CN101021689A - 半导体制造方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用传感装置读取在衬底上定义的域的表面层面的方法，该传感装置具有由多个单元构成的至少一个单元阵列。所述方法包括选择构成所述至少一个单元阵列的单元中的一些，并且指定所选择的单元作为可用的单元。将光照射到域的表面上，以及使用可用的单元感应从域的表面反射的光并且提取可用的层面信号。可用的层面信号可以计算来读取域的表面层面。域的表面层面用在控制曝光装置的层面的方法中，该曝光装置使用表面层面上、下、左、右、前、后和旋转方向上控制安装在平衡台上的衬底。

Description

半导体制造方法及装置

技术领域

本发明涉及半导体制造方法及装置，更特别地，本发明涉及半导体制造中读取表面层面的方法及装置。

背景技术

制造半导体器件的工艺包括在比如硅晶片的半导体衬底上形成精细图案的工艺。形成精细图案的工艺可以包括沉积工艺、光刻胶涂覆工艺、曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺。曝光工艺包括使用曝光装置将图案转移到光刻胶。对于高集成度的半导体器件，为了将图案准确地转移到光刻胶的确切位置需要专门的技术。另外，比如扫描仪或步进仪(stepper)广泛地使用缩小投影曝光技术，其中形成在标线板(reticle)中图案被缩小并被转移。

通常，曝光装置具有光源、会聚透镜、标线板、投影透镜、晶片夹具以及平衡台。涂覆有光刻胶的晶片安装在晶片夹具上。穿过标线板的光通过投影透镜投射到光刻胶上。形成在标线板上的图案基于域被转移到光刻胶的某些区域上。

光刻胶的表面应该设置在投影透镜的焦距处以准确地转移图案。当光刻胶的表面比投影透镜的焦距更近或更远时都会出现构图缺陷，比如线缩窄、端线缩短以及接触未打开。即使在同一个晶片上，光刻胶的表面都会根据位置而具有不同的层面(level)。因此，读取和控制光刻胶的表面层面非常重要。

平衡台用于在上、下、左、右、前、后和旋转方向上调整安装在晶片夹具上的晶片。为了有效地操作平衡台，应该准确地读取光刻胶的表面层面。

图1和2是用于解释读取表面层面的常规方法的概念性示意图。

参考图1，将在半导体衬底上确定的域F与传感装置SA对齐。域F具有多个芯片，这些芯片以二维方式沿行R1、R2和R3以及列C1、C2和C3布置。即，域F具有布置在第一行R1、第一列C1的第一芯片R1C1到布置在第三行R3、第三列C3的第九芯片R3C3。另外，域F具有设置在芯片R1C1到R3C3之间的刻划线SL。域F可以分为测量允许区域和测量禁止区域。

从光刻胶的表面反射的光受到域F内的结构或图案的影响。因此，测量允许区域设定来在芯片R1C1到R3C3中重叠，而测量禁止区域则设定来包括刻划线SL。

传感装置SA具有多个传感器S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9。传感器S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9中与测量禁止区域至少部分重叠或在域F之外的任何一个都被关闭，而仅有完全位于测量允许区域内的那些传感器被开启。

光照射到域F的表面上。从该表面反射到传感器S5的光产生层面信号。在箭头20的方向上移动的同时，依次进行照射光、感应反射的光和产生层面信号。

层面信号被计算来读取域F的表面层面。此时，从第二列C2中的第四芯片R1C2、第五芯片R2C2和第六芯片R3C2获得层面信号。比较而言，不能从布置在第一列C1和第三列C3中的第一芯片R1C1、第二芯片R2C1、第三芯片R3C1、第七芯片R1C3、第八芯片R2C3和第九芯片R3C3获得层面信号。即，第二列C2的表面层面可以被读取，而第一列C1和第三列C3的表面层面不能被读取。因此，箭头R1、R2和R2的方向倾斜不能被读取。

