DE10338018B4

DE10338018B4 - Fotolitographisches Verfahren

Info

Publication number: DE10338018B4
Application number: DE10338018A
Authority: DE
Inventors: Chun-Cheng Panchiao Liao; Yuan-Hsun Jungli Wu
Original assignee: Nanya Technology Corp
Current assignee: Nanya Technology Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: US20050100827A1; TW200412475A; TW594429B; US7014965B2; DE10338018A1

Abstract

Fotolitographie-Verfahren, umfassend die Schritte:
– Bereitstellen einer Fotolitographie-Vorrichtung mit einer ersten Fotomaske darin, die mindestens ein rechteckiges Muster darauf aufweist;
– Bereitstellen eines Wafers und Ausführen eines ersten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das erste rechteckige Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die erste Fotomaske und der Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des ersten rechteckigen Musters bewegt werden;
– Ersetzen der ersten Fotomaske durch eine zweite Fotomaske, die mindestens ein zweites rechteckiges Muster darauf aufweist; und
– Ausführen eines zweiten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das zweite rechteckige Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die zweite Fotomaske sowie der um plus oder minus 90° gedrehte Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des zweiten rechteckigen Musters bewegt werden.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung von Halbleiterbauteilen, und insbesondere auf ein fotolitographisches Verfahren zu Reduzierung von Effekten bzw. Auswirkungen von Linsen-Aberration.
Beschreibung verwandter Technik
Die Herstellung von komplexen Halbleiterbauteilen beinhaltet, mehrfache Lagen von Bauteilmerkmalen unter Verwendung von fotolitographischen Techniken auf ein Substrat zu definieren. Um einen korrekten elektrischen Kontakt zwischen den verschiedenen Lagen oder Niveaus von Bauteilmerkmalen zu erreichen, muss jede Lage genau zu der darunterliegenden Lage ausgerichtet werden. Falsche Ausrichtung einer Lage von Bauteilmerkmalen in Bezug auf die vorhergehende darunterliegende Lage kann zu unbeabsichtigten Öffnungen oder Kurzschlüssen zwischen Bauteilmerkmalen auf verschiedenen Niveaus führen, was das Versagen des gesamten Produkts verursacht.
Eine Ausrichtung von Lagen von Bauteilmerkmalen ist herkömmlicherweise durch die Verwendung von Überlagerungszielen, typischerweise Kasten-in-Kasten-Zielen (box-in-box targets) erreicht worden, die in der Kerbe, die den äusseren Rand eines Chipherstellungsbereichs auf einem Halbleiter-Wafer umgibt, angeordnet sind. Zusätzlich ist die Ausrichtung innerhalb jeder einzelnen Lage von Bauteilmerkmalen herkömmlicherweise erreicht worden durch die Verwendung globaler Ausrichtungsmarkierungen, die in der Kerbe des Bereichs, in dem keine Chips hergestellt werden, an dem äusseren Rand eines Halbleiter-Wafers angeordnet sind und die Verwendung der lokalen Ausrichtungsmarkierungen, die in der Kerbe zwischen den Chips auf einem Halbleiter-Wafer angeordnet sind. Wenn die Kasten-in-Kasten-Ziele, die lokalen Ausrichtungsmarkierungen und die globalen Ausrichtungsmarkierungen erst einmal ausgerichtet sind, wird angenommen, dass eine einzelne Lage der Bauteilmerkmale innerhalb des Herstellungsbereichs ebenso in korrekter Ausrichtung ist. Trotzdem ist beobachtet worden, dass bedeutende Überlagerungsfehler wie Asymmetrie, Verzerrung und schlechte kritische bzw. entscheidende Durchmesser(CD)-Gleichmäßigkeit der übertragenen Muster in dem Produktbereich auftreten können, sogar wenn alle beschriebenen Ausrichtungsmarkierungen in korrekter Ausrichtung sind und die Kasten-in-Kasten-Überlagerungsfehler auf Null gebracht worden sind. Das unbeabsichtigte Phänomen kann das Ergebnis von Linsen-Aberration aus einem Linsenfehler bzw. -versagen sein, so wie z. B. eine Projektionslinse innerhalb des optischen Systems einer fotolitographischen Vorrichtung und die üblichen Linsenaberrationen, die sphärische Aberration, Astigmatismus, Koma, Feldkrümmung oder Verzerrung zeigt.
