DE60319087T2

DE60319087T2 - Lithographische Methode zur Herstellung einer Vorrichtung

Info

Publication number: DE60319087T2
Application number: DE60319087T
Authority: DE
Inventors: Joost Jeroen Ottens; Wilhelmus Josephus Box; Jan Van Elp
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: JP4955028B2; DE60319087D1; JP2009158971A; US7630060B2; EP1524555A1; JP2005123627A; US20080212053A1; JP4335777B2; EP1860506A1; DE60327119D1; EP1860506B1; EP1524555B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, ein lithographisches Gerät und eine Vorrichtung, die hierdurch hergestellt werden.
Ein lithographisches Gerät ist eine Maschine, die ein gewünschtes Muster auf einen Target-Abschnitt eines Substrats aufbringt. Das lithographische Gerät kann z. B. bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen (ICs) verwendet werden. Dabei können Mustererzeugungsmittel wie z. B. eine Maske verwendet werden, um ein Schaltungsmuster, das einer einzelnen Schicht des IC entspricht, zu erzeugen, und dieses Muster kann auf Target-Abschnitten, die Rohchips oder Rohchipabschnitte enthalten, auf einem Substrat (z. B. eine Siliciumscheibe) abgebildet werden, das eine Schicht aus strahlungsempfindlichem Material (Resist) aufweist. Ein einzelnes Substrat enthält im Allgemeinen ein Netzwerk aus Target-Abschnitten, die nacheinander belichtet werden. Bekannte lithographische Geräte enthalten so genannte Schritteinrichtungen (Stepper), in denen jeder Target-Abschnitt beleuchtet wird, indem in einem Durchgang ein vollständiges Muster auf den Target-Abschnitt belichtet wird, und so genannte Abtasteinrichtungen (Scanner), in denen jeder Target-Abschnitt beleuchtet wird, indem das Muster durch das Projektionsstrahlenbündel in einer vorgegebenen Richtung (die "Abtast"-Richtung) abgetastet wird, während das Substrat parallel oder antiparallel zu dieser Richtung synchron abgetastet wird.
Aus dem US-Patent Nr. 6.447.964 ist ein mikrolithographisches Verfahren mit einem Bündel aus geladenen Partikeln bekannt, bei dem Bereiche des Substrats, in denen vollständige Rohchips gebildet werden, zuerst belichtet werden, gefolgt von Bereichen, insbesondere Umfangsbereichen, die lediglich Abschnitte von Rohchips enthalten. Mehrere Belichtungssequenzen werden zum Belichten des Substrats beschrieben, z. B. eine spiralförmige Sequenz, bei der die Belichtung von Chips einer funktionellen Vorrichtung in einer spiralförmigen Sequenz ausgeführt wird, die von äußeren Chips zu inneren Chips fortschreitet, woraufhin dann Teilchips belichtet werden. Ein Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, dass sich das Substrat vom Beginn der Belichtung der Chips einer funktionellen Vorrichtung aufheizt. Die Wärme entwickelt sich global in dem Substrat, was zu einer Ausdehnung des Substrats führt. Außerdem erfährt das Substrat infolge von Wärme eine lokale Ausdehnung, wenn das Projektionsstrahlungsbündel darauf projiziert wird. Die lokale Substratausdehnung erfolgt zusätzlich zur globalen Substratausdehnung. Sowohl die globale als auch die lokale Substratausdehnung führen zu Überlagerungsproblemen und zur Fehlausrichtung der Target-Abschnitte des Substrats in Bezug auf das Muster, das darauf projiziert wird, was die Herstellung kleiner Vorrichtungen mit einer gewünschten hohen Präzision behindert. Die unerwünschten Wirkungen der Substratausdehnung sind gewöhnlich nahe an der Kante des Substrats am schwerwiegendsten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, bei dem dieser Nachteil eliminiert oder wenigstens vermindert ist, oder eine brauchbare Alternative zu dem bekannten Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere darauf gerichtet, ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zu schaffen, bei dem Vorrichtungen mit hoher Präzision hergestellt werden können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung nach Anspruch 1 geschaffen.
