TW202247257A - 校正微影製程的方法 - Google Patents

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Abstract

本揭示內容中的一些實施方式提供一種校正微影製程的方法，包含：提供第一晶圓；提供複數光罩；以第一補償量執行第一曝光前補償；使用第一光罩，在第一曝光區上執行第一曝光處理；以第二補償量執行第二曝光前補償；以及使用第二光罩，在第二曝光區上執行第二曝光處理。

Description

校正微影製程的方法
本揭示內容涉及校正微影製程的方法。具體來說，本揭示內容涉及在相同晶圓中不同曝光場之間的校正。
微影製程包含若干且繁複的物理性以及化學性處理，過程中晶圓與光罩的對準、光阻劑的選擇、曝光條件等均可能造成圖案的誤差。因此，在習知的製程中，會在不同批次晶圓或是不同晶圓轉換之際，執行補償(例如校正晶圓位置的偏移)，校正成品誤差。
然而，即使在同一晶圓上，不同位置待形成的圖案便可能不同，並且若將每次曝光時，晶圓照射到光線的曝光區域，定義為一個曝光區(shot area)，則晶圓包含複數曝光區，須經過多次曝光以及位移，才能完成單個晶圓的曝光。在習知的製程中，同一晶圓上所有曝光區都套用相同的補償值進行曝光。
隨著半導體元件的要求日趨精密以及複雜化，如何降低晶圓圖案的誤差，提供可降低晶圓圖案誤差的方法，是亟欲解決的問題。
本揭示內容中的一些實施方式提供一種校正微影製程的方法，包含以下步驟：提供第一晶圓，第一晶圓具有複數曝光區，此些曝光區包含第一曝光區以及第二曝光區，其中第一曝光區與第二曝光區可重合、部分重合或完全未重合；提供複數光罩，此些光罩包含第一光罩以及第二光罩，第一光罩包含第一光罩圖案以及位於第一光罩圖案周邊的第一光罩對準記號，第二光罩包含第二光罩圖案以及位於第二光罩圖案周邊的第二光罩對準記號；以第一補償量執行第一曝光前補償；使用第一光罩，在第一曝光區上執行第一曝光處理，以形成對應於第一光罩圖案的第一圖案，其中第一圖案具有對應於第一光罩對準記號的第一對準記號；以第二補償量執行第二曝光前補償；以及使用第二光罩，在第二曝光區上執行第二曝光處理，以形成對應於第二光罩圖案的第二圖案，其中第二圖案具有對應於第二光罩對準記號的第二對準記號。
在一些實施方法中，第一曝光前補償包括調整第一曝光區與第一光罩的相對位置、第一曝光處理中的曝光參數或其組合，以及第二曝光前補償包括調整第二曝光區與第二光罩的相對位置、第二曝光處理中的曝光參數或其組合。
在一些實施方法中，在執行第一曝光前補償的步驟之前，此方法更包含：以第一光罩執行第一曝光初測試，在第一晶圓上獲得第一光罩的實際第一曝光位置；以及比對第一光罩的實際第一曝光位置與理論第一曝光位置，以獲得第一光罩曝光位置誤差量，其中，以第一補償量執行第一曝光前補償的步驟中，第一補償量包含基於第一光罩曝光位置誤差量所計算而得。
在一些實施方法中，第一光罩曝光位置誤差量，是藉由比對位於實際第一曝光位置中的第一光罩對準記號，以及位於理論第一曝光位置中的第一光罩對準記號的曝光位置差異而得。
在一些實施方法中，第一光罩曝光位置誤差量，是藉由比對位於實際第一曝光位置中的第一光罩投影輪廓，以及位於理論第一曝光位置中的第一光罩投影輪廓的曝光位置差異而得。
在一些實施方法中，在執行第一曝光前補償的步驟之前，此方法更包含：以第一光罩執行第一曝光初測試；以第一光罩執行第一顯影初測試，在第一晶圓上獲得由第一光罩所轉移的實際第一圖案；以及比對實際第一圖案與理論第一圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得第一顯影誤差量，其中，以第一補償量執行第一曝光前補償的步驟中，第一補償量包含基於第一顯影誤差量所計算而得。
在一些實施方法中，在執行第一曝光前補償的步驟之前，此方法更包含：以第一光罩執行第一顯影初測試，在第一晶圓上獲得由第一光罩所轉移的實際第一圖案；以及比對實際第一圖案與理論第一圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得第一顯影誤差量，其中，以第一補償量執行第一曝光前補償的步驟中，第一補償量包含基於第一顯影誤差量所計算而得。