In 1 ist ein schematisches Diagramm eines Schrittscanners 5, eines Typs von fotolitographischer Vorrichtung, dargestellt und hiernach mit Scanner 5 abgekürzt. In einem von dem Scanner 5 ausgeführten fotolitographischen Verfahren, projiziert eine Lichtquelle (nicht gezeigt) Licht L durch ein Schlitzfeld S maskierender Lamellen 10, durch die transparenten Abschnitte eines Musters auf einer Strichplatte 12, angeordnet auf einer Strichplatten-Plattform 14, durch Projektionslinsen (nicht gezeigt) in einem optischen Projektionssystem 16, fokussiert auf den Wafer 18, angeordnet auf der Wafer-Plattform 20. Während des beschriebenen fotolitographischen Verfahrens bewegen sich Strichplatten-Plattform 14 und Wafer-Plattform 20 gleichzeitig und Licht L tastet die Strichplatte 12 ab, um Muster darauf Schritt für Schritt auf die Wafer-Plattform 20 zu übertragen. Bewegungen von Strichplatten-Plattform 14 und von Wafer-Plattform 20 können gleich oder entgegengesetzt auf die tatsächliche Anordnung des optischen Projektionssystems 16 sein.
In 2a bis 2d sind Abschnitte des herkömmlichen Fotolitographie-Verfahrens zur Herstellung eines Dynamic-Random-Access-Speichers (DRAM) vom Trench-Typ dargestellt und die fotolitographische Vorrichtung, die hier verwendet ist, ist zum Beispiel der beschriebene Scanner 5.
In 2a ist eine erste Strichplatte 12a bereitgestellt und auf der Strichplatten-Plattform 14 angeordnet (nicht gezeigt). In der ersten Strichplatte 12a sind Überlagerungsziele 100 in den Ecken davon angeordnet und spezifische im Bereich 105 gezeigte Übertragungsmuster dargestellt. Die spezifischen im Bereich 105 dargestellten Übertragungsmuster können zum Beispiel eine Vielzahl von Paaren eines ersten rechteckigen transparenten Gebiets 120 sein, die darin symmetrisch angeordnet sind, umgeben von dem opaken Gebiet 110. Jedes erste rechteckige transparente Gebiet 120 hat kurze Seiten und lange Seiten, die jeweils parallel zur in 2a gezeigten X- und Y-Ausrichtung sind.
In 2b ist ein Wafer 18a, der eine Kerbe 130 als Ausrichtungsmarkierung darin aufweist, bereitgestellt. Die Ausrichtungsmarkierung hier ist nicht auf die Kerbe 130 von herkömmlichen 8 Zoll-Wafern beschränkt und kann ebenso zum Beispiel die flache Seite von 6 Zoll-Wafern sein. Zusätzlich ist der Wafer 18a mit einer Fotolackschicht 133, gebildet durch fotosensitive Materialien, beschichtet, und andere beschichtete Lagen, zum Beispiele Anti-Reflexions-Beschichtungs(ARC)-Lagen, zum Verbessern des fotolitographischen Ergebnisses können weiter darauf gebildet sein. Als nächstes ist der mit der Fotolackschicht 133 beschichtete Wafer 18a auf der Wafer-Plattform 20 angeordnet, wobei die Ausrichtungsmarkierung 130 parallel zur in 2b gezeigten Y-Ausrichtung ist.
Nach der korrekten Ausrichtung der betreffenden Lage wird eine erste Fotolitographie (nicht gezeigt) ausgeführt, indem die Strichplatten-Plattform 14 (nicht gezeigt) und die Wafer-Plattform 20 in der gleichen oder entgegengesetzten Ausrichtung parallel zu der Scanrichtung 135 bewegt werden, parallel zu den langen Seiten des ersten rechteckigen transparenten Gebiets 120, um Muster des ersten rechteckigen transparenten Gebiets 120 auf den Wafer 18a zu übertragen. Nach nachfolgender Entwicklung und Ätzen werden erste übertragene Muster 120', zum Beispiel zur Herstellung von Trench-Kondensatoren, auf dem Wafer 18a gebildet und im Gebiet 140 von 2b gezeigt. Die ersten übertragenen Muster 120' sind geringfügig größer als die Ziel-CD des ersten rechteckigen transparenten Gebiets 120 und schlechte entscheidende Abmessungen (CD) der ersten übertragenen Muster 120' auf der kurzen Achse und Asymmetrie jedes Paars von ersten übertragenen Mustern 120', bewirkt durch die Linsen-Aberration, können beobachtet werden. Daher kann ein Kondensator vom Trench-Typ mit den übertragenen Mustern 120' auf dem Wafer 18a durch nachfolgende Herstellungsvorgänge gebildet werden (nicht gezeigt).
In 2c wird die vorherige Strichplatte auf der Strichplatten-Plattform 14 (nicht gezeigt) durch eine zweite Strichplatte 12b ersetzt, die Überlagerungsziele 100' aufweist, die in den Ecken davon angeordnet sind, und eine Vielzahl von zweiten rechteckigen transparenten Gebieten 170, umgeben von dem opaken Gebiet 160. Jedes zweite transparente rechteckige Gebiet 170 hat lange und kurze Seiten, die jeweils parallel zu den X- und Y-Ausrichtungen in 2c sind.