Demzufolge können Überlagerungsprobleme gemindert werden und Vorrichtungen mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. In der beschriebenen Abfolge ist insbesondere jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt, auf den das Projektionsstrahlungsbündel projiziert werden soll, von jedem äußeren Target-Abschnitt, der gerade durch das Projektionsstrahlungsbündel beleuchtet worden ist, beabstandet, so dass eine verhältnismäßig geringe lokale Wärmemenge während der Belichtung der äußeren Target-Abschnitte erzeugt wird. Außerdem werden die äußeren Target-Abschnitte vor den inneren Target-Abschnitten belichtet, so dass die globale Wärmemenge des Substrats während der Belichtung der äußeren Target-Abschnitte trotzdem verhältnismäßig gering ist. Demzufolge erhöht sich die Temperatur jedes äußeren Target-Abschnitts während der Belichtung dieses Target-Abschnitts lediglich um einen verhältnismäßig geringen Betrag. Die Substrattemperatur kann während der Beleuchtung nachfolgender innerer Target-Abschnitte weiter ansteigen. Die Erfindung basiert teilweise auf dem Gedanken, dass sich die inneren Target-Abschnitte unter dem Einfluss der globalen Erwärmung weniger ausdehnen als die äußeren Target-Abschnitte. Deswegen schafft das erfindungsgemäße Verfahren ferner den Vorteil, dass sowohl die inneren als auch die äußeren Target-Abschnitte durch das Projektionsstrahlungsbündel mit hoher Präzision beleuchtet werden können.
Das bemusterte Strahlungsbündel wird vorzugsweise auf alle äußeren Target-Abschnitte des Substrats projiziert, bevor das bemusterte Strahlungsbündel auf die inneren Target-Abschnitte des Substrats projiziert wird.
Dadurch werden alle äußeren Target-Abschnitte durch das Projektionsstrahlungsbündel beleuchtet, wenn die globale Substrattemperatur noch verhältnismäßig niedrig ist und das Substrat eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung erfahren hat, so dass alle äußeren Target-Abschnitte mit hoher Genauigkeit belichtet werden können. Anschließend werden die inneren Target-Abschnitte beleuchtet, was ebenfalls mit einer gewünschten hohen Genauigkeit erreicht werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung befindet sich jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt an einer Position, die von den Positionen irgendeines vorhergehenden äußeren Target-Abschnitts am weitesten entfernt ist.
Deswegen sind alle nachfolgenden äußeren Target-Abschnitte über eine verhältnismäßig große Strecke von irgendeinem zuvor beleuchteten Target-Abschnitt beabstandet, was dazu führt, dass die Wärme in dem Substrat während der Belichtung durch das Projektionsstrahlungsbündel verhältnismäßig gleichmäßig verteilt ist. Da sich die Wärme gleichmäßig entwickeln kann, kann eine lokale Wärmeentwicklung auf einem niedrigen Pegel gehalten werden, so dass ein hoher Grad der Projektionsgenauigkeit erreicht werden kann. Wenigstens eine Anzahl der nachfolgenden äußeren Target-Abschnitte kann sich z. B. im Wesentlichen entgegengesetzt zu entsprechenden vorhergehenden äußeren Target-Abschnitten in Bezug auf ein Substratzentrum befinden.
Obwohl in diesem Text eine spezielle Bezugnahme auf die Verwendung eines lithographischen Geräts bei der Herstellung von ICs erfolgt, sollte klar sein, dass das hier beschriebene lithographische Gerät andere Anwendungsmöglichkeiten haben kann, wie etwa die Herstellung von integrierten optischen Systemen, Leitungs- und Detektionsmuster für Speicher mit magnetischen Domänen, Flüssigkristallanzeigen (LCDs), Dünnschicht-Magnetköpfe usw. Der erfahrene Fachmann wird erkennen, dass im Kontext dieser alternativen Anwendungsmöglichkeiten jede Verwendung der Ausdrücke "Scheibe" ("Wafer") oder "Rohchip" als Synonym für die allgemeineren Ausdrücke "Substrat" bzw. "Target-Abschnitt" betrachtet werden kann. Das hier angegebene Substrat kann vor oder nach einer Belichtung z. B. in einem Leiterbahn-Werkzeug (ein Werkzeug, das typischerweise eine Schicht Resist auf ein Substrat aufbringt und das belichtete Resist entwickelt) oder einem Messtechnik-Werkzeug oder einem Inspektions-Werkzeug bearbeitet werden. Die vorliegende Offenbarung kann gegebenenfalls bei diesen und anderen Substratbearbeitungs-Werkzeugen angewandt werden. Das Substrat kann ferner häufiger als einmal bearbeitet werden, um z. B. einen Mehrschicht-IC zu erzeugen, so dass der hier verwendete Ausdruck auch ein Substrat bezeichnen kann, das bereits mehrere bearbeitete Schichten enthält.
Die hier verwendeten Ausdrücke "Strahlung" und "Strahlungsbündel" umfassen alle Typen elektromagnetischer Strahlung, einschließlich ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung) (z. B. mit einer Wellenlänge von 365, 248, 193, 157 oder 126 nm) und extremer ultravioletter Strahlung (EUV-Strahlung) (z. B. mit einer Wellenlänge im Bereich von 5 bis 20 nm) sowie Strahlungsbündel aus Partikeln, wie etwa Ionenstrahlungsbündel oder Elektronenstrahlungsbündel.
