TW202212994A - 用於在曝光裝置時減少未對準誤差的方法和設備 - Google Patents

Abstract

提供一種用於校正未對準的方法。判定對於安裝在基板上的裝置群組之每一裝置的對準。基於對於每個裝置的各個對準，判定對於安裝在基板上的裝置群組的對準誤差。基於對準誤差，計算一或多個校正因子。基於一或多個校正因子，校正對準誤差。

Description

用於在曝光裝置時減少未對準誤差的方法和設備

本發明是有關於用於最佳化微影曝光製程的系統和方法。 [相關申請的交叉引用]

本專利申請案根據於2017年9月29日提出申請的美國臨時申請號62/565,940主張優先權及優惠，其藉由引用將其全部併入本文。

本發明一般而言是有關於半導體裝置，並且更具體的是有關於製造半導體裝置的方法。

半導體裝置是現代電子和計算裝置的必須組件。半導體裝置為利用半導體材料之電性的電子組件。半導體材料之導電性可由電場或磁場的引用來操縱。製造製程中的改善導致半導體裝置的尺寸、速度和成本的指數級改善。然而，仍然需要更快、更可靠和更高性能的半導體裝置。

在典型的半導體製造製程中，使用微影技術處理整個裸晶圓或面板，以在其上形成電路。這些具有電路的基板通常被分離為更小的部件，稱為晶粒。這些晶粒形成一般電子裝置的基礎。然而，在半導體製造製程期間，可能在微影製程中發生未對準。這些未對準誤差基本上可能是隨機的，例如，環境因子(諸如溫度或大氣壓力變化)的結果，或者可能是系統因子的結果，諸如與拾取和置放系統相關的一致定位誤差。

在微影製程中的未對準誤差可能導致製程良率(yield)的下降，也可能導致降低系統產量(throughput)。如果未能正確校正未對準誤差，可能會導致電子裝置發生故障，其中導致晶粒無法正常工作或過早故障。良率(定義為經歷製程後的好品質晶粒的數目除以經歷製程後的晶粒總數)直接影響製造商可期望獲得的收益。較低的良率或反映較低品質的良率將減少可以為產品命令的收益量。

校正未對準誤差往往會對微影製造製程的產量產生負面影響。產量與製程產生晶粒的速率有關。如果繼續進行耗時的未對準校正，產量將下降。產量的降低減少了可銷售產品的數量。結果，預期收益將下降。

本發明的目的是提供用於減少微影半導體處理中的對準誤差的發生率和幅度的方法和機構。本發明的另一個目的是以有效的方式促進半導體微影製程中現有的未對準的校正。

本文敘述了一種製造並且一般地改善積體電路裝置的品質的方法。根據本發明之一或更多實施例，這個方法開始於光學檢查具有複數個積體電路裝置的基板。如果有的話，從基板的複數個裝置中識別出不一致的裝置。根據光學檢查的結果判定複數個裝置中的每一個相對於基板的對準。如果有的話，對準的判定省略至少一些被識別為不一致的裝置。至少基於部分的檢查、識別和判定步驟，產生用於曝光複數個裝置的配方。注意到，用語「配方」是半導體產業中的用語，其用來描述處理積體電路裝置所需的指令集和相關或支持的資訊。配方包括關於一或多個曝光投射區(exposure shot)、用於曝光所述曝光投射區的順序以及用於在一或多個曝光投射區中的至少兩者之間移動的路徑的資訊。配方係使用微影系統被實施以曝光複數個裝置的至少一部分。製程可使用相同或不同的微影圖案被重複地執行，直到所期望的結構被令人滿意地形成。

減少基板上積體電路裝置之間的未對準，特別是重構的基板上，以及容許裝置之間的殘餘未對準是本發明的主要目標。有利地，可以獲得積體電路裝置相對於它們的基板之對準的判定，作為缺陷檢查製程中的一部分，其中評估積體電路的影像之差異和缺陷。用於對支撐基板的機械平台進行檢查之成像裝置的視野的仔細校準提供了對準目的所需的局部化資訊。

於一實施例中，可以根據複數個裝置中的每一個相對於基板的對準來判定存在於複數個裝置中的至少一些的位置中的系統和/或隨機誤差。修改用於在基板的形成期間定位複數個裝置之置放系統的配方。操作該置放系統，使得用於光學檢查的後續基板減少了該後續基板之複數個裝置中的至少一些裝置在對準中的系統誤差。例如，系統誤差可以藉由將有關於系統誤差的資訊反饋回用來形成基板的裝置來校正。反饋迴圈減少在後續基板中的系統誤差，並且改善製造製程中的良率和產量。

於一實施例中，基板的複數個裝置可以基於它們判定的對準(例如，用以建立類似對準之裝置的複數個群組)被分組。一或多個曝光投射區被鋪排在基板之裝置之個別群組的每一個之上。於一範例中，為「投射區」的一部分之微影圖案被鋪排在裝置的個別群組之上，使得微影圖案與裝置有良好的對準。微影圖案可具有不同形狀和陣列。平舖的特徵在於實質上所有裝置藉由滿足預定對準準則的曝光投射區進行曝光。然後在一或多個曝光投射區之間定義一或多個路徑，從而建立用於執行裝置的微影曝光的配方。

於一實施例中，實質上基板之全部裝置藉由曝光投射區曝光，使得個別裝置和曝光投射區之間的對準滿足預定的對準準則。鋪排在群組之上的一或多個曝光投射區可定址不同數目的裝置和/或可具有不同形狀。

於一實施例中，可以建立一組初始條件，其包括一組許可曝光投射區、基板上的裝置群組及對準準則。針對初始條件中的連續擾動，疊代鋪排和定義步驟。為鋪排和定義步驟的每一疊代分配分數。分數可以考慮在由鋪排定義的每個投射區之間移動所需的路徑。對於任何給定的評估，多個路徑是可能的，並且為每個鋪排判定至少一路徑。將基於產量、良率或一些其他組準則對鋪排和路徑的各種組合進行評分。基於具有最佳分數之鋪排和定義步驟的疊代建立配方。於一實施例中，初始條件中的連續擾動可以是從由曝光投射區之尺寸修改、曝光投射區之深寬比的修改、曝光投射區之面積的修改、用於定義群組之可接受對準之預定範圍的修改、初始選擇的裝置的選擇、初始選擇的裝置群組的選擇、初始選擇的裝置群組之尺寸的修改以及初始選擇的裝置群組之深寬比的修改所組成的群組中選擇而被修改。

於一實施例中，可以選擇一組裝置和標稱地將曝光所有所選裝置組的曝光投射區。曝光投射區與基板之一組複數個裝置擬合。判定對於選擇的裝置組中的每一個是否滿足用於曝光投射區與選擇的複數個裝置組之對準的臨限對準準則。選擇的曝光投射區被建立作為配方的一部分，其中對於選擇的裝置組中的每一個滿足用於曝光投射區與選擇的複數個裝置組之對準的臨限對準準則。選擇的裝置組被細分為一或多個子集，其中臨限對準準則不滿足對於選擇的裝置組的預定數目，進行該細分使得預定的曝光投射區將標稱地曝光在裝置的子集中所有的裝置。重覆擬合、判定和細分步驟直到實質上所有基板的裝置用曝光投射區鋪排。

於一實施例中，產生用於曝光複數個裝置的配方包括選擇具有最大面積的曝光投射區，曝光投射區可以應用於具有一組裝置的基板區域。選擇的曝光投射區與該組裝置擬合。基於該組裝置的對準針對選擇的曝光投射區、區域和擬合的計算投影量。判定投影量是否滿足對準準則。響應於判定投影量滿足對準準則，建立選擇的曝光投射區作為該配方的一部分。響應於判定投影量不滿足對準準則，劃分選擇的曝光投射區，以及重覆選擇、擬合、計算和判定投影量是否滿足對準準則的步驟直到投影量滿足對準準則。

於一實施例中，對於曝光複數個裝置的配方使用動態編程技術產生。從複數個預先存在的曝光投射區中選擇預先存在的曝光投射區。複數個預先存在的曝光投射區中的每一個具有預先解決的視野大小，形狀和取向。將一組複數個裝置與選擇的預先存在的曝光投射區進行比較。判定選擇的預先存在的曝光投射區是否滿足對於該組裝置的對準準則。響應於判定選擇的預先存在的曝光投射區滿足該組裝置的對準準則，選擇的預先存在的曝光投射區被建立為配方的一部分。響應於判定選擇的預先存在的曝光投射區不滿足對於該組裝置的對準準則，從複數個預先存在的曝光投射區選擇另一預先存在的曝光投射區，並且重覆比較和判定選擇的預先存在的曝光投射區是否滿足對於該組裝置的對準準則的步驟，直到該組裝置滿足於對準準則。

