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CN103097936A - 制造三维集成电路的系统及方法 - Google Patents

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CN103097936A
CN103097936A CN2011800426579A CN201180042657A CN103097936A CN 103097936 A CN103097936 A CN 103097936A CN 2011800426579 A CN2011800426579 A CN 2011800426579A CN 201180042657 A CN201180042657 A CN 201180042657A CN 103097936 A CN103097936 A CN 103097936A
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China
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light shield
slm
shield data
data pattern
generating units
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CN2011800426579A
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Inventor
陈正方
T·莱迪格
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Applied Materials Inc
Original Assignee
PineBrook Imaging Systems Corp
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Abstract

本发明公开一种制造三维集成电路之系统及方法。在一实施例中，该方法包含：提供一具有多个空间光调制器(SLM)成像单元之成像写入系统，其中该等SLM成像单元系排列成一个或多个平行阵列；接收光罩数据，其中该光罩数据系供写入一三维集成电路之一层或多层；处理该光罩数据，以形成多个对应于该三维集成电路该一层或多层之分区光罩数据图案；指派一个或多个所述SLM成像单元负责处理各该分区光罩数据图案；以及控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该三维集成电路之该一层或多层。所述指派包含至少执行下列其中之一：缩放比例修正、对准状态修正、视点间距修正、转动因子修正及基板变形修正。

Description

制造三维集成电路的系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年9月2日提出申请的第13/225,404号美国正式专利申请案“System and Method for Manufacturing ThreeDimensional Integrated Circuits”的优先权，该案为2009年5月29日提出申请之第12/475,114号美国正式专利申请案之部分延续案，并依美国专利法第120条主张该正式专利申请案之优先权。该第12/475,114号美国正式专利申请案主张2008年12月17日提出申请之第12/337,504号美国正式专利申请案之优先权，而该第12/337,504号美国正式专利申请案则主张2008年9月23日提出申请之第61/099,495号美国临时专利申请案“An Optical Imaging WriterSystem”，之优先权。本申请案亦主张2010年9月3日提出申请之第61/379,732号美国临时专利申请案“System and Method forManufacturing Three Dimensional Integrated Circuits”之优先权。上述美国专利申请案之全部内容，在此以引用之方式并入本文。
技术领域
本发明涉及集成电路之制造。详言之，本发明系关于一种制造三维(3-D)集成电路之系统及方法。
背景技术
受惠于半导体集成电路(IC)技术之突飞猛进，动态矩阵液晶电视(AMLCD TV)及计算机显示器之制程已有长足进步。近年来，液晶电视及计算机显示器之尺寸不断放大，但价格则逐渐大众化。
就半导体IC而言，各技术世代系由电路设计规则中之关键尺寸(CD)加以定义。随着技术世代之演进，新世代IC之图征关键尺寸目标值逐渐缩小，误差容许度亦更趋严格。但就平板显示器(FPD)而言，各技术世代系依照制程中所用基板之实体尺寸加以分类。例如，FPD分别于2005、2007及2009年进入第六代(G6)、第八代(G8)及第十代(G10)，其对应之基板尺寸(毫米x毫米)分别为1500x1800、2160x2460及2880x3080。
无论是半导体IC或FPD基板，其微影(lithography)制程所面临之挑战均为如何一方面加大产品之尺寸，一方面使产品平价化；但两者之制程却截然不同。IC业界之一主要挑战，系于直径300毫米之晶圆上形成具有小关键尺寸之图征，其目标为尽可能提高晶体管之安装数量，以使相同大小之芯片具有更佳功能。然而，FPD业界之一主要挑战系尽可能加大可处理之矩形基板尺寸，因为生产在线所能处理之FPD基板愈大，则所能制造之电视或显示器愈大，且成本愈低。为提高效能，一般液晶电视及显示器之设计均采用较为复杂之薄膜晶体管(TFT)，但TFT之关键尺寸目标值仍停留在相同之规格范围内。从某一观点而言，FPD制程之一主要挑战，系使后续各世代之单位时间产出量均具有合理之成本效益，而其中一项重要之考虑因素系令制程良率达到获利水平，同时维持适当之制程窗口。
常规用于制造FPD之微影技术系由制造IC之微影制程演变而来。FPD基板所用之微影曝光工具大多为步进式及/或扫描式投影系统，其中从光罩至基板之投影比例共有二比一(缩小)与一比一两种。为将光罩图案投影至基板，光罩本身便须依可接受之关键尺寸规格制造。FPD之光罩制程与半导体IC之光罩制程类似，不同之处在于：制造半导体IC所用之光罩尺寸约为每边150毫米(约6英寸)，而制造FPD所用之光罩，其每边尺寸在一实例中可为前述每边尺寸之八倍左右，即每边超过一米。
请参阅图1a，图中绘示一用以将光罩图案扫描至FPD基板之投影曝光工具常规架构。此架构所用之曝光光源主要为高压短弧汞(Hg)灯。入射之照明光经由反射镜102反射后，依序通过光罩104及投影透镜106，最后到达FPD基板108。然而，若欲以图1a所示之常规光罩式曝光工具架构为新世代之FPD进行微影制程，必须解决光罩尺寸日益加大之问题。以第八代FPD为例，其光罩尺寸约为1080毫米x1230毫米，而第八代基板之面积则为其四倍。由于TFT之关键尺寸规格在3微米±10％之范围内，如何在每边超过两米之第八代基板上控制TFT之关键尺寸实乃一大挑战；相较于在直径300毫米之硅晶圆上微影制印先进IC图案并控制其规格，前者难度更高。FPD业界所须解决之问题，系如何以符合成本效益之方式建造出适用于新世代FPD之光罩式曝光工具，同时保留可接受之微影制程能力区限(又称制程窗口)。
若欲减少FPD曝光区域内关键尺寸不一致之情形，方法之一系使用多重曝光法，其中标称曝光量系由多个依适当比例分配之曝光分量所组成，而每一曝光分量则使用预选波长之照明，并搭配对应之投影透镜以完成扫描及步进。此类曝光工具须包含多于一个投影透镜，但仅配有单一照明光源，其原因在于必须使用以千瓦(KW)计之高输出功率短弧汞灯照明光源。至于选择曝光波长之方式，系于光源处安装适当之滤光镜。在一实例中，此多波长曝光法可降低第八代基板上关键尺寸均一性所可能受到之负面影响，故可使用较平价之透镜及照明设备。
在使用多波长曝光法时，必须为光罩本身订定较严格之关键尺寸目标值及关键尺寸均一度。在一实例中，TFT光罩之关键尺寸误差容许值小于100纳米，此数值远小于光罩关键尺寸标称目标值3微米所需之误差容许值。这对于使用现有曝光工具架构的制程方式而言，较易于掌控FPD微影制程之制程窗口。然而，对FPD光罩关键尺寸规格之要求愈严，将使原本即所费不赀之光罩组愈加昂贵。在某些情况下，为第八代FPD制作关键光罩之成本极高，且备货期甚长。
常规方法之另一问题在于，使用大型光罩时不易进行瑕疵密度管控。以大型光罩进行多重曝光之微影制程时，即使一开始使用全无瑕疵之光罩，最后仍有可能出现有害之瑕疵。若制程有产生瑕疵之虞，不但良率将受到影响，光罩成本亦随之提高。
图1b绘示常规曝光工具之另一种架构。如图1b所示，该曝光工具包含光源110、第一投影透镜112、光罩114、第二投影透镜116、晶圆118及晶圆平台120。我们可控制光源110，使其光线经由第一投影透镜112射至光罩114，其中该光罩含有待成像于晶圆118之图案。部分光线将被光罩114阻挡，而部分光线则可通过光罩114并穿透第二投影透镜116，致使晶圆118曝光。通过光罩114之光线将使晶圆118之特定区域曝光，从而产生一组对应于光罩122上所形成之IC设计图案之图案影像。
请注意，该晶圆系固定于晶圆平台120上，而该晶圆平台则可在我们之控制下沿箭头所示方向移动。在一常规步进系统中，光源110可为蓝色可见光或近紫外光，第一投影透镜112、光罩114与第二投影透镜116系固定不动，至于晶圆118及用以固定该晶圆之晶圆平台120则可移动，以使晶圆118上之不同区域曝光。此步进系统可用于制造解析精度达1至3微米之设计图案，例如可制造小尺寸光罩、发光二极管(LED)，以及第四代与更早世代之平板显示器。在一常规扫描系统中，光源110、第一投影透镜112及第二投影透镜116均固定不动，而光罩114、晶圆118及用以固定该晶圆之晶圆平台120则均可移动，以便使晶圆118上之不同区域曝光。相较于步进系统，扫描系统处理大尺寸光罩及平板显示器之效率较高，但其价格亦较高。扫描系统大多用于制造基板甚大之第六代或更新世代之平板显示器。
图1c至图1e绘示常规曝光工具固定光罩之多种方式，以及常规曝光工具如何使光罩对准以进行曝光。在图1c中系令光罩130与基板晶圆132保持接触，故此系统一般称为接触式对准系统。在图1d中，光罩130系固定于邻近基板晶圆132之位置，故此系统一般称为接近式对准系统。常规接触式对准系统与接近式对准系统大多用于制造印刷电路板、触控面板(25至40微米)、发光二极管(3至5微米)及太阳能板(＞100微米)，至于接触式对准系统与接近式对准系统之缺点则包括无法处理高分辨率之设计图案、翘曲之晶圆或大于4英寸之基板。
图1e绘示一常规投影式对准系统，其于光罩130与基板晶圆132之间另设有一投影透镜131。此系统大多用于制造5至10微米之电路。此种投影式对准系统较适合以大尺寸之光罩制造平板显示器之彩色滤光片，但大尺寸光罩之价格甚高。因此，若无法接受较高之光罩成本，则以投影式对准系统制造印刷电路板及发光二极管便无成本效益可言。
图2绘示一用于制造光罩之曝光工具之常规架构。在此曝光工具架构中，射向分光镜204之照明光202将局部反射并穿过傅利叶透镜208以照亮空间光调制器(SLM)206。此成像光经反射后，依序通过傅利叶透镜208、分光镜204、傅利叶滤光镜210及缩小透镜212，最后到达空白光罩基板216。光罩数据214系以电子方式传送至空间光调制器206，从而设定微镜像素。反射光在空白光罩基板216上产生亮点，而空白光罩基板216上无反射光处则形成暗点。通过控制及编排反射光，即可将光罩数据图案转移至空白光罩基板216上。
请注意，在此种曝光工具架构中，照明光程系经折曲以便垂直射入空间光调制器。此折曲之照明光程与曝光成像路径形成T字形。此类曝光系统除使用高功率之照明光源外，亦须使用具有高缩小比率之投影透镜，以便提高光罩图案写入之准确度与精度。基本上，透镜缩小比率约为100比1。使用具有高缩小比率之投影透镜时，单一空间光调制器芯片所产生之曝光区域甚小。空间光调制器之芯片实体尺寸约为一厘米，经缩小100倍后，空间光调制器之写入区域约为100微米。若欲以此极小之写入区域写完一整片第八代FPD光罩，其所需时间甚长。
