NL1018377C2

NL1018377C2 - Toestel voor meten van een brandpunt van een belichtingssysteem gebruikt voor vervaardiging van een halfgeleiderinrichting.

Info

Publication number: NL1018377C2
Application number: NL1018377A
Authority: NL
Inventors: Young-Chang Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-12-30
Also published as: TW535246B; US6549023B2; KR20020009805A; NL1018377A1; US20020030496A1; KR100341479B1

Description

Korte aanduiding: Toestel voor meten van een brandpunt van een be- lichtingssysteem gebruikt voor vervaardiging van een halfgeleiderinrichting.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een belichtings-systeem dat wordt gebruikt voor het vervaardigen van een halfgelei-5 derinrichting, en meer in het bijzonder een toestel voor het meten van een brandpunt van een belichtingssysteem.

2. Beschrijving van de nabijgelegen stand van de techniek

Meting van het brandpunt van het belichtingssysteem is zeer 10 belangrijk, want de hoeveelheid defocussering beïnvloedt de vorm én afmeting van het patroon dat wordt gevormd op een lichtgevoelige plaat op essentiële wijze. Aangezien de werkwijze van het belichtingssysteem recent is veranderd van het zogenaamde "stap en herhaal" type ("step and repeat") in het "step en aftast" type ("step 15 and__scan"j , verexsen de-meting "en bes tur ing van—he t bïaffdpüïi't ge-avanceerdere technologie. Terwijl de stap-en-aftast-type werkwijze de lichtgevoelige plaat in statische toestand belicht na instellen van het brandpunt, moet het stap-en-aftast-type namelijk doorgaan met meten en instellen van het brandpunt omdat de lichtgevoelige 20 plaat bewegend wordt belicht.

Het toestel voor meten van het brandpunt van het belichtingssysteem is in wezen een instrument voor afstandmeting. De werkwijzen van het meten van het brandpunt in het belichtingssysteem worden over het algemeen in twee groepen verdeeld. Eén is het constru-25 eren van een optisch interferentiesysteem dat gebruikmaakt van een lichtbron zoals een laser, en de andere het meten van de capaciteit tussen de lichtgevoelige plaat en de elektrode. De eerste kan slechts het gedeelte om het brandpunt te meten correct aflezen, en derhalve kan, indien een aantal meetpunten wordt gekozen, de opper-30 vlaktetoestand van de lichtgevoelige plaat correct worden geregistreerd samen met de schuine of horizontale stand van een belicht gebied. In dit geval is de dekking van de metende lichtbron zeer klein vergeleken met het belichte gebied zodat slechts een plaatselijke meting mogelijk is, en een gebrekkig resultaat kan optreden 1 G' t 87 / 7 » - 2 - als gevolg van de optische eigenschappen van de lichtgevoelige plaat tegen de dunne oppervlaktefilm. Vandaar kan het resulterende patroon uit focus zijn indien het meetpunt van het brandpunt toevalligerwijs niet behoort tot de representatieve groep.

5 Onderwijl dekt de tweede mogelijkheid, het meten van de ca paciteit, op eenvoudige wijze een groot gebied om het brandpunt te meten, en het is derhalve mogelijk om het gemiddelde brandpunt van de volledige belichte gebieden correct te meten. Het stap-en-aftast-type voert de belichting in het bijzonder uit door een nauwe 10 spleet, waarbij de meting in de schuine stand van het belichte gebied negatief wordt beïnvloed. Het is echter voordelig omdat de meting wordt bepaald door de afstand tussen de elektrode en de lichtgevoelige plaat, in hoofdzaak niet beïnvloed door de oppervlakte-toestand van de lichtgevoelige plaat. Het gebruikelijke toestel 15 voor het meten van een dergelijke capaciteit omvat een geleidend geaard platform, een lichtgevoelige plaat die nauw in aanraking is met het bovenoppervlak van het platform, en een brandpuntmeetge-deelte ingericht boven het platform en voorzien van een belich-tingsspleet en ondoorzichtige elektroden die zijn aangebracht rond 20 de spleet.

