NL1022544C2

NL1022544C2 - Lithografiewerkwijze met meervoudige belichting en systeem voor het verschaffen van een verbeterde overlappingsnauwkeurigheid.

Info

Publication number: NL1022544C2
Application number: NL1022544A
Authority: NL
Inventors: Joon-Soo Park; Chang-Min Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2005-03-22
Also published as: JP2003297742A; NL1022544A1; KR100416618B1; US7463333B2; TW200304669A; TWI222101B; US20060019184A1; US6960414B2; JP4326243B2; US20030186141A1; KR20030077863A

Description

Korte aanduiding: Lithografiewerkwijze met meervoudige belichting en systeem voor het verschaffen van een verbeterde overlappingsnauwkeu-righeid.

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een lithografieproces voor halfgeleiderfabricage. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op lithografie-werkwijzen en systemen met meervoudige belichting voor het verschaf-5 fen van een vergrote overlappingsnauwkeurigheid.

Voor het uitvoeren van een lithografieproces voor het vervaardigen van halfgeleiderinrichtingen met een gestapelde structuur moet een overlap tussen een tevoren gevormde lagere laag en een bovenste laag worden nagegaan. Aangezien halfgeleiderinrichtingen een alsmaar 10 hogere integratie en kleinere afmeting hebben, wordt de nauwkeurigheid van de overlapping tussen de lagere lagen en de bovenste lagen in toenemende mate belangrijk voor het verbeteren van de betrouwbaarheid en de opbrengst van de halfgeleiderinrichtingen.

In het algemeen wordt de overlap typisch nagegaan door gebruik 15 te maken van overlapmarkeringen zoals in fig. 1 getoond. Verwijzend naar fig. 1 omvat een overlappingsmarkering 10 een eerste markering 20 in de vorm van een frame, die wordt gevormd wanneer een lagere markering in een voorafgaand proces op een testschijf wordt gevormd, en een plaatvormige tweede markering 30, die in een daaropvolgend 20 proces wordt gevormd. In het algemeen is de overlappingsmarkering 10 in een schrijflijn aangebracht die patronen van elkaar scheidt. Echter, wanneer een veld uit vier patronen is gevormd is de overlappingsmarkering 10 op elke hoek van een veld langs de buitenste schrijflijn aangebracht. In dit geval is de eerste markering 20 ge-25 vormd door het aanbrengen van een patroon op de laagste laag zodanig dat de eerste markering 20 is gevormd uit hetzelfde materiaal als de laagste laag. De tweede markering 30 wordt gevormd wanneer een foto-resist als patroon wordt aangebracht, d.w.z. de tweede markering 30 wordt uit fotoresist gevormd.

30 Meetapparatuur wordt gebruikt voor het lezen van openingen XI

en X2 in X-richting tussen de eerste en tweede markeringen 20 en 30. Daarna wordt een offset X van de tweede markering 30 berekend ge- 1022544

