TW201428433A - 微影系統及對準系統 - Google Patents

Abstract

一種適用於製造積體電路的微影系統，其包括一基底平台、一對準模組以及一曝光模組。基底平台承載一基底，用以方便移動基底。對準模組包括一可調式光源以及一偵測器。可調式光源產生一紅外線，該紅外線具有一可調波長。偵測器用以接收一光線。曝光模組整合在對準模組之中，並對塗佈在基底上的一光阻層執行一曝光程序。

Description

微影系統及對準系統

本發明係有關於一種對準系統，特別是有關於一種具有對準記號的對準系統。

半導體積體電路(IC)的製造需要在一半導體晶圓上形成許多材料層，該等材料層具有設計圖案。每一材料層必定對準前一材料層，使得電路可正常運算。為了達到此目的，可使用許多記號。舉例而言，對準記號被應用在一光罩與半導體晶圓之間。在另一實施例中，重疊記號用以監控晶圓上的各材料層之間的重疊偏差。隨著半導體技術的進步，電路佈局具有較小的特徵尺寸，因此，對準要求變得更加迫切，並且對準/重疊記號佔據較少的晶圓面積。然而，當一非平坦結構應用在積體電路中時，目前的對準方法及系統無法得到高準確度的對準監控及測量。舉例而言，一立體裝置如鰭狀場效電晶體(FinFET)係形成在一晶圓上，目前具有單一波長的對準系統及相對應的方法無法提供合適的對準測量。尤其是當圖案化結構已被薄化(或磨光)時，對準信號將會減弱。因此，晶圓的品質將因誤對準而下降。因此，需要提供一方法及系統，用以監控並控制對準及重疊，並提供具有高品質的測量信號及提高晶圓品質。

本發明提供一種微影系統，適用於積體電路的製造，並包括一基底平台、一對準模組以及一曝光模組。基底平台承載一基底，用以方便移動基底。對準模組包括一可調式光源以及一偵測器。可調式光源產生一紅外線，該紅外線具有一可調波長。偵測器用以接收一光線。曝光模組整合在對準模組之中，並對塗佈在基底上的一光阻層執行一曝光程序。

本發明另提供一種對準系統，適用於積體電路的製造，並包括一基底平台、一可調式光源、一偵測器以及一曝光模組。基底平台承載一基底，用以方便移動基底。可調式光源產生一紅外線，該紅外線具有一可調波長。偵測器接收一輸出信號。輸出信號係為基底所產生的反射光。曝光模組對塗佈在基底上的一光阻層執行一曝光程序。

本發明更提供一製造方向，包括提供一積體電路(IC)基底，該積體電路基底具有一第一對準記號以及一第二對準記號，第一對準記號被定義在一第一圖案層，第二對準記號被定義在一第二圖案層；將來自一可調式光源的一近紅外線射向第一對準記號，用以進行第一對準記號的對準監控；將來自該可調式光源的一遠紅外線射向該第二對準記號，用以進行該第二對準記號的對準監控。

為讓本發明之特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100‧‧‧對準系統

110‧‧‧可調式光源

112‧‧‧裝置

114‧‧‧晶圓

116‧‧‧晶圓平台

118‧‧‧記號區域

120‧‧‧光偵測器

130‧‧‧掩膜板

132‧‧‧對準模組

134‧‧‧曝光模組

136‧‧‧發光源

138‧‧‧光次系統

140‧‧‧光罩

142‧‧‧晶粒

144‧‧‧劃線

160、180‧‧‧半導體結構

162、212‧‧‧基底

164、182‧‧‧主動區

166、184‧‧‧閘極

168、170‧‧‧接觸

186、188‧‧‧光信號

190、200‧‧‧折射式記號

192‧‧‧線段

194‧‧‧方向

196‧‧‧間距

230‧‧‧區域

300‧‧‧方法

202、204、206、208‧‧‧光柵記號

302、304、306、308、310‧‧‧步驟

214、216、218、220、222、224、226、228‧‧‧材料層

146a~146d、150、152、232、234、236、238、240、242、244、246‧‧‧記號

第1圖係為本發明之用以監控對準或重疊記號的一對準系統的一可能實施例。

第2圖係為本發明之具有一曝光模組及一對準模組的一微影系統的一可能實施例。

第3圖為本發明之對準系統的另一可能實施例。

第4圖係為本發明之具有許多記號的一半導體晶圓的一可能上視圖。

第5圖係為本發明之一記號的一可能上視圖。

第6圖為本發明之具有許多電路圖案的一半導體晶圓的一可能上視圖。

第7圖為本發明之具有許多電路圖案的一半導體晶圓的一可能實施例。

第8圖為本發明之一折射式記號的一可能上視圖。

第9圖本發明之折射式記號的一可能實施例。

第10圖係為本發明之具有記號的晶圓示意圖。

第11圖為利用第1圖的對準系統及記號的一可能流程圖。

目前的揭露係關於微影系統及利用此系統的方法。然而，可了解到的是，以下的揭露提供了許多不同的實施例或例子，用以實現本發明的不同特徵。元件及排列的特定實施例將會說明如下，用以簡單地說明本發明。當然，這些例子只是示範性，並非用以制限本發明。