Onder verwijzing naar fig. 1 is het gebruikelijke brandpunt-meetgedeelte 10 verdeeld in de doorzichtige en ondoorzichtige gebieden. Het doorzichtige gebied is voorzien van een rechthoekige spleet 11 terwijl het ondoorzichtige gebied is voorzien van eerste, 25 tweede, derde en vierde ondoorzichtige elektroden 12, 13, 14 en 15. De ondoorzichtige elektroden zijn gewoonlijk gebruikt om respectieve capaciteiten te meten, waarvan de effectieve waarden binnen een vooraf bepaald gebied worden gebruikt om het meetgemiddelde te verkrijgen.

30 Het gebruikelijke toestel voor meting van het brandpunt lijdt echter aan het inherente structurele probleem dat de ondoorzichtige elektroden die worden gebruikt voor meting van het brandpunt gescheiden zijn van het doorzichtige gebied, hetgeen ertoe neigt om afbreuk te doen aan de meetnauwkeurigheid. Het belichte gebied is 35 namelijk verplaatst uit het doorzichtige gebied ten opzichte van de lichtgevoelige plaat. Dus indien het oppervlak van de lichtgevoelige plaat een lichte helling maakt, zal de meetfout onbeduidend zijn, of in het andere geval, d.w.z. abrupt geneigd, zal de fout beduidend zijn. Een dergelijke abrupte helling komt vaak voor in de 40 chiprand van de lichtgevoelige plaat, zodat de chip die in de ran- 1 o 1 8377 Ί -Βάθη van de lichtgevoelige plaat is geplaatst kan lijden aan patroononvolkomenheden.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

5 Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een toestel te verschaffen voor meten van het brandpunt van een belichtings-systeem om de meetfout te minimaliseren.

Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding omvat een toestel voor meten van het brandpunt van een belichtingssysteem 10 voor selectief belichten van een lichtgevoelige plaat met lichtstralen in een werkwijze voor het vervaardigen van een halfgelei-derinrichting, een brandpuntmeetgedeelte met een ondoorzichtig gebied, doorzichtig gebied, en een doorzichtige elektrode opgesteld in het doorzichtige gebied, een platform dat de lichtgevoelige 15 plaat ondersteunt; en een capaciteitsdetector voor meting van de capaciteit tussen de doorzichtige elektrode en het platform.

De onderhavige uitvinding zal nu slechts bij wijze van voorbeeld meer in het bijzonder worden besproken onder verwijzing naar de bijgaande tekening.

20 KORTE BESCHRIJVING VAN DE BI-JGAANDE TEKENTNG -------- -------

Fig. 1 is een schematisch vooraanzicht van het gebruikelijke brandpuntmeetgedeelte;

Fig. 2A is een schematisch vooraanzicht van een brandpuntmeet-25 gedeelte volgens een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 2B is een aanzicht soortgelijk aan fig. 1 maar volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 3 en 4 zijn schematische diagrammen ter illustratie van 30 een toestel voor meting van een brandpunt van het belichtingssysteem volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en

Fig. 5 is een aanzicht in vergrote dwarsdoorsnede ter illustratie in detail van het spleetgedeelte van het brandpuntmeet-35 gedeelte.

NAUWKEURIGE BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORM

Door heel de beschrijvingen zijn nauwkeurige beschrijvingen weggelaten van de gebruikelijke delen die niet vereist zijn om het 40 technische concept van de onderhavige uitvinding te begrijpen.

