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SACHGEBIET
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Fotolithografie,
wie sie bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet
wird, und insbesondere auf eine Korrektur der Belichtung in einer
Abtastrichtung eines abtastenden bzw. scannenden fotolithografischen
Systems, um Zeilenbreiten-Variationen zu steuern oder zu verringern.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
der Herstellung von Halbleitervorrichtungen werden oftmals fotolithografische
Techniken verwendet. Allgemein umfasst dies ein Projizieren des Bilds
eines Retikels auf einen mit einem fotoempfindlichen Resist abgedeckten
Wafer und eine darauf folgende Verarbeitung, um eine Halbleitervorrichtung zu
bilden. Während
viele unterschiedliche Typen von fotolithografischen Systemen, verwendet
bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, existieren, ist ein
Typ einer Vorrichtung oder eines Werkzeugs, der eine Abbildung von
sehr kleinen Linienbreiten oder Merkmal-Größen liefert, ein scannendes
fotolithografisches System. Ein solches System wird unter der Handelsmarke
MICRASCAN von SVG Lithography Systems, Inc., Wilton, Connecticut,
vertrieben. In einem scannenden fotolithografischen System wird eine
rechtwinklige Form des Beleuchtungsfelds oder ein Schlitz unter
einer vorbestimmten Rate über
ein Retikel, das auf einem fotoempfindlichen Substrat abgebildet
werden soll, wie beispielsweise einem fotoempfindlichen Resist oder
einem mit einem Fotoresist abgedeckten Wafer, abgetastet. Das Retikel
und das fotoempfindliche Substrat bewegen sich synchron zueinander
unter unterschiedlichen Raten, um irgendeine Vergrößerung oder
Verkleinerung des Bilds des Retikels durch die Projektionsoptiken,
verwendet dazu, das Bild des Retikels auf das fotoempfindliche Substrat
zu projizieren, vorzunehmen. Wenn sich die Merkmalsgrößen und
Linienbreiten der verschiedenen Elemente oder Schaltungsmuster, die
auf dem fotoempfindlichen Substrat widergegeben werden sollen, in
der Größe verringern,
ist ein Erfordernis vorhanden, die Systemfunktion zu erhöhen. Während sich
Projektionsoptiken wesentlich weitergebildet haben und den Haupteinfluss
in Bezug auf die Bildqualität
darstellen, ist die Beleuchtung, ver wendet dazu, das Bild des Retikels
auf das fotoempfindliche Substrat zu projizieren, auch für die Systemfunktion
und die Qualität
der fertiggestellten Halbleitervorrichtung kritisch. Während Versuche
vorgenommen worden sind, um eine verbesserte Beleuchtung zu erzielen,
und zwar mit verschiedenen Beleuchtungsquellen, sind die meisten
dieser Bemühungen
darauf gerichtet worden, eine gleichförmige Beleuchtung zu erreichen.
Eine Vorrichtung zum Modifizieren einer Beleuchtung, verwendet in
einer fotolithografischen Vorrichtung, ist in dem United States Patent
4,516,852 mit dem Titel „Method
and Apparatus for Measuring Intensity Variations in a Light Source", herausgegeben für Liu et
al am 14. Mai 1985, offenbart, das hier unter Bezugnahme darauf
eingeschlossen wird. Dort ist ein gebogener Schlitz offenbart, der
innerhalb eines deformierbaren Bands einstellbar ist. Ein anderes
System zum Verbessern einer Beleuchtung, verwendet in einem scannenden fotolithografischen
System, ist in der United States Patentanmeldung No. 09/023,407,
angemeldet am 12. Februar 1998, und mit dem Titel „Adjustable
Slit and Method for Varying Linewidth", veröffentlicht als US 5895737A,
offenbart. Während
diese früheren Vorrichtungen
beim Einstellen der Beleuchtungseigenschaften des Beleuchtungsschlitzes,
verwendet dazu, ein Retikel abzutasten, nützlich sind, sind sie allgemein
nur vorteilhaft beim Verbessern einer Bildqualität entlang einer einzelnen Achse
senkrecht zu der Abtastrichtung gewesen. Deshalb ist ein Erfordernis
nach einer weiteren, verbesserten Systemfunktion und Bildqualität in einer
Richtung entlang der Abtastrichtung vorhanden.