根據本發明之另一實施例中，判定複數個積體電路裝置相對於它們所屬之基板的對準。基於該些裝置之判定的對準分組該些裝置，以建立複數個裝置群組。將微影圖案之一或多個陣列鋪排於複數個群組中的每一個。定義鋪排的微影圖案之陣列之間的路徑，從而建立用於執行該些裝置的微影曝光的配方。根據配方微影地曝光基板之裝置，以形成在基板上之結構的至少一部分。

於一實施例中，基於對準判定複數個裝置中一或多個的未對準。可校正整合裝置之後續的基板之複數個裝置的未對準，以減少複數個裝置之間的未對準(例如，藉由聚焦用於建立本發明基板之工具操作)。

於一實施例中，複數個裝置群組可被重覆地鋪排以產生複數個不同鋪排。針對每一個不同鋪排定義路徑。至少部分地基於覆蓋複數個裝置所需的微影圖案之陣列數目和沿著定義的路徑行進所需的時間長度，產生對於每一個不同鋪排和其個別路徑的組合之分數。選擇具有最佳分數的不同鋪排。選擇的鋪排被用來建立配方。

於一實施例中，裝置群組可被重覆地鋪排以產生複數個不同鋪排。針對每一個不同鋪排定義複數個路徑。基於沿著定義的路徑所需的時間長度，針對不同鋪排的每一個選擇路徑。至少部分地基於覆蓋複數個裝置所需的微影圖案之陣列數目和沿著定義的路徑行進所需的時間長度，產生對於每一個不同鋪排和本身選擇的路徑的組合之分數。選擇具有最佳分數的不同鋪排和路徑。選擇的鋪排被用來建立配方。

在本發明之另一實施例中，提供一種改善積體電路裝置之品質的方法。判定複數個裝置相對於它們所屬之基板的對準。選擇的裝置群組與微影圖案陣列擬合。判定微影圖案之陣列對於選擇的裝置群組是否滿足預定的對準品質。在滿足對準品質的情況下(例如，其中足夠高的裝置百分比被正確地對準的情況下)，微影圖案之陣列被建立為用於曝光選擇的裝置群族的投射區。其中當不滿足對準品質時，一或多個更小的微影圖案陣列與選擇的裝置群組之子集疊代地擬合，直到滿足對準品質並解建立用於曝光選擇的裝置群族的投射區為止。在每個建立的投射區之間定義路徑，從而建立用於執行該些裝置的微影曝光的配方。曝光基板之裝置，以形成在基板上之結構的至少一部分。

如上所述，積體電路裝置的對準測量可被用於判定複數個裝置中的一或多者的未對準。未對準可包括在創建積體電路裝置所屬的基板期間出現對準誤差。可以校正與裝置整合之後續基板之複數個裝置的未對準(例如，藉由聚焦用來建立當前基板的工具之操作)，以減少複數個裝置之間的未對準。

於一實施例中，用於微影曝光基板之配方或指令集之建立的最佳化可藉由將裝置與預定的投射區擬合或藉由將投射區與基於對準定義的群組擬合接近。在任一情況下，最終目標都是相同的，即以有效方式在標線片片和裝置之間得到良好品質的對準。在本發明之另一實施例中，判定複數個裝置相對於它們所屬之基板的對準。這些裝置接著基於判定的裝置之對準分組。這建立了複數個裝置群組，群組之各個裝置具有類似的對準。以數學意義，在複數個裝置群組之上鋪排各種形狀和尺寸之微影圖案的投射區或陣列，用以定義用於以微影圖案之一或多個陣列鋪排複數個裝置群組的投射區。在每一個鋪排的圖案之間定義路徑。定義的投射區與路徑一起建立用於執行裝置之微影曝光的配方。一旦配方到手，根據配方曝光基板之裝置，以形成在基板上之結構的至少一部分。判定裝置之對準的一個好處是可以使用基板上的裝置中的未對準來校正或減少後續正在基板上形成的裝置之未對準。

於一實施例中，基於對準判定複數個裝置中一或多個的未對準。可以校正與裝置整合之後續基板之複數個裝置的未對準，以減少複數個裝置之間的未對準。

本發明之實施例可被用來形成半導體裝置。用置放系統將第一群組或複數個裝置的裝置安裝在第一基板。判定第一群組或複數個裝置之每一裝置的對準，以及從在第一複數個裝置之置放中識別的系統對準誤差判定校正因子。系統對準誤差係基於(至少部分的)對於第一複數個裝置之每一個的個別對準。來自一或多個裝置的校正因子被發送到用於校正系統對準誤差的置放系統。然後使用校正因子將第二組或複數個裝置安裝在第二基板上。理想地，第二基板的裝置將具有比第一基板的裝置更小的系統對準誤差。

判定在第二基板上的第二群組或複數個裝置之裝置的對準，並且基於對於第二複數個裝置的每一裝置之個別對準將裝置分組為一或多個群組(即，具有相似對準的裝置被分組在一起)。基於裝置群組建立曝光系統(諸如，步進器)之視野並且判定用於曝光第二複數個裝置之運動路徑。一般而言路徑係基於一或多個群組及視野。對路徑進行評分及評估，以確保分數滿足臨限。如果路徑不滿足臨限值，疊代地重覆群組第二裝置群組、判定視野、判定路徑和判定分數，以形成連續的群組、視野和路徑，直到評估分數超過臨限為止。一旦滿足這個準則，使用滿足臨限之視野和路徑曝光第二複數個裝置。

提供了用於校正未對準之方法、電腦程式產品和藉由方法製造的產品。判定對於安裝在基板上的裝置群組之每一裝置的對準。基於對於每個裝置的各個對準，判定對於安裝在基板上的裝置群組的對準誤差。基於對準誤差，計算一或多個校正因子。發送一或多個校正因子至用於校正對準誤差的置放系統。

提供了用於判定最佳化曝光路徑之方法、電腦程式產品和藉由方法製造的產品。判定對於安裝在基板上的複數個裝置之每一裝置的對準。基於用於每個裝置的個別對準，將複數個裝置分組為一或多個群組。判定用於曝光裝置的視野或投射區，其中裝置在該一或多個群組之每一個中。基於一或多個群組及視野，判定用於曝光複數個裝置的步進器路徑。判定所判定的步進器路徑的分數，然後檢查分數是否滿足臨限。響應於判定該分數不滿足臨限，疊代地重複群組複數個裝置、判定視野和/或判定該步進器路徑，直到滿足臨限為止。針對這些操作的每一疊代計算分數。

提供了用於判定最佳化曝光路徑之方法、電腦程式產品和藉由方法製造的產品。藉由置放系統將第一複數個裝置安裝在第一基板上。判定對於該第一複數個裝置的每一個裝置的對準。基於對於第一複數個裝置之個別對準，判定對於第一複數個裝置之對準誤差。基於對準誤差，計算一或多個校正因子。發送一或多個校正因子至用於校正對準誤差的置放系統。使用校正因子藉由置放系統將第二複數個裝置安裝在第二基板上。判定對於安裝在第二基板上的第二複數個裝置的每一個裝置的對準。基於對於該第二複數個裝置之每一個裝置的個別對準，將第二複數個裝置分組為一或多個群組。判定用於曝光在一或多個群組之每一個中之裝置的視野。基於一或多個群組及視野，判定用於曝光第二複數個裝置的步進器路徑。計算所判定的步進器路徑的分數，然後檢查分數是否滿足臨限，並且響應於判定分數不滿足臨限，疊代地重覆分組第二複數個裝置、判定視野、判定步進器路徑及判定分數的步驟，直到滿足臨限的時間。響應於判定分數滿足臨限，根據判定的步進器路徑曝光第二複數個裝置。

提供了用於進行微影曝光製程之方法、電腦程式產品和藉由方法製造的產品。判定在重構的基板中的複數個裝置的對準。藉由它們的對準將複數個裝置組織為一或多個群組，每組相應於曝光系統可定址的視野。定義在使得該組中實質上所有的裝置的對準與預定的未對準公差內相擬合的對準時將每一相應的視野序列和路徑與其個別裝置組定址。使用定義的序列和路徑曝光每個裝置組以修改裝置。

藉由參考以下詳細敘述和附圖，本發明的這些和其它優點對於本領域普通技術人員將是顯而易見的。

在許多不同類型得基板100上進行用以創建半導體或其它電子裝置的微影處理。一種最常見的事諸如圖1a所示之半導體晶圓W。晶圓W通常是直徑不同的扁平圓盤狀物體。晶圓W通常包括諸如所示之缺口的取向結構101。標記、平面和其它結構可以替代缺口。晶圓W通常由諸如矽、砷化鎵等等的半導體材料形成，但在一些實例下，使用玻璃或諸如環氧樹脂的複合材料。這些晶圓W常見的是直徑為200mm或300mm，但是較大和較小的晶圓W是常見的。

圖1b示出了使用微影製程共同定址的類型之通用面板P。與晶圓W一樣，面板P可以由半導體材料或玻璃或複合材料形成。面板P通常為矩形或正方形。面板P可以是任何有用的尺寸，但通常在下表中定義的「產生」尺寸中遇到。