Der hier verwendete Ausdruck "Mustererzeugungsmittel" sollte umfassend interpretiert werden, so dass er Mittel bedeutet, die verwendet werden können, um ein Projektionsstrahlungsbündel in seinem Querschnitt mit einem Muster zu beaufschlagen, so dass ein Muster in einem Target-Abschnitt des Substrats erzeugt wird. Es sollte angemerkt werden, dass das Muster, mit dem das Projektionsstrahlungsbündel beaufschlagt wird, möglicherweise nicht exakt dem gewünschten Muster in dem Target-Abschnitt des Substrats entspricht. Das Muster, mit dem der Projektionsstrahlungsbündel im Allgemeinen beaufschlagt wird, entspricht im Allgemeinen einer bestimmten funktionellen Schicht in einer Vorrichtung, die in dem Target-Abschnitt erzeugt wird, wie etwa eine integrierte Schaltung.
Mustererzeugungsmittel können vom Transmissionstyp oder vom Reflexionstyps sein. Zu Beispielen von Mustererzeugungsmitteln gehören Masken, programmierbare Spiegelanordnungen und programmierbare LCD-Tafeln. Masken sind in der Lithographie wohlbekannt und enthalten Maskentypen wie z. B. binäre Masken mit abwechselnder Phasenverschiebung und geminderter Phasenverschiebung sowie verschiedene Hybridmaskentypen. Ein Beispiel einer programmierbaren Spiegelanordnung verwendet eine Matrixanordnung kleiner Spiegel, wovon jeder Spiegel einzeln geneigt werden kann, so dass er ein auftreffendes Strahlungsbündel in verschiedene Richtungen reflektieren kann; auf diese Weise wird das reflektierte Bündel bemustert. Bei allen Beispielen der Mustererzeugungsmittel kann die Tragstruktur z. B. ein Rahmen oder ein Tisch sein, der gegebenenfalls feststehend oder beweglich sein kann und sicherstellen kann, dass sich die Mustererzeugungsmittel an einer gewünschten Position z. B. in Bezug auf das Projektionssystem befindet. Jede Verwendung der Ausdrücke "Retikel" oder "Maske" an dieser Stelle kann als Synonym für den allgemeineren Ausdruck "Mustererzeugungsmittel" betrachtet werden.
Der hier verwendete Ausdruck "Projektionssystem" sollte umfassend in der Weise interpretiert werden, dass er verschiedene Typen von Projektionssystemen umfasst, einschließlich optischer Brechungssysteme, optischer Reflexionssysteme und katadioptrischer optischer Systeme, gegebenenfalls z. B. für die verwendete Belichtungsstrahlung oder für andere Faktoren, wie etwa die Verwendung eines Tauchfluids oder die Verwendung eines Unterdrucks. Jede Verwendung des Ausdrucks "Linse" an dieser Stelle kann als Synonym für den allgemeineren Ausdruck "Projektionssystem" betrachtet werden.
Das Beleuchtungssystem kann außerdem verschiedene Typen von optischen Komponenten umfassen, einschließlich Brechungskomponenten, Reflexionskomponenten und katadioptrischer optischer Komponenten zum Lenken, Formen oder Steuern des Projektionsstrahlungsbündels, und derartige Komponenten können im Folgenden gemeinsam oder einzeln als "Linse" bezeichnet werden.
Das lithographische Gerät kann von einem Typ sein, der zwei (zweistufig) oder mehr Substrattische (und/oder zwei oder mehr Maskentische) aufweist. Bei derartigen "mehrstufigen" Maschinen können die zusätzlichen Tische parallel verwendet werden oder es können an einem oder mehreren Tischen Vorbereitungsschritte ausgeführt werden, während ein oder mehrere andere Tische für die Belichtung verwendet werden.
Das lithographische Gerät kann außerdem von einem Typ sein, bei dem das Substrat in eine Flüssigkeit mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex, z. B. Wasser getaucht wird, um einen Raum zwischen dem letzten Element des Projektionssystems und dem Substrat auszufüllen. Tauchflüssigkeiten können außerdem bei anderen Räumen in dem lithographischen Gerät, z. B. zwischen der Maske und dem ersten Element des Projektionssystems angewendet werden. Tauchtechniken sind in der Technik wohlbekannt, um die numerische Apertur von Projektionssystemen zu vergrößern.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben, in der entsprechende Bezugszeichen entsprechende Teile angeben und worin:
1 ein lithographisches Gerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2 ein Substrat genauer zeigt;
3 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8 ein Beispiel zeigt, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt schematisch ein lithographisches Gerät, das die Erfindung realisiert. Das Gerät umfasst:

– ein Beleuchtungssystem (Beleuchtungseinrichtung) IL zum Bereitstellen eines Projektionsstrahlungsbündels PB,
– eine erste Tragstruktur (z. B. einen Maskentisch) MT, die Mustererzeugungsmittel (z. B. eine Maske) MA trägt und mit ersten Positionierungsmitteln PM verbunden ist, um die Mustererzeugungsmittel in Bezug auf ein Element PL genau zu positionieren;
– einen Substrattisch (z. B. einen Scheibentisch) WT, der ein Substrat (z. B. eine mit Resist beschichtete Scheibe) W hält und mit zweiten Positionierungsmitteln PW verbunden ist, um das Substrat in Bezug auf ein Element PL genau zu positionieren; und
– ein Projektionssystem (z. B. eine lichtbrechende Projektionslinse) PL, um ein Muster, das durch Mustererzeugungsmittel auf ein Projektionsstrahlungsbündel PB beaufschlagt ist, auf Target-Abschnitten C des Substrats W abzubilden. Die Target-Abschnitte können einen oder mehrere Rohchips oder Chips und/oder Teile von einem oder mehreren Rohchips oder Chips umfassen.