In 2d wird erneut der vorherige Wafer 18a, der Kondensatoren vom Trench-Typ darauf mit dem ersten übertragenen Muster 120' aufweist, bereitgestellt. Zusätzlich ist der Wafer 18a mit einer durch fotosensitive Materialien gebildeten Widerstandlage 183 beschichtet, und andere beschichtete Lagen, zum Beispiel Anti-Reflexionsbeschichtungs(ARC)-Lagen, zum Verbessern des fotolitographischen Ergebnis können weiterhin darauf gebildet werden.
Als nächstes wird der mit der Fotolackschicht 183 daran beschichtete Wafer 18a auf der Wafer-Plattform 20 angeordnet und die Ausrichtungsmarkierung 130 darauf ist parallel zu der in 2d gezeigten Y-Ausrichtung. Dann wird eine zweite Fotolitographie (nicht gezeigt) nach der korrekten Ausrichtung der betreffenden Lage ausgeführt, indem die Strichplatten-Plattform 14 (nicht gezeigt) und die Wafer-Plattform 20 in der gleichen oder entgegengesetzten Ausrichtung parallel zu der Scanrichtung 165 bewegt werden, parallel zu den kurzen Seiten des zweiten rechteckigen transparenten Gebiets 170, um Muster des zweiten rechteckigen transparenten Gebiets 170, zum Beispiel zur Herstellung von aktiven Gebieten auf den Wafer 18a zu übertragen. Daher können aktive Gebiete zum Aufnehmen von Innenimplantationen mit dem zweiten übertragenen Muster 170' auf dem Wafer 18a gebildet werden, indem nachfolgende Herstellungsvorgänge ausgeführt werden (nicht gezeigt). Nach nachfolgender Entwicklung und Ätzen (nicht gezeigt) werden aktive Gebiete mit den zweiten übertragenen Muster 170' auf dem Wafer 18a gebildet, gezeigt im Gebiet 180 von 2d, zum Beispiel jeweils ein Paar der darunterliegenden Trench-Kondensatoren mit den ersten übertragenen Muster 120' überlagernd.
Daher variieren Überlappgebiete D zwischen den aktiven Bereichen mit zweiten übertragenen Mustern 170', die die darunterliegenden Trench-Kondensatoren mit den ersten übertragenen Muster 120' überlagern, von einem zum anderen. Schlechte entscheidende Abmessungs(CD)-Gleichmäßigkeit der ersten übertragenen Muster 120' und durch Linsen-Aberration bewirkte Asymmetrie davon werden beobachtet. Daher treten Überlagerungsfehler auf und die elektrische Leistung von nachfolgend gebildeten Bauteilmerkmalen ist ebenso betroffen.
US 6 411 364 B1 offenbart eine Belichtungsvorrichtung zum Übertragen eines Musters, das auf einer Maske gebildet wurde, auf ein fotoempfindliches Substrat mit Hilfe eines optischen Belichtungssystems zum Belichten eines lokalen Gebiets auf der Maske mit einem Lichtstrahl. Es wird ein optisches Projektionssystem zum Projizieren des Maskenmusters auf das fotoempfindliche Substrat offenbart, eine Scanvorrichtung zum gleichzeitigen Scannen der Maske und des fotoempfindlichen Substrats und eine Vorrichtung zum Einstellen der Breite des Belichtungsgebiets in Scanrichtung des fotoempfindlichen Substrats zusammen mit einem Belichtungsgebiet auf der Maske bezüglich des optischen Projektionssystems.
US 6 455 203 B1 offenbart ein Maskenherstellungsverfahren, aufweisend: Durchführen eines mehrfachen Belichtungsprozesses an einem Substrat, so dass eine Anzahl von latenten Bildern auf dem Substrat gebildet wird, und Bearbeiten des belichteten Substrats, um effektive Maskenmuster herzustellen, wobei der mehrfache Belichtungsprozess einen ersten Belichtungsschritt zum Bilden eines latenten Bildes von relativ feinen periodischen Mustern auf dem Substrat beinhaltet, und einen zweiten Belichtungsschritt zum Bilden eines latenten Bildes eines relativ groben Musters auf dem Substrat beinhaltet.
US 5 981 116 A offenbart eine Vielzahl von Abgleichmarkierungen, die entlang einer Scanrichtung gebildet sind, und wenn ein erster Wafer belichtet werden soll, wird eine Grundlinienmenge eines Abgleichsensors gemessen durch Verwenden eines ersten Paares von Abgleichmarkierungen und wenn ein zweiter Wafer belichtet werden soll, wird die Grundlinienmenge gemessen durch Verwenden eines zweiten Paares von Abgleichmarkierungen wobei die Größe des Fehlers in Scanrichtung bestimmt wird.
