疊檢查裝置1 2 3測量轉印至 随之各層重複標記的座標。 圖8為本發明第二實施形態之曝光方法的流程圖。本 施形態中’進行巩層曝光時，將微影光罩台移動鏡彎 17- 200305292 (13) 發明訴f續无 曲重疊至m — 1層。 (步驟S 2 0 1) 首先，以條碼讀出器1 2 0讀取附在產量箱的條碼，辨 識製品產量的ID號碼。 (步驟S 2 0 2 ) 參考包含在製品產量資料庫之已辨識的製品產量ID號 碼，叫出m層曝光所使用製品微影光罩的微影光罩ID號 碼。參考微影光罩誤差資料庫，叫出m層曝光用製品微 影光罩的重複標記配置誤差。 (步驟S203 ) 製品產量中，取得形成於m— 1層曝光時之重複標記的 重疊精確度測量結果之步驟。 (步驟S204) 計算重疊精確度測量結果與m層曝光用製品微影光罩 的重複標記配置誤差的差分。 (步驟S205) 將所計算的差分及計測點座標代入（4)式所示校正式。 【數學式7】 dx = k! + k3x + k5y + kny2 + k19y3(4) 其中，
dx :照射内成份偏移量X x :照射内座標X y :照射内座標Y 接著，藉由使用有最小二乘法的匹配，求出校正項k i，k3， -18- 200305292 (14) 發明說明續頁 k5, ku，k19的微影光罩台移動鏡彎曲校正參數。
式（4)所示校正式，係由包含可校正X方向相移成份的ki 及可校正y方向相移成份的k2的零次校正項與可校正X方 向倍率成份的k3、可校正y方向倍率成份的k4、可校正轉 動成份及正交度成份的k5，k6，之一次校正項成份所構 成。前述校正項1^至1^6的校正，係以往型之校正式。本 實施形態中，除了校正項k i至k 6，係由將掃描方向近似 二次曲線的微影光罩台移動鏡彎曲誤差予以校正之ki i、 將掃描方向近似三次曲線的微影光罩台移動鏡彎曲誤差 予以校正之k19的2〜3次校正項所構成。 (步驟S205) 將所求出之校正參數輸入掃描曝光裝置並進行曝光。
其次，顯示微影光罩台移動鏡彎曲重疊至m — 1層之校 正效果的檢證實驗結果。圖9為由以往之曝光方法所曝光 之掃描曝光裝置間照射内殘留誤差的向量圖。此係在（4) 式的以往之曝光方法的校正式顯示最小二乘匹配之殘留 誤差成份。圖10為藉由本發明第二實施形態之校正方法 所曝光之掃描曝光裝置間照射内殘留誤差的向量圖。此 係（4)式所示在本發明運用方法的微影光罩台移動鏡彎曲 校正式的最小二乘匹配之殘留誤差成份。 表2係整理以往之運用方法與本發明運用方法之掃描 曝光裝置間微影光罩台移動鏡彎曲校正運用方法之照射 内殘留透鏡影像扭曲誤差的減少。 -19- 200305292 (15) 發明說:明續頁: 4:¾ :::¾丨〆'诎夂.帝 【表2】 殘留成份3σΧ 無以往運用方法向量移動鏡曲率校正 32 有本發明運用方法向量移動鏡曲率校正 22
由於本發明運用方法的3 σ值縮小，故相較於以往之 未校正微影光罩台移動鏡彎曲的運用方法，可使本發明 之微影光罩台移動鏡彎曲校正的運用方法有用。
本實施形態中，雖說明將m層重疊至m — 1層之例，但 所重疊層未必限於m— 1層。此時’重疊至曝光於a層前 的層時，上述實施形態中m— 1層的部分也可為m— a層， 計測m — a層曝光時的重疊計測標記與m層曝光時的重疊 計測標記之偏移量，代入（4)式的校正式，以求出校正參 數。此外，也可將掃描方向相同的各照射及步進方向相 同的各照射代入（4)式的校正式，將所求出校正值分配至 各掃描方向或各步進方向而進行校正。 根據本實施形態，重疊誤差尤指藉由混和與匹配使用 時的掃描方向移動的誤差減少，可提升重疊精確度。