参考图2，域F可以位于半导体衬底的边缘上。边缘间隙EC设定在半导体衬底的边缘。边缘间隙EC可以与第三芯片R3C1、第四芯片R1C2、第五芯片R2C2和第六芯片R3C2接触。在该情形，测量禁止区域设定来包括刻划线SL、边缘间隙EC以及与边缘间隙EC接触的芯片R3C1、R1C2、R2C2和R3C2。但是，根据读取表面层面的传统方法，对应于第一列C1的传感器S3和S4被关闭。于是，不能从第一芯片R1C1和第二芯片R2C1读取表面层面。

因此，根据读取表面层面的传统方法，存在域F的表面层面不能被读取的许多区域，而且可获得的表面层面的读取可能并不准确。

与读取表面层面相关的传统方法的其它方法公开于日本专利公开No.2001-332471，该申请为Hiroshi Kurosawa的题为“Exposure Apparatus”。根据Kurosawa的申请，当在晶片的边缘发现聚焦错误时，提供了能够进行聚焦曝光的装置。但是，该曝光装置常常产生较差的图案。

发明内容

本发明的一个示范性实施例提供了能够准确读取具有形成于其上的各种图案的衬底的表面层面的方法。

本发明的一个示范性实施例提供了准确控制曝光装置的层面的方法。

本发明的一个示范性实施例提供了能够准确地控制衬底的层面的半导体曝光装置。

在示范性实施例中，本发明涉及一种使用传感装置读取在衬底上定义的域的表面层面的方法，该传感装置具有由多个单元构成的至少一个单元阵列。所述方法包括选择构成所述至少一个单元阵列的单元中的一些，并且指定所选择的单元作为可用的单元。将光照射到域的表面上，以及使用可用的单元感应从域的表面反射的光并且提取可用的层面信号。

在本发明的示范性实施例中，域可以具有测量允许区域和测量禁止区域。另外，域可以具有沿行和列方向以二维方式布置的多个芯片、设置在多个芯片之间的刻划线、和边缘间隙。在该情形，测量允许区域可以与边缘间隙间隔开的芯片重叠，并且测量禁止区域可以包括刻划线和与边缘间隙接触的芯片。

在示范性实施例中，可用的单元可以对应于测量允许区域。

在示范性实施例中，构成单元阵列的单元可以划分为单元数量较少的小组。可以选择对应于测量允许区域的一些小组。

在示范性实施例中，多个单元可以沿行和列方向以二维方式布置在单元阵列中。每个单元可以包括光电二极管。

在本发明的示范性实施例中，单元阵列可以是互补金属氧化物半导体图像传感器和电荷耦合器件中的一个。

在示范性实施例中，本发明涉及一种控制读取在衬底上定义的域的表面层面的曝光装置以及使用传感装置控制所述域的层面的方法，该传感装置具有由多个单元构成的至少一个单元阵列。该方法包括选择构成所述至少一个单元阵列的单元中的一些，并且指定所选择的单元作为可用的单元。将光照射到域的表面上；以及使用可用的单元感应从域的表面反射的光并且提取可用的层面信号。使用可用的层面信号读取域的表面层面。将表面层面被读取的衬底安装在曝光装置的平衡台上。使用在读取步骤中获得的表面层面在上、下、左、右、前、后和旋转方向上控制安装在平衡台上的衬底。

在示范性实施例中，本发明涉及一种半导体曝光装置。该半导体曝光装置包括安装衬底的晶片夹具，在衬底上定义了域。平衡台附着在晶片夹具一个面上，并且在上、下、左、右、前、后和旋转方向上调整安装在晶片夹具上的衬底。发光部件设置来向域的表面发射光。传感装置具有由多个单元构成的至少一个单元阵列，并且传感从域的表面反射的光。单元选择部件选择构成至少一个单元阵列中的一些，并且指定所选择的单元作为可用的单元。计算部件接收在可用的单元中感应的层面信号并且计算域的表面层面。控制器电连接到平衡台并且基于计算的域的表面层面传输位置调节信号。

