DE112004001942T5

DE112004001942T5 - Kombinierte Musterung mit Gräben

Info

Publication number: DE112004001942T5
Application number: DE112004001942T
Authority: DE
Inventors: Yan Portland Borodovsky
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-08-10
Also published as: KR100845347B1; TWI246111B; CN1894633A; WO2005083513A3; US20050085085A1; TW200518171A; WO2005083513A2; JP2007508717A; KR20060096110A

Abstract

Verfahren, umfassend:
Mustern eines Substrats mit einer im wesentlichen beliebigen Anordnung von Merkmalen durch Einführen einer Unregelmäßigkeit in ein Array sich wiederholender Linien und Räume zwischen den Linien.

Description

Hintergrund
Diese Offenbarung betrifft das Bedrucken von Substraten unter Verwendung lithographischer Techniken.

Zum Drucken von Mustern wie solchen, durch die integrierte Schaltungen in mikroelektronischen Vorrichtungen definiert werden, können verschiedene Lithographietechniken verwenden werden. Beispielsweise können die optische Lithographie, Elektronenstrahllithographie, UV- und EUV-Lithographie, Röntgenstrahllithographie und Drucktechniken zur Ausbildung von Merkmalen in der Größe von Mikrometern oder unter einem Mikrometer verwendet werden.

Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf einen Wafer.
2 ist eine Schnittansicht eines Teils eines Layoutstücks auf einem Wafer während der Bearbeitung.
3 ist eine Draufsicht auf ein Layoutstück nach einer Belichtung und Entwicklung zur Bildung eines latenten Bildes eines Arrays aus sich wiederholenden Linien.
4 ist eine Schnittansicht des Layoutstücks aus 3.
5 und 6 sind Schnittansichten entlang derselben Ebene wie in 4 nach einer zusätzlichen Bearbeitung.
7 zeigt eine Draufsicht auf ein Layoutstück nach einer Belichtung zur Bildung eines Musters.
8 zeigt eine Schnittansicht des Layoutstücks aus 7.
9 und 10 sind Schnittansichten entlang derselben Ebene wie in 8 nach einer zusätzlichen Bearbeitung.
11 zeigt eine Draufsicht auf ein Layoutstück nach einem Ablösen.
12 zeigt eine Schnittansicht des Layoutstücks aus 11.
13 ist eine Schnittansicht eines Layoutstücks, das eine negative Photolackschicht umfaßt.
14 zeigt eine Draufsicht auf ein Layoutstück nach einer zweiten Belichtung.
15 zeigt eine Schnittansicht des Layoutstücks aus 14.
16 und 17 sind Schnittansichten entlang derselben Ebene wie in 15 nach einer zusätzlichen Bearbeitung.
18 zeigt eine Draufsicht auf ein Layoutstück nach einem Ablösen.
19 zeigt eine Schnittansicht des Layoutstücks aus 18.
20 zeigt ein optisches Verbundlithographiesystem.
21 zeigt ein beispielhaftes Musterungssystem im kombinierten optischen Lithographiesystem aus 20.
22 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur Erzeugung eines Layouts einer Maske.
23 zeigt ein konstruktives Layout.
24 zeigt ein Interferenzmuster-Array-Layout.
25 zeigt ein Restlayout, das den Unterschied zwischen dem Interferenzmuster-Array-Layout aus 24 und dem konstruktiven Layout aus 23 zeigt.
26 zeigt das Restlayout aus 25 nach einer Größenanpassung.
Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen kennzeichnen gleiche Elemente.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt eine Draufsicht auf einen Wafer 100. Der Wafer 100 ist ein Halbleiterwafer, der zur Ausbildung zumindest einer integrierten Schaltungsvorrichtung, wie beispielsweise eines Mikroprozessors, einer Chipsetvorrichtung oder einer Speichervorrichtung, bearbeitet wird. Beispielsweise kann der Wafer 100 zur Ausbildung einer Gruppe von SRAM-Speichervorrichtungen verwendet werden. Der Wafer 100 kann Silizium, Galliumarsenid oder Indiumphosphid umfassen.
Der Wafer 100 umfaßt ein Array aus Chipabschnitten 105. Der Wafer 100 kann zerschnitten oder auf andere Weise bearbeitet werden, um die Chipabschnitte 105 zu trennen und eine Gruppe von Chips zu bilden, die zur Ausbildung einzelner integrierter Schaltungsvorrichtungen mit einem Gehäuse versehen werden können. Jeder Chipabschnitt 105 umfaßt eines oder mehrere Layoutstücke 110. Ein Layoutstück 110 ist ein Abschnitt eines Chipabschnitts 105, der ein Muster umfaßt. Das in einem Layoutstück definierte Muster 110 trägt im allgemeinen zur Funktion der aus den Chipabschnitten 105 gebildeten integrierten Schaltungsvorrichtungen bei.
2 ist eine Schnittansicht eines Teils eines Layoutstücks 110 auf dem Wafer 100. Bei der in 2 gezeigten Bearbeitungsstufe umfaßt das Layoutstück 110 ein Substrat 205, eine Musterschicht 210 und eine Photolackschicht 215. Das Substrat 205 kann der Basiswafer oder eine andere während einer vorangegangenen Bearbeitung ausgebildete Schicht sein. Die Musterschicht 210 ist der Teil des Layoutstücks 110, das gemustert werden soll. Die Musterschicht 210 kann zur Ausbildung der gesamten oder eines Teils einer mikroelektronischen Vorrichtung gemustert werden. Die Musterschicht 210 kann beispielsweise ein elektrischer Isolator, wie beispielsweise Siliziumdioxid oder -nitrid, ein Hableitermaterial, wie beispielsweise p- oder n-dotiertes Silizium oder eine leitende Schicht, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium sein. Die Photolackschicht 215 ist ein Material, das für eine oder mehrere Techniken zum Drucken von Mustern sensitiv ist. Beispielsweise kann es sich bei der Photolackschicht 215 um einen positiven oder negativen Photolack handeln. In der Beschreibung der 3-12 wird angenommen, daß es sich bei der Photolackschicht 220 um einen positiven Photolack handelt.
