DE102009035505A1 - Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl und Photolithographisches System - Google Patents

Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl und Photolithographisches System Download PDF

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Jens Schneider
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Abstract

Ausführungsbeispiele der Erfindung beschreiben ein Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl. Das Verfahren umfasst das Einstellen eines Fokusversatzes des Strahls bezüglich des Bereichs auf dem Substrat, das Neigen des Strahls oder das Neigen des Substrats und das Belichten des Bereichs auf dem Substrat mit dem Strahl, wodurch Positionen innerhalb des Bereichs erzeugt werden, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden. Ferner beschreiben Ausführungsbeispiele Computerprogramme zum Steuern eines photolithographischen Systems um dasselbe auszuführen, und ein photolithographisches System, um dasselbe auszuführen.

Description

  • Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf Lithographie.
  • Lithographie wird verwendet zum Belichten eines oder mehrere Bereiche auf einem Substrat mit einem Strahl zum Definieren einer oder mehrerer gewünschter Strukturen in dem belichteten Bereich.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl, ein Computerprogramm, ein Verfahren zum Herstellen von zumindest zwei Messpunkten in einem Fokusbelichtungsfeld einer Fokusbelichtungsmatrix, ein Computerprogramm mit maschinenlesbaren Befehlen, sowie ein photolithographisches System mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 ein weiteres Flussdiagramm eines Verfahrens zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3a eine schematische Zeichnung zum Einstellen eines Fokusversatzes für einen photolithographischen Strahl auf einem Bereich eines Wafers, und Modulieren des Fokusversatzes des photolithographischen Strahls durch Neigen des photolithographischen Strahls bezüglich der Oberflächennormalen des Wafers;
  • 3b eine schematische Vergrößerung eines belichteten Bereichs auf dem Wafer gemäß 3a mit jeweils eingestellten und modulierten Fokusversätzen,
  • 4a ein Diagramm eines herkömmlichen Lösungsansatzes zum Einstellen eines Fokusversatzes für Fokusbelichtungsfelder einer Fokusbelichtungsmatrix auf einem Wafer;
  • 4b eine Waferkarte mit einer Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern einer Fokusbelichtungsmatrix, die auf herkömmliche Weise belichtet wird;
  • 4c schematisch ein herkömmliches Resistprofil in X-Richtung der Waferkarte;
  • 4d schematisch ein herkömmliches Resistprofil in Y-Richtung einer Waferkarte;
  • 5a ein Diagramm eines fortlaufenden Fokusversatzes, der moduliert wird durch Fokusneigung in Y-Richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 5b eine jeweilige Waferkarte mit einer Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern, wobei die Fokusbelichtungsfelder eine Mehrzahl von Messpunkten umfassen;
  • 5c das Resistprofil in X-Richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 5d schematisch das Resistprofil in Y-Richtung, verursacht durch Neigen des Fokus in Y-Richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 6 eine weitere Waferkarte mit einer Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 eine schematische Zeichnung eines photolithographischen Systems zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Mit Bezugnahme auf die angehängten 1 bis 7 werden Ausführungsbeispiele und Erklärungen gegeben, die sich auf ein Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl, auf ein photolithographisches System und Computerprogramme zum Durchführen desselben beziehen.
  • Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl bzw. ein Verfahren zum Aussetzen eines Bereichs auf einem Substrat gegenüber einem Strahl. Solch ein Strahl kann ein photolithographischer Strahl sein, der in einem Halbleiterherstellungsprozess verwendet wird. Der photolithographische Strahl kann ein Partikelstrahl sein, der beispielsweise Atome, Inne, Elektronen, Neutronen oder Protonen umfasst, oder eine elektromagnetische Strahlung, beispielsweise in dem sichtbaren, ultravioletten oder Röntgen-Spektralbereich. Der Bereich auf einem Substrat kann beispielsweise ein Fokusbelichtungsfeld einer Fokusbelichtungsmatrix (FEM; FEM = focus exposure matrix) auf einem Wafer sein. Der Bereich kann messbare Strukturen oder Messpunkte umfassen. Solche Strukturen oder Messpunkte können kritische Abmessungen (CD; CD = critical dimensions) für einen photolithographischen Prozess umfassen. Um solch einen photolithographischen Prozess zu optimieren, kann ein Wafer mehrere Fokusbelichtungsfelder umfassen, wobei ein Photoresist auf dem Wafer unter variierenden Belichtungsbedingungen belichtet wird. Die Belichtung des Photoresists kann ein kritischer Schritt sein zum Erhalten gut definierter Strukturen für integrierte Schaltungen oder Halbleiterbauelemente auf einem Wafer. Um ein optimiertes Bild einer Struktur oder elektrischen Schaltung auf dem Wafer zu empfangen, müssen eine exakte Dosis und ein exakter Fokus gewählt und eingestellt werden. Die Dosis kann von der Belichtungszeit für den Bereich auf dem Substrat abhängen, der zu belichten ist, und von der Intensität des angelegten Strahls. Durch systematisches Modifizieren solcher Parameter kann eine optimierte Einstellung für einen photolithographischen Prozess erreicht werden. Die Qualität einer solchen einstellbaren photolithographischen Prozesseinstellung kann daher von der Qualität der Fokusbelichtungsmatrix abhängen. Die Qualität der Fokusbelichtungsmatrix (FEM) hängt von einer Anzahl von Fokusbelichtungsfeldern pro Wafer mit variierenden Fokus/Dosiswerten ab. Für große Belichtungsfelder ist eine solche Fokusbelichtungsmatrixanalyse begrenzt und erfordert häufig mehr als einen Wafer. Das Verwenden von mehreren Wafer bedeutet das Verwenden von mehr Herstellungsressourcen, wie z. B. Resist (Photoresist), Werkzeugzeit, Messzeit, die alle durch Einführen ausreichender Fokusbelichtungsanalyse von einem einzelnen oder einer reduzierten Anzahl von Wafer eingespart werden könnten. Anders ausgedrückt, es gibt einen Bedarf, die Belichtung einer solchen Fokusbelichtungsmatrix zu optimieren, um optimierte Fokus/Dosiswerte eines photolithographischen Prozesses zu bestimmen. Ein photolithographisches System kann kalibriert werden durch Einstellen solcher optimierter Fokus/Dosiswerte, die bestimmt werden durch gemessene und jeweilige berechnete Einstellungen von einer Fokusbelichtungsmatrix. Als Folge kann der photolithographische Prozess und somit die Qualität der Halbleiterbauelemente, die herzustellen sind, verbessert werden.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verfahren umfasst das Einstellen 10 eines Fokusversatzes des Strahls bezüglich eines Bereichs des Substrats. Das Verfahren umfasst auch das Neigen 15 des Strahls oder das Neigen des Substrats, und das Belichten 18 des Bereichs des Substrats mit dem Strahl, wodurch Positionen innerhalb des Bereichs erzeugt werden, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet sind.
