NL1030626C2

NL1030626C2 - Systeem voor het meten van aberratie, werkwijze om aberratie te meten en werkwijze om een halfgeleiderinrichting te vervaardigen.

Info

Publication number: NL1030626C2
Application number: NL1030626A
Authority: NL
Inventors: Takashi Sato
Original assignee: Toshiba Kk
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-11-13
Also published as: NL1030626A1; JP2006165398A; US20060132757A1

Description

s*

Titel: SYSTEEM VOOR HET METEN VAN ABERRATIE, WERKWIJZE OM

ABERRATIE TE METEN EN WERKWIJZE OM EEN

HALFGELEIDERINRICHTING TE VERVAARDIGEN

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Het gebied van de Uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een systeem en een werkwijze om aberratie te meten, en een werkwijze om een 5 halfgeleiderinrichting te vervaardigen.

2. De beschrijving van de Verwante Techniek

In een productieproces voor een halfgeleiderinrichting, wordt een blootstellingsapparaat gebruikt waarin een beeld van een maskerpatroon van een fotomasker door een optisch projectiesysteem wordt geprojecteerd op een 10 resist film die op een wafer is aangebracht. Het optische projectiesysteem van het blootstellingsapparaat zal een aberratie hebben, en zelfs een lichte aberratie beïnvloedt een apparatenpatroon ongunstig. Het is daarom belangrijk om de aberratie van het optische projectiesysteem te meten en de invloed van de aberratie te verminderen.

15 Als werkwijze om de aberratie van het optische projectiesysteem te meten, is er een werkwijze bekend van een interferometrische meting alvorens het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat wordt gemonteerd. Over het algemeen wordt de golffrontaberratie van het optische projectiesysteem uitgedrukt door coëfficiënten (Zernike coëfficiënten) van 20 respectieve termen van Zernike veeltermen. De aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem wordt bepaald op basis van de Zernike coëfficiënten, en het effect wordt geschat op het apparatenpatroon.

1 03 0 626 2

Nochtans, variëert de aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem lichtjes wanneer het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat wordt gemonteerd. Een aberratie zal bestaan, zelfs als het blootstellingsapparaat wordt aangepast nadat het optische 5 projectiesysteem op het blootstellingsapparaat wordt gemonteerd, waarbij de aanpassing op de bepaalde aberratiehoeveelheid wordt gebaseerd alvorens het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat wordt gemonteerd. Daarom variëert de aberratiehoeveelheid wanneer het optische projectiesysteem wordt gemonteerd en beïnvloedt het apparatenpatroon.

10 Voorts is het moeilijk om de interferometrische meting uit te voeren nadat het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat wordt gemonteerd wegens beperkte ruimte voor interferometrische metingsmateriaal en der gelijke.

Een bekende werkwijze om de aberratie te meten, die na het monteren 15 van het optische projectiesysteem aan het blootstellingsapparaat wordt uitgevoerd, omlijnt een patroon voor aberratiemeting in een resist laag op een wafer en meet de grootte van een positiehiaat van het patroon. Nochtans, in de werkwijze om de grootte van het positiehiaat te meten, zijn de Zernike coëfficiënten van hogere ordetermen minder betrouwbaar in 20 metingsnauwkeurigheid dan Zernike coëfficiënten van lagere ordetermen onder de Zernike veeltermen, wat tot een probleem van lagere nauwkeurigheid bij aberratiemeting leidt.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Een aspect van de onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 25 werkwijze om aberratie te meten met inbegrip van: het meten van een eerste optische eigenschap van een optisch projectiesysteem alvorens het optische 3 * projectiesysteem op een blootstellingsapparaat te monteren; het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat; het meten van een tweede optische eigenschap van het optische projectiesysteem na het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat; en het 5 bepalen van een aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem dat op de eerste en tweede optische eigenschap wordt gebaseerd.

Een ander aspect van de onderhavige uitvinding heeft betrekking op een systeem om aberratie te meten omvattende: een blootstellingsapparaat; een eerste meethulpmiddel dat is ingericht om een eerste optische eigenschap van 10 een optisch projectiesysteem te meten alvorens het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat te monteren; een tweede meethulpmiddel dat is ingericht om een tweede optische eigenschap van het optische projectiesysteem te meten na het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat; en een bepalingsmodule die is ingericht om een 15 aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem te bepalen op basis van de eerste en tweede optische eigenschap.

Een extra aspect van de onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze om een halfgeleiderinrichting te vervaardigen, omvattende: het bepalen van een aberratiehoeveelheid van een optisch projectiesysteem op 20 basis van een optische eigenschap van het optische projectiesysteem vóór en na monteren van het optische projectiesysteem op een blootstellingsapparaat; het aanpassen van het optische projectiesysteem op basis van de aberratiehoeveelheid; het met een resistlaag bedekken van een wafer; het projecteren van een beeld van een maskerpatroon op de resistlaag, het 25 gebruiken van het blootstellingsapparaat met het aangepaste optische projectiesysteem.

4

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Fig. 1 is een blokdiagram dat een voorbeeld toont van een systeem om aberratie volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont te meten.

5 Fig. 2 is een beeld van interferentieranden van een optisch projectiesysteem door interferometrische meting volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 3 is een bovenaanzicht dat een voorbeeld toont van een fotomasker volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

10 Fig. 4 is een bovenaanzicht die een voorbeeld toont van een referentiemaskerpatroon volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 5 is aanzicht in doorsnede dat een voorbeeld toont van het referentiemaskerpatroon volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige 15 uitvinding.