產生	尺寸(mm)
Gen.1	300×400
Gen.2	360×465
Gen.2.5	400×500
Gen.3	550×650
Gen.3.5	620×750
Gen.4	730×920
Gen.5	1100×1300
Gen.6	1500×1850
Gen.7	1870×2200
Gen.7.5	1950×2200
Gen.8	2200×2500

如本文中所使用，用語「基板」將統稱為晶圓和面板。在某些分別與指明晶圓或面板的一些特定資訊有關的情況下，將使用這些特地用語。

在製造的各個階段中，基板100可以是裸露的，不具有形成在其上的電路，或者可包括裝置104，例如積體電路裝置。一些基板100可具有在同一基板上整體形成的裝置104。其它基板100可包括多個裝置，其從分離或分開的基板100獲取，然後使用黏著劑、模製或封裝材料連接在一起，以形成複合或重構基板100。作為一般規則，重構基板100傾向於具有比其上本質形成的裝置104的那些基板100更差的對準。

圖2a-2c示出裝置104中的未對準含意。在圖2a中的裝置104表示通常形成半導體裝置封裝的一部分的重新分配層(RDL)。裝置104包括連接到軌線106的凸塊105。在圖2a中，對應的凸塊105和軌線106彼此電性接觸。凸塊105和軌線106彼此分開形成，但是因為用於形成這些結構的微影圖案在裝置104上彼此適當地對準，所以凸塊105和軌線106形成良好且品質可接受。

圖2b示出其中裝置104之凸塊105由微影圖案形成，該微影圖案在軌線106的X和Y方向上偏移量為δX和δY的情況。注意，許多軌線106不與凸塊105電性接觸。圖2c示出其中用於形成凸塊105的微影圖案相對於用於形成軌線106的微影圖案旋轉了角度θ的情況。同樣，凸塊105和軌線106之間的連接很差。出於本發明的目的，將僅關於裝置104和基板100的XY平面中的平移和旋轉來討論對準。使用本發明的方法和裝置也可以適應其他更高階的像差，例如縮放、尖端、傾斜、XY平面外的未對準等，但是為了清楚起見省略了這種調節。上面所提的像差在J.D. Armitage Jr., J. P. Kirk, “Distortion Components,”Proc. SPIE 921, (1988)中更完整地敘述。

圖3是可受益於本發明之應用的微影系統300的圖。微影系統300包括基底302，基底302通常是位於隔離支撐件(未示出)上的大塊成品花崗岩。基底302的大質量和隔離支撐件的設計的組合提供了微影系統300與地板振動的隔離。隔離支撐件還可防止機械力進入廠區並擾亂附近的機械。基底302和隔離支撐件可以由一般的商業部件和材料構成。

在基底302之頂部是大的網格馬達平台304，諸如在美國專利號5,828,142，在此引入作為參考。大的網格馬達平台304可包括約1平方毫米的軟鐵齒矩陣，在X和Y方向上分開約1毫米的間隙。所有齒之間的間隙都填充有非磁性材料，通常是環氧樹脂。這個表面磨得非常平坦，公差為幾微米，以提供空氣軸承品質表面。平坦度對於控制主x、Y、θ平台306(以下稱為主平台306)的尖端和傾斜也是有用的，這是平台干擾儀系統中阿貝偏移誤差的可能來源。

由網格馬達平台304覆蓋之區域足夠大以允許主平台306移動到所有需要的位置。行進區域允許移動到基板交換位置(在系統前端)和整曝光區域。文中所述之實施例的行進區域與平台306上承載的基板之尺寸相關。

平台306在其主體內具有多個壓力馬達(未示出)。這些馬達被配置以驅動平台橫過網格馬達平台304。兩個馬達被定向成沿著X軸方向驅動主平台306。兩個額外的馬達以90°定向，以沿著Y軸方向驅動主平台306。可以不同地驅動一對或兩對馬達，以提供小的旋轉運動(ϴ)。以這種方式，即使網格馬達平台306中的齒圖案可能不是直的，也可以控制主平台306以非常直線的方式移動。

在圖3中，平台306被顯示為具有夾具320安裝其上。所示之夾具320具有適用於支撐做為面板P之基板100的形狀因子。如美國專利號7,385,671中所述，夾具320可以替換不同數目或類型的夾具或頂板，適於保持不同的基板100，例如矽晶圓W。美國專利號7,385,671在此引入作為參考。

剛性橋結構308支撐主平台106之上的投影相機310。投影相機310具有安裝在鏡頭外殼314中的約2X(即，兩倍)縮小的投影鏡頭312。鏡頭外殼314安裝在兩個Z軸(垂直)空氣軸承(未顯示)上。這些空氣軸承可以是商業上購買的並且較佳地是盒軸頭樣式，其非常硬。Z軸運動被用來在聚焦所需的小距離中上下移動鏡頭外殼314和投影鏡頭312。投影鏡頭312較佳地在其影像側是遠心(telecentric)的，使得焦點的微小變化不會導致影像尺寸或影像置放誤差。注意，可以預期其他光學配置和放大率，並且這裡描述的光學配置不應被視為限制性的。

投影鏡頭外殼314具有附接到其底部的單獨、即時、自動聚焦感測器(未顯示)。這些感測器使用簡單的光學將雷射二極體光源轉換為在基板100處的聚焦光狹縫。來自這狹縫的一些光從基板100反射並被即時自動聚焦感測器的接收側擷取。反射的狹縫光由接收光學成像到線性CCD陣列(未示出)上。影像處理軟體被用來定位CCD陣列上的反射狹縫之影像。然後，使用反射狹縫的影像位置的任何偏移來控制投影相機310的Z軸驅動316，直到CCD陣列上的影像位置被恢復。以這種方式，投影相機310的「聚焦」保持在恆定間隙。在微影系統的建構期間，Z軸的微米運動被用來以像素單位判定CCD陣列上的影像之運動。這個校準允許將後續對焦偏移的轉換實施為Z軸對焦控制系統中的像素偏移。

褶曲鏡330附接到鏡頭外殼314的頂部。這個鏡300將投影相機110的其餘部分放在圖中的左側。在這實施例中，投影鏡頭312被設計成在其物件側具有長的工作距離，以允許使用褶曲鏡330。注意，通過省略來自投影相機310的褶曲鏡，可以實現直的光路。具有不同取向的褶曲鏡也可用於進一步形成投影相機310的光學路徑，以滿足存在的任何空間要求。

投影相機310具有本身擁有的6軸標線片夾具332，其保持包括被成像到基板100之個別裝置104上的(微影)圖案或遮罩之標線片334。標線片334可以被稱為影像源。應理解到其它裝置也可被作用為影像源，諸如動態產生遮罩的多鏡光閥或LCD光閥(即，無光罩影像源)。

用於微影曝光的照明是由燈罩340提供，燈罩340包圍汞燈，在一個實施例中，汞燈輸出約3500瓦的功率。在燈罩340內的光被收集、聚焦和過濾，然後在光閘342附近離開燈罩340。注意到如圖所示，燈罩340包括允許投影相機310的光學路徑更緊密的褶曲鏡331。圖3中所示之投影相機310之折疊配置僅是許多可以或常用的一種組態。

當光閘342開啟時，來自燈罩340的光穿過聚光鏡片組件344、穿過標線片334、穿過投影鏡片312，並且利用由標線片334施加的影像曝光基板100。眾所皆知的，基板100塗覆有光敏抗蝕塗佈。劑量感測器(未顯示)可以為光閘342的一部分。其中由相機310投影的圖案與裝置良好地對準，其獲得良好品質的產品，諸如圖2a所示。

前面的敘述適用於微影系統的步進器類型組態。諸如掃描器和壓印微影系統的其它組態是眾所皆知的，並且可受益於本發明的應用。

圖4根據一或多個實施例顯示用於在微影期間最佳化基板100之曝光的方法400。方法400也可應用於校正和/或解決半導體製造製程期間晶圓上的未對準。

在步驟402，形成基板100(晶圓W或面板P)。基板100可包括裝置104或其它電路或通常使用微影製程形成的其它電路或結構。基板100可以原位與裝置104一起形成或可以是重構的基板100，其中使用拾取和置放或類似系統將多個裝置104單獨地置放在陣列中，然後被模製或封裝以形成重構的基板100。

在步驟404，判定基板100上的裝置104的對準。可以使用檢查系統來判定對準。可以使用任何合適的檢查系統。一種合適的檢查系統的範例為MA，Wilmington之Rudolph科技公司的Firefly ^®半導體檢查系統。檢查系統有助於基板100上的每個裝置或裝置群組的未對準之識別及正確對準的計算。