I I

bruikmakend van de gemeten openingen in X-richting XI en X2. De off- I

I set X van de tweede markering 30 is hier een afwijkingswaarde van I

I het centrum van de tweede markering 30 vanaf het centrum van de eer- I

I ste markering 20. De offset X van de tweede markering 30 wordt bere- I

I 5 kend door de waarde X2 van de waarde XI af te trekken en het resul- I

I taat van de verschilberekening door twee te delen. Wanneer de offset I

X nul benadert, wordt de overlapping accurater. Aangezien de eerste I

I en tweede markeringen 20 en 30 kunnen schuiven in een Y-asrichting, I

I kan een offset in de richting van de Y-as worden gemeten na het me- I

I 10 ten van de offset in de richting van de X-as. I

I De meetapparatuur verschaft verscheidene overlappingsparame- I

I ters, omvattende de offsets in de richting van de X-as en de Y-as, I

I aan de belichtingsapparatuur. De overlapping voor opeenvolgende I

I schijven voor het vormen van feitelijke halfgeleiderinrichtingen I

I 15 wordt gecorrigeerd gebaseerd op de metingen van de overlappingspara- I

I meters en er wordt een belichtingsproces uitgevoerd. I

I Fig. 2 is een stroomdiagram van de bovenbeschreven belichtings- I

werkwijze. Verwijzend naar fig. 2 wordt een fotoresist op een schijf I

I (stap 100) gecoat en een fotomasker en de schijf worden uitgelijnd I

I 20 (stap 110). Daarna wordt een overlapping gecorrigeerd gebruikmakend I

I van de gemeten overlappingsparameters die in de belichtingsappara- I

I tuur zijn ingevoerd (stap 120). Dan worden de beelden belicht (stap I

I 130) en wordt de belichte fotoresist ontwikkeld (stap 140). I

I Verbeteringen aan de belichtingsapparatuur en lithografiewerk- I

I 25 wijzen maken het mogelijk om halfgeleiderinrichtingen met een klei- I

I nere steek met fijnere patronen te vervaardigen. Echter de verbete- I

I ringen aan de belichtingsapparatuur komen niet tegemoet aan de wen- I

I sen van de fabrikanten van halfgeleiderinrichtingen om fijnere pa- I

I tronen te vormen. Een belichtingssysteem, dat geoptimaliseerd is I

I 30 voor de patronen met specifieke vormen, bijvoorbeeld een belichting I

I buiten een as, of een conventionele belichting met een kleine sigma I

I kan op deze wijze worden gebruikt. In andere gevallen kan fotoresist I

I dat speciaal voor een contactopening, of een lijn of een ruimte is, I

I worden gebruikt voor het tegemoetkomen aan de vereisten van fabri- I

I 35 kanten van halfgeleiderinrichtingen. Aangezien halfgeleiderinrich- I

I tingen verscheidene patronen op een enkele laag omvatten, zijn be- I

I staande belichtingsapparatuur en werkwijzen niet divers genoeg voor I

I het verwerken van de verscheidene patronen die voor kunnen ko- I

I 1022544 I

- 3 t men in hoog geïntegreerde inrichtingen. Het verbeteren van de be-lichtingsapparatuur is tijdrovend en kostbaar voor wat betreft de fabricage van de halfgeleiderinrichtingen. Het is derhalve van voordeel om de bovenstaande problemen op te lossen door te focusseren op 5 het proces, bijvoorbeeld gebruikmakend van een lithografiewerkwijze met meervoudige belichting.

In het algemeen wordt een lithografiewerkwijze met meervoudige belichting uitgevoerd door het scheiden van de layout van één laag in twee of meer sub-layouts of sub-beelden overeenkomstig met vorm, 10 grootte, en patroonopstelling, en het achtereenvolgens belichten van de sub-layouts. Dan wordt de werkwijze met meervoudige belichting voltooid door het ontwikkelen van de layout op de laag. Elk van de sub-layouts (of sub-beelden) kan op één fotomasker of meerdere foto-maskers zijn aangebracht.

15 Fig. 3 illustreert verscheidene layouts die kunnen worden ge bruikt voor een lithografiewerkwijze met meervoudige belichting. Een layout 50 kan op één fotomasker 40 zijn aangebracht en van een patroon zijn voorzien door een enkel belichtingsproces uit te voeren. Echter voor het uitvoeren van een werkwijze met meervoudige belich-20 ting kan de layout 50 zijn verdeeld in twee sub-layouts 50a en 50b. De sub-layouts 50a en 50b kunnen op één fotomasker 60 zijn aangebracht voor het tweemaal uitvoeren van het belichtingsproces (d.w.z. eenmaal voor elk van de sub-layouts 50a en 50b). In het andere geval kan elk van de sub-layouts 50a en 50b op een afzonderlijk res-25 pectief fotomasker 70a en 70b zijn aangebracht. Wanneer een lithograf iewerkwij ze met meervoudige belichting wordt uitgevoerd kan de hoogte van het proces of belichtingshoogte (EL) en de brandpunts-diepte (DOF) worden verkregen door gebruik te maken van de belich-tingscondities die zijn geoptimaliseerd voor elk sub-layoutpatroon. 30 Conventionele lithografiewerkwijzen voor meervoudige belichting zullen nu onder verwijzing naar fig. 4-fig. 6 worden beschreven.

Fig. 4 toont een stroomdiagram van een conventionele werkwijze voor e? meervoudige belichting, waarbij meerdere sub-layouts of sub-beelden op één fotomasker zijn aangebracht. Verwijzend naar fig. 4 is een 35 fotoresist op een schijf gecoat (stap 200) en dan worden het fotomasker en de schijf uitgelijnd (stap 210). Daarna wordt een overlapping gecorrigeerd gebruikmakend van een invoeroverlappingsparameter (stap 220). Vervolgens wordt een sub-beeld belicht overeenkomstig 1022544

