DE102013103956B4

DE102013103956B4 - Verfahren zur Strukturierung eines Substrates

Info

Publication number: DE102013103956B4
Application number: DE102013103956.1A
Authority: DE
Inventors: Yu-Mei Liu; Chin-Hsiang Lin; Heng-Hsin Liu; Heng-Jen Lee; I-Hsiung Huang; Chih-Wei Liu
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2033-04-20
Also published as: KR101529369B1; DE102013103956A1; US8906599B2; TW201348893A; TWI602029B; US20130309612A1; KR20130129065A

Abstract

Verfahren zur Strukturierung eines Substrates (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Substrates (2), das in mehrere Halbleiterplättchen (6) unterteilt ist, die in Spalten und Reihen angeordnet sind;
Bereitstellen einer Beleuchtungsquelle, eines Retikels (44) und einer Projektionslinse (40);
Strukturieren des Substrates mit einer Struktur von dem Retikel, mithilfe eines Projizierens eines Strahls (32) von der Beleuchtungsquelle durch das Retikel und die Projektionslinse auf das Substrat, mithilfe eines Abtastvorganges der mehrere Abtastungen umfasst, wobei jede Abtastung ein kontinuierliches Verschieben des Substrates relativ zu dem Strahl in einer kontinuierlichen linearen Abtastung entlang einer gesamten der Spalten in einer Abtastungsrichtung umfasst,
wobei das Ausführen mehrerer Abtastungen folgende Schritte beinhaltet:
ein Ausführen einer ersten Abtastung (10) in der Abtastungsrichtung entlang einer ersten Spalte und
ein Ausführen einer zweiten Abtastung (12) in eine entgegengesetzte Richtung entlang einer benachbarten zweiten Spalte,
wobei jede der mehreren Abtastungen mit einer im Wesentlichen konstanten Abtastgeschwindigkeit ausgeführt wird, und das Verfahren weiterhin
ein Schrittversetzten (8) umfasst, wobei das Substrat zwischen der ersten Abtastung und der zweiten Abtastung linear in eine Richtung bewegt wird, die im Wesentlichen orthogonal zur Abtastrichtung ist;
wobei das Strukturieren des Substrates folgende Schritte beinhaltet:
ein Verschieben des Retikels (44) relativ zu dem Strahl (32) während des Abtastens, wobei das Verschieben des Retikels ein Verschieben des Retikels entlang der Abtastungsrichtung umfasst, um ein erstes Halbleiterplättchen (50) der mehreren Halbleiterplättchen (6) zu bilden, und
ein Verschieben des Retikels entlang einer Richtung, die zu der Abtastungsrichtung entgegengesetzt ist, um ein benachbartes zweites Halbleiterplättchen (52) der mehreren Halbleiterplättchen (6) entlang einer ersten Spalte der Spalten in der Abtastungsrichtung zu bilden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauteilen, insbesondere bezieht sie sich auf Systeme und Verfahren zur Strukturierung.
HINTERGRUND
Scanner sind fotolithographische Werkzeuge, die verwendet werden, um Substrate, wie z.B. Halbleitersubstrate, d.h. Wafer, zu strukturieren. Scanner sind eine Art Stepper bzw. Schrittantrieb und werden verwendet, um Millionen mikroskopischer Schaltkreiselemente auf der Substratoberfläche zu erzeugen. Ein Halbleiterplättchen bzw. ein Die (engl. „die“) oder ein Chip beinhaltet typischerweise Millionen dieser mikroskopischen Schaltkreiselemente, die zusammen einen integrierten Schaltkreis oder ein anderes Halbleiterbauteil bilden. Jedes Substrat beinhaltet hunderte oder sogar tausende von einzelnen Halbleiterplättchen.
Die mikroskopischen Schaltkreiselemente, die zusammen einen integrierten Schaltkreis oder ein anderes Halbleiterbauteil bilden, werden auf der Oberfläche einer Quarzplatte, die als Retikel bezeichnet wird, in einer Struktur aus transparenten und opaken Flächen erzeugt. Der Scanner sendet Licht durch das Retikel, so dass ein Bild der Retikelstruktur auf das Substrat projiziert wird. Das Bild wird mithilfe einer Linse fokussiert und verkleinert und auf die Oberfläche des Substrates projiziert, die mit einem lichtempfindlichen Material beschichtet ist, das als „Fotoresist“ bezeichnet wird. Als ein Belichtungsfeld kann das Retikel ein Halbleiterplättchen oder einen Chip oder auch eine Mehrfachhalbleiterplättchen-Zelle umfassen. Das Mehrfachhalbleiterplättchen bildet eine auf dem Retikel erscheinende Zelle und kann gleiche Halbleiterplättchen oder verschiedene Halbleiterplättchen umfassen. Bei Schrittantrieben wird das Retikelbild während eines Belichtungsprozesses bzw. Belichtungs„Shot“ auf das Substrat projiziert. Während des Belichtungsprozesses wird während eines jeden Belichtungspulses mit dem gesamten Belichtungsfeld belichtet. Wie oben erwähnt wurde, kann das Belichtungsfeld ein einzelnes Halbleiterplättchen oder eine Mehrfachhalbleiterplättchen-Zelle umfassen. Ein Scanner belichtet nicht das gesamte Feld auf einmal, sondern belichtet das Substrat vielmehr durch einen Belichtungsschlitz, der im Allgemeinen mindestens die Breite des Belichtungsfeldes, jedoch nur einen Teil dessen Länge hat. Ein Tisch, der das Substrat trägt, wird derart relativ zu dem feststehenden Belichtungsschlitz verschoben, dass die gesamte Belichtung von dem Retikel auf das Substrat projiziert wird, wenn der Strahl über das Halbleiterplättchen und über das Substrat fährt bzw. „scannt“. Nachfolgende Herstellungsschritte, wie z.B. ein Entwickeln, bilden aus dem Fotoresistmaterial eine Fotomaske, nachdem das Bild des Retikelbelichtungsfeldes auf den Fotoresist projiziert wurde. In folgenden Prozessschritten wird die Fotomaske verwendet.