另一常规方法系以多道激光束循序照射空间光调制器。此多道光束系由单一照明激光光源经旋转式多面反射镜反射而成。多道照明光束可在特定时间内产生多重曝光，因而提高光罩写入速度。在一实例中，以此方法写完一片第八代FPD光罩约需20小时。由于写入时间偏长，控制机器并维持其机械及电子运作之成本亦随之增加，进而拉高其FPD光罩成品之成本。若将此曝光工具应用于第十代或更新世代之FPD光罩，则制造成本恐将更高。
为降低制作少量原型时之光罩成本，另一常规方法所用之曝光工具架构系以透明之空间光调制器为光罩。此方法系将光罩图案读入空间光调制器中，使其显现所需之光罩图案，如此一来便不须使用实体光罩。换言之，此透明空间光调制器之功能可取代实体光罩，从而节省光罩成本。就曝光工具之架构而言，此方法基本上与光罩式投影系统并无二致。然而，若与实体光罩相比，此空间光调制器光罩之影像质量较低，不符合FPD制程之图案规格要求。
第6,906,779号美国专利(以下简称第‘779号专利)则公开另一种制造显示器之常规方法，该方法系利用一滚动条式制程对网状基板进行同步微影曝光。简言之，第‘779号专利系将光罩图案曝光至成卷之基板上。另一种常规之滚动条式微影制程可参见Se HyunAhn等人之专文“High-Speed Roll-to-Roll Nanoimprint Lithography onFlexible Plastic Substrates”(Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA，Weinheim，Advanced Materials，2008，20，第2044-2049页(以下简称Ahn专文)。
然而，上述两种常规方法限用预定尺寸之光罩，而光罩尺寸则实质限缩可制造之挠性显示器之大小。第‘779号专利及Ahn专文所述常规方法之另一问题在于，若欲达到适当之微影制印效果，曝光过程中必须将成卷之基板拉平。如此一来，基板表面之平整度将逊于一般液晶电视屏幕所用之硬式玻璃基板。应用此种光罩式微影技术时，焦深(DOF)会因基板表面不平而受限，因此，上述常规方法恐难以形成关键尺寸为5微米或以下之TFT图征。若欲使TFT显示器之分辨率达一定水平，则TFT光罩图征之关键尺寸须为3微米左右。
在制造未来世代FPD时所可能面临之上述各种挑战，乃肇因于FPD业界亟须降低成本，而主要动机之一，系令新世代产品之制程具有成本效益。微影技术必须一方面维持产出效率，一方面确保产品良率逐代提升。欲达此目的，必须加大微影制程之制程窗口，并减少制程瑕疵，以因应日益增大之FPD基板。一如前述，现有曝光工具架构之缺点甚多，其中一主要缺点系与光罩之使用有关，亦即光罩尺寸过大，导致光罩之制造不符成本效益。由于光罩尺寸势必持续加大方能满足未来世代FPD之需求，此一缺点将愈趋严重。因此，需有一种经改良之成像写入系统，以解决常规工具与方法之诸多问题。
发明内容
本发明系关于多种用以在微影制程中将光罩数据图案施用于基板之系统及方法。在一实施例中，本发明之成像系统包含多个空间光调制器(SLM)成像单元，其中各SLM成像单元包含一个或多个照明光源、一个或多个对准光源、一个或多个投影光源及多个微镜，该等微镜可将光线从该一个或多个照明光源投射至对应之一个或多个投影透镜。此成像系统还包含一用以控制该等SLM成像单元之控制器，该控制器可在各SLM成像单元将光罩数据写入一基版之微影制程中，分别调整该等SLM成像单元。
在另一实施例中，一种制造一三维集成电路之方法包含下列步骤：提供一具有多个SLM成像单元之成像写入系统，其中该等SLM成像单元系排列成一个或多个平行阵列；接收待写入该三维集成电路中一层或多层之光罩数据；处理该光罩数据，以形成多个对应于该三维集成电路中该一层或多层之分区光罩数据图案；指派一个或多个SLM成像单元负责处理各分区光罩数据图案；以及控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该三维集成电路之该一层或多层。
指派一个或多个SLM成像单元负责处理各分区光罩数据图案之步骤至少包含下列其中之一：根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行缩放比例修正，其中各分区光罩数据图案均有一对应之缩放比例修正动作；根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行对准状态修正，其中各分区光罩数据图案均有一对应之对准状态修正动作；根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行视点间距修正，其中各分区光罩数据图案均有一对应之视点间距修正动作；根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行转动因子修正，其中各分区光罩数据图案均有一对应之转动因子修正动作；以及根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行基板变形修正，其中各分区光罩数据图案均有一对应之基板变形修正动作。控制该等SLM成像单元之步骤包含：针对各SLM成像单元，使其对应之分区光罩数据图案独立于该成像写入系统中其它SLM成像单元而曝光。
在另一实施例中，一种在一印刷电路板(PCB)上平行制造多个设计图案之方法包含下列步骤：提供一具有多个SLM成像单元之成像写入系统，其中该等SLM成像单元系排列成一个或多个平行阵列；提供一已划分出多个区域之印刷电路板，其中各区域均包含一待制造之设计图案；接收待写入该印刷电路板该多个区域之光罩数据；处理该光罩数据，以形成多个对应于该印刷电路板该多个区域之分区光罩数据图案；指派一个或多个SLM成像单元负责处理各分区光罩数据图案，其中所述指派包含至少执行下列其中之一：缩放比例修正、对准状态修正、视点间距修正、转动因子修正与基板翘曲修正；以及控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该印刷电路板之该多个区域。
在另一实施例中，一种利用部分晶圆之制造方法包含下列步骤：提供一具有多个SLM成像单元之成像写入系统，其中该等SLM成像单元系排列成一个或多个平行阵列；提供一个或多个待加工制造之部分晶圆；接收光罩数据，其中该光罩数据系供写入该一个或多个部分晶圆之基板；处理该光罩数据以形成多个分区光罩数据图案，该等分区光罩数据图案系对应于该一个或多个部分晶圆之基板；指派一个或多个SLM成像单元负责处理各分区光罩数据图案，其中所述指派包含至少执行下列其中之一：缩放比例修正、对准状态修正、视点间距修正、转动因子修正与基板翘曲修正；以及控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该一个或多个部分晶圆之基板。
在另一实施例中，一种平行制造多个发光二极管(LED)之方法包含下列步骤：提供一具有多个SLM成像单元之成像写入系统，其中该等SLM成像单元系排列成一个或多个平行阵列；提供一个或多个对应于该等待制造之LED之基板；接收光罩数据，其中该光罩数据系供写入该一个或多个对应于该等LED之基板；处理该光罩数据以形成多个分区光罩数据图案，该等分区光罩数据图案系对应于该等LED之该等基板；指派一个或多个SLM成像单元负责处理各分区光罩数据图案；以及控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该等LED之该等基板。
处理该光罩数据之步骤至少包含下列其中之一：处理该光罩数据以形成多个分区光罩数据图案，其中该等分区光罩数据图案系对应于该等LED之该等基板且为相同之设计；以及处理该光罩数据以形成多个分区光罩数据图案，其中该等分区光罩数据图案系对应于该等LED之该等基板且为不同之设计。控制该等SLM成像单元之步骤至少包含下列其中之一：侦测各SLM成像单元相关基板上各局部区域之变形状况，并根据各基板上各局部区域之变形状况调整对应SLM成像单元之焦点；侦测各SLM成像单元相关基板上各局部区域之转动误差，从而决定对应分区光罩数据图案之转动修正因子，并将该等转动修正因子应用于各SLM成像单元相关基板之各局部区域所对应之分区光罩数据图案；以及侦测各SLM成像单元相关基板上各局部区域因基板变形所造成之图案扭曲，从而决定对应分区光罩数据图案之图案修正因子，并将该等图案修正因子应用于各SLM成像单元相关基板之各局部区域所对应之分区光罩数据图案。
在另一实施例中，一种执行自动光学检查之方法包含下列步骤：提供一具有多个SLM成像单元之成像写入系统，其中该等SLM成像单元系排列成一个或多个平行阵列；提供一个或多个待检查之图案化基板；将该一个或多个图案化基板划分为多个区域；接收对应于该一个或多个图案化基板之参考光罩数据；处理该参考光罩数据以形成多个分区光罩数据图案，该等分区光罩数据图案系对应于该一个或多个图案化基板之该多个区域；利用该等SLM成像单元撷取该一个或多个图案化基板该多个区域之信息；以对应之多个分区光罩数据图案为参照对象，分析该多个区域之信息，从而产生检查结果；以及将该等检查结果储存于一内存装置中。
分析该多个区域之信息之步骤包含：检查该一个或多个图案化基板之该多个区域与对应之多个分区光罩数据图案是否有所差异；以及若在该一个或多个图案化基板之一个或多个区域中找出差异，则在该一个或多个图案化基板中辨识出该一个或多个区域以便修复。
检查差异之步骤至少包含下列其中之一：以对应之多个分区光罩数据图案为参照对象，检查该一个或多个图案化基板之该多个区域是否出现基板图案扭曲，若在该一个或多个图案化基板之一个或多个区域中发现基板图案扭曲，则在该一个或多个图案化基板中辨识出该一个或多个区域以便修复；检查该一个或多个图案化基板之该多个区域是否包含不应出现在基板上之额外电路组件，若在该一个或多个图案化基板之一个或多个区域中发现不应出现之额外电路组件，则在该一个或多个图案化基板中辨识出该一个或多个区域以便修复；检查该一个或多个图案化基板之该多个区域是否缺漏本应出现在基板上之电路组件，若在该一个或多个图案化基板之一个或多个区域中发现缺漏之电路组件，则在该一个或多个图案化基板中辨识出该一个或多个区域以便修复；以及检查该一个或多个图案化基板之该多个区域是否出现外来微粒，若在该一个或多个图案化基板之一个或多个区域发现外来微粒，则在该一个或多个图案化基板中辨识出该一个或多个区域以便修复。
该执行自动光学检查之方法还包含下列步骤：在该一个或多个图案化基板之该一个或多个经辨识为须予以修复之区域上，重新涂布基板光阻；在该一个或多个图案化基板之该一个或多个经辨识为须予以修复之区域上，执行图案之重建；利用该等SLM成像单元，重新检查该一个或多个图案化基板之该一个或多个经辨识为须予以修复之区域；以及根据该重新检查所得之信息，更新该等检查结果。
该执行自动光学检查之方法还包含下列步骤：在该一个或多个图案化基板之该多个区域上，重新涂布基板光阻；在该一个或多个图案化基板之该多个区域上，执行图案之重建；利用该等SLM成像单元，重新检查该一个或多个图案化基板之该多个区域；以及根据该重新检查所得之信息，更新该等检查结果。
附图说明
在一并参阅本发明多种实施例之详细说明及附图后，当可对本发明之技术特征及优点有更完整之了解。附图中：
图1a至图1e绘示多种用以制造集成电路、印刷电路板及平板显示器之常规曝光工具。
图2绘示一用以制造光罩之曝光工具常规架构。
图3绘示一根据本发明实施例之数字微镜装置(DMD)范例。
图4绘示一根据本发明实施例之DMD投影系统。
图5绘示一根据本发明实施例之栅状光阀(GLV)装置，并同时显示其镜面反射状态与衍射状态之范例。
图6绘示一根据本发明实施例之小型空间光调制器(SLM)成像单元范例。
图7绘示一根据本发明实施例之SLM成像单元平行阵列范例。
图8系图7所示SLM成像单元平行阵列之俯视图。
图9右侧绘示如何利用本发明实施例之阵列式成像系统进行局部制程窗口最佳化，而左侧与之对照者则为一常规单一透镜投影系统。
图10绘示本发明实施例中一种将基板局部不平处最佳化之方法。
图11绘示本发明实施例中光罩数据结构之一应用方式。
图12绘示一根据本发明实施例之平行阵列加总曝光法。
图13绘示本发明实施例中一种于成像写入系统内形成冗余度之方法。
图14绘示一根据本发明实施例之楔形边界融合法。
图15绘示本发明实施例中一种将SLM成像单元排成阵列之方法。
图16绘示本发明实施例中一种用以制造挠性显示器之无光罩成像写入系统范例。