注意，方法500可選擇性地在連接器500處調用。下面將更詳細地敘述方法500。在步驟405，使用基板100之裝置104的對準誤差(和其他缺陷)來判定可以應用於置放系統的校正因子，以修復從置放系統衍生的後續未對準。從實際的觀點來看，校正因子用於產生偏移，該偏移修改置放系統的操作，特別是置放系統的拾取和置放頭的運動。偏移減少了基板100的形成中的系統誤差。例如，系統對準誤差可以是重構基板100中每個裝置104之置放中的一致偏差。校正因子可包括從置放系統之拾取和置放頭的運動中增加或減去的特定距離或角度。例如，可以指示拾取和置放頭移動到標稱X，Y位置，由於在對準步驟404期間檢查到的誤差，該位置實際上是不正確的。由作為步驟500之輸出的校正因子產生的偏移修改了拾取和置放頭要移動到的標稱X，Y位置。校正因子也可以是應用於由置放系統定址的基板100之對準的一組距離或角度，即，置放系統內的基板之全局對準是有誤的，該對準可以藉由應用校正因子來校正基板的X、Y、θ對準，從而減少或消除系統誤差。這些校正因子可以固定為系統誤差隨時間變化是一致，或者可以是基於一或多個環境特徵(諸如，溫度或壓力)的暫態。也可以以這種方式校正額外或累積的誤差。可以基於在步驟500處識別的對準來識別對準誤差。

相對於基板100識別對準誤差，其中裝置104是其他裝置104的一部分和/或相對於其他裝置104，即在一些實例下，裝置104之對準是相對於基板100判定的，並且在其他情況下，獲得選擇的裝置104之間的對準。擷取對準資料並將其記錄在與每個基板100和/或裝置104相關聯的資料檔案中，以供將來使用和參考。此種資料檔案的範例為逗號分隔值(comma separated value；CSV)或可延伸標示語言(extensible markup language；XML)文件。也可以使用其他檔案類型。基於所識別的對準誤差，計算校正因子並將其反饋到用於執行步驟402的機構和製程。例如，藉由拾取和置放系統對重構基板100施加的系統對準誤差可以藉由修改拾取和置放系統的操作來校正，以減少後續基板100中的對準誤差。下面將參考圖5更詳細地討論步驟405。

在步驟406，判定包括基板100之曝光路徑的最佳配方。每一裝置104之對準(在步驟404判定)被用來找出將使值最大化的最佳曝光配方。於一實施例中，最佳化的輸入包括判定的對準以及通量和良率，但最終最佳化製程的目標是使值最大化。如本領域技術人員所知，對準可以與良率直接相關。在半導體裝置的層彼此良好對準的情況下，裝置按設計運行的可能性很高。這種相關性有時被用作指明對準公差的簡寫，也就是說，藉由為微影製程指明高良率輸出，需要非常高的對準準確度。由於遮罩/標線片與裝置104的對準具有與其相關的時間成本，因此更嚴格的對準要求將減慢基板100的處理。在光譜的一端，完美的良率會降低產量，因為過多的對準或低效的路徑會佔用製程時間。在光譜的另一端，當使用太少或太粗的比對時，良率受到影響。

本發明的一個益處是在步驟404獲得的相同對準資訊可用於產生用於微影曝光的對準和用於產生校正因子，該校正因子可用於消除在基板100中裝置的置放中的系統誤差。這消除了對多個檢查和對準製程的需要並節省了時間，從而增加了製造製程的良率。

最佳曝光配方將藉由對準群組裝置，並將這些群組分成多個塊，這些塊可藉由現有的可用投射區大小和形狀很容易地解決。可用的投射區尺寸和形狀由在標線片夾具332中的標線片334上找到的遮罩或圖案來定義、藉由在可以用夾具332中的替代標線片之額外的標線片334上的遮罩或圖案來定義以及藉由可修改在操作中的標線片上的圖案之遮蔽裝置的使用來定義。選擇投射區的數目和順序以及投射區之間的行進路徑以最小化產量的減少。於某些情況下，最好使用已知的牛耕式轉行書寫(boustrophedon)路徑並改變投射區尺寸和形狀。在其它情況下，使用複雜路徑可能會更好，其中多個相同尺寸和形狀的多個投射區在轉換至另一尺寸和形狀投射區之前曝光。隨著時間的過去，在步驟404識別並反饋到步驟402的對準誤差將減少未對準，這將降低對準/曝光製程的複雜性，從而有助於在步驟406之最佳路徑的判定並增加值。

下面將參考圖6更詳細地討論步驟406。

在步驟408，基於判定的最佳化曝光配方，使用諸如步進器系統300的合適微影系統來曝光基板100。基板100的處理繼續在步驟410，直到完成所有的基板為止。

圖5根據一或多個實施例顯示用於校正諸如重構的晶圓或面板的基板100上的裝置未對準的方法500。方法500可以如圖4之步驟405那樣實施。

在步驟502，基於每一裝置的對準判定對於基板100上的裝置104之各個對準誤差。每一裝置的對準可使用在圖4之步驟404處的檢查系統。於一實施例中，將每一裝置的測量的對準與裝置之目標對準進行比較，以及接著基於比較為每個裝置計算個別的對準誤差或偏移。

通常藉由擷取在基板上形成的足夠寬間隔的基準標記之影像，判定整個基板100在全局水平上的對準。如上所述，這可以使用諸如Firefly ^®半導體檢查系統的光學檢查系統來完成。基準標記的位置在基板100臨時固定到的夾具或平台的座標系統中指明。將基準的XY位置與這些標記之標稱或指明的位置進行比較，以產生校正因子，諸如用於對準基板100的簡單XY偏移。角度校正因子(例如，ϴ偏移)可以藉由比較基準點之間繪製的線與標稱指明的對準軸之角度來判定。這些校正因子類似於並在一些實例中可以與結合圖4和5敘述的那些相同。一旦應用校正因子以使基板100之座標系統與微影系統之座標系統對準，可以移動和/或旋轉支撐基板100的平台或夾具，以實現有關於選擇的座標系統的適當對準。

如本文中所使用的，用語「對準」敘述裝置104或基板100之製程和關於裝置104或基板100之物理取向的資料兩者。並且因為必須相對於某物測量物理取向，所以對準還表明存在參考或坐標系統，其中裝置104或基板100可以在其中定位。這些參考架構或坐標系統可單獨地或一起使用一或多個裝置104，以建立坐標系統。類似地，基板100本身可以定義參考架構。還應理解，與基板100相互作用的各種工具或系統(諸如，置放系統、檢查系統或微影系統)也可以定義坐標系統。上文提到的資料檔案(例如，CSV、XML......)擷取關於基板100及其裝置104之位置的資訊。然後，這個資料可用於建立一或多個變換，即基板100和/或其裝置104之取向與將作用在基板100上的系統和/或其組件的取向之間的數學關係。這樣的一個例子是使用Firefly ^®檢查系統來判定存在於基板100上的裝置104相對於由基板100上存在的基準所定義的坐標系統的對準。然後，涉及微影系統的後續製程步驟將僅需要微影系統判定基板100相對於微影系統之坐標系統的對準。然後，記錄的對準資料將有助於直接了解(藉由變換的手段)裝置104相對於微影系統的對準。諸如那些所敘述的變換可藉由諸如那些文下所述之對準機構的手段而被原位判定。這些變換也可以藉由對應機構/系統之校準手段先前判定，即，裝置104相對於微影系統之位置及其組件(諸如，標線片)可以在實際將基板100置放在微影系統中之前判定。

如上所述藉由擷取各個裝置104之影像來光學地進行各個裝置104的對準，識別基準(其通常是裝置104上的已知位置中的簡單不同的特徵)，並且相對於基板100本身的坐標系統識別它們的XY位置和θ取向。如上所述，可以使用影像來進行基板100和包含在其中的裝置104的對準，但是也可以使用諸如雷射三角測量、共焦感測、干涉測量等的非成像技術來進行。在這種非成像技術中，非成像感測器將能夠定位裝置的一些方面，諸如上述基準和/或特徵。如將理解的，此對準步驟產生每個裝置104相對於它們所屬的基板100的對準資訊或變換。此資料被保存在資料庫中或保留的檔案中，並且無論何時以某種方式對基板100進行操作都可以查詢該資料。結果是，利用這種保存的對準資料，藉由將基板100簡單地對準檢查或處理系統(諸如，微影步進器300)的坐標系統，可以立即存取對準資料，該對準資料允許立即將系統300對準到裝置104而不在微影步進器300上再次測量它們的對準。

留存前面所述之對準資料的資料庫或資料通常以易於攜帶和可修改的方式維持，例如XML格式。這些資料檔案還能夠維持裝置104結構之多個層的對準資料。此多層資料可用於幫助用以處理基板100的最佳配方或方案的判定。例如，雖然裝置104相對於其基板的下層對準可能不隨時間改變，但是製程步驟可能以未對準的方式形成裝置104的層。只要未對準本身不會使裝置104不可操作，就可以執行後續處理(更多層)。但是因為在裝置104的最上層存在未對準，所以與裝置的正確對準不一定與先前層正確對準的情況相同。將需要後續的製程步驟來適應前一層的未對準。可以理解，Firefly®或其他檢查或對準系統的使用使得藉由層識別和記錄未對準相對容易。