在一些實施方法中，在執行第二曝光前補償的步驟之前，此方法更包含：以第二光罩執行第二曝光初測試，在第一晶圓上獲得第二光罩的實際第二曝光位置；以及比對第二光罩的實際第二曝光位置與理論第二曝光位置，以獲得第二光罩曝光位置誤差量，其中，以第二補償量執行第二曝光前補償的步驟中，第二補償量包含基於第二光罩曝光位置誤差量所計算而得。
在一些實施方法中，第二光罩曝光位置誤差量，是藉由比對分別位於實際第二曝光位置中的第二光罩對準記號，以及位於理論第二曝光位置中的第二光罩對準記號的曝光位置差異而得。
在一些實施方法中，第二光罩曝光位置誤差量，是藉由比對位於實際第二曝光位置中的第二光罩投影輪廓，以及位於理論第二曝光位置中的第二光罩投影輪廓的曝光位置差異而得。
在一些實施方法中，在執行第二曝光前補償的步驟之前，此方法更包含：以第二光罩執行第二曝光初測試；以第二光罩執行第二顯影初測試，在第一晶圓上獲得由第二光罩所轉移的實際第二圖案；以及比對實際第二圖案與理論第二圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得第二顯影誤差量，其中，以第二補償量執行第二曝光前補償的步驟中，第二補償量更包含基於第二顯影誤差量所計算而得。
在一些實施方法中，在執行第二曝光前補償的步驟之前，此方法更包含：以第二光罩執行第二顯影初測試，在第一晶圓上獲得由第二光罩所轉移的實際第二圖案；以及比對實際第二圖案與理論第二圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得第二顯影誤差量，其中，以第二補償量執行第二曝光前補償的步驟中，第二補償量包含基於第二顯影誤差量所計算而得。
在一些實施方法中，第一曝光前補償以及第二曝光前補償所欲校正的誤差現象包括：平移、旋轉、正交、放大、縮小、或前述組合。
在一些實施方法中，執行第一曝光處理、第二曝光處理或前述兩者之後，此方法更包含對於第一晶圓執行化學性處理或物理性處理。
在一些實施方法中，在使用第二光罩，在第二曝光區上執行第二曝光處理的步驟之後，更包含：提供與第一晶圓相同的第二晶圓；以第二晶圓的第一補償量執行第二晶圓的第一曝光前補償，其中第二晶圓的第一補償量是基於對第二晶圓執行第二晶圓的第一曝光初測試、第二晶圓的第一顯影初測試或其組合而得；以第二晶圓的第二補償量執行第二晶圓的第二曝光前補償，其中第二晶圓的第二補償量是基於對第二晶圓執行第二晶圓的第二曝光初測試、第二晶圓的第二顯影初測試或其組合而得；提供與第一晶圓相同的第三晶圓；以第三晶圓的第一補償量執行第三晶圓的第一曝光前補償，其中第三晶圓的第一補償量是由第一晶圓的第一補償量以及第二晶圓的第一補償量平均而得；以及以第三晶圓的第二補償量執行第三晶圓的第二曝光前補償，其中第三晶圓的第二補償量是由第一晶圓的第二補償量以及第二晶圓的第二補償量平均而得。
在一些實施方法中，第一晶圓、第二晶圓、以及第三晶圓為相同批次的晶圓。
在一些實施方法中，第一晶圓、第二晶圓、以及第三晶圓為不同批次的晶圓。
應當理解，前述的一般性描述和下文的詳細描述都是示例，並且旨在提供對所要求保護的本揭示內容的進一步解釋。
可以理解的是，下述內容提供的不同實施方式或實施例可實施本揭露之標的不同特徵。特定構件與排列的實施例係用以簡化本揭露而非侷限本揭露。當然，這些僅是實施例，並且不旨在限制。舉例來說，以下所述之第一特徵形成於第二特徵上的敘述包含兩者直接接觸，或兩者之間隔有其他額外特徵而非直接接觸。此外，本揭露在複數個實施例中可重複參考數字及/或符號。這樣的重複是為了簡化和清楚，而並不代表所討論的各實施例及/或配置之間的關係。
本說明書中所用之術語一般在本領域以及所使用之上下文中具有通常性的意義。本說明書中所使用的實施例，包括本文中所討論的任何術語的例子僅是說明性的，而不限制本揭示內容或任何示例性術語的範圍和意義。同樣地，本揭示內容不限於本說明書中所提供的一些實施方式。
