-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lithographiesystem, insbesondere eine Abbildungsvorrichtung, wie eine Projektionsbelichtungsanlage, für die Abbildung von Strukturen mit einer Vielzahl von Mikrospiegeln in Mikrospiegelanordnungen sowie ein Verfahren zum Betrieb eines entsprechenden Systems.
-
STAND DER TECHNIK
-
Für die Herstellung mikroelektronischer Bauteile, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, oder mikromechanischer Systeme sind Lithographiesysteme bekannt, bei welchen lichtempfindliche Schichten auf Substraten zur Erzeugung von Strukturen belichtet werden. Für derartige Lithographiesysteme werden Vorrichtungen benötigt, die hier ganz allgemein als Abbildungsvorrichtungen bezeichnet werden sollen, mit denen es möglich ist, kleinste Strukturen auf eine strahlungs- bzw. lichtempfindliche Schicht eines Substrats (Wafer) zu übertragen. Zu derartigen Abbildungsvorrichtungen gehören Projektionsbelichtungsanlagen, bei denen über ein Beleuchtungssystem das Licht einer Lichtquelle, z.B. eines Lasers, auf eine Maske, das so genannte Retikel, geleitet wird, um dieses auszuleuchten. Die Strukturen der Maske bzw. Retikels werden über ein Projektionsobjektiv auf das Substrat mit der lichtempfindlichen Schicht abgebildet. Zur geeigneten Ausleuchtung des Retikels können im Beleuchtungssystem Lichtmodulationseinrichtungen, beispielsweise in Form einer Mikrospiegelanordnung (Micro Mirror Array, MMA) eingesetzt werden, um beispielsweise eine bestimmte Intensitätsverteilung des Lichts in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems zu erreichen. Eine derartige Projektionsbelichtungsanlage ist beispielsweise in der
DE 103 43 333 A1 beschrieben, welche durch Verweis vollständig in die vorliegende Beschreibung mit aufgenommen wird. Eine ähnliche Projektionsbelichtungsanlage ist auch in der
US 7,061,582 B2 beschrieben, bei welcher ebenfalls eine Mikrospiegelanordnung eingesetzt wird.
-
Die
US 7,053,987 B2 beschreibt ganz allgemein, räumliche Lichtmodulationseinrichtung, so genannte Spatial Light Modulators SLMs, die in Lithographiesystemen eingesetzt werden, um eine Amplitudenverteilung, eine Phasenverteilung und/oder eine Polarisationsverteilung der Strahlung zu bewirken.
-
Auch die Offenbarung der
US 7,061,582 B2 und der
US 7,053,987 B2 wird durch Verweis vollständig hierin mit aufgenommen, da sie potenzielle Anwendungsfälle für die vorliegende Erfindung darstellen.
-
Darüber hinaus ist es aus der
EP 914626 bzw.
WO 98/04959 bekannt, mit einer Lichtmodulationseinrichtung in Form einer Mikrospiegelanordnung ein maskenloses Lithographiesystem zu verwirklichen, bei welchem anstelle der Beleuchtung eines Retikels mit der entsprechenden Mikrostruktur die abzubildende Struktur durch die Stellung der Mikrospiegel einer Mikrospiegelanordnung und die dadurch bewirkte Intensitätsverteilung erzeugt wird. Auch dieser Stand der Technik stellt einen Anwendungsfall für die vorliegende Erfindung dar und wird somit vollständig hierin mit aufgenommen.
-
Unter Mikrospiegelanordnung wird nachfolgend eine Anordnung einer Vielzahl von Spiegeln verstanden, bei denen jeder Spiegel um mindestens eine Achse, vorzugsweise zwei senkrecht zueinander angeordnete Achsen verkippbar ist. Entsprechend können die Mikrospiegel mindestens zwei Kipppositionen einnehmen, in denen sie um eine Kippachse mit unterschiedlicher Orientierung bzw. Kippwinkel verdreht sind. Neben wenigen diskreten Kipppositionen können derartige Mikrospiegel auch um eine oder mehrere Drehachsen stufenlos verkippbar sein, sodass sie eine Vielzahl von Kipppositionen einnehmen können.
-
Das Verkippen der Mikrospiegel erfolgt über Aktuatoren, die geeignet angesteuert werden müssen, wobei entsprechende Einstellungsparamter für die Aktuatoren für bestimmte Kipppositionen sorgen.
-
Bei der Vielzahl von Mikrospiegeln in einer Mikrospiegelanordnung kann durch die unterschiedliche Einstellung der Kipppositionen der Mikrospiegel ein sogenanntes Muster erzeugt werden, welches durch die jeweiligen Kipppositionen der Mikrospiegel definiert ist. Entsprechend gibt es Musterparameter, die die Menge aller für das einzustellende Muster der Verkippungen der Mikrospiegel notwendigen Parameter der einzelnen Aktuatoren der Mikrospiegel umfassen.