  • Der Bereich auf einem Substrat kann das oben erwähnte Fokusbelichtungsfeld einer FEM auf einem Wafer sein. Der Wafer kann mit einem Photoresist bedeckt sein, und ein solches Fokusbelichtungsfeld kann eine Mehrzahl von Strukturen umfassen, die photolithographisch übertragen werden mit einem photolithographischen Strahl eines photolithographischen Systems. Eine solche Struktur oder ein solcher Messpunkt kann übertragen werden auf den Bereich durch Positionieren einer Maske mit einem Bild der Struktur in dem photolithographischen Strahl, so dass während des Belichtens 18 ein positives oder negatives Bild der Struktur auf den Bereich auf dem Substrat übertragen wird. Das photolithographische System kann ein System sein, das für Halbleiterverarbeitung verwendet wird, und daher kann der photolithographische Strahl elektromagnetische Strahlung in dem sichtbaren, ultravioletten oder Röntgen-Spektralbereich umfassen. Es ist auch möglich, dass der Strahl des photolithographischen Systems eine photolithographische Strahlquelle zum Emittieren von Elektronen, Protonen, Neutronen, Atomen oder Ionen umfasst, um einen Bereich auf dem Substrat zu strukturieren oder zu belichten. Es kann eine Maske mit einem Muster oder einer Struktur, die zwischen der photolithographischen Strahlquelle und dem Substrat positioniert ist, geben, so dass das Muster oder die Struktur während des Belichtens photolithographisch auf das Substrat übertragen wird. Das Substrat kann mit einem negativen oder positiven Photoresist bedeckt sein. Aber es ist auch möglich, dass das Substrat Strukturen oder Muster umfasst, die direkt dem Strahl ausgesetzt werden können. Das Substrat kann beispielsweise ein Halbleiterwafer oder Glaswafer sein.
  • Das Einstellen 10 eines Fokusversatzes des photolithographischen Strahls kann bezüglich des Bereichs des Substrats durchgeführt werden. Das heißt der Bereich kann beispielsweise mit einem Photoresist bedeckt sein, und der Fokusversatz kann bezüglich der Oberfläche des Photoresists eingestellt werden. Der Fokusversatz kann eingestellt werden, so dass der Fokus des Strahls über der Oberfläche des Photoresists der Photoresistschicht, auf der Oberfläche der Photoresistschicht oder in der Photoresistschicht liegt. Das heißt, der Fokusversatz kann variiert werden, so dass der Fokus absichtlich defokussiert wird und damit variiert wird. Als Folge können Strukturen oder Muster, die auf dem Bereich mit variierenden Fokusversätzen angeordnet sind, nach dem Entwickeln des Photoresists unterschiedliche Abmessungen für identische kritische Maskenstrukturen umfassen.
  • Bisher wird zum Belichten einer Fokusbelichtungsmatrix nur ein Fokuswert pro Fokusbelichtungsfeld eingestellt. Der Bereich auf einem Substrat, bzw. das Fokusbelichtungsfeld, kann durch das Belichtungsfeld definiert werden, d. h. den Bereich, der während eines photolithographischen Belichtungsschusses belichtet werden kann. Durch Neigen entweder des Strahls oder des Substrats können zumindest zwei unterschiedliche Fokusse des Strahls in dem Bereich auf dem Substrat eingestellt werden. Das heißt, ein eingestellter Fokusversatz kann moduliert werden durch Neigen des Strahls bezüglich beispielsweise der Oberflächennormalen des Bereichs oder durch Neigen des Substrats bezüglich des senkrecht einfallenden Strahls. Der Fokusversatz kann moduliert werden durch Neigen und dadurch kann die Anzahl unterschiedlicher Fokusse des photolithographischen Strahls in dem Bereich auf dem Substrat variiert werden. Abhängig von dem Neigen 15 kann eine fortlaufende Fokusversatzmodulation in dem Bereich erreicht werden. Das heißt, innerhalb eines bestimmten Fokuswertbereichs kann eine fortlaufende Verteilung von Fokussen für den photolithographischen Strahl des photolithographischen Systems in dem Bereich auf dem Substrat erzeugt werden. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren zum Belichten eines solchen Fokusbelichtungsfelds können mehrere Messpunkte pro Fokusbelichtungsfeld erzeugt werden. Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Belichten einer Fokusbelichtungsmatrix auf einem Wafer kann nur ein fester eingestellter Fokuswert pro Fokusbelichtungsfeld erhalten werden.
  • Das Belichten 18 des Bereichs auf dem Substrat mit dem photolithographischen Strahl kann während einer voreingestellten Belichtungszeitperiode durchgeführt werden. Nach dem Belichten des Bereichs auf dem Substrat umfasst der Bereich zumindest zwei Positionen, die mit zumindest zwei unterschiedlichen Fokussen auf dem photolithographischen Strahl belichtet sind. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Lösungsansatz, wo nur ein einzelner Fokusversatz pro Fokusbelichtungsfeld und somit nur ein Fokuswert eingestellt werden kann, kann mit einem Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung die Anzahl einzelner Fokuswerte und somit der Messpunkte zum Optimieren eines photolithographischen Prozesses erhöht werden. Wie es oben erwähnt wurde, kann der belichtete Bereich auf dem Substrat einen fortlaufenden Bereich von Fokussen umfassen, aufgrund der Modulation des photolithographischen Strahls. Somit kann eine Mehrzahl von Messpunkten erhalten werden zum Optimieren eines photolithographischen Prozesses. Die Erfindung kann daher einen neuartigen Lösungsansatz verwenden zum Belichten einer Fokusbelichtungsmatrix durch Verwenden bestehender Belichtungswerkzeugsoptionen eines photolithographischen Systems. Mit dem Verfahren, das in Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben ist, ist es möglich, einen fortlaufenden Fokusversatz über einen Wafer zu haben, um mehr Fokusversatzmessungen zu ermöglichen als eine Anzahl von Belichtungsfeldern des Wafers.
  • Die Anzahl von Messpunkten kann erhöht werden und daher können mehr Messungen durchgeführt werden. Die Analyse solcher Messungen kann manuell oder durch automatische Werkzeuge durchgeführt werden, beispielsweise optische Scanner, die optisch kritische Abmessungen der photoithographisch übertragenen Strukturen in den Fokusbelichtungsfeldern nach dem Entwickeln des Wafers messen. Durch Auswerten der belichteten Strukturen können wichtige Belichtungsparameter optimiert und/oder an bestimmte Bedürfnisse für die Herstellung einer integrierten Schaltung oder eines Halbleiterbauelements angepasst werden. Die zu messenden Strukturen können in dem Schlitz eines Chips angeordnet sein und können als Schlitzstrukturen bezeichnet werden.