Typischerweise umfasst ein Substrat einzelne Halbleiterplättchen oder Chips, die in Spalten oder Reihen angeordnet sind. Die Strukturierung eines gesamten Substrates zur Herstellung hunderter oder tausender Halbleiterplättchen, die in Reihen oder Spalten angeordnet sind, ist ein zeitaufwändiger Prozess. Dieser zeitaufwändige Prozess muss bei der Abfolge von Fertigungsprozessen, die zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises oder anderen Halbleiterbauelementen verwendet werden, auf mehreren Bauteilebenen durchgeführt werden. Es wäre daher vorteilhaft, wenn die Zeit, die zur Belichtung eines gesamten Substrates unter Verwendung eines Scanners benötigt wird, verringert werden könnte.
Ein Beispiel eines Abtastvorgangs, bei dem ein Wafer mit einer Vielzahl von Belichtungsfeldern, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, abgetastet wird, ist aus der US 2008/0050680 A1 bekannt. Beim Abtasten erfolgt der Übergang zwischen zwei Spalten auf Kreisbahnen mit einem konstanten Radius.
Die US 2008/0068570 A1 beschreibt ein Verfahren zum Strukturieren eines Substrats, wobei das Substrat in Spalten abgetastet wird. Ein Spaltenwechsel erfolgt als lineare Verschiebung orthogonal zur Scanrichtung am Ende jedes Spaltenscans.
Die Erfindung sieht Verfahren zum Strukturieren eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1, 5 und 8 vor. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung ist am besten zu verstehen, wenn die folgende ausführliche Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass, wie allgemein üblich, verschiedenartige Elemente der Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil können die Dimensionen der verschiedenartigen Elemente zur Verdeutlichung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein. In der gesamten Beschreibung und in den Zeichnungen bezeichnen gleiche Ziffern gleiche Elemente.

1 ist eine Draufsicht, die einen spaltenweisen Abtast-bzw. Scan-prozess zeigt, der zur Belichtung von Zellen verwendet wird, die in Spalten und Reihen auf dem Substrat angeordnet sind;
2 ist eine Draufsicht, die eine andere Ausführungsform eines spaltenweisen Abtast-bzw. Scan-prozesses zeigt, der zur Belichtung von Zellen verwendet wird, die in Spalten und Reihen auf dem Substrat angeordnet sind; und
3 ist eine Seitenansicht, die sechs beispielhafte Schritte eines Abtast-bzw. Scan-prozesses gemäß der Offenbarung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Offenbarung stellt ein Verfahren zur Bildung einer Struktur auf einem Substrat unter Verwendung eines Scanners zur Verfügung. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Halbleitersubstrates, das im Wesentlichen kreisförmig ist. Das Substrat ist in mehrere einzelne Halbleiterplättchen unterteilt, die in Spalten und Reihen angeordnet sind. Der Scanner umfasst eine Beleuchtungsquelle und eine Projektionslinse. Die Beleuchtungsquelle projiziert einen Strahl durch einen Belichtungsschlitz und der Strahl projiziert ein Bild eines Retikels auf das Substrat, wobei an einer ersten Position an oder nahe einem Rand des Substrates begonnen wird. Mithilfe eines Abtastens bzw. Scannens wird eine Struktur von dem Retikel auf das gesamte Substrat projiziert. In einer Ausführungsform ist jeder Scan ein kontinuierlicher linearer Scan entlang einer gesamten Spalte.
In einer Ausführungsform umfasst das Retikel ein einzelnes Halbleiterplättchen und in einer anderen Ausfiihrungsform umfasst das Retikel eine Zelle, die ein Mehrfachhalbleiterplättchen umfasst. Das Mehrfachhalbleiterplättchen kann eine Reihe oder eine andere Anordnung mehrerer gleicher Halbleiterplättchen umfassen. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Zelle verschiedene Arten von Halbleiterplättchen, wie zum Beispiel aktive Halbleiterplättchen und Testchips.