將理解的是，儘管本文可以使用術語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應受到這些術語的限制。這些術語用於區分一個元件和另一個元件。舉例來說，在不脫離本實施方式的範圍的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，並且類似地，第二元件可以被稱為第一元件。
於本文中，術語“和/或”包含一個或複數個相關聯的所列項目的任何和所有組合。
於本文中，術語「包含」、「包括」、「具有」等應理解為開放式，即，意指包括但不限於。
習知微影製程，晶圓經過多重處理(例如晶圓曝光、圖案化、蝕刻、其他物理性(例如高溫熱製程)或是化學性處理(例如氧化製程))與光罩以及晶圓轉移的步驟，方製成晶圓成品，其中曝光誤差、顯影誤差等各處理中的誤差因素，常造成晶圓圖案的誤差現象(例如平移、旋轉、正交(即當層與前層的直交度誤差)、放大、縮小等現象)，降低製程良率。
本揭示內容的一些實施方式提供可以降低晶圓成品誤差，提升製程良率的校正微影製程的方法。請見第1圖。
第1圖示例性地描述根據本揭示內容的一些實施方式中的校正微影製程的方法100，包含操作S110至操作S160，分別為：操作S110，提供晶圓，包含第一曝光區以及第二曝光區；操作S120，提供複數光罩；操作S130，以第一補償量執行第一曝光前補償；操作S140，在第一曝光區上執行第一曝光處理；操作S150，以第二補償量執行第二曝光前補償；以及操作S160，在第二曝光區上執行第二曝光處理。
一般而言，一片晶圓通常會根據曝光時光線照射區域，分為複數曝光區，經由多次曝光後，才能完成整片晶圓的曝光。通常在晶圓中，不同曝光區依對位等誤差因素，可能具有不同補償值。然而，習知的曝光方法中，是在不同批次晶圓或是晶圓之間轉換時才執行補償，因此，晶圓上所有曝光區都套用相同的補償值。
有別於習知在批次晶圓或是晶圓之間執行的曝光前補償，本揭示內容的一些實施方式將執行補償校正的頻率單位縮小至單一晶圓內的不同次曝光中，即，在同一晶圓中的各次曝光前，即執行曝光前補償，增加校正誤差的頻率，降低晶圓圖案的誤差。
請繼續見第1圖。首先，執行操作S110，提供晶圓。晶圓具有分別對應於複數光罩投影的複數曝光區，各個曝光區之間可重合、部分重合或完全未重合。在一些實施方式中，晶圓上具有全區對準記號，可用於光罩與晶圓之間的對準。在一實施方式中，全區對準記號可為晶圓上的一至複數條狀結構(例如凹槽或突塊)、矩形結構、任意其他形狀或其組合。
接著，執行操作S120，提供複數光罩。個別光罩中具有個別光罩圖案。在一些實施方式中，光罩的周邊位置，具有光罩對準記號。在一些實施方式中，光罩對準記號的形狀可為一至複數條狀結構、矩形結構、任意其他形狀或其組合，可在後續對應形成的圖案中，形成對應的對準記號。
接著，執行操作S130，針對後續將使用第一光罩於第一曝光區上執行的第一曝光處理，以第一補償量執行第一曝光前補償，用於校正第一光罩與第一曝光區的對準度或是預先補償後續步驟可能發生的誤差。舉例而言，可調整第一曝光區與第一光罩的相對位置或是調整曝光機的曝光參數等。
為增進曝光前補償的精確度，在一些實施方式中，可在正式執行使用第一光罩，在第一曝光區上執行第一曝光處理之前，先經由第一曝光初測試，偵測光罩曝光位置誤差量，計算出第一曝光前補償的第一補償量，據以排除光罩對準以及投影形變等曝光誤差。具體而言，請見第2A圖。
第2A圖為根據本揭示內容的一些實施方式中第一曝光初測試的示意圖。在第2A圖中，將晶圓200表面上朝任一方向的座標軸設定為Y軸，並將晶圓表面上與Y軸垂直的方向設定為X軸，並對應X軸以及Y軸定義出Z軸(即，Z軸垂直於X軸與Y軸，垂直穿出晶圓200)。
晶圓200中包含第一曝光區210，第一光罩300中包含第一光罩圖案310，其中第一光罩圖案310曝光於晶圓200的第一曝光區210中。在一些實施方式中，晶圓200中包含全區對準記號212，可供第一光罩300與晶圓200之間的對準。在一些實施方式中，第一光罩的周邊位置，包含第一光罩對準記號312，例如一至複數條狀結構、矩形結構、任意其他形狀或其組合。