換 言之，可減少重疊不良之重作，提升裝置使用率，並提 升生產性。 (第三實施形態） 本實施形態中，係以提升晶圓重疊精確度為目的之晶 圓台誤差校正系統的一例。此處之晶圓台誤差，係晶圓 台移動鏡彎曲誤差、取平誤差的掃描正反差、各行各列 -20- 200305292 (16) 發明說明磧育:丨 偏移之步進方向誤差。 利用製品產量的重疊檢查結果，於m層曝光時積極重 疊m— 1層曝光時因掃描曝光裝置固有的載置台誤差。此 外，減少製品產量重疊測量點數而使信賴性減少時，參 考曝光時的最新Q C資料，將因曝光m層的掃描曝光裝置 晶圓台的誤差成份包含在因曝光m — 1層的掃描曝光裝置 晶圓台的誤差成份。
由於以晶圓台誤差校正的集中管理為目的之生產支援 系統與第二實施形態所述生產支援系統相同，故省略說 明。誤差校正的計算係使用第二實施形態中所求出h及k2 、或與各照射區重疊偏移的檢查結果之平均值。 圖1 1為本發明第三實施形態之曝光方法的流程圖。本 實施形態中，於m層曝光時將晶圓台誤差重疊至m— 1 層。 (步驟S301)
預備第一實施形態中所求出的校正項h、k2。 (步驟S 3 0 2) 在此，隨著m — 1層曝光時的各照射，求出包含在各照 射區的各重複標記的重心座標。 (步驟S3 03 ) 求出形成於m層曝光所使用的微影光罩之重複標記的 重心座標。 (步驟S304) 隨著各照射，將於步驟S3 02、S3 03中所求出二個重心 -21 - 200305292 發明說物: (17) 座標的差分（DX，DY)予以運算。 (步驟S 3 0 5 ) 將形成於校正項k ib未偏移時的照射區之重複標記 重心座標（X，Y)、差分（DX，DY)代入式（5)的校正式。 【數學式8】 DX = ki + k3X + k5 Y + ki 丄 Y2 土S 土 x ±Sxstepx 土Systepx D Y = k 2 + k 4 Y + k 6 X + k J 2 X 2 土 S 土 y S x s t e p y 土 S y s t e p y ( 5 )
X :晶圓内座標X，y :晶圓内座標Y S 土 x :掃描正反差校正值X( +掃描時符號+，一掃描時符號〜） S士y:掃描正反差校正值Y(+掃描時符號+，一掃描時符說〜） ^xstepx * X方向步進時校正值x(+步進描時符號+，左步進時符號〜）
Systepx · Y方向步進時校正值χ(+上步進描時符號+，下步進時符號〜）
Sxstepy · X方向步進時校正值Y(+右步進時符號+，左步進時符號〜）
SystePy : Υ方向步進時校正值Υ(+上步進描時符號+，下步進時符號一） 本實施形態中，除了以往之校正項1^至1(：6，亦可由將 X方向近似二次曲線的晶圓台移動鏡彎曲誤差予以校正 之Ki i、將Υ方向近似二次曲線的晶圓台移動鏡弩曲誤差 予以校正之Ku的2次項、掃描正反差校正項s：tx(X方向 的正反差校正項）、S 土 y(X方向的正反差校正項）、步進方 向差校正項Sxstepx(X方向步進時的X方向校正項）、
Sy“epx(Y方向步進時的X方向校正項）、項方向步 進時的Y方向校正項）、Systepy(Y方向步進時的γ方向校正 貢）所構成。作為校正時的基準之掃描方向及步進方向則 不管。 -22- 200305292 (18) 發明說明續頁::; (步驟S3 06) 利用使用有最小二乘法之匹配求出各校正項，以求出 校正參數。 (步驟S3 07) 將所求出之校正參數輸入可進行m層曝光之掃描曝光 裝置並進行曝光。