Die Photolackschicht 215 kann zur Bildung eines Musters belichtet und entwickelt werden. 3 ist eine Draufsicht und 4 ist eine Schnittansicht eines Layoutstücks 110 nach einer Belichtung zur Bildung eines latenten Bildes 300. Die obere Fläche des latenten Bildes 300 kann rechteckig oder quadratisch mit einer Länge 310 und einer Breite 315 sein, die das gesamte oder einen Teil des Layoutstücks 110 bedeckt. Das latente Bild 300 umfaßt eine Reihe von sich abwechselnden belichteten Linien 305 und nicht belichteten Räumen 310. Die Linien 305 können eine gleichmäßige Breite 315 aufweisen. Die Räume 310 können eine gleichmäßige Breite 320 aufweisen. Die Breiten 315 und 320 können gleich oder nicht gleich sein. Die Linien 305 und Räume 310 im latenten Bild 300 weisen eine Schrittweite 325 auf. Die Schrittweite der Merkmale ist die kleinste räumliche Periodizität der Merkmale. Beispielsweise ist die Schrittweise 325 der Linien 305 die Summe der Breite 315 einer belichteten Linie 305 und der Breite 320 eines benachbarten Raums 310. Die Schrittweite 325 kann einen k₁-Fakter liefern, der kleiner oder gleich 0,5 ist. Der Faktor k₁ ist eine Größe im Ausdruck für die optische Auslösung von Rayleigh und ist in Luft gegeben durch die Gleichung k1 = (Schrittweite/2)(NA/λ),wobei:
NA die numerische Apertur der Vorrichtung ist, mit der das latente Bild 300 gedruckt wurde, und
λ die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung ist, die zum Drucken des latenten Bildes 300 verwendet wurde.
Beispielsweise kann sich der Faktor k₁ 0,25 nähern, wenn sich die numerische Apertur eines optischen Systems 1 nähert.
Die Linien 305 können unter Verwendung einer beliebigen aus einer Anzahl von unterschiedlichen Lithographietechniken, wie beispielsweise der Elektronenstrahllithograhpie, Interferenzlithographie und optischen Lithographie unter Verwendung von Phasenverschiebungsmasken und optischen Proximity-Korrekturtechniken belichtet werden. Beispielsweise können die Linien 305 unter Verwendung der Interferenzlithographie durch Belichten von Photolack 215 unter Verwendung eines Paares von parallel gerichteten interferierenden Laserstrahlen mit einer Wellenlänge λ₁ belichtet werden, um die Linien 305 mit einer Schrittweite 325 zu belichten, die nahe bei 1/2λ₁ liegt. Das orthogonale Paar kann durch Aufspalten einer einzelnen Quelle unter Verwendung eines Strahlteilers und durch Interferieren der Reflektionen von zwei gegenüberliegenden Spiegeln oder durch Verwenden anderer interferometrischer Techniken erzeugt werden.
Die Linien 305 und Räume 310 können Merkmale anzeigen, die für die zur Belichtung der Linien 305 verwendete Lithographietechnik charakteristisch sind. Beispielsweise, wenn die Linien 305 unter Verwendung der Interferenzlithographie belichtet werden, können die Linien 305 und die Räume 310 die Auflösungscharakteristik (definition characteristic) der Interferenzlithographie und einen k₁-Faktor, der nahe bei 0,25 liegt, bei einer minimalen Merkmalsverzerrung der Art, die aufgrund von Unvollkommenheiten bei Projektionsdrucksystemen und -techniken auftritt, anzeigen. Beispielsweise können die Linien 305 und Räume 310 ohne Unvollkommenheiten ausgebildet werden, die aufgrund der Verwendung einer Maske, von Linsen, Projektionsoptiken und/oder der Rückstreuung von Elektronen auftreten. Die Zeilen 305 und Räume 310 können auch den Einfluß der relativ großen Brennweite zeigen, die interferometrische Lithographietechniken bieten. Beispielsweise kann die relativ hohe Brennweite interferometrischer Lithographietechniken eine präzise Kontrolle der Dimensionscharakteri stika von Merkmalen insbesondere im Verhältnis zur Kontrolle, die optische Systeme bieten, bei welchen große numerische Aperturen sowohl die Feldtiefe als auch die Eignung für ein Bedrucken von realistischen, nicht ideal flachen Substraten, begrenzen, gewährleisten.
Die Linien 305 und Räume 310 können zur Definition zusätzlicher Merkmale im Layoutstück 110 auf dem Wafer 100 verwendet werden. Beispielsweise kann die Photolackschicht 215, wie in 5 gezeigt ist, entwickelt werden, um eine Reihe von Gräben 505 zu definieren. Die Photolackschicht 215 kann nach Bedarf ausgeheizt oder ausgehärtet werden und, wie in 6 gezeigt ist, kann eine zweite Photolackschicht 605 auf der Photolackschicht 215 ausgebildet werden. Die Photolackschicht 605 kann Gräben 205 entweder füllen oder überdecken. Die Photolackschicht 605 kann beispielsweise durch aufschleuderndes Beschichten mit Photolack auf den Wafer 100 ausgebildet werden.
Die Photolackschicht 605 kann direkt auf der Schicht 215 oder auf einer dazwischen liegenden Schutzschicht (nicht gezeigt) ausgebildet werden. Die Schutzschicht kann einen ausreichend hohen Absorptionskoeffizienten aufweisen, um die Schicht 205 vor einer unerwünschten nachfolgenden Belichtung abzuschirmen. Die Schutzschicht kann auch dazu dienen, die Schichten 215, 605 zu isolieren, indem ein Kontakt zwischen diesen verhindert wird.