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Die
EP 0 811 881 beschreibt
ein scannendes fotolithografisches System, das die Belichtungsdosis in
der Abtastrichtung korrigiert, um Variationen in der Dicke des Resists
oder fotoempfindlichen Materials zu kompensieren.
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Die
US 5 591 958 beschreibt
auch ein scannendes fotolithografisches System, das Änderungen in
der Empfindlichkeit des fotoenpfindlichen Materials durch Ändern entsprechend
der Intensität
des Beleuchtungslichts so kompensiert, dass ein optimaler Betrag
einer Belichtung auf das Substrat während eines Abtastens aufgebracht
werden kann.
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Die
US 5 644 383 A beschreibt
auch ein scannendes fotolithografisches System, das die Dosis als
eine Funktion des Beleuchtungsprofils in der Abtastrichtung steuert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darauf gerichtet, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Verringern einer Linienbreiten-Variation in
der Richtung eines Abtastschlitz-Beleuchtungsfelds eines Bilds,
reproduziert von einem Retikel, zu schaffen.
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Die
vorliegende Erfindung löst
diese Aufgabe dadurch, dass ein scannendes fotolithografisches System
geschaffen wird, das die Merkmale aufweist, wie sie in Anspruch
1 angegeben sind, und durch ein Verfahren zum Belichten eines fotoempfindlichen Substrats,
verwendet in einem scannenden fotolithografischen System, das die
Schritte aufweist, die in Anspruch 7 angegeben sind.
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Variationen
in der Linienbreite, erzeugt entlang den Achsen oder der Richtung
einer Abtastung, können,
was auch immer deren Ursache ist, durch Einstellen der Dosis oder
der Belichtung durch einen vorbestimmten Betrag als eine Funktion
des Abstands in der Abtastrichtung kompensiert werden, um dadurch
eine gesteuerte oder verringerte Linienbreiten-Variation entlang
der Abtastrichtung zu erhalten. Variationen einer bestimmten, fotolithografischen Vorrichtung
oder eines Werkzeugs in Kombination mit einer bekannten Ansprechfunktion
eines fotoempfindlichen Resists oder Fotorestists auf eine Dosis
wird beim Steuern der Beleuchtung verwendet, um die erforderliche,
korrigierte Dosis zu erhalten, was zu einer verringerten Linienbreiten-Variation
in der Abtastrichtung führt.
Ein scannendes fotolithografisches System, das eine Beleuchtungsquelle
besitzt, die das Bild eines Retikels auf ein fotoempfindliches Substrat
mit Projektionsoptiken projiziert, besitzt eine Beleuchtungssteuerung,
die die Belichtungsdosis einer elektromagnetischen Strahlung durch
einen vorbestimmten Betrag als eine Funktion eines Abstands in der
Abtastrichtung modifiziert. Dies kompensiert bekannte oder bestimmte
Variationen in der Linienbreite aufgrund der Signatur eines bestimmten,
scannenden fotolithografischen Systems oder Werkzeugs, was zu einer
verringerten Linienbreiten-Variation in der Abtastrichtung führt, was deshalb
die gesamte Systemfunktion verbessert.
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Es
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass eine Linienbreiten-Variation
unabhängig
der vorhandenen Ursache der ursprünglichen Linienbreiten-Variationen
gesteuert oder verringert werden kann.
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Es
ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie einfach
an ein bestimmtes, scannendes fotolithografisches System oder Werkzeug, das
eine eindeutige Signatur besitzt, angepasst werden kann.
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Es
ist ein noch anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die
korrigierende Dosis oder Belichtung einfach gesteuert, eingestellt
und geändert werden
kann, da sich die Funktion des hinterlegenden Systems über die
Zeit variieren kann.
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Es
ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die Belichtung
oder die Dosis als eine Funktion eines Abstands entlang einer Abtastrichtung
variiert wird.