在第一曝光初測試中，根據第一光罩圖案310曝光於晶圓200上的實際第一曝光位置400，與預期第一光罩圖案310曝光於晶圓200的第一曝光區210上的理論第一曝光位置400(T)，計算出第一光罩曝光位置誤差量E1。在一些實施方式中，第一光罩曝光位置誤差量E1，可以藉由比對第一光罩300的實際第一曝光位置400中的實際對準記號410以及理論第一曝光位置400(T)中的理論對準記號410(T)的曝光位置差異而得。在另一些實施方式中，第一光罩曝光位置誤差量E1，也可以直接比對第一光罩300在實際第一曝光位置400以及理論第一曝光位置400(T)之間投影輪廓的曝光位置差異而得。在一實施方式中，可將實際第一曝光位置400以及理論第一曝光位置400(T)以X軸座標與Y軸座標呈現，例如將在理論第一曝光位置400(T)中的點A1(X軸座標x 1, Y軸座標y 1)記載為(16,12)，將實際第一曝光位置400中所對應的點A2(X軸座標x 2, Y軸座標y 2)記載為(14,10)，藉由分析單點或多點的X軸座標與Y軸座標的變化量並透過數學模型，歸納出第一光罩曝光位置誤差量E1所屬的誤差現象(例如第2A圖中的平移誤差，即在一平面方向移動的誤差)，並據此回推獲得第一曝光前補償的第一補償量。
第一曝光前補償的第一補償量除了考量曝光步驟所可能造成的誤差外，在另一些實施方式中，在第一曝光初測試之後，還可進一步進行第一顯影初測試，進一步獲得顯影步驟的第一顯影誤差量，以納入第一曝光前補償將考量的第一補償量中。據以校正顯影步驟中源於物理或化學處理條件、圖案的形狀、圖案的複雜度、圖案位於晶圓的相對位置等因素的顯影誤差。具體而言，請見第2B圖。
第2B圖是根據本揭示內容的一些實施方式中第一顯影初測試的剖面示意圖。在此實施方式中，第一顯影初測試接續於校正第2A圖中的第一光罩曝光誤差量E1之後。也就是，在透過第一曝光初測試(請同參第2A圖)，將第一光罩300的實際第一曝光位置400透過基於第一曝光位置誤差量E1的曝光前補償，校正至理論曝光位置400(T)所容許誤差範圍內；接著，執行第一顯影初測試，進一步比較第一光罩圖案310轉移並顯影於晶圓200上的實際第一圖案500與理論第一圖案500(T)之間的第一顯影誤差量P1。然而，第一顯影初測試的執行，並不限定須於校正第一光罩曝光位置誤差量E1之後。在一些實施方式中，也可以不校正第一光罩曝光位置誤差量E1，直接進行第一顯影初測試，獲得第一顯影誤差量。
在一些實施方式中，第一顯影誤差量P1可以透過比對實際第一圖案500與理論第一圖案500(T)上的對準記號(理論第一圖案500(T)上的對準記號，即為第2A圖中第一光罩對準記號312顯影於第一曝光區210上的理論對準記號410(T)的相同位置)的座標位置差異而得。在另一些實施方式中，第一顯影誤差量P1可以透過掃描式電子顯微鏡，比對實際第一圖案500與理論第一圖案500(T)的圖案外觀形變(例如邊角圓化、銳化或圖形缺陷等)或圖案偏移(例如圖案平移、旋轉、正交、放大、縮小等)差異而得。
根據第一曝光初測試所獲得的第一光罩曝光誤差量E1，以及第一顯影初測試所獲得第一顯影誤差量P1，可計算獲得第一曝光前補償的第一補償量，從而校正曝光步驟以及顯影步驟中的誤差。本領域技術人員也可以根據實際誤差情形，而選擇僅單獨基於第一曝光初測試所獲得的第一光罩曝光誤差量E1、或是以第一顯影初測試中，未校正第一光罩曝光誤差量E1，即獲得的第一顯影誤差量，計算第一曝光前補償的第一補償量。
應了解到，根據本揭示內容中關於第一曝光前補償的第一補償量的一些實施方式，本領域技術人員還可以經由結合或變更常規的技術手段(例如比對第一曝光位置中或第一圖案中，特定其他位置的位移或形變)，同樣獲得曝光誤差量與顯影誤差量，並應用作為第一曝光前補償的第一補償量，校正後續製程中的曝光以及顯影誤差。