•018377· - 4 -

Onder verwijzing naar fig. 2A is het brandpuntmeetgedeelte 2 0 voorzien van een belichtingsspleet waar een doorzichtige elektrode 21 is aangebracht. De doorzichtige elektrode 21 bestaat uit een doorzichtige plaat die bekleed is met een doorzichtige geleidende 5 laag, en een doorzichtige beschermende laag voor bescherming van de doorzichtige geleidende laag tegen de uitwendige omgeving. De doorzichtige geleidende laag is een doorzichtige metallische dunne film die kan zijn samengesteld uit een materiaal zoals ITO (indiumtita-niumoxide) of ZnO (zinkoxide) gekenmerkt door lage optische intree-10 verliezen in absorptie, verstrooiing, enz. De doorzichtige onderlaag kan zijn gemaakt van glas, waarop de doorzichtige geleidende laag is afgezet door vacuümdepositie, kathodeverstuiving, spincoa-ting, enz. De doorzichtige geleidende laag dient als de elektrode voor meting van de capaciteit, waarbij het licht dat bij de spleet 15 binnentreedt, wordt doorgegeven om het belichte gebied gelijk van vorm te maken aan het gebied voor meting van het brandpunt in de lichtgevoelige plaat.

In een andere uitvoeringsvorm zoals getoond in 2B, omvat het brandpuntmeetgedeelte 30 een doorzichtige elektrode 31 die is aan-20 gebracht in de belichtingsspleet, en eerste, tweede, derde en vierde ondoorzichtige elektroden 32, 33, 34 en 35, aangebracht rond de doorzichtige elektrode 31. De doorzichtige elektrode 31 omvat een doorzichtige geleidende laag die zowel dient als een elektrode als een doorlater voor het invallende licht. De aanvullende eerste, 25 tweede, derde en vierde ondoorzichtige elektroden 32, 33, 34 en 35 zijn aanwezig om de afmeting te vergroten van het gedeelte dat wordt bestreken door een bewerking van het meten van het brandpunt, hetgeen het voordeel is geweest dat is genoten met het gebruikelijke toestel in het geval van een lichtgevoelige plaat met een 30 niet sterk gekromd bovenoppervlak. Aldus wordt een groot aantal belichte gedeelten genomen om de brandpuntwaarden te meten, waarbij het gemakkelijk wordt gemaakt om de hoeveelheid helling van het bovenoppervlak van de lichtgevoelige plaat te bepalen.

Onder verwijzing naar fig. 3 treden de invallende lichtstralen 35 36 op het brandpuntmeetgedeelte 30 door de doorzichtige geleidende laag de lichtgevoelige plaat 40 binnen die is aangebracht op het geaarde platform 41. Het brandpuntmeetgedeelte 30, zoals getoond in fig. 2B, is voorzien van de eerste tot vierde ondoorzichtige elektroden 32, 33, 34 en 34 (35: bew), en de doorzichtige elektrode 31 40 is aangebracht in de spleet van het brandpuntmeetgedeelte 30.

1 01 8377 Λ - 5 -

De capaciteitsdetector 42 is elektrisch verbonden door middel van een geleidingslijn 43 met elk van de elektroden 31, 32, 33 en 34 en 35 om de capaciteit te meten tussen het platform 41 en de elektroden. De waarden van de gemeten capaciteit worden omgezet in 5 respectieve afstanden tussen de elektroden 31, 32, 33, 34 en 35 en het bovenoppervlak van de lichtgevoelige plaat 40, welke de brand-puntwaarden worden genoemd. Onder verwijzing naar fig. 3 zijn daar getoond de brandpuntwaarden f2 37, f3 39 en f5 38, die respectievelijk zijn gemeten vanaf de tweede en derde ondoorzichtige elektrode 10 33 en 34 en de doorzichtige elektrode 31. In dit geval is de brand- puntwaarde f3 46 gemeten in een helling van de lichtgevoelige plaat 40, waarbij een fout wordt opgewekt.