-
Damit stellt sich für Mikrospiegelanordnungen (MMAs) das Problem, dass die Vielzahl der Mikrospiegel in geeigneter Weise gesteuert werden muss. Hierbei müssen große Datenmengen in kurzer Zeit übertragen werden.
-
Dies kann dazu führen, dass aufgrund von hohen Datenraten kurze Schaltzeiten der Spiegel sowie entsprechend schnelle Taktzeiten nicht mehr möglich sind, da diese durch die Datenübertragungszeit begrenzt sind. Nimmt man beispielsweise eine Mikrospiegelanordnung mit 40000 Spiegeln mit je vier aktiven Kanälen für eine Einstellung in zwei Freiheitsgraden bei einer Einstellgenauigkeit von 10 Bit, so wäre bei einer Einstellzeit von 1 Millisekunde eine Datenrate von mindestens 160 Megabit pro Sekunde nötig. Diese erforderliche Datenrate würde bei einer Erhöhung der Spiegelanzahl, der Einstellgenauigkeit oder der benötigten Bandbreite für Protokolldaten noch zusätzlich stark ansteigen.
-
Darüber hinaus können in entsprechenden Lithographiesystemen mehrere Mikrospiegelanordnungen mit jeweils einer Vielzahl von Mikrospiegeln zum Einsatz kommen, sodass sich das Problem zusätzlich erhöht.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuerung für mehrere Mikrospiegelanordnungen, beispielsweise 8 bis 16 Mikrospiegelanordnungen mit jeweils sehr vielen Spiegeln, beispielsweise mindestens 1000 Stück und bis zu 10 Millionen Spiegel, bereitzustellen, die eine Stellung der einzelnen Mikrospiegel in zwei oder mehr diskrete Kipppositionen oder eine stufenlose Verstellung um mindestens eine Drehachse bei einer hohen Schaltfrequenz ermöglicht, sodass beispielsweise für jeden Lichtpuls der Belichtung in einem entsprechenden Lithographiesystem ein neues Muster der Stellung der Kipppositionen der Mikrospiegel einstellbar ist.
-
TECHNISCHE LÖSUNG
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Lithographiesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Lithographiesystems mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Lithographiesystem vor, bei dem eine kaskadierte Speicherung von Parametern bzw. Musterparametern für die Positionierung der Mikrospiegel in den Mikrospiegelanordnungen vorgenommen wird, wobei durch die kaskadenartige Struktur der Parameterspeicherung und/oder -bereitstellung lediglich in der letzten Stufe der Kaskade die Parameter für die Einstellung der Kipppositionen der Spiegel in einer eng definierten und schnellen Art und Weise bereitgestellt werden müssen, während in den ersten Stufen der Kaskade Abweichungen hinsichtlich der Gleichmäßigkeit und/oder Geschwindigkeit der Datenbereitstellung möglich sind. Dadurch wird der Aufwand für die Bereitstellung der Parameter für die Einstellung der Kipppositionen der Mikrospiegel reduziert und es lässt sich eine große Anzahl von Mikrospiegeln in mehreren Mikrospiegelanordnungen bzw. entsprechenden Unterteilungen von einer großen Anzahl von Mikrospiegeln in Mikrospiegelanordnungen in effizienter Weise mit hoher Geschwindigkeit einstellen.
-
Entsprechend wird vorgeschlagen mindestens einen Sammelmusterspeicher vorzusehen, der Musterparameter zur Einstellung der Kippposition von Mikrospiegeln in mehreren Mikrospiegelanordnungen speichert, sowie jeweils ein Einzelmusterspeicher für die jeweiligen Mikrospiegelanordnungen, der jeweils nur Musterparameter für die jeweilige Mikrospiegelanordnung speichert. In den Einzelmusterspeichern können die Musterparameter gespeichert werden, die als nächstes den Aktuatoren für die Einstellung der Mikrospiegel bereitgestellt werden müssen, während in den Sammelmusterspeichern Musterparameter für mehrere Mikrospiegelanordnungen für spätere Einstellungen der Kipppositionen der Mikrospiegel gespeichert werden können. Entsprechend muss eine erste elektronische Schaltung zur Übertragung der Musterparameter von einem Musterprozessor, der die Musterparameter bestimmt, zum Sammelmusterspeicher hinsichtlich der Übertragungsgeschwindigkeit und/oder der Gleichmäßigkeit der Übertragung geringere Anforderungen erfüllen, als eine zweite elektronische Schaltung zur Übertragung von Musterparametern vom Sammelmusterspeicher zu den Einzelmusterspeichern beziehungsweise von den Einzelmusterspeichern zu den Aktuatoren der Mikrospiegel.
