DE3504938A1

DE3504938A1 - Belichtungsverfahren und -vorrichtung

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Publication number: DE3504938A1
Application number: DE19853504938
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Echizen; Akiyoshi Tokio/Tokyo Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1985-08-14
Also published as: GB8503115D0; GB2192467B; GB2192467A; GB8719915D0; GB2155650A; DE3504938C2; GB2155650B

Description

Belichtungsverfahren und -vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Belichtungsverfahren und eine -vorrichtung, bei dem bzw. der pulsierendes oder intermittierendes Licht eingesetzt wird, und insbesondere auf ein Belichtungsverfahren und eine -vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleiter-Schaltungsanordnungen.

Bei einem optischen Lithographieverfahren - einem Verfahren, um das winzige Muster einer integrierten Schaltung auf die Oberfläche einer Halbleiterscheibe (Wafer) zu Übertragen - stellte sich die Forderung nach einer Belichtungsvorrichtung mit höherem Auflösungsvermögen.

Das Auflösungsvermögen nimmt gewöhnlich umgekehrt proportional zur Wellenlänge des bei der Belichtung verwendeten Lichts zu. Aus diesem Grund strebt man ein optisches Lithographieverfahren an, bei dem Licht mit kürzerer Wellenlänge eingesetzt wird.

Dresdner Bank (München) KIn 1010^44 Deutsche Sank fMnnrheni to-

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Andererseits versucht man auch, die Belichtungszeit zu verkürzen, um einen höheren Durchsatz der Vorrichtung zu erreichen. In dieser Hinsicht ist eine Lampe mit einer Füllung aus schwerem Wasserstoff oder aus Xe-Hg, die gewöhnlich als Lichtquelle zum Erzeugen eines Belichtungs-Strahls eingesetzt wurde, nicht sehr vorteilhaft, da sie im wesentlichen keine Richtcharakteristik und nur eine geringe Leuchtkraft hat.

¹^ Kürzlich wurde herausgefunden, daß ein Laeer mit hoher Leistung und hoher Leuchtkraft, der im Impulsbetrieb arbeitet und einen Strahl mit kurzer Wellenlänge (weit im Ultraviolett-Bereich) aussendet, vorteilhaft bei einer solchen Belichtungsvorrichtung einzusetzen ist. Ein Beispiel eines derartigen Lasers ist ein Dimer-Anregungs-Laser bzw. Excimer-Laser (Excited Dimer Laser). Der Dimer-Anregungs-Laser sendet intermittierend einen Laser-Strahl mit einer Wiederholfrequenz von ungefähr 200 bis 300 Hz aus. Die Emissionszeit (die Dauer eines Jeden Impulses) beträgt ungefähr 10 bis 30 ns. Wegen der hohen Leistung des Dimer-Anregungs-Lasers genügt es gewöhnlich, einen einzigen Impuls auszusenden, um ein herkömmliches fotoempfindliches Material ausreichend zu belichten. Aus diesem Grund ist eine Belichtungszeit in der Größenordnung von 0,01 s erzielbar.

Die Energie der Impulse eines Dimer-Anregungs-Lasers weist jedoch Schwankungen von +/-5% auf. Diese Schwankung in der Energie der Impulse führt unmittelbar zu Abweichungen in der Belichtungsenergie bzw. -menge, die für die Fläche einer jeden integrierten Schaltung (Chip) auf der Halbleiterscheibe aufzubringen ist. Diese ungleichmäßige Belichtung wirkt sich stark auf das Auflösungsvermögen und die Reproduzierbarkeit von Linienbreiten nach der Entwicklung des fotoempfindlichen Materials aus, wodurch die Ausbeute

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an Chips vermindert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Belichtungsverfahren zu schaffen, das eine gleichförmige Belichtung sicherstellt und mit dem ein gesteigerter Durchsatz erreicht wird, sowie eine entsprechende Vorrich-Weiterhin soll mit der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belichtung mit einem pulsierenden oder intermittierenden Licht geschaffen werden, bei dem bzw. der Abweichungen bzw. Fehler in der Belichtungsmenge aufgrund von Schwankungen in der Belichtungsenergie unterdrückt werden, so daß die Ausbeute gesteigert und gleichzeitig der Durchsatz verbessert wird.