Bei der Herstellung eines Halbleiterbauteils werden auf mehreren Bauteilebenen Strukturen ausgebildet und das offenbarte System und Verfahren ist auf Strukturierungsprozesse, die zur Herstellung eines Halbleiterbauteils verwendet werden, auf jeder Bauteilebene anwendbar. In einer Ausführungsform ist das Halbleiterbauteil ein integrierter Schaltkreis. In anderen Ausführungsformen entspricht das Halbleiterplättchen verschiedenen Arten von Halbleiterbauteilen.
Das Bild von dem Retikel, das heißt die einzelnen Halbleiterplättchen oder die Mehrfachhalbleiterplättchen-Zelle, wird auf das Substrat projiziert, auf dem die Halbleiterplättchen oder die Zellen in mehreren Spalten und Reihen angeordnet sind. Die Spalten und Reihen sind in einzelne Halbleiterplättchen unterteilt, und auf jedem Halbleiterplättchen oder auf jedem Abschnitt eines neuen Substrates, der für ein Halbleiterplättchen bestimmt ist, wird eine Struktur gebildet. Das Belichtungsfeld des Retikels, zum Beispiel das Halbleiterplättchen oder die Zelle, wird auf das zugehörige Halbleiterplättchen oder die zugehörige Zelle projiziert, während der Strahl das Substrat, das verschoben wird, abtastet bzw. scannt. Während der Strahl das Substrat, das verschoben wird, abtastet, wird die Belichtungsfeldstruktur des Retikels, das heißt eine Zelle oder ein Halbleiterplättchen, wiederholt auf das Substrat projiziert, um ein Mehrfachhalbleiterplättchen zu bilden.
1 zeigt ein Substrat 2, das in einer Ausführungsform ein Halbleiterwafer ist. Das Substrat 2 besteht in unterschiedlichen Ausführungsformen aus unterschiedlichen Materialien und hat eine im Allgemeinen runde Form. Das Substrat 2 hat in unterschiedlichen Ausführungsformen unterschiedlicheAbmessungen. Häufige Substratgrößen, die in der Halbleiterherstellung verwendet werden, umfassen 8 Inch Durchmesser-, 12 Inch Durchmesser- und 18 Inch Durchmesser-Substrate, jedoch werden in anderen Ausführungsformen auch andere Dimensionen verwendet. Das Substrat 2 wird in einer Scannervorrichtung strukturiert, die für eine Aufnahme und eine Handhabung eines Substrates mit geeigneter Größe eingerichtet ist. Das Substrat 2 wird durch den Rand 4begrenzt. Das Gitter im Hintergrund von 1 zeigt die Unterteilung des Substrats 2 in eine Anzahl von Zellen 6. In einer Ausführungsform ist die Zelle 6 ein einzelnes Halbleiterplättchen und in einer anderen Ausführungsform entspricht die Zelle 6 mehreren Halbleiterplättchen. Die Zelle 6 entspricht einer Einheit auf dem Substrat 2, auf die das Bild des Belichtungsfeldes des Retikels projiziert wird. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich einige der Zellen 6 über das Substrat 2 hinaus. In manchen Ausführungsformen ist der strukturierte Bereich des Substrates 2 beschnitten bzw. verringert, da diejenigen Zellen 6, die nicht vollständig innerhalb des Substrates 2 liegen, nicht strukturiert sind. Diese Ausführungsform ist in 1 gezeigt. In anderen Ausführungsformen werden die Strukturen in solchen Abschnitten der Zellen 6 gebildet, die sich teilweise über den Rand 4 hinaus erstrecken. Diese Ausführungsform ist in 2 gezeigt und entspricht im Allgemeinen dem Fall, wenn die Zellen 6 mehrere einzelne Halbleiterplättchen umfassen, von denen einige vollständig auf dem Substrat 2 gebildet sind, auch wenn sich andere Abschnitte der Zelle 6 über den Rand 4 hinaus erstrecken.
Das Substrat 2 wird in einem Scanner strukturiert, indem auf dem Substrat 2 zuerst eine Fotoresistschicht gebildet wird und dann jede der Zellen 6 des Substrates 2 durch ein Scannen bzw. Abtasten mit einer Struktur belichtet wird. Ein Strahl einer Beleuchtungsquelle durchtritt einen Belichtungsschlitz, das Retikel und eine Projektionslinse und projiziert das Bild des Belichtungsfeldes von dem Retikel für jede Zelle 6 auf das Substrat 2. In einigen Ausführungsformen ist der Strahl ein kollimierter Strahl. Anstatt zeitgleich mit dem gesamten Belichtungsfeld des Retikels, das heißt der Zelle 6, zu belichten, erfolgt die Belichtung durch den Belichtungsschlitz, der in einigen Ausführungsformen so breit ist wie das Belichtungsfeld, jedoch nur einen Teil dessen Länge hat. Der Strahl durchtritt den Belichtungsschlitz und das Substrat wird mit der Struktur auf dem Retikel abgetastet bzw. gescannt, während das Substrat relativ zu dem Lichtstrahl verschoben wird. Dies wird in 3 gezeigt.