US 5 933 219 A offenbart eine Belichtungsvorrichtung und ein Verfahren, wobei eine Maske und ein Substrat bezüglich eines Belichtungsstrahls in Scannrichtung gescannt werden. Der Belichtungsstrahl hat eine Polarisationsrichtung. Die Maske beinhaltet mindestens erste und zweite Muster. Die Polarisationsrichtung des Belichtungsstrahls wird während des Scanvorgangs geändert, so dass jede des ersten und zweiten Musters einem polarisierten Lichtstrahl ausgesetzt wird, der in der gleichen Richtung polarisiert ist, wie die Längsrichtung des Musters.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Problem des Standes der Technik sind die schlechte CD-Gleichmäßigkeit und durch die Linsen-Aberration bewirkte Asymmetrie der übertragenen Muster. Dieses Problem wird durch die vorliegende Erfindung gemäß den Ansprüchen gelöst, das ein Fotolitographie-Verfahren bereitstellt, das folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Fotolitographie-Vorrichtung mit einer ersten Fotomaske darin, die mindestens ein rechteckiges Muster darauf aufweist;
Bereitstellen eines Wafers und Ausführen eines ersten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das erste rechteckige Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die erste Fotomaske und der Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des ersten rechteckigen Musters bewegt werden;
Ersetzen der ersten Fotomaske durch eine zweite Fotomaske, die mindestens ein zweites rechteckiges Muster darauf aufweist; und
Ausführen eines zweiten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das zweite rechteckige Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die zweite Fotomaske sowie der um plus oder minus 90° gedrehte Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des zweiten rechteckigen Musters bewegt werden.
Die vorliegende Erfindung gemäß den Ansprüchen stellt weiterhin ein Fotolithogrphie-Verfahren bereit, welches umfasst:
Bereitstellen einer Fotolitographie-Vorrichtung mit einer ersten Fotomaske, die mindestens ein erstes rechteckiges transparentes Gebiet darin aufweist;
Bereitstellen eines Wafers, der mit einer Fotolackschicht beschichtet ist;
Ausführen eines ersten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das erste rechteckige transparente Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die erste Fotomaske und der mit einer Fotolackschicht darauf beschichtete Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des ersten transparenten rechteckigen Musters bewegt werden;
Ausführen von Entwicklung und Ätzen, um ein Bauteil mit einem ersten übertragenen Muster zu bilden, das eine lange Achse und eine kurze Achse auf dem Wafer aufweist, worin die lange Achse senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Wafers ist;
Ersetzen der ersten Fotomaske durch eine zweite Fotomaske, die mindestens ein zweites rechteckiges transparentes Muster darauf aufweist;
Bereitstellen des Wafers, der ein Bauteil mit dem ersten übertragenen Muster aufweist, beschichtet mit einer Fotolackschicht;
Ausführen einer eines zweiten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das zweite rechteckige transparente Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die zweite Fotomaske sowie der um plus oder minus 90° gedrehte Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des zweiten rechteckigen Musters bewegt werden; und

– Entwickeln und Ätzen, um ein Bauteil mit dem zweiten übertragenen Muster auf dem Wafer zu bilden, das eine lange Achse und eine kurze Achse aufweist, und welches das Bauteil mit dem ersten übertragenen Muster darunter überlappt, worin die lange Achse davon senkrecht zu der kurzen Achse des darunterliegenden Bauteils mit dem ersten übertragenen Muster ist.

Daher wird durch die Erfindung ein Fotolitographie-Verfahren zur Reduzierung von Effekten von Linsen-Aberrationen bereitgestellt. Das Fotolitographie-Verfahren weist die Schritte auf: Bereitstellen einer Fotolitographie-Vorrichtung mit einer ersten Strichplatte, die mindestens ein erstes rechteckiges transparentes Gebiet darauf aufweist, Bereitstellen eines Wafers, der mit einer Fotolackschicht darauf beschichtet ist, eine erste Fotolitographie durch die Fotolitographie-Vorrichtung zum Übertragen des ersten rechteckigen transparenten Musters auf den Wafer, indem gleichzeitig die erste Strichplatte und der mit einer Fotolackschicht darauf beschichtete Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen, um ein Bauteil mit einem ersten übertragenen Muster zu bilden, das eine lange Achse und eine kurze Achse auf dem Wafer aufweist, worin die lange Achse senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Wafers ist, Ersetzen der ersten Strichplatte durch eine zweite Strichplatte, die mindestens ein zweites rechteckiges transparentes Muster darauf aufweist, Bereitstellen des Wafers, der ein Bauteil mit dem ersten übertragen Muster, beschichtet mit einer Fotolackschicht, aufweist, Ausführen einer zweiten Fotolitographie durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das zweite rechteckige transparente Muster auf die Fotolackschicht zu übertragen, indem gleichzeitig die zweite Strichplatte und der Wafer in einer minus 90° oder Plus-Drehung in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des zweiten rechteckigen transparenten Musters bewegt werden und Entwickeln und Ätzen, um ein Bauteil mit dem zweiten übertragenen Muster auf dem Wafer zu bilden, das eine lange Achse und eine kurze Achse aufweist, und Überlappen des Bauteils mit dem ersten übertragenen Muster darunter, worin die lange Achse davon senkrecht zu der kurzen Achse des darunterliegenden Bauteils mit dem ersten übertragenen Muster ist.