上述資料檔案的一個用途是識別在基板100中的裝置104之定位中的系統誤差。雖然這種類型的誤差最常見於更多變化的重構基板中，但是從頭開始形成的晶片和面板也可能具有各種類型的系統誤差。系統對準誤差是在每個基板或裝置中一致且可預測地存在的對準誤差。此種系統對準誤差可能是置放系統(例如，拾取和置放系統)或形成重構基板的模製製程的結果。對準誤差係基於對於每個裝置相對於基板和/或其它裝置的個別對準誤差來判定。於一實施例中，基板100上的裝置104之平均對準被用作從其中測量對準誤差的基線對準。於另一實施例中，對準誤差係從標稱對準測量，標稱對準係基於由基板100本身定義之座標系統。在兩種情況下，判定並保持裝置104相對於基板100之絕對位置和基板100之任何基準或其他對準標記。

在步驟504，基於判定的對準誤差計算校正因子。如上所示，出於本發明的目的，對準誤差是測量X，Y和θ偏移。在多個基板100之間識別和測量的系統和隨機誤差。雖然應該理解，對準差異或「誤差」可表徵在單個基板之內，但是製造裝置104的製程會受到延伸橫過多個基板100之誤差的影響。識別和量化裝置104之對準中的誤差可以與在個別裝置104和它們的理想對應物之間執行簡單的數學比較一樣簡單。可以使用更多涉及的製程來量化此種對準誤差並且判定此種誤差是系統的還是隨機的。注意用語「對準誤差」和「校正因子」是相關的，因為兩個資訊組在識別裝置104和基板100的位置偏差並且確保處理系統300可以容易地與可變對準的裝置104對準方面是有用的。校正因子可以具有作為對準資訊的額外含義，該對準資訊用於校正諸如引入系統對準誤差的拾取和置放系統之機構的操作。

在步驟506，將校正因子發送(或反饋)到置放系統，以校正系統對準誤差。因此，置放系統可以基於校正因子將另一裝置組104安裝在後續基板100上，以這種方式在另一組裝置中校正或最小化對準誤差。將校正因子向後饋送到置放的目的是抑制裝置104之對準中的誤差，使得本文敘述之製程的後續疊代更有效並因此產生更多值。

在討論可以最佳化微影等製程的方法之前，重要的是要更詳細地討論最佳化所需的準則類型或品質因數(figures of merit)。用於判定合適路徑和曝光配方的評分可以採用任何有用的形式。於一實施例中，基於製程準則和資料計算品質因數。品質因數可能是一種成本，在這種情況下，它應該被最小化。在其他情況下，品質因數可能是一種利潤，在這種情況下，它應該被最大化。也可以考慮其中落在前述情況之間的最佳化的其他場景。在一些情況下，可以使用試探來代替更機械的品質因數方案來建立期望的路徑和曝光配方。

可以應用一或多個準則來測量對準的成功或品質，並且總體上，微影製程。此外，對準和微影品質的一些評估可以是隨時間遷移的，即，可以在微影完成之後進行評估，作為微影製程完成的「回顧」，作為對系統的輸入的函數，諸如對準品質、產量以及所得功能半導體裝置的光學和電性測試結果。諸如對準的準則可以在一對一的基礎上評估，其中圖案將由標線片投影，或者在多對多的基礎上評估，其中在一組裝置和使用以曝光裝置之相應的標線片圖案之間判定對準。用於建立微影製程是否可接受的限制、範圍或臨限可以在基於期望結果進行製程之前建立。或者，可以基於已經分析的過去資料來建立這些限制、範圍或臨限以識別合適的值。舉例來說，在一些實施例中，可接受的對準準則可以被建立為在一致性的0％和5％之間變化。取決於應用，該範圍可以高或低，並且如本領域技術人員將理解的，藉由修改該範圍，可以改變微影製程的良率和產量。

判定用於處理基板100的最佳配方是非普通的問題。在非常高階上，製程涉及以滿足建立的對準和產量準則的方式識別合適的投射區或視野配置以覆蓋基板100上的裝置104。圖6示出了用以識別用於基板100的微影曝光的合適配方的一種高階方案600。

先前已在步驟404判定的裝置104之對準，基板100上的裝置104按其個別對準分組，如步驟602所示。接著，在步驟604，每個裝置組104具有數個映射或鋪排的投射區。全部或實質上全部的裝置104都被覆蓋。判定路徑以確保每個群組的每個投射區被呈現給投影相機310以進行曝光，如步驟606。因為期望確保該製程以有效的方式進行，所以判定映射和路徑查找步驟的分數，如步驟608。然後在步驟610評估這些分數以判定它們是否滿足預定臨限值。當不滿足臨限值或者希望最小化或最大化分數時，可以重覆步驟602-608。有利地，製程可以離線執行而不佔用微影系統300。

再次回到步驟602，將鏡頭配置到裝置104的製程涉及將裝置分組為一或多個類似對準的群組中。於一實施例中，這是使用斑點分析或群集技術完成的，其中評估靠近初始選擇的裝置104的裝置104以判定這些相鄰裝置之對準是否在可接受的對準之預定範圍內。在所有的相鄰裝置104被分類為包括最初選擇的裝置104之群組的一部分之後，選擇後續、未分組的裝置104並且再次採用分析來識別相鄰裝置104是否是包括後續選擇的裝置104之群組的一部分。(逐一地)繼續該製程，直到基板100的所有裝置104被識別為群組的一部分，即使所討論的群組僅包括單個裝置104。

於一實施例中，分組係基於裝置的對準偏離由用於微影曝光基板100之裝置104的標線片334建立的網格來判定。如上所述，藉由使每個裝置104相對於基板100的對準資料儲存在資料檔案中來促進該製程。從最初選擇的裝置開始，標線片334的坐標系統與最初選擇的裝置對準。這種對準以及標線片上的圖案的間隔和取向建立相鄰裝置應該位於的標稱位置。然後將與初始選擇的裝置相鄰的裝置104的實際對準與標稱位置進行比較，以判定它們是否在對準公差內。在相鄰裝置104確實在對準公差內時，相鄰裝置被認為是包括初始選擇的裝置104之群組的一部分。以這種方式評估與初始選擇的裝置相鄰的所有裝置104。此後，評估與新建立的群組相鄰的裝置以判定它們是否在對準公差內。繼續此製程直到沒有相鄰裝置在對準公差內。此後，選擇新建立的群組之外的裝置104，並繼續分組製程。如人們所想像的，繼續該製程直到基板100的所有裝置104都是群組的一部分。或者，當群組超過預定尺寸時可以終止分組製程，通常是可以由微影系統曝光的最大投射區的尺寸。

分組裝置104的準則可以變化。於另一實施例中，選擇小的裝置104組，並且將標線片之圖案陣列與其匹配以建立網格。儘管在該實施例中最初選擇裝置104的數目是任意的，但是至少需要兩個裝置。期望確保初始選擇的裝置104可以使用標線片與裝置104的共同對準而成功地曝光在一起，然而應當理解到，在一些情況下，並非所有裝置104都可以成功對準。話雖如此，當初始選擇的裝置104不能對準在一起時，通常較佳地的是選擇另一裝置組來定義群組。如上，將評估與初始選擇的裝置104組相鄰的裝置104，以判定它們的對準是否將落在相對於由標線片建立的網格的對準公差內。相鄰裝置被添加到新建立的群組中，直到找不到滿足對準公差的裝置。此後，選擇後續的裝置104組以定義後續群組。選擇一組裝置來定義群組的一個好處是可以避免在一些裝置104中基於高可變的對準來定義群組的問題。使用多個裝置104來建立群組平順對準的高可變性。

圖7中示出了具有不同對準之裝置104的重構晶圓W的簡化表示。裝置104的不同對準是由裝置104群組的變化填充圖案表示。注意圖7中所示的群組僅為示例性，並且可以更複雜，如在具有較小裝置104的不良對準的重構基板S的情況下或者在基板100與裝置104從頭開始形成的情況下複雜得多。

一旦識別出基板100上的所有群組，就轉到步驟604，其中將曝光視野(以下稱為「投射區」)映射到在步驟602識別的個別裝置104群組上。圖8示出了在曝光期間可以投影到基板100上的裝置104上之可能的投射區80數目。每個投射區80包括要投影到裝置104上的一個或多個圖案。每個投射區80的圖案形成陣列，其對準標稱裝置104對準。當裝置104的對準非常好時，諸如陣列81的大投射區陣列同時曝光大量裝置。較小的投射區80更好地匹配較小的裝置104群組的對準。例如，陣列87包括用於曝光單個裝置104的單個圖案。

投射區80較佳地是規則的、直線的圖案陣列。陣列81-90中的每一個可以完全形成在標線片上並且在與裝置104對準之後按原樣曝光。還可以藉由使用遮蔽裝置、刀片、空間光調製器等(未示出)減小較大陣列的尺寸來形成投射區陣列。例如，陣列82和83可以藉由分別遮蔽陣列81的½和¾來形成。諸如陣列88、89和90的更複雜形狀可以形成為與包括陣列81的標線片相同或不同的標線片。在標線片上有效的陣列配置對於本領域技術人員來說是已知的。微影系統300包括用於對準、處裡、改變和/或遮蔽一或多個標線片的標線片夾具332。可以使用多個標線片來建立更多數目的投射區80。