Fig. 4 toont het platform 41 dat is verplaatst vanuit de positie van fig. 3. In dit geval zijn de brandpuntwaarden f2 44, f3 46 15 en f5 45, respectievelijk gemeten vanai de tweede en derde ondoorzichtige elektroden 33 en 34 en de doorzichtige elektrode 31, verschillend van elkaar. De brandpuntwaarden 33 en 34 gemeten vanaf de tweede en derde ondoorzichtige elektroden 33 en 34 omvatten ernstige fouten omdat het belichte gebied niet overeenstemt met het 20 gebied dat is gemeten op de lichtgevoelige plaat 40. De vastge-TsÏëldë brandpuntwaarde “ wordb~bepaaid door invullen van dë brand-puntwaarden die zijn gemeten vanaf alle elektroden in de volgende Vergelijking 1: 25 Vergelijking 1 (Σ '"/·ƒ,)

K

30 waarin f de vastgestelde brandpuntwaarde voorstelt, fj de j'de brandpuntwaarde, k het aantal gemeten elektroden, irij de j'de ge-wichtswaarde, fn*, de limiet-brandpuntwaarde, fsiit de brandpuntwaarde 35 gemeten vanaf de doorzichtige elektrode die is aangebracht in de spleet, en fiim,nmt de onderlinge limiet-brandpuntwaarde.

De gewichtswaarde wordt correct bepaald overeenkomstig de elektroden en de karakteristieken van de vervaardigingswerkwijze. De limiet-brandpuntwaarde dient om een abnormaal grote brandpunt-40 waarde te schrappen door de gewichtswaarde die wordt vermenigvul- 10133771 - 6 - digd met de brandpuntwaarde nul te maken. De abnormale brandpunt-waarde wordt over het algemeen veroorzaakt door ongewenste deeltjes die voorkomen in de lichtgevoelige plaat, of de randen van de lichtgevoelige plaat, enz. Bij voorkeur is de limiet-brandpuntwaarde 5 ingesteld op een enigszins flexibele waarde, b.v. 5 μπ\, in vergelijking met de gebruikelijke stapwaarde 1 μιη van de lichtgevoelige plaat. Indien het aantal brandpuntwaarden dat de limiet- brandpuntwaarde overstijgt meer is dan de gemiddelde waarde, is het wenselijk om een foutsignaal op te wekken omdat een patroononvolko-10 menheid kan optreden. Bovendien wordt,. indien een van de brandpuntwaarden significant afwijkt van de andere, de gewichtswaarde gelijk aan "0" gesteld. Bijvoorbeeld zoals getoond in fig. 3, wordt de brandpuntwaarde f3 39 gemeten vanaf een hellingsgebied in de lichtgevoelige plaat 40, en derhalve aanzienlijk verschillend van de 15 brandpuntwaarden f2 37 en fs 38. In dit geval wordt de gewichtswaarde m3 vermenigvuldigd met de brandpuntwaarde f3 39, ingevuld in Vgl. 1, gelijk gesteld aan "0". Alternatief toont fig. 4 een op de lichtgevoelige plaat afgebeeld gebied dat wordt gemeten door de doorzichtige elektrode 31. In dit geval is, omdat het gebied dat 20 wordt gemeten door de doorzichtige elektrode 31 slechts blootstaat aan de lichtbron, de brandpuntwaarde f5 45 de enige juiste. Indien de andere brandpuntwaarden f2 44 en f3 46 worden vergeleken met de brandpuntwaarde f5 45 om aan te tonen dat de verschillen de onderlinge limiet-brandpuntwaarde overstijgen, worden de gewichtswaarden 25 m2 en m3 die respectievelijk daarmee worden vermenigvuldigd, alle gelijk gesteld aan "0". De onderlinge limiet-brandpuntwaarde is bij voorkeur ongeveer 1 μιη. Tenzij de gewichtswaarde gelijk is gesteld aan "0", is het wenselijk om alle gewicht swaarden gelijk te stellen aan dezelfde waarde, of anders om slechts de gewichtswaarde vermenig-30 vuldigd met de brandpuntwaarde die gemeten is door de doorzichtige elektrode gelijk te stellen aan een waarde die hoger is dan de andere .