其次，顯示晶圓台誤差校正中將晶圓移動鏡攣曲重疊 至m— 1層之校正效果的檢證實驗結果。圖12為藉由以往 之曝光方法所曝光之掃描曝光裝置間晶圓成份的向量圖 。晶圓成份，係在（6)式的以往之掃描曝光裝置運用方法 的晶圓成份校正式顯示最小二乘匹配之殘留誤差成份者。 【數學式9】
DX= k! + k3X+ k5Y DY= k2 + k4Y+ k6X (6)
DX :照射内成份偏移量X DY :照射内成份偏移量Y X :照射内座標X Υ :照射内座標Υ 圖13為藉由本發明第三實施形態之曝光方法所曝光之 掃描曝光裝置間晶圓成份的向量圖。此係（5)式所示於本 發明運用方法的校正式的最小二乘匹配之殘留誤差成份 。表3係整理以往之運用方法與本發明運用方法之掃描曝 光裝置間晶圓台移動鏡弩曲校正運用方法的殘留晶圓内 誤差減少者。 -23- 200305292 lliwii 【表3 ] --"—^--- (nm) —---- 殘留成份3σΧ 殘留成份3σΥ 晶圓移動鏡曲校正 34 26 _動鏡曲校正 16 26 双^所示’由於本發明運用方法的3 σ值縮小，故相 較於以往之未校正晶圓台移動鏡彎曲之運用方法，使本 發明疋晶圓台移動鏡彎曲校正的運用方法有用。 晶圓台誤差，有減少製品產量重疊測量點數而使信賴 性減少的情況。此時，回溯m 一丨層曝光時而輸入最新QC 資料，並將曝光m — 1層的晶圓台的誤差成份與回溯瓜層 曝光時的將最新QC資料的晶圓台的誤差成份的差分輸入 掃描曝光裝置並予以校正。 取平誤差的掃描正反差、各行各列偏移的步進方向差 等求出方法亦可使用下述的求出方法。取得曝光历一 ι層 的掃描曝光裝置中於曝光時點的最新料與曝光瓜層 的掃描曝光裝置中最新QC資料的差分，以算出各照射中 的平均值。此外，求出各正掃描的平均值與各負掃描的 平均值，將差分輸入曝光裝置並進行校正。又，求出各 行各列偏移的平均值，將差分輪入曝光裝置並進行校正。 或是，也可在輸入第一及第二實施形態中所述校正式 前求出各正掃描的平均值，各負掃描與各行的平均值\ 各列平均值’然後將差分輸入曝光裝置並進行校正。 重疊誤差尤指藉由混和與匹配使用時的步進方向的嗲 -24- 200305292 (20) 發明說明；績頁i 心屮卟.‘彳八丨‘π 丨雜，輸!.ί!νί 差減少，可提升重疊精確度。換言之，可減少重疊不良 之重作，提升裝置使用率，並提升生產性。 (第四實施形態） 也可進行用以達成第一至第三實施形態的目的之校正 。此時，照射内的校正式係式（7)或式（8)。 【數學式10】 dx = k{ + k3x + k5y + k7x2 + kny2 + kl3x3 + k19y3 dy= k2+ k4y+ k6x+ k12x2 (7) dx=k1+k3x+k5y+k11y2+k13x3+k19y3 (8) dy= k2+ k4y+ k6x+ k10xy
dx :照射内成份偏移量X
dy :照射内成份偏移量Y
χ :照射内座標X y :照射内座標Υ (第五實施形態） 使用第一至第四實施形態的校正系統，為了最初曝光（ 未重疊之曝光），可於裝置QC將因裝置單體的載置台誤 差達至最小。此時將第一至第四實施形態所述重疊偏移 檢查結果代入校正式，並輸入裝置調整用參數，以使最 小二乘匹配殘差最小。 另外，本發明並不侷限於上述各實施形態，實施階段 中在不脫離其要旨的範圍内可進行各種變形。此外，上 述實施形態包含各種階段的發明，所揭示之複數構成要 件中藉由適當組合可取出各種發明。例如，即使從實施 -25- 200305292 (21) 發明說明續頁:! 形態所示全構成要件刪除某些構成要件，發明亦可解決 欲解決課題項内所述的課題，得到發明之功效項内所述 的功效時，可取出刪除該構成要件的構成作為發明。 