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Es
ist ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die bestimmte
Linienbreiten-Veränderung
als eine Funktion der Dosis für
einen bestimmten Fotoresist verwendet wird, um eine Dosis in der
Abtastrichtung einzustellen.
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Diese
und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale werden leicht anhand
der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht eines belichteten, rechtwinkligen Felds.
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2 zeigt
eine Grafik, die eine Linienbreite als eine Funktion eines Abstands
in der Abtastrichtung für
ein bestimmtes, fotolithografisches System oder Werkzeug darstellt.
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3 zeigt
eine Grafik, die eine Linienbreite als eine Funktion einer Dosis
oder Belichtung für
einen bestimmten, positiven Fotoresist darstellt.
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4 zeigt
eine Grafik, die eine berechnete, korrigierte Belichtung oder Dosis
als eine Funktion eines Abstands in der Abtastrichtung darstellt.
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5 zeigt
eine Grafik, die eine verringerte Linienbreiten-Variation als eine
Funktion eines Abstands in der Abtastrichtung darstellt.
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6A zeigt
eine schematische Draufsicht eines Bereichs einer Linienbreite,
eine Linienbreiten-Variation darstellend.
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6B zeigt
eine schematische Draufsicht eines Bereichs einer Linienbreite,
eine verringerte Linienbreiten-Variation darstellend.
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7 stellt
schematisch ein scannendes fotolithografisches Gerät, ein System
oder ein Werkzeug der vorliegenden Erfindung dar, das wesentlich eine
Variation in der Linienbreite als eine Funktion eines Abstands in
der Abtastrichtung variiert.
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8 zeigt
ein Blockdiagramm, das die vorliegende Erfindung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 stellt
ein Feld 10 dar, das rechtwinklig sein kann, das durch
einen langgestreckten, rechtwinkligen, scannenden Beleuchtungsschlitz
oder ein -feld 12 belichtet wird. Das Beleuchtungsschlitzfeld 12 tastet
in einer Richtung, angezeigt durch einen Pfeil 11, ab,
um aufeinanderfolgend ein fotoempfindliches Substrat mit einem Bild
eines Retikels zu belichten. Das Beleuchtungsschlitzfeld 12 tastet
entlang einer einzelnen Achse in der X- Richtung ab. Das Beleuchtungsschlitzfeld 12 kann
auch schrittweise bewegt werden oder kann zu einer anderen Stelle
bewegt werden und in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen,
die durch einen Pfeil 11 angezeigt ist, abgetastet werden,
um ein anderes, rechtwinkliges Feld zu belichten. Dementsprechend
kann, über
eine Reihe von Schritt- und
Abtast-Belichtungen, ein relativ großes, fotoempfindliches Substrat
belichtet werden. Ein zentraler Streifen 14 ist so dargestellt,
dass er eine Vielzahl von Linien 16 darauf besitzt, die
verschiedene Linienbreiten und Orientierungen haben. Die Vielzahl
von Linien 16 ist schematisch erläuternd für Schaltungsmuster oder für Elemente,
die auf ein fotoempfindliches Substrat, angeordnet in dem belichteten
Feld 10, abgebildet werden sollen. Allgemein enthält das gesamte,
belichtete Feld 10 eine Vielzahl von Linien, verwendet
dazu, die unterschiedlichen Schaltungen zu bilden, allerdings ist
nur ein zentraler Streifen 14 dargestellt worden. Ein scannendes
fotolithografisches Werkzeug oder System wird dazu verwendet, das
Bild eines Retikels mit einem scannenden Beleuchtungsschlitzfeld 12 auf
ein fotoempfindlichen Substrat zu projizieren, das mit dem Bild
des Retikels belichtet wird. Es ist festgestellt worden, dass, aus
einer Vielzahl von Gründen,
ein bestimmtes Werkzeug oder System zu Variationen in Linienbreiten
als eine Funktion eines Abstands in der X-Richtung führen kann.
Eine solche Variation in der Funktionsweise wird als eine Signatur
bezeichnet. Die Signatur kann aufgrund irgendeiner Ursache resultieren
und kann leicht über
die Zeit variieren.