图17绘示一根据本发明实施例之SLM成像单元。
图18绘示本发明实施例中一种使用SLM成像单元线性阵列之滚动条式无光罩微影法。
图19绘示本发明实施例中一种使用SLM成像单元二维阵列之滚动条式无光罩微影法。
图20绘示本发明实施例中一种利用无光罩微影法为多种不同尺寸之基板成像之方法。
图21绘示本发明实施例中一种依照基板表面局部状况定位各SLM成像单元之方法。
图22绘示本发明实施例中一种侦测像素焦点之方法。
图23a至图23c绘示本发明实施例中三种用于实时侦测SLM成像单元焦点之装置范例。
图24绘示本发明实施例中一适用像素加总曝光法之成像图案范例。
图25绘示本发明实施例中一种透过像素加总曝光法改善焦深(DOF)之方法。
图26a与图26b绘示本发明实施例中利用重迭区域接合相邻成像区之方法。
图27a与图27b绘示本发明实施例中量测及利用相邻SLM成像单元中心间之视点间距之方法。
图28a与图28b绘示本发明实施例中成像写入系统量测及修正对准状态之方法。
图29a至图29d绘示本发明实施例中之三维集成电路无光罩平行制造法。
图30绘示本发明实施例中之一多晶圆直接成像法。
图31绘示本发明实施例中另一种多晶圆直接成像法。
图32a与图32b绘示本发明实施例中利用部分晶圆之无光罩平行制造法。
图32c与图32d绘示本发明实施例中为不同形状之设计图案直接成像之方法。
图33a与图33b绘示本发明实施例中之无光罩制造法。
在本说明书中，相同之组件均使用相同标号。
具体实施方式
本发明提供一种制造三维(3-D)集成电路之系统及方法。以下之说明，系为使熟习此项技艺之人士得以制作及应用本发明。本文有关特定实施例及应用方式之说明仅供例示之用，熟习此项技艺者可轻易思及多种修改及组合该等范例之方式。本文所述之基本原理亦适用于其它实施例及应用而不悖离本发明之精神与范围。因此，本发明并不限于本文所描述及绘示之范例，而应涵盖符合本文所述原理及技术特征之最大范围。
在以下之详细说明中，部分内容之呈现系透过流程图、逻辑方块图，及其它可于计算机系统中执行之信息运算步骤之图标。在本文中，任一程序、计算机可执行之步骤、逻辑方块及流程等，均系由一或多道步骤或指令所组成之自相一致之序列，其目的系为达成预定之结果。该等步骤系指实际操控物理量之步骤，而物理量之形式则包含可于计算机系统中储存、转移、结合、比较，及以其它方式操控之电性、磁性或无线电讯号。在本文中，该些讯号有时以位、数值、元素、符号、字符、项、号码或类似名称称之。各步骤之执行者可为硬件、软件、固件，或以上各项之组合。
本发明之实施例使用以空间光调制器(SLM)为基础之影像投射装置。可供使用之SLM影像投射方式共有两种，一种系透过数字微镜装置(DMD)，另一种则系透过栅状光阀(GLV)装置，两种装置均可以微机电(MEM)制造法制成。
图3绘示一根据本发明实施例之数字微镜装置范例。在此范例中，标号302为单一DMD芯片，而标号304则为该DMD芯片之放大简化图。若欲将DMD用作空间光调制器，可令DMD中之微镜倾斜至固定角度(大多约为±10°或±12°)。DMD之微镜镜面对入射照明光之反射性极高。各微镜可由下方之晶体管控制器使其倾斜(如标号306所示)或维持原本位置不变(如标号308所示)。在一实施例中，DMD之间距可为约14微米，而微镜之间距可为约1微米。单一DMD芯片上之像素数可为1920X1080个微镜像素，此一像素数可与高画质电视(HDTV)之显示器规格兼容。
图4绘示一根据本发明实施例之DMD投影系统。在此范例中，微镜共有三种状态：1)倾角约为+10°之“启动”状态402；2)未倾斜之“持平”状态404；以及3)倾角约为-10°之“关闭”状态406。在图4中，光源408所在位置系与DMD形成-20°之角度，当此光源射出光束时，处于“启动”状态(或二进制中之“1”)之微镜将反射该光束，使其直接穿过投影透镜410，因而在显示器基板上形成亮点。至于“持平”状态及“关闭”状态(或二进制中之“0”)之微镜，其反射光束将有所偏斜(其角度分别为约-20°及-40°)，并落在该投影透镜之聚光锥之外。换言之，后两种状态之微镜之反射光并不会穿过投影透镜410，因此，显示器基板上将形成暗点。由于微镜之反射光无法以目视方式分解，我们可将一组投射出之亮点及暗点依适当比例组合，以形成灰阶。此方法可利用百万种灰色调与色彩，投射出逼真之影像。
请注意，来自“持平”状态微镜之较高级数衍射光及来自“关闭”状态微镜之第二级衍射光仍可进入该投影透镜之聚光锥，并产生我们所不乐见之闪光，进而降低影像对比度。根据本发明之实施例，可利用一精确瞄准及聚焦之高强度照明光源提高像素之衍射效率，以便将DMD成像写入系统之投影光学设计最佳化。
根据本发明之其它实施例，GLV系另一种投射影像之方法。GLV装置之顶层系一呈线性排列之材料层，又称带状元件(ribbon)，其具有极佳之反射性。在一实施例中，该等带状元件之长度可为100至1000微米，宽度可为1至10微米，间距可为0.5微米。基本上，GLV之成像机构系利用可操控之动态衍射光栅，其作用如同相位调制器。GLV装置可包含一组共六条带状元件，其经交替折曲后便形成动态衍射光栅。
图5为一剖视图，显示本发明实施例中一GLV装置之镜面反射状态及衍射状态范例。当GLV带状元件共面时(如标号502所示)，入射光将产生镜面反射，亦即衍射级数为0。当入射光射至一组交替折曲之带状元件(如标号504所示)时，强烈之±1级衍射光及偏弱之0级衍射光将形成衍射图案。若滤除0级衍射光与±1级衍射光其中之一，即可产生高对比之反射影像。换言之，若物镜重新捕集所有0级或±1级衍射光，将不会形成任何影像。GLV与DMD不同之处在于，GLV视野中所形成之整个影像系以逐条扫描方式建构而成，因为线性排列之带状元件光栅可一次形成一条线状衍射影像。
我们可由图1与图2之相关说明得知，为达单位时间之产量要求，必须搭配如常规系统所使用之高功率照明光源。在一范例中系使用功率达千瓦范围之高压短弧汞灯，而在另一范例中则使用高功率之准分子激光。由于使用高功率之照明光源，照明光程须来自远处以减少所生之热能，且须经折曲以产生适当之照明效果。此一设计将照明系统与SLM成像系统分为两独立单元，且光程系与透镜垂直。
为突破常规系统与方法之限制，本发明经改良之曝光工具架构避免使用高功率之照明光源。本发明提供一共线成像系统，其中各成像单元均包含SLM、照明光源、对准光源、电子控制器及成像透镜。此系统若使用低功率之发光二极管(LED)及二极管激光照明光源，其单位时间之曝光处理量较低，但若增加成像单元之数量即可提高单位时间之曝光处理量。使用小型SLM成像单元之一优点在于，可以该等单元构成不同尺寸之阵列以利不同之成像应用。在一应用实例中系以超过1000个上述小型SLM成像单元排成阵列，其单位时间之写入处理量高于现有多波长光罩式曝光工具架构。
图6绘示一根据本发明实施例之小型SLM成像单元范例。在此范例中，该小型SLM成像单元包含空间光调制器602、一组微镜604、一个或多个照明光源606、一个或多个对准光源608，及投影透镜610。照明光源606可采用波长小于450纳米之蓝光或近紫外光LED或二极管激光。对准光源608可采用非光化激光源或LED以便穿透透镜进行对焦及对准调整。投影透镜610可采用缩小比率为5X或10X之透镜。如图6所示，照明光源606及对准光源608均位于该投影透镜之聚光锥之外。在此实施例中，可使用数值孔径NA为0.25且解像力约为1微米之市售透镜。较低之NA值可确保较佳焦深(DOF)。在一微影制程实例中，光阻关键尺寸目标值为1微米，透镜NA值为0.25，则焦深大于5.0微米。分辨率及焦深之计算系根据雷利准则(Rayleigh criterion)：
最小图征分辨率＝k1(λ/NA)
焦深＝k2(λ/ NA2)
其中k1与k2为制程能力因子，λ为曝光波长。在一使用酚醛树脂化学光阻之微影制程实例中，k1介于0.5与0.7之间，而k2则介于0.7与0.9之间。
为满足小形状因子之要求，照明光源可为蓝光、近紫外光LED或半导体二极管激光。另为达足够之照明强度，本案之一设计实例使用多个照明光源，且该等照明光源系围绕SLM并靠近SLM表面。SLM可为具有适当光学透镜设计之DMD或GLV。在一范例中，基板处之目标照明强度目标值以有效光化曝光波长计，可达每平方厘米10至100毫瓦。
在此曝光工具架构范例中，各小型成像系统之电子控制板外壳均符合一指定之小形状因子。为便于通风及散热，此外壳系位于SLM之顶部且远离照明光源。单一小型SLM成像单元之实体尺寸取决于所需之成像效能及可用之市售组件，例如投影透镜、LED或二极管激光照明光源，以及对焦/对准用之二极管激光，各组件均须有其散热空间。或者亦可使用订制组件，以进一步降低单一SLM成像单元实体尺寸之形状因子。一订制之SLM成像单元，其二维剖面尺寸可小至5厘米x5厘米左右；以市售现成组件构成之SLM成像单元，其二维剖面尺寸则约为10厘米x10厘米。
就第十代FPD制程而言，典型之基板尺寸为2880毫米x3130毫米。若使用小型SLM成像单元，则整个系统可能包含数百个排列成平行阵列之小型SLM成像单元。图7绘示一根据本发明实施例之SLM成像单元平行阵列范例。在此范例中系由600至2400个SLM成像单元平行阵列(702、704、706、708等)同时进行成像写入，且各平行阵列可包含多个SLM成像单元。
根据本发明之实施例，在计算单位时间之曝光处理量时，可以一SLM光罩写入系统之已知单位时间处理量实例(例如以1300毫米x1500毫米之光罩曝光20小时)作为计算起始点。单位时间处理量取决于基板所在平面之照明强度。在本范例中，若照明强度为每平方厘米50毫瓦(LED或二极管激光光源均可提供此照明强度)，标称曝光能量为30毫焦耳/平方厘米-秒，则曝光时间为约0.6秒。在另一范例中，曝光工具系采高功率照明光源，因此基板处之照明强度为每平方厘米至少200毫瓦；此光罩式步进/扫描系统之单位时间处理量约为每小时50片第八代FPD基板。在一范例中，若将高功率与低功率照明光源同时纳入考虑，则单位时间预估处理量为每小时25至100片基板，端视各平行阵列中之SLM成像单元密度而定。此一阵列式平行曝光架构之经济性具有竞争优势。
图8系图7所示SLM成像单元平行阵列之俯视图。在此范例中，各行或各列可分别代表一SLM成像单元平行阵列，且各平行阵列可包含多个SLM成像单元802。微影制程之良率与制程窗口息息相关。制程窗口在此系指相互搭配且可制印出符合规格之图征关键尺寸之焦点设定范围及曝光量设定范围。换言之，制程窗口愈有弹性，则其容许之失焦设定值及/或曝光量设定值愈为宽松。较大之制程窗口有助于提高产品良率。然而，随着基板尺寸逐代加大，微影制程之制程窗口则愈变愈小，主要原因在于较大、较薄之基板材料也较容易弯曲及垂陷。为解决此一问题，必须严格规范基板材料之厚度及表面均匀度。就光罩式曝光工具而言，若曝光区域单边大于约两米，不仅需耗费极大成本方可维持全区之均匀度及焦点控制，在技术上亦有其困难度。曝光工具须能执行焦点及照明之局部及全面最佳化，方可落实制程窗口之设定值。
图8所示之平行阵列曝光系统即可解决上述问题，因为各小型SLM成像单元均可局部最佳化，以便在其个别曝光区域内产生最佳之照明及对焦效果。如此一来便可确保各SLM成像单元之曝光区域均有较佳之制程窗口，而各SLM成像单元之最佳化则可改善整体之制程窗口。
图9系对比常规单一透镜投影系统之制程窗口与本发明实施例中阵列式成像系统之局部最佳化制程窗口。图9左侧之常规单一透镜投影系统902必须调整至如点线所示之折衷焦平面904。图中实线906代表基板表面之实际剖面形状，双箭头线段908代表单一透镜为图案成像时之最佳焦点设定范围，双圆头线段910代表各成像透镜所对应之基板表面剖面形状最大变化范围，而两条点虚线则分别代表焦点范围之上下限。
如图9所示，对常规单一透镜投影系统而言，图中大尺寸基板之弯曲幅度可能已超出透镜之对焦范围，且焦点设定范围之中心点可能仅勉强适用于基板弯曲剖面之峰部及谷部，因而限缩整体制程窗口。图9右侧所示之改良式投影系统则使用排成阵列状之成像单元，其中成像单元912之焦点914可为个别成像区而单独调整，因此，各焦点设定范围(如双圆头线段916所示)均妥适位于焦点控制之上下限范围内。除可微调各成像区之焦点外，各成像单元亦可调整其照明，使照明均匀度优于单一透镜系统调整照明后之效果。是以，使用阵列式之成像单元系统可提供较佳之制程窗口。