Wie hier dargestellt ist, ist das Gerät vom Transmissionstyp (der z. B. eine Transmissionsmaske verwendet). Das Gerät kann alternativ vom Reflexionstyp sein (der z. B. eine programmierbare Spiegelanordnung eines oben bezeichneten Typs verwendet).
Die Beleuchtungseinrichtung IL empfängt ein Strahlungsbündel von einer Strahlungsquelle SO. Die Quelle und das lithographische Gerät können getrennte Einheiten sein, z. B. dann, wenn die Quelle ein Excimerlaser ist. In diesen Fällen wird die Quelle nicht als Teil des lithographischen Geräts betrachtet und das Strahlungsbündel wird mit Hilfe eines Strahlungsbündelabgabesystems BD, das z. B. geeignete Lenkspiegel und/oder eine Strahlungsbündelspreizeinrichtung umfasst, von der Quelle SO zur Beleuchtungseinrichtung IL geleitet. In anderen Fällen kann die Quelle integraler Bestandteil des Geräts sein, z. B. dann, wenn die Quelle eine Quecksilberlampe ist. Die Quelle SO und die Beleuchtungseinrichtung IL können gegebenenfalls mit dem Strahlungsbündelabgabesystem BD als ein Strahlungssystem bezeichnet werden.
Die Beleuchtungseinrichtung IL kann Einstellmittel AM zum Einstellen der Intensitätswinkelverteilung des Strahlungsbündels umfassen. Im Allgemeinen kann wenigstens die äußere und/oder die innere radiale Erstreckung (gewöhnlich als σ-außen bzw. σ-innen bezeichnet) der Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung eingestellt werden. Die Beleuchtungseinrichtung IL umfasst im Allgemeinen außerdem verschiedene andere Komponenten, wie etwa eine Integrationseinrichtung IN und einen Kondenser CO. Die Beleuchtungseinrichtung stellt ein konditioniertes Strahlungsbündel, das als das Projektionsstrahlungsbündel PB bezeichnet wird, bereit, das in seinem Querschnitt eine gewünschte Gleichförmigkeit und Intensitätsverteilung besitzt.
Das Projektionsstrahlungsbündel PB trifft auf die Maske MA auf, die auf dem Maskentisch MT gehalten wird. Nachdem es die Maske MA durchlaufen hat, bewegt sich das Projektionsstrahlungsbündel PB durch die Linse PL, die das Strahlungsbündel auf einen Target-Abschnitt C auf dem Substrat W fokussiert. Mit Hilfe der zweiten Positionierungsmittel PW und des Positionssensors IF (z. B. eine interferometrische Vorrichtung) kann der Substrattisch WT genau bewegt werden, z. B. um unterschiedliche Target-Abschnitte C im Strahlengang des Strahlungsbündels PB zu positionieren. Die ersten Positionierungsmittel PM und ein weiterer Positionssensor (der in 1 nicht explizit dargestellt ist) können gleichfalls verwendet werden, um die Maske MA in Bezug auf den Strahlengang des Strahlungsbündels PB genau zu positionieren, z. B. nach einer mechanischen Ausgabe aus einer Maskenbibliothek oder während einer Abtastung. Eine Bewegung der Objekttische MT und WT wird im Allgemeinen mit Hilfe eines Langhubmoduls (Grobpositionierung) und eines Kurzhubmoduls (Feinpositionierung), die Bestandteile der Positionierungsmittel PM und PW sind, realisiert. Bei einer Schritteinrichtung (im Unterschied zu einer Abtasteinrichtung) kann jedoch der Maskentisch MT lediglich mit einem Kurzhubaktor verbunden oder feststehend sein. Die Maske MA und das Substrat W können unter Verwendung von Maskenausrichtungsmarkierungen M1, M2 und Substratausrichtungsmarkierungen P1, P2 ausgerichtet sein.