此外，本領域技術人員也可以根據本揭示內容的一些實施方式，結合其他常規的技術手段，獲得微影製程中其他處理步驟可能造成的誤差量(例如更後續的蝕刻處理)，並綜合前述之曝光誤差以及顯影誤差，共同換算為第1圖的操作S130中，第一曝光前補償中的第一補償量，除了校正第一光罩與第一曝光區的對準外，同時預先校正微影製程中後續各處理步驟將造成的誤差。
請回見第1圖，在操作S130的以第一補償量執行第一曝光前補償後，接著，進行操作S140，執行第一曝光處理。使用第一光罩，在第一曝光區上執行第一曝光處理，以形成對應於第一光罩圖案的第一圖案。
經由操作S120中的第一曝光前補償，可降低經由操作S140所形成的第一圖案的誤差機率(例如第2A圖的第一光罩曝光誤差量E1或第2B圖的第一顯影誤差量P1)。
接著，進行操作S150，針對後續將使用第二光罩於第二曝光區上執行的第二曝光處理，以第二補償量執行第二曝光前補償。第二曝光前補償的第二補償量，基本上與操作S130中評估第一曝光前補償的第一補償量的原理大致上類似。具體而言，請見第3A圖以及第3B圖。
第3A圖為根據本揭示內容的一些實施方式中第二曝光初測試的示意圖。相對於第2A圖，第3A圖中晶圓200上的待曝光區域，是由第2A圖中的第一光罩300所對應的第一曝光區210，沿方向D平移，轉移至第二光罩600所對應的第二曝光區220。
在第二曝光初測試中，根據第二光罩600曝光於晶圓200上的實際第二曝光位置700，與預期第二光罩600曝光於晶圓200的理論第二曝光位置700(T)，計算出第二光罩曝光位置誤差量E2。在一些實施方式中，第二光罩曝光位置誤差量E2，可以類似於第一光罩曝光位置誤差量E1的比對位置分析而得，例如比對第二光罩600的實際對準記號710以及理論對準記號710(T)，或是實際第二曝光位置700以及理論第二曝光位置700(T)之間投影輪廓的曝光位置差異而得。在一實施方式中，可將實際第二曝光位置700以及理論第二曝光位置700(T)以X軸座標與Y軸座標呈現，例如將在理論第二曝光位置700(T)中的點B1(X軸座標x 3, Y軸座標y 3)記載為(16,8)，將實際第二曝光位置700中所對應的點B2(X軸座標x 4, Y軸座標y 4)記載為(14,6)，同樣歸納出第二光罩曝光位置誤差量E2所屬的誤差現象(例如第3A圖中的平移誤差)，並據此回推獲得第二曝光前補償的第二補償量。
在另一些實施方式中，在第二曝光初測試，補償第二曝光位置誤差量後，還進一步進行第二顯影初測試，類似於第2B圖所示，獲得顯影步驟的第二顯影誤差量，以納入第二曝光前補償將考量的第二補償量中。據以校正顯影誤差。具體而言，請見第3B圖。
第3B圖是根據本揭示內容的一些實施方式中第二顯影初測試的剖面示意圖。在此實施方式中，在校正第3A圖中的第二光罩曝光誤差量E2之後，接續第二顯影初測試，獲得並校正第二顯影誤差量P2。同前述第2B圖所述，在其他實施方式中，第二顯影初測試的執行，並不限定於校正第二光罩曝光位置誤差量E2之後，也就是，可以不校正第二光罩曝光位置誤差量E2，直接進行第二顯影初測試，獲得第二顯影誤差量。
第二顯影誤差量P2可以透過比對實際第二圖案800與理論第二圖案800(T)上的對準記號(理論第二圖案800(T)上的對準記號，即為第3A圖中第二光罩對準記號612顯影於第二曝光區220中的理論對準記號710(T)的相同位置)的座標位置差異，或是透過掃描式電子顯微鏡，比對實際第二圖案800與理論第二圖案800(T)的圖案外觀形變(例如邊角圓化、銳化或圖形缺陷等)或圖案偏移(例如圖案平移、旋轉、正交、放大、縮小等)差異而得。
根據第二曝光初測試所獲得的第二光罩曝光誤差量E2，以及第二顯影初測試所獲得第二顯影誤差量P2，可計算獲得第二曝光前的第二補償量，從而校正曝光步驟以及顯影步驟中的誤差。本領域技術人員也可以根據實際誤差情形，而選擇僅單獨基於第二曝光初測試所獲得的第二光罩曝光誤差量E2，或是第二顯影初測試中，未校正第二光罩曝光誤差量E2，即獲得的第二顯影誤差量，計算第二曝光前補償的第二補償量。