  • Die erhöhte Anzahl von Messpunkten kann erreicht werden durch wesentliches Modulieren des Fokusversatzes durch Fokusneigen. Das Neigen kann durchgeführt werden durch Neigen des photolithographischen Strahls bezüglich des Bereichs oder durch Neigen der Fokusbelichtungsmatrix bezüglich des einfallenden photolithographischen Strahls. Beispielsweise können durch Berücksichtigen von sechs vollen Belichtungsfeldern über einem Wafer in einem herkömmlichen Fokusbelichtungsmatrixslösungsansatz nur sechs einzelne Fokusversatzwerte bereitgestellt werden. Für jedes Fokusbelichtungsfeld wird ein fester Fokusversatz eingestellt. Durch Belichten der Fokusbelichtungsmatrix auf eine Weise, wie sie in Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben ist, kann jedoch ein fortlaufender Fokusversatz erreicht werden, und somit ist die Anzahl von messbaren Fokusversatzwerten erhöht. Die Anzahl von messbaren Fokusversatzwerten kann nur begrenzt werden durch die Anzahl von Messstrukturen oder Messpunkten pro Fokusbelichtungsfeld. Ein Fokusbelichtungsfeld einer FEM kann eine Mehrzahl von zu messenden Strukturen umfassen, so dass die Anzahl von möglichen Messpunkten nur begrenzt wird durch die Anzahl von Messstrukturen, die während des Belichtens auf demselben abgebildet werden.
  • Das Belichten 18 kann durchgeführt werden mit einer voreingestellten Dosis des Strahls. Die Dosis kann von der Intensität des Strahls und von der Belichtungszeit oder Belich tungszeitperiode abhängen. Die Dosis für eine Belichtung kann die Intensität des Strahls multipliziert mit der Belichtungszeit sein.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Verfahren das Einstellen einer Dosis zum Belichten 18 des Bereichs des Substrats mit dem photolithographischen Strahl umfassen. Die Einstellung der Belichtungszeit kann durchgeführt werden, bevor die Belichtung des Bereichs auf dem Substrat durchgeführt wird. Durch Einstellen einer gut definierten Dosis wird der Bereich des Substrats, der mit Photoresist bedeckt sein kann, während einer gut definierten Zeitperiode einem photolithographischen Strahl einer gut definierten Intensität ausgesetzt. Dies kann praktisch erreicht werden durch Öffnen einer Blende, die zwischen einer Photolithographischer-Strahl-Quelle und dem Bereich auf dem Substrat in dem Strahlenweg des Strahls angeordnet sein kann, so dass während einer eingestellten Belichtungszeit, der photolithographische Strahl den Bereich belichten kann und während einer anderen Zeit der photolithographische Strahl durch die Blende blockiert sein kann. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Einstellung der Belichtungszeit nur durchgeführt durch Einschalten der Photolithographischer-Strahl-Quelle während der Belichtungszeit.
  • 2 zeigt ein weiteres Flussdiagramm eines Verfahrens zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem photolithographischen Strahl eines photolithographischen Systems. Das Verfahren kann ferner das Positionieren 5 einer Maske mit einem Strukturbild oder einem Muster in den photolithographischen Strahl umfassen, so dass ein positives oder negatives Bild der Struktur oder des Musters während des Belichtens 18 auf den Bereich auf dem Substrat übertragen wird. Das Verfahren kann auch das Aufbringen 8 eines positiven oder negativen Photoresists auf das zu belichtende Substrat umfassen. Das Aufbringen 8 kann durchgeführt werden, so dass der Bereich auf dem Substrat Photoresist umfasst, vor dem Einstellen eines Fokusversatzes und dem Belichten desselben mit dem photolithographischen Strahl. Nach dem Aufbringen eines Photoresists auf dem Substrat, beispielsweise auf einem Halbleiterwafer, kann ein Fokusversatz für den photolithographischen Strahl eingestellt werden bezüglich der Oberfläche des Photoresists auf dem Wafer. Der zu belichtende Bereich kann in diesem Fall der Photoresistbereich auf dem Substrat sein. Der Fokusversatz und ein Neigungswinkel können beispielsweise eingestellt werden bezüglich der Oberfläche dieses Photoresists auf dem Wafer. Nach oder vor dem Einstellen eines Fokusversatzes, wie es oben beschrieben ist, kann der Fokusversatz erneut moduliert werden 15 durch Neigen des photolithographischen Strahls oder durch Neigen des Bereichs auf dem Substrat bezüglich des einfallenden photolithographischen Strahls. Anders ausgedrückt, ein Neigungswinkel kann eingestellt werden, so dass der Strahl und der Bereich auf dem Substrat zueinander einen Neigungswinkel umfassen, der sich von 90° unterscheidet. Das Verfahren kann ferner das Einstellen 16 einer Dosis zum Belichten des Bereichs auf dem Substrat umfassen. Für ein bestimmtes Belichtungsfeld kann eine bestimmte Belichtungsdosis eingestellt werden. Das Einstellen einer Dosis kann durchgeführt werden vor dem Belichten des Bereichs des Substrats mit dem photolithographischen Strahl. Durch Belichten des Bereichs auf dem Substrat mit dem Strahl werden Orte innerhalb des Bereichs erzeugt, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden. Es kann zumindest zwei Positionen innerhalb des Bereichs geben, die mit zumindest zwei unterschiedlichen Fokussen belichtet werden.
  • Das Verfahren kann ferner das Entwickeln 20 des Photoresists auf dem Bereich auf dem Substrat mit den Positionen umfassen, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet sind. Das heißt, nach dem Entwickeln des Bereichs auf dem Substrat, der auf die oben beschriebene Weise belichtet wird, kann der entwickelte Bereich zumindest zwei Messpunkte auf einer Struktur umfassen, die photolithographisch übertragen ist. Die Strukturen können kritische Abmessungen mit unterschiedlichen Abmessungen umfassen, obwohl die kritischen Abmessungen auf dem Maskenstrukturbild identisch sind. Unter anderem können sich aufgrund der unterschiedlichen Fokusse für den photolithographischen Strahl die tatsächlichen Abmessungen der entwickelten Strukturen auf dem Wafer unterscheiden. Für einen gewünschten Wert für eine kritische Abmessung in einer integrierten Schaltung können die genauen Fokus/Dosisbedingungen für den jeweiligen photolithographischen Prozess dann von den gemessenen variierenden Abmessungen der entwickelten Strukturen berechnet werden. Die Reihenfolge des Positionierens 5, Aufbringens 8, Einstellens 10 eines Fokusversatzes, Neigen 15 und Einstellens einer Dosis 16 kann sich bei anderen Ausführungsbeispielen von dem in 2 dargestellten Flussdiagramm unterscheiden.