In der vorliegenden Erfindung sind die kurzen Seiten der rechteckigen Muster der zwei separaten Strichplatten parallel zu der Scanrichtung in jeder Fotolitographie. Zwei übertragene Muster mit orthogonalen Überlagerungsstrukturen werden gebildet, indem der Wafer Plus oder Minus 90° in einem der beschriebenen Fotolitographie-Verfahren gedreht wird und die durchschnittlichen Effekte während des Scanvorgangs davon können Effekte von Linsen-Aberration auf die übertragenen Muster reduzieren. Daher werden Überlagerungsfehler in den Herstellungen und elektrische Leistungen von überlappter Bauteilstruktur verbessert.
Eine detaillierte Beschreibung wird in den folgenden Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitende Zeichnung gegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung kann durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und Beispiele, unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung, vollständiger verstanden werden, worin:
1 ein schematisches Diagramm einer Schrittscanner-Fotolitographievorrichtung des Standes der Technik ist;
2a–2d schematische Ansichten sind, die fotolitographische Effekte von Linsen-Aberration in Abschnitten der herkömmlichen Vorgänge von DRAMs des Trench-Typs des Standes der Technik zeigen;
3a–3e schematische Ansichten sind, die fotolitographische Effekte von Linsen-Aberration in Abschnitten der herkömmlichen Vorgänge von DRAMs des Trench-Typs zeigen, verbessert durch eine Ausführungsform der Erfindung;
4 Ergebnisse der Reduzierung von Effekten von Linsen-Aberration gemäß der Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In 3a bis 3e sind Abschnitte der fotolitographischen Vorgänge zur Herstellung eines Dynamic Random Access Speichers (DRAM) vom Trench-Typ gemäß der Erfindung zur Reduzierung von Effekten von Linsen-Aberration dargestellt.
In den fotolitographischen Vorgängen der Erfindung kann eine hier verwendete Fotolitographie-Vorrichtung, zum Beispiel der beschriebene Scanner 5 sein und wird bereitgestellt. Eine erste Strichplatte 120a, die darin angeordnet ist, die Überlagerungsziele 100 aufweist, die in den Ecken davon angeordnet sind, und im Bereich 205 gezeigte spezifische Übertragungsmuster sind dargestellt. Die spezifischen Übertragungsmuster, die im Bereich 205 gezeigt sind, können zum Beispiel eine Vielzahl von Paaren von ersten rechteckigen transparenten Gebieten 220 zur Herstellung von Trench-Kondensatoren sein, die zum Beispiel symmetrisch in der ersten Strichplatte 120a angeordnet sind, und umgeben von dem opaken Gebiet 210. Jedes erste rechteckige transparente Gebiet 220 hat lange Seiten und kurze Seiten, die jeweils parallel zu den in 3a gezeigten X- und Y-Ausrichtungen sind. Zusätzlich kann die erste Strichplatte 120a neu oder wie in 3b gezeigt verändert sein, indem neue Überlagerungsziele 200 auf der ersten Strichplatte 12a nach einer plus oder minus 90° Drehung gebildet werden.
In 3c ist ein Wafer 18b, der eine Kerbe 230 darauf als eine Ausrichtungsmarkierung aufweist, bereitgestellt. Die Ausrichtungsmarkierung hier ist nicht auf die Kerbe 230 eines herkömmlichen 8 Zoll Wafers eingeschränkt und kann ebenso zum Beispiel eine flache Seite eines 6 Zoll Wafers sein. Zusätzlich ist eine Fotolackschicht 233 gebildet, indem zum Beispiel der Wafer 18b mit fotosensitiven Materialien beschichtet ist und andere beschichtete Lagen, zum Beispiel Anti-Reflexionsbeschichtungs(ARC)-Lagen zum Verbessern des Litographieergebnisses weiterhin darauf gebildet werden können. Als nächstes wird der mit der Fotolackschicht 133 beschichtete Wafer 18b minus 90° gedreht (oder plus 90°, abhängig von der tatsächlichen Musteranordnung) und angeordnet auf der Wafer-Plattform 20 mit der Ausrichtungsmarkierung 230 parallel zu der in 3c gezeigten X-Ausrichtung.
