TWI779874B - 光刻量測機及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種光刻量測機的操作方法包括：在旋轉基座上放置第一、第二、第三以及第四光罩，其中第一、第二、第三以及第四光罩之每一者具有第一曝光單元、第二曝光單元、第三曝光單元以及第四曝光單元；重疊第一、第二、第三以及第四光罩，使第一光罩的第一曝光單元、第二光罩的第二曝光單元、第三光罩的第三曝光單元以及第四光罩的第四曝光單元相鄰排列以形成曝光區；利用圖像模擬單元根據曝光區模擬第一座標資訊；利用掃描電子顯微鏡掃描曝光區，以獲得第二座標資訊；以及使用處理器比對第一座標資訊與第二座標資訊。

Description

光刻量測機及其操作方法
本揭露係關於一種光刻量測機及一種光刻量測機的操作方法。
一般而言，當光刻機在光刻第一層光罩時，由於無前層光罩可校正其偏移量，因此第一層光罩的光刻效果由光刻機當日機況決定，易造成第一層光罩的光刻效果產生缺陷。此外，由於光刻機在光刻第一層光罩時，並不具有對準標誌(Alignment mark)以提供對準效果，因此機台無法執行自動補償之操作，而需藉由後續量測疊對標誌以執行補償操作。
本揭露之一技術態樣為一種光刻量測機。
根據本揭露一實施方式，一種光刻量測機包括旋轉基座、圖像模擬單元、掃描電子顯微鏡以及處理器。旋轉基座配置以放置第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩。第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩之每一者具有第一曝光單元、第二曝光單元、第三曝光單元以及第四曝光單元。第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩交錯排列使第一光罩的第一曝光單元、第二光罩的第二曝光單元、第三光罩的第三曝光單元以及第四光罩的第四曝光單元相鄰排列以形成曝光區。圖像模擬單元配置以根據曝光區模擬第一座標資訊，且第一座標資訊具有一第一圓心。掃描電子顯微鏡配置以掃描曝光區，以獲得第二座標資訊，且第二座標資訊具有第二圓心。處理器電性連接圖像模擬單元與掃描電子顯微鏡，且處理器配置以比對第一座標資訊以及第二座標資訊。
在本揭露一實施方式中，上述第一光罩的第一曝光單元、第四光罩的第四曝光單元、第二光罩的第二曝光單元以及第三光罩的第三曝光單元呈順時針方向依序排列。
在本揭露一實施方式中，上述當第一座標資訊的第一圓心與第二座標資訊的第二圓心之間具有距離時，處理器配置以根據距離對旋轉基座進行補償操作。
在本揭露一實施方式中，上述圖像模擬單元根據曝光區模擬的第一座標資訊包括GDS檔案格式。
在本揭露一實施方式中，上述處理器配置以比對曝光區與第一座標資訊，使曝光區與第一座標資訊重疊。
在本揭露一實施方式中，上述第一光罩的第一曝光單元位於第三光罩的第三曝光單元與第三光罩的第一曝光單元之間，且第四光罩的第四曝光單元位於第二光罩的第二曝光單元與第四光罩的第二曝光單元之間。
本揭露之另一技術態樣為一種光刻量測機的操作方法。
根據本揭露一實施方式，一種光刻量測機的操作方法包括：在旋轉基座上放置第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩，其中第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩之每一者具有第一曝光單元、第二曝光單元、第三曝光單元以及第四曝光單元；重疊第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩，使第一光罩的第一曝光單元、第二光罩的第二曝光單元、第三光罩的第三曝光單元以及第四光罩的第四曝光單元相鄰排列以形成曝光區；利用圖像模擬單元根據曝光區模擬第一座標資訊，其中第一座標資訊具有第一圓心；利用掃描電子顯微鏡掃描曝光區，以獲得第二座標資訊，其中第二座標資訊具有第二圓心；以及使用處理器比對第一座標資訊與第二座標資訊。
在本揭露一實施方式中，上述方法更包括當第一座標資訊的第一圓心與第二座標資訊的第二圓心之間具有距離時，根據距離對旋轉基座進行補償操作。
在本揭露一實施方式中，上述方法更包括比對曝光區與第一座標資訊，使曝光區與第一座標資訊重疊。
在本揭露一實施方式中，上述重疊第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩，使第一光罩的第一曝光單元位於第三光罩的第三曝光單元與第三光罩的第一曝光單元之間，且第四光罩的第四曝光單元位於第二光罩的第二曝光單元與第四光罩的第二曝光單元之間。