  • Abhängig davon, ob der Photoresist auf dem Bereich des Substrats ein positiver oder ein negativer Photoresist ist, werden die belichteten Bereiche oder die unbelichteten Bereiche während des Entwickelns 20 entfernt. Das Entwickeln 20 kann durchgeführt werden durch herkömmliche Mittel innerhalb einer chemischen Reaktion. Abhängig von den genauen Belichtungsbedingungen kann das Photoresist mehr oder weniger widerstandsfähig gegenüber einer chemischen Reaktion sein, und daher können kritische Abmessungen der Struktur, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet wird, im Vergleich zueinander unterschiedliche Abmessungen umfassen. Ferner kann das Verfahren das Messen 23 der Abmessungen der übertragenen Struktur an Positionen der unterschiedlichen Fokusse umfassen, und das Bestimmen 24 eines gewünschten Fokus für einen nachfolgenden Herstellungsprozess auf der Basis eines Vergleichs der gemessenen Abmessungen mit einer vordefinierten Abmessung.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren wiederholt werden 19, um zumindest einen zweiten Bereich auf dem Substrat zu belichten. Für die Wiederholung kann zumindest die Neigung des photolithographischen Strahls oder die Neigung des Substrats mit dem Bereich auf dem Substrat modifiziert werden. Der Bereich auf dem Substrat kann ein Fokusbelichtungsfeld einer FEM auf einem Wafer sein, und daher kann ein Neigungswinkel des photolithographischen Strahls oder ein Neigungswinkel des Substrats modifiziert werden im Vergleich zu einem zweiten Fokusbelichtungsfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Außerdem kann das zweite Fokusbelichtungsfeld einen anderen Fokusversatz und/oder eine Einstellung für eine andere Dosis umfassen. Anders ausgedrückt, ein Substrat kann einen zweiten zu belichtenden Bereich umfassen; wobei das Einstellen 10, das Neigen 15 und das Belichten 18 für den zweiten Bereich wiederholt wird, wobei entweder der Fokusversatz oder der Neigungswinkel modifiziert wird im Vergleich zum Belichten eines ersten Bereichs auf dem Substrat. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können unterschiedliche Dosen für den Strahl zum Belichten des ersten und des zweiten Bereichs eingestellt werden.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Neigen des Fokusversatzes durchgeführt werden durch modulares Einstellen des photolithographischen Strahls und des Bereichs auf dem Substrat, so dass sich ein Neigungswinkel zwischen dem photolithographischen Strahl und der Oberfläche des Bereichs von 90° unterscheidet. Mit Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele der Erfindung kann das Modulieren des Fokusversatzes das Neigen des photolithographischen Strahls relativ zu der Oberfläche des Bereichs oder das Neigen des Substrats relativ zu dem einfallenden photolithographischen Strahl bedeuten. Bei Ausführungsbeispielen kann ein Neigungswinkel zwischen dem photolithographischen Strahl und der Oberfläche des Bereichs auf dem Substrat ohne Neigen des photolithographischen Strahls oder ohne Neigen des Substrats des Substrats 90° umfassen.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Verfahren wiederholt, um zumindest einen zweiten Bereich auf dem Substrat zu belichten, wobei zumindest entweder der Fokusversatz, das Neigen des photolithographischen Strahls oder das Neigen des Substrats und die Dosis modifiziert wird. Der Bereich auf dem Substrat kann ein Fokusbelichtungsfeld auf einem Wafer sein, das mit Photoresist bedeckt ist. Das Verfahren kann wiederholt werden, um eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern zu belichten, die Reihen und Spalten auf dem Wafer angeordnet sind.
  • Durch Modulieren des Fokusversatzes und Belichten des Bereichs auf dem Substrat ist eine Anzahl von Positionen in dem Bereich auf dem Substrat, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden, höher als eine Anzahl von Positionen, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden, ohne den Fokusversatz zu modulieren durch Neigen des photolithographischen Strahls oder durch Neigen des Substrats während eines Belichtungsschusses. Das bedeutet, die Anzahl von Positionen oder Messpunkten, die mit unterschiedlichen Fokussen in einem Fokusbelichtungsfeld belichtet werden, kann erhöht werden durch Neigen des photolithographischen Strahls im Vergleich zu einem herkömmlichen Lösungsansatz, wo ein Fokusbelichtungsfeld nur eine einzelne Fokuseinstellung umfasst. Aus diesem Grund können gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mehr Messpunkte und daher detailliertere Informationen über einen photolithographischen Prozess erhalten werden.
  • 3a und 3b zeigen schematisch das Neigen eines photolithographischen Strahls in einem Neigungswinkel α. In 3a ist ein Wafer 30 mit einer Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern 31, die die Fokusbelichtungsmatrix 39 bilden, dargestellt. Der Wafer kann in der XY-Ebene des Koordinatensystems angeordnet sein, das in 3a dargestellt ist. Die Z-Koordinate kann senkrecht zu dem Wafer 30 sein, z. B. parallel zu dem einfallenden photolithographischen Strahl 32. Für eine bessere Möglichkeit zum Darstellen der Modulation des Fokusversatzes durch Neigen des photolithographischen Strahls ist der Neigungswinkel α dargestellt, und der geneigte photolithographische Strahl 33. Abhängig von einem eingestellten Fokusversatz kann der jeweilige Fokus 32a, 32b und 32c durch unterschiedliche Fokuspunkte 32a, 32b, 32c dargestellt werden. Diese Fokuspunkte können unterschiedliche Durchmesser umfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der einfallende photolithographische Strahl parallel zu der Oberflächennormale des Wafers 30 sein. Das heißt, die XY-Ebene mit dem Wafer und dem einfallenden Strahl umfasst einen Winkel von 90°. Ein eingestellter Fokusversatz kann nun moduliert werden, beispielsweise durch Neigen des einfallenden photolithographischen Strahls, so dass der photolithographische Strahl 33 einen Winkel bezüglich des Wafers umfasst, der sich von 90° unterscheidet. Der geneigte photolithographische Strahl kann auch eine kegelartige Form 33' mit modulierten Fokusversätzen 33a, 33b und 33c umfassen.
  • 3b zeigt eine schematische Vergrößerung des Fokusbelichtungsfelds 31a von 3a. Entsprechend den eingestellten Fokusversatzwerten 32a bis 32c kann die Fokusbelichtungsmatrix drei unterschiedliche Fokuspunkte 32'a bis 32'c mit unterschiedlichen Durchmessern umfassen. Durch Neigen des photolithographischen Strahls 33 kann ein trapezförmiger fortlaufender Bereich unterschiedlicher Fokusse erreicht werden. Dies ist dargestellt durch die Trapeze 33'a, 33'b und 33'c, was den Fokusversatzwerten 33a bis 33c entspricht. Anders ausgedrückt, durch Neigen des photolithographischen Strahls für einen eingestellten Fokusversatz kann eine fortlaufende Modulation des Fokus innerhalb des Fokusbelichtungsfelds erreicht werden.
  • Es sollte angemerkt werden, dass während eines realen Belichtungsprozesses das gesamte Fokusbelichtungsfeld mit einem Fokus belichtet wird, der dem eingestellten Fokusversatz entspricht. Die Kreise und Trapeze sind in 3b lediglich zu einer besseren Darstellung dargestellt.