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2 stellt
die Variation in der Linienbreite oder Signatur für ein bestimmtes,
repräsentatives, scannendes
fotolithografisches Werkzeug oder System dar. Es kann möglich sein,
die Beleuchtung entlang der Längsrichtung
des abtastenden Beleuchtungsschlitzfelds 12 zu korrigieren,
um eine verringerte Linienbreiten-Variation als eine Funktion eines Abstands
senkrecht zu einer Abtastrichtung zu erhalten. Allerdings werden,
sogar nach irgendwelchen solchen Korrekturen oder Modifikationen
in dem Beleuchtungsschlitzfeld, Linienbreiten-Variationen oftmals
in der Richtung des scannenden Beleuchtungsschlitzfelds resultieren.
Diese Variationen in der Richtung einer Abtastung ist in 2 dargestellt.
Eine Wellenform 20 stellt die Linienbreiten-Variation als eine
Funktion eines Abstands in der Richtung einer Abtastung oder X-Richtung
dar. Diese Variation kann von irgendeiner Quelle, wie beispielsweise
Einzelheiten des Beleuchtungsfelds, den Projektionsoptiken oder
Abtast-Annomalien, unter anderen, abgeleitet werden. Die bestimmte
Variation oder Signatur des fotolithografischen Systems oder Werkzeugs
kann einfach unter Verwendung von verschiedenen Test-Retikeln oder
unter Durchführung
von Feldmessungen einer Linienbreiten-Variation, gedruckt auf dem
Wafer, als eine Funktion des Abstands in der Abtastrichtung, bestimmt
werden. Dementsprechend können
diese Informationen für
irgendein bestimmtes, fotolithografisches System oder Werkzeug bestimmt
werden und können
so angegeben werden, wie dies vorstehend als eine Werkzeugsignatur
angegeben ist. In einem perfekten lithografischen System würde die
Wellenform 20 eine gerade, horizontale Linie sein, bei
der die wiedergegebene Linienbreite dieselbe wie die erwünschte Linienbreite
entlang des gesamten Abtastwegs ist. Allerdings kann, aus einer Vielzahl
von Gründen,
die Linienbreite in einem Bereich zwischen einer verringerten Linienbreite
W1 zu einer vergrößerten Linienbreite W2 variieren, wobei die vergrößerte oder
verringerte Linienbreite von einer erwünschten, nominalen Linienbreite
W abweicht, die zum Beispiel 200 Nanometer sein kann. Dementsprechend
kann die Signatur eines bestimmten Werkzeugs, dargestellt durch
die Wellenform 20, einen Bereich 28 haben, bei
dem die Linienbreite größer als
die nominale Linienbreite W für
einen Weg entlang der Abtastrichtung bis x1 ist,
und ein Bereich 30, wo die Linienbreite geringer als eine
erwünschte, nominale
Breite für
einen anderen Abstand zu x2 in der Abtastrichtung
ist. Als eine Folge kann deutlich gesehen werden, dass die sich
ergebende Linienbreite als eine Funktion eines Wegs in der Abtastrichtung
variiert.
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3 zeigt
eine grafische Darstellung, die einen fotoempfindlichen Resist oder
eine Fotoresist-Belichtung, Übertragung
oder Ansprechfunktion 32 für einen positiven Resist darstellt.
Für einen
positiven Resist wird eine Erhöhung
der Belichtung oder Dosis zu einer Verringerung in der Linienbreite
[opake Linie auf einem Retikel] des sich ergebenden, mit dem verarbeiteten
Fotoresist abgedeckten Substrats führen, und eine Verringerung
der Belichtung oder Dosis wird zu einer vergrößerten Linienbreite in dem sich
ergebenden, verarbeiteten, mit dem Fotoresist abgedeckten Substrat
führen.