Das dargestellte Gerät kann in den folgenden bevorzugten Betriebsarten verwendet werden:

1. In der Schritt-Betriebsart werden der Maskentisch MT und der Substrattisch WT im Wesentlichen unbeweglich gehalten, während ein vollständiges Muster, mit dem das Projektionsstrahlungsbündel beaufschlagt ist, in einem Durchlauf auf einen Target-Abschnitt C projiziert wird (d. h. eine einzelne statische Belichtung). Der Substrattisch WT wird dann in der X- und/oder Y-Richtung verschoben, so dass ein anderer Target-Abschnitt C belichtet werden kann. In der Schritt-Betriebsart begrenzt die maximale Größe des Belichtungsfelds die Größe des Target-Abschnitts C, auf dem eine einzelne statische Belichtung erfolgt.
2. In der Abtast-Betriebsart werden der Maskentisch MT und der Substrattisch WT synchron abgetastet, während ein Muster, mit dem das Projektionsstrahlungsbündel beaufschlagt ist, auf einen Target-Abschnitt C projiziert wird (d. h. eine einzelne dynamische Belichtung). Die Geschwindigkeit und die Richtung des Substrattisches WT relativ zum Maskentisch MT sind durch die Vergrößerung (Verkleinerung) und die Bildumkehreigenschaften des Projektionssystems PL festgelegt. In der Abtast-Betriebsart begrenzt die maximale Größe des Belichtungsfelds die Breite (in der Nichtabtastrichtung) des Target-Abschnitts bei einer einzelnen dynamischen Belichtung, wohingegen die Länge der Abtastbewegung die Höhe (in der Abtastrichtung) des Target-Abschnitts festlegt.
3. In einer weiteren Betriebsart wird der Maskentisch MT, der programmierbare Positionierungsmittel hält, im Wesentlichen unbeweglich gehalten und der Substrattisch WT wird bewegt oder abgetastet, während ein Muster, mit dem das Projektionsstrahlungsbündel beaufschlagt ist, auf den Target-Abschnitt C projiziert wird. In dieser Betriebsart wird im Allgemeinen eine gepulste Strahlungsquelle verwendet und die programmierbaren Positionierungsmittel werden gegebenenfalls nach jeder Bewegung des Substrattisches WT oder zwischen aufeinander folgenden Strahlungsimpulsen während einer Abtastung aktualisiert. Diese Betriebsart kann bei einer maskenlosen Lithographie, bei der programmierbare Positionierungsmittel verwendet werden, wie etwa eine programmierbare Spiegelanordnung eines oben angegebenen Typs, leicht angewendet werden.

Kombinationen und/oder Variationen der oben beschriebenen Verwendungsarten oder vollkommen andere Verwendungsarten können außerdem verwendet werden. In jeder Betriebsart beleuchtet das Projektionsstrahlungsbündel das Substrat und führt zu einer lokalen und globalen Wärmeentwicklung an dem Substrat. Die Wärme kann auf verschiedene Arten vom Substrat abgeleitet werden, indem z. B. die Wärme über den Substrathalter vom Substrat abgeleitet wird.
Wie in den 2 bis 6 gezeigt ist, können äußere Umfangs-Target-Abschnitte CO die Kante WE des Substrats W umfassen. Deswegen wird während der Substratbelichtung das Projektionsstrahlungsbündel PB lediglich teilweise auf diesen äußeren Target-Abschnitt CO projiziert, wie in den 2 bis 6 durch die äußeren Quadrate dargestellt ist, die Belichtungsbereiche der äußeren Target-Abschnitte angeben. Die inneren Target-Abschnitte CI sind von den äußeren Target-Abschnitten CO umgeben und liegen alle vollständig auf dem Substrat W.
7 zeigt, dass sich jeder äußere Target-Abschnitt CO alternativ nahe an der Substratkante WE auf dem Substrat W befinden kann. In diesem Fall kann das Projektionsstrahlungsbündel PB vollständig auf jeden äußeren Target-Abschnitt CO projiziert werden.
Gemäß der Erfindung werden die äußeren Target-Abschnitte CO in einer bestimmten vorteilhaften Sequenz durch das Projektionsstrahlungsbündel belichtet, so dass sie infolge der Wärmeentwicklung eine verhältnismäßig geringe Wärmeausdehnung erfahren. In den in den 3 bis 7 gezeigten Ausführungsformen ist jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt CO_i+1 von dem äußeren Target-Abschnitt CO_i, der diesem nachfolgenden äußeren Target-Abschnitt CO_i+1 vorhergeht, beabstandet, wie im Folgenden erläutert wird.