發明之功效 如上所述，根據本發明，藉由重疊誤差，尤指混和與 匹配使用時的透鏡影像扭曲誤差的減少、微影光罩及微 影光罩台誤差的減少、晶圓及晶圓台誤差的減少，可提 升重疊精確度。 圖式之簡單說明 圖1為第一實施形態之曝光系統的概略構成區塊圖。 圖2為形成於用以求出透鏡影像扭曲QC資料的微影光 罩之標記的概略平面圖。 圖3為第一實施形態之曝光方法的流程圖。 圖4為使用以往之校正方法進行曝光之KrF掃描曝光裝 置中曝光區内影像扭曲照明間差的向量圖。 圖5為進行第一實施形態之曝光方法時的照射區内影 像扭曲照明間差的向量圖。 圖6為第二實施形態之曝光系統的概略構成區塊圖。 / 圖7為形成於製品產量的微影光罩照射區内之三點重 疊標記的平面圖。 圖8為第二實施形態之曝光方法的流程圖。 圖9為使用以往之曝光方法所形成曝光裝置間照射内 殘留誤差的向量圖。 圖10為由第二實施形態之校正方法所曝光之曝光裝置 -26- 200305292 (22) 發明祝明績頁,ί 間照射内殘留誤差的向量圖。 圖1 1為第三實施形態之曝光方法的流程圖。 圖1 2為由以往之曝光方法所曝光之曝光裝置間晶圓成 份的向量圖。 圖13為由第三實施形態之曝光方法所曝光之曝光裝置 間晶圓成份的向量圖。 圖式代表符號說明
100 系統控制部 101 運算部 102 程式 103 QC履歷資料庫 104 製品產量資料庫 110 資料伺服器 111 微影光罩誤差資料庫 112 QC 資料庫 113 QC履歷資料庫 114 製品產量資料庫 121 產量箱 122 條碼讀出器 123a 第一曝光裝置 123b 第二曝光裝置 123c 第三曝光裝置 124a 第一重疊檢查裝置 124b 第二重疊檢查裝置 -27

Claims (1)

  1. 200305292 拾、申請專利範圍 1. 一種曝光方法，其特徵係包含以下步驟：使用有掃描 曝光裝置，該裝置可將載置微影光罩的微影光罩台與 載置晶圓的晶圓台相互朝反向移動，然後將前述晶圓 與前述微影光罩朝掃描方向相對移動而進行掃描曝光 ，且將前述晶圓台朝與前述掃描方向正交之步進方向 移動，接著以步進及重覆式描畫法對前述晶圓進行曝 光； 隨著所使用之各曝光裝置，將前導性晶圓上，於各 照射區内形成於曝光方向有四個以上，且於步進方向 有四個以上矩陣配置之複數標記的位置資訊予以檢出 之步驟； 將由被重疊層曝光時所使用的掃描曝光裝置得到的 標記位置資訊，與由重疊層曝光所使用的掃描曝光裝 置得到的標記位置資訊之各座標成份的差分予以運算 之步驟； 從所運算之差分，求出各表示透鏡像差的參數之步 驟；及 依據所求出參數而獲得的校正參數，進行前述重疊 層曝光之步驟。 2. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中將前述差分（dx ，dy)及前述標記未偏移而形成的位置座標（X，y)代入 【數學式1】 dx= k{+ k3x+ k5y+ k7x2+ k13x3 200305292