Die Wellenform 34 stellt diese Beziehung dar. Ein negativer
Resist wird den entgegengesetzten Effekt haben. Das bedeutet, dass
eine Erhöhung
der Belichtung oder Dosis zu einer Erhöhung in der Linienbreite des
sich ergebenden, verarbeiteten, mit einem Fotaresist abgedeckten
Substrat führen
wird, und eine Verringerung der Belichtung oder Dosis wird zu einer
verringerten Linienbreite in dem sich ergebenden, verarbeiteten,
mit einem Fotoresist abgedeckten Substrat führen. Ein nominaler Mittelpunkt 38 stellt
eine Dosis d dar, die zu einer Breite W für einen bestimmten Fotoresist führen wird.
Der Punkt 36 stellt eine verringerte Dosis d– dar, die
zu einer vergrößerten Linienbreite
W+ führen
wird. Punkt 40 stellt eine erhöhte Dosis d+ dar,
die zu einer reduzierten oder verringerten Linienbreite W– führen wird.
Dementsprechend kann, sogar obwohl eine vorbestimmte Linienbreite
W auf einem Retikel auf einem fotoempfindlichen Substrat abgebildet wird,
die sich ergebende, verarbeitete Linienbreite als eine Funktion
einer Dosis oder Belichtung variieren. Als eine Folge kann, basierend
auf der fotolithografischen Werkzeugsignatur, wie dies in 2 dargestellt
ist, und der Resist-Ansprechfunktion,
dargestellt in 3, eine korrigierte Belichtungsdosis
so bestimmt werden, um wesentlich eine Linienbreiten-Variation als
eine Funktion eines Abstands in einer Abtastrichtung zu verringern.
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4 zeigt
eine grafische Darstellung, die eine Dosis- oder Belichtungskorrektur 42 darstellt, die
dazu verwendet werden kann, die Signatur 18, dargestellt
in 2, für
ein bestimmtes, scannendes fotolithografisches System oder Werkzeug
zu kompensieren. Eine korrigierte oder berechnete Dosis 42 ist
durch die Wellenform 44 dargestellt. Eine horizontale Linie 46 stellt
eine nominale Dosis d dar. Ein Bereich 48 stellt eine erhöhte Belichtung
oder Dosis, entsprechend zu einer vergrößerten Linienbreite in einem
Bereich 28, dargestellt in 2, dar.
Die erhöhte
Dosis oder Belichtung, dargestellt durch einen Bereich 48,
für einen
positiven Resist, wie dies in 3 gezeigt
ist, wird zu einer schmaleren oder kleineren, verarbeiteten Linienbreite
führen.
Deshalb wird die erhöhte
Dosis, dargestellt durch einen Bereich 48, die nicht erwünschte,
erhöhte
Linienbreite, dargestellt durch einen Bereich 28, dargestellt
in 2, korrigieren. Als eine Folge wird eine Linienbreiten-Variation mit der
Linienbreite über
die gesamte x– oder
Abtastrichtung, die erwünschte
Linienbreite W, dargestellt in 2, annähernd, verringert.
Die erhöhte
Dosis, dargestellt durch einen Bereich 48, wird mit der
Verwendung der Resist-Ansprechfunktion 32, dargestellt
in 3, berechnet oder bestimmt. Ein Bereich 50 zwischen
einer Position x1 und x2 stellt eine
verringerte Dosis entsprechend zu einem Bereich 30 in 2 dar.
Die verringerte Dosis, dargestellt durch einen Bereich 50,
in 4, führt
zu einer Vergrößerung oder
einer Erhöhung
der Linienbreite, für
einen positiven Resist, wie dies in 3 angezeigt
ist. Diese Belichtungsdosis oder Belichtungskorrektur wird durch
eine Zeitvarianz in dem Belichtungspegel, geeignet zu dem Teil,
wo der Wafer/das Retikel in deren Abtastbereich liegen, erzeugt.
Dies kann unter Verwendung einer Vielzahl von Filtern, Verschlüssen, oder
einer Variation der Anzahl von Laserimpulsen, oder irgendeiner anderen, äquivalenten
Technik, verwendet dazu, eine Beleuchtung oder Dosis zu variieren,
vorgenommen werden. Dies kann auch durch Variieren der Abtastgeschwindigkeit
vorgenommen werden. Basierend auf den Informationen, erhalten von
der Signatur 18, dargestellt in 2, und der
Resist-Ansprechfunktion 32, dargestellt in 3,
kann eine modifizierte oder korrigierte Dosis oder Belichtung als
eine Funktion eines Abstands in einer Abtastrichtung einfach und
leicht bestimmt werden.