图10绘示本发明实施例中一种将基板局部不平处最佳化之方法。在此范例中已侦测出基板表面形状不平之区域，如标号1002所示。一微调式之最佳化方法系将一焦点平均程序应用于一SLM成像单元所对应之局部不平整曝光区域以及该SLM成像单元附近之SLM成像单元所对应之区域。该不平整区域附近可纳入此平均程序之成像单元愈多，则整体最佳化之效果愈佳。熟习此项技艺之人士当知，本发明之成像系统亦可利用其它平均技术以提高整片基板上之影像均匀度。
在一实施例中，以薄膜晶体管(TFT)为基础之液晶显示器(LCD)系使用以下所述之光罩数据格式。请注意，我们虽可利用阶层式数据串流格式GDSII将光罩数据交予制造业者，但此种光罩数据格式可能不太适用于本案之平行SLM成像系统。若欲将阶层式之光罩数据扁平化，可使用市售之CAD软件程序，但光罩数据在扁平化之后，尚须进一步处理。本案之阵列式平行成像写入系统若搭配适当之光罩数据结构，将可形成高质量之影像。
就本案之阵列式平行成像写入系统而言，光罩数据结构经扁平化之后，尚需分割为预定大小之区块，方可妥适或均匀传送至各SLM成像单元。光罩数据结构内之信息不但明订各光罩数据区块相对于其对应成像单元之放置位置，亦明订横跨多个成像单元之图征应如何分割。若欲辨识数据放置位置是否经过微调，可检视相邻成像单元所对应之相邻光罩数据区块之相关光罩数据结构。
图11绘示本发明实施例中光罩数据结构之一应用方式。在此范例中，先将一包含多层光罩数据实例1102之阶层式光罩数据叙述扁平化，使其形成扁平化光罩数据1104。然后将此扁平化光罩数据1104分割为多个分区光罩数据图案，其中一分区光罩数据图案在图中系以阴影区域1106表示。此阴影区域1106亦出现在图11下方以点线划分之九宫格中，成为其正中央之方块。相邻成像单元之间须有足够之光罩图案重迭部分(即图中之水平及垂直长条部分1108)，方可确保边界周围之图案能均匀融合。九宫格中之每一方块分别代表即将由一个或多个SLM成像单元成像之一分区光罩数据图案。根据本发明之实施例，分区光罩数据包含第一组辨识元及第二组辨识元，其中第一组辨识元系用于辨识一SLM成像单元中微镜像素过多之状态(run-in conditions)，而第二组辨识元则用于辨识一SLM成像单元中微镜像素不足之状态(run-out conditions)。若两SLM成像单元间之区域出现过多像素，即为微镜像素过多之状态；若两SLM成像单元间之区域出现像素不足现象，则为微镜像素不足之状态。各分区光罩数据图案系传送至对应之SLM成像单元进行处理，再由各SLM成像单元将相关之分区光罩数据图案写入预定之重迭区域。各SLM成像单元在写入时均以相邻之SLM成像单元为参考依据，以确保影像融合度及均匀度均符合设计准则。分区光罩数据图案可经最佳化以便进行平行加总曝光，进而提高图征关键尺寸之一致性。使用平行加总曝光法可降低不利于关键尺寸一致性之各种制程变数。进行加总曝光时，若微镜像素之曝光数足够，可去除因使用二极管激光而产生之高斯斑点。
图12绘示一根据本发明实施例之平行阵列加总曝光法。此方法先将光罩数据逐行送至各SLM成像单元，再依序照亮对应于各行光罩数据之成行微镜像素，其间系从各行微镜像素之一端开始，次第照亮至另一端。在一范例中，此方法系从方块1201开始，先照亮其最下方之一行微镜像素；然后移至方块1202，照亮其倒数第二行微镜像素；接着在方块1203中，照亮其倒数第三行微镜像素。此方法接续处理方块1204、1205、1206及1207，并照亮其对应行之微镜像素，然后进入方块1208，照亮此范例中之最后一行微镜像素(即方块1208最上方之一行微镜像素)。此一逐行照亮微镜像素之程序将周而复始以完成对应之曝光动作，进而将图案写入基板。由于照亮微镜之速度甚快，特征图案可经由快速之逐行照亮程序多次曝光，直到达到标称曝光量为止。质言之，此一图案写入程序系由多个微镜像素之个别曝光加总而成。我们可利用相同之加总曝光程序，并以相互协调之速度及方向移动基板平台，从而完成整片基板之写入作业。
图12所示之逐行循环方式仅为一范例，若欲使各成像单元依序完成平行加总曝光中之局部或细部曝光，亦可采用其它循环方式。在其它实施例中，亦可以列或斜向之列/行为单位，循序进行，以有效完成平行加总曝光。此外亦可发展出其它加总方式，例如由两相邻SLM成像单元交错进行逐行照亮之程序，或同时以多个数据行为起始行，分别沿多个方向进行，藉此提高微影制印之效能，但可能尚需搭配平台之进一步移动。
若在大量生产之情况下使用阵列式平行曝光法，可内建一定之冗余度或容错度以防止制程中断。换言之，曝光控制例程一旦侦测出某一SLM成像单元故障，将关闭故障之成像单元，并将其光罩数据重新分配至一个或多个相邻之成像单元，以便由该等相邻之成像单元完成曝光任务，最后再卸除完成曝光之基板。此一曝光修正程序将持续进行，直到整批基板完成曝光为止。而整个流程亦将持续进行，直到成像效能及单位时间处理量均达到可接受之水平为止。
图13绘示本发明实施例中一种于成像写入系统内形成冗余度之方法。在此范例中，成像单元212一经发现故障，随即关闭。在相邻之八个成像单元中，可择一取代成像单元212。在此情况下，原本由成像单元212负责之区域须待其它区域曝光完毕后才完成写入。
若因基板翘曲或垂陷导致两相邻SLM成像单元成像扭曲，该两SLM成像单元之间将形成微尺度之不匹配边界(局部与局部之间)。此不匹配边界在图14中以标号1402表示，其中数据图案有部分超出框线区域外，此时重迭区域内之图案融合便需最佳化。图14绘示一根据本发明实施例之楔形边界融合法。如图14所示，此方法开启位于所选边界末端1404之微镜像素，而此边界末端1404则与相邻之成像单元写入区域1406重迭，以使两区相互匹配。熟习此项技艺之人士应可了解，亦可以其它方式选择性开启所需位置之微镜像素，藉此达成边界融合之目的。
根据本发明之某些实施例，若以交替或互补之方式开启相邻重迭边界间之选定微镜像素，亦可达融合之效果。根据本发明之其它实施例，若在进行逐列照亮之加总曝光程序时，搭配开启选定位置之像素，则其融合效果更佳。
此外，为使本案之阵列式平行成像系统达到预定之对准精确度，本案之方法将对准程序依序分为多个精确度等级。第一对准等级强调整体之对准准确度，而次一对准等级则将目标缩小至中阶精准度。本案之方法即利用此一由下而上之程序，达成所需等级之精确度。
在一范例中共分三种精确度等级：单元透镜之放置、透镜中心之微调，以及微镜成像数据之操控。图15绘示本发明实施例中一种将SLM成像单元排成阵列之方法。此方法可将多个SLM成像单元1502之整体放置准确度控制在数毫米之范围内。然后再以电子方式调整各SLM成像单元中投影透镜总成之位置，使其达到微米等级之精确度。欲达此一目的，可利用氦氖激光(或其它非光化对准光源)将透镜中心对准平台上之已知参考位置。最后再控制微镜，使其达到纳米等级之对准精确度。
根据本发明之实施例，曝光对准程序可包含下列步骤：
(1)利用平台上之已知参考位置，校准阵列中各SLM成像单元之透镜中心。如此一来便可参照实体透镜阵列，建立一组数学阵列格点。
(2)在写入第一光罩层时，由于基板上尚未印出任何对准记号，基板系以机械方式对准，且主要依赖平台之精确度。
(3)基板经由先前之光罩层取得遍布基板之对准记号，而此些对准记号可由对应之SLM成像单元侦得。如此一来便可参照基板上之实际影像位置，建立一格点图。
(4)比较两格点图(SLM成像单元本身之格点图以及从基板测得之微影制印对准记号格点图)，进而建立可引导平台移动之格点图配对数学模型。
(5)在一范例中系针对第十代基板建构一包含2400个SLM成像单元之阵列，而平台之最大水平(X)或垂直(Y)移动距离约为120毫米，此移动距离亦纳入格点图配对之计算中。请注意，此平台移动距离甚短，因此相较于光罩式曝光工具在为第十代基板成像时，其平台之移动距离须达基板之全宽及全长，本案之方法具有技术上之优势。由于第十代基板重量可观，若能缩短平台负重移动之距离，将可提高系统运作之精确度。
(6)为微调至次微米等级之对准精确度，本案之方法将修正因子内建于传送至对应成像单元之光罩数据中。换言之，各成像单元之修正因子可能互不相同，需视各成像单元在基板上成像之相对位置而定。此外，由于各基板之翘曲状况不同，修正因子也可能随基板而变化。各基板之弯曲状况可于曝光前先行侦得。
图16绘示本发明实施例中一种制造挠性显示器之无光罩成像写入系统范例。如图16所示，无光罩成像写入系统1600系由一个或多个SLM成像单元阵列所组成，其中单一SLM成像单元以标号1602表示。该一个或多个SLM成像单元阵列可依特定应用之需要，形成特定形状，如圆形。在另一实施例中，该无光罩成像写入系统可用于制造非挠性显示器。
图17绘示一根据本发明实施例之SLM成像单元。该SLM成像单元包含蓝光及红光二极管激光1702、孔口1704、透镜1706、球面镜1708、安装于印刷电路板1712上之DMD1710、光束收集装置(beam dump)1714、分光镜1716、电荷耦合组件(CCD)摄影机1718以及透镜总成1720。蓝光及红光二极管激光1702进一步包含一个红光激光二极管(非光化性)1722及四个蓝光激光二极管(光化性)1723、1724、1725与1726。该等激光二极管之排列方式可如图17所示。位于中央之红光激光二极管属于非光化性，主要系于初始焦点设定时作对准或瞄准之用，至于四个属于光化性之蓝光激光二极管则用于曝光。该等激光二极管之数量及排列方式，亦可视激光二极管之封装大小而采用不同设计，只要其照明强度均匀即可。在另一范例中，亦可利用光纤束传输该光化照明。在此情况下，各激光二极管系照射于光纤束之一端，再由光纤将光化光线传送至光纤束之另一端出光。在其它实施例中，亦可以LED取代二极管激光。若采用此一设计，可将多个蓝光LED紧密靠拢以提供均匀之照明强度，另将多个红光LED分别置于可供对准及初始对焦之位置。在此范例中，蓝光及红光二极管激光1702所发出之光线依序穿过孔口1704及透镜1706，然后照射至球面镜1708，再由球面镜1708反射至DMD1710。该DMD可利用其不同状态之微镜，将光线直接反射至光束收集装置1714，抑或使光线经由透镜总成1720而照射于基板。形成于基板上之影像将向上反射，穿过透镜1720与分光镜1716，最后到达CCD摄影机1718。
图18绘示本发明实施例中一种使用SLM成像单元线性阵列之滚动条式无光罩微影法。在此范例中，SLM成像单元1802系排成单一线性阵列，如图18所示。基板1804可在我们之控制下，沿基板移动方向(X方向)移动，而SLM成像单元1802之线性阵列则可在我们之控制下，于基板1804所在之平面上，沿着垂直于该基板移动方向之方向(Y方向)来回移动。我们可调整该SLM成像单元线性阵列之曝光，使其随着基板卷动而同步处理基板1804之特定区域。如此一来便可控制该SLM成像单元线性阵列，使其为大于该SLM成像单元线性阵列之基板成像。图18所示之成像写入系统不但可控制该等SLM成像单元，使其沿基板移动方向移动，亦可使其垂直于基板移动方向而移动，故可突破第‘779号专利及Ahn专文所述常规方法对实体光罩尺寸之限制。
图19绘示本发明实施例中一种使用SLM成像单元二维阵列之滚动条式无光罩微影法。图19系以俯视方式绘示SLM成像单元二维阵列1902，其中每一圆圈代表一SLM成像单元。类似于图18所示之范例，图19中之基板1904可在我们之控制下沿X方向移动，而SLM成像单元二维阵列1902则可在我们之控制下，于基板1904所在之平面上，沿Y方向往复移动。我们可调整该SLM成像单元二维阵列之曝光，使其随着基板卷动而同步处理基板1904之特定区域，如此一来便可控制该SLM成像单元二维阵列，使其为大于该SLM成像单元二维阵列之基板成像。因此，图19所示之成像写入系统可突破第‘779号专利及Ahn专文所述常规方法对实体光罩尺寸之限制。请注意，在某些实施例中，该SLM成像单元二维阵列可以交错或非交错之方式排列。
图20绘示本发明实施例中一种利用无光罩微影法为多种不同尺寸之基板成像之方法。与图19所示之方法类似，图20中之成像写入系统亦使用一SLM成像单元二维阵列2002。SLM成像单元二维阵列2002可在我们之控制下，自动连续接收并处理成像数据，因此，此成像写入系统若以无缝方式加载不同之TFT光罩数据，便可切换不同之基板设计图案；相较之下，第‘779号专利及Ahn专文所述之常规方法则须停止运作以便更换不同光罩。在图20所示范例中，基板包含不同尺寸之基板设计图案，如标号2006、2008、2010、2012及2014所示，而当基板卷动时，SLM成像单元二维阵列2002可实时处理该等不同尺寸之基板设计图案。