附图说明

结合附图可以更加详细地理解本发明的示范性实施例。

图1和2是用于解释读取表面层面的常规方法的概念性示意图；

图3是说明根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法的流程图；

图4和图5是用于本发明的示范性实施例的半导体衬底的主要部分的平面图；

图6是说明根据本发明示范性实施例的层面的三角测量原理的概念图；

图7是用于本发明的示范性实施例的传感装置的主要部分的平面图；

图8是说明根据本发明示范性实施例的测量表面层面的方法的概念图；

图9是说明根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法的概念图；

图10是说明根据本发明示范性实施例的选择可用单元的方法的概念图；

图11到图14是说明根据本发明另一个示范性实施例的读取表面层面的方法的概念图；

图15是根据本发明示范性实施例的半导体曝光装置的主要部分的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图对本发明进行更加详细地说明，在这些附图中示出了本发明的示范性实施例。

图3是说明根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法的流程图；图4和图5是用于本发明的示范性实施例的半导体衬底的主要部分的平面图；图6是说明根据本发明示范性实施例的层面的三角测量原理的概念图；以及图7是用于本发明的示范性实施例的传感装置的主要部分的平面图。另外，图8是说明根据本发明示范性实施例的测量表面层面的方法的概念图，图9是说明根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法的概念图。而且，图10是说明根据本发明示范性实施例的选择可用单元的方法的概念图，图11到图14是说明根据本发明另一个示范性实施例的读取表面层面的方法的概念图。而且，图15是根据本发明示范性实施例的半导体曝光装置的主要部分的示意图。

现在将参考图3到图9说明根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法。

参考图3，该读取表明层面的方法包括将传感装置与域对齐(步骤51)。该传感装置可以具有由多个单元构成的至少一个单元阵列。该域可以定义在比如硅晶片上。构成所述至少一个单元阵列的单元中的一些被选择来选择可用的单元(步骤53)。光被照射在域之上(步骤55)。从表面反射到可用单元的光被感应从而提取可用的层面信号(步骤57)。可用的层面信号被计算来读取表面层面(步骤59)。

参考图3和图4，域F具有多个芯片R1C1到R3C3，这些芯片以二维方式沿行R1、R2和R3以及列C1、C2和C3布置。即，域F具有布置在第一行R1、第一列C1的第一芯片R1C1到布置在第三行R3、第三列C3的第九芯片R3C3。另外，域F具有设置在芯片R1C1到R3C3之间的刻划线SL。

参考图3到图5，衬底W可以是比如圆的硅晶片的半导体衬底。衬底W具有沿其周边缘设定的边缘间隙EC。例如，边缘间隙EC可以设定为绕硅晶片的周边缘2mm到3mm宽。

通常，半导体制造工艺包括在衬底W上涂敷光刻胶的工艺，将精细图案转移到光刻胶上的工艺。比如扫描仪和步进仪的曝光设备被广泛使用来将图案转移到光刻胶上。另外，曝光设备广泛地使用缩小投影技术，其中图案被缩小、转移。

按照箭头61指示的顺序形成在域F上，如图5所示。半导体制造工艺要求图案应被准确地转移到芯片R1C1到R3C3上。为此，光刻胶应该被设置在曝光设备的确切的焦距处。但是，根据衬底W的位置由于弯弓、翘曲等，衬底W可以具有相对不同的层面，即它是不均匀的。因此，本发明示范性实施例的曝光设备可以具有基于域F读取表面层面并基于表面层面或均匀性在上、下、左、右、前、后和旋转方向控制衬底W的功能。

参考图3到图6，曝光设备可以具有发光部件71和用于读取表面层面的传感装置SA。发光部件71向域F发射光。域F的表面可以设置在第一层面75或第二层面75’上。传感装置SA用于感应从衬底的域F的表面反射的光。

从发光部件71发射的光可以沿箭头73指示的路径朝域F的表面照射。当域F的表面位于第一层面75上时，从域F的表面反射的光可以沿箭头77指示的路径到达传感装置SA。另一方面，当域F的表面位于第二层面75’上时，从域F的表面反射的光可以沿箭头77’指示的路径到达传感装置SA。即，根据域F的表面层面，从域F的表面反射的光可以具有不同的路径。具有不同路径的光可以被传感和处理以读取域F的表面层面。

