專利名稱：曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法及其使用的掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法及其使用的掩模，特別是有關(guān)于步進(jìn)式曝光機(jī)的單掩模多級(jí)層集成電路圖樣的曝光程序的驗(yàn)證方法及其使用的掩模。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路(integrated circuit, IC)技術(shù)中，光刻技術(shù)的使用頻率頻繁且為影響產(chǎn)品最終良率的重要因素。光刻技術(shù)主要是將掩模上的IC圖樣轉(zhuǎn)移至芯片上。 轉(zhuǎn)移至芯片上的每個(gè)級(jí)層的IC圖樣需要互相對(duì)準(zhǔn)，否則，只要有一個(gè)級(jí)層的IC圖樣偏移而未對(duì)準(zhǔn)其它級(jí)層的IC圖樣，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的最終良率大幅度地降低，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)生報(bào)廢。而曝光機(jī)的曝光程序是否無誤且精準(zhǔn)，為決定IC圖樣轉(zhuǎn)移結(jié)果的一個(gè)很重要的因素。由于掩模的價(jià)格昂貴(一般一顆IC的制作需使用18 23片掩模)，因此半導(dǎo)體廠無不積極希望能從減少掩模的使用量來降低工藝費(fèi)用。因此，目前也有人使用具有多級(jí)層IC圖樣的掩模以達(dá)到此效益。所謂具有多級(jí)層IC圖樣的掩模指的單一個(gè)掩模其同時(shí)具有多個(gè)不同級(jí)層(至少兩個(gè)級(jí)層)的集成電路圖樣。然而，步進(jìn)式曝光機(jī)利用具有多級(jí)層 IC圖樣的掩模進(jìn)行曝光工藝必須使用復(fù)雜的曝光程序，而復(fù)雜的曝光程序需要經(jīng)過繁雜且耗時(shí)的驗(yàn)證過程才能精確地判斷其正確性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法及其使用的掩模，能使曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證成本低、快速且精準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種掩模。掩模的襯底包含多級(jí)層IC圖樣與驗(yàn)證圖樣。 多級(jí)層IC圖樣至少包括第一級(jí)層IC圖樣與第二級(jí)層IC圖樣。驗(yàn)證圖樣包括至少第一母圖樣與第一子圖樣，分別設(shè)置在第一級(jí)層IC圖樣的第一邊緣與第二邊緣的外側(cè)。第一邊緣與第二邊緣相對(duì)。第一母圖樣與第一子圖樣不同。根據(jù)本發(fā)明的目的，也提出一種曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法。提供涂布有光刻膠層的芯片并提供掩模。掩模包括一襯底，且襯底具有多級(jí)層IC圖樣與驗(yàn)證圖樣。多級(jí)層 IC圖樣至少包括第一級(jí)層IC圖樣與第二級(jí)層IC圖樣。驗(yàn)證圖樣包括至少第一母圖樣與第一子圖樣，分別設(shè)置在第一級(jí)層IC圖樣的第一邊緣與第二邊緣的外側(cè)。第一邊緣與第二邊緣相對(duì)。第一母圖樣是與第一子圖樣不同。第一級(jí)層IC圖樣、第一母圖樣及第一子圖樣對(duì)應(yīng)至一曝光單位區(qū)。使用掩模進(jìn)行曝光程序，包括將曝光單位區(qū)轉(zhuǎn)移至芯片的第一位置上， 并然后將曝光單位區(qū)轉(zhuǎn)移至芯片的鄰近第一位置的第二位置上。第一位置上的第一子圖樣與第二位置上的第一母圖樣的相對(duì)位置是與曝光程序的正確與否相關(guān)。本發(fā)明具有以下有益效果由于本發(fā)明的實(shí)施例僅需使用一片芯片并進(jìn)行一次一個(gè)級(jí)層的曝光程序，即能在芯片上產(chǎn)生足以判斷程序是否可執(zhí)行的驗(yàn)證圖樣，因此驗(yàn)證的成本低且快速。此外，芯片不用經(jīng)歷重復(fù)曝光，所以不會(huì)有因?yàn)槎啻纹毓舛a(chǎn)生的色差或失焦而影響到驗(yàn)證的準(zhǔn)確性的問題。在本發(fā)明的實(shí)施例中，僅需觀察芯片上局部的母圖樣與子圖樣的位置相對(duì)關(guān)系即可準(zhǔn)確地判斷出曝光程序的可執(zhí)行性，而不必觀察整個(gè)芯片上所有的母圖樣與子圖樣，因此判斷所需花費(fèi)的時(shí)間少。因此，相較于圖1及圖2的現(xiàn)有做法， 本發(fā)明的曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法具有成本低、可快速且精準(zhǔn)地驗(yàn)證的優(yōu)點(diǎn)。為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下