用於將投射區80映射到基板100之裝置上的製程的一個實施例可以被建模為鋪排或2D封包問題。一種用於執行步驟604之合適方法的更詳細範例在圖9中編號號900標示。對於本發明的目的，應理解到「鋪排」可以是名詞和動詞兩者。在其動作意義上，平舖是指將投影相機310投影到各個裝置104上的影像陣列(投射區80)擬合的製程，使得所有或基本上所有裝置104同時或逐一地連接。這種鋪排製程很簡單，其中基板100上的所有裝置104共享單個對準。但是在裝置104的對準不同時，需要將投影從投影相機310鋪排到具有匹配或至少足夠相似的對準的裝置104或裝置104群組上。在其專有名詞意義上，用語「鋪排」是指在基板100的裝置104上不同尺寸和/或對準的凸起或投射區的配置。

鋪排可以由使用者手動形成，該使用者選擇與所選擇的裝置104組或裝置104群組有良好對準的投射區。然而，該手動製程很慢並且使用者不可能在任何合理的時間量內進行鋪排的最佳化。在更多自動化系統無法達到解決方案或實際考慮因素表明應修改自動產生的平舖時，(完整或部分)手動鋪排是非常有用。

藉由識別要在步驟902平舖的第一裝置群組，將投射區80鋪排在步驟902處識別的群組上。在步驟904，從所有可用投射區的組(例如，投射區81-90)中選擇第一投射區80。在步驟902和904選擇的群組和投射區可以被認為是該製程的初始條件。藉由改變或擾動這些初始條件，可以修改鋪排製程本身的結果。擾動初始條件可以涉及任意選擇要應用於任意選擇的裝置104群組的投影區80。而且，還可以如上所述修改在步驟602識別的分組。雖然可以任意選擇第一投射區80，但是較佳的是按預定順序對可用的投影區80進行分類。這可以基於任何期望的特性，但是按尺寸的降序排序是有用的。由於曝光操作的效率與投射區80的大小成正比，因此期望確保使用更大和更少的投射區80來鋪排在步驟602識別的群組。因此，較佳地從所有可用投射區組中的最大投射區80開始。

藉由嘗試將所選擇的投射區80擬合所選擇的群組，在步驟906繼續鋪排製程。在步驟908判定投射區80是否擬合裝置群組。這可以藉由多種方式完成，包括將投射區80和群組中的裝置104建模為四角系統(polyominoes)。可以旋轉和/或平移四角建模的投射區80，直到識別出擬合於其餘裝置104之投射區80的取向和尺寸。只要投射區80將擬合裝置群組，擬合或擬合製程就會繼續。當投射區80不擬合裝置104群組，步驟910判定裝置群組是否已經完全覆蓋。在投射區80沒有完全覆蓋群組時，製程返回到步驟904。在這種情況下，選擇不同的投射區80，並且擬合製程進行到步驟906。注意，在已經按照尺寸對可用投影區80組進行分類的情況下，下一個投影區80將是下一個最小投射區80，但是如上所述，總是可以從可用的投射區80組中選擇任意一個投射區。繼續此製程，直到在所選群組中的所有或實質上所有的裝置由投射區80覆蓋。步驟910考慮該群組是否已被覆蓋，並且在這種情況下，該製程移動到步驟912，其考慮是否已覆蓋在步驟902識別的所有群組。在群族仍未覆蓋時，步驟914將該製程移動到下一個裝置群組上。在所有的群組已經覆蓋時，在步驟916，製程900移動到後續基板(如果有的話)。更形式化鋪排演算法也可用於產生裝置104群組的鋪排。

可以針對基板100上的裝置群組上的投射區80的鋪排來計算分數。這個分數可被用來判定是否達到對於鋪排的臨限值並且可藉由比較製程900的結果的連續疊代來用於最佳化。可以使用的分數是僅計數用於覆蓋基板100之裝置的投射區80的數目。如將理解的，較大的投射區80往往更有效，因此在鋪排中更少的投射區80將被認為是更有效的鋪排。另一個分數可能涉及考慮與用於覆蓋基板100之裝置的每個投射區80相關的成本。例如，可以為每個投射區陣列大小分配權重，使得更低效的鋪排將比更有效的鋪排得分更高。於此範例中，與大小成反比的乘數可以應用於每個投射區陣列大小的計數。因此，較小的投射區陣列尺寸比較大的投射區陣列尺寸更快地增加分數。其他成本可以以類似的方式應用。例如，使用具有規則矩形形狀的投射區80可以說更簡單。更複雜的投射區陣列形狀(諸如圖8中的投射區88、89和90)可能需要復雜的遮蔽操作或者甚至需要更換的額外的標線片。在這種情況下，雖然在某些情況下使用這種複雜形狀可以確保更精確地對準投射區，但是由於使用這些投射區陣列形狀所需的額外時間，這些更複雜形狀的使用可能是不受歡迎的。分數可能是：分數=Σ(成本×每個投射區陣列大小的計數)。可以將分數與臨限值進行比較，其中具有低於預定的設定臨限值之分數的任何平舖是立即可接受的。或者，可以記錄該分數並將其用於最佳化目的。

於一實施例中，建立等於曝光整個基板100所需的投射區80總數的分數。此後，從不同的初始選擇的裝置104組開始重新進行上述分組製程。投射區80擬合隨後的群組並記錄新的分數。這個製程繼續預定的疊代數目或直到達到某個臨限分數。在這實施例中，最低分數(最少投射區)識別最佳化解決方案。於另一實施例中，產生基於投射區之總數和每個投射區之複雜度的分數。這種類型的分數可以涉及對綁定每個投射區80所需的線段的總數進行求和。有鑑於具有正方形和矩形形狀的規則陣列是更容易曝光的，更少的邊界線段可指示更簡單和更有效的解決方案。在又一個實施例中，每個投射區80的鋪排分數可以由投射區數目、每個投射區中的裝置數目以及限制每個投射區所需的線段數目的組合形成。這裡的想法是，具有更簡單、更規則形狀的更少和更多的投射區優於更多的投射區、每次曝光更少的裝置和更複雜的遮蔽需求。

於一實施例中，將鋪排投射區80最佳化到基板100之裝置104上可以表徵為分支和邊界最佳化問題。在這種製程900進行多次的情況下，在每種情況下起始條件的一些變化或如何選擇投射區可被用於產生給定基板100的替代鋪排解決方案。每一個替代鋪排解決方案被評分和比較。可以針對任何給定的裝置群組或針對任何期望的投射區陣列大小或配置進行這種類型的最佳化。繼續進行最佳化，直到達到時間或疊代次數的任意限制，然後選擇最佳解決方案。或者，繼續最佳化，直到滿足某些預定臨限。這樣的臨限可以基於客觀判定的分數，或者可以試探地基於系統300的使用者的體驗。另一個最佳化限制可以是最小值(局部或全局)的識別。

製程600中的下一步驟是使用在步驟604判定的鋪排來判定用於曝光基板100上的裝置104之路徑。路徑尋找步驟606可以被表徵為旅行推銷員類型問題，但是優選地將使用一些簡化來減少可以涉及識別最佳路徑的計算負擔。判定基板曝光路徑的一種方法是使用貪食試探。貪食試探涉及始終選擇具有最低成本的片段作為下一個路徑片段。與將投射區80鋪排到基板100上的最佳化一樣，成本可以包括客觀距離測量以及與藉由修改對準、改變標線片或遮蔽標線片上的投射區陣列所引起的負擔相關的時間因子。此製程一直繼續到產生所有投射區80將被訪問和被曝光的配方。

可以使用分支定界方案再次進行用於曝光之路徑的最佳化。注意，也可以使用其他最佳化技術。在實施分支定界方案時，貪食試探將被中斷，從而導致在沿著發展路徑的某個點處做出不太理想的選擇。在擾動貪食試探中，可以識別不同的局部最小/最大路徑。這可以藉由簡單地從許多不同的初始投射區80開始來實施。或者，在使用貪食試探開發路徑期間的任何時刻，可以選擇更昂貴的路徑段，在擾動之後再次使用貪食試探。在每種情況下，如上所述判定用於比較和最佳化目的的分數。關於路徑，要最小化的關鍵特性是時間。在這種情況下，分數可以採取從一投射區80到另一投射區80的旅行時間的概要形式，以及可能引起的額外時間的計算，諸如遮蔽或改變標線片片或修改投射區80的對準以匹配裝置104所需的時間。比較使用分支定界類型最佳化方案產生的路徑的分數，並選擇最佳化值。如上所討論，可以選擇滿足預定時間臨限值的第一路徑、在設定時間或計算限制內獲得的最佳得分路徑或局部或全局最小值或最大值作為最佳路徑。