Dann wird eine erste Fotolitographie (nicht gezeigt) nach der korrekten Ausrichtung der lokalen Lage ausgeführt, indem die Strichplatten-Plattform 14 (nicht gezeigt) und die Wafer-Plattform 20 in der gleichen oder entgegengesetzten Ausrichtung parallel zu der Scanrichtung 235 bewegt werden, parallel zu den kurzen Seiten des ersten rechteckigen transparenten Gebiets 220, um Muster des ersten rechteckigen transparenten Gebiets 220 auf den Wafer 18b zu übertragen. Nach nachfolgender Entwicklung und Ätzen werden erste übertragene Muster 220' auf dem Wafer 18b gebildet und im Gebiet 240 gezeigt, dass in 3c gezeigt ist. Daher können Bauteile mit ersten übertragenen Mustern 220' so wie Kondensatoren vom Trench-Typ (nicht gezeigt) auf dem Wafer 18b durch nachfolgende Herstellungsvorgänge von Kondensatoren vom Trench-Typ gebildet werden.
In der beschriebenen ersten Fotolitographie gemäß der vorliegenden Erfindung zur Bildung eines ersten übertragenen Musters 220' bewegt sich der Wafer 18b parallel zur Scanrichtung 235 entlang der kurzen Seiten der ersten rechteckigen transparenten Gebiete 220 und die Ausrichtungsmarkierung 230 davon ist senkrecht zu der Bewegung des Wafers 18b. Daher können durchschnittliche Effekte während des Scanvorgangs der ersten Fotolitographie die Effekte von Linsen-Aberration auf das erste rechteckige transparente Gebiet 220 der ersten Strichplatte 120a reduzieren und Paare von ersten übertragenen Muster 220' mit ähnlichen entscheidenden Abmessungen (CD) in der kurzen Achse davon können gebildet werden und besserer Symmetrie davon kann ebenso erreicht werden.
In 3d wird die vorherige Strichplatte auf der Strichplatten-Plattform 14 (nicht gezeigt) durch eine zweite Strichplatte 220b ersetzt, die Überlagerungsziele 100' aufweist, die in den Ecken davon angeordnet sind, und eine Vielzahl von zweiten rechteckigen transparenten Gebieten 270 zur Herstellung von aktiven Bereichen, zum Beispiel umgeben von dem opaken Gebiet 260. Jedes zweite transparente rechteckige Gebiet 270 hat lange Seiten und kurze Seiten, die jeweils parallel zu den X- und Y-Ausrichtungen in 3d sind.
In 3e ist erneut der Wafer 18b, der Bauteile mit den ersten übertragenen Mustern 220' so wie Kondensatoren vom Trench-Typ darauf aufweist, bereitgestellt. Zusätzlich ist der Wafer 18b mit einer anderen durch fotosensitive Materialien gebildeten Fotolackschicht 283 beschichtet und andere beschichtete Lagen, zum Beispiel eine Anti-Reflexionsbeschichtungs(ARC)-Lage zum Verbessern des Litographieergebnisses können weiterhin darauf gebildet werden.
Als nächstes wird der vorherige Wafer 18b, der Bauteile mit den ersten übertragenen Muster 220' aufweist, die mit der Fotolackschicht 283 darauf beschichtet sind, auf der Wafer-Plattform 20 angeordnet und die Ausrichtungsmarkierung 230 davon ist parallel zu der in 3e gezeigten Y-Ausrichtung. Dann wird eine zweite Fotolitographie (nicht gezeigt) nach der korrekten Ausrichtung der lokalen Lage ausgeführt, indem die Strichplatten-Plattform 14 (nicht gezeigt) und die Wafer-Plattform 20 in der gleichen oder entgegengesetzten Ausrichtung parallel zu der Scanrichtung 265 bewegt werden, parallel zu den kurzen Seiten des ersten rechteckigen transparenten Gebiets 270, um Muster der ersten rechteckigen transparenten Gebiete 270 auf den Wafer 18b zu übertragen.
Daher können Bauteile so wie aktive Bereiche mit den zweiten übertragenen Muster 270', die eine lange Achse und eine kurze Achse aufweisen, die Innenimplantation aufnehmen, auf dem Wafer 18b gebildet werden, indem nachfolgende Herstellungsvorgänge aktiver Bereiche ausgeführt werden. Nach nachfolgender Entwicklung und Ätzen (nicht gezeigt) werden Bauteilmerkmale so wie aktive Bereiche mit zweiten übertragenen Muster 270' auf dem Wafer 18b gebildet, gezeigt im Gebiet 280 von 3e, zum Beispiel jeweils ein Paar der darunterliegenden Trench-Kondensatoren mit den ersten übertragenen Muster 220' überlagernd.