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5 zeigt
eine grafische Darstellung, die die verringerte Variation einer
Linienbreite 52 darstellt, die sich aufgrund der vorliegenden
Erfindung ergibt. Eine Wellenform 120 stellt die Linienbreite
als eine Funktion eines Abstands in einer Abtastrichtung dar. Wie
deutlich gesehen werden kann, wird eine Linienbreiten-Varianz in
einer Abtastrichtung im Wesentlichen von einer nominalen Breite
W nur leicht verringert und variiert. Die nominale Breite W ist durch
eine horizontale Linie 122 dargestellt. Die erhöhte Breite
W2' ist
durch eine horizontale Linie 126 dargestellt und die verringerte
Breite W1' ist durch eine horizontale Linie 124 dargestellt.
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6A zeigt
eine Draufsicht, die einen Bereich einer Linienbreite 116 und
die Variation in der Breite zwischen Kanten 117 darstellt.
In 6A variiert die Linienbreite von einer schmaleren
Linienbreite W1 zu einer breiteren Linienbreite
W2. 6B zeigt eine
Draufsicht, die einen Bereich einer Linienbreite 217 und
die verringerte Variation in der Breite zwischen Kanten 217,
die sich aus einem Steuern der Belichtung oder Dosis gemäß der vorliegenden
Erfindung ergibt, darstellt. In 6B variiert
die Linienbreite von einer leicht schmaleren Linienbreite W1' zu einer
leicht breiteren Linienbreite W2'. Wie anhand der 6A und 6B ersichtlich
werden wird, ist eine Linienbreiten-Variation eine verringerte,
verbesserte Systemfunktion, wenn die vorliegende Erfindung praktiziert
wird.
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7 stellt
schematisch ein scannendes fotolithografisches System oder Werkzeug 54 der
vorliegenden Erfindung dar. Eine Beleuchtungsquelle 56 wird
dazu verwendet, das Bild eines Retikels 58, gehalten durch
eine Retikel-Tisch 60 mit Projektionsoptiken 62,
zu projizieren. Das Bild des Retikels 58 wird auf ein fotoempfindliches
Substrat 64, wie beispielsweise einen mit einem Fotoresist
abgedeckten Wafer, projiziert. Das fotoempfindliche Substrat 64 ist
auf einem Tisch 66 positioniert. Die Bewegung des Tischs 66 und
des Retikel-Tischs 60 wird durch eine Tischsteuerungseinrichtung 68 gesteuert.
Die Tischsteuerung 68 tastet synchron den Retikel-Tisch 60 und
den Tisch 66 in der Richtung des Pfeils 74 ab. Ein
Beleuchtungsschlitzfeld, wie es in 1 dargestellt
ist, wird über
das gesamte Retikel 58, das Bild des gesamten Retikels
auf das fotoempfindliche Substrat 64 projizierend, abgetastet.
Als eine Folge der hochen Qualität
der Projektionsoptiken wird das Bild des Retikels mit einer hohen
Auflösung
reproduziert. Falls die Projektionsoptiken 64 eine Vergrößerung oder
Verkleinerung haben, werden die Abtastrate des Retikel-Tischs 60 und
des Tischs 66 geeignet durch eine Tischsteuerung 68 modifiziert.
Zum Beispiel wird, falls das Bild des Retikels um einen Faktor von vier
verkleinert wird, der Retikel-Tisch 60 unter
einer Rate viermal schneller als der Tisch 66 abtasten.
Zusätzlich
können
mehrere sequenzielle oder angrenzende Bilder auf dem fotoempfindlichen
Substrat 64 mit einer Bewegung vom Schritt- und Abtast-Typ
reproduziert werden. Eine Beleuchtungs- oder Dosissteuerungseinrichtung 70 ist
der Tischsteuerung 68, dem Signatur- und Resist-Ansprech-Datenspeicher 72 und
der Beleuchtungsquelle 56 zugeordnet oder damit verbunden.