第1圖係為本發明之對準系統100之一可能實施例。對準系統100用以監控對準記號(alignment marks)或是重疊 記號(overlay marks)。第1圖將一併說明對準系統100及確認對準記號的方法。

對準系統100包括一可調式光源110，用以提供可調光束。在一實施例中，可調式光源110係為一光源，用以提供一適用於對準測量的光束。尤其是可調式光源110可產生不同波長的光束，用以實現多波長對準測量。對準系統100係利用不同波長的光束進行對準測量。另外，藉由使用可調式光源，對準系統100具有一簡單架構及結構，用以實現多波長對準測量。

對應各別的對準測量，可調式光源110產生不同波長的光束。在一可能實施例中，可調式光源110所產生的光束係為可見光、紅外線光、近紅外線(NIR)光、遠紅外線(FIR)光、紫光、紫外線(UV)光、或是上述光線的組合。在本實施例中，可調式光源110產生一紅光、一綠光、一近紅外線光以及一遠紅外線光、或是上述光線的組合。在一特定實施例中，可調式光源110可產生波長約為633nm的紅光、波長約為532nm的綠光、波長約為780nm的近紅外線光、波長約為850nm的遠紅外線光或是上述光線的組合。

在其它實施例中，可調式光源110係為一固態雷射源(solid state laser source)、一染色雷射源(dye laser source)或是其它具有可調式波長的適當雷射源。可調式光源100可能具有適當的裝置，用以調整波長，如光柵分布布拉格反射器(grating distributed Bragg reflector)、光學共振腔(optical cavity)或其它適當的裝置，光學共振腔具有一微機電系統 (microelectronmechanical system；MEMS)，用以調整共振腔長度。在一可能實施例中，可調式光源110具有可調式染色源，其可提供的波長範圍在420nm~900nm之間。

對準系統100可能具有一裝置112，用以將可調式光源110所產生的光束傳送至一晶圓平台116上的一晶圓114上。在一實施例中，晶圓平台116會被移動，使得光束射向晶圓114的不同對準記號。在一可能實施例中，對準記號係為一折射式記號(diffraction-based mark)，其利用折射式測量。尤其是折射式記號具有一週期性圖案，如光柵圖案。

在其它實施例中，裝置112將光束射向晶圓114的不同對準記號。晶圓114具有一記號區域118，其具有許多對準記號，該等對準記號堆疊在相同的區域，如單元胞區域或是切割道(scribe-line)區域。在一可能實施例中，對準記號用以監控晶圓與光罩間的對準。在另一實施例中，這些記號可監控晶圓114上的不同圖案層間的重疊誤差。在一實施例中，晶圓114包括多記號區118，該等記號區118設置在不同的位置，如切割道區域及/或單元胞區域。

每一記號區具有許多記號。該等記號堆疊在各別的區域中。在一實施例中，堆疊在同一區域內的所有記號均為重疊記號，用以監控晶圓的一材料層與形成在晶圓上的一圖案化光阻層間的重疊誤差。若重疊誤差大於一可接受範圍時，一重工(rework)程式可能會被初始化，用以移除圖案化光阻層，並形成另一圖案化光阻層。

對準系統100更包括一光偵測器120。光偵測器120 接收晶圓114所反射的一記號信號。在本實施例中，該記號信號係為一折射光圖案。折射信號用以判斷對準誤差及重疊誤差。在一實施例中，光偵測器120可被移動並接收晶圓114所反射的折射光信號。

對準系統100可能更包括其它元件。在一可能實施例中，對準系統100具有一對準控制單元，用以根據對準測量的所知的對準誤差，控制對準。在另一實施例中，對準系統100更包括分析模組，用以分析對準信號，以得知對準誤差。