¹^ Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belichtung mit pulsierendem oder intermittierendem Licht geschaffen, bei dem bzw. der die Belichtung durch die Kombination einer ersten oder Grobbelichtung mit einer zweiten oder Feinbelichtung ausgeführt wird. Mit der

²^ Grobbelichtung ist dabei eine Belichtungsmenge erzielbar, die geringer als eine richtige Belichtungsmenge ist, während die Feinbelichtung dazu eingerichtet ist, eine gesteuerte Belichtungsmenge zu liefern, die geringer als die von der Grobbelichtung gelieferte ist, wodurch die gesamte

²^ Belichtungsmenge gleich oder im wesentlichen gleich der richtigen Belichtungsmenge wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von AusfUhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten AusfUhrungsbeispiels der Erfindung und zeigt eine Projek-

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tions-Belichtungsvorrichtung.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines zweiten AusfUhrungsbeispiels der Erfindung und zeigt eine Nahabstands-Belichtungsvorrichtung.

Fig. 3 und 4 zeigen das erfindungsgemäße Größenverhältnis der ftlr die richtige Belichtung benötigten Energie zur ¹^ Impulsenergie der kombinierten Grob- und Feinbelichtung.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines dritten AusfUhrungsbeispiels der Erfindung und zeigt eine Fortschal te-Belichtungsvorrich tung.

Fig. 6 und 7 sind Draufsichten auf die Halbleiterscheibe und zeigen Beispiele der kombinierten Grob- und Feinbelichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Projektions- bzw. eine Nahabstands-Belichtungsvorrichtung, bei denen die Erfindung eingesetzt ist. In den Fig. 1 und 2 haben einander entsprechende Vorrichtungen die gleichen Bezugszeichen.

Gemäß Fig. 1 weist die Belichtungsvorrichtung eine Lichtquelle 1 auf, die z.B. ein Dimer-Anregungs-Laser sein kann und dazu eingerichtet ist, einen intermittierenden Belichtungs-Strahl auszusenden, eine optische Vorrichtung 2, in die der von der Lichtquelle 1 ausgesandte Lichtstrahl eintritt, einen Planspiegel 3 zum Ablenken des aus der optischen Vorrichtung 2 austretenden Lichtstrahls, sowie eine Projektionslinse 5 zum übertragen des Musters einer Maske H auf eine Halbleiterscheibe 6, die auf einer Muster-Ubertragungsebene angeordnet ist. Die Belichtungsvorrichtung weist weiterhin zur Messung der Energie des pulsierenden Lichts eine Licht-Meßvorrichtung 7 auf, wie

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z.B. einen integrierenden Belichtungsmesser. Zum überwachen der Menge des pulsierenden Lichts ist die Meßvorrichtung 7 so angeordnet, daß sie Lichtimpulse empfängt,

die von der Lichtquelle 1 abgestrahlt und von einem in dem 5

Planspiegel 3 ausgebildeten halb durchlässigen Bereich durchgelassen werden. In Übereinstimmung mit dem Lichtempfang erzeugt die Meßvorrichtung 7 ein Ausgangssignal, das an eine Impulsenergie-Steuereinrichtung 8 weitergeleitet wird. Gemäß dem von der Meßvorrichtung 7 gelieferten 10

Ausgangssignal steuert die Steuereinrichtung 8 die Lichtquelle 1 derart, daß diese einen Impuls mit geeigneter Energie abstrahlt.

Das zweite AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 hat im we-15

sentlichen den selben Aufbau wie das erste AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 1, mit der Ausnahme, daß im Gegensatz zur Projektionsbelichtung beim ersten Ausführungsbeispiel eine Nahabstandsbelichtung vorgesehen ist. Um die Beschreibung zu vereinfachen wird daher auf eine weitere Erläuterung

des Aufbaus des zweiten AusfUhrungsbeispiels verzichtet.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und ti die erfindungsgemäße Steuerung der Belichtungsmenge erläutert.
25

Erfindungsgemäß wird eine Einzelbelichtung durch die Kombination einer ersten oder Grobbelichtung mit einer zweiten oder Feinbelichtung ausgeführt. FUr die Grob- und Feinbelichtung werden mindestens zwei von der Lichtquelle 1 abgestrahlte Impulse verwendet. Die Grobbelichtung ist so ausgelegt, daß eine Belichtungsmenge erzielt wird, die geringer als eine richtige Belichtungsmenge ist, während die Feinbelichtung so ausgelegt ist, daß eine Belichtungs-

gg menge erzeugt wird, die wesentlich geringer als die von der Grobbelichtung erzeugte ist. Die Fig. 3 zeigt z.B.