Der Signatur- und Resist-Ansprech-Datenspeicher 72 kann
ein magnetisches Plattenlaufwerk, ein ROM, oder irgendein anderes Speichermedium
zum Speichern und zum Wiederaufsuchen von Daten sein. Der Signatur-
und Resist-Ansprech-Datenspeicher 72 speichert Daten, die für die Signatur
des fotolithografischen Werkzeugs repräsentativ sind, wie dies in 2 dargestellt
ist, und die Daten, die für
das Resist-Ansprechverhalten repräsentativ sind, wie dies in 3 dargestellt
ist. Die Dosissteuerung 70 kann irgendeine Rechenvorrichtung
für allgemeine
Zwecke sein, die einem Steuersystem zugeordnet ist, das eine korrigierte
Belichtungsdosis basierend auf den Signatur- und Resist-Ansprech-Daten, aufgesucht
von dem Signatur- und Resist-Ansprech-Datenspeicher 72,
berechnen kann. Die Dosissteuerung 70 reguliert oder steuert die
Belichtungsdosis als eine Funktion eines Abstands entlang der Abtastrichtung,
dargestellt durch einen Pfeil 74. Die Dosissteuerung 70 stellt
deshalb die Dosis einer elektromagnetischen Strahlung, aufgenommen
durch das fotoempfindliche Substrat 64, basierend auf Informationen,
gespeichert in dem Signatur- und Resist-Ansprech-Datenspeicher 72,
ein. Die berechnete, kompensierende Belichtungsdosis führt zu einer
Modifikation der sich ergebenden Linienbreite als eine Funktion
eines Abstands oder einer Position in der Abtastrichtung. Dies führt zu einer
verringerten Variation der Linienbreite in der Abtastrichtung. Die
Dosissteuerung 70 kann die Beleuchtungsquelle direkt durch
Variieren der Amplitude oder der Intensität, oder einer gepulsten Beleuchtungsquelle durch
Variieren der Zahl oder der Rate von Impulsen, um so die erforderliche,
vorbestimmte Belichtungsdosis zu erhalten, modifizieren. Die Beleuchtungsquelle
kann ein Laser oder irgendeine andere, bekannte Beleuchtungsquelle
sein. Die Dosissteuerung 70 kann auch irgendeine andere
Struktur, Technik, oder ein Verfahren, zum Variieren der Beleuchtung oder
der Dosis, empfangen durch das fotoempfindliche Substrat 64,
wie beispielsweise durch die Verwendung von Filtern, Aperturen,
Verschlüssen,
die Einführung
zusätzlicher
Linsenelemente, oder irgendeiner anderen äquivalenten oder irgendeiner anderen
bekannten Art und Weise, um eine Belichtungsdosis zu modifizieren,
steuern, sein.
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8 zeigt
ein Blockdiagramm, das die vorliegende Erfindung darstellt. Der
Block 318 stellt den Vorgang oder Schritt einer Bestimmung
einer Signatur einer scannenden fotolithografischen Vorrichtung als
eine Funktion einer Position entlang einer Abtastrichtung dar. Ein
Beispiel einer Signatur ist grafisch in 2 als Signatur 18 dargestellt.
Block 332 stellt den Vorgang oder den Schritt eines Erhaltens
einer Resist-Ansprechfunktion dar. Ein Beispiel einer Resist-Ansprechfunktion
ist grafisch in 3 als eine Resist-Ansprechfunktion 32 dargestellt.
Block 342 stellt den Vorgang oder den Schritt einer Berechnung einer
korrigierten Belichtungsdosis, basierend auf der Signatur- und Resist-Ansprechfunktion,
um eine Linienbreiten-Variation entlang der Abtastrichtung zu verringern,
dar. Ein Beispiel der Ergebnisse dieser Berechnung ist grafisch
in 4 als Dosis-Korrektur 42 dargestellt.