舉進一步例而言，建立用於曝光半導體基板100的配方是疊代製程。識別類似的對準裝置104之群組的鋪排製程可以進行很多次，每次疊代導致不同的裝置104群組。可以針對每個不同的群組執行鋪排，使得每個類似對準的裝置群組具有與其配合的投射區80。同樣，可以為每個相應的群組產生多個鋪排。此外，可以為多個鋪排中的每一個產生多個路徑。為了識別最佳化的配方，對於鋪排和路徑產生分數。這些分數也可被產生為鋪排和路徑的個別分數的複合。可以理解，製程在計算能力方面可能是昂貴的。結果，通常希望在數值上(例如，不超過約500次疊代)或按時間順序(例如，不超過約5分鐘的計算)任意地限制疊代次數。還可以設定分數的臨限值，一旦滿足預期的配方，將終止建立製程。

以上識別的步驟604和606可以各自單獨最佳化。也可以一起最佳化這些步驟，特別是在這些步驟連續進行的情況下。例如，可以針對新產生的投射區80的鋪排配置判定路徑，之後判定投射區80的第二鋪排配置以及相關聯的路徑。因為給定鋪排中的投射區80的數目與跟隨訪問這些投射區中的每一個的路徑所需的時間直接相關，所以路徑分數可用於識別用於微影配方之合適的鋪排/路徑。並且，如上所述，良率和產量也可用於產生基於收益的分數。

用於產生用於微影製程的配方的另一種方法在圖10和11中示出。此方案的一般方法1000如圖10所示。該方法省略了藉由上述對準分組裝置的概念，而是直接將投射區80鋪排到基板100之裝置104上。如在此方法學中所使用的，用語「區域」應用於將被投射區80覆蓋的區域。區域通常與在其上對準的投射區80具有相同的尺寸，但由於區域可以被細分，因此該用語不應被視為與用語投射區或視野相同。方法1000以預備步驟1002開始，其中判定該區域是否已經鋪排。可以理解，該步驟是用於確保鋪排製程在完成時結束的邏輯步驟。在仍然要平舖的區域的情況下，在步驟1004選擇第一個或可能是下一個區域。然後選擇具有可以應用於所選區域的最大區域的照射量以獲得最佳產量。然後在步驟1006將選擇的投射區圖形地置放在該區域上，並且在步驟1008判定所選投射區與其區域的最佳擬合。基於所判定的最佳擬合，在步驟1010計算區域、投射區和擬合之組合的投影量。投影量是對構成投射區的圖案是否足夠良好地對準，以合理地輸出可接受品質的IC裝置的評估。於一實施例中，投影量評估在整個投射區上逐個裝置完成，並且計算滿足預定的對準準則或要求的裝置104的總數的百分比。使用此計算，判定一個投射區的累積投影量以及哪裡是投影量可接受的，區域被認為是已經成功鋪排/對準並且投射區被紀錄以用作曝光配方的一部分。一旦識別出成功的投射區，建立投射區作為配方的一部分，並且製程將返回到步驟1002以判定基板100的所有區域是否已經鋪排。在所有區域已經平舖時，在步驟1014，製程將進行到下一個基板(如果有的話)。圖11a和11b示出了將投射區80應用於區域1020，其中對準/良率是可接受的。在圖11a中的投射區80內，僅認為單個裝置104’的對準不合規格，因此，良率相對較高，約為98％。結果，圖11a中應用了投射區80的區域1020被認為已經成功地鋪排並且該製程已經移動到後續區域1020，如圖11b所示。

在給定的區域、投射區和對準的組合不滿足預定的良率要求時，製程1000將從步驟1010至步驟1012，其中選擇的區域被劃分為一或多個子區域。如圖11b所示，相對較大數目的裝置104’不在對準規格內。於此範例中，良率約為90%。假設良率值是不可接受的(例如，在已經預定良率臨限值約為92％時)，區域1020將被劃分更小的子區域，直到滿足良率臨限值。這是藉由疊代步驟1004至1012完成，直到獲得所需良率值。

步驟1012涉及將投射區80劃分成覆蓋區域1020的一或多個小投射區80’。如上所述，期望使用可以應用於區域1020的最大鏡頭來開始製程1000。這是由於使用較大鏡頭的相對有效率。在圖11c中，第一選擇的投射區被兩個較小投射區80’替換。注意，圖8中所示之任一投射區81-90等等可被用作製程1000的一部分。

如圖11c所示，覆蓋子區域1022的上投射區80’具有大約84％的良率，其低於95％的示例性臨限。覆蓋另外的子區域1022的下投射區80’具有大約97%的良率。其結果，下子區域1022將被接受為已成功鋪排，而上子區域1022將在步驟1012進一步細分。此製程如圖11d所示繼續，其中所有區域和子區域已經用選擇的投射區鋪排，使得每個投射區具有基於對準的良率，其大於預定的良率臨限。

於一實施例中，應用試探以進一步增加系統300的產量。例如，圖11d中的最右上子區域80’包括4×4的裝置104陣列，當藉由4×4投射區定址時，其中一個裝置不能與裝置的其餘部分很好地對準。當良率臨限值設定為95%，該子區域將被再次細分，直到區域/子區域、投射區、它們的對準和良率臨限值達成一致。這可能導致多次額外的投射區，從而降低了產量。可以將單獨的邏輯迴路應用於圖10的製程，以評估是否可以為了增加系統300的產量而註銷一個或多個裝置104’。例如，基板100的給定良率臨限值為95%，只要保持基板100的總良率，否則可能丟棄難以與周圍裝置104一致的好裝置104’，以減少完全曝光基板100所需的投射區的數目。這將增加系統300的產量，同時保持良率要求。注意，每次將區域細分為子區域(在通過良率臨限時停止)或者在整個基板已經用投射區80鋪排之後全局地應用這種類型的試探。也可以應用其他這樣的試探來修改良率或產量或兩者的某種組合。這種類型的試探可以基於一些品質度量/期望的最終用途或甚至在基板100上包括多於一種類型的IC裝置104的情況下結合各種裝置104的相對值。

本領域技術人員將理解到每次提出問題時，從第一原理解決諸如在裝置群組之間鋪排視野或曝光投射區的困難問題是資源密集的。最終減少計算工作量的一種方法是在為每個基板產生解決方案，以保留視野鋪排解決方案的解決方案。這種稱為動態編程的技術允許人們使用先前產生的解決方案，而不是每次都計算新的解決方案。假設基板上的裝置對準的系統誤差與在許多基板中基板與基板之間是相似的，用於在第一基板的裝置上配置視野的鋪排解決方案應該提供用於在後續基板的裝置上鋪排視野的至少部分解決方案。連續基板上的裝置對準中的隨機誤差可藉由在對準問題的預先存在的解決方案不滿足所建立的準則的那些區域中產生最佳視野或視野的對準解解決方案而被適應。

在實踐上，本發明之一實施例可以涉及使用預先存在的對準配方作為起始點。在此方案中，可以針對所分析的基板上裝置的對準資訊來測試每個預先存在的視野尺寸、形狀和取向。在預先存在的視野不滿足所分析的基板之裝置的預定對準準則的情況下，將那些裝置放在一邊並且該製程進行到下一個預先存在的視野。該製程如所述那樣繼續，直到已經針對所分析的基板之裝置測試了所有預先存在的視野。在所有評估的視野滿足預定準則時，包括視野尺寸、形狀和對準資訊的預先存在的配方可用於曝光被評估的基板。在已經預留了裝置時，如上所述的對準演算法用於判定其餘裝置的可接受的對準和對準。繼續製程直到所有裝置104都平舖有適當的對準視野。注意，在一些情況下，如上所述，可以完全從曝光製程中省略一或多個裝置，只要這樣做對於整個基板滿足預定的對準和良率準則即可。

除了使用第一基板的預先存在的對準配方來配置或可能預先解決連續基板的一些對準問題之外，可以使用已建立的對準庫和視野配置解決方案。雖然很可能只有實質上相似的基質(例如，具有相同尺寸、間距和裝置尺寸的類似或相同批次或產品系列的基板)可證明對於判定動態處理中的對準是有用的，甚至不同基板的對準可以為基板上的一些或甚至所有裝置提供對準解決方案。

圖12根據一實施例示出用於進行本發明的雲通訊配置。在使用中，資料流入和流出用於形成基板的系統(或工具或機構)1200、用於進行檢查和判定基板上的裝置的對準的系統1204以及用於在執行基板上的微影的系統1202。雖然系統1200、1202和1204之間的直接連接是可能的，但是較佳地利用標準網路或雲端通訊系統1206來促進通訊。此外，藉由使用諸如所示之雲端配置，系統1200、1202和1204可能在地理上彼此遠離。鑑於基板100可以在地理上轉移以在不同設施處進行處理，系統1200、1202和1204也可以以時間間隔的方式執行功能。如本申請中其他地方所述，資料可以以任何有用的格式記錄，儘管XML通常是較佳的。