3 zeigt eine erste Ausführungsform, bei der jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt CO_i+1 von dem vorhergehenden äußeren Target-Abschnitt CO_i lediglich um einen oder zwei äußere Target-Abschnitte beabstandet ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Substrat W n = 24 verschiedene Kanten-Target-Abschnitte. Die in 3 gezeigte Belichtungssequenz hat den Vorteil, dass die Kante WE des Substrats W verhältnismäßig schnell mit dem Projektionsstrahlungsbündel PB belichtet werden kann, da das Projektionsstrahlungsbündel PB um die Substratkante WE gelenkt werden kann, wobei längs des Weges lediglich kleine Strecken zwischen nachfolgenden Target-Abschnitten übersprungen werden. Da die nachfolgenden äußeren Target-Abschnitte CO voneinander beabstandet sind, erfahren sie eine verhältnismäßig geringe lokale Erwärmung, so dass die Substratkante verhältnismäßig genau belichtet werden kann. Nach der Belichtung der Substratkante WE wird der restliche Teil des Substrats, der innere Target-Abschnitte CI umfasst, belichtet. Deswegen wird keine globale Erwärmung des Substrats W als Ergebnis der Belichtung der inneren Target-Abschnitte CI die Genauigkeit der Belichtung der äußeren Target-Abschnitte behindern.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform, die sich von der ersten Ausführungsform darin unterscheidet, dass die nachfolgenden äußeren Target-Abschnitte CO über eine verhältnismäßig große Strecke beabstandet sind. Dabei befindet sich jeder nachfolgende Target-Abschnitt CO_i+1 an einer Position des äußeren Target-Abschnitts, die, in einer Umfangsrichtung betrachtet, von den Positionen irgendeines vorhergehenden äußeren Target-Abschnitts CO am weitesten entfernt ist. Die äußeren Target-Abschnitte CO umschließen wiederum eine Anzahl innerer Target-Abschnitte CI. Insbesondere der zweite äußere Target-Abschnitt CO₂ liegt entgegengesetzt zu dem ersten äußeren Target-Abschnitt CO₁ in Bezug auf ein Substratzentrum. Der dritte und der vierte äußere Target-Abschnitt CO₃ und CO₄ befinden sich einander entgegengesetzt auf der halben Strecke zwischen den beiden vorhergehenden Target-Abschnitten CO₁ und CO₂ auf der Substratkante WE. Die Sequenz wird mit dem fünften äußeren Target-Abschnitt CO₅ zwischen dem ersten und dritten Target-Abschnitt CO₁, CO₃ fortgesetzt. Insbesondere befindet sich jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt CO_i+1 in einem Abstand von wenigstens einem Viertel des Substratumfangs von dem vorhergehenden Target-Abschnitt CO;, betrachtet in einer Umfangsrichtung. Deswegen kann eine unerwünscht hohe lokale Entwicklung von Wärmeenergie verhindert werden. Außerdem kann das Substrat auf diese Weise verhältnismäßig gleichmäßig erwärmt werden, wodurch die Beleuchtungsgenauigkeit weiter verbessert wird.
In der dritten Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, beträgt der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden äußeren Target-Abschnitten etwa ein Drittel des Substratumfangs, betrachtet in einer Umfangsrichtung, was ebenfalls zu einer verhältnismäßig geringen Wärmeentwicklung und einer verhältnismäßig gleichmäßigen Temperaturverteilung führt. In 5 befindet sich der vierte äußere Target-Abschnitt neben dem ersten Target-Abschnitt. Alternativ kann eine Sequenz analog zu der in 4 gezeigten Sequenz verwendet werden, bei der der vierte äußere Target-Abschnitt sich in der Mitte des Umfangs zwischen dem ersten und zweiten Target-Abschnitt befindet, der fünfte Target-Abschnitt sich in der Mitte des Umfangs zwischen dem ersten und dritten Target-Abschnitt befindet usw.
Die vierte Ausführungsform ist in 6 gezeigt. In diesem Fall sind die äußeren Target-Abschnitte CO in vier Gruppen A, B, C, D unterteilt. Die erste Gruppe A und die dritte Gruppe liegen einander gegenüber. Das Gleiche gilt für die restliche zweite und vierte Gruppe B, D. Die erste und die dritte Gruppe A, C werden zuerst belichtet, wobei sich nachfolgende Target-Abschnitte CO an entgegengesetzten Seiten in Bezug auf das Substratzentrum befinden, gefolgt von der zweiten und vierten Gruppe.
7 zeigt eine fünfte Ausführungsform, bei der sich die äußeren Target-Abschnitte, auf die das Projektionsstrahlungsbündel projiziert wird, vollständig auf dem Substrat W befinden. Die Belichtungssequenz, die in der fünften Ausführungsform verwendet wird, ist derart, dass jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt CO_i+1 von dem vorherigen Target-Abschnitt C_i beabstandet ist. Die äußeren Target-Abschnitte sind in vier Gruppen E, F, G, H unterteilt. Während der Belichtung wird ein Target-Abschnitt jeder dieser Gruppen E, F, G, H in der Sequenz ausgewählt, bis das Projektionsstrahlungsbündel auf alle äußeren Target-Abschnitte projiziert wurde.