    dy= k2+ k4y+ k6x+ k12x2 ，利用最小二乘法求出參數I，k2，k3，k4，k5，k6，k7，k12 及 k13 ° 3. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中將前述差分（dx ，dy)及前述標記未偏移而形成的位置座標（X，y)代入 【數學式2】 dx = k{ + k3x + k5y + k13x3 dy= k2+ k4y+ k6x+ k10xy (2) ，利用最小二乘法求出參數kl5 k2，k3，k4, k5，k6, 1^10及k13。 4. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中前述參數， 係表示影像扭曲、像面彎曲、非點像差、彗星像差、 三階像差及高階像差中任一種。 5. —種曝光方法，其特徵係包含以下步驟：使用有掃描 曝光裝置，該裝置可將載置微影光罩的微影光罩台與 載置晶圓的晶圓台相互朝反向移動，然後將前述晶圓 與前述微影光罩朝掃描方向相對移動而進行掃描曝光 ，且將前述晶圓台朝與前述掃描方向正交之步進方向 移動，接著以步進及重覆式描畫法對前述晶圓進行曝 光； 將在晶圓上的被重疊層，沿著前述掃描方向形成三 個以上標記的位置資訊， 與形成於重疊層曝光所使用的微影光罩的標記位置 資訊予以取得之步驟； 計算二個位置資訊的各座標成份的差分（dx，dy)之 200305292 _____ 步驟； 從所運算的差分，求出各表示_可隨微影光罩與晶圓 的掃描方向移動的〇〜3次誤差的參數之步驟； 依據所求出參數所得的校正參數校正誤差，以進行 前述重疊層曝光之步驟。 6. 如申請專利範圍第5項之曝光方法，其中將前述差分（dx ，dy)及前述標記未偏移而形成的位置座標（X，y)代入 【數學式3】 dx = kj + k3x + k5y + kMy2 + k19y3 ，利用最小二乘法求出參數kl5 k3，k5，k19。 7. 如申請專利範圍第5項之曝光方法，其中前述參數， 係表示依存於前述晶圓台及微影光罩台的掃描正反方 向之掃描正反誤差。 8. —種曝光方法，其特徵係包含以下步驟：使用有掃描 曝光裝置，該裝置可將載置微影光罩的微影光罩台與 載置晶圓的晶圓台相互朝反向移動，然後將前述晶圓 與前述微影光罩朝掃描方向相對移動而進行掃描曝，光 ，且將前述晶圓台朝與前述掃描方向正交之步進方向 移動，接著以步進及重覆式描畫法對前述晶圓進行曝 光； 將在晶圓上的被重疊層，沿著前述掃描方向形成三 個以上標記的位置資訊， 與形成於重疊層曝光所使用的微影光罩的標記位置 資訊予以取得之步驟； 200305292 申請專利範圍續頁Ί 從形成於前述被重疊層的標記位置資訊求出各照射 區的重心座標，並由形成於m層的微影光罩的標記位 置資訊求出照射區的重心座標，以計算二個重心座標 的差分（DX，DY)之步驟； 從所運算的差分，求出分別表示可隨前述晶圓步進 方向移動的0〜3次誤差的參數之步驟； 依據由所求出參數得到的校正參數校正誤差，以進 行前述重疊層曝光之步驟。 9.如申請專利範圍第8項之曝光方法，其中將前述重心 座標的差分（Dx，Dy)及前述標記未偏移而形成的位置 座標（X，Y)代入 【數學式4】 DX= 1+ k3X+ k5Y+ kuY2土S±x 土 Sxstepx 土Systepx DY= k2+ k4Y+ k6X+ k12X2土S±y±Sxstepy土Systepy (a) 利用最小二乘法求出參數kl5 k2, k3, k4, k5, k6, kn，k12, S ±x， S 土y，SiXStepX，S 土y Stepy，S 土ystepX，及 Sixstepy e 1(λ如申請專利範圍第9項之曝光方法，其中將申請專利 範圍第2項或第3項之ki，k2作為Ki，Κ2，與（DX，DY) 、（X，Υ)—同代入前述式（a)。 11.如申請專利範圍第8項之曝光方法，其中前述參數， 係表示前述晶圓台朝步進方向移動時所產生的偏移誤 差0
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