本文敘述的系統、裝置和方法可以使用數位電路來實現，或者使用已知的電腦處理器、記憶體單元、儲存裝置，電腦軟體和其他組件使用一或多個電腦來實現。通常，電腦包括用於執行指令的處理器和用於儲存指令和資料的一或多個記憶體。電腦還可以包括或耦接到一或多個大量儲存裝置，諸如一或多個磁碟、內部硬碟和可移動硬碟、磁光碟、光碟等。

應當理解到用於在基板上形成IC裝置的工具和設備在其處理中的至多所有點上主要是由電腦控制。並且，雖然這些設備可以各自獨立地起作用，但通常情況是這些設備藉由各種類型的網路手段連接。這樣一來，可以遠端控制和監控它們的操作。盡可能地手動輸入這些裝置的資料和指令，有利於使用自動配方創建方法，甚至從類似的預先存在的基板或產品中重新利用預先存在的配方。在更佳的實施例中，涉及測量在基板100上裝置104的對準、將裝置104置放到用於形成複合基板的模製中或者將裝置104曝光作為微影製程的一部分的每個設備具有與之相關聯的電腦，其處理設備本身的操作，並且還透過標準或將被實施的通訊系統處理與其它電腦、伺服器、網路、資料庫、儲存媒體或基於雲端的計算系統的通訊/資料轉移。遠端電腦或系統可以協調上述設備之操作，以產生有效的積體電路裝置104。於一實施例中，連接至網路的伺服器維持配方之儲存庫，如上所述，配方之儲存庫為用於單獨地或彼此結合地操作設備的指令集。配方可以任何有用的格式電子地表示，但是已經發現XML和各種TXT格式是有用的。

除了通常用於指示處理多個基板100之設備的配方之外，以區域式或分佈式方式與設備相關聯的各種電腦可以建立、聚焦和保留與各個基板100的資料相關的結果檔案。這些結果檔案可以構成集中式資料庫或個別電腦檔案。在任一情況下，當基板100被處理時，更新資料庫或個別電腦檔案。這些資料庫或電腦檔案可包括關於每個基板100之諸如紋理、數字和/或影像資料的資料。資料可能是有關於作為整體的基板100、關於個別裝置104或裝置群組104、關於基板、設備或裝置群組執行的個別製程。根據使用者的判斷，結果檔案可以包括從創建到完成有關於裝置104已經完成的所有事情的完整記錄。一如既往，可以使用此概念的其他變化。重要的是結果檔案可用於記錄基板100之各別裝置104的對準。這些對準可以由作為系統的一部分或連接到系統的各種電腦使用，以執行任何前述的方法或製程。可以疊代地使用這些結果檔案來記錄基板100及其裝置104在由設備重複處理時的進度。

形成系統的一部分或連接到系統的電腦可包括通用和專用微處理器兩者或中央處理單元(CPU)，它們可以單獨使用或以任何合適的線性或平行配置彼此組合使用。如本領域技術人員所理解的，諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁碟機、固態驅動器等各種類型和數量的資料儲存裝置在正常過程中連接和使用。諸如鍵盤、滑鼠、平板、印表機、掃描器、顯示螢幕等等的輸入/輸出裝置類似地包括並且使用在它們已知的能力。

前面具體實施方式應被理解在每個方面都是說明性和示例性的，而不是限制性的，並且本文揭露的本發明範圍不是由具體實施方式判定，而是由根據專利法所允許的全部範圍解釋的申請專利範圍來判定。應當理解，這裡示出和敘述的實施例僅說明了本發明的原理，並且本領域技術人員可以在不脫離本發明的範圍和精神的情況下實現各種修改。在不脫離本發明的範圍和精神的情況下，本領域技術人員可以實現各種其他特徵組合。

80、80’:投影區 81、82、83、84、85、86、87、88、89、90:陣列 100:基板 101:取向結構 104、104’:裝置 105:凸塊 106:軌線 300:微影系統 302:基底 304:網格馬達平台 306:平台 308:剛性橋結構 310:投影相機 312:投影鏡頭 314:鏡頭外殼 316:Z軸驅動 320、332:夾具 330、331:褶曲鏡 334:標線片 340:燈罩 342:光閘 344:聚光鏡片組件 400、500、1000:方法 402、404、405、406、408、410、502、504、506、602、604、606、608、610、612、902、904、906、908、910、912、914、916、1002、1004、1006、1008、1008、1010、1012、1014:步驟 600、900:製程 1020:區域 1022:子區域 1200、1202、1204、1206:系統 W:晶圓 P:面板 ϴ:角度

[圖1a]顯示示例性半導體晶圓；

[圖1b]顯示示例性半導體面板；

[圖2a-2c]顯示具有不同對準程度之示例性半導體裝置；

[圖3]顯示稱為步進器的微影系統；

[圖4]顯示最佳化基板之微影曝光之示例性方法；

[圖5]顯示用於校正基板上裝置之未對準的方法；

[圖6]顯示用於判定晶圓之最佳化曝光的方法；

[圖7]顯示部分半導體基板曝光鋪排；以及

[圖8]顯示可被用來曝光基板的數個示例性投射區陣列；

[圖9]顯示在用於微影處理之基板之少鋪排視野的方法；

[圖10]顯示用於產生用於微影處理之配方的方法；

[圖11a-11d]顯示將投射區對於基板之區域的應用；

[圖12]示出用於進行本發明的雲通訊配置。

100:基板

300:微影系統

302:基底

304:網格馬達平台

306:平台

308:剛性橋結構

310:投影相機

312:投影鏡頭

314:鏡頭外殼

316:Z軸驅動

320、332:夾具

330、331:褶曲鏡

334:標線片

340:燈罩

342:光閘

344:聚光鏡片組件

Claims (18)

1. 一種製造半導體裝置的方法，該方法包含： 接收配方； 根據在該配方中所定義的路徑，在基板上製造具有第一對準的第一群裝置，其中該基板被設置在平台上； 根據該配方，移動該平台以在基板上對準具有第二對準的第二群裝置；以及 根據該路徑，在該基板上製造該第二群裝置。
2. 如請求項1之方法，其中製造該第一群裝置包括使用第一投射區尺寸來曝光該第一群裝置。
3. 如請求項2之方法，其中製造該第二群裝置包括使用第二投射區尺寸來曝光該第二群裝置，其中該第一投射區尺寸與該第二投射區尺寸不同。
4. 如請求項1之方法，其中移動該平台包括將該平台旋轉第一角度。
5. 如請求項4之方法，其中移動該平台包括在第一軸以及實質上垂直於該第一軸的第二軸上移動該平台。
6. 如請求項1之方法，其中該第一對準包括第一θ取向，並且該第二對準包括第二θ取向。
7. 一種用於製造半導體裝置的微影系統，該微影系統包括： 平台，其支撐基板；以及 投影相機，其根據在配方中所定義的路徑，在第一時段於該基板上製造具有第一對準的第一群裝置；並且根據該路徑，在第二時段於該基板上製造具有第二對準的第二群裝置； 其中，該平台被設置以在該第一群裝置和該第二群裝置的製造之間移動該基板以對準在該基板上的該第二群裝置。
8. 如請求項7之微影系統，其中該投影相機被設置以使用第一投射區尺寸曝光該第一群裝置來製造該第一群裝置。
9. 如請求項8之微影系統，其中該投影相機被設置以使用第二投射區尺寸曝光該第二群裝置來製造該第二群裝置，其中該第一投射區尺寸與該第二投射區尺寸不同。
10. 如請求項7之微影系統，其中該平台被設置以旋轉第一角度來對準該第二群裝置。
11. 如請求項7之微影系統，其中該平台被設置以在第一軸以及實質上垂直於該第一軸的第二軸上移動來對準該第二群裝置。
12. 如請求項7之微影系統，其中該第一對準包括第一θ取向，並且該第二對準包括第二θ取向。
13. 一種微影控制系統，其包括： 至少一個處理器；以及 儲存指示的至少一個記憶體，當藉由該至少一個處理器執行時，使得該至少一個處理器執行的操作包括： 接收配方； 根據在該配方中所定義的路徑，使用投影相機在基板上製造具有第一對準的第一群裝置，其中該基板被設置在平台上； 根據該配方，移動該平台以在基板上對準具有第二對準的第二群裝置；以及 根據該路徑，使用該投影相機在該基板上製造該第二群裝置。
14. 如請求項13之微影控制系統，其中製造該第一群裝置包括使用第一投射區尺寸來曝光該第一群裝置。
15. 如請求項14之微影控制系統，其中製造該第二群裝置包括使用第二投射區尺寸來曝光該第二群裝置，其中該第一投射區尺寸與該第二投射區尺寸不同。
16. 如請求項13之微影控制系統，其中移動該平台包括將該平台旋轉第一角度。
17. 如請求項16之微影控制系統，其中移動該平台包括在第一軸以及實質上垂直於該第一軸的第二軸上移動移動該平台。
18. 如請求項13之微影控制系統，該第一對準包括第一θ取向，並且該第二對準包括第二θ取向。

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