-
Die zweite elektronische Schaltung zur Übertragung der Musterparameter von einem Sammelmusterspeicher zu den Einzelmusterspeichern der Mikrospiegelanordnungen kann eine digitalelektronische Schaltung umfassen, die als zweite digitalelektronische Schaltung bezeichnet wird und die eine schnelle Übertragung der Musterparameter ermöglicht.
-
Darüber hinaus kann das Lithographiesystem eine erste digitalelektronische Schaltung aufweisen, die dem mindesten eine Sammelmusterspeicher zugeordnet ist und das Speichern von Musterparametern vom Musterprozessor im Sammelmusterspeicher und das Auslesen der Musterparameter aus dem Sammelmusterspeicher ermöglicht.
-
Eine derartige digitalelektronische Schaltung, die als erste digitalelektronische Schaltung bezeichnet werden kann, kann Teil der ersten elektronischen Schaltung zur Übertragung der Musterparameter vom Musterprozessor zum Sammelmusterspeicher und Teil der zweiten elektronischen Schaltung zur Übertragung von Musterparametern vom Sammelmusterspeicher zu den Einzelmusterspeichern sein, während die zweite digitalelektronische Schaltung für die Übertragung der Musterparameter an die Einzelmusterspeicher Teil der zweiten elektronischen Schaltung ist und als zweite digitalelektronische Schaltung bezeichnet wird.
-
Die zweite und die erste digitalelektronische Schaltung können in einer einzigen digitalelektronischen Schaltung integriert sein.
-
Das Lithographiesystem kann weiterhin eine Musterablaufsteuerungseinheit umfassen, die Auslöse- und/oder Taktsignale für die Übertragung von Musterparametern in die Sammel- und/oder Einzelmusterspeicher erzeugt, sodass die Datenübertragung synchronisiert mit dem übrigen Prozessablauf des Lithographiesystems erfolgt. Darüber hinaus kann die Musterablaufsteuerungseinheit Steuersignale zur Auslösung der Schaltvorgänge bereitstellen, die eine Übernahme der Muster in den Einzelmusterspeichern in die tatsächliche Mikrospiegelstellung auslösen. Insbesondere kann eine Synchronisierung der Parameterbereitstellung und/oder -übermittlung für die Einstellung der Kipppositionen der Mikrospiegel mit der Erzeugung des Arbeitslichts für das Lithographiesystem und/oder anderen Betriebsparametern erfolgen. Darüber hinaus kann die Übernahme der Muster in den Einzelmusterspeichern in die tatsächliche Mikrospiegelstellung mit der Erzeugung des Arbeitslichts für das Lithographiesystem mit einem fest definierten Zeitversatz synchronisiert werden. Beispielsweise lassen sich bei einem sogenannten Wafer-Stepper mit scannender Beleuchtung die Erzeugung von Lichtpulsen für die Belichtung und die Bewegung des Wafers und/oder Retikels mit der Einstellung der Kipppositionen der Mikrospiegel synchronisieren.
-
Die Musterablaufsteuerungseinheit kann in die erste elektronische Schaltung zur Übertragung der Musterparameter vom Musterprozessor an die Sammelmusterspeicher integriert sein.
-
Ferner können die Musterparameter und die Auslöse- und/oder Taktsignale einer Musterablaufsteuerungseinheit über gemeinsame Leitungen übertragen werden.
-
Das Lithographiesystem kann ferner so ausgebildet sein, dass Sensorinformationen von Überwachungseinrichtungen und/oder Prozessinformationen über den Prozessablauf der Anlagensteuerung sowie Prozessablaufdaten der Musterablaufsteuerungseinheit zur Verfügung gestellt werden, um eine synchronisierte Verkippung der Mikrospiegel mit den übrigen Prozessabläufen zu ermöglichen und somit direkt Optimierungen am Ergebnis des Lithographieprozesses vorzunehmen. Darüber hinaus können Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtungen zur Überwachung und/oder Ermittlung von Statusinformationen der Sammel- und/oder Einzelmusterspeicher vorgesehen sein, die ebenfalls der Steuerung und insbesondere der Musterablaufsteuerungseinheit zur Verfügung gestellt werden können, um sicherzustellen, dass die entsprechenden Abläufe korrekt erfolgen und insbesondere in den Speichern die notwendigen Daten bzw. Parameter zur Einstellung der Kipppositionen der Spiegel zur Verfügung stehen.