-10- DE /1599

eine Belichtung mit zwei Impulsen, während Fig. H eine Belichtung mit vier Impulsen zeigt. Damit die Erfindung am besten zu verstehen ist, wird zunächst das in Fig. 3

gezeigte Beispiel der Belichtung mit zwei Impulsen erläu-5

tert.

Gemäß Fig. 3 wird für eine Einzelbelichtung zunächst eine erste oder Grobbelichtung mit einem Einzelimpuls durchgeführt, der von der Lichtquelle 1 abgestrahlt wird und eine 10

Impulsenergie E aufweist, die ungefähr 80 bis 90% von einer Energie E hat, die zum Erzeugen einer richtigen

0
Belichtungsmenge notwendig ist. Das Verhältnis bzw. die

Größe der Impulsenergie E wird vorzugsweise so gewählt, daß die beschriebene Tatsache Berücksichtigung findet, daß

15

die von der Lichtquelle zu liefernde Impulsenergie im Bereich von +/-5% schwankt.

Die Impulsenergie E wird von der Meßvorrichtung 7 erfaßt.

1
In Wirklichkeit wird die Größe der Impulsenergie E be- *

rechnet, und zwar unter Zugrundelegung des Anteils der Impulsenergie E , der von dem Planspiegel 3 durchgelassen

1
wird, sowie des Durchlässigkeitsfaktors des Planspiegels

3. Nachdem die Größe der Impulsenergie E auf diese Weise erfaßt wurde, wird die Differenz zwischen der richtigen

25

Belichtungsmenge E und der Impulsenergie E von der

0 1

pg

0 1

Steuervorrichtung 8 festgestellt. Gemäß der auf diese Weise ermittelten Differenz steuert die Steuervorrichtung 8 die Lichtquelle 1 derart, daß von dieser für die Feinbelichtung ein zweiter Impuls abgestrahlt wird, der eine

on

Impulsenergie E aufweist, die dem Differenzbetrag E -E

2 0 1

der Energie entspricht. Bezogen auf das Größenverhältnis ist die Impulsenergie E kleiner als die Impulsenergie E ,

2 1

welche wiederum kleiner als die richtige Belichtungsenergie E ist.
°

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Die Einstellung der Impulsenergie E wird im ersten oder

zweiten AusfUhrungsbeispiel durchgeführt, indem die Ausgangsleistung der Lichtquelle 1 selbst gesteuert wird- Die Impulsenergie E kann jedoch auch mit Hilfe eines Grau-2
bzw. Neutraldichtefilters oder einer Blendenvorrichtung gesteuert werden, die in den Strahlengang der Lichtquelle 1 eingefügt werden.

Die beschriebene Kombination einer Grobbelichtung mit JO einer Feinbelichtung gewährleistet eine gleichmäßige und stabile Belichtung für eine jede Einzelbelichtung.

Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Impulsenergie E

für die Feinbelichtung wesentlich geringer als die richtige Belichtungsenergie E ist. Das bedeutet, daß die von der +/-5#-Schwankung hervorgerufene absolute Abweichung in der tatsächlich erzeugten Impulsenergie E im Vergleich

2 zur Größe der richtigen Belichtungsenergie E äußerst

0 gering ist. Die Summe der Impulsenergien E +E entspricht

1 2 daher selbst dann sehr genau der richtigen Belichtungs-

energie E , wenn die Impulsenergie E z.B. eine Abweichung

0 2

von +5% aufweist. Erfindungsgemäß wird daher sichergestellt, daß die Belichtungsmenge einer jeden Einzelbelichtung gleich oder annähernd gleich der richtigen Belichtungsmenge ist.