7 zeigt eine Draufsicht und 8 eine Schnittansicht eines Layoutstücks 110, nachdem eine Photolackschicht 605 zur Ausbildung eines latenten Bildes 700 belichtet wurde. Das latente Bild 700 kann einen oder mehrere unbelichtete Bereiche 705, 710, 715, 720 umfassen. Das latente Bild 700 kann insofern beliebig geformt sein, daß die unbelichteten Bereiche 705, 710, 715, 720 keine sich wiederholende Ordnung oder Anordnung umfassen müssen. Die unbelichteten Bereiche 705, 710, 715, 720 können im Verhältnis zu Gräben 505 so bemessen und angeordnet sein, daß sie einen oder mehrere Gräben 505 überbrücken. Die unbelichteten Bereiche 705, 710, 715, 720 können einen oder mehrere Gräben 505 an beliebigen Positionen entlang der Gräben 505 überbrücken.
Die unbelichteten Bereiche 705, 710, 715, 720 im latenten Bild 700 können mit einer Schrittweite 725 ausgebildet sein. Die Bereichsschrittweite 725 ist die Summe der Breite 730 des Bereichs 720 und des kleinsten Abstands 735 zu den nächsten nächstgelegenen Bereichen 705, 710. Beispielsweise kann die Bereichselementschrittweise 730 doppelt so groß sein wie die Linienschrittweite 325. Die Bereichsschrittweite 730 kann somit einen k₁-Faktor liefern, der größer oder gleich 0,5 ist. Beispielsweise kann der Faktor k₁ bei der Bereichsschrittweite 725 unter der Annahme der Verwendung derselben Emissionswellenlänge größer als 0,7 sein.
Da die Bereichsschrittweite 725 einen relativ großen k₁-Faktor liefert, kann ein latentes Bild 700 unter Verwendung von lithographischen Systemen und Techniken gebildet werden, die eine niedrigere Auflösung aufweisen als die Systeme und Techniken, die zur Belichtung der Linien 305 verwendet werden. Wenn beispielsweise die Linien 305 unter Verwendung eines interferometrischen Lithographiesystems mit einem k₁-Faktor nahe bei 0,25 und einer Wellenlänge λ₁ ausgebildet werden, kann das latente Bild 700 unter Verwendung eines optischen Lithographiesystems mit derselben Wellenlänge λ₁ und einem k₁-Faktor von über 0,5 gebildet werden. Beispielsweise kann das latente Bild 700 unter Verwendung eines herkömmlichen binären optischen Lithographiesystems oder eines anderen Lithographiesystems, wie beispielsweise der optischen Projektionslithographie, gebildet werden, die dazu geeignet sind, die niedrigere Auflösung und eine akzeptable Überlagerung zwischen den Linien 305 und den Räumen 310 und dem latenten Bild 700 zu erreichen.
Die Belichtung oder Abschirmung von Gräben 505 durch das latente Bild 700 kann dazu verwendet werden, um eine Unregelmäßigkeit in das sich wiederholende Array aus Gräben 505 nach dem Härten des Photolacks 605 einzuführen. Mit anderen Worten kann die beliebige Form des latenten Bildes 700 dazu verwendet werden, das periodische Wiederauftreten von Merkmalen im Layoutstück 110 zu stoppen. Beispielsweise kann die Kontinuität eines oder mehrerer Gräben 505 an einer beliebigen Position entlang des Grabens 505 beendet werden.
Die 9 und 10 sind Schnittansichten entlang derselben Ebene wie in 8 nach einer zusätzlichen Bearbeitung. Insbesondere zeigt 9 ein Layoutstück 110, nachdem eine Photolackschicht 105 entwickelt wurde, wobei Bereiche 705, 710, 715, 720, welche die ausgewählten Gräben 505 überbrücken, zurückbleiben. Die Widerstandsschicht 605 kann nach Bedarf ausgeheizt werden und, wie in 10 gezeigt ist, kann eine Ätzung dazu verwendet werden, um Gräben 1005 in einer Musterschicht 210 des Layoutstücks 110 zu definieren. Beispielsweise können die Gräben 1005 unter Verwendung von Trockenplasmaätzen definiert werden. Die Gräben 1005 können die Beschaffenheit der Linien 305, die für die zur Belichtung der Zeilen 305 verwendete Lithographietechnik charakteristisch ist, erben. Wenn beispielsweise die Linien 305 unter Verwendung der Interferenzlithographie belichtet werden, können bei einer minimalen Merkmalsverzerrung des Typs, der aufgrund von Unvollkommenheiten bei Projektionsdrucksystemen und Techniken auftritt, die Gräben 1005 die Auflösungs- bzw. Definitionscharakteristik der Interferenzlithographie und einen k₁-Faktor erben, der sich 0,25 nähert.
11 zeigt eine Draufsicht und 12 zeigt eine Schnittansicht eines Layoutstücks 110, nachdem die Photolackschichten 220, 605 (einschließlich der Bereiche 705, 710, 715, 720) abgelöst wurden. Nach dem Entfernen des Photolacks umfaßt die Musterschicht 210 im Layoutstück 110 eine beliebige Anordnung von Gräben 1005 mit einer in die Wiederholung eingeführten Unregelmäßigkeit, die im latenten Bild 300 inhärent ist. Die Gräben 1005 können eine Schrittweite 325 aufweisen, die durch die bei der zur Ausbildung des latenten Bildes 300 verwendeten Lithographietechnik verfügbaren Schrittweite begrenzt ist. Nachdem die Unregelmäßigkeit in das latente Bild 300 eingeführt wurde, wurde die Kontinuität zumindest einiger der latenten Linien 305 mit kleiner Schrittweite beseitigt. Diese Beseitigung der Kontinuität kann zur Bildung eines Layoutmusters zur Verwendung bei der Herstellung von mikroelektronischen Vorrichtungen führen.