-
Mit einem entsprechenden Lithographiesystem ist es insbesondere möglich, die Belichtung eines Wafers in mehreren Teilschritten vorzunehmen, beispielsweise die Belichtung von verschiedenen Bereichen des Wafers, den sogenannten Dies, die beispielsweise jeweils einem Chip entsprechen, wobei die Erzeugung der Musterparameter und/oder die Übertragung von Musterparametern in den Sammelmusterspeicher für den jeweiligen Teilschritt noch nicht abgeschlossen sein muss, während die Belichtung des Wafers in dem betreffenden Teilschritt bereits begonnen hat. Mit anderen Worten kann die Belichtung eines Die´s bereits begonnen haben, während gleichzeitig noch Musterparameter für Mikrospiegelanordnungen für die Belichtung desselben Die´s, beispielsweise für spätere Lichtpulse, noch erzeugt und/oder bereitgestellt werden. Als Teilschritt kann auch die Belichtung eines gesamten Wafers oder die Belichtung von mehreren Wafern in einem Los angesehen werden, sodass zwar für den Teilschritt, also die Belichtung des Wafers oder von mehreren Wafern in einem Los die Parameter für die Einstellung der Mikrospiegel bereits vorgegeben ist, aber die Berechnung der Parameter und/oder die Übermittlung der Parameter laufend mit dem Fortschritt der Belichtung erfolgt.
-
Bei einem Step-and-Scan-Verfahren kann in einem Teilschritt die Belichtung des Wafers mit mehreren Lichtpulsen folgen, wobei für jeden Lichtpuls ein anderes Muster der Mikrospiegelanordnungen einstellbar ist.
-
Entsprechend können die Musterparameter zwischen zwei Lichtpulsen und/oder während eines Lichtpulses von einem Sammelmusterspeicher zu den Einzelmusterspeichern übertragen werden, wenn beispielsweise im Einzelmusterspeicher lediglich Platz für die Musterparameter eines Musters oder zweier Muster ist. Besitzt der Einzelmusterspeicher beispielsweise lediglich Speicherplatz für die Musterparameter eines Musters, in diesem Fall das tatsächlich eingestellte Muster der Mikrospiegel, so müssen die Musterparameter zwischen zwei Lichtpulsen übertragen werden, wobei noch zusätzlich genug Zeit für die Schaltung der Spiegel sein muss. Besitzt der Einzelmusterspeicher Speicherplatz für zwei Muster (das aktuell eingestellte Muster und das nächste Muster), so können während der Belichtung mittels eines Lichtpulses die Musterparameter für den nächsten Lichtpuls in den zweiten Speicherplatz geladen werden, während die Musterparameter für den aktuellen Lichtpuls (d.h. die aktuelle Kippwinkelstellung der Mikrospiegel) im ersten Speicher geladen sind.
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
-
1 ein maskenloses Lithographiesystem,
-
2 eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Lichtmodulationseinrichtung im Beleuchtungssystem,
-
3 eine perspektivische Darstellung eines Wafer-Steppers nach dem Step-and-Scan-Prinzip,
-
4 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Elektronik-Architektur für die Steuerung von mehreren Mikrospiegelanordnungen,
-
5 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Elektronik-Architektur für die Steuerung von mehreren Mikrospiegelanordnungen,
-
4 eine Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Elektronik-Architektur für die Steuerung von mehreren Mikrospiegelanordnungen und in
-
7 eine Darstellung des Steuerungs- und Belichtungsablaufs eines Wafer-Steppers der Ausführungsform der 5.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
-
1 zeigt ein erstes, rein schematisches Beispiel eines Lithographiesystems, bei welchem das Licht oder allgemein die Strahlung eine Lichtquelle bzw. Strahlungsquelle 1 entlang einer optischen Achse 9 auf eine Lichtmodulationseinrichtung 2 mit mehreren Mikrospiegelanordnungen (Micro-Mirror-Array, MMA) fällt, welche eine Struktur oder ein Muster erzeugt, das über ein Projektionsobjektiv 3 auf einen Wafer 4 oder allgemein Substrat mit einer strahlungsempfindlichen Schicht abgebildet wird.
-
Die Mikrospiegelanordnung 2 weist eine Vielzahl von Mikrospiegeln auf, die über eine Steuerungseinheit 30 angesteuert werden, um ihre Ausrichtung und Position über Aktuatoren einzustellen. Durch eine Veränderung der Stellung bzw. Position der Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 2 können unterschiedliche Muster erzeugt und durch das Projektionsobjektiv 3 auf den Wafer 4 abgebildet werden. Die Einstellung der Mikrospiegel bezüglich ihrer Kippposition stellt selbst eine Struktur bzw. ein Muster dar, sodass die für die Einstellung der Kipppositionen der Vielzahl an Mikrospiegeln erforderlichen Einstellungsparameter als Musterparameter bezeichnet werden.
-
Eine weitere Anwendung von Mikrospiegelanordnungen in einem Lithographiesystem zeigt die 2, in welchem eine Projektionsbelichtungsanlage gezeigt ist, bei welcher das Licht bzw. allgemein die Strahlung einer Strahlungs- bzw. Lichtquelle 10 über ein Beleuchtungssystem 11a, 11b, 12 auf ein Retikel 15 gelenkt wird, dessen Struktur über das Projektionsobjektiv 13 wiederum auf einen Wafer 14 abgebildet wird.