Dies läßt sich am besten erkennen, wenn man vergleichsweise die Auswirkungen einer +/-5% Abweichung bei einer Einzelbelichtungs/Einzelimpuls-Bellchtung untersucht, bei der jede Einzelbelichtung mit einem einzigen Impuls durchgeführt wird.

Bei der Einzelbelichtungs/Einzelimpuls-Belichtung würde eine Abweichung von z.B. +5% in der Impuls-Ausgangsleistung nämlich im Vergleich mit der richtigen Belichtungsenergie E unmittelbar zu einer Uberbelichtung von +5% 0

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führen. Der absolute Betrag der +5%-ttberbelichtung der richtigen Belichtungsenergie E ist daher wesentlich

größer als der absolute Betrag der 5#-Abweichung der Impulsenergie E .

2
5

Um auf Jeden Fall sicherzustellen, daß die Impulsenergie

E viel geringer als die richtige Belichtungsenergie E

2 0 ist, wird die Größe der Impulsenergie E für die Grobbelichtung vorzugsweise so festgelegt, daß sie die folgende 10

Bedingung erfüllt:

E « E < E .

2 10

Bei der erfindungsgemäßen Kombination aus Grob- und Feinbelichtung ist die Zahl der Impulsbelichtungen in der Tat größer als bei einer Einzelbellchtungs/Einzelimpuls-Belichtung. Da die Impuls-Abstrahlzeit (die Dauer eines jeden Impulses) jedoch wie beschrieben in der Größenord-Hung von 0,01s liegt, und da die Zahl der Impulse für die Grob- und Feinbelichtung möglichst niedrig gehalten wird (z.B. zwei in Fig. 3), ist die Belichtungszeit sehr kurz, so daß ein großer Durchsatz erreicht wird.

Wenn das Abdeck- bzw. fotoempfindliche Material auf der Halbleiterscheibe sehr viel Belichtungsenergie erfordert, um eine richtige Belichtung zu erreichen, wird die erste oder Grobbelichtung durch mehrere Impulsbelichtungen (z.B. drei gemäß Fig. U) mit einer entsprechenden Zahl von Impulsen durchgeführt, von denen ein jeder die Impulsenergie E hat. Nachdem diese mehrfachen Impulsbelichtungen für die Grobbelichtung beendet sind, wird die Feinbelichtung mit einer Impulsenergie E durchgeführt, die derart

2'
gesteuert wird, daß die Gesamtmenge der Impulsenergien

okE +E +E +E innerhalb eines tolerierbaren Bereichs der db₁₁₁₂,

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richtigen Belichtungsenergie E liegt, z.B. innerhalb 100

0'
+/-3X.

Auf diese Weise wird eine Mindestzahl von Impulsbelichtungen in Abhängigkeit von der Größe der richtigen Belichtungsenergie geeignet ausgewählt, während das Größenverhältnis der Impulsenergie der Grobbelichtung zu der der Feinbelichtung so festgelegt wird, daß die von der Feinbelichtung zu liefernde Belichtungsmenge viel geringer ist als die von der Grobbelichtung zu liefernde·. Dadurch ist es möglich, die Belichtungsmenge genau und gleichbleibend zu steuern, während gleichzeitig ein hoher Durchsatz sichergestellt ist.

Der im Impulsbetrieb arbeitende Laser kann natürlich auch von einem Laser mit kontinuierlicher Strahlungsabgabe ersetzt werden. In einem solchen Fall kann man geeignete Unterbrecher- bzw. Zerhackervorrichtungen, wie z.B. eine Verschlußblende, ein Graufilter usw., einsetzen, um das Licht des Lasers wiederholt zu unterbrechen, wodurch im wesentlichen dieselben Wirkungen erzielbar sind, wie bei einem pulsierenden Laser-Strahl.

Die Fig. 5 zeigt eine Belichtungsvorrichtung mit einer Fortschalteeinrichtung (Stepper), die mit der Erfindung versehen ist.