13-20 zeigen eine weitere Technik zur kombinierten Musterung von Linien. Insbesondere zeigt 13 eine Schnittansicht eines Layoutstücks 1305, das eine negative Photolackschicht 1310 umfaßt. Die negative Photolackschicht 1310 wurde zur Ausbildung eines latenten Bildes 1315 belichtet. Das latente Bild 1315 umfaßt eine Reihe sich abwechselnder belichteter Linien 320 und unbelichteter Räume 1325. Die Linien 1320 können eine gleichmäßige Breite 1330 aufweisen. Die Räume 1325 können eine gleichmäßige Breite 1335 aufweisen. Die Breiten 1330, 1335 können gleich oder verschieden sein. Die Linien 1320 im latenten Bild 1300 weisen eine Schrittweite 1340 auf. Die Linienschrittweite 1340 kann einen k₁-Faktor von weniger als 0,35 liefern. Der k₁-Faktor kann kleiner als 0,31 sein. Beispielsweise kann der k₁-Faktor 0,25 erreichen.
Die Linien 1320 können unter Verwendung einer beliebigen aus einer Anzahl unterschiedlicher Lithographietechniken, wie beispielsweise der Elektronenstrahllithographie, Interferenzlithographie und optischen Lithographie, unter Verwendung von Phasenverschiebungsmasken und optischen Proximity-Korrekturtechniken, belichtet werden. Beispielsweise können die Linien 1320 unter Verwendung eines Paars von interferierenden, parallel gerichteten Laserstrahlen mit einer Wellenlänge λ₁ belichtet werden, um die Linien 1320 mit einer Schrittweite 1340 zu belichten, die gleich 1/2λ₁ ist.
Die Linien 1320 und Räume 1325 können Eigenschaften anzeigen, die für die zur Belichtung der Linien 1320 verwendete Lithographietechnik charakteristisch sind. Beispielsweise können die Räume 1325, wenn sie unter Verwendung einer Interferenzlithographie ausgebildet wurden, eine Auflösungscharakteristik der Interferenzlithographie und einen k₁-Faktor, der sich 0,25 nähert, bei einer minimalen Verzerrung von Merkmalen der Art, die aufgrund von Unvollkommenheiten bei Projektionsdrucksystemen und -techniken auftritt, aufweisen. Die Räume 1325 können auch den Einfluß der relativ großen Brennweite zeigen, die interferometrische Lithographietechniken bieten.
Unbelichtete Räume 1325 können dazu verwendet werden, zusätzliche Merkmale im Layoutstück 1305 auf dem Wafer 1310 zu definieren. 14 zeigt eine Draufsicht und 15 zeigt eine Schnittansicht des Layoutstücks 1305, nachdem die Photolackschicht 1310 ein zweites Mal belichtet wurde, um die Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420 der unbelichteten Räume 305 zu belichten. Die belichteten Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420 können eine beliebige Form aufweisen und müssen keine sich wiederholende Ordnung oder Anordnung aufweisen. Die belichteten Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420 können entsprechend den belichteten Linien 1320 und Bereichen unbelichteter Räume 1325 dimensioniert und angeordnet sein, um Teile der Räume 1325 an beliebigen Positionen entlang der Räume 1325 zu belichten. Diese Belichtung kann die Kontinuität der unbelichteten Räume 1325 durchschneiden und dadurch eine Unregelmäßigkeit in das sich wiederholende Array aus latenten Linien 1320, 1325 einführen.
Die belichteten Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420 können mit einer Schrittweite 1425 ausgebildet sein. Die Bereichsschrittweite 1425 ist die Summe der Breite 1430 des Bereichs 1420 und des kleinsten Abstands 1435 zum nächsten nächstliegenden Bereich 1405, 1410. Beispielsweise kann die Bereichselementschrittweite 1430 um das Ein- und Eineinhalbfache größer sein als die Linienschrittweite 1340. Die Bereichsschrittweite 1430 kann somit einen k₁-Faktor liefern, der größer als 0,4 ist. Beispielsweise kann der Faktor k₁ bei einer Bereichsschrittweite 1430 unter der Annahme, daß dieselbe Emissionswellenlänge verwendet wird, größer als 0,7 sein.
Da die Bereichsschrittweite 1430 einen relativ großen k₁-Faktor liefert, können die Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420 unter Verwendung lithographischer Systeme und Techniken belichte te werden, die eine niedrigere Auflösung aufweisen als die zur Belichtung der Linen 1325 verwendeten Systeme und Techniken. Beispielsweise, wenn die Merkmale 1325 unter Verwendung eines interferometrischen Lithographiesystems mit einem k₁-Faktor nahe an 0,25 und einer Wellenlänge λ₁ belichtet werden, können die Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420 unter Verwendung eines optischen Lithographiesystems mit derselben Wellenlänge λ₁ und einem k₁-Faktor nahe an 0,5 belichtet werden. Beispielsweise können die Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420 unter Verwendung eines herkömmlichen binären optischen Lithographiesystems oder eines anderen Lithographiesystems, wie beispielsweise eines Druck-(imprint) und Elektronenstrahllithographiesystems oder durch direktes optisches Schreiben oder mit einem Elektronenstrahl belichtet werden, mit dem die niedrigere Auflösung und eine akzeptable Überlagerung zwischen den Linien 305 und Räumen 310 und Bereichen 1405, 1410, 1415 und 1420 erreicht werden kann.