在本揭露上述實施方式中，由於光刻量測機的圖像模擬單元可根據曝光區模擬出第一座標資訊，並且光刻量測機的掃描電子顯微鏡可掃描曝光區以獲得第二座標資訊，因此光刻量測機可藉由比對第一座標資訊與第二座標資訊以確認第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩是否位於要求位置。當第一座標資訊與第二座標資訊之間具有距離時，光刻量測機的處理器可根據距離對旋轉基座執行補償操作，以移動第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩至要求位置並進行光刻。由於第一層的光罩(例如第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩)已進行補償操作且移動至要求位置，後續不同層的光罩與第一層的光罩進行疊對補償時，可提升不同層之間的疊對效果以提高產品良率。
以下揭示之實施方式內容提供了用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施方式，或實例。下文描述了元件和佈置之特定實例以簡化本案。當然，該等實例僅為實例且並不意欲作為限制。此外，本案可在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡便和清晰的目的，且其本身不指定所論述的各個實施方式及/或配置之間的關係。
諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用，以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示的定向之外的在使用或操作中的裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用的空間相對描述詞可同樣相應地解釋。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之光刻量測機100的方塊圖。第2圖繪示位於第1圖的光刻量測機100的旋轉基座110上的第一光罩200的上視圖。同時參照第1圖與第2圖，光刻量測機100包括旋轉基座110、圖像模擬單元120、掃描電子顯微鏡130以及處理器140。第一光罩200可位於旋轉基座110上，且第一光罩200具有光刻單元210、第一曝光單元220、第二曝光單元230、第三曝光單元240以及第四曝光單元250。在本實施方式中，第一曝光單元220、第二曝光單元230、第三曝光單元240以及第四曝光單元250可位於第一光罩200的邊緣，且光刻單元210可位於第一光罩200的中間處。舉例來說，第一光罩200的第一曝光單元220、第二曝光單元230、第三曝光單元240以及第四曝光單元250可代表第一光罩200的四種切割道，且光刻量測機100可沿四種切割道進行切割以獲得光刻單元210。
第3圖繪示第2圖的第一光罩200與第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c重疊之上視圖。同時參照第1圖與第3圖，第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c可位於旋轉基座110上。第二光罩200a具有光刻單元210a、第一曝光單元220a、第二曝光單元230a、第三曝光單元240a以及第四曝光單元250a。同樣地，第三光罩200b具有光刻單元210b、第一曝光單元220b、第二曝光單元230b、第三曝光單元240b以及第四曝光單元250b，以及第四光罩200c具有光刻單元210c、第一曝光單元220c、第二曝光單元230c、第三曝光單元240c以及第四曝光單元250c。在本實施方式中，第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c交錯排列使第一光罩200的第一曝光單元220、第二光罩200a的第二曝光單元230a、第三光罩200b的第三曝光單元240b以及第四光罩200c的第四曝光單元250c相鄰排列以形成曝光區260。換句話說，曝光區260具有第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c的座標資訊。
光刻量測機100的圖像模擬單元120配置以根據曝光區260模擬出第一座標資訊122。在本實施方式中，圖像模擬單元120根據曝光區260模擬的第一座標資訊122包括GDS檔案格式。光刻量測機100的掃描電子顯微鏡130配置以掃描曝光區260，以獲得第二座標資訊132。光刻量測機100還包括記憶體150。記憶體150電性連接處理器140，且記憶體150配置以儲存第一座標資訊122與第二座標資訊132。光刻量測機100的處理器140電性連接圖像模擬單元120與掃描電子顯微鏡130，且處理器140配置以比對第一座標資訊122以及第二座標資訊132，以確認第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c是否位於要求位置。