I I

I met de gecorrigeerde overlapping (stap 230). Dan wordt bepaald of al I

de sub-beelden zijn belicht (stap 235). Wanneer een ander sub-beeld I

I dat moet worden belicht aanwezig is dan wordt het overgebleven onbe- I

I lichte sub-beeld belicht gebruikmakend van dezelfde invoeroverlap- I

I 5 pingsparameter (stap 230). Wanneer al de sub-beelden zijn belicht I

I dan wordt de belichte resist ontwikkeld (stap 240). I

I Fig. 5 toont een stroomdiagram van een conventionele werkwijze I

I voor meervoudige belichting/ waarbij meerdere sub-layouts of sub- I

I beelden op meerdere fotomaskers zijn aangebracht. Verwijzend naar I

I 10 fig. 5 wordt een fotoresist op een schijf (stap 300) gecoat en dan I

I worden een fotomasker en de schijf uitgelijnd (stap 310). Daarna I

I wordt een overlap gecorrigeerd gebruikmakend van een invoeroverlap- I

I bare meter (stap 320). Vervolgens wordt een sub-beeld belicht over- I

eenkomstig met de gecorrigeerde overlapping (stap 330). Dan wordt I

I 15 bepaald of al de sub-beelden belicht zijn (stap 335). Wanneer er een I

I sub-beeld aanwezig is dat moet worden belicht dan wordt een ander I

I fotomasker (met een volgend geselecteerd sub-beeld) en de schijf I

I uitgelijnd (stap 310) en wordt de overlapping gecorrigeerd gebruik- I

I makend van dezelfde invoeroverlappingsparameter (stap 320). üit sub- I

I 20 beeld wordt belicht aan de hand van de gecorrigeerd overlapping I

I (stap 330). Wanneer al de sub-beelden zijn belicht (bij een bevesti- I

I gende bepaling bij stap 335) wordt de belichte fotoresist ontwikkeld I

(stap 340). Alhoewel een correctieproces wordt uitgevoerd na het I

I veranderen van de fotomaskers in fig. 5 is de overlappingsparameter I

I 25 van de correctie niet veranderd aan de hand van de karakteristieken I

I van elke sub-layout. I

I Bij de conventionele werkwijzen is de invoeroverlappingsparame- I

I ter die wordt gebruikt wanneer de overlappingscorrectie wordt uitge- I

I voerd tevoren geselecteerd gebaseerd op gewenste criteria. De over- I

I 30 lappingsparameter van een sub-layout bijvoorbeeld waarvan de over- I

I lappingscondities zeer nauw in de hand zouden moeten worden gehou- I

I den, kan worden gemeten en aan de belichtingsapparatuur die moet I

I worden gebruikt, worden teruggevoerd, als de overlappingsparameter. I

I Aangezien echter de overlappingen van elk patroon belangrijker wor- I

I 35 den door de reductie van de ontwerpregel van de inrichtingen, wordt I

I de bovenbeschreven werkwijze niet meer toepasbaar. In een ander ge- I

I val kan de invoeroverlappingsparameter worden bepaald door overlap- I

I pingswaarden te meten tussen lagere en hogere lagen voor elke sub- I

I 1022544 I

5 layout, en het terugvoeren van een gemiddelde van de gemeten waarden aan de belichtingsapparatuur die moet worden gebruikt als de over-lappingsparameter. Deze werkwijze representeert het berekenen van de gemiddelde overlappingsoffsets van meerdere sub-layouts. Zoals ge-5 toond in fig. 6 echter, wanneer elke sub-layout verschillende registraties 85a en 85b voor een veldregistratie 80 van de lagere laag heeft, genereert de correctie overeenkomstig met de gemiddelde waarde een niet-corrigeerbare overblijvende term 85 voor elke sub-layout. De werkwijze voor het gebruiken van de gemiddelde waarde van 10 de overlappingsoffset voor het bepalen van een overlappingsparameter is dienovereenkomstig niet toepasbaar.

Afgezien van de opstelling van meerdere sub-layouts of sub-beelden op één fotomasker of meerdere fotomaskers, kan niet elk beeld dezelfde veldregistratie hebben. Werkwijzen voor het verschaf-15 fen van een vergrote nauwkeurigheid van de overlapping volgens de sub-layout in een lithografiewerkwijze en proces met meervoudige belichting, zouden derhalve zeer wenselijk zijn.

De uitvinding is gericht op lithografiesystemen en werkwijzen voor meervoudige belichting die een vergrote overlappingsnauwkeurig-20 heid verschaffen wanneer gebruik gemaakt wordt van meerdere sub- beelden. Volgens de onderhavige uitvinding zijn werkwijzen en systemen voor het uitvoeren van een lithografie met meervoudige belichting in het algemeen geoptimaliseerd voor het onafhankelijk corrigeren van de overlapping overeenkomstig met de sub-layout of sub-25 beeld. De overlappingen zijn onafhankelijk gecorrigeerd volgens overlappingsparameters overeenkomstig met de sub-layout of het sub-beeld zodanig dat de overlappingsnauwkeurigheid wordt verbeterd.

Een lithografiewerkwijze voor meervoudige belichting volgens één aspect van de onderhavige uitvinding omvat de volgende stappen. 30 Overlappingsparameters worden bepaald voor meerdere sub-layouts die moeten worden belicht. De overlappingsparameters worden dan ingevoerd in een belichtingssysteem. Achtereenvolgens worden elk van de meerdere sub-layouts met fotoresist op een schijf belicht gebruikmakend van het belichtingssysteem. Voorafgaand aan het belichtingspro-35 ces voor een bepaalde sub-layout, wordt een correctieproces uitgevoerd voor de sub-layouts gebruikmakend van een correctieoverlap-pingsparameter voor het corrigeren van een overlapping van de sub- 1022544