16 zeigt eine Schnittansicht eines Layoutstücks 1305 nach einem Ausheizen und Entwickeln einer Photolackschicht 1310, durch die eine Reihe von Gräben 1605 definiert ist. Wie in 17 gezeigt ist, kann eine Ätzung verwendet werden, um Gräben 1705 in der Musterschicht 210 des Layoutstücks 110 zu definieren. Beispielsweise können die Gräben 1705 unter Verwendung einer Trockenplasmaätzung definiert werden. Die Gräben 1705 können die Beschaffenheit der Linien 1320 und Räume 1325, die für die zur Belichtung der Linien 1320 verwendete Lithographietechnik charakteristisch ist, übernehmen. Wenn beispielsweise die Linien 1320 unter Verwendung einer Interferenzlithographie belichtet werden, können die Gräben 1705 die Auflösungscharakteristik der Interferenzlithographie und einen k₁-Faktor nahe an 0,25 bei einer minimalen Verzerrung der Merkmale des Typs, der aufgrund von Unvollkommenheiten bei Projektionsdrucksystemen und Techniken auftritt, übernehmen.
18 zeigt eine Draufsicht und 19 eine Schnittansicht eines Layoutstücks 110, nachdem die Photolackschicht 1310 (einschließlich der belichteten Bereiche 1405, 1410, 1415, 1420) abgelöst wurde. Nach dem Entfernen des Photolacks 1310 umfaßt die Musterschicht 210 im Layoutstück 110 eine willkürliche Anordnung von Gräben 1705 mit einer in die Wiederholung eingeführten, dem latenten Bild 1315 inhärenten Unregelmäßigkeit. Die Gräben 1705 können eine Schrittweite 1340 aufweisen, die durch die bei der zur Bildung des latenten Bildes 1350 verwendeten Lithographietechnik verfügbaren Schrittweite begrenzt ist. Nach dem Einführen der Unregelmäßigkeit in das latente Bild 1315, ist die Kontinuität zumindest einiger der latenten Räume mit kleiner Schrittweite 1325 auf dem Wafer 100 beseitigt. Im Ergebnis kann ein Musterlayout gebildet werden, das bei mikroelektronischen Vorrichtungen verwendet werden kann.
20 zeigt ein kombiniertes optisches Lithographiesystem 2000. Das System 2000 umfaßt eine Umgebungsumschließung 2005. Die Umgebungsumschließung 2005 kann einen Reinraum oder ein anderer zum Drucken von Merkmalen auf Substrate geeigneter Ort sein. Die Umschließung 1405 kann auch ein zweckbestimmtes Umgebungssystem für eine Anordnung im Inneren eines Reinraums zur Gewährleistung sowohl einer Umgebungsstabilität als auch eines Schutzes gegen Partikel aus der Luft und andere Ursachen für Druckfehler sein.
Das Gehäuse 2005 umschließt ein Interferenzlithographiesystem 2010 und ein Musterungssystem 2015. Das Interferenzlithographiesystem 2010 umfaßt eine parallel gerichtete elektromagnetische Strahlungsquelle 2020 und eine Interferenzoptik 2025, die gemeinsam ein interferometrisches Mustern von Substraten gewährleisten. Bei dem Musterungssystem 2015 kann jeder beliebige einer Anzahl unterschiedlicher Ansätze zur Musterung eines Substrats verwendet werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Musterungssystem 2015 um ein Elektronenstrahlprojektionssystem, ein Drucksystem (imprint system) oder ein optisches Projektionslithographiesystem handeln. Das Musterungssystem 2015 kann auch ein maskenloses Modul, wie beispielsweise ein Modul für ein direktes Schreiben mit einem Elektronenstrahl, ein Modul für ein direktes Schreiben mit einem Ionenstrahl oder ein Modul für ein direktes optisches Schreiben sein.
Die Systeme 2010, 2015 können sich ein gemeinsames Untersystem 2030 zur Handhabung von Masken, ein gemeinsames Untersystem 2035 zur Handhabung von Wafern, ein gemeinsames Steuerungsuntersystem 2040 und einen gemeinsamen Tisch 2045 teilen. Das Maskenhandhabungsuntersystem 2030 ist eine Vorrichtung zur Positionierung einer Maske im System 2000. Das Waferhandhabungsuntersystem 2035 ist eine Vorrichtung zur Positionierung eines Wafers im System 2000. Das Steuerungsuntersystem 2040 ist eine Vorrichtung zur Regulierung einer oder mehrerer Eigenschaften oder Vorrichtungen des System 2000 über die Zeit. Beispielsweise kann das Steuerungsuntersystem 2040 die Position oder den Betrieb einer Vorrichtung im System 2000 oder die Temperatur oder andere Umgebungseigenschaften in der Umgebungsumschließung 2005 regulieren.
Das Steuerungsuntersystem 2040 kann auch den Tisch 2045 zwischen einer ersten Position 2050 und einer zweiten Position 2055 versetzen. Der Tisch 2045 umfaßt eine Spannvorrichtung (Chuck) 2060 zum Greifen eines Wafers. An der ersten Position 2050 können der Tisch 2045 und die Spannvorrichtung 2060 dem Musterungssystem 2015 einen ergriffenen Wafer zur Musterung zuführen. An einer zweiten Position 2055 können der Tisch 2045 und die Spannvorrichtung 2060 dem Interferenzlithographiesytem 2010 einen ergriffenen Wafer zur interferometrischen Musterung zuführen.
Um eine korrekte Positionierung eines Wafers durch die Spannvorrichtung 2060 und den Tisch 2045 sicherzustellen, umfaßt das Steuerungsuntersystem 2040 einen Ausrichtungssensor 2065. Der Ausrichtungssensor 2065 kann die Position des Wafers (z.B. unter Verwendung von Waferausrichtungsmarkierungen) umsetzen und steuern, um ein unter Verwendung des Interferenzlithographiesystems 2010 gebildetes Muster mit einem durch das Musterungssystem 2015 gebildeten Muster auszurichten. Eine derartige Positionierung kann beim Einführen einer Unregelmäßigkeit in ein sich wiederholendes Array interferometrischer Merkmale verwendet werden, wie oben erläutert wurde.