Gemäß Fig. 5 weist die Belichtungsvorrichtung eine Lichtquelle 1 auf, eine optische Einheit 2, einen Planspiegel

₃Q 3. eine Meßvorrichtung 7, sowie eine Steuereinheit 8. All diese Einrichtungen entsprechen im wesentlichen denen des ersten AusfUhrungsbeispiels. Dieses dritte AusfUhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung weist weiterhin eine optische Verkleinerungs-Projektionsvorrichtung 5' auf, die zwischen einer Maske k und einer Halb-

-M- DE 4599

leiterscheibe 6 angeordnet ist. Die Halbleiterscheibe 6 wird von einer Schlittenanordnung 9 getragen, die mittels einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung kontinuierlich bewegbar ist.
5

Während der Belichtung sendet die Lichtquelle 1, wie z.B. ein Dimer-Anregungs-Laser, intermittierend das zur Belichtung dienende Licht aus. Gleichzeitig wird die Schlittenanordnung 9 von der nicht gezeigten Antriebsvorrichtung mit einer Geschwindigkeit kontinuierlich bewegt, die auf die Impulsabstrahlung der Lichtquelle 1 abgestimmt ist. Die kontinuierliche Bewegung der Schlittenanordnung 9 ist der üblichen schrittweisen Bewegung bei einer herkömmlichen Fortschalteeinrichtung überlegen, da auf diese Weise irgendwelche Zeitverluste, die auf das wiederholte Anhalten und Starten der Bewegung der Schlittenanordnung 9 zurückzuführen sind, wirksam ausgeschaltet werden. Der Durchsatz der Vorrichtung wird daher gesteigert.

Die Fig. 6 zeigt ein Beispiel fUr die Abfolge der Belichtungen, wie sie beim dritten AusfUhrungsbeispiel durchgeführt wird.

In Fig. 6 sind mit den Bezugszeichen C bis C Jeweils

1 5
Zeilen bezeichnet, von denen jede mehrere Chip-Flächen enthält. Bei der gezeigten Anordnung enthält jede Reihe drei oder fünf Chip-Flächen. Gemäß Fig. 6 ist in jeder Chip-Fläche mit einem Punkt die Bestrahlung mit einem Laser-Impuls oder -Impulsen für die Grobbelichtung angegeben, während mit einem Kreis die Bestrahlung mit einem Laser-Impuls für die Feinbelichtung angegeben ist.

Aus Gründen des besseren Verständnisses wird die folgende j

Beschreibung anhand einer Belichtungsfolge erläutert, bei der für die kombinierte Grob- und Feinbelichtung zwei

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Impulse eingesetzt werden, d.h. der Kombination einer Grobbelichtung durch einen Impuls mit einer Feinbelichtung durch einen Impuls.

WUrde man die Belichtungsfolge so wählen, daß die Grobbelichtung und die darauffolgende Feinbelichtung bezüglich einer einzelnen Chip-Fläche durchgeführt würden und die Halbleiterscheibe anschließend weiterbewegt würde, um die Grob- und Feinbelichtung bei der nachfolgenden Chip-Fläche durchzuführen, so hätte dies aufgrund des wiederholten Anhaltens und Startens der Bewegung der Schlittenanordnung 9 einen wesentlichen Zeitverlust zur Folge, wie bereits beschrieben wurde. Aus diesem Grund ist die erfindungsgemäße Abfolge der Belichtung so gewählt, daß mehrere Chip-

_Λr Flächen zu einer Gruppe zusammengefaßt werden (z.B. C ),

1

wobei die Grobbelichtungen aufeinanderfolgend und der Reihe nach für jede Chip-Fläche dieser einen Gruppe durchgeführt und anschließend die Feinbelichtungen aufeinanderfolgend und der Reihe nach für Jede Chip-Fläche dieser einen Gruppe durchgeführt werden. Dieser Belichtungsvor-

gang wird im folgenden als "vollständiger Schritt" oder "vollständiger Einzelschritt" bezeichnet. Nach Beendigung des vollständigen Schritts für eine der Gruppen wird der vollständige Schritt für Jede der verbleibenden Gruppen

wiederholt.
25

Gemäß Fig. 6 werden der Reihe nach zunächst die mit Punkten bezeichneten Grobbelichtungen an den Chip-Flächen in der Reihe C durchgeführt, und zwar in der mit Pfeilen

angedeuteten Reihenfolge. Während dieser Grobbelichtungen 30

wird für Jede Chip-Fläche die aufgestrahlte Impulsenergie festgestellt, worauf die Steuereinheit 8 für Jede einzelne Chip-Fläche die Energiedifferenz zwischen der richtigen Belichtungsenergie und der auf diese Weise ermittelten