8 stellt die Belichtungssequenz eines Verfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung dar, bei der ein Substrat W bereitgestellt wird und ein optisches Projektionsstrahlungsbündel unter Verwendung eines Beleuchtungssystems bereitgestellt wird. Bei der Bezugnahme auf ein "optisches Projektionsstrahlungsbündel" umfassen dabei die Ausdrücke "Strahlung" und "Strahlungsbündel" alle Arten elektromagnetischer Strahlung, einschließlich Ultraviolett-Strahlung (UV-Strahlung) (z. B. mit einer Wellenlänge von 365, 248, 193, 157 oder 126 nm) und extremer Ultraviolett-Strahlung (EUV-Strahlung) (die z. B. eine Wellenlänge im Bereich von 5 bis 20 nm besitzt), jedoch keine Bündel aus geladenen Partikeln wie z. B. Ionenbündel oder Elektronenbündel. Gemäß dem weiteren vorliegenden Aspekt der Erfindung werden Mustererzeugungsmittel verwendet werden, um das Projektionsstrahlungsbündel in seinem Querschnitt mit einem Muster zu beaufschlagen, wobei das bemusterte Projektionsstrahlungsbündel auf alle äußeren Target-Abschnitte des Substrats projiziert wird, bevor das bemusterte Bündel auf innere Target-Abschnitte CI des Substrats projiziert wird. Eine Anzahl äußerer Target-Abschnitte CO_i (i = 1, 2, 3, ..., 12) ist gezeigt. Die äußeren Target-Abschnitte CO umgeben eine Anzahl innerer Target-Abschnitte CI. Die äußeren Target-Abschnitte können in verschiedenen Sequenzen durch das optische Strahlungsbündel belichtet werden. In 8 befindet sich jeder äußere Target-Abschnitt CO nahe an der Substratkante WE auf dem Substrat W, sodass das Projektionsstrahlungsbündel PB vollständig auf jeden äußeren Target-Abschnitt CO projiziert werden kann. Einige oder alle äußeren Target-Abschnitte können jedoch einen Teil der Substratkante WE umfassen, so dass lediglich ein Teil des Projektionsstrahlungsbündels verwendet wird, um diese äußeren Target-Abschnitte zu beleuchten. Wie in 8 gezeigt ist, können die nachfolgenden äußeren Target-Abschnitte CO nebeneinander liegen. Das schafft den Vorteil für das optische Lithographieverfahren, dass das Substrat W während der Belichtung der äußeren Target-Abschnitte CO verhältnismäßig gering global erwärmt wird, so dass eine genaue Belichtung dieser Target-Abschnitte erfolgen kann. Außerdem können nachfolgende äußere Target-Abschnitte verhältnismäßig schnell durch das Projektionsstrahlungsbündel belichtet werden.
Eine ergänzende Erwärmung, die nicht Teil der Erfindung ist, wird vorzugsweise geschaffen, indem das Substrat unter Verwendung eines zusätzlichen Beleuchtungssystems ergänzend beleuchtet wird. Es wird angenommen, dass die zusätzliche Erwärmung, z. B. die Beleuchtung das Substrat erwärmt, ohne z. B. die Resist-Mustererzeugung zu beeinflussen. Deswegen ist es in diesem Fall vorteilhaft, dass eine zusätzliche Beleuchtung verwendet wird, wobei Strahlung verwendet wird, auf die das Resist unempfindlich ist, z. B. Infrarotstrahlung, um das Substrat zusätzlich zu beleuchten. Ein Optimalwertsystem kann die Dosis des ergänzenden Beleuchtungssystems anhand der (bekannten) Wärme steuern, die durch das bemusterte Bündel erzeugt wird. Das ergänzende Beleuchtungssystem kann z. B. einen Laser und/oder eine "klassische" Strahlungsquelle umfassen. Das ergänzende Beleuchtungssystem kann z. B. die gesamte Substratoberfläche gleichmäßig bestrahlen, den Schlitz gleichmäßig bestrahlen, den Schlitz in einer bemusterten Weise bestrahlen oder Bereiche um den Schlitz bestrahlen. Dabei ist der Schlitz die tatsächliche Linie von Licht, das auf das Substrat projiziert wird. Andere Strategien der ergänzenden Beleuchtung sind ebenfalls möglich. Dieses Verfahren kann ferner außerdem für Linsen, Spiegel und/oder das Retikel verwendet werden.