-
Das Beleuchtungssystem umfasst entlang der optischen Achse 19 zwei Beleuchtungsoptiken 11a und 11b, zwischen denen wiederum eine Lichtmodulationseinrichtung 12 mit mehreren Mikrospiegelanordnungen (MMA) vorgesehen ist. Die Lichtmodulationseinrichtung 12 wird in diesem Ausführungsbeispiel dazu verwendet, in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems 11a, 11b, 12 eine variabel einstellbare Intensitätsverteilung der Strahlung zu erzeugen. Auch hier wird die Lichtmodulationseinrichtung 12 über eine Steuerungseinheit 30 derart gesteuert, dass die Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnungen durch entsprechende Ausrichtung und Positionierung zu der gewünschten Intensitätsverteilung der Strahlung in der Pupillenebene beitragen.
-
Das Optiksystem in 2 kann beispielsweise auch derart umgestaltet werden, dass mit der Lichtmodulationseinrichtung die Ausleuchtung in der Feldebene oder einer anderen optischen Ebene beeinflusst werden kann.
-
In der Ausführungsform der
2 ist noch eine dritte Anwendung einer Lichtmodulationseinrichtung
17 mit einer oder mehreren Mikrospiegelanordnungen gezeigt, die mit der oder den Mikrospiegelanordnungen der Lichtmodulationseinrichtung
12 gemeinsam gesteuert werden können. Bei der Lichtmodulationseinrichtung
17 wird Licht bzw. Strahlung einer Hilfslicht- bzw. Strahlungsquelle
16 entsprechend der optischen Achse
18 auf ein optisches Element des Projektionsobjektiv
13 geleitet, um beispielsweise durch die Hilfsstrahlung strahlungsinduzierte Abbildungsfehler, beispielsweise aufgrund einer ungleichmäßigen Strahlungsverteilung über dem entsprechenden optischen Element des Projektionsobjektivs
13, zu kompensieren. Eine derartige Anwendung ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2007 014 699.1 offenbart, deren Inhalt hiermit durch Verweis vollständig in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen ist. Die beiden anderen Anwendungsfälle von Lichtmodulationseinrichtungen, die in den
1 und
2 beschrieben sind, sind beispielsweise in der
DE 103 43 333 sowie der
EP 914626 bzw.
WO 98/04950 beschrieben, wobei deren Offenbarungsgehalt ebenfalls durch Verweis vollständig hierin aufgenommen ist.
-
Die Lichtmodulationseinrichtung 17 mit mehreren Mikrospiegelanordnungen kann auch über eine separate Steuerungseinheit 31 gesteuert werden, die die Position der Mikrospiegel gemäß den Anforderungen des einzustrahlenden Korrekturlichts festlegt.
-
Sowohl die Steuerungseinheit 30 als auch die Steuerungseinheit 31 können als Regelungseinrichtungen ausgeführt sein, bei welchen in Abhängigkeit von Messwerten, beispielsweise von Sensoren oder dergleichen, die Sollpositionen der Mikrospiegel in Abhängigkeit der gemessenen Positionen entsprechend bekannten regelungstechnischer Maßnahmen geregelt werden. Entsprechend können Messvorrichtungen bzw. Sensoren oder dergleichen (nicht gezeigt) zusätzlich vorgesehen sein.
-
Die 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Schema des Wirkprinzips eines Lithographiesystem in Form eines sogenannten Wafer-Steppers, der nach dem Step-and-Scan-Prinzip arbeitet. Wie der 3 zu entnehmen ist, wird die Struktur eines Retikels 15, die beispielsweise die Struktur eines Chips darstellt, mehrfach auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 14 übertragen, sodass die Struktur mehrfach in sogenannten Die´s 21 abgebildet wird. Hierzu wird jedoch die Struktur des Retikels 15 nicht gleichzeitig auf einmal abgebildet, sondern die Struktur des Retikels 15 wird nur mit einem schmalen Belichtungsstreifen 20 belichtet, der über die Struktur des Retikels 15 gescannt wird, wobei die Belichtung in diskreten Belichtungspulsen erfolgt. Gleichzeitig bewegt sich der Wafer 14 entsprechend dem Scan des Belichtungsstreifen relativ zum Projektionsobjektiv 13, mit dem die Struktur des Retikels 15 auf den Wafer 14 abgebildet wird.
-
Die 4 bis 6 zeigen nunmehr schematische Darstellung verschiedener Ausführungsformen von Elektronik-Architekturen für die Steuerung von mehreren Mikrospiegelanordnungen, wie sie in Lithographiesystemen, die in den 1 bis 3 beschrieben worden sind, eingesetzt werden können. Hierbei sind in den Figuren gleiche Komoponenten, die in den verschiedenen Ausführungsformen der Elektronik-Architekturen Verwendung finden, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden exemplarisch entsprechend nur für eine Ausführungsform beschrieben.