1 zeigt mehrere Abtastungen bzw. Scans des Substrates relativ zu dem Strahl, der aufgrund des feststehenden Belichtungsschlitzes feststehend ist. Die Begriffe „Abtasten“ und „Scannen“ werden in der vorliegenden Offenbarung austauschbar verwendet. Die Abtastung 10 entspricht einer Verschiebung des Substrates 2 relativ zu dem feststehenden Strahl, so dass mit dem Strahl und dem Bild entlang der Richtung, die durch die Pfeilköpfe auf Abtastung 10 angezeigt wird, abgetastet bzw. gescannt wird. Die Abtastung 10 ist eine kontinuierliche lineare Abtastung entlang einer gesamten Spalte der Zellen 6 und Abtastung 12 ist eine kontinuierliche lineare Abtastung entlang der gesamten Spalte der Zellen 6. Die Abtastung 10 und die Abtastung 12 erfolgen in entgegengesetzten Abtastungsrichtungen. Der Schritt 8 entspricht einer Bewegung des Substrates 2 relativ zu dem feststehenden Strahl, während keine Belichtung stattfindet. Die Abtastgeschwindigkeit entlang der Abtastung 10 ist - nach einem kurzen Anstieg - im Wesentlichen konstant. In einigen Ausführungsformen wird am Ende der Abtastung ein kurzes Verlangsamungsintervall verwendet. Die Anstiegs- und jegliche Verlangsamungszeiten sind in Bezug auf die Abtastung vernachlässigbar, die sich entlang einer gesamten Spalte fortsetzt, die in einigen Ausführungsformen 10 bis 18 Inches betragen kann, so dass die Abtastgeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist. Die Zeit, die zur Strukturierung eines gesamten Substrates benötigt wird, ist aufgrund des hohen Verhältnisses zwischen den Abtastungen 10, 12, während derer die Strukturierung erfolgt, und Schritt 8, während dem keine Strukturierung erfolgt, verringert. Die Abtastungen 10 und 12, erstrecken sich in benachbarten Spalten in entgegengesetzte Richtungen. Die „V's“, die in jeder Zelle 6 dargestellt sind, zeigen in der entsprechenden Zelle 6 die relative Ausrichtung der gebildeten Struktur an, wie es in 3 deutlicher gezeigt wird. Entlang der Abtastrichtung benachbarte Zellen weisen inverse Strukturen auf. Die Belichtung des Substrates 2 mit der Struktur beginnt an einem Anfangspunkt 16, der sich im Wesentlichen am Rand 4 des Substrates 2 befindet. Der Anfangspunkt 16 ist in anderen Ausführungsformen sehr dicht an und benachbart zum Rand 4 angeordnet und entspricht der äußersten Ecke eines Halbleiterplättchens, die äußerst dicht am Rand 4 angeordnet ist. In der in 1 dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Abtastung, das heißt die Abtastungen 10, 12, eine kontinuierliche Abtastung entlang einer gesamten Spalte der Zellen 6.
2 gleicht im Wesentlichen 1 und stellt eine andere Ausführungsform dar, in der jede Abtastung 10, 12 entlang des Randes 4 des Substrates 2 an einer Position beginnt und in linearer Richtung fortgesetzt wird, bis der Strahl den Rand 4 an einer zweiten Position schneidet. In dieser Ausfiihrungsform werden auf dem Substrat bestimmte Abschnitte der Zellen 6 strukturiert und die Schritte 8, die der Position des zu den Belichtungsschlitzen ausgerichteten Substrates 2 entsprechen, wenn keine Belichtung stattfindet, erstrecken sich über die Grenze des Substrates 2.
Während jeder dieser Abtastungen bewegen sich sowohl das Substrat (Substrat 2) als auch das Retikel relativ zu dem Strahl, der durch das Licht gebildet wird, das sich - wie in 3 gezeigt - durch den Belichtungsschlitz ausbreitet.