但是，从光刻胶的表面反射的光也可能受到在光刻胶下印刷的图案及其结构的影响。即，从芯片R1C1到R3C3上的表面反射的光与在刻划线SL上的表面反射的光可以具有不同的路径。换言之，在刻划线SL上的表面反射的光可能干扰对域F的表面层面的读取。另外，光刻胶在衬底W的边缘和中心可能具有不同的厚度。因此，优选准确读取所有芯片R1C1到R3C3上的表面层面以形成准确的图案。

域F可以分为测量允许区域和测量禁止区域。测量允许区域设定来与芯片R1C1到R3C3重叠，而测量禁止区域则设定来包括刻划线SL。在这种情形，边缘间隙EC和与边缘间隙EC接触的芯片可以设定为测量禁止区域。

参考图3、6和7，传感装置SA可以具有多个沿行和列方向成二维方式布置的多个单元80。单元80可以使用比如光电二极管的光传感器来实现。沿行和列方向成二维方式布置的单元80可以构成单元阵列CA。传感装置SA可以具有至少一个单元阵列CA。

如图7所示，传感装置SA可以具有成行布置的九个单元阵列CA。在该情形，单元阵列CA可以作为第一传感器S1到第九传感器S9。或者，传感装置SA可以具有布置为圆环或多边形形状的多个单元阵列CA。每个单元阵列CA可以为互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或电荷耦合器件(CCD)。CMOS图像传感器或CCD可以具有沿行和列方向成二维方式布置的多个单元80。

参考图3和图8，将传感装置SA与域F对齐(步骤51)。在该情形下，域F的宽度91可以对齐以对应于传感装置SA的第三传感器S3到第七传感器S7。第五传感器S5可以对齐以对应于域F的中间位置。在该情形下，第三传感器S3和第七传感器S7的一些部分可以在域F的宽度91之外。随后，传感装置SA可以沿箭头20指示的方向按第一行R1、第二行R2和第三行R3的顺序移动。

参考图3和图9，一些构成至少一个单元阵列CA的单元80被选择来形成可用的单元100(步骤53)。单元80中可用的单元100可以选择为对应于测量允许区域的单元S3’、S4’、S5’、S6’和S7’。在该情形下，第一传感器S1、第二传感器S2、第八传感器S8和第九传感器S9完全在域F之外，从而优选将它们关闭。

光从发光部件71向域F的表面照射(S55)。即，首先光从发光部件71向第一行R1的表面照射。

从第一行R1的表面反射到可用单元100的光被感应从而提取可用的层面信号(步骤57)。随后，将域F的第二行R2与传感装置SA和发光部件71对齐。光从发光部件71向第二行R2的表面照射。从第二行R2的表面反射到可用单元100的光被感应从而提取可用的层面信号。随后，将域F的第三行R3与传感装置SA和发光部件71对齐。从第三行R3的表面反射到可用单元100的光被感应从而提取可用的层面信号。

在计算中可以使用可用的层面信号来读取域F的表面层面(步骤59)。

但是，根据读取表面层面的传统方法，与测量允许区域重叠的第三传感器S3、第六传感器S6和第七传感器S7被关闭。在该情形，设置在第二列C2中的第四芯片R1C2、第五芯片R2C2和第六芯片R3C2的表面层面可以被读取，但是设置在第一列C1中的第一芯片R1C1、第二芯片R2C1和第三芯片R3C1的表面层面和设置在第三列C3中的第七芯片R1C3、第八芯片R2C3和第九芯片R3C3的表面层面则不会被读取。因此，在行R1、R2和R3方向上的倾斜度不会被读取。

在根据本发明的示范性实施例的读取表面层面的方法中，单元80中对应于第一列C1的测量允许区域的单元S3’和S4’可以被包括在可用单元100中。另外，单元80中对应于第三列C3的测量允许区域的单元S6’和S7’也可以被包括在可用单元100中。因此，可以用的层面信号可以包括对应于第一芯片R1C1到第九芯片R3C3中每个的所有信息，因此，可以知道在行R1、R2和R3方向上以及在列C1、C2和C3方向上的倾斜度。即，可以精确地读取具有各种图案的域F的表面层面。