-
Ein entsprechendes Lithographiesystem weist eine elektronische Steuerung 32 zur Steuerung der verschiedenen Komponenten auf, wie beispielsweise zur Steuerung der Relativbewegung zwischen Retikel 15 und Belichtungsstreifen 20 sowie des Wafers 14 zum Projektionsobjektiv 13 und der Steuerung der Belichtung für die verschiedenen Belichtungspulse. Entsprechend kann die elektronische Anlagensteuerung eine Takteinheit 44 umfassen, die entsprechende Zeit- oder Taktsignale erzeugt.
-
Weiterhin ist eine Funktionssteuerung 33 vorgesehen, mit der unterschiedliche optische Funktionen beispielsweise durch die verwendeten Mikrospiegelanordnungen eingestellt werden können. Die entsprechende Funktionssteuerung 33 kann Teil der Anlagensteuerung 32 sein.
-
Darüber hinaus umfasst die Steuerung einen Musterprozessor 35, mit dem auf Basis der Informationen von der Funktionssteuerung 33 die einzustellenden Muster der Mikrospiegelanordnungen, also die Muster der verschiedenen Kippstellungen der Mikrospiegel, bestimmt werden. Die von dem Musterprozessor 35 für die gewünschten Abbildungseigenschaften bestimmten Musterparameter werden über eine Musterdatenübertragung 36 an eine erste digitalelektronische Schaltung 37 übertragen, die einen Sammelmusterspeicher 38 steuert und betreibt. Im Sammelmusterspeicher 38 werden die von dem Musterprozessor 35 erzeugten Musterparameter für die Einstellung der Vielzahl von Mikrospiegeln der verschiedenen Mikrospiegelanordnungen gespeichert. Wie sich aus der Darstellung der 4 ergibt, können in einer entsprechenden Elektronik-Architektur für die Steuerung von mehreren Mikrospiegelanordnungen mehrere Sammelmusterspeicher 38 mit jeweils einer zugeordneten digitalelektronischen Schaltung 37 vorgesehen sein, die wiederum als Musterspeicher für mehrere Mikrospiegelanordnungen 41 dienen.
-
Wie ebenfalls aus der 4 zu entnehmen ist, weist die Steuerungsarchitektur darüber hinaus eine Musterablaufsteuerungseinheit 43 auf, die ebenso wie die anderen Komponenten in der elektronischen Anlagensteuerung 32 integriert sein kann oder als separate Komponente ausgeführt sein kann, wobei die Musterablaufsteuerungseinheit Auslöse- und/oder Taktsignale, sogenannte Triggersignale 42, zur Verfügung stellt, mit der die Übertragung von Musterparametern in und aus dem Sammelmusterspeicher 38 und zur Weitersendung an die einzelnen Mikrospiegelanordnungen 41 getaktet wird. Die Musterablaufsteuerungseinheit erhält dazu Ablaufparametersignale 34 von der Funktionssteuerung 33 sowie Zeitsignale 45 anderer Komponenten, wie z.B. einer Waferstage, und Taktsignale für die Lichtquelle 46 von der Takteinheit 44. Entsprechend kann die Umschaltung der Mikrospiegelanordnungen 41 synchronisiert mit den Lichtpulsen der Licht- oder Strahlungsquelle sowie der Scanposition von Wafer 14 und Retikel 15 erfolgen, da abgestimmt auf die Lichtpulse der Lichtquelle sowie die Scanpositionen des Wafers 14 und des Retikels 15 die Musterablaufsteuerungseinheit 43 entsprechende Triggersignale 42 erzeugt, mit denen die Datenübertragung und Bereitstellung der Musterparameter zur Einstellung der Kipppositionen der Mikrospiegel in den Mikrospiegelanordnungen 41 getaktet werden kann.Wie sich ebenfalls aus der 4 ergibt, ist jeder Mikrospiegelanordnung 41 ein Einzelmusterspeicher 40 zugeordnet, der die Musterparameter für die Einstellung der Kipppositionen der Mikrospiegel in der jeweiligen Mikrospiegelanordnung 41 speichert, wobei über eine zweite digitalelektronische Schaltung 39 die Datenübertragung von dem Sammelmusterspeicher 38 in die Einzelmusterspeicher 40 der jeweiligen Mikrospiegelanordnung 41 erfolgt. Gleichzeitig kann mit den Musterparametern zur Einstellung der Kipppositionen der einzelnen Mikrospiegel das Triggersignal 42 zum Takten der Positionswechsel der Mikrospiegel übertragen werden.