Impulsenergie berechnet und abspeichert. Anschließend 35

_BAD ORIGINAL

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werden aufeinanderfolgend und der Reihe nach die mit Kreisen bezeichneten Feinbelichtungen für jede der Chip-Flächen in der Zeile C durchgeführt, und zwar in der durch Pfeile angegebenen umgekehrten Reihenfolge, wobei die Steuereinheit 8 die Impulsenergien steuert. Der vollständige Einzelschritt für die Zeile C wird dadurch abge-

1
schlossen.

Anschließend werden gemäß der in Fig. 6 mit Pfeilen bezeichneten Reihenfolge für die Chip-Flächen'in jeder der Zeilen C bis C aufeinanderfolgend Grobbelichtungen und

2 5
Feinbelichtungen durchgeführt.

Wie anhand von Fig. 3 erläutert wurde, wird die Impulsenergie für die Grobbelichtung einer Jeden Chip-Fläche so ausgewählt, daß sie z.B. ungefähr 80 bis 90% der richtigen Belichtungsenergie beträgt, während die Impulsenergie für die Feinbelichtung so gesteuert wird, daß sie die restliche Belichtungsenergie liefert. Die Vorwahl oder Steuerung der Impulsenergie ist erreichbar, indem die Steuereinheit 8 die Lichtquelle 1 steuert. Durch das portionsweise Aufbringen der Belichtungsenergie ist eine genaue Steuerung der Belichtungsmenge sichergestellt. Erfindungsgemäß wird die Feinbelichtung also mit einer Impulsenergie durchgeführt, die viel geringer als die richtige Belichtungsenergie ist. Irgendwelche Schwankungen der Impulsenergie der Feinbelichtung rufen daher lediglich eine absolute Abweichung hervor, die im Vergleich zur Größe der richtigen Belichtungsenergie äußerst gering ist.

Während gemäß Fig. 6 die Belichtung der ganzen Halbleiterscheibe durch fünf vollständige Schritte abgeschlossen ist, kann diese fünfschrittige Belichtung durch eine einschrittige Belichtung ersetzt werden, d.h. durch die Kombination einer einzigen vollständigen Reihe von aufeinan-

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derfolgenden Grobbelichtungen rait einer einzigen vollständigen Reihe von aufeinanderfolgenden Feinbelichtungen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.

,_ Wenn die Fortschalteinrichtung mit einer achsenentfernten b

Ausrichtvorrichtung versehen ist, werden die Grobbelichtungen bei gleichzeitiger Bewegung der Halbleiterscheibe aufeinanderfolgend und der Reihe nach für eine Jede Chip-Fläche auf der Halbleiterscheibe ausgeführt. Dabei verläßt man sich auf die Genauigkeit des Laser-Interferometers der Ausrichtvorrichtung. Während dieser Grobbellchtungen wird für Jede Chip-Fläche die tatsächlich erzeugte Impulsenergie von der Meßvorrichtung 7 ermittelt, während die zur Vervollständigung der Grobbelichtung notwendige Impulsenergie von der Steuereinheit 8 errechnet und gespeichert

wird. Nach Beendigung der Grobbelichtungen wird aufeinanderfolgend und der Reihe nach für Jede Chip-Fläche auf der Halbleiterscheibe eine Feinbelichtung durchgeführt, wobei die Impulsenergie einer Jeden Feinbelichtung in Abhängigkeit von der Größe der Impulsenergie der dazugehörenden

Grobbelichtung geeignet gesteuert wird. Auf diese Weise ist eine wirksame, gleichmäßige und stabile Belichtung erzielbar.

Während gemäß Fig. 7 die Feinbelichtungen in der gleichen 25

Reihenfolge wie die Grobbelichtungen durchgeführt werden, ist es auch möglich, diese umzukehren. Weiterhin ist es natürlich auch möglich, die achsenentfernte Ausrichtvorrichtung durch eine Vorrichtung zu ersetzen, bei der die Ausrichtung durch die Linse erfolgt (TTL-System). Da die

Arbeitsweise dabei im wesentlichen der in Fig. 7 gezeigten entspricht, wird auf eine nähere Erläuterung verzichtet, um die Beschreibung zu vereinfachen.