I 6 I

I layout. Tenslotte, nadat al de sub-layouts zijn belicht, wordt de I

I belichte fotoresist ontwikkeld. I

I Bij voorkeur omvat een correctieproces het bepalen van een pa- I

I rameter door het belichtingssysteem dat een uitlijningsproces uit- I

5 voert, het corrigeren van de overlappingsparameter gebruikmakend van I

I de parameter die bepaald is door het belichtingssysteem voor het I

verkrijgen van een uitlijningsparameter, en het corrigeren van de I

I overlapping voor de sub-layout gebruikmakend van de uitlijningspara- I

I meter. I

10 De overlappingsparameter kan X-as- en Y-as-offsets, X- en Y- I

schalen voor de schijf, X- en Y-vergrotingen voor een veld, of rota- I

tie en orthogonaliteit tussen de schijf en het veld, of enige combi- I

I natie daarvan, omvatten. I

I De sub-layouts kunnen zijn aangebracht op een enkel fotomasker I

15 of op meerdere fotomaskers. Wanneer de sub-layouts op een enkel fo- I

I tomasker zijn aangebracht dan worden de schijf en het fotomasker, I

I waarop de sub-layout die moet worden belicht is aangebracht, eenma- I

I lig uitgelijnd door het belichtingssysteem voorafgaand aan het be- I

I lichtingsproces. Wanneer de sub-layouts aangebracht zijn op meerdere I

I 20 fotomaskers dan wordt de uitlijning van de schijf en het fotomasker, I

waarop de sub-layout die moet worden belicht is aangebracht, uitge- I

I voerd voorafgaand aan elk correctieproces. I

I Een lithografiewerkwijze met meervoudige belichting volgens een I

I ander aspect van de onderhavige uitvinding omvat de volgende stap- I

I 25 pen. Meerdere eerste overlappingsmarkeringen in de vorm van een fra- I

me worden gevormd op de rand van een patroon door het aanbrengen van I

I het patroon op een eerste laag op een schijf. Dan wordt een layout I

I van een tweede laag opgedeeld tot meerdere sub-layouts voor het aan- I

I brengen van een patroon op de tweede laag op de eerste laag door een I

I 30 werkwijze met meervoudige belichting. Vervolgens wordt een fotore- I

I sist gecoat op de schijf, waarop de eerste overlappingsmarkeringen I

I zijn gevormd, voor het aanbrengen van het patroon op de tweede laag. I

I De sub-layouts worden opeenvolgend belicht met de fotoresist, waar- I

I bij tweede overlappingsmarkeringen worden gevormd op locaties die I

I 35 uitgelijnd zijn met elke eerste overlappingsmarkering tijdens elk I

I belichtingsproces. Dan worden overlappingsmarkeringen voor de sub- I

I layouts bepaald door een meetsysteem. De overlappingsmarkeringen om- I

I vatten o.a. offsets tussen de eerste en tweede overlappingsmarkerin- I

I 1022544 I

7 gen. De overlappingsmarkeringen worden dan ingevoerd in een belich-tingssysteem. Elke sub-layout wordt achtereenvolgens belicht op de schijf, waarop de eerste laag is aangebracht als patroon en de foto-resist is gecoat, door gebruik te maken van het belichtingssysteem.

5 Voorafgaand aan het belichtingsproces voor een bepaalde sub-layout, wordt een correctieproces uitgevoerd voor de sub-layout gebruikmakend van een overeenkomstig overlappingsparameter voor het corrigeren van het overlappen van de sub-layout. De belichte fotoresist wordt ontwikkeld na het belichten van al de sub-layouts.

10 Lithografiewerkwijzen met meervoudige belichting volgens de uitvinding kunnen zijn geïmplementeerd als applicaties omvatten instructies die concreet zijn uitgevoerd in één of meer programma-opslaginrichtingen en die uitvoerbaar zijn door enige machine of inrichting die daartoe geschikte architectuur omvat.

15 In een ander aspect van de onderhavige uitvinding omvat een systeem voor lithografie met meervoudige belichting meerdere pro-grammamodules zoals eèn programmamodule voor het ontvangen van meerdere sub-layouts en overeenkomstige overlappingsparameters, een programmamodule voor het selecteren van een sub-layout die moet worden 20 belicht, en een programmamodule voor het belichten van elke sub- layout met fotoresist op een schijf, waarbij voorafgaand aan het belichtingsproces voor een geselecteerde sub-layout, een correctieproces wordt uitgevoerd op de geselecteerde sub-layout gebruikmakend van een overeenkomstige overlappingsparameter voor het corrigeren 25 van een overlapping van de geselecteerde sub-layout.

Deze en andere uitvoeringsvormen, aspecten, doelen, eigenschappen en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen worden beschreven en zullen duidelijk worden uit de navolgende gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen die dienen te worden 30 gelezen in samenhang met de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een overlappingsmarkering toont voor het meten van een overlapping; fig. 2 een stroomdiagram toont van een conventionele lithogra-fiewerkwijze voor meervoudige belichting; 35 fig. 3 verscheidene layouts toont die kunnen worden gebruikt voor een lithografiewerkwijze met meervoudige belichting; 1022544

I 8 I

I fig. 4 een stroomdiagram toont van een conventionele lithogra- I

I fiewerkwijze voor meervoudige belichting wanneer er meerdere sub- I

layouts op één fotomasker zijn aangebracht; I

I fig. 5 een stroomdiagram toont van een conventionele lithogra- I

I 5 fiewerkwijze voor meervoudige belichting wanneer er meerdere sub- I

I layouts op meerdere fotomaskers zijn aangebracht; I

I fig. 6 een voorbeeld van een diagram toont dat fouten toont die I

zijn gegenereerd wanneer het verschil van overlappingsoffsets van I

I verscheidene sub-layouts als een tevoren bepaalde overlappingspara- I

I 10 meter voor een conventioneel lithografieproces met meervoudige be- I

I lichting wordt gebruikt; I

fig. 7 een stroomdiagram toont van een lithografiewerkwijze met I

I meervoudige belichting volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavi- I