下面，将参考图3和图10到14说明根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法。

参考图3和图10，可以使用多种方法来选择一些单元80作为可用的单元(步骤53)。构成传感装置SA的单元80可以类似第一组SA00现实。另外，构成传感装置SA的单元80可以划分为第一小组SA11、第二小组SA22、第三小组SA23、第四小组SA24、第五小组SA25、第六小组SA26、第七小组SA57、第八小组SA58和第九小组SA89。

具体而言，第一小组SA11可以是从将构成单元阵列CA的单元80划分为相同大小的小组得到。第二小组SA22可以是设置在单元阵列CA的中间位置的20％的单元80。第三小组SA23可以是设置在单元阵列CA的左侧位置的20％的单元80。第四小组SA24可以是设置在单元阵列CA的上侧位置的20％的单元80。第五小组SA25可以是设置在单元阵列CA的右侧位置的20％的单元80。第六小组SA26可以是设置在单元阵列CA的中右侧位置的20％的单元80。第七小组SA57可以是设置在单元阵列CA的上左侧位置的50％的单元80。第八小组SA58可以是设置在单元阵列CA的下右侧位置的50％的单元80。第九小组SA89可以是设置在单元阵列CA的中间侧位置的80％的单元80。另外，应该注意，可以根据多种方法将单元80以1％到99％的范围进行划分和选择。

参考图3、10和11，第二小组SA22可以用来选择可用单元101。在该情形，可用单元101可以选择为第二小组SA22中对应于测量允许区域的单元S4”、S5”和S6”。在该情形，第二小组SA22中与测量允许区域重叠的传感器S3和S7不会被使用。反射到可用单元101的光被感应从而提取可用的层面信号。在该示范性实施例中，用于可用单元101的层面信号可以包括对应于第一芯片R1C1到第九芯片R3C3中每个的所有信息。因此，可以知道关于在行R1、R2和R3方向上以及在列C1、C2和C3方向上的倾斜程度的信息。即，可以精确地读取具有各种图案的域F的表面层面。

参考图3、10和12，域F可以与衬底W的边缘间隙EC重叠，如图5所示。边缘间隙EC可以与第三芯片R3C1、第四芯片R1C2、第五芯片R2C2、第六芯片R3C2接触。如上所述，与边缘间隙EC接触的第三芯片R3C1、第四芯片R1C2、第五芯片R2C2、第六芯片R3C2可以设定为测量禁止区域。另外，测量禁止区域可以包括如图4所示的刻划线SL。

但是，根据读取表面层面的传统方法，第三传感器S3和第四传感器S4与测量禁止区域重叠，从而它们被关闭。因此，使用传统方法将不能读取第一芯片R1C1和第二芯片R2C1的表面层面。即，不能读取与边缘间隙EC重叠的域F的表面层面。

比较而言，根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法，第二小组SA22可以用来选择可用单元S4”。可用单元S4”可以与第一芯片R1C1和第二芯片R2C1重叠。反射到可用单元S4”的光被感应来提取可用单元的层面信号。在该情形，可用单元的层面信号可以包括对应于第一R1C1和第二芯片R2C1的每个的信息。于是，可以读取第一R1C1和第二芯片R2C1的表面层面。即，可以读取与边缘间隙EC重叠的域F的表面层面。

参考图3、10和13，域F的第二列C2和第三列C3可以与衬底W的边缘间隙EC重叠。边缘间隙EC可以与第六芯片R3C2、第七芯片R1C3、第八芯片R2C3和第九芯片R3C3接触。如上所述，与边缘间隙EC接触的第六芯片R3C2、第七芯片R1C3、第八芯片R2C3和第九芯片R3C3接触可以设定为测量禁止区域。另外，该测量禁止区域可以包括刻划线SL，如图4所示。

但是，根据读取表面层面的传统方法，第三传感器S3和第四传感器S4与测量禁止区域重叠，从而它们被关闭。因此，使用传统方法将不能读取第一芯片R1C1、第二芯片R2C1和第三芯片R3C1的表面层面。所以，仅能使用第五传感器S5读取域F的表面层面。