圖1為發(fā)明人所知悉的現(xiàn)有技術(shù)中具有多級(jí)層IC圖樣的掩模。圖2為具有從掩模轉(zhuǎn)移來的IC圖樣的芯片。圖3A為本發(fā)明的第一實(shí)施例的掩模。圖;3B為本發(fā)明的第二實(shí)施例的掩模。圖4A為一實(shí)施例的具有從掩模轉(zhuǎn)移來的驗(yàn)證圖樣與IC圖樣的芯片。圖4B為一實(shí)施例的具有從掩模轉(zhuǎn)移來的驗(yàn)證圖樣與IC圖樣的芯片。圖5A顯示一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移至芯片上的驗(yàn)證圖樣的放大圖。圖5B顯示一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移至芯片上的驗(yàn)證圖樣的放大圖。圖6A顯示一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移至芯片上的驗(yàn)證圖樣的放大圖。圖6B顯示一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移至芯片上的驗(yàn)證圖樣的放大圖。主要元件符號(hào)說明1A、1B 當(dāng)級(jí)層IC圖樣2A、2B、3A、3B、4A、4B 其它級(jí)層 IC 圖樣5、300、302 掩模50、50'襯底6A、6B、6C、6D、60 芯片10 第一級(jí)層IC圖樣70 第二級(jí)層IC圖樣80 第三級(jí)層IC圖樣90:第四級(jí)層IC圖樣100 切割道110A、110B、110C 第一級(jí)層 IC 圖樣20'、20〃、120A'、120A〃、120B'、120B〃、120C'、120C〃 母圖樣21'、21〃、121A'、121A〃、121B'、121B〃、121C'、121C〃 子圖樣
具體實(shí)施例方式以下先舉例說明本申請(qǐng)的發(fā)明人所知悉的掩模及步進(jìn)式曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法。接著會(huì)說明由發(fā)明人所知悉的掩模及驗(yàn)證方法中所發(fā)現(xiàn)到的問題，以及為了改善問題而研發(fā)出的掩模及曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法。圖1為發(fā)明人所知悉的現(xiàn)有技術(shù)中具有多級(jí)層IC圖樣的掩模。圖2顯示發(fā)明人所知悉的驗(yàn)證曝光程序所需使用到的芯片，芯片上具有從掩模轉(zhuǎn)移來的IC圖樣。請(qǐng)參照?qǐng)D 1，掩模5的襯底包括當(dāng)級(jí)層(current layer) IC圖樣IA與其它級(jí)層IC圖樣2A、3A與4A。請(qǐng)參照?qǐng)D2，步進(jìn)式曝光機(jī)的當(dāng)級(jí)層的曝光程序的驗(yàn)證方法是將掩模5的當(dāng)級(jí)層IC圖樣IA 轉(zhuǎn)移至芯片6A、6B、6C與6D上以形成當(dāng)級(jí)層IC圖樣1B。然后將掩模5的其它級(jí)層IC圖樣 2A、3A與4A分別轉(zhuǎn)移至芯片6B、6C與6D上，以在當(dāng)級(jí)層IC圖樣IB上疊層其它級(jí)層IC圖樣2B、3B與4B。為求簡化，圖2僅顯示每單一個(gè)芯片6A、6B、6C與6D中的一個(gè)IC圖樣1B、 2B、3B與4B。然而實(shí)際上，在進(jìn)行完一次完整的每個(gè)級(jí)層的曝光程序之后，每個(gè)級(jí)層的IC 圖樣會(huì)布滿在芯片上。然后，檢測(cè)芯片6A上的當(dāng)級(jí)層IC圖樣1B，并檢測(cè)芯片6B、6C與6D 上的當(dāng)級(jí)層IC圖樣IB與其它級(jí)層IC圖樣2BJB與4B彼此的對(duì)準(zhǔn)情況來判斷當(dāng)級(jí)層曝光程序的正確與否。此驗(yàn)證方法需要使用到四片芯片，并要進(jìn)行七次曝光步驟，而每次曝光至少需要二十分鐘，七次曝光就得花至少140分鐘，這還不算遮住當(dāng)級(jí)層IC圖樣而露出其它級(jí)層IC 圖樣的轉(zhuǎn)換時(shí)間，耗時(shí)且不經(jīng)濟(jì)。