請回到第1圖，在操作S150的第二曝光前補償後，接著，執行操作S160，使用第二光罩，在第二曝光區上執行第二曝光處理，以形成對應於第二光罩圖案的第二圖案。
經由操作S140中的第二曝光前補償，可降低經由操作S160所形成的第二圖案的誤差機率 (例如第3A圖的第二光罩曝光誤差量E2或第3B圖的第二顯影誤差P2)。
值得強調的是，本揭示內容的一些實施方式，在曝光場轉移之間，均進行曝光補償，預先校正後續步驟的可能誤差(例如曝光誤差或是顯影誤差)，可進一步降低同一晶圓中不同位置的圖案誤差，提升晶圓成品的良率。
在一些實施方式中，可依據晶圓內的曝光場數量，在執行第二曝光處理之後，參照操作S150中的第二曝光前補償的第二補償量計算方式與原理，重複以後續各曝光場對應的補償量執行另一曝光前補償以及另一曝光處理，降低晶圓中各曝光場所形成的實際圖案與理論圖案的誤差，其中後續各曝光場對應的補償量可基於各曝光場對應的曝光初測試、顯影初測試、其他微影步驟初測試或其組合而得。
考量在各曝光場的曝光處理前均執行曝光前補償，將提升整體執行時間，降低製程速度，在另一些實施方式中，僅針對特定曝光場執行曝光前補償即可，無須針對晶圓中的所有曝光場執行曝光前補償。即，可經由針對各步驟的初測試，分析晶圓中各曝光場在經微影製程後的各步驟誤差後，選擇性挑選誤差較大的特定多個曝光場，執行曝光前補償，以期在降低誤差之餘，同時兼顧製程速度。
值得強調的是，可以經由與前述相同或相似的初測試 (例如曝光初測試、顯影初測試或其組合)，分別獲得相同 (即，相同材質、尺寸以及形狀，並且具有相同曝光區以及對準記號(例如全區對準記號)) 的複數晶圓中各曝光場的補償量的統計數據，藉由分析此些晶圓中各曝光場的補償量的統計數據，將此些晶圓的補償量平均值應用於後續晶圓，經由統計數據的應用，可以降低晶圓間以及批次間的誤差，並且節省後續晶圓用於初測試以獲得補償值的時間，提升生產效率。
舉例而言，可以計算第一晶圓(例如前述的晶圓200)的第一曝光場的補償量與第二晶圓的第一曝光場的補償量的平均值，將平均值用於後續第三晶圓中，作為第三晶圓的第一曝光場的補償量。在一些實施方式中，第一晶圓、第二晶圓、以及第三晶圓為相同批次中的晶圓。在一些實施方式中，第一晶圓、第二晶圓、以及第三晶圓為不同批次中的晶圓，即，可以計算不同批次晶圓中各曝光場的補償量平均值，應用為後續批次晶圓中各曝光場的補償量。在一些實施方式中，可以統計不同批次數目晶圓中的各曝光場的補償量平均值，例如可以統計2至n個 (n為大於3的正整數，例如3、4、5、6、7、8、9、10或以上的數值) 批次晶圓中各曝光場的補償量平均值，應用為下一個批次晶圓中各曝光場的補償量。在一些實施方式中，特定批次晶圓中各曝光場的補償量，是由此特定晶圓前的2至n個批次晶圓中各曝光場的補償量平均而得。
在一些實施方式中，例如請見第1圖，在執行操作S130的第一曝光處理之後、操作S150的第二曝光處理之後，或是第一或第二曝光處理之後，可彈性依需求，對晶圓執行各種化學性處理(例如顯影(以顯影劑處理晶圓，使圖案顯影)、蝕刻(利用蝕刻劑在晶圓上形成所需特徵))或物理性處理(高溫烘烤(舉例而言可去除化學性處理後的殘餘溶劑、或是由於加熱脫水，而提升圖案附著於晶圓的附著力))。
本揭示內容的一些實施方式，提供校正微影製程的方法，針對不同曝光場在微影製程中的可能誤差，在曝光前進行曝光前補償，最適化各個曝光場的製程參數，降低晶圓成品在不同位置上所可能發生的誤差，提升晶圓成品的良率。此外，在一些實施方式中，可以將複數晶圓的補償量平均值應用於後續晶圓，經由統計數據的應用，降低晶圓間以及批次間的誤差，並且節省後續晶圓用於初測試以獲得補償值的時間，提升生產效率。
儘管本揭示內容已根據某些實施方式具體描述細節，其他實施方式也是可行的。因此，所附請求項的精神和範圍不應限於本文所記載的實施方式。