3 zeigt sechs aufeinanderfolgende Schritte in einem Belichtungsprozess, der verwendet wird, um zwei benachbarte Zellen entlang einer kontinuierlichen linearen Abtastung zu belichten, das heißt eine Struktur auf diese zu projizieren. Der Strahl 32 wird durch das Licht einer Beleuchtungsquelle gebildet. Das Licht durchläuft einen feststehenden Belichtungsschlitz, der durch eine Öffnung 34 definiert wird. Die Öffnung 34 ist zwischen opaken Teilen 36 gebildet. In verschiedenen Ausführungsformen werden verschiedene Beleuchtungsquellen verwendet und das Licht der Beleuchtungsquelle wird kollimiert, bevor es durch den Belichtungsschlitz 34 hindurchtritt. Um das Licht gerichtet durch den Schlitz 34 zu senden, werden verschiedene Anordnungen verwendet. Der Strahl 32 durchtritt die Reduktionsprojektionslinse 40 und verringert die Größe des auf dem Retikel 44 gebildeten Bildes, das auf das Substrat 2 projiziert wird. Das Retikel 44 beinhaltet ein Belichtungsfeld 46, das vollständig auf das Substrat 2 projiziert wird. Die Struktur des Belichtungsfeldes 46 hat auf dem Substrat 2 eine verringerte Größe. Später, nachdem die Struktur entwickelt ist, wird die Struktur auf dem Substrat 2 in eine Maskenstruktur umgewandelt.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Belichtungsfeld 46 ein einzelnes Halbleiterplättchen und in anderen Ausfiihrungsformen beinhaltet das Belichtungsfeld 46 eine Mehrfachhalbleiterplättchen-Zelle. Damit die Beschreibung kurz und klar ist, wird das Bild des Belichtungsfeldes im Folgenden als Zelle bezeichnet, auch wenn die „Zelle“ in einigen Ausführungsformen ein Halbleiterplättchen sein kann. Die Pfeile zeigen die Richtungen an, entlang derer das Substrat 2 und das Retikel 44 während der Belichtung verschoben werden. Das Substrat 2 befindet sich auf einem Tisch (nicht gezeigt), der eine Verschiebungsbewegung ausführen kann, wobei eines von verschiedenen mechanischen Mitteln verwendet wird. Um das Retikel 44 zu bewegen, werden unterschiedliche mechanische Elemente und Anordnungen verwendet. In den Schritten 1, 2 und 3 in 3 bewegt sich das Retikel 44 in eine Richtung, die der des Substrats 2 entgegengesetzt ist. Die Schritte 1, 2 und 3 beinhalten eine Strukturierung einer ersten Zelle auf Substrat 2 und die Schritte 4, 5 und 6 beinhalten eine Strukturierung einer zweiten benachbarten Zelle auf Substrat 2 entlang derselben linearen Abtastung.
Die Schritte 1, 2, 3 entsprechen denjenigen Schritten, in denen der Strahl 32 durch das gesamte Belichtungsfeld 46 des Retikels 44 abtastet, um die Struktur auf die erste Zelle 50 des Substrates 2 zu projizieren. Nach dem Schritt 3 wird die Richtung, entlang der das Retikel 44 verschoben wird, umgedreht. Die Schritte 4, 5 und 6 entsprechen der Belichtung einer Zelle 52, die zu der Zelle 50 benachbart ist. Die Zelle 52 wird durch den Strahl 32 strukturiert, der das gesamte Belichtungsfeld 46 durchläuft, während das Retikel 44 in dieselbe Richtung wie Substrat 2 verschoben wird. Zusammenfassend gesagt, werden das Substrat 2 und das Retikel 44 in den Schritten 1, 2 und 3 in entgegengesetzte Richtungen verschoben und in den Schritten 4, 5 und 6 werden das Substrat 2 und das Retikel 44 in dieselben Richtungen verschoben. Daher entspricht die in Zelle 52 erzeugte Struktur der inversen Struktur von Zelle 50, auch wenn sie von demselben Retikel 44 gebildet sind. Dies ist in den 1 und 2 gezeigt, in denen zu sehen ist, dass die Strukturen, die entlang der Abtastungsrichtung auf benachbarte Halbleiterplättchen projiziert werden, zueinander invertiert sind. Diese Richtung des Retikels 44 ist für jede folgende Zelle entlang der Abtastungsrichtung umgedreht. Daher weist bei fortschreitender Abtastung entlang der Abtastungsrichtung jede Zelle eine Struktur auf, die zu der Struktur der benachbarten Zelle invers ist. Anders ausgedrückt, wird das Retikel 44, während das Substrat 2 in eine bestimmte Richtung relativ zu dem feststehenden Strahl 32 abgetastet wird, für aufeinander folgende Belichtungsfelder 46, die als Zelle (50, 52) auf das Substrat 2 projiziert werden, abwechselnd entlang entgegengesetzter Richtungen verschoben.
Nachdem die Belichtungsstruktur wie beschrieben gebildet wurde, wird ein Entwicklungsvorgang verwendet, um entweder den belichteten oder den unbelichteten Fotoresist für die Bildung einer Fotomaske zu entwickeln. In nachfolgenden Prozessschritten, wie zum Beispiel einer Ätzung, einer Ionenimplantation oder verschiedenen anderen Prozessen, wird die strukturierte Fotomaske eingesetzt.