Weiterhin werden Effekte von Linsen-Aberration auf die darunterliegenden Bauteilmerkmale so wie Trench-Kondensatoren mit ersten übertragenen Mustern 220' durch das Fotolitographie-Verfahren der Erfindung reduziert und Paare von ersten übertragenen Muster 220' mit ähnlicher entscheidender Abmessungs(CD)-Gleichmäßigkeit und besserer Symmetrie können erreicht werden.
Zusätzlich bewegt sich in der beschrieben zweiten Fotolitographie zur Bildung der zweiten übertragenen Muster 270' der Wafer 18b parallel zu der Scanrichtung 265 entlang der kurzen Seiten der zweiten rechteckigen transparenten Gebiets 270 und die Ausrichtungsmarkierung 230 davon ist parallel zu der Bewegungsrichtung des Wafers 18b. Die durchschnittlichen Effekte während des Scanvorgangs der zweiten Fotolitographie können ebenso die Effekte von Linsen-Aberration auf zweite rechteckige transparente Gebiete 270 der zweiten Strichplatte 120b reduzieren.
Deshalb sind Überlappgebiete D' zwischen Bauteilen mit den zweiten übertragenen Mustern 170, die jeweils jede zwei darunterliegenden Bauteilmerkmale überlagern, zum Beispiel Trench-Kondensatoren mit ersten übertragenen Muster 120' ähnlich und weniger als die in 2d gezeigten Überlappgebiete D von Linsen-Aberration betroffen. Daher können Überlagerungsfehler in den Herstellungen vermieden werden und elektrische Leistung von nachfolgend gebildeten Bauteilen wird verbessert.
In der vorliegenden Erfindung sind die kurzen Seiten der rechteckigen Muster von zwei separaten Strichplatten parallel zu der Scanrichtung in jeder Fotolitographie. Zwei übertragene Muster mit orthogonalen Überlagerungsstrukturen werden gebildet, indem der Wafer plus oder minus 90° in einem der beschriebenen Fotolitographie-Verfahren gedreht wird und die durchschnittlichen Effekte während der Scanvorgänge davon können Effekte von Linsen-Aberration auf die übertragenen Muster reduzieren. Daher werden Überlagerungsfehler in den Herstellungen und elektrischen Leistungen von überlappter Bauteilstruktur verbessert.
Die Verwendung des Fotolitographie-Verfahrens zum Reduzieren von Linsen-Aberration gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Trench-Typ DRAM Herstellungsvorgänge beschränkt und ist für jeden Herstellungsvorgang geeignet, der zwei separate Strichplatten mit orthogonal überlappendem rechteckigen Übertragungsmuster darauf aufweist. Unter Verwendung des Fotolitographie-Verfahrens der Erfindung können bessere Fotolitographie-Leistungen erreicht werden.
4 zeigt Ergebnisse eines Paars von ersten übertragenen Mustern 120' und 220', gebildet, indem die ersten rechteckigen transparenten Muster der ersten Strichplatten 12a und 120a auf einen Wafer unter festgehaltenen Fotolitographie-Parametern gemäß des Fotolitographie-Verfahrens des Stands der Technik übertragen worden sind, wie in 2b dargestellt und das Fotolitographie-Verfahren der Erfindung wie in 3c dargestellt.
CD-Unterschiede von zwölf Abtastpunkten über das Schlitzfeld S in der Fotolitographie zwischen jeden zwei ersten übertragenen Mustern 120' und 220' werden gemessen und in 4 gezeigt. Das CD-Ziel auf der kurzen Seite von ersten übertragenen Mustern 120' und 220' ist 155 nm.
Gemittelte CD-Unterschiede zwischen zwei benachbarten ersten übertragenen Muster 120', gebildet durch das Fotolitographie-Verfahren des Stands der Technik ist 9.26 nm und das zwischen zwei ersten übertragenen Mustern 220', gebildet durch das Fotolitographie-Verfahren der Erfindung ist 6.11 nm, weniger als das gestattete Vorgangsfenster von 5% des CD-Ziels von etwa 7,75 nm.
Das Fotolitographie-Verfahren der Erfindung reduziert die Effekte von Linsen-Aberration auf Fotolitographie und die CD-Unterschiede zwischen jedem Paar von darauf gebildeten Muster. Daher wird die Symmetrie von jeden zwei benachbarten übertragenen Mustern verbessert und Überlagerungsfehler auf nachfolgende Bauteilmerkmale können reduziert werden und die Überlagerungsgenauigkeit der Vorgänge wird ebenso verbessert.
Während die Erfindung durch Beispiele und in Ausdrücken der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist. Im Gegenteil wird beabsichtigt, verschiedene Veränderungen und ähnliche Anordnungen abzudecken (wie den Fachleuten klar wäre). Daher sollte der Schutzumfang der angefügten Ansprüche entsprechend der breitesten Interpretation entsprechen, um alle derartigen Veränderungen und ähnliche Anordnungen zu umfassen.