而IC圖樣轉(zhuǎn)移完成的芯片6A、6B、6C與6D皆需要進(jìn)行全面性的觀測(cè)，觀察整個(gè)芯片6A上所有當(dāng)級(jí)層IC圖樣1B，并觀察整個(gè)芯片6A、6B、6C與6D上所有當(dāng)級(jí)層IC圖樣IB與其它級(jí)層IC圖樣2BJB與4B彼此間有無偏移的情形，才能判斷當(dāng)級(jí)層曝光程序的可執(zhí)行性，非常耗時(shí)。此外，芯片在重復(fù)曝光之后容易產(chǎn)生色差，這會(huì)影響圖樣疊層的判斷，而降低驗(yàn)證的精確性。雖然使用具有多級(jí)層IC圖樣的掩模能減少掩模費(fèi)用，但需要花費(fèi)許多芯片與驗(yàn)證時(shí)間。而驗(yàn)證所花費(fèi)的時(shí)間愈多，表示機(jī)臺(tái)無法量產(chǎn)的時(shí)間愈多，產(chǎn)能受到影響的時(shí)間愈多，產(chǎn)能也愈低。此外，出貨給客戶的時(shí)間也會(huì)延遲。有鑒于此，以下提供一種可改善問題的掩模及曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法。圖3A與圖;3B分別為本發(fā)明的一第一實(shí)施例與一第二實(shí)施例的掩模300與掩模 302。請(qǐng)參照?qǐng)D3A，第一實(shí)施例的掩模300包括一襯底50，襯底50具有驗(yàn)證圖樣與多級(jí)層 IC圖樣。多級(jí)層IC圖樣例如包括第一級(jí)層IC圖樣10與第二級(jí)層IC圖樣70，驗(yàn)證圖樣例如包括不同的母圖樣20'與子圖樣21'。請(qǐng)參照?qǐng)D:3B，第二實(shí)施例的掩模302亦包括一襯底50'，襯底50'亦具有驗(yàn)證圖樣與多級(jí)層IC圖樣。第二實(shí)施例的多級(jí)層IC圖樣例如包括第一級(jí)層IC圖樣10、第二級(jí)層IC圖樣70、第三級(jí)層IC圖樣80與第四級(jí)層IC圖樣 90。第二實(shí)施例的驗(yàn)證圖樣例如包括不同的母圖樣20'、母圖樣20〃、子圖樣21'與子圖樣 21〃。在圖3A與圖;3B中，母圖樣20'與子圖樣21'分別設(shè)置在第一級(jí)層IC圖樣10的相對(duì)邊緣的外側(cè)。母圖樣20'大于子圖樣21'。母圖樣20"與子圖樣21"分別設(shè)置在第一級(jí)層IC圖樣10的另一相對(duì)邊緣的外側(cè)。母圖樣20"大于子圖樣21〃。母圖樣20'與母圖樣20"的形狀并不限定于如圖所示的中空的矩形，而也可以是實(shí)心的，或具有其它的形狀，例如圓形、三角形或其它多邊形。子圖樣21'與子圖樣21" 的形狀并不限定于如圖所示的實(shí)心的矩形，而也可以是中空的，或具有其它的形狀，例如圓形、三角形或其它多邊形。母圖樣20'、母圖樣20"、子圖樣21'與子圖樣21"的位置例如可對(duì)應(yīng)至一芯片的切割道的位置。第一級(jí)層IC圖樣10的相對(duì)邊緣的外側(cè)并不限定于只設(shè)置一對(duì)母圖樣與子圖樣，而能視情況設(shè)置更多對(duì)的母圖樣與子圖樣。曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法包括提供涂布有光刻膠層的芯片，并使用掩模進(jìn)行曝光程序以將掩模的IC圖樣轉(zhuǎn)移到芯片上。圖4A與圖4B分別顯示具有從圖3A與圖;3B 的掩模300與302轉(zhuǎn)移來的IC圖樣與驗(yàn)證圖樣的芯片60。請(qǐng)參照?qǐng)D3A與圖4A，于驗(yàn)證方法的一實(shí)施例中，是執(zhí)行曝光機(jī)的曝光程序，以將掩模300中的第一級(jí)層IC圖樣10、母圖樣20'與子圖樣21'轉(zhuǎn)移至芯片60的第一位置上而形成第一級(jí)層IC圖樣110A、母圖樣 120A'與子圖樣121A'。然后，移動(dòng)掩模300，將第一級(jí)層IC圖樣10、母圖樣20'與子圖樣21'轉(zhuǎn)移至第一位置右方的第二位置上而形成第一級(jí)層IC圖樣110B、母圖樣120B'與子圖樣121B'。母圖樣120A'、母圖樣120B'、子圖樣121A'與子圖樣121B'的位置可對(duì)應(yīng)至切割道100的位置。切割道100的寬度例如約為80 μ m。請(qǐng)參照?qǐng)D;3B與圖4B，于驗(yàn)證方法的其它實(shí)施例中，是執(zhí)行曝光機(jī)的曝光程序，以將掩模302中的第一級(jí)層IC圖樣10、母圖樣20'、母圖樣20"、子圖樣21'與子圖樣21" 轉(zhuǎn)移至芯片60的第一位置上而形成第一級(jí)層IC圖樣110A、母圖樣120A'、母圖樣120A"、 子圖樣121A'與子圖樣121A"。