Gemäß einem Aspekt stellt die Offenbarung ein Verfahren zur Strukturierung eines Substrates zur Verfügung. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Substrates, das in mehrere Halbleiterplättchen unterteilt ist, die in Spalten und Reihen angeordnet sind, und ein Bereitstellen einer Beleuchtungsquelle, eines Retikels und einer Projektionslinse. Das Verfahren sieht auch ein Strukturieren des Substrates mit einer Struktur von dem Retikel vor. Das Strukturieren erfolgt mithilfe eines Projizierens eines Strahls von der Beleuchtungsquelle durch das Retikel und die Projektionslinse auf das Substrat, mithilfe eines Abtastvorganges, der das Ausführen mehrerer Abtastungen umfasst, wobei jede Abtastung ein kontinuierliches Verschieben des Substrates relativ zu dem Strahl in einer kontinuierlichen linearen Abtastung entlang einer gesamten Spalte in einer Abtastrichtung umfasst. Der Begriff „Abtasten“ ist hier stets weit zu verstehen und soll im Wesentlichen auf die Relativbewegung des Strahls zu dem Objekt hinweisen, im Sinne eines „Rasterns“ oder „Scannens“.
Gemäß einem anderen Aspekt stellt die Offenbarung ein Verfahren zur Strukturierung eines Substrates zur Verfügung. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Substrates, das eine im Wesentlichen runde Form aufweist; und ein Bereitstellen einer Beleuchtungsquelle, eines Retikels und einer Projektionslinse. Das Verfahren sieht auch ein wiederholtes Projizieren einer Struktur vor, wobei die Struktur von einem Retikel auf ein Substrat projiziert wird, indem ein Strahl von der Beleuchtungsquelle durch das Retikel und die Projektionslinse auf das Substrat projiziert wird, wobei an einer ersten Position, die an oder neben einem Rand des Substrates angeordnet ist, begonnen wird und ein Abtasten durch kontinuierliches lineares Verschieben des Substrates relativ zu dem Strahl entlang einer Abtastrichtung vorgenommen wird, bis der Strahl an einer zweiten Position an oder neben dem Rand angelangt.
Ferner wird ein anderes Verfahren zur Strukturierung eines Substrates bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Substrates, das eine im Wesentlichen runde Form aufweist und mehrere Zellen beinhaltet, die in Reihen und Spalten angeordnet sind; ein Bereitstellen eines Systems, das eine Beleuchtungsquelle, ein Retikel und eine Projektionslinse umfasst, wobei das Retikel eine Zellenstruktur mit mehreren Halbleiterplättchen umfasst. Das Verfahren sieht auch ein Strukturieren des Substrates vor, wobei die Zellenstruktur wiederholt auf das Substrat projiziert wird, indem ein Strahl von der Beleuchtungsquelle durch das Retikel und die Projektionslinse auf das Substrat projiziert wird, wobei bei einer ersten Zelle begonnen wird, die in einer ersten Spalte die oberste oder unterste Zelle ist, und ein Abtasten unter Verwendung mehrerer Abtastungen, wobei jede Abtastung ein Verschieben des Retikels relativ zu dem Strahl beinhaltet, und ein Verschieben des Substrates relativ zu dem Strahl in einer Abtastrichtung in einer kontinuierlichen linearen Abtastung entlang der gesamten ersten Spalte beinhaltet.
Das Vorhergehende veranschaulicht lediglich die Prinzipien der Offenbarung. Es wird daher zu berücksichtigen sein, dass der Durchschnittsfachmann in der Lage sein wird, verschiedene Anordnungen auszuarbeiten, die, auch wenn sie vorliegend nicht ausdrücklich beschrieben oder gezeigt sind, die Prinzipien der Offenbarung verkörpern und in ihrer Idee und ihrem Umfang enthalten sind. Ferner sind alle Beispiele und die bedingte Sprache, die vorliegend zitiert werden, vornehmlich für ausdrücklich rein pädagogische Zwecke und als Hilfe für den Leser gedacht, um die Prinzipien der Offenbarung und die Konzepte zu verstehen, die von den Erfindern zur Förderung des Faches beigetragen wurden, und als nicht auf die konkret zitierten Beispiele und Bedingungen beschränkt auszulegen. Weiterhin sind alle vorliegenden Aussagen, die sich auf Prinzipien, auf Aspekte, auf Ausführungsformen der Offenbarung sowie auf konkrete Bespiele daraus beziehen, derart zu verstehen, dass sie sowohl strukturelle als auch funktionale Entsprechungen derselben erfassen. Zusätzlich sollen solche Entsprechungen sowohl derzeit bekannte Entsprechungen als auch solche Entsprechungen umfassen, die in Zukunft entwickelt werden, das heißt jedes entwickelte Teil, das unabhängig von seiner Struktur dieselbe Funktion erfüllt.
Es ist beabsichtigt, dass diese Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Figuren der beigefügten Zeichnungen gelesen wird, die als Teil der gesamten schriftlichen Beschreibung anzusehen sind. In der Beschreibung sind relative Angaben, wie zum Beispiel „unterer“, „oberer“, „horizontal“, „vertikal“, „oben“, „unten“, „nach oben“, „nach unten“ sowie Ableitungen davon (zum Beispiel „horizontale“, „abwärts“, „aufwärts“, etc.) derart auszulegen, dass sie sich auf die Orientierung beziehen, wie sie anschließend beschrieben ist oder wie sie in der erläuterten Zeichnung gezeigt ist. Diese relativen Angaben werden für die Verständlichkeit der Beschreibung verwendet und erfordern nicht, dass die Vorrichtung in einer bestimmten Orientierung hergestellt oder betrieben wird. Angaben, die Anfügungen, ein Verbinden oder ähnliches betreffen, wie zum Beispiel „verbunden“ und „untereinander verbunden“ beziehen sich auf relative Anordnungen, in denen Strukturen entweder direkt oder indirekt durch ineinandergreifende Strukturen aneinander gesichert oder aneinander angefügt werden, sowohl auf bewegliche oder starre Anfügungen als auch auf bewegliche oder starre Anordnungsbeziehungen, es sei denn, es wird ausdrücklich anders beschrieben.