比较而言，根据本发明示范性实施例的读取表面层面的方法，第二小组SA22可以用来选择可用的单元103。在该情形，可用的单元103可以选择为第二小组SA22中对应于测量允许区域的单元S4”和S5”。在该情形，没有使用第二小组SA22中与测量禁止区域重叠的传感器S3。因此，可以读取第一芯片R1C1、第二芯片R2C1、第三芯片R3C1、第四芯片R1C2和第五芯片R2C2的表面层面。即，可以相对准确地读取与边缘间隙EC均匀重叠的域F的表面层面。

参考图3、10和14，当域F的第二列C2和第三列C3与衬底W的边缘间隙EC重叠时，第一小组SA11可以用来读取域F的表面层面。如上所述，第一小组SA11可以是将构成单元阵列CA的单元80划分为相同大小的小组SS所得到的组SS。具有相同大小的一些小组SS对应于测量允许区域，可以用来读取域F的表面层面。即使在该情形，可以相对精确地读取与边缘间隙EC重叠的域F的表面层面。

下面，将参考图15说明根据本发明的示范性实施例的半导体曝光装置。

参考图15，根据本发明的示范性实施例的半导体曝光装置可以具有测量位置MP和曝光位置EP。例如，半导体曝光装置可以与ASML Veldoven，Netherlands取得的Twinscan装置相类似。

另外，半导体曝光装置可以具有晶片夹具93和平衡台97。其上定义了域的衬底81可以安装在晶片夹具93上。衬底81可以是比如硅晶片的半导体衬底。光刻胶82可以涂敷在衬底81上。晶片夹具93可以具有基准符号95。基准符号95可以在其上安装了衬底81的晶片夹具93的表面上与衬底81相邻设置。基准符号95可以作为基准层面，以允许衬底81的相对层面被读取。如图15所示，在晶片夹具93上可以设置至少两个基准符号95。平衡台97可以附着到晶片夹具93的一个表面上。平衡台97用来在上、下、左、右、上、下和旋转方向上移动安装在晶片夹具93上的衬底81。

晶片夹具93和平衡台97可以设置来在测量位置MP和曝光位置EP移动。或者，平衡台97可以固定在曝光位置EP。在该情形中，晶片夹具93可以与曝光位置EP分开，从而在测量位置MP和曝光位置EP移动。

测量位置MP可以具有发光部件71和感应装置SA。发光部件71可以沿箭头73所指示的路径向光刻胶82的表面发射光。即，发光部件71可以用来向域的表面发光。感应装置SA可以感应沿箭头77指示的路径从光刻胶82的表面反射的光。即，感应装置SA可以用来感应从域的表面反射的光。

感应装置SA具有由多个单元构成的至少一个单元阵列。感应装置SA可以具有成行布置的九个单元阵列，例如，如图7所示。每个单元阵列可以是CMOS图像传感器或CCD。单元可以沿行、列方向以二维方式布置在单元阵列中。每个单元可以包括光电二极管。CMOS图像传感器和CCD可以具有沿行、列方向以二维方式布置的多个单元。

曝光位置EP可以具有照射灯141、会聚透镜143、标线板145和投影透镜147。照射灯141可以使用波长436nm的G线、波长365nm的I线、波长248nm的KrF准分子激光或波长193nm的ArF准分子激光。从照射灯141发射的光可以通过会聚透镜143、标线板145和投影透镜147将光刻胶82曝光。标线板145可以作为允许将预定图案投影到光刻胶82上的掩模。

单元选择部件121可以相邻感应装置SA设置。该感应装置SA可以电连接到单元选择部件121。单元选择部件121可以用来选择构成至少一个单元阵列CA的一些单元并且选择可用的单元。另外，感应装置SA可以通过单元选择部件121电连接到计算部件125。感应装置SA可以将可用的单元中感应的可用的层面信号传输到计算部件125。计算部件125可以用来接受可用的信用从而基于计算结果来读取域的表面层面。但是，感应装置SA可以无需通过单元选择部件121而直接电连接到计算部件125。计算部件125可以电连接到控制器127。计算部件125可以将计算的关于域的表面层面的信息传输到控制器127。控制器127可以电连接到平衡台97。控制器127可以将基于域的表面层面的位置调整信号传输到平衡台97。平衡台97可以用来响应于来自控制器127的位置调整信号在上、下、左、右、前、后和旋转方向上移动安装在晶片夹具93上的衬底81。