-
Durch die Architektur mit mindestens einem Sammelmusterspeicher 38 für mehrere Mikrospiegelanordnungen 41 und jeweils einem Einzelmusterspeicher 40 für jede Mikrospiegelanordnung 41 kann sichergestellt werden, dass eine schnelle Schaltung und hohe Taktfrequenz der Mikrospiegelanordnungen trotz der hohen Datenmengen und der entsprechend erforderlichen Datenübertragungsraten gewährleistet werden kann. Durch die Verwendung von Sammelmusterspeichern 38 können Musterparameter für zukünftige Belichtungsaufgaben vorberechnet und bereits in dem oder den Sammelmusterspeichern 38 abgespeichert werden, sodass lediglich aus den Sammelmusterspeichern 38 die für die nächsten Belichtungen erforderlichen Musterparameter an die Einzelmusterspeicher 40 übertragen werden müssen. Da eine Vorausberechnung der Musterparameter erfolgen kann, kann die Datenübertragung durch die Musterdatenübertragungseinheit 36 langsamer erfolgen, als durch die zweite digitalelektronische Schaltung 39, die in Abhängigkeit des Speicherumfangs der Einzelmusterspeicher 40 die erforderlichen Musterparameter rechtzeitig zum Zeitpunkt des Schaltens der Mikrospiegel bereitstellen muss. Darüber hinaus kann auch eine Schwankung der Übertragungsgeschwindigkeit beziehungsweise Bereitstellung der Musterparameter bei der Musterdatenübertragungseinheit 36 zugelassen werden, während die digitalelektronische Schaltung 39 hohen Anforderungen an die Taktbeständigkeit genügen muss, um sicherzustellen, dass die Musterparameter für die Einstellung der Mikrospiegel rechtzeitig zum Zeitpunkt des Wechsels der Spiegelpositionen für die Steuerung der einzelnen Spiegel zur Verfügung stehen. Die kaskadierte Struktur mit Sammelmusterspeichern 38 und Einzelmusterspeichern 39 sowie entsprechend angepassten Einheiten beziehungsweise Schaltungen zur Daten- und Signalübertragung ermöglicht somit, eine Vielzahl von Mikrospiegelanordnungen sehr schnell zu steuern.
-
Dabei können die entsprechenden Einheiten oder Schaltungen in Einheiten und Schaltungen zur Übertragung von Signalen und Daten mit hohen und weniger strengen Echtzeitanforderungen unterschieden werden. Die Muster für die Einstellungen der Mikrospiegel werden für ein Die 21 auf einem Wafer, eine kompletten Wafer 14 oder ein komplettes Los einer Vielzahl von Wafern vorberechnet, sodass die Echtzeitanforderungen für die Bereitstellung der Musterparameter verringert werden können und nur sichergestellt werden muss, dass im Sammelmusterspeicher 38 mindestens das nächste zum Einzelmusterspeicher 40 zu übertragende Muster vorliegt. Eine Schwankung des Füllgrads des Sammelmusterspeichers ist entsprechend möglich, wobei jedoch immer ein ausreichender Füllgrad angestrebt werden sollte. Je nach den gewählten optischen Funktionen beziehungsweise dem Zeitraum, wie weit zeitlich die Musterparameter und damit die einzustellenden Muster bekannt sind, können andere Anforderungen an den Füllgrad des Musterspeichers gegeben sein. Der Teil der Elektronikarchitektur mit strengen Echtzeitanforderungen und somit einem sogenannten geringen Latenz-Jitter muss jedoch sicherstellen, dass die Musterschaltung passend zu den Lichtpulsen des Arbeitslichts erfolgt, beispielsweise genau zwischen zwei Lichtpulsen, die in einem zeitlichen Abstand in der Größenordnung von 1/10000 Sekunde. Dies wird bei der vorgestellten Architektur der 4 durch die zweite digitalelektronische Schaltung und zumindest teilweise durch die erste digitalelektronische Schaltung 37 hinsichtlich des Auslesens der erforderlichen Musterparameter sowie durch das entsprechende Ein- und Auslesen der Musterparameter in die Einzelmusterspeicher 40 sichergestellt.
-
Die 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Elektronik-Architektur für die Steuerung einer Vielzahl von Mikrospiegeln in Mikrospiegelanordnungen, bei welcher die zweite digitalelektronische Schaltung in der ersten digitalelektronischen Schaltung 37 integriert sei.
-
Die 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Übertragung der Triggersignale und die Datenübertragung für die Musterparameter über eine gemeinsame Hochgeschwindigkeitsverbindung 47 erfolgt, sodass auf separate Leitungen für die Datenübertragung und die Übertragung der Zeit- und/oder Taktsignale verzichtet werden kann. Darüber hinaus zeigt die Trennlinie 48 an, welche Komponenten unmittelbar im Lithographiesystem angeordnet sein können (rechts von der Trennlinie 48) und welche außerhalb und entfernt vom Lithographiesystem in externen Schaltschränken angeordnet sein können.