Auch wenn die Offenbarung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Vielmehr sind die angefügten Ansprüche breit auszulegen, um andere Abänderungen und Ausführungsformen der Offenbarung einzuschließen, die von einem Durchschnittsfachmann vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und vom Bereich der Entsprechungen der Offenbarung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Strukturierung eines Substrates (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates (2), das in mehrere Halbleiterplättchen (6) unterteilt ist, die in Spalten und Reihen angeordnet sind; Bereitstellen einer Beleuchtungsquelle, eines Retikels (44) und einer Projektionslinse (40); Strukturieren des Substrates mit einer Struktur von dem Retikel, mithilfe eines Projizierens eines Strahls (32) von der Beleuchtungsquelle durch das Retikel und die Projektionslinse auf das Substrat, mithilfe eines Abtastvorganges der mehrere Abtastungen umfasst, wobei jede Abtastung ein kontinuierliches Verschieben des Substrates relativ zu dem Strahl in einer kontinuierlichen linearen Abtastung entlang einer gesamten der Spalten in einer Abtastungsrichtung umfasst, wobei das Ausführen mehrerer Abtastungen folgende Schritte beinhaltet: ein Ausführen einer ersten Abtastung (10) in der Abtastungsrichtung entlang einer ersten Spalte und ein Ausführen einer zweiten Abtastung (12) in eine entgegengesetzte Richtung entlang einer benachbarten zweiten Spalte, wobei jede der mehreren Abtastungen mit einer im Wesentlichen konstanten Abtastgeschwindigkeit ausgeführt wird, und das Verfahren weiterhin ein Schrittversetzten (8) umfasst, wobei das Substrat zwischen der ersten Abtastung und der zweiten Abtastung linear in eine Richtung bewegt wird, die im Wesentlichen orthogonal zur Abtastrichtung ist; wobei das Strukturieren des Substrates folgende Schritte beinhaltet: ein Verschieben des Retikels (44) relativ zu dem Strahl (32) während des Abtastens, wobei das Verschieben des Retikels ein Verschieben des Retikels entlang der Abtastungsrichtung umfasst, um ein erstes Halbleiterplättchen (50) der mehreren Halbleiterplättchen (6) zu bilden, und ein Verschieben des Retikels entlang einer Richtung, die zu der Abtastungsrichtung entgegengesetzt ist, um ein benachbartes zweites Halbleiterplättchen (52) der mehreren Halbleiterplättchen (6) entlang einer ersten Spalte der Spalten in der Abtastungsrichtung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Struktur eine Zelle umfasst, die mehrere der Halbleiterplättchen beinhaltet, und wobei jede Abtastung ein wiederholtes Projizieren der Zelle auf das Substrat entlang der Abtastungsrichtung beinhaltet und/oder wobei das Projizieren des Strahls (32) ein Bilden des Strahls beinhaltet, indem Licht von der Beleuchtungsquelle durch einen Belichtungsschlitz gerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Strukturieren des Substrates (2) ein Bilden des Strahls beinhaltet, indem Licht von der Beleuchtungsquelle durch einen Belichtungsschlitz (34) gerichtet wird, und/oder wobei das Substrat ein Halbleiterwafer ist, der eine im Wesentlichen runde Form aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Projizieren einer Struktur ein Verschieben des Retikels (44) relativ zu dem Strahl (32) während des Abtastens beinhaltet.