图21绘示本发明实施例中一种依照基板表面局部状况定位各SLM成像单元之方法。此范例之方法系于曝光过程中检视基板表面2104之不平整度，并据此调整SLM成像单元线性阵列2102。图21系以夸大方式显示基板2104之不平整度，藉此突显本方法将各SLM成像单元调整至最佳高度之优点。透过调整各SLM成像单元之最佳高度，自动调焦时便可将焦点调整至预定分辨率关键尺寸1至5微米所需之焦深范围内。本方法之细节容后述。
在一范例中，为微影制印以TFT为基础之太阳能板(PVpanel)，最小图征关键尺寸可能超过50微米。在此微影制印分辨率范围内，我们往往将喷墨印刷法视为一成本较低之选择。但喷墨印刷法之一主要缺点在于，墨水雾滴有可能造成瑕疵，此为小滴墨水流之副作用。喷墨印刷法原本即不如微影制程干净，或许可用于微影制印光罩图征，但不宜以此形成电路驱动线组件；喷墨印刷法主要适用于制印非电路驱动线之信息读取。以滚动条微影制印法制造主动式TFT组件时，尺寸可缩放之SLM成像单元阵列由于组件良率较高，仍为较佳之无光罩式微影技术方案。此方法系透过放大投影完成无光罩式成像；详言之，SLM成像单元之曝光透镜并非缩小物镜而系放大物镜，此放大物镜可在我们之控制下，将产品图征尺寸从25微米放大至数百微米。
为能在未必绝对平整之基板各处维持最佳对焦状态，方法之一系于曝光过程中监视并调整SLM成像单元之焦点。图22绘示本发明实施例中一种侦测像素焦点之方法。若欲监视焦点，可利用可穿透透镜之监视摄影机撷取曝光中之影像，然后分析所撷取之明暗像素影像，并与预期之曝光图案比较，以取得失焦程度之一相对度量。图22所示范例为一对明暗像素(2202与2204)及其准焦(2206与2208)与失焦状态(2210)。就明暗交界处之过渡图案而言，该对准焦之明暗像素呈现对比度相对较大之过渡图案，而该对失焦之明暗像素则呈现模糊之过渡图案，其中模糊过渡之程度可以测绘方式对应于失焦之程度。在其它范例中，我们可监视并分析影像中之空间频率。由于对焦误差优先降低较高之空间频率，我们在撷取影像后，仅需比较影像中高频成分之损失量即可评估失焦之程度。另一方法系监视并分析一组明暗图案之影像对比度，其中使用最佳焦点设定之影像具有最高对比度，而对比度之损失则对应于失焦之程度。
上述方法虽可有效监视对焦误差之大小，但却无法指明误差之方向。为解决此一问题，本发明之系统可于软件之控制下，在以目标焦点为中心之一范围内不断微幅变化焦点位置，同时更新目标焦点所在位置，以维持最佳对焦状态。我们仅需在所述范围两端之误差之间取得平衡，即可灵敏调整至最佳对焦状态，但最好避免故意使曝光影像失焦。欲达此一目的，可以受控之方式扰动摄影机之焦点，但不改变曝光影像之焦点；例如，若使用可穿透透镜之监视摄影机，则可改变摄影机与物镜间之有效光程。就一阶近似而言，改变透镜在摄影机侧之焦距(图中之f2)与同比例改变f1之效果相同。欲使焦点产生此一变化，可将摄影机前后振动、或利用一振动之反射镜反射影像，或者如图23a所示，使光线通过一转盘，其中该转盘具有多个厚度及/或折射率不同之扇形部分，以使有效光程产生所需之变化。上述转盘即图式中之第一光程差(OPD)调制器2316及第二OPD调制器2326。此外，亦可利用一附有反射镜之圆盘反射影像，其中该圆盘具有多个不同高度之扇形部分。
图23a绘示本发明实施例中一种可实时侦测SLM成像单元焦点之装置范例。如图23a所示，该装置包含成像光源2302、分光镜2304、物镜2306，以及物镜2306之外壳2308。成像光源2302之一范例如图17所示，包含组件1702至1714。该装置亦包含第一摄影传感器2310(以下亦简称摄影机或传感器)、第一马达2312、第一折射盘2314及第一OPD调制器2316。第一OPD调制器2316可由一圆形光学装置2317所形成，该圆形光学装置2317可具有多个扇形部分(如标号2318所示)。各扇形部分系以具有不同折射率之材料制成，或者系以具有相同折射率但不同厚度之材料制成，其中该等不同厚度可形成光程差。
另一种判定焦点调整方向之方法系利用两台摄影机以不同之光程长度撷取影像，如图23b与图23c所示。图23b与图23c绘示本发明实施例中另两种可实时侦测SLM成像单元焦点之装置范例。除图23a所示组件外，此两装置范例还包含第二摄影传感器2322(以下亦简称摄影机或传感器)及第二OPD调制器2326。图23c还包含第三OPD调制器2330。第二与第三OPD调制器2326、2330之构造可与第一OPD调制器2316类似。使用该两摄影传感器2310与2322时，可对应置该两具有不同折射率之OPD调制器2316与2326以决定焦点调整方向。在另一实施例中，该两不同OPD调制器2316与2326之实施方式仅系将对应之摄影机2310与2322设于不同距离处。
图23b与图23c所示之范例分别检查第一摄影传感器与第二摄影传感器之影像，以便比较并分析焦点调整方向，然后调整焦点设定，以使两摄影传感器所测得之失焦程度相等，如此一来便可确保最佳对焦状态系由两摄影传感器间之一光程差决定。第一及第二摄影传感器系透过互补之焦点偏移量观测基板，以决定目标焦点之方向。另一方法则不以上下移动物镜之方式调整焦点，而系将第三OPD调制器2330置于物镜2306之外壳2308上方，进而透过改变有效光程长度之方式调整焦点。
焦点之实时监视与调整包含下列步骤：
1)将基板表面与物镜之间距设定在对焦范围内。
2)首先，以非光化照明成像并撷取此影像，此步骤不会对曝光用之感光材料造成任何破坏。换言之，利用非光化照明设定初始焦点，然后配合调整物镜，以达最佳对焦状态。
3)曝光平台一旦开始沿基板之移动方向(X方向)移动，即开始光化曝光。
4)在光化照明下监视所撷取之影像，并配合调整物镜。
5)请注意，每次调整焦点之动作系以上一个曝光位置之最佳曝光状态为依据，但却用于下一个曝光位置。
6)根据f1与f2之光程差量测值，决定物镜之调焦幅度。
一如前述，我们可在曝光过程中利用一或多台摄影机实时监控影像之写入。透过微镜像素加总曝光法，每一影像图案均由多个DMD微镜像素曝光而成。此曝光法在初始曝光阶段原本即具有较大之对焦误差裕度，因为每一微镜像素所提供之曝光仅为所需总曝光能量之一小部分；而后在进行像素加总曝光时，尚可实时调整各SLM成像单元之焦点。在写入由暗区包围之独立“孔状”图案(如图24所示)或由亮区包围之独立“岛状”图案时，此对焦误差裕度尤为重要，其原因在于上述两种特征图案在我们扰动焦点设定之过程中缺少影像之变化，故不易于初始阶段设定其最佳对焦状态，须待多次曝光后方可决定其最佳对焦状态。
在另一范例中，前述之自动对焦机构可用于“焦点加总曝光”以扩大整体焦深。图25绘示本发明实施例中一种透过像素加总曝光法改善焦深之方法。在图25所示范例中，我们可在像素加总曝光过程中动态调整最佳曝光设定，如此一来便可透过焦深范围内之不同最佳对焦状态完成像素加总曝光。经由此一方式，最终之影像图案系利用多种焦点设定2502共同曝光而成，而该等焦点设定2502亦将扩大整体之最终焦深2504。
图26a与图26b绘示本发明实施例中利用重迭区域接合相邻成像区之方法。图26a显示两相邻成像区2602、2606及其对应之SLM2604、2608。两相邻成像区2602与2606间之区域定义为重迭区域2610。SLM2604之成像范围可跨越理论边界2612并延伸至成像区2606内之使用者自订边界2614(虚线)，而SLM2608之成像范围同样可跨越理论边界2612并延伸至成像区2602内之另一使用者自订边界2616(虚线)。由于重迭区域2610同时涵盖在SLM2604与2608之成像范围内，此方法可利用该两相邻成像区中之某一区补偿另一区之不一致性，例如位置上之不匹配或曝光量之差异。
图26b显示另两相邻成像区2622、2626及其对应之SLM2624、2628。在此范例中，该两SLM及其对应之成像区均采水平设置，而非如图26a所示之垂直设置。图26a与图26b中重迭区域之走向虽然不同，但均可应用类似之技术。在其它实施例中，水平重迭区域之处理方式亦可与垂直重迭区域不同。与图26a类似，两相邻成像区2622、2626间之区域定义为重迭区域2630，其中SLM2624之成像范围可跨越理论边界2632并延伸至成像区2626内之使用者自订边界2634(虚线)，而SLM2628之成像范围同样可跨越理论边界2632并延伸至成像区2622内之另一使用者自订边界2636(虚线)。
若欲在重迭区域2630内成像，可令两SLM2624及2628之成像强度朝彼此递减。折线2638与折线2639(虚线)分别概略显示SLM2624与2628之成像强度。在重迭区域2630中，SLM2624之强度从完整强度渐变至零，而SLM2628之强度则从零渐变至完整强度。请注意，在此范例中，若理论边界实质对齐成像区之实际渐变段(例如两者之距离在50纳米以内)，则可产生良好之成像效果。
自动化光学检查(AOI)可应用于集成电路(IC)、印刷电路板(PCB)及平板显示器(FPD)之制造。以当前最先进之超大规模集成电路(VLSI)制程而言，其设计规范中之关键线宽已达深紫外光(DUV)曝照波长之若干分之一，约为193纳米。若欲确保PCB、FPD及类似线宽等级之电子装置之生产良率，则AOI乃制程中之一关键步骤。例如，AOI可用于检查线宽、捕捉远小于目标线宽之微粒、侦测基板表面之污染状况，并找出缺漏、扭曲或多余之图案。
AOI可以多种方法判定一PCB是否符合产品质量规范。第一种方法系将AOI所得之影像与一已知参考图案(又称PCB黄金参考标准)之影像进行比对。第二种方法系将所撷取之影像图案与已知且预先储存之良好PCB影像及劣等PCB影像进行比对。第三种方法系衍生自第二种方法，并采用统计学之图案比对技术。详言之，第三种方法之比对对象包含一已知黄金参考标准及多个不合格度轻重有别之劣等PCB影像，如此一来便可在容许些微偏差之条件下进行统计学判定。
就PCB及使用类似基板与类似线宽等级之电子装置而言，AOI之主要目的系协助使用者迅速判定不合格之根本原因，以便及早修正，避免大量电路板发生相同问题，同时亦可快速淘汰无法使用之瑕疵零件，进而确保产品之整体出货质量。受限于成本、资源与时间因素，若非为了特定工程目的，否则PCB之瑕疵品绝少送修。在一般量产生产线中，此等瑕疵品可能均标示为淘汰品。
另就FPD及使用类似基板与类似线宽等级之电子装置而言，实施AOI之目的同样系为执行各项检查，例如侦测微粒、污染状况及不应出现之图案瑕疵。在各类图案瑕疵中，mura(即日文“斑”)系指对比低但可目视察觉并影响目视效果之拍频干扰图案。其它类型之图案瑕疵则包括图案缺漏、额外多出之图案，或两者兼有；以上三者均会造成图案畸变。
在处理尺寸甚大之基板时，AOI之硬件机构可采用不同之配置方式。例如，原本为扫描及撷取基板不同位置之影像而以高架方式安装于一快速移动之X-Y轨道平台上之摄影机，可改为沿水平方向紧密排成一行，至于其扫描整块基板之方式系令基板沿着垂直于该行摄影机之方向水平移动，并从下方完全通过该行摄影机。基板以此单线轴向方式移动时，其移动速度可保持与影像撷取速率一致，其位置亦可维持在成行摄影机下方之焦距范围内。此外，各摄影机可撷取上万条扫描线影像，且各像素线可具有8位之像素，其它细节则不予详述。在一范例中，可使用分辨率为7.5微米之摄影机检查线宽为8至10微米之TFT彩色滤光片面板产品。若所欲检查之线宽更窄，例如欲检查1至3微米之TFT阵列，则可使用分辨率更高之摄影机。在此例中，线宽将接近照明波长，故数据量及影像处理之算法亦须配合调整。
一高分辨率面板产品若为视觉传达方面之应用，则任何目视可见之瑕疵均将导致无法出货。然而，由于制造新世代产品所需之基板愈来愈大，基板材料价格亦随之上扬，我们实有必要针对经由AOI检出瑕疵之所有面板进行修复，而非将高价之基板材料报废。因此，瑕疵修复已成为FPD及类似电子装置之一重要制程步骤。
以第十代FPD之基板为例，一解决方案系透过AOI找出瑕疵所在位置，然后修复图案以去除瑕疵。由于基板尺寸甚大，可达2.88x3.08米，若以人工方式修复将十分困难，最好能以机器人进行自动化修复。我们可设置机器人，使其自动执行各种瑕疵修复工序，例如去除表面微粒、以激光蚀刻或强力气流移除多余之图案，以及在图案稀疏处局部沉积与制程兼容之薄膜以增补缺漏之部分图案。以上工序均可透过软件运算法执行。AOI可提供精确之位置、定义待修复之区域、辨别图案瑕疵之类型(例如缺漏或多余)，并与预定之参考图案进行比对，因此，后续须处理之问题即为如何从兼有缺漏图案及多余图案之畸变图案瑕疵中重建所需之图案。