如图15所示，测量位置MP和曝光位置EP可以彼此隔开。在该情形，可以通过测量位置MP读取域的表面层面。随后，在曝光位置EP中平衡台97可以使用计算的表面层面信息来在上、下、左、右、前、后和旋转方向上移动衬底81。或者，测量位置MP可以设置在曝光位置EP内。

下面，将参考图7、12和15对根据本发明示范性实施例的控制曝光装置的层面的方法。

参考图7、12和15，域F与感应装置SA对齐。感应装置SA可以具有由多个单元80构成的至少一个单元阵列CA。感应装置SA可以具有成行设置的九个单元阵列。每个单元阵列可以是CMOS图像传感器或CCD。单元可以沿行、列方向以二维方式布置在单元阵列中。每个单元可以包括光电二极管。CMOS图像传感器和CCD可以具有沿行、列方向以二维方式布置的多个单元。

域F可以分为测量允许区域和测量禁止区域。测量允许区域设定来与芯片R1C1到R3C3重叠，而测量禁止区域则设定来包括刻划线SL。域F可以域边缘间隙EC重叠。在这种情形，边缘间隙EC和与边缘间隙EC接触的芯片可以设定为测量禁止区域。

一些单元80可以选择来通过单元选择部件121来选择可用的单元S4”。可用的单元S4”可以选择为对应于测量允许区域的单元。

如上参考图12所述，单元选择部件121可以使用第二小组SA22来选择可用的单元S4”。可用的单元S4”可以与第一芯片R1C1和第二芯片R2C1重叠。

光可以从发光部件71向域的表面照射。从该表面反射到可用的单元S4”的光被感应以提取可用的层面信号。该可用的层面信号可以从感应装置SA传输到计算部件125。计算部件125可以计算该可用的层面信号来读取域F的表面层面。

读取了表面层面的衬底81可以在装置的曝光位置EP安装在平衡台97上。计算部件125可以将计算的域F的表面层面信息传输到控制器127。控制器127可以将基于域的表面层面的位置调整信号传输到平衡台97。平衡台97可以用来响应于该位置调整信号在上、下、左、右、前、后和旋转方向上移动衬底81。

但是，根据读取表面层面的传统方法，第三传感器S3和第四传感器S4与测量禁止区域重叠，从而它们被关闭。因此，使用传统方法将不能读取第一芯片R1C1和第二芯片R2C1的表面层面。即，不能读取与边缘间隙EC重叠的域F的表面层面。在该情形，使平衡台97控制衬底81，而无需使用域F的表面层面信息。

另一方面，根据本发明示范性实施例的读取表面层面和控制曝光位置的方法，反射到可用的单元S4”的光可以被感应来提取可用的层面信号。在该情形，该表面层面信号可以包括对应于第一芯片R1C1和第二芯片R2C1的每个的所有信息。所以，可以读取第一芯片R1C1和第二芯片R2C1的表面层面。即，与边缘间隙EC重叠的域F的表面层面可以被读取。因此，平衡台97可以基于计算的层面信息并基于域F的表面层面在上、下、左、右、前、后和旋转方向上控制衬底81。即，在曝光装置中可以精确地控制衬底81的层面。

根据如上所述的本发明示范性实施例，构成至少一个单元阵列的单元中的一些被选择来选择可用的单元，从域的表面反射到可用单元的光被感应从而提取可用的层面信号。该可用的层面信号被计算来获得关于域的表面层面的信息。因此，具有形成的各种图案的衬底的表面层面可以准确地读取。另外，可以使用计算的表面层面信息来在上、下、左、右、前、后和旋转方向上控制安装在平衡台上的衬底。因此，可以实现可以精确地控制衬底的层面的半导体曝光装置。

这里已经公开了本发明的示范性实施例，虽然使用了特定的术语，但是它们仅可以以通用和描述的意义来进行解释，而非出于限制的目的。因此，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求所界定的本发明的精神和范围的情形，可以对这些示范性实施例进行各种形式和细节的修改。

Claims (20)