Bei den in Fig. 6 und 7 gezeigten Belichtungsfolgen kann 35

ι .,IiIIi

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die Grobbelichtung natürlich auch mittels mehrerer Irapulsbelichtungen durchgeführt werden.

Obwohl die Erfindung anhand von Belichtungsvorrichtungen beschrieben wurde, bei denen eine Pro^ektions- bzw. eine Nahabstandsbelichtung stattfindet, ist sie natürlich auch bei solchen anwendbar, die eine Kontaktbelichtung aufweisen. Weiterhin ist die Erfindung auch dann zur Steuerung der Belichtung anwendbar, wenn ein im Impulsbetrieb arbeitender Laser, wie z.B. ein Dimer-Anregungs-Laser, für ein kürzlich entwickeltes fotolackloses Ätzverfahren als Lichtquelle eingesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird also durch die Kombination von Grob- und Feinbelichtung eine genaue und gleichmäßige Steuerung.

der Belichtungsmenge sichergestellt, während gleichzeitig der Durchsatz verbessert wird. Wenn die Erfindung für eine Belichtungsvorrichtung mit einer Fortschalteeinrichtung verwendet wird, werden die Grobbelichtungen aufeinanderfolgend der Reihe nach für mehrere Chip-Flächen durchge-

führt, worauf die Feinbelichtungen ebenfalls aufeinanderfolgend und der Reihe nach für die gleichen Chip-Flächen durchgeführt werden. Daher ist es möglich, den die Halbleiterscheibe tragenden Schlitten kontinuierlich und ohne fortgesetztes Anhalten bei jeder Chip-Fläche zu bewegen, wodurch der Zeitverlust aufgrund des wiederholten Anhaltens und Anfahrens entfällt. Der Durchsatz wird daher welter gesteigert.

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belichtung

° mit pulsierendem oder intermittierendem Licht angegeben, bei dem bzw. der die Belichtung durch eine Kombination aus erster oder Grobbelichtung und zweiter oder Feinbelichtung ausgeführt wird. Mit der Grobbelichtung ist eine Belichtungsmenge erzielbar, die geringer als eine richtige Be-

-19- DE /1599

lichtungsmenge ist, während mit der Feinbelichtung eine gesteuerte Belichtungsmenge erzielbar ist, die geringer als die von der Grobbelichtung erzeugte ist, wodurch die Gesamt-Belichtungsmenge gleich oder im wesentlichen gleich der richtigen Belichtungsmenge wird.

Leerseite -

Claims

T¹ D ·■ if '- Λ"* - , : Patentanwälte und
r% r* O Dipl.-Ing. H.Tiedtke
KtLLMANN - UiRAMS - OTRUIF
DipL-Chem. G.
BOhling Dipl.-Ing. R.
Kinne Dipl.-Ing.
R Grupe
3 5 O L 9 3 8 Dipl.-Ing. B. Pellmann
Dipl.-Ing. K.
Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif
Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2
Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent München
13. Februar 1985 DE 4599

Patentansprüche

1. Verfahren zur Belichtung mit intermittierendem Licht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grobbelichtung durchgeführt wird, um eine Belichtungsmenge zu liefern, die geringer als eine richtige Belichtungsmenge ist, und daß eine Feinbelichtung durchgeführt wird, um eine Beiichtungsmenge zu liefern, die geringer als die von der Grobbelichtung gelieferte ist, wobei die Feinbelichtung derart gesteuert wird, daß die gesamte von der Grob- und der Feinbelichtung gelieferte Belichtungsmenge gleich oder annähernd gleich der richtigen Belichtungsmenge ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grobbelichtung mehrere Belichtungen durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das intermittierende Licht von einem Dimer-Anregungs-Laser geliefert wird.

ti. Verfahren zur Belichtung mit intermittierendem Licht, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere zu belichtende Flächen der Reihe nach mehrere entsprechende Grobbelichtungen durchgeführt werden, wobei eine jede Grobbe-

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lichtung eine Belichtungsmenge liefert, die geringer als eine richtige Belichtungsmenge für die entsprechende zu belichtende Fläche ist, und daß für die zu belichtenden Flächen der Reihe nach mehrere entsprechende Feinbelichtungen durchgeführt werden, wobei eine Jede Feinbelichtung eine Belichtungsmenge liefert, die geringer als die von der Grobbelichtung für die entsprechende, zu belichtende Fläche gelieferte ist, und die die Grobbelichtung derart ergänzt, daß die gesamte von der Grob- und der Feinbelichtung gelieferte Belichtungsmenge gleich oder annähernd gleich der richtigen Belichtungsmenge wird.