然后，移動(dòng)掩模302，將第一級(jí)層IC圖樣10、母圖樣20'、 母圖樣20"、子圖樣21'與子圖樣21"轉(zhuǎn)移至第一位置右方的第二位置上而形成第一級(jí)層IC圖樣110B、母圖樣120B'、母圖樣120B"、子圖樣121B'與子圖樣121B"?；蛘?，將掩模302上的第一級(jí)層IC圖樣10、母圖樣20'、母圖樣20〃、子圖樣21'與子圖樣21〃轉(zhuǎn)移至第一位置上方的第三位置上而形成當(dāng)級(jí)層IC圖樣110C、母圖樣120C'、母圖樣120C"、 子圖樣121C'與子圖樣121C"。母圖樣120A'、母圖樣120A"、母圖樣120B'、母圖樣 120B"、母圖樣120C'、母圖樣120C"、子圖樣121A'、子圖樣121A"、子圖樣121B'、子圖樣121B"、子圖樣121C'與子圖樣121C"的位置可對(duì)應(yīng)至切割道100的位置。圖5A顯示一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移至芯片上的母圖樣120B'與子圖樣121A'的放大圖。 圖5B顯示一實(shí)施例的轉(zhuǎn)移至芯片上的母圖樣120A"與子圖樣121C"的放大圖。請(qǐng)參照?qǐng)D 5A與圖5B，于一具體實(shí)施例中，子圖樣121A'與子圖樣121C"的中心位置分別對(duì)準(zhǔn)母圖樣 120B'與母圖樣120A"的中心位置，此時(shí)可判斷曝光程序已適合用來對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝。若子圖樣121A'(或子圖樣121C")的中心位置僅是稍微地偏離母圖樣120B'(或母圖樣 120A")的中心位置，且偏離程度是在控制臨界值之內(nèi)時(shí)，工程師可依據(jù)經(jīng)驗(yàn)直接讓曝光機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行曝光程序，或是在稍微調(diào)整曝光程序之后，再讓曝光機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝。而若當(dāng)子圖樣121A'(或子圖樣121C")的中心位置是大幅度地偏離母圖樣120B'(或母圖樣120A")的中心位置時(shí)，如圖6A所示，則有必要在調(diào)整程序之后再以另一個(gè)芯片進(jìn)行驗(yàn)證，重復(fù)此驗(yàn)證直到母圖樣120B'(或母圖樣120A")的中心位置與子圖樣121A'(或子圖樣121C")的中心位置相對(duì)關(guān)系符合要求時(shí)，才能讓曝光機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行制作。在一些實(shí)施例中，子圖樣121A'甚至?xí)浦聊笀D樣120B'的外側(cè)，如圖6B所示。值得注意的是，本發(fā)明實(shí)施例是通過母圖樣與子圖樣的位置相對(duì)關(guān)系來判斷曝光機(jī)的曝光程序是否正確而可用來量產(chǎn)產(chǎn)品，判斷方法非常容易。由于本發(fā)明的實(shí)施例僅需使用一片芯片并進(jìn)行一次一個(gè)級(jí)層的曝光程序，即能在芯片上產(chǎn)生足以判斷程序是否可執(zhí)行的驗(yàn)證圖樣，因此驗(yàn)證的成本低且快速。此外，芯片不用經(jīng)歷重復(fù)曝光，所以不會(huì)有因?yàn)槎啻纹毓舛a(chǎn)生的色差或失焦而影響到驗(yàn)證的準(zhǔn)確性的問題。在本發(fā)明的實(shí)施例中，僅需觀察芯片上局部的母圖樣與子圖樣的位置相對(duì)關(guān)系即可準(zhǔn)確地判斷出曝光程序的可執(zhí)行性，而不必觀察整個(gè)芯片上所有的母圖樣與子圖樣，因此判斷所需花費(fèi)的時(shí)間少。因此，相較于圖1及圖2的現(xiàn)有做法，本發(fā)明的曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法具有成本低、可快速且精準(zhǔn)地驗(yàn)證的優(yōu)點(diǎn)。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人