在找出畸变图案后，若欲利用激光去除法及局部薄膜沉积法进行图案之重建，就初级影像处理而言，必须先辨识图案之哪些部分出现缺漏及/或出现不应有之多余图案。为此，可利用一SLM成像单元撷取瑕疵影像，并使所撷取之影像与原始光罩图案产生关联。详言之，可利用一SLM成像单元阵列执行影像扫描，但该等SLM成像单元仅撷取图案影像而未实际进行曝光。或者，可在一AOI系统中安装单一SLM成像单元。该AOI系统在完成瑕疵类型之分析，并判定有必要进行后续之瑕疵检视及分类后，将命令该额外设置之SLM成像单元执行上述动作。在图28c之左侧图式中，组件2810已判定为一瑕疵，详言之则为两平行矩形2812间之一多余图案。在图28c之右侧图式中，瑕疵2810经判定后已从原始光罩上移除(以虚线间之白色区域表示)。
根据本发明之实施例，另一种在AOI后重建图案之方法系利用SLM成像单元在出现瑕疵之局部区域以无光罩成像法修复图案。此成像法须搭配光阻之局部或全面重涂。若须局部重涂，光阻仅涂布于部分区域，随即显影。但若基板上有多处图案需要重建，最好整块基板均重新涂上光阻。
此方法类似于单线轴向移动之微影制程，其不同处在于，仅瑕疵图案需再次成像以达图案重建之目的。此方法可以单一SLM成像单元或一SLM成像单元阵列完成再次图案化，其首要步骤系对准已图案化之区域，一如以SLM成像单元执行光罩对准之动作。但就此局部成像法而言，此对准动作系对准前次之光罩层，而非如首次微影曝光时可将光罩图案并行写入。详言之，在重建图案时系对准已完成蚀刻之光罩层图案，因此，所对准之光罩图案可能在外观上已与原光罩图案不同，端视其实际经历之制程条件而定。重建图案时须将制程条件列入考虑因素，方能使重建后之图案与周遭图案更加匹配。换言之，重新成像时须纳入制程修正因子，例如将重建图案区放大或缩小。
在图28d中，左侧之瑕疵图案已加入一已知制程修正因子，右侧图式则显示瑕疵图案之成像对准关联性，亦即以瑕疵所在位置实际所见之图案与先前撷取之瑕疵图案相比。位于右侧图式中央之小型深色区域2820显示对准关联性甚高，故可精确判定瑕疵位置(即图案重建位置)。在将制程条件因子纳入重建之影像后，即可进行无光罩曝光以完成局部图案之重建。
图27a与图27b绘示本发明实施例中量测及使用相邻SLM成像单元中心间之视点间距之方法。在图27a所示实施例中系使用四个排成一行之SLM。视点间距(IOD)系两相邻SLM中心间之向量值距离。举例而言，IOD-x系SLM2702与SLM2704两者中心间之距离；同样地，IOD-y系SLM2702与SLM2706两者中心间之距离。在图27b中，整个成像区系分割为一网格中之多个子区，如子区2708、2710、2712及2714。各子区对应于一SLM之成像区。在此例冲，用以为子区2708及2710成像之两SLM间之视点间距经量测为IOD-x，用以为子区2710及2714成像之两SLM间之视点间距经量测为IOD-y。一旦测得系统中对应SLM间之IOD，系统即可利用此讯息进行校准，并产生用以控制系统中各SLM曝光方式之光罩数据。透过IOD之应用，即便各SLM并非位于其成像区之中央，系统仍可利用IOD制备光罩数据，从而补偿SLM在系统中之任何对准误差。
图28a与图28b绘示本发明实施例中成像写入系统量测及修正对准状态之方法。在图28a中，部分SLM系经转动，例如SLM1与SLM3系略向右转，SLM5、6、8系略向左转，而SLM成像单元7、9则略向右转(所有转动幅度在图中均夸大表示)。此等转动误差可于常规之系统设定或系统维护作业中侦得并加以判定。在此例中，转动修正因子经量测为θSLM。一旦测得系统中各SLM之θSLM，系统即可利用此信息进行校准，并产生用以控制系统中各SLM曝光方式之光罩数据。透过转动修正因子之应用，即便各SLM相对于其成像区之方位并不完全准确，系统仍可利用转动修正因子制备光罩数据，从而补偿SLM在方位上之任何误差。举例而言，SLM#72803其成像区之转动修正因子经量测为θSLM。在制备光罩数据时，系统将纳入此等转动修正因子，并产生对准之光罩数据2804。
图28b绘示本发明实施例中之一图案识别同形对准法。在此例示方法中可以多个预定图案作为地标，以以图案识别为基础撷取对准目标之影像。举例而言，可沿成像区之边缘使用加号(+)2805作为边界之识别符号。此外，可以既有之设计图案(即图中之E及F)2807标示相邻SLM间成像区之角落。根据本发明之实施例，SLM可同步寻找对准目标。一旦使用对准目标，系统便可求得一组修正因子，例如偏移量、转动修正量、及缩放因子。若有足够之额外对准记号，更可计算出非线性畸变(例如轴线弯曲或梯形畸变)之修正量。系统可据以产生光罩数据，进而利用上述之修正因子，使所需之图案2808对准对准记号之实际量测位置。
过去四十年来，互补式金属氧化物半导体(CMOS)之设计尺寸在摩尔定律(Moore’s Law)之驱使下不断缩小，使IC组件制造商得以在相同之芯片面积内，随着组件世代之更迭而加入愈来愈多功能或晶体管，同时提高组件之操作频率，并降低整体之芯片成本。但经济效益终已到达极限。由于缩小CMOS尺寸之技术难度已愈来愈高，若欲制造小于20纳米之次世代组件，所需之资本投资已非业界一般厂商所能负担。光就微影曝光工具一项而言，预期之升级成本可能连业界龙头都望之怯步。为能以成本较低之方式达成提升系统效能及尺寸微小化之目标，抑或为了落实“超越摩尔定律(Morethan Moore’s Law)”之概念，业界已于十年前开始注重系统之整合，而非一味增加晶体管密度。
近来，透过硅通孔(TSV)互连而实现之三维封装技术已提供一种可突破摩尔定律之尺寸缩小途径。三维封装技术使异质整合具有可行性，从而使我们得以在空间狭小之封装体内整合射频(RF)、逻辑、内存及MEM传感器等组件。三维封装技术既不同于系统单芯片(SOC)，亦不同于“超越摩尔定律”之概念；系统单芯片系不断增加二维芯片面积内之晶体管数量，而“超越摩尔定律”之概念则须将设计尺寸缩小至极致。三维封装技术之资本投资门坎较低，对诸如智能型行动装置等次世代消费性装置之制造商而言，其经济效益极具吸引力。其实，上述装置早已成为三维封装技术之主要推动力之一。在强大之市场需求带动下，尽管全球景气衰退，业界仍快速开发出三维系统整合封装所需之各种制造工具、制程及技术。
三维封装技术共有两种，一种称为“三维硅(Si)整合”，另一种则称为“三维IC整合”，两者皆以硅通孔为基础，但各有不同等级之制造难度。三维硅整合技术又称为晶圆键合，此方法可提供较佳之电性效能，且耗能较低，产品之高度与重量亦较低，单位时间产出量则较高。
三维IC整合技术可用以增加数字相机内CMOS影像传感器之密度。欲达此目的，可以三维IC互连技术搭配硅通孔。内存之相关应用也可使用三维堆栈技术，以便缩小产品所占面积，同时满足提高内存密度之严格要求。图29a至图29d绘示本发明实施例中之三维集成电路无光罩平行制造法。图29a共显示三种形成硅通孔之方式，亦即先钻孔(via-first)、制程中钻孔(via-middle)及后钻孔(via-last)；顾名思义，三者分别表示硅通孔系于IC制造完成前、制造过程中及制造完成后形成。在图29a之范例中，三种类型之硅通孔均以剖面图显示。无论何种类型之硅通孔(深灰色)，其通孔图案皆先透过微影技术形成，然后于硅基板上蚀刻出一深沟，并以披覆方式在沟内填入导电金属，如铜。接着研磨硅基板之背面，使基板逐渐变薄，终致使硅通孔露出于基板背面。如此一来，露出之硅通孔便可直接连接至具有相配硅通孔设计之另一芯片。
硅通孔之设计规则系以“直径/间距”及“高宽比”(即深度与直径之比)订定之。在一范例中，直径/间距比可为50/250微米，高宽比则为5∶1。在另一范例中，直径/间距比可缩小为10/100微米，高宽比为10∶1；或直径/间距比为5/50微米，高宽比为16∶1；或直径/间距比为3/50微米，高宽比为16∶1；或直径/间距比为1/20微米，高宽比为20∶1。就图案之微影形成技术及蚀刻技术而言，上述直径/间距比属于合理范围，但深沟披覆技术则尚难配合该等比值。为提供成熟之制造工序，实有必要改良既有开发流程，例如提升通孔形成技术之电性可靠度、改善对严重弯曲/翘曲之薄晶圆之处理方式、提高热能管理效率，及改进堆栈芯片之测试方式等。
方法之一系将硅通孔制程与半导体制程结合，然而，晶粒良率却可能受到负面影响。例如，若一具有许多良品晶粒之晶圆在完成后钻孔制程后必须报废，则对晶粒良率之影响甚大。另一方法系直接与另一芯片接合，但此另一芯片可能系由另一业者设计，且未必系由兼容之半导体制程制造而成。
再一方法系以传统制程制作IC芯片并独立测试之，以便与其它芯片互连。此方法系使用具有硅通孔之被动中介层，并将IC芯片黏附于此中介层上，之后再行封装。中介层可为硅或玻璃制之基板材料，其形状/尺寸则类似硅晶圆或矩形之玻璃基板。中介层之作用系承载具有大量输出/入端子及高密度路由线(自封装体至PCB)之IC。此种被动中介层并未设置主动组件，可由代工厂或以外包方式另行制造。
图29b系一中介层实施例之剖面图，其中一特定应用集成电路(ASIC)逻辑芯片与一动态随机存取内存(DRAM)芯片堆栈体系比邻设置，且接合于同一被动中介层。在该DRAM堆栈体之各内存芯片之间可使用另一类型之硅通孔。
若欲在主动中介层上形成图案，亦即使硅通孔之图案形成于IC组件晶圆上，可利用SLM阵列(Array of SLMs，以下缩写为AOS)无光罩直接成像工具搭配整合组件制造商(IDM)或代工厂之既有曝光工具，并以混搭(mix-n-match)方式曝光，其单位时间产出量可达一定水平。以制程中钻孔而言，应在设置晶体管及钨质接点之光罩层后执行一光罩步骤，然后再形成多层铜质互连体，以便在通孔至通孔间距较大之硅通孔内形成直径3至5微米之互连结构。至于后钻孔制程之实施方式系先将晶圆打薄，再将晶圆暂时黏合于载体上，然后从晶圆背面以蚀刻方式形成硅通孔，直到蚀刻至阻挡层为止；此种硅通孔之直径介于8与10微米之间。
用于行动装置之第三代双倍数据率同步动态随机存取内存(DDR3DRAM)必须缩小尺寸并降低耗能。就内存IC而言，10至50微米厚之硅材可设置高宽比(AR)为5∶1至10∶1之通孔，并以电镀方式在通孔内形成铜质互连体；换言之，通孔直径为2至5微米。此直径范围大致符合可交由IDM及代工厂制作之硅通孔之直径。
若欲透过被动中介层形成硅通孔之图案，可由封测代工厂(OSAT)代劳。此种中介层之最终硅材目标厚度可为100至140微米。中介层之厚度若减至100微米以下，硬质硅晶圆将变为挠性硅箔。就通孔直径而言，若高宽比为5∶1，则硅通孔直径之成像目标可能在20至30微米左右。一硅质中介层包含由被覆铜线所组成之重分布层(RDL)，其中被覆铜线之线宽与间距分别接近对应硅通孔之直径与间距。
上述之线宽及直径均在本案以405纳米曝光波长进行AOS无光罩直接成像之能力范围内。中介层可以多种方式运用，例如，可透过中介层使原本过时之组件得以应用于难以重新设计之电路板上。OSAT若欲与代工厂或IDM在中介层之商业应用上一较高下，可提供硅质中介层之快速设计、原型制作，以及小量乃至大量生产之服务，并透过在中介层上重新布置路由线之方式，使复杂之基板符合标准大小；此外尚可有其它相关服务。在执行上述作业时，本案之AOS无光罩直接成像技术可提供快速转换，其灵活度为常规光罩式曝光工具(包括步进式系统及光罩对准系统)所无法企及。
本案之AOS无光罩直接成像系统尚可在处理有变形之虞(例如弯曲与翘曲)之超薄基板时提供适切之对准功能。透过本文所公开之方法，本发明之AOS无光罩直接成像系统可有效率地“拉伸”光罩数据以配合既有之基板图案，从而达成局部对准之目的。常规光罩式微影技术则无此功能。
在另一方法中，本案之AOS无光罩直接成像系统系用于形成主动硅质中介层上之硅通孔图案。为将三维IC整合组件之热性质及电气性质最佳化，或有必要在研究或开发阶段，或者在为同一晶圆进行不同应用目的之分割设计时，针对硅通孔在主动晶粒上之设置方式进行实验设计(DOE)。本案之AOS无光罩直接成像系统可有效率地达成此一目的，故无须为此订购任何光罩。