I ge uitvinding; I

I 15 fig. 8 een stroomdiagram toont van een lithografiewerkwijze met I

I meervoudige belichting volgens een andere uitvoeringsvorm van de on- I

I derhavige uitvinding; I

I fig. 9 en 10 een werkwijze illustreren voor het corrigeren van I

een overlapping van een sub-layout, volgens een uitvoeringsvorm van I

I 20 de onderhavige uitvinding; en I

I fig. 11 een voorbeeld van een schema toont dat het effect toont I

I van het corrigeren van de overlapping van elke sub-layout volgens de I

I onderhavige uitvinding. I

I De onderhavige uitvinding zal nu meer volledig worden beschre- I

I 25 ven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin voor- I

I keursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn getoond. Deze uitvin- I

I ding kan echter in vele verschillende vormen worden geïmplementeerd I

I en dient niet te worden gezien als beperkt tot de uitvoeringsvormen I

I zoals hierin beschreven; deze uitvoeringsvormen echter zijn ver- I

I 30 schaft om ervoor te zorgen dat de beschrijving grondig en compleet I

I is, en zullen het concept van de uitvinding volledig aan de vakman I

I overbrengen. I

I In tegenstelling tot de conventionele werkwijzen die boven- I

I staand zijn beschreven, optimaliseren de werkwijzen en de systemen I

I 35 volgens de onderhavige uitvinding algoritmen voor het belichtings- I

I systeem zodanig dat het belichtingssysteem overlappingen voor elke I

I sub-layout of sub-beeld onafhankelijk corrigeert. Derhalve is de on- I

I 1022544 I

9 derhavige uitvinding geschikt voor een proces met meervoudige belichting.

Fig. 7 toont een stroomdiagram van een lithografieproces met meervoudige belichting volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavi-5 ge uitvinding. Meer in het bijzonder illustreert fig. 7 een werkwijze voor het uitvoeren van een overlappingscorrectie voor elk sub-beeld wanneer twee of meer sub-layouts of sub-beelden op één enkel fotomasker zijn aangebracht.

Eerst worden een of meer overlappingsparameters voor elke sub-10 layout bepaald en in een belichtingssysteem ingevoerd (stap 400). De overlappingsparameters kunnen X-as- en Y-as-offsets, X- en Y-schalen voor een schijf, X- en Y-vergrotingen voor een veld, of rotatie en orthogonaliteit tussen de schijf en het veld, of enige combinatie daarvan, omvatten.

15 Dan wordt de schijf, waarop de fotoresist als coating aange bracht is, en het fotomasker uitgelijnd (stap 410). Een overlappingscorrectie voor een geselecteerde sub-layout die moet worden belicht wordt uitgevoerd door gebruik te maken van een of meer overeenkomstige invoeroverlappingsparameters van de sub-layout (stap 20 420) . Na het corrigeren wordt de sub-layout met de fotoresist op de schijf belicht gebruikmakend van het belichtingssysteem (stap 430). Dan wordt bepaald of al de sub-layouts zijn belicht (stap 435). Wanneer er andere sub-layouts aanwezig zijn die moeten worden belicht, worden stappen 420 en 430 herhaald voor al de overgebleven sub-25 layouts. Wanneer al de sub-layouts zijn belicht (een bevestigende bepaling bij stap 435), dan wordt de belichte fotoresist ontwikkeld (stap 440). Aangezien de overlappingsparameters in het belichtingssysteem zijn ingevoerd (stap 400), worden alleen de processen volgens stappen 420 tot 440 voor opvolgende schijven uitgevoerd.

30 Fig. 8 toont een stroomdiagram van een lithograf ieproces met meervoudige belichting volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Meer in het bijzonder illustreert fig. 8 een werkwijze voor het afzonderlijk uitvoeren van een overlappingscorrectie voor elke sub-layout of sub-beeld, wanneer er twee of meer 35 sub-layouts of sub-beelden op meerdere fotomaskers zijn aangebracht.

Aanvankelijk worden een of meer overlappingsparameters voor elke sub-layout bepaald en in een belichtingsysteem ingevoerd (stap 500). De overlappingsparameters voor een sub-layout kunnen X-as- en 1022544

I 10 I

Y-as-offsets, X- en Y-schalen voor een schijf, X- en Y-vergrotingen I I voor een veld, of rotatie en orthogonaliteit tussen de schijf en het I I veld, of enige combinatie daarvan, omvatten. I

Dan wordt er een sub-beeld geselecteerd en worden de schijf I I 5 (waarop de fotoresist is gecoat) en het fotomasker (met het geselec- I I teerde sub-beeld) uitgelijnd (stap 510). Voor de geselecteerde sub- I I layout wordt een overlappingscorrectie uitgevoerd gebruikmakend van I I een of meer overeenkomstige overlappingsparameters van de geselec- I I teerde sub-layout (stap 520). Na het corrigeren wordt de sub-layout I I 10 met de fotoresist op de schijf belicht gebruikmakend van het belich- I I tingssysteem (stap 530). Dan worden stappen 510-530 herhaald voor I I alle resterende sub-beelden die moeten worden belicht. Wanneer aldus I