5. Verfahren nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grobbelichtung einer Jeden zu belichtenden Fläche mehrere Belichtungen durchgeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbelichtungen in derselben Reihenfolge bezüglich der zu belichtenden Flächen ausgeführt werden wie die Grobbelichtungen.

7. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbelichtungen in umgekehrter Reihenfolge bezüglich der zu belichtenden Flächen ausgeführt werden wie die Grobbelichtungen.

8. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das intermittierende Licht von einem Dimer-Anregungs-Laser geliefert wird.

9. Belichtungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zum Erzeugen von intermittierendem Licht, eine Meßvorrichtung (7) zum integrierenden Erfassen einer Belichtungsmenge auf einer zu belichtenden Oberfläche (6), sowie durch eine Steuereinrichtung (8) zum Durchführen

BAD ORJGiNAL

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einer Grob- und einer Feinbelichtung bezüglich der zu belichtenden Oberfläche (6), wobei die Steuereinrichtung (8) die Grobbelichtung derart steuert, daß diese eine Belichtungsmenge liefert, die geringer als eine richtige Belichtungsmenge für die zu belichtende Oberfläche (6) ist, und wobei sie zusätzlich die Feinbelichtune derart steuert, daß diese eine eeringere Belichtungsmenge als die von der Grobbelichtung gelieferte liefert, und daß die gesamte von der Grob- und der Feinbelichtung gelieferte Belichtungsmenge gleich oder annähernd gleiph der richtigen Belichtungsmenge wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) zum Erzeugen von intermittierendem Licht einen Dimer-Anregungs-Laser enthält.

11. Belichtungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zum Erzeugen von intermittierendem Licht, eine optische Projektionsvorrichtung (5¹) zum Übertragen eines Musters einer Maske (Ii) auf eine Halbleiterscheibe (6), eine Schlittenanordnung (9), die die Halbleiterscheibe (6) trägt und die derart bewegbar ist, daß das Muster der Maske (H) auf eine Vielzahl von Flächen der Halbleiterscheibe (6) übertragbar ist, eine Meßvorrichtung

(7) zum integrierenden Erfassen einer Belichtungsmenge einer jeder dieser Flächen auf der Halbleiterscheibe (6), sowie durch eine Steuereinrichtung (8) die fUr eine jede dieser Flächen auf der Halbleiterscheibe (6) eine Grob- und eine Feinbelichtung durchführt, wobei sie die Grobbelichtung derart steuert, daß diese eine Belichtungsmenge liefert, die geringer als eine richtige Belichtungsmenge einer jeder dieser Flächen auf der Halbleiterscheibe (6) ist, und wobei sie zusätzlich die Feinbelichtung derart steuert, daß diese eine Belichtungsmenge liefert, die geringer ist als die von der Grobbelichtung für die je-

,iaiaitt

-U- DE /1599

wells entsprechende Fläche auf der Halbleiterscheibe (6) gelieferte, und daß die gesamte von der Grob- und der Feinbelichtung für die Jeweils entsprechende Fläche auf der Halbleiterscheibe (6) gelieferte Belichtungsmenge

gleich oder annähernd gleich der richtigen Belichtungsmenge wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) zum Erzeugen von intermittierendem Licht einen Dimer-Anregungs-Laser enthält.

13· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenanordnung (9) kontinuierlich bewegbar ist.
15
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Grobbelichtung gelieferte und integrierend erfaßte Belichtungsmenge einer Jeder dieser Flächen auf der Halbleiterscheibe (6) in der Steuereinheit (8) gespeichert wird, und daß die Feinbelichtung in Abhängigkeit von der gespeicherten Belichtungsmenge der Grobbelichtung gesteuert wird.