图29c系一二维集成电路之配置图。如本范例所示，配置图中之各区块(即A、B、C、D、E、F、G)分别代表该集成电路之一部分及其在一晶圆上之对应区域。延伸于区块A与C之间、区块A与E之间及区块C与G之间之线段分别代表该等区块彼此互通所需之路由线。熟习此项技艺者即可明了，在一具有数十亿个晶体管之集成电路中，区块间通讯信号之路由十分复杂，其设计难度甚高，所涉及之问题包括电阻电容延迟效应、串音干扰、耗能及形状因子等，在在均对集成电路之成本有直接影响。
本发明所公开之系统及方法可解决图29c中系统单芯片之设计问题，特别是用于晶粒至晶粒、晶粒至晶圆以及晶圆至晶圆之三维接合，以以更有效之方式制造三维集成电路。如图29d所示，集成电路可以三维方式排列，因而大幅缩短各区块间通讯信号之路由长度。在此例中，区块A与C系位于集成电路之第一层，而区块B、D、E、F、G则位于集成电路之第二层。凡熟习此项技艺之人士即可明了，该集成电路内之层数亦可多于两层，以达该集成电路之特定设计及成本目的。延伸于区块A与E之间、区块A与D之间、区块A与F之间、区块C与B之间、区块C与F之间，及区块C与G之间之垂直线代表图示集成电路中不同层区块间之通讯信号路由。由于此等路由线系以三维方式排列，其长度已大幅缩短。在其它实施例中，可将模拟电路与数字电路分设于三维集成电路之不同层内。在另些实施例中，亦可将电路之电源及接地平面分设于三维集成电路之不同层。
若以常规方法制造三维集成电路，集成电路之每一层均须使用一光罩，但在设计过程中往往必须多次迭代方可同时满足功能、效能及成本等各方面之设计标准。换言之，在设计及验证过程中，集成电路各层所对应之光罩有可能需要修改，因而增加集成电路之开发成本及开发时间。但若使用本发明之成像写入系统，各层电路设计图案之形成便不须借助光罩。此外，若采用本发明成像写入系统之多晶圆直接成像法，则集成电路中之多层将可平行制造，进而减少集成电路之开发成本并缩短开发时间。
根据本发明之实施例，本案之成像写入系统可用于硅通孔之“先钻孔”制程，以利三维集成电路芯片之接合。本案之无光罩方法可取代一使用光罩之常规填充步骤，此填充步骤原为前段制程(FEOL)前之加工工序(工序1)中之第二步骤，或为前段制程后之加工工序(工序2)中之第三步骤。同样地，本案之成像写入系统可用于硅通孔之“后钻孔”制程，以利三维集成电路芯片之接合。本案之无光罩方法可取代一使用光罩之常规填充步骤，此填充步骤原为后段制程(BEOL)前之加工工序(工序3)中之第三步骤，或为后段制程后之加工工序(工序4)中之第五步骤。
请注意，由于硅通孔之通孔光罩图案大多采用尺度不同于其它光罩图案之关键尺寸，本案无光罩方法之灵活度恰可发挥极大之帮助；因为若采用常规方法，则以最先进之曝光工具制作通孔光罩图案之经济效益甚低，相较之下，以最先进之曝光工具在前段制程中形成光罩层则符合经济效益。一如前述，本案成像写入系统可在成像过程中进行缩放比例修正、视点间距修正及转动因子修正，故可降低产品开发成本并缩短产品开发时程。
图30绘示本发明实施例中一种多晶圆之直接成像法。在图30所示范例中系以一3x6SLM阵列为两枚直径300毫米之晶圆平行成像，其中第一晶圆3002可由第一组3x3SLM阵列成像，第二晶圆3004可由第二组3x3SLM阵列成像。透过此一方法，各晶圆可包含一三维集成电路之不同设计图案或不同层。此外，各SLM可为不同类型之通孔成像。再者，各SLM可用于执行不同之影像接合运算、缩放比例修正、视点间距修正及转动因子修正。
根据本发明之实施例，本案之SLM阵列可平行处理多枚晶圆。例如，一3x3SLM阵列可为九枚2英寸晶圆成像而不须进行影像之接合，其中各枚2英寸晶圆系由一对应之SLM直接成像，且本案之成像写入系统可分别控制各SLM以使九枚晶圆平行曝光。类似于图30之范例，各SLM亦可执行不同之影像接合运算、缩放比例修正、视点间距修正及转动因子修正。在另一方法中，可利用一3x3SLM阵列为九块2英寸PCB成像，其中各PCB系由一对应之SLM直接成像，且本案之成像写入系统可分别控制各SLM以使九块PCB平行曝光。凡熟习此项技艺者即可了解，所述SLM阵列可有所调整以因应不同之制造需求，例如，可使用一4x6、5x5或12x12SLM阵列为多个以对应方式排列之2英寸晶圆或PCB平行成像。
在图30所示范例中，该AOS无光罩直接成像系统之排列方式可为多枚300毫米晶圆或矩形中介层基板(可用于主动或被动硅通孔中介层)曝光。就主动中介层而言，晶圆之装载方式可设计为与光罩式曝光系统兼容。就矩形中介层基板而言，由于其分辨率与对准精确度之要求较低，除可以机器自动装载外，尚可以手动方式装载。此种AOS曝光系统可将多于一枚晶圆或基板装载于同一曝光平台上以便同时扫描曝光，端视所需之单位时间产出量而定。图30所示之范例系为两枚晶圆平行曝光。
在晶圆装载过程中，须先辨别晶圆之方位，然后再将晶圆装载于指定位置。各SLM可针对其所对应之曝光区域独立执行“区域对准”之功能。一旦计算出各区域之欠对准修正因子，即可将其分别应用于各SLM所对应之光罩数据。请注意，若使用本案之方法便不须针对各晶圆执行精密之预对准作业，只要各对准目标系在对应之对准摄影机之视野内，或在若干平方毫米之区域内即可。然而，由于各SLM成像单元之光罩数据可单独接受欠对准修正，后续仍可进行对准修正。透过上述功能，本案之AOS无光罩直接成像系统便可为多枚晶圆曝光。在为多枚晶圆进行AOS曝光之过程中，所有基板均位于同一曝光平台上，因此，AOS可依方位及距离进行实体扫描。由于在曝光前即可将包含修正因子之光罩数据分别施用于各SLM，所得之晶圆图案与透过单一实体光罩形成者并无二致。图28b即为本方法之图示。如图28b所示，我们可在同一晶圆内，针对各SLM成像单元所对应之光罩数据分别进行区域性之对准修正。此外，两不同晶圆可能产生不同之预对准误差，例如第一晶圆之预对准误差为(θx1，θy1)，第二晶圆之预对准误差为(θx2，θy2)，两误差可分别接受修正，然后施用于光罩数据以修正光罩数据。请注意，我们亦可运用类似之方法，使AOS为矩形基板曝光，并视需要控制及施用修正因子。各SLM成像单元所对应之光罩数据亦可分别接受区域性之对准修正。
高亮度LED(HB-LED)市场之蓬勃发展乃受惠于各种显示器之背光应用，包括手持式装置、电视、计算机监视器、广告广告牌等。为降低LED芯片之制造成本，方法之一系使用较大之晶圆，例如从2英寸晶圆改为4至6英寸之晶圆。但高亮度LED之磊晶晶圆制程不同于以硅为基础之IC制程，前者系以蓝宝石或碳化硅为材料，然后以金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)沉积一氮化镓(GaN)薄膜。氮化镓系一坚硬、具有机械稳定性、高热容量及高导热性之宽能隙半导体材料。氮化镓之晶格常数与蓝宝石或碳化硅均不匹配。沉积于基板上之氮化镓薄膜虽具有抗裂性，但却使晶圆严重翘曲及弯曲，且基板尺寸愈大，晶圆翘曲之问题愈严重。例如，2英寸蓝宝石晶圆上之氮化镓薄膜可使晶圆产生20至25微米之翘曲及弯曲，4英寸蓝宝石晶圆上之氮化镓薄膜可使晶圆产生100微米以上之翘曲及弯曲，至于6英寸晶圆，其平度范围往往超过250微米。相较之下，6英寸硅磊晶晶圆之平度范围可能仅若干微米。因此，在加大高亮度LED之晶圆时，上述问题实为一大挑战。
目前用以制造LED芯片之主流晶圆大小为2英寸。若欲以具有成本效益之方式，利用微影制程制造出直径大于2英寸之LED芯片用晶圆，所用之微影工具不仅须具备必要之分辨率，更须具有足够之焦深。此焦深至少须涵盖具有氮化镓薄膜之蓝宝石晶圆在各曝光范围内之典型翘曲及弯曲幅度。在晶圆平度欠佳之情况下，层与层间之对准度是否够高亦为一重要考虑因素。因此，传统之接触式对准系统并不适合制造大于2英寸且供高亮度LED芯片使用之晶圆。
图31绘示根据本发明实施例之一无光罩扫描曝光系统。如图31所示，该系统之曝光范围较小，故可根据基板表面状况而以更灵活之方式追踪焦点以进行扫描曝光。此系统对于严重翘曲及弯曲之蓝宝石晶圆之容忍度亦较高。
请注意，此种无光罩扫描曝光系统可排成一阵列，以便分别为同一平台上之多枚晶圆进行扫描曝光。或者，可将此种无光罩扫描曝光系统相互接合排列，以为一大尺寸晶圆平行曝光。
若欲对同一平台上之多枚晶圆分别进行扫描曝光，须先将所有晶圆安放于个别之定位，此时各晶圆将有一组特有之转动误差。经过晶圆装载过程中一粗略之预对准步骤后，上述转动误差可调整至预设之限值内。之后若欲以对准状态进行无光罩曝光，尚须扫描各晶圆上之对准记号(如图28b所示)，以便确定实际之图案范围。
除了图案转动(如图28a所示)外，各晶圆也可能因为晶格常数不匹配之状况在各热处理循环中愈加明显而出现翘曲或弯曲之现象，进而导致图案偏移或扭曲。各个无光罩扫描曝光单元(即SLM成像单元)可独立求出光罩数据之图案修正因子，并将该等图案修正因子分别应用于各SLM成像单元所对应之光罩数据。
一如前述，一线性排列之SLM阵列(AOS)可在同一平台上以平行方式同时执行无光罩扫描曝光。为达此目的，该SLM阵列中之各SLM具有相同之光罩数据，但各SLM之光罩数据分别包含一组对应于待曝光晶圆之特有修正因子。在另一范例中，一包含两具SLM之SLM阵列可处理同一晶圆，其中晶圆映像及光罩数据修正之步骤实质相同，不同之处仅在于此处系由两具SLM成像单元为同一晶圆曝光。
本案之AOS无光罩扫描曝光系统优点甚多，其不仅能以更有效率之方式随基板表面追踪焦点，更可对各枚待曝光之晶圆分别施以不同之光罩修正图案。此外，由于该系统可同时为多枚晶圆平行曝光，制造系统之单位时间产出量系乘以同时曝光之晶圆数，且其间亦不致影响各晶圆光罩图案之修正。请注意，在将晶圆装载于曝光平台之过程中，本案AOS无光罩扫描曝光系统对预对准误差之容忍度颇大，此误差可在数毫米之内，或在各SLM成像单元中对准摄影机之影像撷取限制范围内。最好搭配使用机器人之晶圆装载及卸载机构，但若有必要，亦可由一熟练之操作人员以手动方式装载晶圆以执行AOS无光罩扫描曝光。
在一方法中，本案之SLM阵列可为多枚图案化蓝宝石基板(PSS)发光二极管(LED)平行成像。由于每具SLM可为一枚PSSLED晶圆曝光，单位时间之产出量甚高。举例而言，若使用一5x5SLM阵列，且每枚PSS LED之曝光时间为一分钟，则每分钟可为25枚晶圆曝光，亦即每小时可为1500枚晶圆曝光。此等单位时间产出量超过以常规曝光工具制造PSS LED时之水平。请注意，上述PSS LED制程往往使晶圆承受高应力，进而导致基板大幅翘曲；通常每枚晶圆之翘曲幅度为100微米左右。此外，每一批次之晶圆可能具有不同之基板翘曲特性，若使用常规曝光工具则难以在制程中因应此种变化，其原因在于常规接近式对准系统原本即不适合处理翘曲之基板，而常规步进系统则将额外增加光罩相关之成本。为解决此一问题，本案之成像写入系统可独立控制各SLM之焦点，以便在各SLM所对应之局部区域产生最佳成像效果。此种以调适焦点之手段解决基板翘曲问题之方法如图8、图13至图15及图21所示。
图32a与图32b绘示本发明实施例中直接在部分晶圆基板上成像之方法。图32a系由一1x3SLM阵列执行同形对准曝光。在此方法中，成像图案可由各SLM分别曝光。请注意，此一处理部分晶圆之功能在制造砷化镓(GaAs)晶圆时尤其有用，因为砷化镓晶圆较硅晶圆更容易破裂。若使用常规工具则难以处理部分晶圆，其原因在于光罩可能无法搭配部分晶圆使用。即使光罩可搭配部分晶圆使用，两者也不易相互对准。但若使用本案之成像写入系统，我们在为部分晶圆成像时便可分别控制各SLM，以针对缩放比例、IOD及转动因子修正等项目进行补偿。如此一来，部分晶圆无须精确对准也可完成曝光。同样地，图32b绘示如何利用一1x2SLM阵列对两部分晶圆执行平行同形对准曝光，其中各晶圆系分别由一对应之SLM曝光。请注意，在图32b所示范例中，两部分晶圆不须彼此对准，且两部分晶圆可有各自之偏位角，该等偏位角可在曝光过程中由SLM于行进间加以补偿。图32c与图32d则绘示本发明实施例中为不同形状之设计图案进行直接成像之方法。详言之，图32c中之心形设计图案3202可由一1x4SLM阵列以无光罩之方式直接成像，而图32d中弯曲之矩形设计图案3204则可由一2x4SLM阵列以无光罩之方式直接成像。在以上范例中，我们可将各SLM程序化，以针对翘曲、缩放比例、IOD及转动因子修正等项目进行补偿。
