[发明专利]扫描曝光方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻技术，且特别涉及一种扫描曝光方法。

背景技术

近年来，随着集成电路集成度的增加，半导体工艺设计也朝向缩小半导体元件尺寸以提高密度的方向发展。对于光刻工艺而言，由于元件尺寸日趋缩小，各层别的微距(critical dimension；CD)遂也随之微细化，因此，层别与层别之间的叠对(overlay)品质更显重要。

对半导体晶片制造业而言，一般要确认曝光装置具有适当的工艺参数的做法是于下货前，先通过测机控片(test or monitor wafer)在该曝光装置曝光后，以叠对测量设备(overlay metrology)来测量测机控片的当层光致抗蚀剂与前层(pre layer)的叠对偏移值(overlay shift)诸项数据，经由这些数据决定曝光设备在之后对一般货进行曝光工艺的工艺参数。

然而由于测机控片的前层结构实际上与已形成多层前层的晶片货的前层结构不同，即使以相同的工艺参数进行曝光程序，测机控片与晶片货中前层与当层间的叠对偏移关系仍会有些微差距，因此无法仅以测机控片的测量数据有效的决定工艺参数。另外，在下货前须先经由测机控片测得较佳的工艺参数，如此每次执行的测机控片之后皆须经酸洗溶液返工(rework)以去除光致抗蚀剂的程序，不仅消耗酸洗溶液的使用而提高生产成本，也对曝光设备的利用率不利，对产能及成本控制均造成极大的杀伤力。

发明内容

本发明提供一种扫描曝光方法，包括：将一掩模及一基板往一方向相对移动，其中该掩模及该基板在单次照射的移动过程中，具有至少二种不同的等相对速度，以使该基板一被曝光的照射区域具有一期望尺寸。

本发明也提供一种扫描曝光方法，包括：将一掩模及一基板往一方向移动，以将该掩模的图案转移至该基板上的一照射区域中，其中该被曝光的照射区域具有一期望尺寸，且该掩模及该基板在单次照射过程中的等相对速度Vi的决定方式，包括：提供一曝光装置的历史数据，包括该曝光装置在曝光至少一先前基板时，该掩模及该先前基板在移动过程中的等相对速度Vo；提供该先前基板的测量数据，包括该先前基板被曝光的照射区域的测量数据；以及依据该曝光装置的历史数据及该先前基板的测量数据，决定该掩模及该基板的等相对速度Vi。

本发明的扫描曝光方法，能够减少当下一晶片的叠对测量数据往相同的方向的偏移量，也即能够有效改善当层与前层之间叠对偏移的程度，并降低晶片的不良率。

附图说明

图1为扫描曝光装置对一晶片进行扫描曝光的示意图。

图2显示扫描曝光装置对一晶片于单次照射的扫描曝光中，掩模及晶片的扫描时间t与扫描相对速度Vy的关系。

图3为被曝光的晶片的俯视图。

图4A及图4B显示扫描曝光装置对一晶片于单次照射的扫描曝光中，掩模及晶片的扫描时间t与扫描相对速度Vy的关系。

上述附图中的附图标记说明如下：

R    掩模；

W    晶片；

2    投影光学系统；

3    照明区域(有效投影区域)；

4    照射区域。

具体实施方式

本发明的扫描曝光方法，是利用曝光装置在先前曝光基板时的历史数据及基板在曝光之后的测量数据，来决定曝光装置较佳的曝光参数。所得到的曝光参数能够弥补曝光机台的工艺飘移或工艺变异，使曝光机台在之后对基板进行曝光时，基板中一被曝光的照射区域具有一期望尺寸，并改善当层光致抗蚀剂与前层对准性。上述基板可以是一晶片、一显示器基板、一光学元件基板、一印刷电路板或其他利用曝光工艺完成的材料。

以下用半导体晶片的制作为例做说明。请参考图1，扫描曝光装置包括支撑具有图案的掩模R的掩模台、支撑已涂布光致抗蚀剂的晶片W的基板台，及与掩模台及基板台垂直的投影光学系统2。扫描曝光装置是经由投影光学系统2所形成往X方向延伸的狭缝状或是矩形状的照明区域(有效投影区域)3，将掩模R的图案的一部分持续的投影至晶片W上，并通过掩模R及晶片W于相对于投影光学系统2的视野，在1维空间方向(Y方向)同步并持续的作相对移动进行扫描曝光，以将掩模R一特定区域的图案转写至晶片W上的一特定照射区域4。