第2圖係為本發明之微影系統130的結構示意圖。微影系統130包括一晶圓平台116。晶圓平台116用以承載晶圓114。晶圓平台116的設置是為了適當的對準測量以及一曝光程序。曝光程序是為了圖案化晶圓114上的一光阻層。微影系統130包括一對準模組132，如第1圖所示的對準系統100，用以監控並測量重疊或對準誤差。舉例而言，對準模組132包括可調式光源110、裝置112及光偵測器120，用以將可調式光源110所產生的光束射向晶圓平台116上的晶圓114。微影系統130亦包括一曝光模組134。曝光模組134與對準模組132整合在一起，並用以對晶圓114上的一光阻層執行一微影曝光程序。在微影曝光程序後，便可在光阻層上形成許多開口(opening)，因而造成一圖案化光阻層。

曝光模組134具有許多元件，其可整合在一起，用以執行一曝光程序。以下將詳細說明曝光模組134。在本實施例中，曝光模組134具有一發光源(或是一來源)136，用以提供發光能量。發光源136可為任何適當的光源。在其它實施例中， 發光源136可由下列一光源所構成，如紫外光源(UV)、深紫外光源(deep UV)、極短紫外光源(extreme UV；EUV)以及X光源(X-ray)。舉例而言，發光源136可能為波長為436nm(G-line)或是365nm(I-line)的一水銀燈管、波長為248nm的氪(KrF)準分子雷射、波長為193nm的氬(ArF)準分子雷射、波長為157nm的氟(Fluoride)準分子雷射、或是其它具有所需波長(如低為100nm)的光源。在其它實施例中，光源係為一極短紫外光源，其波長約為13.5nm或更低。

曝光模組134包括一光次系統138。光次系統138接收發光源136所提供的發光能量，並藉由一光罩的圖案，調整發光能量，並將發光能量傳送至晶圓114上的光阻層。在一實施例中，光次系統138具有一折射裝置。在此例中，光次系統具有許多折射元件，如鏡頭。在其它實施例中，當發射光源係為EUV時，光次系統具有一折射裝置。在此例中，光次系統具有許多折射元件，如鏡面。

在一可能實施例中，光次系統138具有照明單元，如聚光鏡(condenser)。照明單元可能具有單一鏡頭或是具有多鏡頭的鏡頭模組及/或其它鏡頭元件。舉例而言，照明單元可能具有微鏡頭陣列、擋板遮罩(shadow masks)及/或其它結構，其有助於將發光源136所提供的發光能量傳送至一光罩140，又可稱為掩膜板(reticle)或光掩膜。藉由一箝制裝置，將光罩140設置在曝光模組134的一光阻平台上。箝制裝置可能利用真空或是靜電吸盤方式將光罩140設置在曝光模組134的一光阻平台上。

光次系統138具有一投射單元。投射單元可能具有單一鏡頭元件或許多鏡頭元件，用以提供適當的照明予晶圓14上的光阻層。光次系統138可能更具有額外的元件，如一入射瞳(entrance pupil)及一出射瞳(exit pupil)，用以形成晶圓114上的光罩140的影像。在另一實施例中，光次系統138可能包括許多鏡面成分，用以提供影像的反射裝置。

在一微影曝光程序(或曝光程序)中，光罩140設置在曝光模組134中，使得一積體電路的圖案被定義在晶圓114的光阻層上。在一可能實施例中，掩膜板130包括一透明基底以及一圖案化吸收層。透明基底可能使用熔凝石英(fused silica)、二氧化矽(SiO₂)，其缺點相對較少，如硼矽玻璃(borosilicate glass)及鈉鈣玻璃(soda-lime glass)。透明基底可能使用氟化鈣及或其它合適的材料。圖案化吸收層的形成係利用許多製程及許多材料，如沈澱鉻以形成一金屬膜。當一光束射向一吸收區域時，可能阻擋部分或全部的光束。吸收層可能被圖案化，用以具有至少一開口，光束可能穿越開口而不會被吸收層所吸收。光罩可能包括其它解析度增強技術，如相移光罩(phase shift mask；PSM)及/或光學臨近校正(optical proximity correction；OPC)。

在其它實施例中，當照光能量係為一EUV能量時，光罩被設計成具有反射裝置。光罩具有一基底，其被塗佈許多薄膜，用以作為一反射裝置。舉例而言，光罩具有十層矽與鉬交錯的材料層，其係沈澱在一基底上，以作為布拉格反射器，其可將EUV光線的反射量最大化。在一可能實施例中，光罩更 具有一吸收層，如一氮硼化鉭膜(tantalum boron nitride film)，其被圖案化，用以定義一積體電路的佈局圖案。光罩可能更包括一覆蓋層，如釕(ruthenium)，用以預防氧化。