在本實施方式中，第一光罩200的第一曝光單元220、第四光罩200c的第四曝光單元250c、第二光罩200a的第二曝光單元230a以及第三光罩200b的第三曝光單元240b呈順時針方向依序排列。此外，第一光罩200的第一曝光單元220位於第三光罩200b的第三曝光單元240b與第三光罩200b的第一曝光單元220b之間，且第四光罩200c的第四曝光單元250c位於第二光罩200a的第二曝光單元230a與第四光罩200c的第二曝光單元230c之間。
具體而言，由於光刻量測機100的圖像模擬單元120可根據曝光區260模擬出第一座標資訊122，並且光刻量測機100的掃描電子顯微鏡130可掃描曝光區260以獲得第二座標資訊132，因此光刻量測機100可藉由比對第一座標資訊122與第二座標資訊132以確認第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c是否位於要求位置。
在以下敘述中，將說明光刻量測機的操作方法。已敘述的元件連接關係與材料將不重覆贅述，合先敘明。
第4圖繪示根據本揭露一實施方式之光刻量測機的操作方法的流程圖。光刻量測機的操作方法包括下列步驟。首先在步驟S1中，在旋轉基座上放置第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩，其中第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩之每一者具有第一曝光單元、第二曝光單元、第三曝光單元以及第四曝光單元。接著在步驟S2中，重疊第一光罩、第二光罩、第三光罩以及第四光罩，使第一光罩的第一曝光單元、第二光罩的第二曝光單元、第三光罩的第三曝光單元以及第四光罩的第四曝光單元相鄰排列以形成曝光區。之後在步驟S3中，利用圖像模擬單元根據曝光區模擬第一座標資訊，其中第一座標資訊具有第一圓心。後續在步驟S4中，利用掃描電子顯微鏡掃描曝光區，以獲得第二座標資訊，其中第二座標資訊具有第二圓心。接著在步驟S5中，使用處理器比對第一座標資訊與第二座標資訊。在以下敘述中，將詳細說明上述各步驟。
同時參照第1圖與第3圖，在光刻量測機100的旋轉基座110上放置第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c。接著，重疊第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c，使第一光罩200的第一曝光單元220、第二光罩200a的第二曝光單元230a、第三光罩200b的第三曝光單元240b以及第四光罩200c的第四曝光單元250c相鄰排列以形成曝光區260。此外，重疊第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c，使第一光罩200的第一曝光單元220位於第三光罩200b的第三曝光單元240b與第三光罩200b的第一曝光單元220b之間，且第四光罩200c的第四曝光單元250c位於第二光罩200a的第二曝光單元230a與第四光罩200c的第二曝光單元230c之間。
第5A圖繪示第1圖的第一座標資訊122的示意圖。同時參照第1圖與第5A圖，接著，光刻量測機100的圖像模擬單元120可根據曝光區260模擬出第一座標資訊122，其中第一座標資訊122具有第一圓心124。詳細來說，光刻量測機100的圖像模擬單元120將曝光區260的實體位置轉換為虛擬座標280，並根據曝光區260的虛擬座標280模擬出具有第一圓心124的第一座標資訊122。此外，方法還包括利用光刻量測機100的處理器140比對曝光區260的虛擬座標280與第一座標資訊122，使曝光區260的虛擬座標280與第一座標資訊122重疊，以確保上述轉換過程無誤差。
第5B圖繪示第1圖的第二座標資訊132的示意圖。同時參照第1圖與第5B圖，接著，光刻量測機100的掃描電子顯微鏡130可掃描曝光區260，以獲得第二座標資訊132，其中第二座標資訊132具有第二圓心134。此外，方法還包括使用光刻量測機100的記憶體150儲存第一座標資訊122以及第二座標資訊132，且記憶體150電性連接處理器140。
第6A圖繪示當第5A圖的第一座標資訊122與第5B圖的第二座標資訊132重疊時之示意圖。同時參照第1圖、第3圖與第6A圖，接著，光刻量測機100的處理器140可比對第一座標資訊122與第二座標資訊132，以確認第一座標資訊122與第二座標資訊132是否重疊。若第一座標資訊122與第二座標資訊132重疊，則代表第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c位於要求位置，可進入下一階段之製程操作。