Claims

Fotolitographie-Verfahren, umfassend die Schritte: – Bereitstellen einer Fotolitographie-Vorrichtung mit einer ersten Fotomaske darin, die mindestens ein rechteckiges Muster darauf aufweist; – Bereitstellen eines Wafers und Ausführen eines ersten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das erste rechteckige Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die erste Fotomaske und der Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des ersten rechteckigen Musters bewegt werden; – Ersetzen der ersten Fotomaske durch eine zweite Fotomaske, die mindestens ein zweites rechteckiges Muster darauf aufweist; und – Ausführen eines zweiten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das zweite rechteckige Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die zweite Fotomaske sowie der um plus oder minus 90° gedrehte Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des zweiten rechteckigen Musters bewegt werden.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Fotolitographie-Vorrichtung ein Schrittscanner ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das erste rechteckige Muster zur Herstellung von Trench-Kondensatoren vorgesehen ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das zweite rechteckige Muster zur Herstellung von aktiven Bereichen vorgesehen ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 1, worin der Wafer eine Ausrichtungsmarkierung darauf aufweist, die seine relative Position angibt.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 5, worin die Ausrichtungsmarkierung eine Waferkerbe ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 5, worin die Bewegung der Ausrichtungsmarkierung parallel zu der kurzen Seite des ersten rechteckigen Musters der ersten Fotomaske während der Übertragung des ersten rechteckigen Musters erfolgt.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 5, worin die Bewegung der Ausrichtungsmarkierung parallel zu der kurzen Seite des zweiten rechteckigen Musters der zweiten Fotomaske während der Übertragung des zweiten rechteckigen Musters ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Bewegung des Wafers gleich oder entgegengesetzt zu der der ersten Fotomaske und der zweiten Fotomaske ist.
Fotolitographie-Verfahren, umfassend die Schritte: – Bereitstellen einer Fotolitographie-Vorrichtung mit einer ersten Fotomaske, die mindestens ein erstes rechteckiges transparentes Gebiet darin aufweist; – Bereitstellen eines Wafers, der mit einer Fotolackschicht beschichtet ist; – Ausführen eines ersten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das erste rechteckige transparente Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die erste Fotomaske und der mit einer Fotolackschicht darauf beschichtete Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des ersten transparenten rechteckigen Musters bewegt werden; – Ausführen von Entwicklung und Ätzen, um ein Bauteil mit einem ersten übertragenen Muster zu bilden, das eine lange Achse und eine kurze Achse auf dem Wafer aufweist, worin die lange Achse senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Wafers ist; – Ersetzen der ersten Fotomaske durch eine zweite Fotomaske, die mindestens ein zweites rechteckiges transparentes Muster darauf aufweist; – Bereitstellen des Wafers, der ein Bauteil mit dem ersten übertragenen Muster aufweist, beschichtet mit einer Fotolackschicht; – Ausführen eines zweiten Fotolitographie-Schritts durch die Fotolitographie-Vorrichtung, um das zweite rechteckige transparente Muster auf den Wafer zu übertragen, indem gleichzeitig die zweite Fotomaske sowie der um plus oder minus 90° gedrehte Wafer in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des zweiten rechteckigen Musters bewegt werden; und – Entwickeln und Ätzen, um ein Bauteil mit dem zweiten übertragenen Muster auf dem Wafer zu bilden, das eine lange Achse und eine kurze Achse aufweist, und welches das Bauteil mit dem ersten übertragenen Muster darunter überlappt, worin die lange Achse davon senkrecht zu der kurzen Achse des darunterliegenden Bauteils mit dem ersten übertragenen Muster ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die Fotolitographie-Vorrichtung ein Schrittscanner ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin das erste rechteckige transparente Muster zur Herstellung von Trench-Kondensatoren vorgesehen ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin das zweite rechteckige transparente Muster zur Herstellung von aktiven Bereichen vorgesehen ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin der Wafer eine Ausrichtungsmarkierung darauf aufweist, die seine relative Position angibt.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die Ausrichtungsmarkierung eine Waferkerbe ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die Bewegung der Ausrichtungsmarkierung parallel zu der kurzen Seite des ersten rechteckigen Musters der ersten Fotomaske während der Übertragung des ersten transparenten rechteckigen Musters ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die Bewegung der Ausrichtungsmarkierung parallel zu der kurzen Seite des zweiten rechteckigen Musters der zweiten Fotomaske während der Übertragung des zweiten rechteckigen transparenten Musters ist.
Fotolitographie-Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die Bewegung des Wafers gleich oder entgegengesetzt zu der der ersten Fotomaske und der zweiten Fotomaske ist.