21 zeigt eine beispielhafte optische lithographische Implementierung eines Musterungssystems 2015. Insbesondere kann es sich bei dem Musterungssystem 2015 um ein Schrittrepetierprojektionssystem handeln. Ein derartiges Musterungssystem 2015 kann einen Illuminator 2105, einen Maskentisch 2100 und eine Projektionsoptik 2105 umfassen. Der Illuminator 2105 kann eine elektromagnetische Strahlungsquelle 2120 und eine Apertur/einen Kondensor 2125 umfassen. Die Quelle 2120 kann dieselbe sein wie die Quelle 2020 oder es kann sich bei der Quelle 2120 um eine völlig andere Vorrichtung handeln. Die Quelle 2120 kann bei derselben oder bei einer anderen Wellenlänge als die Quelle 2020 emittieren. Die Apertur/der Kondensor 2125 kann eine oder mehrere Vorrichtungen zum Sammeln, Parallelrichten, Filtern und Fokussieren der elektromagnetischen Strahlung von der Quelle 2020 umfassen, um die Gleichförmigkeit der Beleuchtung auf dem Maskentisch 2100 zu erhöhen. Das Musterungssystem 2015 kann auch eine Pupillenfüllformgebungsoptik umfassen, um eine Beleuchtung in einer Pupille des Projektionssystems nach Wunsch zu formen (nicht gezeigt).
Der Maskentisch 2100 kann eine Maske 2130 im Beleuchtungsweg halten. Die Projektionsoptik 2105 kann eine Vorrichtung zur Reduzierung der Bildgröße sein. Die Projektionsoptik 2105 kann eine Filterungsprojektionslinse umfassen. Während der Tisch 2145 einen ergriffe nen Wafer zur Beleuchtung durch den Illuminator 2105 mehrmals über den Maskentisch 2100 und die Projektionsoptik 2105 versetzt, kann durch den Ausrichtungssensor 2065 sichergestellt werden, daß die Belichtungen mit einem sich wiederholenden Array interferometrischer Merkmale ausgerichtet sind, um eine Unregelmäßigkeit in das sich wiederholende Array einzuführen.
In 22 ist ein Prozeß 2200 zur Erzeugung eines Maskenlayouts gezeigt, das bei einer kombinierten Musterung verwendet werden kann. Der Prozessor 2200 kann durch einen oder mehrere Akteure (wie beispielsweise einen Gerätehersteller, einen Maskenhersteller oder eine Gießerei), die allein oder in Übereinstimmung agieren, durchgeführt werden. Der Prozeß 2200 kann auch insgesamt oder teilweise durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, die eine Gruppe maschinenlesbarer Befehle ausführt.
Der im Prozeß 2200 durchführende Akteur erhält bei 2205 ein Designlayout. Ein Designlayout ist das beabsichtigte physikalische Design des Substrats nach der Verarbeitung. Das Designlayout kann in einer maschinenlesbaren Form erhalten werden. Das empfangene Designlayout kann das beabsichtigte physikalische Design eines Layoutstücks umfassen. Das physikalische Design des Layoutstücks kann eine Gruppe von Gräben und Flächen (lands) zwischen den Gräben umfassen. Die Gräben und Flächen können linear und parallel sein. Die Gräben und Flächen müssen sich nicht regelmäßig über das gesamte Layoutstück wiederholen. Beispielsweise kann die Kontinuität der Gräben an beliebigen Positionen im Layoutstück durchbrochen sein. 23 zeigt ein Beispiel eines derartigen Designlayouts 2300.
Wieder mit Bezugnahme auf 22 kann der den Prozeß 2200 durchführende Akteur auch ein Interferenzmusterarraylayout bei 2210 erhalten. Ein Interferenzmusterarraylayout ist ein gewünschtes, auf einem Substrat durch eine Interferenz elektromagnetischer Strahlung auszubildendes Muster. Das Interferenzmusterarraylayout kann in einer maschinenlesbaren Form erhalten werden. Es kann beabsichtigt sein, das Interferenzmusterarraylayout unter Verwendung interferometrischer Lithographietechniken auszubilden. Beispielsweise kann es sich bei dem Interferenzmusterarray um ein Array paralleler Linien und Räume zwischen den Linien handeln. 24 zeigt ein Beispiel eines derartigen Interferenzmusterarraylayouts 2400.
Wieder mit Bezugnahme auf 22 kann der Akteur den Unterschied zwischen dem Designlayout und dem Interferenzmusterarraylayout bei 2215 bestimmen. Die Bestimmung des Un terschieds zwischen dem Designlayout und dem Interferenzmusterarraylayout kann auch ein Ausrichten von Gräben im Designlayout entweder mit Linien oder Räumen im Interferenzmusterarraylayout und ein Bestimmen von Positionen, an welchen eine Unregelmäßigkeit im Designlayout eine vollständige Überlappung mit dem Interferenzmusterarraylayout verhindert, umfassen.
Die Bestimmung kann ein Restlayout liefern, das Positionen anzeigt, an welchen das Designlayout nicht vollständig mit dem Interferenzmusterarraylayout überlappt. Das Restlayout kann in einer maschinenlesbaren Form vorliegen. Der Unterschied kann insofern Boolesch sein, daß Positionen im Restlayout lediglich einen von zwei möglichen Zuständen aufweisen.
25 zeigt ein beispielhaftes Restlayout 2500. Das Restlayout 2500 ist eine Boolesche Differenz. Insbesondere umfaßt das Restlayout 2500 Flächen erster Position 2505 mit einem „nicht überlappenden" Zustand und eine angrenzende Fläche zweiter Positionen 2510 mit einem „überlappenden" Zustand.