1、一种使用传感装置读取在衬底上定义的域的表面层面的方法，所述传感装置具有由多个单元构成的至少一个单元阵列，所述方法包括：

选择构成所述至少一个单元阵列的单元中的一些，并且指定所选择的单元作为可用的单元；

将光照射到所述域的表面上；以及

使用所述可用的单元感应从所述域的表面反射的光并且提取可用的层面信号。

2、根据权利要求1的方法，还包括分配所述域的测量允许区域和所述域的测量禁止区域。

3、根据权利要求2的方法，其中所述域具有沿行和列方向以二维方式布置的多个芯片和设置在所述多个芯片之间的刻划线，其中所述测量允许区域分配来与所述芯片重叠，所述测量禁止区域分配给所述刻划线。

4、根据权利要求2的方法，其中所述域具有沿行和列方向以二维方式布置的多个芯片、设置在所述多个芯片之间的刻划线、和边缘间隙，其中所述测量允许区域分配来与所述边缘间隙隔开的芯片重叠，所述测量禁止区域分配给所述刻划线和与所述边缘间隙接触的芯片。

5、根据权利要求2的方法，其中所述可用的单元对应于所述测量允许区域。

6、根据权利要求2的方法，其中所述选择指定为可用单元的一些单元包括：

将构成所述单元阵列的单元划分为单元数量较少的小组；以及

选择对应于所述测量允许区域的一些小组。

7、根据权利要求1的方法，其中所述多个单元沿行和列方向以二维方式布置在所述单元阵列中。

8、根据权利要求1的方法，其中所述多个单元中的每一个包括光电二极管。

9、根据权利要求1的方法，其中所述单元阵列是互补金属氧化物半导体图像传感器和电荷耦合器件中的一个。

10、一种控制读取在衬底上定义的域的表面层面的曝光装置以及使用传感装置控制所述域的层面的方法，所述传感装置具有由多个单元构成的至少一个单元阵列，所述方法包括：

选择构成所述至少一个单元阵列的单元中的一些，并且指定所选择的单元作为可用的单元；

将光照射到所述域的表面上；以及

使用所述可用的单元感应从所述域的表面反射的光并且提取可用的层面信号；

使用所述可用的层面信号读取所述域的表面层面；

将表面层面被读取的衬底安装在所述曝光装置的平衡台上；以及

使用在所述读取步骤中获得的表面层面在上、下、左、右、前、后和旋转方向上控制安装在所述平衡台上的衬底。

11、根据权利要求10的方法，还包括分配所述域的测量允许区域和所述域的测量禁止区域。

12、根据权利要求11的方法，其中所述可用的单元对应于所述测量允许区域。

13、根据权利要求11的方法，其中所述选择指定为可用单元的一些单元包括：

将构成单元阵列的单元划分为单元数量较少的小组；以及

选择对应于所述测量允许区域的一些小组。

14、根据权利要求10的方法，其中所述多个单元中的每一个包括光电二极管。

15、根据权利要求10的方法，其中所述单元阵列是互补金属氧化物半导体图像传感器和电荷耦合器件中的一个。

16、一种半导体曝光装置，包括：

安装衬底的晶片夹具，在所述衬底上定义了域；

平衡台，附着在所述晶片夹具一个面上，并且在上、下、左、右、前、后和旋转方向上调整安装在所述晶片夹具上的衬底；

向所述域的表面发射光的发光部件；

传感装置，具有由多个单元构成的至少一个单元阵列，并且感应从所述域的表面反射的光；

单元选择部件，选择构成所述至少一个单元阵列中的一些，并且指定所选择的单元作为可用的单元；

计算部件，接收在所述可用的单元中感应的层面信号并且计算所述域的表面层面；以及

控制器，电连接到所述平衡台并且基于计算的域的表面层面传输位置调节信号。

17、根据权利要求16的半导体曝光装置，其中所述晶片夹具基准符号。

18、根据权利要求16的半导体曝光装置，其中所述多个单元沿行和列方向以二维方式布置在所述单元阵列中。

19、根据权利要求16的半导体曝光装置，其中所述多个单元中的每一个包括光电二极管。

20、根据权利要求16的半导体曝光装置，其中所述单元阵列是互补金属氧化物半导体图像传感器和电荷耦合器件中的一个。

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