Die erforderlichen Berechnungen können durch irgendwelche Einrichtungen,
wie beispielsweise einen Computer, durchgeführt werden. Die Dosis-Korrekturberechnungen
werden einfach unter Bezugnahme auf die Signatur 18, dargestellt
in 2, und die Resist-Ansprechfunktion 32,
dargestellt in 3, durchgeführt. Eine korrigierte Belichtungsdosis
wird durch Erhöhung
oder Verringerung der Belichtungsdosis um einen Betrag, bestimmt
durch die Resist-Ansprechfunktion, um Variationen in der Linienbreite,
wie dies durch die Signatur bestimmt ist, zu korrigieren, berechnet.
Dementsprechend werden Linienbreiten-Variationen wesentlich in der
Abtastrichtung verringert. Der Block 370 stellt den Vorgang oder
den Schritt eines Variierens einer Belichtungsdosis als eine Funktion
einer Position in der Abtastrichtung basierend auf der korrigierten
Belichtungsdosis dar. Ein Variieren einer Belichtungsdosis kann einfach
mit irgendeiner Dosis-Steuereinrichtung,
wie beispielsweise einer Dosissteuerung 70, dargestellt in 7,
durchgeführt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung reduziert stark eine Linienbreiten-Variation über ein
Belichtungsfeld in der Abtastrichtung in einer scannenden fotolithografischen
Vorrichtung. Eine von einer Position abhängige Belichtungsdifferenz
wird in einem Dosissteuer-Rückführsystem
verwendet, um einen Linienbreitenfehler für eine nominale oder er wünschte Linienbreite
zu korrigieren. Die korrigierte oder modifizierte Belichtung oder
Dosis wird von der bekannten oder bestimmten Änderung in der Linienbreite
als eine Funktion einer Belichtung für einen bestimmten Resist bestimmt
oder berechnet. Eine korrigierte Belichtungsdosis wird einfach von
einer direkten Messung der Linienbreite als eine Funktion einer
Abtastposition und der Kenntnis der Ansprechfunktion einer Linienbreite
als eine Funktion einer Belichtung oder Dosis bestimmt. Diese Korrektur-
oder Fehlerfunktion, invertiert so, wie notwendig, wird durch das
Dosissteuersystem oder die Beleuchtungssteuer-Kompensierung in Bezug
auf die Linienbreiten-Variation aufgrund einer Signatur, eines Werkzeugs,
oder aus welcher Ursache auch immer, verwendet. Das Endergebnis
ist eine verringerte oder kleinere Variation einer Linienbreite
entlang einer Abtastrichtung. Die vorliegende Erfindung ist deshalb
besonders für
Abtasteinrichtungen bzw. Scanner angepasst und ist ein Vorteil für scannende
fotolithografische Systeme. Die bestimmten Korrekturen oder Modifikationen
in der Belichtungsdosis sind von der hinterlegenden Ursache der
Linienbreiten-Variationen, die korrigiert werden sollen, unabhängig. Linienbreiten-Variationen müssen allerdings
zeitstabil für
eine Periode zwischen einer erneuten Kalibrierung sein. Die Linienbreiten-Variationskorrektur
der vorliegenden Erfindung ist eine zylindrische oder eine Ein-Achsen-Korrektur,
und beeinflusst nicht irgendwelche Korrekturen längs entlang des Beleuchtungsschlitzes
oder Schlitzes in einer Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung,
was gleichzeitig durch andere Techniken korrigiert werden könnte. Die
Korrekturen, angegeben in der vorliegenden Erfindung, können in
der Abtastrichtung, ob nun von links nach rechts oder von rechts
nach links fortschreitend, verwendet werden. Die vorliegende Erfindung
ist besser als eine derzeitige Geschwindigkeitsmodulation der Abtastung,
die viel komplizierter ist. Dementsprechend erhöht die vorliegende Erfindung
stark die Systemfunktion und verringert eine Linienbreiten-Variation
in einer Richtung einer Abtastung in einem scannenden fotolithografischen
System. Als eine Folge wird eine verbesserte Systemfunktion erhalten
und ein erhöhter
Ertrag bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen wird erreicht.