  • 4a bis 4d zeigen ein herkömmliches Verfahren zum Belichten eines Wafers mit einer Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern, um eine Fokusbelichtungsmatrix (FEM) zu bilden. Wie es in 4b dargestellt ist, kann ein Wafer 30 eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern 31 umfassen, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, und zusammen die FEM 39 bilden. Eine Position eines bestimmten Fokusbelichtungsfelds ist gegeben durch ihre entsprechende X und Y-Koordinaten (4b). In einem herkömmlichen Lösungsansatz zum Belichten einer Fokusbelichtungsmatrix wird durch den jeweiligen eingestellten Fokusversatz nur ein Fokuswert pro Fokusbelichtungsfeld eingestellt. Dies ist in 4a schematisch gezeigt. Der Fokusversatz wird für ein Fokusbelichtungsfeld (X- oder Y-Feldposition) modifiziert. Ein Fokusversatz für ein bestimmtes Fokusbelichtungsmatrixfeld kann gegeben sein bezüglich der Oberfläche eines Photoresists auf dem Wafer. Mit diesem herkömmlichen Lösungsansatz kann nur eine Messung pro Belichtungsfeld 31 durchgeführt werden, was mit den Messpunkten 40 dargestellt ist. Für eine zu messende Struktur kann das Photoresistprofil in X- und Y-Richtung (siehe 4c, 4d) identisch sein. Das Resistprofil in X- und Y-Richtung kann eine trapezartige Form umfassen.
  • 5a bis 5d zeigen ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. Im Vergleich zu dem vorhergehenden herkömmlichen Verfahren (4a–d) kann ein Fokusbelichtungsmatrixfeld 31 auf einem Wafer 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nun eine Mehrzahl von Messpunkten 40a bis 40c umfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Fokusversatz moduliert durch eine Fokusneigung in Y-Richtung, so dass innerhalb eines Fokusbelichtungsmatrixfeldes 31 eine Mehrzahl von Messpunkten 40a40c hergestellt werden kann. Falls das Verfahren wiederholt wird, und der Fokusversatz und/oder die Neigung entsprechend modifiziert wird, kann ein fortlaufend gleicher Fokusversatz über die Fokusbelichtungsmatrix auf dem Wafer 30 erreicht werden. Dies ist in 5a schematisch gezeigt in X-Richtung der Waferkoordinate. Durch Neigen des Fokusversatzes in Y- Richtung kann das Resistprofil zum Messen der Struktur erneut trapezartig sein, wie es in 5c gezeigt ist, kann sich aber durch den Fokusneigungs-Y-Effekt für das Resistprofil in Y-Richtung ändern (5d). Als Folge des Neigens kann ein asymmetrisches Resistprofil in Y-Richtung erreicht werden, basierend auf den unterschiedlichen Fokussen während der Belichtung.
  • Die in 6 dargestellte Waferkarte 60 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dar, wobei die Waferkarte 60 eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern 31 umfasst, die die Fokusbelichtungsmatrix 39 bilden. Diese Belichtungsfelder 31 sind in Reihen und Spalten angeordnet. Die Koordinaten eines Fokusbelichtungsfeldes sind durch die entsprechende X- und Y-Koordinate gegeben. Jedes Fokusbelichtungsfeld kann eine Mehrzahl von Chips 62 umfassen, die an dem Rand der Waferkarte 60 dargestellt sind. Jeder Chip kann mehrere Strukturen umfassen, mit Abmessungen, die zu messen sind, oder elektrische Schaltungen mit entsprechenden Strukturen, die zu messen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde jedes Fokusbelichtungsmatrixfeld 31 belichtet durch Variieren von zumindest einem der drei Parameter – der Dosis 63, des Fokus 64 oder der Neigung 65 (hierin X-Richtung). Die Fokusbelichtungsmatrix 31c wurde beispielsweise mit einer Dosis von 23 (beliebige Einheit) belichtet. Der Fokusversatz wird beispielsweise eingestellt auf –0,1 (in beliebigen Einheiten) und die Neigung ist beispielsweise eingestellt auf –2 (in beliebigen Einheiten). Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es nun möglich, im Gegensatz zu dem oben erwähnten herkömmlichen Lösungsansatz, drei Belichtungsparameter pro Fokusbelichtungsfeld einer Fokusbelichtungsmatrix zu modifizieren. Dies ist für das Fokusbelichtungsmatrixfeld 31d dargestellt, das im Vergleich zu dem Fokusbelichtungsfeld 31c drei modifizierte Belichtungsparameter umfasst. Normalerweise sind Untersuchungen in dem Fokusbelichtungsmatrixentwurf begrenzt durch Belichtungswerkzeugsoptionen. Übliche Belichtungswerkzeugsoptionen sind begrenzt auf das Variieren von nur zwei Parametern innerhalb einer Matrix – beispielsweise Fokus und Belichtung oder Fokusneigung und Belichtung – etc. Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, einen Bereich auf einem Substrat zu belichten, wobei drei Parameter modifiziert werden.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Wafer eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern umfassen, wobei zumindest ein Fokusbelichtungsfeld zumindest zwei Messpunkte mit unterschiedlichen Abmessungen für eine übertragene identische Maskenabmessung umfasst, was anzeigt, dass die Fokusbelichtungsmatrix mit zumindest zwei unterschiedlichen Fokussen eines photolithographischen Strahls belichtet wurde. Ein Fokusbelichtungsfeld kann zumindest eine Struktur umfassen, die beispielsweise von einer Maske photolithographisch übertragen werden kann, und wobei die Struktur eine kritische Abmessung umfassen kann, die von dem Maskenbild übertragen wird, und wobei die Struktur zwei Messpunkte umfasst, wobei eine identische kritische Maskenabmessung unterschiedliche Abmessungen umfasst.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Wafer eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern, wobei zumindest eines der Fokusbelichtungsfelder eine Mehrzahl von Messpunkten mit unterschiedlichen Abmessungen für eine identische Maskenbildabmessung umfasst, was anzeigt, dass das Fokusbelichtungsfeld mit einem fortlaufend variierenden Fokus eines photolithographischen Strahls belichtet wurde. Anders ausgedrückt, ein Fokusbelichtungsfeld kann eine Mehrzahl von Messpunkten umfassen, wobei jeder Messpunkt mit einer unterschiedlichen Fokuseinstellung eines Fokus eines photolithographischen Strahls belichtet wurde. Aufgrund der Modulation des Fokusversatzes durch Neigen des Substrats oder des photolithographischen Strahls kann ein fortlaufend variierender Fokus in dem Fokusbelichtungsfeld erreicht werden.
  • Ein Wafer kann eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern umfassen, wobei jedes der Fokusbelichtungsfelder zumindest eine messbare Struktur umfasst, und wobei die messbare Struktur mit einem positiven oder negativen Bild eines Maskenbilds gebildet ist, das mit einem photolithographischen Strahl eines photolithographischen Systems belichtet wird. Darüber hinaus umfasst zumindest eines der Fokusbelichtungsfelder eine messbare Struktur mit einer kritischen Maskenabmessung mit zumindest zwei unterschiedlichen Abmessungen, die anzeigen, dass das Fokusbelichtungsfeld mit zumindest zwei unterschiedlichen Fokussen des photolithographischen Strahls des photolithographischen Systems belichtet wurde.
  • Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sollten beispielsweise horizontale kritische Abmessungen an mehreren Stellen oder Messpunkten eines Belichtungsfelds gemessen werden, und ein jeweiliger Fokusversatz von der Messkoordinate berechnet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Fokus des photolithographischen Strahls an einem Punkt (X, Y) eine Funktion von X-Position, Y-Position, Fokusversatz und Neigung in X-Richtung. Anders ausgedrückt, der Fokus und die Position in der Fokusbelichtungsmatrix hängt von der X- und Y-Position auf dem Wafer, dem Fokusversatz und der Neigung des photographischen Strahls oder der Neigung der Fokusbelichtungsmatrix auf dem Wafer ab. Nach dem Belichten und Entwickeln eines solchen Wafers können horizontale kritische Abmessungen beispielsweise automatisch gemessen werden an mehreren Stellen eines Belichtungsfelds, und abhängig von den Messwerten kann ein jeweiliger Fokusversatz von den Messkoordinaten berechnet werden, da der Fokus an einem Punkt (X, Y) eine Funktion von X, Y, Fokusversatz und Neigung ist. Basierend auf diesen Informationen kann ein photolithographisches System für einen photolithographischen Prozess kalibriert oder optimiert werden.
  • Durch Modifizieren von drei Belichtungsparametern innerhalb eines Fokusbelichtungsfelds ist es offensichtlich, dass die Anzahl von Wiederholungen zum Erhalten einer vorbestimmten Anzahl von Messpunkten reduziert ist im Vergleich zu einem herkömmlichen Lösungsansatz, der darauf begrenzt ist, nur zwei Belichtungsparameter innerhalb eines Fokusbelichtungsfelds und somit innerhalb der Fokusbelichtungsmatrix zu variieren.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Verfahren wiederholt, um zumindest einen zweiten Bereich auf einem Substrat zu belichten. Ein solcher Bereich kann ein zweites Fokusbelichtungsfeld einer FEM sein. Bei der Wiederholung der Belichtung wird zumindest entweder der Fokusversatz, das Neigen des photolithographischen Strahls oder das Neigen des Substrats modifiziert. Ferner ist die Anzahl von Wiederholungen zum Belichten einer vorbestimmten Anzahl von Messpunkten in einem Fokusbelichtungsfeld, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden, bei diesem Ausführungsbeispiel reduziert im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren, ohne den Fokusversatz des photolithographischen Strahls zu modulieren. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Verfahren so durchgeführt, dass der Fokus des photolithographischen Strahls an einer Position in dem Bereich auf dem Substrat abhängig ist von dem eingestellten Fokusversatz und dem Neigungswinkel des Strahls oder des Substrats.
  • 7 zeigt ein photolithographisches System, das eine Photolithographischer-Strahl-Quelle 71 umfasst, wobei die Photolithographischer-Strahl-Quelle konfiguriert ist, um einen photolithographischen Strahl 72 mit einer einstellbaren Intensität zu emittieren, zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat. Das photolithographische System umfasst ferner eine Blende 73, wobei die Blende konfiguriert ist, um den photolithographischen Strahl zu blockieren oder den photolithographischen Strahl durchzulassen, so dass eine Belichtungszeit des Bereichs auf einem Substrat photolithographischen Strahl steuerbar ist. Das photolithographische System 70 umfasst ferner ein Linsensystem 74, das konfiguriert ist, um den photolithographischen Strahl, der von der Photolithographischer-Strahl-Quelle 71 emittiert wird, auf den Bereich auf dem Substrat abzubilden. Das Linsensystem kann ein optisches Linsensystem sein, aber es ist auch möglich, dass das Linsensystem ein elektrooptisches oder magnetisches Linsensystem ist, das konfiguriert ist, um einen Partikelstrahl zu beugen, der durch die Photolithographischer-Strahl-Quelle 71 emittiert wird. Allgemein kann das Linsensystem konfiguriert sein, um den entsprechenden photolithographischen Strahl, der durch die Photolithographischer-Strahl-Quelle 71 emittiert wird, zu beugen und auf einem Substrat abzubilden, das auf der Spannvorrichtung 76 befestigt ist. Das photolithographische System kann ferner einen Maskenhalter 75 umfassen, wobei der Maskenhalter konfiguriert ist, um eine Maske oder eine Zwischenmaske zu tragen, so dass eine Struktur auf der Maske/der Zwischenmaske photolithographisch übertragen werden kann auf den Bereich auf dem Substrat und einer Spannvorrichtung 76, wobei die Spannvorrichtung eine bewegliche Spannvorrichtung sein kann, die konfiguriert ist, um ein Substrat auf derselben zu tragen und zu bewegen. Das System 70 kann durch eine Steuereinheit 77 gesteuert werden. Die Steuereinheit 77 kann konfiguriert sein, um den Fokusversatz des photolithographischen Strahls einzustellen, um den Fokusversatz zu modulieren durch Neigen des photolithographischen Strahls oder durch Neigen der Spannvorrichtung mit dem Substrat auf derselben. Als Folge können unterschiedlichen Fokusse des photolithographischen Strahls eingestellt werden innerhalb des Bereichs des Substrats in einem Belichtungsschuss. Darüber hinaus kann die Steuereinheit konfiguriert sein, um die Blende und somit die Belichtungszeit für eine Belichtung des Bereichs auf dem Substrat zu steuern, und die Steuereinheit 77 kann ferner konfiguriert sein, um die Intensität des photolithographischen Strahls zu steuern. Daher kann die Steuereinheit 77 konfiguriert sein, so dass ein Substrat, das mit einem Belichtungsschuss belichtet wird, Positionen umfasst, die mit unterschiedlichen Fokussen des photolithographischen Strahls belichtet werden.
  • Die Steuereinheit 77 ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ferner konfiguriert, um die Spannvorrichtung 76 zu einer anderen Position zu bewegen, so dass das Einstellen des Fokusversatzes, das Neigen des photolithographischen Strahls oder das Neigen der Spannvorrichtung mit dem Substrat auf derselben und das Belichten eines zweiten Bereichs auf dem Substrat durchgeführt werden kann. Dadurch wird eines von Fokusversatz, Belichtungszeit, Intensität und Neigungswinkel modifiziert im Vergleich zu einer Belichtung des ersten Bereichs auf dem Substrat. Anders ausgedrückt, die Steuereinheit kann konfiguriert sein, so dass eine Belichtung automatisch an einem anderen Bereich auf dem Substrat wiederholt werden kann, wobei einer der Belichtungsparameter Fokusversatz, Fokusneigung, Belichtungszeit oder Strahlintensität im Vergleich zu der Belichtung des ersten Bereichs modifiziert werden kann.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinheit 77 des photolithographischen Systems 70 konfiguriert, um eine Spannvorrichtung zu einer anderen Position zu bewegen, so dass eine Belichtung eines zweiten Bereichs auf dem Substrat wiederholbar ist, wobei der Fokusversatz sowie ein Neigungswinkel und eine Dosis, die von der Belichtungszeit und der Intensität des photolithographischen Strahls abhängen, modifiziert sind. Das bedeutet, die Steuereinheit 77 kann konfiguriert werden, um den Fokusversatz, den Neigungswinkel und die Dosis für einen Belichtungsschuss zu modifizieren, im Vergleich zu einem Belichtungsschuss für einen ersten Bereich auf dem Substrat.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des photolithographischen Systems 70 ist die Steuereinheit 77 konfiguriert, um eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern einer Fokusbelichtungsmatrix auf dem Wafer zu belichten, so dass zumindest für eines der Fokusbelichtungsfelder ein Neigungswinkel des photolithographischen Strahls oder ein Neigungswinkel des Fokusbelichtungsfelds bezüglich des Strahls modifiziert ist, im Vergleich zu anderen Fokusbelichtungsfeldern der Fokusbelichtungsmatrix auf dem Wafer.
  • Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann eine Fokusbelichtungsmatrix auf einem Substrat erweitert werden durch Verwenden eines fortlaufenden Fokusversatzes, der durch eine Fokusneigung modifiziert wird. Dieses Verfahren kann für großflächige Belichtungsfelder sehr effektiv sein. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Verfahren beispielsweise für alle großen Chiplogik/Speicherprodukte verwendet werden. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Anzahl von messbaren Fokusversatzwerten gegeben sein durch die Anzahl von Strukturen pro Fokusbelichtungsfeld.
  • Das Verfahren, das bei Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben wird, kann verwendet werden für die Herstellung von Prozessfensterschlitzen oder „Regenbogen” Schlitzen für ein Halbleiterbauelement oder elektrische Schaltungen. Für solche Schlitze kann der photolithographische Prozess und somit auch die Belichtung mit dem photolithographischen Strahl absichtlich modifiziert werden, um den Halbleiterherstellungsprozess des Halbleiterbauelements zu optimieren oder mögliche Leistungsschwankungen des Halbleiterbauelements, die auf dem Herstellungsprozess basieren, zu messen. Somit können solche Messungen für die Qualifikation eines Halbleiterbauelements wesentlich sein.
  • Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ein Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl und ein Verfahren zum Herstellen von zumindest zwei Messpunkten in einem Fokusbelichtungsfeld einer Fokusbelichtungsmatrix durch ein Computerprogramm durchgeführt, das einen maschinenlesbaren Code oder Befehle umfasst zum Ausführen eines Verfahrens gemäß hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • Ein Computerprogramm ist beschrieben, das maschinenlesbare Befehle umfassen kann zum Steuern eines photolithographischen Systems, um einen Bereich auf einem Substrat mit einem Strahl zu belichten, durch Einstellen eines Fokusversatzes des Strahls bezüglich des Bereichs auf dem Substrat. Das Computerprogramm umfasst ferner maschinenlesbare Befehle zum Neigen des Strahls oder Neigen des Substrats und zum Belichten des Bereichs auf dem Substrat mit dem Strahl, so dass dadurch Positionen innerhalb des Bereichs erzeugt werden, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Computerprogramm maschinenlesbare Befehle zum Belichten unterschiedlicher Messpunkte in einem Fokusbelichtungsfeld einer Fokusbelichtungsmatrix auf einem Wafer mit einem photolithographischen Strahl. Der Wafer kann mit Photoresist bedeckt sein. Das Computerprogramm umfasst maschinenlesbaren Code oder Befehle zum Einstellen eines Fokusversatzes eines photolithographischen Strahls bezüglich des Fokusbelichtungsfelds auf dem Wafer. Ferner umfasst das Computerprogramm maschinenlesbare Befehle zum Neigen des photolithographischen Strahls und Neigen des Wafers relativ zu dem photolithographischen Strahl, und zum Einstellen einer Dosis zum Belichten des Fokusbelichtungsfelds auf dem Wafer mit dem photolithographischen Strahl. Darüber hinaus kann das Computerprogramm maschinenlesbare Befehle umfassen zum Belichten des Fokusbelichtungsfelds auf dem Wafer mit dem photolithographischen Strahl, wodurch unterschiedliche Messpunkte innerhalb des Fokusbelichtungsfelds erzeugt werden, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden.
  • Obwohl das Vorhergehende insbesondere beschrieben wurde mit Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele desselben, ist es für Fachleute auf diesem Gebiet klar, dass verschiedene andere Änderungen bei dem Verfahren, der Form und den Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne von der Wesensart und dem Schutzbereich desselben abzuweichen. Es ist klar, dass beim Anpassen unterschiedlicher Ausführungsbeispiele verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von den breiteren Konzepten abzuweichen, die hierin offenbart sind und in den folgenden Ansprüchen enthalten sind.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl, das folgende Schritte umfasst: Einstellen (10) eines Fokusversatzes des Strahls bezüglich des Bereichs auf dem Substrat; Neigen (15) des Strahls oder Neigen des Substrats; Belichten (18) des Bereichs auf dem Substrat mit dem Strahl, wodurch Positionen in dem Bereich erzeugt werden, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Neigen das Einstellen des Strahls und des Bereichs auf dem Substrat zueinander umfasst, so dass ein Winkel zwischen dem Strahl und dem Bereich auf dem Substrat sich von 90° unterscheidet.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Belichten des Bereiches einen fortlaufenden Bereich von unterschiedlichen Fokussen in dem Bereich erzeugt.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner folgende Schritte umfasst: Positionieren (5) einer Maske, die zumindest eine Struktur definiert, in dem Strahl, so dass während des Belichtens ein positives oder negatives Bild der Struktur auf der Maske auf den Bereich auf dem Substrat übertragen wird; und Messen (23) von Abmessungen der übertragenen Struktur an den Positionen der unterschiedlichen Fokusse; und Bestimmen (24) eines gewünschten Fokus für einen nachfolgenden Herstellungsprozess auf der Basis eines Vergleichs der gemessenen Abmessung mit einer vordefinierten Abmessung.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Substrat einen zweiten zu belichtenden Bereich umfasst, wobei Einstellen, Neigen und Belichten für den zweiten Bereich wiederholt wird, wobei entweder der Fokusversatz oder ein Neigungswinkel im Vergleich zum Belichten des ersten Bereichs modifiziert wird.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, das das Einstellen unterschiedlicher Dosen des Strahls zum Belichten des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs auf dem Substrat umfasst.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Substrat ein Wafer ist, der eine Mehrzahl von Bereichen umfasst, die in einer Fokusbelichtungsmatrix angeordnet sind, wobei Einstellen, Neigen und Belichten für jeden Bereich der Fokusbelichtungsmatrix wiederholt wird, wobei eines von Fokusversatz, Neigungswinkel und Dosis des Strahls im Vergleich zu anderen Bereichen modifiziert wird.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Substrat ein Wafer ist, der eine Mehrzahl von Bereichen umfasst, die in einer Fokusbelichtungsmatrix angeordnet sind, wobei Einstellen, Neigen und Belichten für jeden Bereich der Fokusbelichtungsmatrix wiederholt wird, mit zumindest einen Bereich der Fokusbelichtungsmatrix, wobei alle von Fokusversatz, Neigungswinkel und Dosis des Strahls im Vergleich zu anderen Bereichen der Fokusmatrix modifiziert werden.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Belichten das Bestrahlen des Bereichs mit einem Strahl umfasst, der elektromagnetische Strahlung in dem sichtbaren, ultravioletten oder Röntgen-Spektralbereich umfasst, oder das Bestrahlen des Bereichs mit einem Elektronen-, Protonen-, Atom- oder Ion-Strahl.