6員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種掩模，其特征在于，包括一襯底，具有一多級(jí)層集成電路IC圖樣與一驗(yàn)證圖樣，該多級(jí)層IC圖樣至少包括一第一級(jí)層IC圖樣與一第二級(jí)層IC圖樣，該驗(yàn)證圖樣包括至少一第一母圖樣與一第一子圖樣，分別設(shè)置在該第一級(jí)層IC圖樣的一第一邊緣與一第二邊緣的外側(cè)，該第一邊緣與該第二邊緣相對(duì)，該第一母圖樣與該第一子圖樣不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其特征在于，該第一母圖樣的外緣所涵蓋的面積與該第一子圖樣的外緣所涵蓋的面積不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其特征在于，該第一母圖樣的外緣所涵蓋的面積大于該第一子圖樣的外緣所涵蓋的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其特征在于，該第一母圖樣的形狀與該第一子圖樣的形狀不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掩模，其特征在于，該第一母圖樣與該第一子圖樣的形狀包括矩形、三角形或圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掩模，其特征在于，該第一母圖樣與該第一子圖樣包括中空或?qū)嵭牡男螤睢?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其特征在于，該第一母圖樣與該第一子圖樣的位置對(duì)應(yīng)至一芯片的切割道的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其特征在于，該掩模是用以驗(yàn)證曝光機(jī)的曝光程序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其特征在于，該驗(yàn)證圖樣更包括至少一第二母圖樣與一第二子圖樣，分別設(shè)置在該第一級(jí)層IC圖樣的一第三邊緣與一第四邊緣的外側(cè)，該第三邊緣與該第四邊緣相對(duì)并鄰接該第一邊緣與該第二邊緣，該第二母圖樣與該第二子圖樣不同。
10.一種曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法，其特征在于，包括提供一芯片，該芯片上涂布有一光刻膠層；提供一掩模，該掩模包括一襯底，該襯底具有一多級(jí)層IC圖樣與一驗(yàn)證圖樣，該多級(jí)層IC圖樣至少包括一第一級(jí)層IC圖樣與一第二級(jí)層晶IC圖樣，該驗(yàn)證圖樣包括至少一第一母圖樣與一第一子圖樣，分別設(shè)置在該第一級(jí)層IC圖樣的一第一邊緣與一第二邊緣的外側(cè)，該第一邊緣與該第二邊緣相對(duì)，該第一母圖樣與該第一子圖樣不同，該第一級(jí)層IC 圖樣、該第一母圖樣及該第一子圖樣對(duì)應(yīng)至一曝光單位區(qū)；以及使用該掩模進(jìn)行該曝光程序，包括將該曝光單位區(qū)轉(zhuǎn)移至該芯片的一第一位置上，并然后將該曝光單位區(qū)轉(zhuǎn)移至該芯片的鄰近該第一位置的一第二位置上；其中，該第一位置上的該第一子圖樣與該第二位置上的該第一母圖樣的相對(duì)位置與該曝光程序的正確與否相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種曝光機(jī)的曝光程序的驗(yàn)證方法及其使用的掩模。提供涂布有光刻膠層的芯片并提供掩模。掩模包括一襯底，襯底具有多級(jí)層IC圖樣與驗(yàn)證圖樣。多級(jí)層IC圖樣至少包括第一級(jí)層IC圖樣與第二級(jí)層IC圖樣。驗(yàn)證圖樣包括至少第一母圖樣與第一子圖樣，分別設(shè)置在第一級(jí)層IC圖樣的第一邊緣與第二邊緣的外側(cè)。第一邊緣與第二邊緣相對(duì)。第一母圖樣是與第一子圖樣不同。第一級(jí)層IC圖樣、第一母圖樣及第一子圖樣對(duì)應(yīng)至一曝光單位區(qū)。使用掩模進(jìn)行曝光程序，包括將曝光單位區(qū)轉(zhuǎn)移至芯片的第一位置上，并然后將曝光單位區(qū)轉(zhuǎn)移至芯片的鄰近第一位置的第二位置上。第一位置上的第一子圖樣與第二位置上的第一母圖樣的相對(duì)位置是與曝光程序的正確與否相關(guān)。
文檔編號(hào)G03F1/14GK102262350SQ20101018840
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者劉宗鑫, 巫世榮 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司