第6B圖繪示當第5A圖的第一座標資訊122的第一圓心124與第5B圖的第二座標資訊132的第二圓心134之間具有距離d時之示意圖。同時參照第1圖、第3圖與第6B圖，接著，方法還包括當第一座標資訊122的第一圓心124與第二座標資訊132的第二圓心134之間具有距離d (亦即第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c偏移)時，光刻量測機100的處理器140可根據距離d對旋轉基座110進行補償操作，使第一座標資訊122與第二座標資訊132重疊(即移動第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c至要求位置)。由於第一層的光罩(例如第一光罩200、第二光罩200a、第三光罩200b以及第四光罩200c)已進行補償操作且移動至要求位置，後續不同層的光罩與第一層的光罩進行疊對補償時，可提升不同層之間的疊對效果以提高產品良率。
第7A圖繪示根據本揭露一實施方式之曝光區260之示意圖，且第7B圖繪示第7A圖的曝光區260偏移之示意圖。同時參照第7A圖與第7B圖，在本實施方式中，第一光罩200上具有四個曝光區260，且每一曝光區260之形成方式相似於第3圖中形成曝光區260所述之方式。詳細來說，第一光罩200周圍具有十二個光罩，且這十二個光罩與第一光罩200重疊，使十二個光罩與第一光罩200的第一曝光單元220、第二曝光單元230、第三曝光單元240以及第四曝光單元250相鄰排列以形成四個曝光區260。圖像300為光刻量測機100(見第1圖)所要求之影像。當四個曝光區260沿箭頭方向偏移(即上方兩曝光區260向右偏移而下方兩曝光區260向左偏移)時，光刻量測機100將曝光區260轉換為圖像400。當光刻量測機100量測圖像400與圖像300並無重疊時，光刻量測機100將根據圖像400的偏移進行補償操作，使圖像300與圖像400重疊。
第8A圖繪示根據本揭露另一實施方式之曝光區260之示意圖，且第8B圖繪示第8A圖的曝光區260偏移之示意圖。同時參照第8A圖與第8B圖，與第7A圖之實施方式不同地方在於，上方兩曝光區260向右下偏移而下方兩曝光區260向左下偏移，使圖像400產生旋轉。當光刻量測機100(見第1圖)量測圖像400與圖像300並無重疊時，光刻量測機100將根據圖像400的旋轉進行補償操作，使圖像300與圖像400重疊。
第9A圖繪示根據本揭露又一實施方式之曝光區260之示意圖，且第9B圖繪示第9A圖的曝光區260偏移之示意圖。同時參照第9A圖與第9B圖，與第7A圖之實施方式不同地方在於，左上方曝光區260向左上偏移、右上方曝光區260向右上偏移、左下方曝光區260向左下偏移且右下方曝光區260向右下偏移，使圖像400產生放大現象。當光刻量測機100(見第1圖)量測圖像400與圖像300並無重疊時，光刻量測機100將根據圖像400的放大現象進行補償操作，使圖像300與圖像400重疊。
前述概述了幾個實施方式的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的態樣。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施方式相同的目的和/或實現相同的優點。本領域技術人員還應該認識到，這樣的等效構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，它們可以在這裡進行各種改變，替換和變更。
100:光刻量測機 110:旋轉基座 120:圖像模擬單元 122:第一座標資訊 124:第一圓心 130:掃描電子顯微鏡 132:第二座標資訊 134:第二圓心 140:處理器 150:記憶體 200:第一光罩 200a:第二光罩 200b:第三光罩 200c:第四光罩 210:光刻單元 210a:光刻單元 210b:光刻單元 210c:光刻單元 220:第一曝光單元 220a:第一曝光單元 220b:第一曝光單元 220c:第一曝光單元 230:第二曝光單元 230a:第二曝光單元 230b:第二曝光單元 230c:第二曝光單元 240:第三曝光單元 240a:第三曝光單元 240b:第三曝光單元 240c:第三曝光單元 250:第四曝光單元 250a:第四曝光單元 250b:第四曝光單元 250c:第四曝光單元 260:曝光區 280:虛擬座標 300:圖像 400:圖像 d:距離 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟
當結合隨附諸圖閱讀時，得自以下詳細描述最佳地理解本揭露之一實施方式。應強調，根據工業上之標準實務，各種特徵並未按比例繪製且僅用於說明目的。事實上，為了論述清楚，可任意地增大或減小各種特徵之尺寸。 第1圖繪示根據本揭露一實施方式之光刻量測機的方塊圖。 第2圖繪示位於第1圖的光刻量測機的旋轉基座上的光罩的上視圖。 第3圖繪示第2圖的第一光罩與第二光罩、第三光罩以及第四光罩重疊之上視圖。 第4圖繪示根據本揭露一實施方式之光刻量測機的操作方法的流程圖。 第5A圖繪示第1圖的第一座標資訊的示意圖。 第5B圖繪示第1圖的第二座標資訊的示意圖。 第6A圖繪示當第5A圖的第一座標資訊與第5B圖的第二座標資訊重疊時之示意圖。 第6B圖繪示當第5A圖的第一座標資訊的第一圓心與第5B圖的第二座標資訊的第二圓心之間具有距離時之示意圖。 第7A圖繪示根據本揭露一實施方式之曝光區之示意圖，且第7B圖繪示第7A圖的曝光區偏移之示意圖。 第8A圖繪示根據本揭露另一實施方式之曝光區之示意圖，且第8B圖繪示第8A圖的曝光區偏移之示意圖。 第9A圖繪示根據本揭露又一實施方式之曝光區之示意圖，且第9B圖繪示第9A圖的曝光區偏移之示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:光刻量測機
110:旋轉基座
120:圖像模擬單元
122:第一座標資訊
130:掃描電子顯微鏡
132:第二座標資訊
140:處理器
150:記憶體

Claims (10)

  1. 一種光刻量測機，包含： 一旋轉基座，配置以放置一第一光罩、一第二光罩、一第三光罩以及一第四光罩，其中該第一光罩、該第二光罩、該第三光罩以及該第四光罩之每一者具有一第一曝光單元、一第二曝光單元、一第三曝光單元以及一第四曝光單元，且該第一光罩、該第二光罩、該第三光罩以及該第四光罩交錯排列使該第一光罩的該第一曝光單元、該第二光罩的該第二曝光單元、該第三光罩的該第三曝光單元以及該第四光罩的該第四曝光單元相鄰排列以形成一曝光區； 一圖像模擬單元，配置以根據該曝光區模擬一第一座標資訊，且該第一座標資訊具有一第一圓心； 一掃描電子顯微鏡，配置以掃描該曝光區，以獲得一第二座標資訊，且該第二座標資訊具有一第二圓心；以及 一處理器，電性連接該圖像模擬單元與該掃描電子顯微鏡，且該處理器配置以比對該第一座標資訊以及該第二座標資訊。
  2. 如請求項1所述之光刻量測機，其中該第一光罩的該第一曝光單元、該第四光罩的該第四曝光單元、該第二光罩的該第二曝光單元以及該第三光罩的該第三曝光單元呈順時針方向依序排列。
  3. 如請求項1所述之光刻量測機，其中當該第一座標資訊的該第一圓心與該第二座標資訊的該第二圓心之間具有一距離時，該處理器配置以根據該距離對該旋轉基座進行補償操作。
  4. 如請求項1所述之光刻量測機，其中該圖像模擬單元根據該曝光區模擬的該第一座標資訊包含GDS檔案格式。
  5. 如請求項1所述之光刻量測機，其中該處理器配置以比對該曝光區與該第一座標資訊，使該曝光區與該第一座標資訊重疊。
  6. 如請求項1所述之光刻量測機，其中該第一光罩的該第一曝光單元位於該第三光罩的該第三曝光單元與該第三光罩的該第一曝光單元之間，且該第四光罩的該第四曝光單元位於該第二光罩的該第二曝光單元與該第四光罩的該第二曝光單元之間。
  7. 一種光刻量測機的操作方法，包含： 在一旋轉基座上放置一第一光罩、一第二光罩、一第三光罩以及一第四光罩，其中該第一光罩、該第二光罩、該第三光罩以及該第四光罩之每一者具有一第一曝光單元、一第二曝光單元、一第三曝光單元以及一第四曝光單元； 重疊該第一光罩、該第二光罩、該第三光罩以及該第四光罩，使該第一光罩的該第一曝光單元、該第二光罩的該第二曝光單元、該第三光罩的該第三曝光單元以及該第四光罩的該第四曝光單元相鄰排列以形成一曝光區； 利用一圖像模擬單元根據該曝光區模擬一第一座標資訊，其中該第一座標資訊具有一第一圓心； 利用一掃描電子顯微鏡掃描該曝光區，以獲得一第二座標資訊，其中該第二座標資訊具有一第二圓心；以及 使用一處理器比對該第一座標資訊與該第二座標資訊。
  8. 如請求項7所述之操作方法，更包含： 當該第一座標資訊的該第一圓心與該第二座標資訊的該第二圓心之間具有一距離時，根據該距離對該旋轉基座進行補償操作。
  9. 如請求項7所述之操作方法，更包含： 比對該曝光區與該第一座標資訊，使該曝光區與該第一座標資訊重疊。
  10. 如請求項7所述之操作方法，其中重疊該第一光罩、該第二光罩、該第三光罩以及該第四光罩，使該第一光罩的該第一曝光單元位於該第三光罩的該第三曝光單元與該第三光罩的該第一曝光單元之間，且該第四光罩的該第四曝光單元位於該第二光罩的該第二曝光單元與該第四光罩的該第二曝光單元之間。
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