alle sub-layouts zijn belicht (bevestigende bepaling bij stap 535) I I wordt de belichte fotoresist ontwikkeld (stap 540). Aangezien de I I 15 overlappingsparameters in het belichtingssysteem zijn ingevoerd I I (stap 500), worden alleen de processen van stappen 510 tot 540 voor I I de opvolgende schijven uitgevoerd. I I Volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvin- I

ding kan, aangezien de correctie van de overlappingsparameters voor I I 20 elk sub-beeld plaatsvindt wanneer de sub-layouts of sub-beelden op I I de lagere laag worden aangebracht en belicht, een overlapping met I I vergrote nauwkeurigheid worden verkregen. I I Fig. 9 en fig. 10 illustreren een werkwijze voor het corrigeren I

van de overlapping van sub-layouts volgens een uitvoeringsvorm van I I 25 de onderhavige uitvinding. Verwijzend naar fig. 9 zijn meerdere eer- I I ste overlappingsmarkeringen 620 in de vorm van een frame op de rand I I van een patroon 610 gevormd door het aanbrengen van een patroon op I I een lagere laag (niet getoond) op een schijf. Voor het aanbrengen I I van een patroon op een bovenste laag op de lagere laag met de litho- I I 30 grafiewerkwijze met meervoudige belichting, is de layout van de bo- I I venste laag verdeeld in twee of meer sub-layouts. In een voor- I I beelduitvoeringsvorm is de layout van de bovenste laag verdeeld in I I twee sub-layouts. Verwijzend naar fig. 10 wordt vervolgens fotore- I I sist (niet getoond) voor het aanbrengen van de bovenste laag gecoat I

35 op de schijf met de eerste overlappingsmarkering 620 in de vorm van I I een frame. Terwijl de sub-layouts met de fotoresist achtereenvolgens I I belicht worden, worden tweede overlappingsmarkeringen 640a en 640b I I achtereenvolgens op locaties gevormd die uitgelijnd zijn met de eer- I

I 1022544 11 ste overlappingsmarkeringen gedurende elk belichtingsproces. Met andere woorden wordt de tweede overlappingsmarkering 640 aangevormd wanneer de eerste sub-layout wordt belicht, en de tweede overlap-pingsmarkering 640b gevormd wanneer de tweede sub-layout wordt be-5 licht. Het meetsysteem meet de overlappingsparameters, inclusief de offsets tussen de eerste overlappingsmarkeringen 620 en de tweede overlappingsmarkeringen 640a en 640b. Dienovereenkomstig worden de overlappingsparameters voor elke sub-layout bepaald. De overlappingsparameters worden ingevoerd in het belichtingssysteem voor het 10 uitvoeren vaii de overlappingscorrectie voor elk belichtingsproces. Zoals getoond in fig. 11 wordt, zelfs wanneer een veldregistratie 680 van de lagere laag verschillend is van de veldregistraties 685a en 685b van de eerste en volgende sub-layouts op de bovenste laag, een veldregistratie 685 van de bovenste laag die nauwkeurig uitge-15 lijnd is met de veldregistratie 680 van de lagere laag, gevormd door het uitvoeren van het correctieproces.

Er dient te worden begrepen dat de systemen en werkwijzen die hierin in samenhang met de onderhavige uitvinding beschreven zijn in verscheidene vormen van hardware, software, firmware, verwerkings-20 eenheden voor een speciaal doel, of een combinatie daarvan, kunnen worden geïmplementeerd. Bij voorkeur wordt de onderhavige uitvinding in software geïmplementeerd als een toepassing met programma-instructies die concreet zijn ondergebracht in een of meer program-ma-opslaginrichtingen (b.v. een magnetische floppy disk, RAM, CD Rom 25 en ROM), en die uitvoerbaar zijn door enige inrichting of machine die een geschikte architectuur omvat. Een toepassing kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd in een digitale computer die het belichtingssysteem bedrijft voor het uitvoeren van de lithografiewerkwijze met meervoudige belichting volgens de uitvinding.

30 In een andere uitvoeringsvorm omvat een systeem of applicatie volgens de uitvinding verscheidene programmamodules zoals programma-modules voor het bedrijven van een meetinrichting die overlappingsparameters bepaalt, een programmamodule voor het ontvangen van meerdere sub-layouts en overeenkomstige overlappingsparameters voor elke 35 sub-layout voor een proces met meervoudige belichting, een programmamodule voor het selecteren van een sub-layout die moet worden belicht, een programmamodule voor het belichten van een geselecteerd sub-beeld, waarbij voorafgaand aan het belichtingsproces voor een 1022544