根據發光源的不同特性及其它因素，可設計出不同的微影系統130。在另一實施例中，發光源136可被一電子源所取代，用以提供電子束(e-beam)，其可在一合適的模式下(如直接寫入)，對晶圓上的光阻層進行曝光。在此例中，在曝光程序中，光罩140會被消除。積體電路圖案被定義在一資料庫中，並且可用以在曝光程序中，直接寫入。另外，晶圓114上的光阻層可被一電阻材料所取代，該電阻材料受到電子的影響，並且光次系統138可被許多合適的元件所取代，該等元件具有一裝置，如電磁裝置或靜電裝置，用以控制電子束，使得積體電路的圖案可形成在電阻層之上。

第3圖係為第1圖的對準系統(或第2圖的對準模組132)的示意圖。對準系統100具有可調式光源110以及光偵測器120，用以提供一光信號並接收該光信號。對準系統100包括一裝置112，用以將光信號射向晶圓114。在本實施例中，裝置112具有一鏡面。對準系統100更具有一結構138，將來自晶圓114的光信號射向光偵測器120。在本實施例中，結構138具有一鏡面，用以有效地收集來自晶圓114的光信號，並將光信號傳送至晶圓114。因此，結構138的鏡面也可稱為一收集鏡面。對準系統100可能亦具有一孔徑特徵(aperture feature)140。孔徑特徵140具有一開口設計，使得來自收集鏡面138的部分光信號可射入光偵測器120。在對準或是重疊測量中，藉由使用孔徑特 徵140，便可選擇來自晶圓114的光信號。

第4圖係為晶圓114的上視圖。在本實施例中，晶圓114應用於微影系統130中，用以接收對準模組132所測量出的一對準以及曝光模組134的一微影曝光程序。在一可能實施例中，晶圓114包括一半導體基底，其具有半導體的基礎，如單晶矽、複晶矽、非晶矽、鍺、鑽石、化合物半導體，如碳化矽、砷化鎵、合金半導體，如SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInP或是上述材料的結合。在本實施例中，在對準測量及微影曝光程序中，一光阻層塗佈在晶圓114之上。

晶圓114包括許多薄膜，其具有積體電路，積體電路被定義在一個或以上的晶粒中。在微影曝光製程中，每次曝光晶圓的一部分。舉例而言，曝光模組134掃描定義在分割版的積體電路圖案，並將其轉換成一領域(field)，然後再進行下一領域，並重覆掃描，直到晶圓上的所有領域均被掃描。每一領域在邊界區域中，具有一或以上的電路晶粒以及一架構(frame)區域。第4圖顯示兩晶粒(或晶片)142的示意圖，其中劃線(scribe lines)144被定義在晶圓114之上。每一晶粒142具有一積體電路。劃線144設置在相鄰晶粒之間，並且藉由切割，定義並分隔晶粒。許多記號(對準記號及/或重疊記號)146會被定義在劃線144。另外，記號146可能形成在架構區域之中，相鄰領域間的區域即為架構區域。在其它實施例中，記號146也可形成在晶粒142的電路區域中。

在第4圖所示的實施例中，晶圓114包括記號146a~146d。記號146a~146d被設置在不同的區域，並且被定位 在不同的方向。為了提升對準測量，對準系統100的可調式光源110使用這些記號146a~146d。

為了對準及/或重疊測量，記號146a~146d均具有圖案。舉例而言，記號146a~146d具有週期性結構，例如光柵結構，亦可稱為折射式記號。第5圖顯示記號146a~146d的兩實施例。記號150具有許多特徵，該等特徵分散在一第一方向(X方向)，並定位在一第二方向(Y方向)，第二方向垂直第一方向。記號152具有許多特徵，該等特徵分散在第一方向。記號152包括一第一特徵組合以及一第二特徵組合。第一特徵組合被定位在一第三方向。第二特徵組合被定位在一第四方向。第三及第四方向並未垂直第一方向，但沿著一傾斜方向延伸，該傾斜方向相對於第一及第二方向。為了重疊測量，這些記號可能形成在晶圓114的不同材料層。舉例而言，在第4圖裡的記號146a及146c形成在一第一材料層，並且記號146b及146d形成在一第二材料層，第二材料層重疊第一材料層。稍後將會詳細敍述於第6圖中。

第6圖係為晶圓114的一半導體結構160的上視示意圖。半導體結構160具有兩示範性材料層，其被設置並圖案化在晶圓114的基底162之上。在本實施例中，半導體結構160包括複數主動區164。該等主動區164包括一或多個半導體材料，並且被定義在基底162之中。在一實施例中，主動區164係藉由一程序而形成，該程序包括蝕刻一半導體基底，用以形成溝渠、沈積一介電質材料，用以填滿溝渠，以及磨光平坦化基底的表面。在基底162中，除了主動區164以外的區域均為介電 質特徵，用以隔離主動區164。這些隔離特徵係藉由上述程序所形成，並也可稱為淺溝槽隔離(shallow trench isolation；STI)特徵。