100:方法 200:晶圓 210:第一曝光區 212:全區對準記號 220:第二曝光區 300:第一光罩 310:第一光罩圖案 312:第一光罩對準記號 400:實際第一曝光位置 400(T):理論第一曝光位置 410、710:實際對準記號 410(T)、710(T):理論對準記號 500:實際第一圖案 500(T):理論第一圖案 600:第二光罩 610:第二光罩圖案 612:第二光罩對準記號 700:實際第二曝光位置 700(T):理論第二曝光位置 800:實際第二圖案 800(T):理論第二圖案 S110、S120、S130、S140、S150、S160:操作 A1、A2、B1、B2:點 D:方向 E1:第一光罩曝光誤差量 E2:第二光罩曝光誤差量 P1:第一顯影誤差量 P2:第二顯影誤差量 X:X軸 x 1、x 2、x 3、x 4:X軸座標 Y:Y軸 y 1、y 2、y 3、y 4:Y軸座標 Z:Z軸
通過閱讀以下參考附圖對實施方式的詳細描述，可以更完整地理解本揭示內容。 第1圖示例性地描述根據本揭示內容的一些實施方式中形成晶圓圖案的方法的流程； 第2A圖示例性地描述根據本揭示內容的一些實施方式中第一曝光初測試的示意圖； 第2B圖示例性地描述根據本揭示內容的一些實施方式中第一顯影初測試的剖面示意圖； 第3A圖示例性地描述根據本揭示內容的一些實施方式中第二曝光初測試的示意圖；以及 第3B圖示例性地描述根據本揭示內容的一些實施方式中第二顯影初測試的剖面示意圖。
100:方法
S110、S120、S130、S140、S150、S160:操作

Claims (17)

  1. 一種校正微影製程的方法，包含以下步驟： 提供一第一晶圓，該第一晶圓具有複數曝光區，該些曝光區包含一第一曝光區以及一第二曝光區，其中該第一曝光區與該第二曝光區可重合、部分重合或完全未重合； 提供複數光罩，該些光罩包含一第一光罩以及一第二光罩，該第一光罩包含一第一光罩圖案以及位於該第一光罩圖案周邊的一第一光罩對準記號，該第二光罩包含一第二光罩圖案以及位於該第二光罩圖案周邊的一第二光罩對準記號； 以一第一補償量執行一第一曝光前補償； 使用該第一光罩，在該第一曝光區上執行一第一曝光處理，以形成對應於該第一光罩圖案的一第一圖案，其中該第一圖案具有對應於該第一光罩對準記號的一第一對準記號； 以一第二補償量執行一第二曝光前補償；以及 使用該第二光罩，在該第二曝光區上執行一第二曝光處理，以形成對應於該第二光罩圖案的一第二圖案，其中該第二圖案具有對應於該第二光罩對準記號的一第二對準記號。
  2. 如請求項1所述的方法，其中 該第一曝光前補償包括調整該第一曝光區與該第一光罩的相對位置、該第一曝光處理中的曝光參數或其組合，以及 該第二曝光前補償包括調整該第二曝光區與該第二光罩的相對位置、該第二曝光處理中的曝光參數或其組合。
  3. 如請求項1所述的方法，其中在執行該第一曝光前補償的步驟之前，該方法更包含： 以該第一光罩執行一第一曝光初測試，在該第一晶圓上獲得一實際第一曝光位置；以及 比對該實際第一曝光位置與一理論第一曝光位置，以獲得一第一光罩曝光位置誤差量， 其中，該以該第一補償量執行該第一曝光前補償的步驟中，該第一補償量包含基於該第一光罩曝光位置誤差量所計算而得。
  4. 如請求項3所述的方法，其中該第一光罩曝光位置誤差量，是藉由比對位於該實際第一曝光位置中的該第一光罩對準記號，以及位於該理論第一曝光位置中的該第一光罩對準記號的曝光位置差異而得。
  5. 如請求項3所述的方法，其中該第一光罩曝光位置誤差量，是藉由比對位於該實際第一曝光位置中的一第一光罩投影輪廓，以及位於該理論第一曝光位置中的該第一光罩投影輪廓的曝光位置差異而得。
  6. 如請求項1所述的方法，其中在該執行該第一曝光前補償的步驟之前，該方法更包含： 以該第一光罩執行一第一曝光初測試； 以該第一光罩執行一第一顯影初測試，在該第一晶圓上獲得由該第一光罩所轉移的一實際第一圖案；以及 比對該實際第一圖案與一理論第一圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得一第一顯影誤差量， 其中，該以該第一補償量執行該第一曝光前補償的步驟中，該第一補償量更包含基於該第一顯影誤差量所計算而得。