  10. Computerprogramm, das maschinenlesbare Befehle umfasst zum Steuern eines photolithographischen Systems zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat mit einem Strahl durch Einstellen eines Fokusversatzes des Strahls bezüglich des Bereichs auf dem Substrat; Neigen (15) des Strahls oder Neigen des Substrats; und Belichten (18) des Bereichs auf dem Substrat mit dem Strahl, und dadurch Erzeugen von Positionen innerhalb des Bereichs, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet sind.
  11. Verfahren zum Herstellen von zumindest zwei Messpunkten in einem Fokusbelichtungsfeld einer Fokusbelichtungsmatrix auf einem Wafer, der mit Photoresist bedeckt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Einstellen (10) eines Fokusversatzes des Strahls bezüglich des Fokusbelichtungsfelds auf dem Wafer; Neigen (15) des Strahls oder Neigen des Wafers; Einstellen (16) einer Dosis zum Belichten des Fokusbelichtungsfelds der Fokusbelichtungsmatrix auf dem Wafer mit dem Strahl; Belichten (18) des Fokusbelichtungsfelds mit dem Strahl mit der eingestellten Dosis, und dadurch Erzeugen von Positionen innerhalb des Fokusbelichtungsfelds, die mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden; und Entwickeln (20) des Fokusbelichtungsfelds, das mit Photoresist bedeckt ist, und dadurch Erzeugen unterschiedlicher Messpunkte innerhalb des Fokusbelichtungsfelds, das mit unterschiedlichen Fokussen belichtet wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Fokusbelichtungsmatrix auf dem Wafer eine Mehrzahl von Fokusbelichtungsfeldern umfasst, die in der Fokusbelichtungsmatrix angeordnet sind, wobei Einstellen, Neigen und Belichten für jedes Fokusbelichtungsfeld der Fokusbelichtungsmatrix wiederholt wird, wobei eines von Fokusversatz, Neigungswinkel und Dosis des Strahls im Vergleich zu anderen Fokusbelichtungsfeldern modifiziert wird.
  13. Computerprogramm, das maschinenlesbare Befehle umfasst zum Belichten unterschiedlicher Messpunkte in einem Fokusbelichtungsfeld einer Fokusbelichtungsmatrix auf einem Wafer, der mit Photoresist bedeckt ist, durch Einstellen eines Fokusversatzes eines photolithographischen Strahls bezüglich des Fokusbelichtungsfelds auf dem Wafer, der mit Photoresist bedeckt ist; Neigen (15) des photolithographischen Strahls oder Neigen des Wafers relativ zu dem photolithographischen Strahl; Einstellen (16) einer Dosis zum Belichten des Fokusbelichtungsfelds auf dem Wafer mit dem photolithographischen Strahl; und Belichten (18) des Fokusbelichtungsfelds auf dem Wafer mit dem photolithographischen Strahl, und dadurch Erzeugen unterschiedlicher Messpunkte innerhalb des Fokusbelichtungsfelds, das mit unterschiedlichen Fokussen belichtet ist.
  14. Photolithographisches System (70), das folgende Merkmale umfasst: eine Strahlquelle (71), die konfiguriert ist, um einen Strahl einer einstellbaren Intensität zum Belichten eines Bereichs auf einem Substrat zu emittieren; eine Blende (73), die konfiguriert ist, um den Strahl zu blockieren oder den Strahl durchzulassen, so dass eine Belichtungszeit des Bereichs auf dem Substrat mit dem Strahl steuerbar ist; ein Linsensystem (74), das konfiguriert ist, um den Strahl auf dem Bereich auf dem Substrat abzubilden; einen Maskenhalter (75), der konfiguriert ist, um eine Maske zu tragen, so dass eine Struktur auf der Maske auf den Bereich auf dem Substrat übertragen werden kann; eine Spannvorrichtung (76), die konfiguriert ist, um ein Substrat, das auf derselben befestigt werden kann, zu bewegen und zu tragen; und eine Steuereinheit (77), die konfiguriert ist, um den Fokusversatz, einen Neigungswinkel des Strahls oder einen Neigungswinkel des Substrats und eine Belichtungsdosis für den Bereich auf dem Substrat, der zu belichten ist, zu steuern, so dass Positionen innerhalb der Struktur, die auf den Bereich übertragen wird, mit unterschiedlichen Fokussen belichtet werden.
  15. Photolithographisches System (70) gemäß Anspruch 14, bei dem die Steuereinheit (77) ferner konfiguriert ist, um die Spannvorrichtung (76) zu einer zweiten Position zu bewegen, so dass eine Belichtung eines zweiten Bereichs auf dem Substrat, das zu belichten ist, wiederholbar ist, wobei Einstellen, Neigen und Belichten für den zweiten Bereich wiederholt wird, wobei eines von Fokusversatz, Neigungswinkel und Dosis im Vergleich zum Belichten des ersten Bereichs auf dem Substrat modifiziert wird.
  16. Photolithographisches System (70) gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem die Steuereinheit (77) ferner konfiguriert ist, um die Spannvorrichtung (76) mit einem darauf befestigbaren Substrat zu einer Mehrzahl von Bereichen zu bewegen, die in einer Fokusbelichtungsmatrix auf dem Substrat angeordnet sind, wobei Einstellen, Neigen und Belichten für jeden Bereich der Fokusbelichtungsmatrix wiederholt wird, wobei eines von Fokusversatz, Neigungswinkel und Dosis des Strahls im Vergleich zu anderen Bereichen modifiziert wird.
  17. Photolithographisches System (70) gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem die Steuereinheit (77) ferner konfiguriert ist, um die Spannvorrichtung (76) mit einem darauf befestigbaren Substrat zu einer Mehrzahl von Bereichen zu bewegen, die in einer Fokusbelichtungsmatrix auf dem Substrat angeordnet sind, wobei Einstellen, Neigen und Belichten für jeden Bereich der Fokusbelichtungsmatrix wiederholt wird, mit zumindest ein Bereich der Fokusbelichtungsmatrix, wobei alle von Fokusversatz, Neigungswinkel und Dosis des Strahls im Vergleich zu anderen Bereichen der Fokusbelichtungsmatrix modifiziert werden.
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