半導體結構160也包括許多閘極166。該等閘極166形成在基底162之上。閘極166包括一傳導材料，其被圖案化，用以形成閘極電極，並更包括一介電材料，用以形成閘介電質。閘介電質用以隔離基底162與閘極電極。閘極166均為場效電晶體(FET)。半導體結構160更包括一中間連接結構，其具有金屬線、接觸及貫孔，用以將FET以及其它裝置耦接至一功能性電路。在本實施例中，中間連接結構包括接觸168及170。接觸168用以連接源極與汲極，接觸170用以連接閘極。源極與汲極均為FET的部分結構。在本實施例中，半導體結構160包括許多材料層，其被圖案化，用以形成積體電路。

請參考第4圖，在晶圓114上的記號包括記號146a及146c。記號146a及146c形成在基底之上，並與主動區一起被圖案化。在晶圓114上的記號也包括記號146b及146d。記號146b及146d形成在基底之上，並與閘極一起被圖案化。特別是記號146a往X方向延伸，並且記號146a的特徵被定位在Y方向。在監控主動區的X方向的誤對準或重疊誤差時，係使用記號146a。同樣地，記號146c往Y方向延伸，並且記號146c的特徵被定位在X方向。在監控主動區的Y方向的誤對準或重疊誤差時，係使用記號146c。記號146b往X方向延伸，並且記號146b的特徵被定位在Y方向。在監控閘極的X方向的誤對準或重疊誤差時，係使用記號146b。同樣地，記號146d往Y方向延伸，並且 記號146d的特徵被定位在X方向。在監控閘極的Y方向的誤對準或重疊誤差時，係使用記號146d。

許多接觸168及170必須對準相對應的主動區164及閘極166。特別是接觸主動區164的接觸168很容易受到Y方向的誤對準的影響，並且接觸閘極166的接觸170很容易受到X方向的誤對準的影響。在製造接觸時，將測量主動區164及閘極166的對準。然而，根據上述原因，記號146b與146c的對準誤差將造成較大的影響。因此，對準誤差包括一第一對準誤差以及一第二對準誤差，第一對準誤差係指對準記號146b的對準誤差，第二對準誤差係指對準記號146c的對準誤差。

在考慮電路性能下，不同的電路特徵係很容受到相對應方向的影響。在此特殊例子中，電路(或是裝置)的效能受到主動區的Y方向的對準誤差的影響係大於X方向的對準誤差的影響。裝置的效能受到閘極的X方向的對準誤差的影響係大於Y方向的對準誤差的影響。

光信號的波長在對準測量時，係受到記號146的幾何圖案、圖案形狀以及圖案尺寸的影響。因此，利用對準系統100進行對準測量時，將可調式光源110所發出的不同波長的光信號施加至不同的記號，便可得到高品質信號、達到高測量品質，進而達到高晶圓品質。在考慮波長對於記號圖案的敏感性及電路圖案對於特定方向的敏感性，施加至主動區相關的記號146a及146c的可調式光源的波長會針對記號146c而特別地被調整，使得Y方向的對準測量具有較高的測量品質。施加至閘極相關的記號146b及146d的可調式光源的波長會針對記號 146b特別地調整，使得X方向的對準測量具有較高的測量品質。

特別來說，針對主動區164相關的記號146a及146c而言，係根據記號146c選擇波長。針對閘極166相關的記號146b及146d而言，係根據記號146b選擇波長。

上述提供波長予特定的記號的對準測量方法將詳述於第7圖中。第7圖係為一半導體結構180的立體示意圖。在本實施例中，立體的電晶體均為鰭狀場效電晶體(FinFETs)，其具有主動區182及閘極184。主動區182對齊X方向，閘極184對齊Y方向。X方向也已標示在第7圖中，其垂直Z及Y方向。

記號146c與主動區182形成在相同的材料層。在其它實施例中，主動區182及記號146c的材料層包括，矽、矽鍺、或其它合適的半導體材料。記號146c往Y方向延伸，並且記號146c的特徵係定位在X方向。記號146c的設計係為了監控主動區在Y方向的誤對準或是重疊誤差。在一實施例中，記號146c具有第5圖所示的記號圖案。

記號146b也與閘極184形成在同一材料層，如複晶矽材料層。在一些實施例中，主動區182及記號146c的材料層包括，複晶矽、金屬、矽、合金或其它合適的傳導材料。記號146b往X方向延伸，並且記號146b的特徵係定位在Y方向。記號146b的設計係為了監控閘極在X方向的誤對準或重疊誤差。在一可能實施例中，記號146b具有第5圖所示的記號圖案152。