  7. 如請求項1所述的方法，其中在執行該第一曝光前補償的步驟之前，該方法更包含： 以該第一光罩執行一第一顯影初測試，在該第一晶圓上獲得由該第一光罩所轉移的一實際第一圖案；以及 比對該實際第一圖案與一理論第一圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得一第一顯影誤差量， 其中，該以該第一補償量執行該第一曝光前補償的步驟中，該第一補償量包含基於該第一顯影誤差量所計算而得。
  8. 如請求項1所述的方法，其中在執行該第二曝光前補償的步驟之前，該方法更包含： 以該第二光罩執行一第二曝光初測試，在該第一晶圓上獲得該第二光罩的一實際第二曝光位置；以及 比對該第二光罩的該實際第二曝光位置與一理論第二曝光位置，以獲得一第二光罩曝光位置誤差量， 其中，該以該第二補償量執行該第二曝光前補償的步驟中，該第二補償量包含基於該第二光罩曝光位置誤差量所計算而得。
  9. 如請求項8所述的方法，其中該第二光罩曝光位置誤差量，是藉由比對分別位於該實際第二曝光位置中的該第二光罩對準記號，以及位於該理論第二曝光位置中的該第二光罩對準記號的曝光位置差異而得。
  10. 如請求項8所述的方法，其中該第二光罩曝光位置誤差量，是藉由比對位於該實際第二曝光位置中的一第二光罩投影輪廓，以及位於該理論第二曝光位置中的該第二光罩投影輪廓的曝光位置差異而得。
  11. 如請求項1所述的方法，其中在該執行該第二曝光前補償的步驟之前，該方法更包含： 以該第二光罩執行一第二曝光初測試； 以該第二光罩執行一第二顯影初測試，在該第一晶圓上獲得由該第二光罩所轉移的一實際第二圖案；以及 比對該實際第二圖案與一理論第二圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得一第二顯影誤差量， 其中，該以該第二補償量執行該第二曝光前補償的步驟中，該第二補償量更包含基於該第二顯影誤差量所計算而得。
  12. 如請求項1所述的方法，其中在執行該第二曝光前補償的步驟之前，該方法更包含： 以該第二光罩執行一第二顯影初測試，在該第一晶圓上獲得由該第二光罩所轉移的一實際第二圖案；以及 比對該實際第二圖案與一理論第二圖案的圖案外觀形變或圖案偏移，以獲得一第二顯影誤差量， 其中，該以該第二補償量執行該第二曝光前補償的步驟中，該第二補償量包含基於該第二顯影誤差量所計算而得。
  13. 如請求項1所述的方法，其中該第一曝光前補償以及該第二曝光前補償所欲校正的誤差現象包括：平移、旋轉、正交、放大、縮小、或前述組合。
  14. 如請求項1所述的方法，其中執行該第一曝光處理、該第二曝光處理或前述兩者之後，該方法更包含對於該第一晶圓執行一化學性處理或一物理性處理。
  15. 如請求項1所述的方法，其中在該使用該第二光罩，在該第二曝光區上執行該第二曝光處理的步驟之後，所述的方法更包含： 提供與該第一晶圓相同的一第二晶圓； 以一第二晶圓的第一補償量執行一第二晶圓的第一曝光前補償，其中該第二晶圓的第一補償量是基於對該第二晶圓執行一第二晶圓的第一曝光初測試、一第二晶圓的第一顯影初測試或其組合而得； 以一第二晶圓的第二補償量執行一第二晶圓的第二曝光前補償，其中該第二晶圓的第二補償量是基於對該第二晶圓執行一第二晶圓的第二曝光初測試、一第二晶圓的第二顯影初測試或其組合而得； 提供與該第一晶圓相同的一第三晶圓； 以一第三晶圓的第一補償量執行一第三晶圓的第一曝光前補償，其中該第三晶圓的第一補償量是由該第一晶圓的該第一補償量以及該第二晶圓的第一補償量平均而得；以及 以一第三晶圓的第二補償量執行一第三晶圓的第二曝光前補償，其中該第三晶圓的第二補償量是由該第一晶圓的該第二補償量以及該第二晶圓的第二補償量平均而得。
  16. 如請求項15所述的方法，其中該第一晶圓、該第二晶圓、以及該第三晶圓為相同批次的晶圓。
  17. 如請求項15所述的方法，其中該第一晶圓、該第二晶圓、以及該第三晶圓為不同批次的晶圓。
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