Onder verwijzing naar fig. 5 ter illustratie van een vergroot dwarsdoorsnedegebied genomen langs lijn A-A' van het brandpuntmeet-35 gedeelte 30 zoals getoond in fig. 2B, is het brandpuntmeetgedeelte 30 verdeeld in het doorzichtige gebied en de ondoorzichtige gebieden. Het doorzichtige gebied bestaat slechts uit de spleet. Het ondoorzichtige gebied bestaat uit een eerste ondoorzichtige laag 56, ondoorzichtige geleidende laag 55, en een tweede ondoorzichtige 4 0 laag 54. De breedte van het eerste spleetgedeelte gevormd in de 1018377 ‘ - 7 - eerste ondoorzichtige laag 56 en ondoorzichtige geleidende laag 55 is kleiner dan het tweede spleetgedeelte gevormd in de tweede ondoorzichtige laag 54. De doorzichtige elektrode 31 is opgesteld in het doorzichtige gebied, bestaande uit een doorzichtige plaat 51 5 bedekt met een doorzichtige geleidende laag 52, en een beschermende laag 53. De beschermende laag kan een harde bekleding zijn die is aangebracht op de doorzichtige geleidende laag, of een glasplaat die is aangebracht in het eerste spleetgedeelte. In dit laatste geval kan de doorzichtige plaat 51 die is bekleed met de doorzich-10 tige geleidende laag 52, ontkoppeld zijn van het brandpuntmeetge-deelte 30. De doorzichtige geleidende laag 52 is elektrisch verbonden met de ondoorzichtige geleidende laag 55.,

Indien de beschermende laag 53 de harde bekleding is, is de breedte van de doorzichtige plaat 51 bij voorkeur gelijk aan of 15 kleiner dan die van het tweede spleetgedeelte. Bovendien is de breedte van de beschermende laag 53 in hoofdzaak gelijk aan die van het eerste spleetgedeelte. In dit geval dient de breedte van de doorzichtige plaat 51 groter te zijn dan die van de beschermende laag 53. Teneinde de doorzichtige geleidende laag 52 en de ondoor-20 zichtige geleidende laag 55 elektrisch te verbinden, wordt de doorzichtige plaat 51 die is 'bekleed' met" "de door'z'i'chtige" 'geleidende "".....

laag aangebracht op de randen van het eerste spleetgedeelte, zodat de onderranden van de doorzichtige geleidende laag 52 in aanraking zijn met de bovenranden van.de ondoorzichtige geleidende laag 55.

25 De transportelektrode 31 mag dan vrijelijk ontkoppeld zijn van het brandpuntmeetgedeelte 30 om eenvoudig vervangen of onderhouden te worden. Alternatief kan de doorzichtige plaat 51 onbeweegbaar zijn aangebracht in het tweede spleetgedeelte, of bestemd om in zijn geheel het brandpuntmeetgedeelte samen te stellen door uitvoeren 30 van fotolithografie, depositiewerkwijze, enz. In het laatste geval kunnen de eerste ondoorzichtige laag en beschermende laag zijn verschaft als de eerste laag, de ondoorzichtige geleidende laag en doorzichtige geleidende laag als de tweede laag, en de doorzichtige plaat en tweede ondoorzichtige laag als de derde laag. In dit geval 35 kan de tweede ondoorzichtige laag worden verwijderd om de derde laag op te bouwen door middel van een enkele doorzichtige plaat, waarbij aldus de opbouw verder wordt vereenvoudigd.

Bij voorkeur kan de ondoorzichtige geleidende laag 55 getoond in fig. 5 aanwezig zijn in de vorm van de gebruikelijke geleidings-40 lijnen die bij de einden zijn verbonden met de doorzichtige gelei- i u i OO S 6 i - 8 - dende laag 52. De lichtstralen 57 worden doorgelaten door de doorzichtige plaat 51 naar de beschermende laag naar de lichtgevoelige plaat 59. Het onderoppervlak van de lichtgevoelige plaat 59 is in nauwe aanraking met het bovenoppervlak van het geaarde platform 60.