為了對具有閘極184的材料層進行對準或是重疊測量，針對記號146b，可調式光源所發出的具有第一波長的光信號186將特別地被調整，並且被調整過的光信號將對準系統 100施加至記號146b。為了對具有主動區182的材料層進行對準或是重疊測量，針對記號146c，可調式光源所發出的具有第二波長的光信號188將特別地被調整，並且調整後的光信號將藉由對準系統100施加至記號146c。根據相對應的記號調整第一及第二波長，可得到最佳化的信號品質及測量品質。因此，藉由施加不同波長的光信號予各別的記號，將可測量到敏感方向的對準或重疊誤差，例如主動區182在Y方向對準或重疊誤差以及閘極184在X方向的對準或重疊誤差，並且可正確地測量到最佳的測量品質，並且最終可得到高品質晶圓。

在一些實施例中，半導體晶圓具有兩層以上的材料層，並且每一材料層具有各別的電路圖案以及各別的對準(或重疊)記號。在一對準測量中，對準系統100可使用這些記號，該對準測量係根據各別的記號提供不同的波長。第8圖係為形成在不同材料層的折射式記號190的示意圖。第9圖係為形成在不同材料層的折射式記號200的示意圖。記號200可能堆疊在晶圓114的相同區域中。第10圖係為具有許多對準記號的晶圓114的一可能剖面圖。以下將利用第8-10圖說明晶圓114、記號190以及堆疊記號200。

記號190的每一者具有一週期性結構，其可根據伴隨而入的光束，產生折射信號。週期性結構定義一固定間距，作為週期性結構的不變事物。在一可能實施例中，記號190包括一光柵結構，其具有許多平行並週期性排列的線段。線段192垂直方向194，方向194稱為光柵方向。光柵也定義一間距196，如第8圖所示，間距196係為一線段的一特定位置到相鄰線段的 特定位置之間的距離。間距與伴隨光束的波長可形成折射圖案。對於伴隨光束而言，線段與線段間的間隙具有不同的吸收率及反射率。舉例而言，線段係不透光，而線段間的間隙係透光。適當地選擇線段的寬度，便可得到最佳的折射信號。記號190只是一可能實施方式。在其它實施例中，可使用其它有夠產生可靠折射信號的週期性圖案。舉例而言，記線190的線段圖案可被分割，用以遵守製造標準或信號的改善。

請參考第9圖，折射式記號200具有許多堆疊在相同區域的折射式記號。每一折射式記號相似於第8圖所示的記號190。舉例而言，每一折射式記號具有一光柵結構，該光柵結構具有一間距以及一方向。然而，折射式記號200被設計成具有許多間距及方向。在本實施例中，四材料層形成在一晶圓之上。第一材料層具有一第一光柵記號202，其具有一第一間距及一第一方向。一第二材料層重疊在第一材料層之上，並具有一第二光柵記號204，其具有第二間距及第二方向。在本實施例中，第二方向垂直第一方向。第三材料層重疊於第二材料層之上，並具有一第三光柵記號206。第三光柵記號206具有一第三間距以及第一方向。第四材料層重疊於第三材料層之上，並具有第四光柵記號208。第四光柵記號208具有第四間距以及第二方向。因此，當記號200具有許多間距及方向時，具有可調式光源110的對準系統100便可對這些記號進行對準測量。尤其是每一記號被設計成具有各別的方向，其對應於相對應材料層的電路圖案的易受影響的方向。另外，可調式光源110施加到每一記號的光信號的波長會被調整，並提供予相對應的記 號，使得對準信號的輸出較為密集，並且較為可靠，並具有高品質。另外，波長的調整係根據相對應材料層的對比度(contrast)及表面起伏的形貌(topography)。

在第10圖所顯示的其它實施例中，晶圓114具有一基底212。形成在基底212之上的有八個示範性的材料層214、216、218、220、222、224、226及228。在一可能實施例中，此八個材料層係為八金屬層，用以內部連接。每一材料層具有金屬線或貫孔/接觸。在另一可能實施例中，此八材料層的一第一層用以形成主動區，一第二層用以形成閘極，而其它層係用以形成接觸、貫孔及金屬線。

八材料層204~128也具有記號232、234、236、238、240、242、244及246，每一記號設置在相對應的材料層之中，並堆疊在區域230之中。每一記號與各自的電路圖案(在本實施例中，係指金屬特徵)係同時形成在同一材料層之中。特別而言，第一材料層214的第一記號232以及第二材料層216的第二記號234具有不同間距及方向。