I 12 I

I geselecteerde sub-layout, een correctieproces wordt uitgevoerd op de I

I geselecteerde sub-layout gebruikmakend van de corresponderende over- I

I lappingsparameters daarvan voor het corrigeren van het overlappen I

van een schijf waarop de sub-layout zal worden belicht, een program- I

I 5 mamodule voor het bepalen of ander sub-layouts zijn belicht, en een I

I programmamodule voor het ontwikkelen van de belichte resist. I

I Gebaseerd op de leer zoals hier beschreven is kan een vakman I

I direct functionele programmacodes en codesegmenten ontwerpen die I

I feitelijk zijn gecodeerd in elk van de programmamodules. I

I 10 Zoals bovenbeschreven zijn de werkwijzen en systemen voor li- I

I thografie met meervoudige belichting volgens de uitvinding geoptima- I

I liseerd voor het onafhankelijk corrigeren van de overlapping voor I

elke sub-layout of sub-beeld. Als resultaat daarvan is de overlap- I

I pingsnauwkeurigheid verbeterd door het onafhankelijk corrigeren van I

15 de overlappingen volgens elke sub-layout of sub-beeld. I

I Als een resultaat van de verbeterde overlappingsnauwkeurigheid, I

I kan een opwerkingsproces dat een fotoresistpatroon met fouten in de I

I overlapping verwijdert en dat het belichtingsproces herhaald, worden I

I voorkomen. Het vermijden van het opwerkingsproces voor de schijf I

I 20 biedt voordelen zoals een verbeterde werking en efficiëntie van de I

I apparatuur, besparing van kosten voor opwerkingsapparatuur, en het I

voorkomen van vervuiling op de schijf door het opwerkingsproces. Als I

een resultaat daarvan wordt de opbrengst van de inrichting verbe- I

I terd. I

I 25 De uitvinding is in het bijzonder getoond en beschreven aan de I

I hand van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, echter zijn de bovenbe- I

I schreven uitvoeringsvormen puur illustratief en niet bestemd voor I

I het beperken van het bereik van de uitvinding. Het zal voor de vak- I

I man duidelijk zijn dat verscheidene aanpassingen in vorm en details I

30 daaraan kunnen worden uitgevoerd zonder van het wezen en het bereik I

I van de uitvinding zoals in de bijgevoegde conclusies gedefinieerd, I

I af te wijken. I

I 35 I

I 1022544 ' I

Claims

1. Lithografiewerkwijze met meervoudige belichting, omvattende 5 de stappen van: het bepalen van overlappingsparameters voor meerdere sub-layouts; het invoeren van de overlappingsparameters in een belichtingssysteem; 10 het belichting van elke sub-layout op een schijf met fotoresist door gebruik te maken van het belichtingssysteem, waarbij voorafgaand aan het belichtingsproces voor een bepaalde sub-layout, een correctieproces wordt uitgevoerd voor de sub-layout waarbij gebruik wordt gemaakt van een overeenkomstige overlappingsparameter voor 15 het corrigeren van een overlapping van de sub-layout; en het ontwikkelen van de belichte fotoresist na het belichten van al de sub-layouts, waarbij de sub-layouts op meerdere fotomaskers zijn aangebracht.

2. De werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de belichtingsstap verder de stap omvat van het uitlijnen van de schijf, waarop de fotoresist als coating is aangebracht, en een fotomasker, waarop de sub-layouts die moeten worden belicht is aangebracht, voorafgaand aan elk correctieproces. 25

3. De werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de overlappingsparameters voor een bepaalde sub-layout X-as- en Y-asoffsets, Y en Y schalen voor de schijf, X- en Y-vergrotingen van een veld, of rotatie en orthogonaliteit tussen de schijf en het veld, of een combina- 30 tie daarvan, omvatten.

4. De werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het correctieproces omvat: het bepalen van een parameter door het belichtingssysteem dat 35 een uitlijningsproces uitvoert; het corrigeren van de overlappingsparameter gebruikmakend van de parameter die bepaald is door het belichtingssysteem voor het verkrijgen van een uitlijningsparameter; en I 14 I I het uitvoeren van een correctie van de overlapping gebruikma- I I kend van de uitlijningsparameter. I

5. Lithografiewerkwijze voor een meervoudige belichting, omvat- I 5 tende de stappen van: I I het vormen van meerdere eerste overlappingsmarkeringen in de I I vorm van een frame op een rand van een patroon bij het vervaardigen I I van het patroon op een eerste laag op een schijf; I het verdelen van een layout van een tweede laag in twee of meer I I 10 sub-layouts voor het aanbrengen van een patroon op de tweede laag op I I de eerste laag door een lithografiewerkwijze met meervoudige belich- I I ting; I I het coaten van fotoresist op de schijf, waarop de eerste over- I I lappingsmarkeringen zijn gevormd, voor het aanbrengen van een pa- I I 15 troon op de tweede laag; I I het belichten van de sub-layouts met de fotoresist, waarbij I tweede overlappingsmarkeringen worden gevormd op de plaatsen die I I uitgelijnd zijn met elke eerste overlappingsmarkering tijdens elk I I belichtingsproces; I I 20 het bepalen van overlappingsparameters voor de sub-layouts ge- I I bruikmakend van een meetsysteem; I I het invoeren van de overlappingsparameters in het belichtings- I I systeem; I I het belichten van elke sub-layout op de schijf, waarop de eer- I I 25 ste laag als patroon is aangebracht en de fotoresist is gecoat, door I I gebruik te maken van het belichtingssysteem, waarbij voorafgaand aan I I het belichtingsproces voor een bepaalde sub-layout, een correctie- I I proces wordt uitgevoerd gebruikmakend van een overeenkomstige over- I I lappingsparameter voor het corrigeren van een overlapping van de I I 30 sub-layout; en I I het ontwikkelen van de belichte fotoresist na het belichten van I I al de sub-layouts, waarbij de sub-layouts zijn aangebracht op meer- I I dere fotomaskers, en verder omvattende de stap van het uitlijnen van I I de schijf en een fotomasker, waarop de sub-layout die moet worden I I 35 belicht is aangebracht, voorafgaand aan elk correctieproces. I

6. De werkwijze volgens conclusie 5, waarbij de overlappingspa- I I rameters X-as- en Y-as-offsets, X- en Y-schalen voor de schijf, X- I • I en y-vergrotingen voor een veld, of rotatie en orthogonaliteit tussen de schijf en het veld, of enige combinatie daarvan, omvatten.