-
In den 4 bis 6 ist nicht dargestellt, dass an den Mikrospiegeln Überwachungs- und Diagnoseeinrichtungen angeordnet sein können, die die Stellung der Mikrospiegel überwachen, wobei von den Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtungen entsprechende Messwerte an die Musterablaufsteuerungseinheit 43 beziehungsweise die Anlagensteuerung 32 übermittelt werden können, um sicherstellen zu können, dass eine entsprechende Schaltung der Spiegel erfolgt ist. Darüber hinaus können auch die Speicher also der Sammelmusterspeicher 38 und/oder der Einzelmusterspeicher 40 entsprechende Überwachungs- und/oder Diagnoseeinrichtungen aufweisen, die beispielsweise bestimmen können, ob die erforderlichen Musterparameter bereits in den Speichern vorliegen.
-
Die 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines entsprechenden Lithographiesystems wobei die Blöcke 50 die zeitliche Abfolge der Belichtung von verschiedenen Die´s darstellen. Hierzu erfolgt entsprechend der Blöcke 51 eine Berechnung der verschiedenen Musterparameter für die Belichtung eines Die´s, wobei zu erkennen ist, dass im zeitlichen Ablauf sich die Blöcke 50 und 51 teilweise überschneiden, sodass also die Berechnung für die Musterparameter der Die´s noch nicht abgeschlossen ist, während die Belichtung des Die´s bereits begonnen hat.
-
Die Blöcke 52 stellen die Datenübertragung für die verschiedenen Musterparameter bezüglich eines Die´s dar, wobei wiederum zu erkennen ist, dass die Datenübertragung bereits begonnen hat, bevor die Berechnung der Muster abgeschlossen ist und dass die Datenübertragung noch andauert, während die Belichtung des Die´s bereits begonnen hat.
-
Die Blöcke 53 zeigen die zeitliche Abfolge von Triggersignalen für die Datenübertragung der Musterparameter und die Speicherung der Musterparameter in den Einzelmusterspeichern an, während die Blöcke 54 die Schaltzeiten für die verschiedenen Muster an den Mikrospiegeln darstellen. Die Blöcke 55 wiederum zeigen die einzelnen Lichtpulse für die Belichtung eines Die´s, wobei zu erkennen ist, dass während eines Lichtpulses 55 die Musterparameter für das nächste Muster geladen werden, sodass zwischen den Lichtpulsen die Stellung der Kipppositionen entsprechend der geladenen Musterparameter eingestellt werden kann.
-
Das in der 7 dargestellte Ablaufschema betrifft die Vorausberechnung der Musterparameter für die Belichtung eines Die´s, wobei eine Vorausberechnung, wie bereits oben erwähnt, jedoch auch für einen ganzen Wafer oder für eine ganzes Los von mehreren Wafern durchgeführt werden kann.
-
Wie sich aus der 7 ergibt, können die Musterparameter, da die Bestimmung der Musterparameter für die Belichtung eines Die´s nach Beginn der Belichtung des Die´s noch nicht abgeschlossen ist, noch während der Belichtung geändert werden, wenn beispielsweise durch Überwachungseinrichtungen Messdaten bereitgestellt werden, die durch die Regelung zu veränderten Abbildungsbedingungen führen.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Licht- oder Strahlungsquelle
- 10
- Licht- oder Strahlungsquelle
- 11a, 11b
- Beleuchtungsoptik
- 12
- Lichtmodulationseinrichtung
- 13
- Projektionsobjektiv
- 14
- Wafer
- 15
- Retikel
- 16
- Hilfslichtquelle
- 17
- Lichtmodulationseinrichtung
- 18
- optische Achse
- 19
- optische Achse
- 2
- Lichtmodulationseinrichtung
- 20
- Belichtungsstreifen
- 21
- Die
- 3
- Projektionsobjektiv
- 30
- Steuerungseinheit
- 31
- Steuerungseinheit
- 32
- Anlagensteuerung
- 33
- Funktionssteuerung
- 34
- Ablaufparamtersignale
- 35
- Musterprozessor
- 36
- Muster-Datenübertragungseinheit
- 37
- erste digitalelektronische Schaltung
- 38
- Sammelmusterspeicher
- 39
- zweite digitalelektronische Schaltung
- 4
- Wafer
- 40
- Einzelmusterspeicher
- 41
- Mikrospiegelanordnung
- 42
- Triggersignal
- 43
- Musterablaufsteuerungseinheit
- 44
- Takteinheit
- 45
- Zeitsignale
- 46
- Taktsignal Lichtquelle
- 47
- Hochgeschwindigkeitsverbindung für Takt- und Datensignale
- 48
- Trennlinie
- 9
- optische Achse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10343333 A1 [0002]
- US 7061582 B2 [0002, 0004]
- US 7053987 B2 [0003, 0004]
- EP 914626 [0005, 0041]
- WO 98/04959 [0005]
- DE 102007014699 [0041]
- DE 10343333 [0041]
- WO 98/04950 [0041]