第11圖係為利用第1圖所示的對準系統100的一方法流程圖。請參考第1-11圖，以下將說明方法300。方法300的步驟302係在一晶圓114上形成許多記號，並且該等記號具有各自的方向。在一可能實施例中，晶圓114具有第一材料層，其具有第一電路圖案以及第一記號。特別來說，第一材料層具有自己的表面起伏的形貌、對比度及其它特性，這些均與可調式光源110的光能量有關。晶圓114也具有第二材料層，其設置在第一材料層之上。第二材料層具有第二電路圖案及第二記號。 特別來說，第二材料層具有自己表面起伏的形貌、對比度及其它特性，這些均與可調式光源110所提供的光能量有關。

在一可能實施例中，晶圓114更具有第三材料層，其設置在第二材料層之上。第三材料層可被圖案化。一光阻層塗佈在第三材料層之上，藉由一微影製程而被圖案化。藉由圖案化光阻層，便可圖案化第三材料層。

接著，步驟304係產生具有第一波長的第一光(信號)予第一記號。藉由選擇第一波長，可使得第一記號所產生的輸出信號具有高品質或是最佳化的信號品質。在一可能實施例中，藉由信號的強度及信號對背景雜訊，便可測量信號的品質。在一可能實施例中，根據第一記號的表面起伏的形貌及對比度，選擇第一波長。在其它實施例中，第一波長的選擇更根據或是只根據第一記號的圖案(如間距)。在步驟304中，可調式光源110調整許多波長，用以估測信號品質。相對於最佳波長或是接近最佳波長的波長作為第一波長。在一可能實施例中，在施加第一光線之前，可調式光源110調整第一波長，用以產生第一光線，然後再將第一光線射向第一記號。

步驟306係利用偵測器120偵測第一記號所產生的第一輸出信號。對準系統100可能更包括一信號分析模組，其係整合或是耦接在其中。信號分析模組更可用以分析第一輸出信號，用以判斷對準及重疊誤差。

步驟308產生具有第二波長的第二光(信號)予第二記號。第二波長的選擇使得第二記號所產生的輸出信號具有高品質或是最佳信號品質。在一可能實施例中，根據第二記號的 表面起伏的形貌及對比度選擇第二波長。在另一實施例中，第二波長的選擇更考慮或是只根據第二記號的圖案(如間距)。在步驟308中，可調式光源110調整許多波長，用以估測信號品質。相對應於最佳波長或是接近最佳波長的波長作為第二波長。在一可能實施例中，在施加第二光線之前，可調式光源110調整第二波長，用產生第二光線，再將第二光線射向第二記號。

步驟310係利用偵測器120，偵測第二記號所產生的第二輸出信號。為了對準及重疊誤差，信號分析模組更分析第二輸出信號。

在執行方法300之前或之後可能執行其它步驟。在一可能實施例中，針對各自的材料層的其它記號，方法300可能會執行其它相似於步驟304及306的步驟。在另一實施例中，當記號係作為重疊記號時，如果重疊誤差並不在規格內時，則可能會利用一程序，重新製作圖案化的光阻層，該程序包括剝膜(stripping)、塗佈、曝光以及顯影。在其它實施例中，記號係用為對準記號。微影系統130的對準控制單元將會自動地調整晶圓與光罩間的對準，直到對準誤差被最小化，或是符合規格。在本例中，對準誤差包括許多材料層間的對準誤差。如第6圖的實施例所示，第三材料層係為一接觸層，第一及第二材料層分別為主動區及閘極。為了形成接觸圖案，在對準光罩時，對準誤差包括主動區164的第一對準誤差以及閘極166的第二對準誤差。藉由調整對準，使得所有對準誤差被最小化。

在其它實施例中，可藉由雙圖案或是多圖案圖案化一材料層，用以增加解析度。在此例中，兩種或兩種以上的 圖案會被形成在相同的材料層之中，各自的記號形成在同一材料層的不同的圖案層中。在此例中，上述方向仍然適用在許多圖案層及各自圖案層的相對應的記號。舉例而言，在第4圖中的記號146可能表示不同圖案層裡的各自記號。記號146a及146c係為一第一圖案(層)的記號。記號146b及146d係為一第二圖案(層)的記號。藉由雙圖案製程或是多圖案製程，便可將兩圖案定義在同一材料層之中。

藉由利用可調式光源110，對準系統100可根據記號圖案、圖案對比度、圖案的表面起伏的形貌以及圖案的易受影響的方向，有效地調整波長，並射向不同的記號。

本發明提供一微影系統，用以製做積體電路。此系統包括一基底平台、一對準模組以及一曝光模組。基地平台用以承載一基底，並且方便移動基底。對準模組包括一可調式光源以及一偵測器。可調式光源產生一紅外線。該紅外線具有可調波長。偵測器用以接收紅外線。曝光模組整合在對準模組之中，並對塗佈在基底上的光阻層執行一曝光程序。