图33a与图33b绘示本发明实施例中之无光罩制造法。详言之，图33a系一使用光罩之常规制造法，图33b则为一使用本发明成像写入系统之无光罩制造法。在图33a中，常规制造法于方块3302中接收定案之产品设计图案，然后分别于方块3304、3306及3308中执行光罩厂预备作业、光罩写入及光罩之检查与修复。方块3304至3308之作业统称光罩厂作业。若在方块3308中发现瑕疵，可针对瑕疵进行修复，有时则须重复方块3306之光罩写入作业，因而增加额外之成本(图中以$表示)，此新增成本包括所用材料之成本，以及在方块3306中制备新光罩所耗费之时间成本。在完成光罩厂作业后，光罩将于方块3310中接受品管测试。倘于测试期间发现错误则须重制光罩，换言之，必须返回方块3306以制造新光罩，然此举将增加更多成本(图中以$$表示)，新增之成本包括材料成本及重制光罩所耗费之时间成本。方块3312则为产品制造验证。若于验证期间发现功能或效能上之问题，产品可能必须重新设计，亦即必须重复上述流程，并于方块3302中重新提出定案之产品设计图案。此一情况所增加之成本更高(图中以$$$表示)，实际金额可达数百万美元。若产品顺利通过方块3312之制造验证，即可进入方块3314之量产程序。
在图33b中，该无光罩制造法系于方块3302中接收定案之产品设计图案。然后，根据本发明之实施例，本案之成像写入系统将接收此设计数据并加以处理，以便利用一SLM阵列进行后续之成像及平行曝光。在处理设计数据以供成像之过程中，本案之成像写入系统可针对各SLM执行对准状态修正、缩放比例修正、晶圆翘曲修正、视点间距修正及转动因子修正。上述修正动作系以基板上特定区域之参数为基础，且各SLM系分别接受控制以执行该等修正动作。
图33b之方块3312与图33a中之对应方块相同，均为产品制造验证。若验证后发现功能或性能上之问题，产品可能必须重新设计，亦即必须重复上述流程，并于方块3302中重新提出定案之产品设计图案。此时，由于并未使用实体光罩，且亦不须执行光罩厂作业(方块3304至3308)或光罩品管作业，重制光罩之时程将较图33a所示之常规制造法为短，产品开发成本亦较低(如方块3312至方块3302之虚线所示)。若顺利完成方块3312之产品制造验证，即可进入方块3314之量产程序。
根据本发明之实施例，本案之成像写入系统可执行集成电路之自动光学检查，其中SLM阵列可如图23a至图23c所示撷取基板之影像。例如，传感器2310及2322可撷取一基板某一区域之一个或多个影像，而该基板则代表一接受检查之集成电路之一部分。所撷取之每个影像将接受分析以找出异常之图案，例如不应出现之瑕疵及外来微粒等。在一实施例中，本案之成像写入系统可执行下列三种检查：1)找出基板与光罩数据库间之差异；2)找出与基板图案相关之畸变；及3)找出基板上之外来微粒。相较于常规检查方法，以本案之成像写入系统进行自动光学检查之优点甚多。首先，由于SLM阵列可以平行方式比对光罩数据库，系统之单位时间产出量极高。其次，本案之成像写入系统可执行影像接合，故可为大型设计图案进行基板图案与光罩数据库之比对检查。再者，各SLM可独立检查基板之一特定区域，因此可以更有效之方式因应该区域内之各种状况，例如可进行对准状态修正、缩放比例修正、IOD修正、转动因子修正及基板翘曲修正。此种自动光学检查技术适用于非常大型之基板，例如第十代及更新世代之平板显示器。
本发明之实施例不仅适用且有利于FPD及其光罩之微影制程(亦即在玻璃基板上形成独一无二之原尺寸图案或其精密复制品)，亦适用且有利于集成电路、计算机产生之全像(CGH)、PCB等微尺度与中尺度之大型成像显示应用。
本发明之实施例亦适用且有利于无光罩之微影制程，例如可将预定之光罩数据图案直接写入基板，以便省去光罩成本并免除相关问题。本发明之实施例使曝光工具得以执行无光罩式曝光，并使其单位时间之处理量超越第十代及以上基板所需之水平。更重要者，本发明之设计可改善制程窗口，进而确保微影制程之良率。
以上虽通过不同之功能单元及处理器阐明本发明之实施例，但所述功能显然可于不同之功能单元与处理器间以任何适当之方式分配而不悖离本发明之精神与范围。举例而言，由不同处理器或控制器执行之功能可改由同一处理器或控制器完成。因此，本文在提及特定功能单元时，系指可提供所述功能之适当手段，而非指特定之逻辑或实体结构或组织。
本发明可以任何适当形式实现，包括硬件、软件、固件或其任一组合。本发明之部分内容可视需要而落实为可由一个或多个数据处理器及/或数字讯号处理器执行之计算机软件。本发明任一实施例中之组件，其实体、功能及逻辑均可以任何适当方式实施。所述功能可以单一单元或多个单元实现，抑或落实为其它功能单元之一部分。因此，本发明可为单一单元，或将其实体与功能分配至不同之单元与处理器。
熟习此项技艺之人士应可明了，本文所公开之实施例可以多种方式修改及组合，但仍保留本发明之基本机构及方法。为便于解说，前文系针对特定实施例加以说明。然而，以上说明并未穷尽所有可能之实施方式，亦未将本发明限缩于本文所揭示之特定形态。熟习此项技艺之人士在参阅以上说明后，或可思及多种修改及变化之方式。之所以选择并描述特定实施例，乃为阐释本发明之原理及其实际应用，使熟习此项技艺之人士得依特定用途进行修改，以善用本发明及各种实施例。

Claims (16)

1.一种制造一三维集成电路的方法，包含下列步骤：
提供一成像写入系统，其中该成像写入系统包含多个空间光调制器(SLM)成像单元，该等SLM成像单元排列成一个或多个平行阵列；
接收光罩数据，其中该光罩数据供写入该三维集成电路之一层或多层；
处理该光罩数据，以形成多个对应于该三维集成电路中该一层或多层之分区光罩数据图案；
指派一个或多个所述SLM成像单元负责处理各该分区光罩数据图案；以及
控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该三维集成电路之该一层或多层。
2.如权利要求1所述的方法，其中指派一个或多个所述SLM成像单元之步骤包含：
根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行缩放比例修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之缩放比例修正动作。
3.如权利要求1所述的方法，其中指派一个或多个所述SLM成像单元之步骤还包含：
根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行对准状态修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之对准状态修正动作。
4.如权利要求1所述的方法，其中指派一个或多个所述SLM成像单元之步骤还包含：
根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行视点间距修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之视点间距修正动作。
5.如权利要求1所述的方法，其中指派一个或多个所述SLM成像单元之步骤还包含：
根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行转动因子修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之转动因子修正动作。
6.如权利要求1所述的方法，其中指派一个或多个所述SLM成像单元之步骤还包含：
根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行基板变形修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之基板变形修正动作。
7.如权利要求1所述的方法，其中控制该等SLM成像单元之步骤包含：
针对各该SLM成像单元，使一对应之所述分区光罩数据图案独立于该成像写入系统中其它所述SLM成像单元而曝光。
8.一种制造一三维集成电路的系统，包含：
多个空间光调制器(SLM)成像单元，该等SLM成像单元排列成一个或多个平行阵列；及
一用以控制该等SLM成像单元之控制器，其包含：
第一逻辑，用以接收光罩数据，其中该光罩数据供写入该三维集成电路之一层或多层；
第二逻辑，用以处理该光罩数据，以形成多个对应于该三维集成电路中该一层或多层之分区光罩数据图案；
第三逻辑，用以指派一个或多个所述SLM成像单元负责处理各该分区光罩数据图案；以及
第四逻辑，用以控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该三维集成电路之该一层或多层。
9.如权利要求8所述的系统，其中该用以指派一个或多个所述SLM成像单元之第三逻辑包含：
第五逻辑，其可根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行缩放比例修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之缩放比例修正动作。
10.如权利要求8所述的系统，其中该用以指派一个或多个所述SLM成像单元之第三逻辑还包含：
第六逻辑，其可根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行对准状态修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之对准状态修正动作。
11.如权利要求8所述的系统，其中该用以指派一个或多个所述SLM成像单元之第三逻辑还包含：
第七逻辑，其可根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行视点间距修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之视点间距修正动作。
12.如权利要求8所述的系统，其中该用以指派一个或多个所述SLM成像单元之第三逻辑还包含：
第八逻辑，其可根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行转动因子修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之转动因子修正动作。
13.如权利要求8所述的系统，其中该用以指派一个或多个所述SLM成像单元之第三逻辑还包含：
第九逻辑，其可根据该等SLM成像单元，对该等分区光罩数据图案进行基板变形修正，其中各该分区光罩数据图案均具有一对应之基板变形修正动作。
14.如权利要求8所述的系统，其中该用以控制该等SLM成像单元之第四逻辑包含：
第十逻辑，其可针对各该SLM成像单元，使一对应之所述分区光罩数据图案独立于该成像写入系统中其它所述SLM成像单元而曝光。
15.一种利用部分晶圆的制造方法，包含下列步骤：
提供一成像写入系统，其中该成像写入系统包含多个空间光调制器(SLM)成像单元，该等SLM成像单元排列成一个或多个平行阵列；
提供一个或多个待加工制造之部分晶圆；
接收光罩数据，其中该光罩数据供写入该一个或多个部分晶圆之基板；
处理该光罩数据以形成多个分区光罩数据图案，该等分区光罩数据图案对应于该一个或多个部分晶圆之所述基板；
指派一个或多个所述SLM成像单元负责处理各该分区光罩数据图案，其中所述指派包含至少执行下列其中之一：缩放比例修正、对准状态修正、视点间距修正、转动因子修正与基板变形修正；以及
控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该一个或多个部分晶圆之所述基板。
16.一种在一印刷电路板(PCB)上并行制造多个设计图案的方法，包含下列步骤：
提供一成像写入系统，其中该成像写入系统包含多个空间光调制器(SLM)成像单元，该等SLM成像单元排列成一个或多个平行阵列；
提供一印刷电路板，其中该印刷电路板已划分为多个区域，各该区域包含一待制造之设计图案；
接收光罩数据，其中该光罩数据供写入该印刷电路板之该多个区域；
处理该光罩数据，以形成多个对应于该印刷电路板该多个区域之分区光罩数据图案；
指派一个或多个所述SLM成像单元负责处理各该分区光罩数据图案，其中所述指派包含至少执行下列其中之一：缩放比例修正、对准状态修正、视点间距修正、转动因子修正与基板变形修正；以及
控制该等SLM成像单元，以将该等分区光罩数据图案并行写入该印刷电路板之该多个区域。
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