7. De werkwijze volgens conclusie 5, waarbij het correctiepro-5 ces omvat: het bepalen van een parameter door het belichtingssysteem dat een uitlijningsproces uitvoert; het corrigeren van de overlappingsparameter gebruikmakend van de parameter die bepaald is door het belichtingssysteem voor het 10 verkrijgen van een uitlijningsparameter; en het uitvoeren van een correctie voor de overlapping gebruikmakend van de uitlijningsparameter.

8. Programma-opslaginrichting die door een machine leesbaar is 15 voor het concreet omvatten van een programma met instructies dat uitvoerbaar is door de machine voor het uitvoeren van de werkwij zestappen volgens conclusie 5.

9. Systeem voor lithografie met meervoudige belichting, omvat-20 tende: een programmamodule voor het ontvangen van meerdere sub-layouts en overeenkomstige overlappingsparameters; een programmamodule voor het selecteren van een sub-layout die moet worden belicht; en 25 een programmamodule voor het belichten van elke sub-layout op een schijf met fotoresist, waarbij voorafgaand aan het belichtings-proces voor een geselecteerde sub-layout, een correctieproces wordt uitgevoerd op de geselecteerde sub-layout gebruikmakend van een overeenkomstige overlappingsparameter voor het corrigeren van een 30 overlapping van de geselecteerde sub-layout, verder omvattende een programmamodule voor het uitlijnen van de schijf en het fotomasker, waarop de sub-layout die moet worden belicht is aangebracht, voorafgaand aan elk belichtingsproces, wanneer de sub-layouts op meerdere fotomaskers zijn aangebracht. 35

10. Systeem volgens conclusie 9, waarbij de overlappingsparameters X-as- en Y-as-offsets, X- en Y-schalen voor de schijf, X- en Y- I I I 16 I vergrotingen voor een veld, of rotatie en orthogonaliteit tussen de I I schijf en het veld, of enige combinatie daarvan, omvatten. I

11. Systeem volgens conclusie 9, verder omvattende een program- I I 5 mamodule voor het bepalen van een parameter door het belichtingssys- I teem dat een uitlijningsproces uitvoert, het corrigeren van de in- I I voeroverlappingsparameter gebruikmakend van de parameter die bepaald I is door het belichtingssysteem voor het verkrijgen van een uitlij- I I ningsparameter, en het uitvoeren van een correctie van de overlap- I 10 ping gebruikmakend van de uitlijningsparameter. I

12. Programma-opslaginrichting die door een machine leesbaar I I is, die een programma met instructies die uitvoerbaar is door de ma- I I chine concreet omvat, voor het uitvoeren van werkwijzestappen voor I 15 het verschaffen van lithografie met meervoudige belichting, waarbij I de werkwijzestappen omvatten: I I het bepalen van overlappingsparameters voor meerdere sub- I I layouts; I I het invoeren van de overlappingsparameters in een belichtings- I 20 systeem; I het belichten van elke sub-layout op een schijf met fotoresist I door gebruik te maken van het belichtingssysteem, waarbij vooraf- I I gaand aan het belichtingsproces voor een bepaalde sub-layout, een I I correctieproces wordt uitgevoerd voor de sub-layout gebruikmakend I I 25 van een overeenkomstige overlappingsparameter voor het corrigeren I I van een overlapping van de sub-layouts; en I het ontwikkelen van de belichte fotoresist na het belichten van I al de sub-layouts, waarbij de instructies voor het uitvoeren van de I belichtingsstap instructies omvatten voor het uitvoeren van de stap- I I 30 pen voor het uitlijnen van de schijf en een fotomasker voorafgaand I I aan elk correctieproces, wanneer de sub-layouts op meerdere fotomas- I I kers zijn aangebracht. I

13. De programma-opslaginrichting volgens conclusie 12, waarbij I I 35 de overlappingsparameters X-as- en Y-as-offsets, X- en Y-schalen I I voor de schijf, X- en Y-vergrotingen voor een veld, of rotatie en I I orthogonaliteit tussen de schijf en het veld, of enige combinatie I I daarvan, omvatten. I ' ι «

14. De programma-opslaginrichting volgens conclusie 12, waarbij de instructies voor het uitvoeren van het correctieproces instructies omvatten voor het uitvoeren van de stappen van: 5 het bepalen van een parameter door het belichtingssysteem dat een uitlijningsproces uitvoert; het corrigeren van de invoeroverlappingsparameter gebruikmakend van de parameter die bepaald is door het belichtingssysteem voor het verkrijgen van een uitlijningsparameter; en 10 het uitvoeren van een correctie van de overlapping gebruikma kend van de uitlijningsparameter.