上述的揭露係提供一種對準系統的實施方式，其可用於積體電路的製造。對準系統包括一基底平台、一對準模組、一偵測器以及一曝光模組。基地平台用以承載一基底，並且方便移動基底。對準模組包括一可調式光源。可調式光源產生一紅外線。該紅外線具有可調波長。偵測器用以接收一輸出信號，該輸出信號係為基底所產生的反射光。曝光模組整合在對準模組之中，並對塗佈在基底上的光阻層執行一曝光程序。

以上的揭露也提供一種積體電路製造的可能實施 方法。該方法包括，提供一積體電路(IC)基底，該基底具有一第一對準記號以及一第二對準記號，該第一對準記號被定義在一第一圖案層，該第二對準記號被定義在一第二圖案層；為了第一對準記號的對準監控，將一可調式光源所發射出的一第一光線照射第一對準記號，該第一光線具有第一波長，第一波長係為近紅外線(near infrared；NIR)；為了第二對準記號的對準監控，將可調式光源所發射出的一第二光線照射第二對準記號，該第二光線具有第二波長，第二波長係為遠紅外線(far infrared；FIR)。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧對準系統

110‧‧‧可調式光源

112‧‧‧裝置

114‧‧‧晶圓

116‧‧‧晶圓平台

118‧‧‧記號區域

120‧‧‧光偵測器

Claims (10)

1. 一種微影系統，適用於積體電路的製造，包括：一基底平台，用以承載一基底，並且方便移動該基底；一對準模組，包括：一可調式光源，產生一紅外線，該紅外線具有一可調波長；以及一偵測器，用以接收一光線；以及一曝光模組，整合在該對準模組之中，並對塗佈在該基底上的一光阻層執行一曝光程序。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微影系統，其中該對準模組更包括一裝置，用以將該紅外線射向一對準記號，該對準記號形成在該基底上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微影系統，其中該對準模組更包括一孔洞，用以選擇該基底所產生的反射光，該偵測器接收該孔洞所選擇的反射光。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微影系統，其中該曝光模組包括：一曝光發光源；一遮罩平台，用以承載一光罩，該光罩具有一圖案；以及一光學模組，接收該曝光發光源所產生的一發光能量，並且將該圖案呈現在該基底上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微影系統，其中該可調式光源產生一紅光、一綠光、一近紅外線以及一遠紅外線， 該紅光具有一第一波長，該第一波長約633nm，該綠光具有一第二波長，該第二波長約532nm，該近紅外線具有一第三波長，該第三波長約780nm，該遠紅外線具有一第四波長，該第四波長約850nm，其中該可調式光源具有一裝置，用以調整該可調波長，其中該裝置具有一光柵分布布拉格反射鏡(grating distributed Bragg reflector)或是一光學共振腔，該光學共振腔具有一微機電系統(MEMS)，用以調整一共振腔長度。
6. 一種對準系統，適用於積體電路的製造，並包括：一基底平台，承載一基底，用以方便移動該基底；一可調式光源，產生一紅外線，該紅外線具有一可調波長；一偵測器，接收一輸出信號，該輸出信號係為該基底所產生的反射光；以及一曝光模組，對塗佈在該基底上的一光阻層執行一曝光程序。
7. 如申請專利範圍第6項所述之對準系統，更包括：一裝置，用以將該紅外線射向一對準記號，該對準記號形成在該基底上；以及一孔洞，用以選擇該基底所產生的反射光，該偵測器接收該孔洞所選擇的反射光。
8. 如申請專利範圍第6項所述之對準系統，更包括：一對準控制單元，用以調整對準；以及一對準分析模組，用以估測該輸出信號。
9. 如申請專利範圍第6項所述之對準系統，其中該可調式光源產生一紅光、一綠光、一近紅外線以及一遠紅外線，該紅光具有一第一波長，該第一波長約633nm，該綠光具有一第二波長，該第二波長約532nm，該近紅外線具有一第三波長，該第三波長約780nm，該遠紅外線具有一第四波長，該第四波長約850nm。
10. 如申請專利範圍第6項所述之對準系統，其中該可調式光源具有一裝置，用以調整該可調波長，其中該裝置具有一光柵分布布拉格反射鏡(grating distributed Bragg reflector)或是用以調整一共振腔長度的具有一微機電系統(MEMS)的光學共振腔(optical cavity)。