5 De capaciteitdetector 61 stelt de capaciteit vast tussen de doorzichtige geleidende laag 52 en platform 60 die is verbonden met geleidingslijnen 62. De vastgestelde capaciteit wordt gebruikt om de brandpuntwaarde 58 te berekenen. De beschermende laag 53 dient om te voorkomen dat de doorzichtige geleidende laag 52 wordt ver-10 vuild en wordt beschadigd. Omdat de doorzichtige geleidende laag 52 eenvoudig kan worden vervuild door stoffen die worden verdampt vanuit de fotoresist tijdens de belichtingswerkwijze, verdient het de voorkeur om de doorzichtige elektrode 31 of doorzichtige plaat 51 loskoppelbaar te bevestigen ter eenvoudige vervanging of onderhoud. 15 Aldus omvat het toestel volgens de uitvinding voor het meten van het brandpunt van een belichtingssysteem de doorzichtige elektrode die is aangebracht in de spleet van het brandpuntmeetgedeelte om het gedeelte van de lichtgevoelige plaat dat wordt belicht te doen overeenstemmen met het gedeelte waarvan het brandpunt wordt 20 gemeten, waarbij een juiste meting wordt verschaft. Terwijl de onderhavige uitvinding is beschreven in samenhang met specifieke uitvoeringsvormen, begeleid door de bijgaande tekening, zal het duidelijk zijn aan de vakman dat verscheidene veranderingen en wijzigingen daaraan kunnen worden aangebracht zonder buiten de kern van de 25 onderhavige uitvinding te treden.

'I 01 837 7 <

Claims

1. Toestel voor meten van het brandpunt van een belichtings-systeem ter selectieve blootstelling van een lichtgevoelige plaat (4 0) aan lichtstralen in een werkwijze voor vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, omvattende: 5 een brandpuntmeetgedeelte (20; 30) met een ondoorzichtig gebied, doorzichtig gebied, en een doorzichtige elektrode (21; 31) die is opgesteld in het doorzichtige gebied; eén platform (41) dat de lichtgevoelige plaat (40) ondersteunt; en 10 een capaciteitdetector (42) voor meten van de capaciteit tus sen de doorzichtige elektrode (21; 31) en het platform.

2. Toestel volgens conclusie 1, waarbij de doorzichtige elektrode (21; 31) bestaat uit een doorzichtige geleidende laag (52), een doorzichtige plaat (51) bekleed met de doorzichtige geleidende 15 laag (52), en een beschermende laag (53) voor bedekken van de doorzichtige geleidende laag (52).

3. Toestel volgens conclusie 1, waarbij de doorzichtige elektrode (21; 31) losneembaar is bevestigd aan het brandpuntmeet- — gedeelte (2Q-; 30) . ------- -----—· - —

4. Toestel volgens conclusie 1, waarbij een ondoorzichtige geleidende laag (55) is aangebracht in het ondoorzichtige gebied van het brandpuntmeetgedeelte (20; 30) om de doorzichtige elektrode (21; 31) en de capaciteitdetector (42) elektrisch te verbinden.

5. Toestel volgens conclusie 4, waarbij het ondoorzichtige 25 gebied van het brandpuntmeetgedeelte (20; 30) is voorzien van een of meer ondoorzichtige elektroden (32, 33, 34, 35) die elektrisch zijn verbonden met de capaciteitdetector (42) door middel van de ondoorzichtige elektrode.

6. Toestel volgens conclusie 1, waarbij het platform (41) een 30 beweegbaar geleidend platform is dat beweegt wanneer de positie die wordt blootgesteld aan lichtstralen wordt veranderd. 10183773