Wieder mit Bezugnahme auf 22 kann der Akteur bei 2220 Flächen von Positionen im Restlayout in der Größe ändern. Das Ändern der Größe des Restlayouts kann zu einem geänderten maschinenlesbaren Restlayout führen. Beispielsweise, wenn das Interferenzmusterarray ein Array aus parallelen Linien und Räumen ist, kann die Größe von Flächen mit einem momentanen Zustand in der Richtung senkrecht zu den Linien und Räumen erhöht werden. 26 zeigt ein Restlayout 2500 nach einer derartigen Erweiterung in einer Richtung D. Man beachte, daß einige Flächen 2505 miteinander vereinigt wurden.
Wieder mit Bezugnahme auf 22 kann der Akteur bei 2225 unter Verwendung eines Restlayouts eine Druckmaske erzeugen. Die Druckmaske kann unter Verwendung des Restlayouts mit geänderter Größe erzeugt werden, um beliebig geformte Merkmale zur Einführung einer Unregelmäßigkeit in ein sich wiederholendes Array, wie beispielsweise ein Interferenzmusterarray, zu erzeugen. Die Erzeugung der Druckmaske kann ein Erzeugen einer maschinenlesbaren Beschreibung des Layouts der Druckmaske umfassen. Die Erzeugung der Druckmaske kann auch ein echtes Realisieren der Druckmaske in einem Maskensubstrat umfassen.
Das kombinierte Mustern kann Vorteile haben. Beispielsweise kann ein einzelnes Layoutstück mit Merkmalen unter Verwendung eines Systems oder einer Technik mit höherer Auf lösung gemustert werden und kann der Einfluß derartiger Merkmale unter Verwendung eines System oder einer Technik mit niedriger Auflösung modifiziert oder sogar beseitigt werden. Beispielsweise kann ein Gerät einer älteren Generation mit typischerweise einer geringeren Auflösung verwendet werden, um die Auswirkung von Merkmalen mit höherer Auflösung zu modifizieren, wodurch die Betriebslebensdauer des älteren Geräts erhöht werden kann. Durch Verwenden von Systemen mit höherer Auflösung bei der Herstellung von Merkmalen mit höherer Auflösung kann die Musterdichte erhöht und können die Verarbeitungskosten verringert werden, während kostengünstigere Systeme mit niedrigerer Auflösung zur Modifizierung der Kontinuität dieser Merkmale mit höherer Auflösung verwendet werden. Beispielsweise können relativ kostengünstige interferometrische Systeme mit hoher Auflösung mit relativ kostengünstigen Systemen geringer Auflösung kombiniert werden, um Muster hoher Qualität und Auflösung ohne große Kapitalinvestitionen herzustellen. Da die Anordnung von unter Verwendung von interferometrischen Systemen hergestellten Mustern unter Verwendung von Systemen mit niedriger Auflösung geändert werden kann, kann die Anwendbarkeit interferometrischer Systeme erhöht werden. Insbesondere können interferometrische Systeme verwendet werden, um beliebige Anordnungen von Merkmalen zu bilden, die nicht durch die Geometrien und Anordnungen interferometrischer Muster beschränkt sind.
Es wurde eine Reihe von Implementierungen beschrieben. Jedoch ist verständlich, daß zahlreiche Modifizierungen vorgenommen werden können. Beispielsweise kann sowohl positiver als auch negativer Photolack verwendet werden. Es können lithographische Techniken, bei welchen unterschiedliche Wellenlängen verwendet werden, zur Bearbeitung desselben Substrats verwendet werden. Es können andere Substrate als Halbleiterwafer gemustert werden. Dementsprechend liegen andere Implementierungen im Umfang der folgenden Ansprüche.
Zusammenfassung
Systeme und Techniken zum Bedrucken von Substraten. Bei einer Implementierung umfaßt ein Verfahren ein Mustern eines Substrats mit einer im wesentlichen beliebigen Anordnung von Merkmalen durch Einführen einer Unregelmäßigkeit in ein Array aus sich wiederholenden Linien und Räumen zwischen den Linien.

Claims

Verfahren, umfassend: Mustern eines Substrats mit einer im wesentlichen beliebigen Anordnung von Merkmalen durch Einführen einer Unregelmäßigkeit in ein Array sich wiederholender Linien und Räume zwischen den Linien.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einführen der Unregelmäßigkeit ein Ausbilden eines beliebigen Bildes über dem Array umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Mustern des Substrats des weiteren ein Ätzen eines Substrats durch Abschnitte des Arrays umfaßt, die nicht durch die beliebige Figur überdeckt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einführen der Unregelmäßigkeit ein Reduzieren der Kontinuität zumindest eines Teils des Array umfaßt, wobei das Array unter Verwendung eines Interferenzlithographiesystems gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Reduzieren der Kontinuität des Teils des Arrays ein Schneiden von Räumen im Array umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einführen der Unregelmäßigkeit ein Reduzieren der Kontinuität des Teils des Arrays umfaßt, der aus einer Projektionslithographiemusterung resultiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mustern des Substrats des weiteren ein Ätzen des Substrats unter Verwendung der im wesentlichen beliebigen Anordnung umfaßt, um das Ätzen zu richten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mustern des Substrats des weiteren ein Mustern des Substrats mit der im wesentlichen beliebigen Anordnung mit einer Schrittweite umfaßt, die einen k₁-Faktor von weniger als oder gleich 0,4 liefert.