Verfahren zur Strukturierung eines Substrates, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates (2), das eine im Wesentlichen runde Form aufweist; Bereitstellen einer Beleuchtungsquelle, eines Retikels (44) und einer Projektionslinse (40); und wiederholtes Projizieren einer Struktur von dem Retikel (44) auf das Substrat (2), indem ein Strahl von der Beleuchtungsquelle durch das Retikel und die Projektionslinse auf das Substrat projiziert wird, wobei an einer ersten Position (22), die sich auf oder neben einem Rand (4) des Substrates (2) befindet ist, begonnen wird, und das Substrat kontinuierlich linear zu dem Strahl entlang einer Abtastrichtung verschoben wird, bis der Strahl (32) an eine zweite Position (24) gelangt, die sich auf oder neben dem Rand (4) befindet, wobei das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfasst: ein Schrittversetzten (8), wobei das Substrat (2) linear in eine Richtung bewegt wird, die im Wesentlichen orthogonal zu der Abtastrichtung ist, nachdem der Strahl an der zweiten Position (24) angelangt ist, anschließend ein weiteres wiederholtes Projizieren der Struktur von dem Retikel (44) durch die Projektionslinse (40) auf das Substrat, mithilfe eines weiteren Abtastens, indem das Substrat kontinuierlich linear relativ zu dem Strahl in eine Richtung verschoben wird, die zu der Abtastrichtung parallel und entgegengerichtet ist, bis der Strahl an eine dritte Position (26) gelangt, die sich auf oder neben dem Rand (4) befindet; wobei das wiederholte Projizieren einer Struktur ein Projizieren einer Halbleiterplättchenstruktur von dem Retikel auf jedes von mehreren einzelnen Halbleiterplättchen entlang der Abtastrichtung während des Abtastens umfasst, und wobei das Verschieben des Retikels (44) ein Verschieben des Retikels entlang der Abtastrichtung umfasst, um ein erstes Halbleiterplättchen (50) zu bilden, und ein Verschieben des Retikels entlang einer Richtung umfasst, die zu der Abtastrichtung entgegengesetzt ist, um entlang der Abtastrichtung ein benachbartes zweites Halbleiterplättchen (52) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Projizieren des Strahls das Bilden des Strahls beinhaltet, indem Licht von der Beleuchtungsquelle durch einen Belichtungsschlitz (34) gerichtet wird und/oder wobei das Abtasten ein Verwenden einer im Wesentlichen konstanten Abtastgeschwindigkeit beinhaltet und wobei das wiederholte Projizieren einer Struktur ein Verschieben des Retikels (44) relativ zu dem Strahl (32) während des Abtastens beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Retikel (44) eine Zellenstruktur beinhaltet, die mehrere Halbleiterplättchen beinhaltet, und wobei das wiederholte Projizieren einer Struktur die folgenden Schritte beinhaltet: Projizieren der Zellenstruktur auf jede der mehreren Zellen entlang der Abtastrichtung während des Abtastens, und Verschieben des Retikels entlang der Abtastrichtung, um eine erste Zelle (50) entlang der Abtastrichtung zu bilden, und Verschieben des Retikels entlang einer Richtung, die zu der Abtastrichtung entgegengesetzten ist, um eine benachbarte zweite Zelle (52) entlang der Abtastrichtung zu bilden.
Verfahren zur Strukturierung eines Substrates, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates (2), das mehrere Zellen, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, beinhaltet; Bereitstellen eines Systems, das eine Beleuchtungsquelle, ein Retikel (44) und eine Projektionslinse (40) beinhaltet, wobei das Retikel eine Zellenstruktur mit mehreren Halbleiterplättchen beinhaltet; und Strukturieren des Substrates durch wiederholtes Projizieren der Zellenstruktur auf das Substrat, indem ein Strahl (32) von der Beleuchtungsquelle durch das Retikel und die Projektionslinse auf das Substrat projiziert wird, wobei an einer ersten Zelle begonnen wird, welche in einer ersten Spalte der Spalten die oberste oder die unterste Zelle ist, und Durchführen eines Abtastvorganges, der mehrere Abtastungen umfasst, wobei jede Abtastung folgendes beinhaltet: ein Verschieben des Retikels (44) relativ zu dem Strahl (32), und ein Verschieben des Substrats (2) relativ zu dem Strahl in einer Abtastrichtung in einer kontinuierlichen linearen Abtastung entlang der gesamten ersten Spalte, wobei das Substrat (2) eine im Wesentlichen runde Form aufweist und die mehreren Abtastungen Folgendes beinhalten: eine erste Abtastung (10) entlang der ersten Spalte in eine erste Abtastrichtung und eine zweite Abtastung (12) entlang einer benachbarten Spalte in eine zweite Abtastrichtung, die parallel und entgegengerichtet zu der ersten Abtastrichtung ist, und das weiterhin ein Schrittversetzen (8) umfasst, wobei das Substrat zwischen der ersten Abtastung und der zweiten Abtastung linear in eine Richtung bewegt wird, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Abtastrichtung ist; wobei das Verschieben des Retikels (44) relativ zu dem Strahl (32) die folgenden Schritte umfasst: Verschieben des Retikels entlang der Abtastrichtung für eine erste Zelle (50) und Verschieben des Retikels entlang einer Richtung, die zur Abtastrichtung entgegengesetzt ist, für eine benachbarte zweite Zelle (52) entlang der kontinuierlichen linearen Abtastung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Projizieren eines Strahls das Bilden des Strahls (32) umfasst, indem Licht von der Beleuchtungsquelle durch einen Belichtungsschlitzgerichtet (34) wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei jede Abtastung ein Verschieben des Substrates (2) relativ zu dem Strahl mit einer im Wesentlichen konstanten Abtastgeschwindigkeit beinhaltet, das Substrat einen Halbleiterwafer umfasst und jede Zelle eine Reihe von Halbleiterplättchen aus integrierten Schaltkreisen umfasst.