Ein Vorteil der ergänzenden Beleuchtung besteht darin, dass die Temperatur des Substrats während des lithographischen Prozesses verhältnismäßig stabil gehalten werden kann. Deswegen kann die Wärmeausdehnung des Substrats zeitlich konstant und/oder in Bezug auf die Position gleichförmig gehalten werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Substrattemperatur verhältnismäßig einfach gesteuert werden kann. Folglich können Überlagerungsfehler minimal gemacht werden, da alle Substrate bei derselben Temperatur belichtet werden können.
Während spezielle Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben wurden, wird anerkannt, dass die Erfindung auf andere als die beschriebene Art realisiert werden kann. Die Beschreibung soll die Erfindung, die durch die Ansprüche definiert ist, nicht beschränken.
Die äußeren Target-Abschnitte CO können z. B. eine oder mehrere Zeilen von Target-Abschnitten nahe an der Kante und/oder an der Kante des Substrats W umfassen, z. B. eine Anzahl von konzentrischen Ringen von Target-Abschnitten CO für den Fall, dass das Substrat W kreisförmig ist.
Des Weiteren können die inneren Target-Abschnitte CI durch das Projektionsstrahlungsbündel auf verschiedene Arten beleuchtet werden. Jeder nachfolgende innere Target-Abschnitt kann sich z. B. neben dem zuvor beleuchteten inneren Target-Abschnitt befinden. Vom Standpunkt der Wärmeverteilung ist es jedoch ebenfalls vorteilhaft, wenn jeder nachfolgende innere Target-Abschnitt CI analog zu dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, die die äußeren Target-Abschnitte CO betreffen, von dem vorhergehenden inneren Target-Abschnitt beabstandet ist. Jeder vorhergehende innere Target-Abschnitt und der nachfolgende innere Target-Abschnitt können z. B. um wenigstens einen weiteren inneren Abschnitt beabstandet sein. Außerdem kann sich jeder nachfolgende innere Target-Abschnitt an einer Position befinden, die von den Positionen irgendwelcher vorhergehender Target-Abschnitte am weitesten entfernt ist. Außerdem kann sich wenigstens eine Anzahl der nachfolgenden inneren Target-Abschnitte im Wesentlichen entgegengesetzt zu entsprechenden vorhergehenden äußeren Target-Abschnitten in Bezug auf ein Substratzentrum befinden. Die inneren Target-Abschnitte CI können ringweise in einer radial oder spiralförmig nach innen verlaufenden Richtung des Substrats beleuchtet werden.
Außerdem können Kombination der oben erwähnten Verfahren verwendet werden, um die äußeren und/oder inneren Target-Abschnitte zu beleuchten.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, wobei ein Substrat (W) vorgesehen wird, wobei ein Projektionsstrahlungsbündel (PB) unter Verwendung eines Beleuchtungssystems (IL) vorgesehen wird, wobei Mustererzeugungsmittel (MA) verwendet werden, um das Projektionsstrahlenbündel (PB) in seinem Querschnitt mit einem Muster zu beaufschlagen, wobei das bemusterte Strahlungsbündel (PB) sequentiell auf eine Anzahl äußerer Target-Abschnitte (CO) des Substrats (W) projiziert wird, bevor das bemusterte Bündel auf innere Target-Abschnitte (CI) des Substrats (W) projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt (CO_i+1) der Anzahl äußerer Target-Abschnitte von jenem äußeren Target-Abschnitt (CO_i), der dem nachfolgenden äußeren Target-Abschnitt (CO_i+1) vorhergeht, um wenigstens einen weiteren Target-Abschnitt beabstandet ist, wobei das bemusterte Strahlungsbündel auf alle äußeren Target-Abschnitte (CO) des Substrats projiziert wird, bevor das bemusterte Strahlungsbündel auf innere Target-Abschnitte (CI) des Substrats projiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich jeder nachfolgende äußere Target-Abschnitt (CO_i+1) an einer Position befindet, die von den Positionen irgendeines vorhergehenden äußeren Target-Abschnitts (CO) am weitesten entfernt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich wenigstens eine Anzahl der nachfolgenden äußeren Target-Abschnitte (CO_i+1) im Wesentlichen entgegengesetzt zu entsprechenden vorhergehenden äußeren Target-Abschnitten (CO_i) in Bezug auf ein Substratzentrum befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich wenigstens eine Anzahl der Target-Abschnitte (CO) näher an einer Kante (WE) des Substrats (W) befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Anzahl der äußeren Target-Abschnitte (CO) einen Teil einer Kante (WE) des Substrats (W) enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Projektionsstrahlungsbündel (PB) ein optisches Strahlenbündel ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Projektionsbündel (PB) ein Bündel aus geladenen Partikeln ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder nachfolgende innere Target-Abschnitt (CI) von dem inneren Target-Abschnitt (CI), der dem nachfolgenden inneren Target-Abschnitt vorhergeht, beabstandet ist.