Vorrichtung, umfassend: eine im wesentlichen beliebige Anordnung von Gräben, wobei die Gräben mit einer Auflösungscharakteristik einer Interferenzlithographie definiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die im wesentlichen beliebige Anordnung von Gräben Gräben umfaßt, die Diskontinuitäten an variierenden Positionen entlang der Gräben umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die im wesentlichen beliebige Anordnung von Gräben Merkmale umfaßt, die mit einer Schrittweite gedruckt sind, die einen k₁-Faktor von weniger als oder gleich 0,5 liefert.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die im wesentlichen beliebige Anordnung von Gräben Gräben mit einer Schrittweite umfaßt, die einen k₁-Faktor liefert, der für einen einzelnen Musterungsschritt nahe bei 0,25 liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die im wesentlichen beliebige Anordnung von Gräben Gräben umfaßt, die frei von Fehlern sind, die aufgrund einer oder mehrerer Linsenunvollkommenheiten und Maskenunvollkommenheiten auftreten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die im wesentlichen beliebige Anordnung von Gräben Gräben umfaßt, die frei von Fehlern sind, die aufgrund der Rückstreuung von Elektronen auftreten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die im wesentlichen beliebige Anordnung von Gräben einen Teil einer mikroelektronischen Vorrichtung umfaßt.
Verfahren, umfassend: Interferieren von elektromagnetischer Strahlung, um ein Substrat mit einem Interferenzmuster zu beleuchten, wobei das Substrat durch das Interferenzmuster mit sich wiederholenden Linien und Räumen versehen wird; Einführen einer Unregelmäßigkeit in das Interferenzmuster, um das Substrat mit einer beliebigen Merkmalsanordnung zu versehen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Einführen einer Unregelmäßigkeit ein Beenden einer Kontinuität eines Grabens an einer beliebigen Position entlang des Grabens umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Einführen einer Unregelmäßigkeit ein Ausbilden eines beliebigen Bildes über einem Teil der sich wiederholenden Linien und Räume umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Einführen einer Unregelmäßigkeit ein Ausbilden eines beliebigen Bildes in einem Teil der sich wiederholenden Linien und Räume umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 17, das des weiteren ein Mustern des Substrats unter Verwendung des beliebigen Bildes umfaßt, um die beliebige Merkmalsanordnung zu definieren.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Interferieren elektromagnetischer Strahlung ein Versehen des Substrats mit ersten Merkmalen mit einer Schrittweite, die einen k₁-Faktor liefert, der sich 0,25 nähert, in einem einzelnen Musterungsschritt umfaßt.
Verfahren, umfassend: Mustern eines Substrats unter Verwendung einer ersten Lithographietechnik, wobei das Mustern Linien und Räume mit einer ersten Schrittweite liefert, die einen k₁-Faktor liefert, der kleiner oder gleich 0,5 ist; und Beseitigen der Auswirkung zumindest einiger eines oder mehrerer Teile der Linien und Räume auf dem Substrat unter Verwendung einer zweiten Lithographietechnik, die zweite Merkmale mit einer zweiten Schrittweite liefert, wobei die zweite Schrittweite um ein Zwei- oder Mehrfaches größer ist als die erste Schrittweite.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Mustern des Substrats unter Verwendung der ersten Lithographietechnik ein Bereitstellen erster Linien und Räume mit der ersten Schrittweite, die den ersten k₁-Faktor liefert, der sich 0,25 nähert, für einen einzelnen Musterungsschritt umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Mustern des Substrats unter Verwendung der ersten Lithographietechnik ein Mustern des Substrats unter Verwendung einer Interferenzlithographie umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Beseitigen der Auswirkung ein Mustern unter Verwendung einer binären Maske umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Beseitigen der Auswirkung ein Verwenden der zweiten Lithographietechnik umfaßt, die zweite Merkmale mit der zweiten Schrittweite liefert, die den zweiten k₁-Faktor liefert, der größer als 0,5 ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Beseitigen der Auswirkung ein Drucken eines beliebigen Bildes über einige der Räume umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Beseitigen der Auswirkung ein Ätzen eines Teils des Substrats umfaßt, das nicht durch das beliebige Bild überdeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Beseitigen der Auswirkung ein Beenden der Kontinuität zumindest eines oder mehrerer Teile der Zeilen und Räume umfaßt.
Vorrichtung, umfassend: ein Interferenzbelichtungsmodul zur Erzeugung einer ersten Belichtung, die zu einem Array sich wiederholender Merkmale in einem photoempfindlichen Medium führt; und ein zweites Musterungsmodul zur Reduzierung der Regelmäßigkeit der Merkmale im Array.
Vorrichtung nach Anspruch 30, die des weiteren einen Ausrichtungssensor zur Ausrichtung eines zweiten Belichtungsmusters umfaßt, das vom zweiten Musterungsmodul bei dem Array erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 30, die des weiteren ein gemeinsames Steuerungssystem umfaßt, um das Interferenzbelichtungsmodul und das zweite Musterungsmodul zu regeln.
Vorrichtung nach Anspruch 30, die des weiteren einen gemeinsamen Wafertisch umfaßt, um dem Interferenzbelichtungsmodul und dem zweiten Musterungsmodul einen Wafer zuzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 30, wobei: das Interferenzbelichtungsmodul ein Interferenzlithographiemodul umfaßt; und das zweite Musterungsmodul ein optisches Projektionslithographiesystem umfaßt, wobei das optische Projektionslithographiesystem umfaßt: eine Maske zur Reduzierung der Regelmäßigkeit im durch das Interferenzbelichtungsmodul erzeugten Array; eine Projektionsoptik, und einen Wafertisch.
Verfahren, umfassend: Empfangen eines Designlayouts eines Layoutstücks; Empfangen eines Interferenzmusterarraylayouts; Bestimmen eines Unterschieds zwischen dem Designlayout und dem Interferenzmusterarraylayout; und Erzeugen einer Druckmaske unter Verwendung des bestimmten Unterschieds.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei das Erzeugen der Druckmaske ein Ändern der Größe eines Restarrays umfaßt, das den Unterschied zwischen dem Designlayout und dem Interferenzmusterarraylayout wiedergibt.