Fig. 6 is een bovenaanzicht die een voorbeeld toont van een meetmaskerpatroon volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 7 is een aanzicht in doorsnede die een voorbeeld toont van het 20 meetmaskerpatroon volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 8 is een bovenaanzicht dat een voorbeeld toont van een wafer volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

5

Fig. 9 is een aanzicht in doorsnede dat een voorbeeld toont van een wafer volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 10 is een grafiek die waarden van Zernike coëfficiënten toont volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

5 Fig. 11 is een stroomgrafiek voor het verklaren van een voorbeeld van een werkwijze om aberratie te meten volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 12 is een beeld van interferentieranden van het optische projectiesysteem dat wordt gebaseerd op een bepaalde aberratiehoeveelheid 10 volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 13 is een stroomgrafiek voor het verklaren van een voorbeeld van een werkwijze om een halfgeleiderinrichting volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding te vervaardigen.

UITVOERIGE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

15 Een uitvoeringsvorm en een modificatie van de onderhavige uitvinding zal met betrekking tot de begeleidende tekeningen worden beschreven. Men moet opmerken dat de zelfde of gelijkaardige verwijzingscijfers worden toegepast op de zelfde of gelijkaardige delen en elementen in alle tekeningen, en dat de beschrijving van de zelfde of gelijkaardige delen en de elementen zal 20 worden weggelaten of worden vereenvoudigd.

Zoals getoond in Fig. 1, omvat een systeem om aberratie volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding te meten een blootstellingsapparaat 10, een eerste meethulpmiddel 41, een tweede meethulpmiddel 42; een montagehulpmiddel 43, een aanpassingshulpmiddel 44, een centrale verwerkingseenheid (CPU) 50, en een hoofdgeheugen 57.

6

Blootstellingsapparaat 10 is, bijvoorbeeld, stepper met een verminderingsverhouding van 4/1. Hoewel de verminderingsverhouding als 4/1 5 wordt gegeven, is de verhouding willekeurig en daaraan beperkt niet. Blootstellingsapparaat 10 omvat een lichtbron 11, een optisch verlichtingssysteem 12, een maskerstation 13, een optisch projectiesysteem 14, en een waferstation 17. Lichtbron 11 kan een argonfluoride (ArF) excimer laser met een golflengte van 193 NM zijn of dergelijke. Optisch 10 verlichtingssysteem 12 omvat een fly eye lens en een condenserlens. Optisch projectiesysteem 14 omvat een projectielens 15 en een apertuurstop 16.

Optisch projectiesysteem 14 kan een aberratie (lensfout) zoals sferische aberratie, astigmatisme, coma, vervorming, golffrontaberratie, en chromatische aberratie hebben. Een uitdrukking die de golffrontaberratie 15 vertegenwoordigt wordt uitgebreid in een reeks. De uitdrukking wijst op verschillende effecten afhankelijk van de orde van de componenten: de hogere ordecomponenten vertegenwoordigen lokale gloed en hogere orde aberraties en de lagere ordecomponenten vertegenwoordigen lagere orde aberraties.

De golffrontaberratie van optisch projectiesysteem 14 kan door 20 veeltermen worden uitgedrukt die een systeem van orthogonale functies vertegenwoordigen, zoals Zernike veeltermen. De golffrontaberratie kan in vele soorten aberraties worden verdeeld met inbegrip van een defocusterm, een sferische aberratieterm, en dergelijke door de termen van de Zernike veeltermen.

25 Eerste meethulpmiddel 41 kan een interferometer zijn zoals een Mach-

Zehnder interferometer of een Fizeaw interferometer. Eerste meethulpmiddel 41 neemt waar en meet, als een eerste optische eigenschap, interferentieranden van optisch projectiesysteem 14 die wordt gecreeerd door twee gescheiden lichtwegen op elkaar toe te voegen.

7

De interferentieranden van optisch projectiesysteem 14, dat op 5 blootstellingsapparaat 10 wordt gemonteerd (golflengte van lichtbron 11: 193 nm, numerieke apertuur: 0,68, verminderingsverhouding: 4/1), worden waargenomen door eerste meethulpmiddel 41 zoals getoond in Fig. 2. De eerste optische eigenschap, zoals hierboven bepaald, wordt als metingsgegeven opgeslagen in hoofdgeheugen 57, dat in Fig. 1 wordt getoond.

10 Het montagehulpmiddel 43 monteert optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10. In sommige gevallen, variëert de aberratie van optisch projectiesysteem 14 wanneer optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10 wordt gemonteerd.

Op dit moment zullen, van de aberratie componenten, de componenten 15 die overeenkomen met hogere orde termen van de Zernike veeltermen , minder waarschijnlijk variëren dan componenten die overeenkomen met lagere ordetermen, en variëren de componenten slechts, die overeenkomen met de lagere ordetermen. Hierin, zijn de "lagere ordetermen" de eerste tot 10de termen Z1 tot Z10, en de "hogere ordetermen" zijn de elfde tot 37ste termen 20 Zll tot Z37. Nochtans, wordt de grens tussen de lagere ordetermen en de hogere ordetermen willekeurig en behoorlijk gekozen. De hogere ordetermen kunnen verder termen van hogere orde omvatten dan dat van de 37ste term.

In blootstellingsapparaat 10, wordt het licht uitgezonden uit lichtbron 11 om een patroon van een fotomasker 20 te verkleinen en te projecteren, dat is 25 gemonteerd op maskerstation 13 tussen optisch verlichtingssysteem 12 en optisch projectiesysteem 14, op een wafer 30 op waferstation 17.

8

Zoals in Fig. 3 getoond, omvat fotomasker 20 een verwijzingsmaskerpatroon 201 en een metingsmaskerpatroon 202. Zoals getoond in Fig.. 4 en 5, omvat verwijzingsmaskerpatroon 201 lichtafschermingsgedeelten 22a tot 22p van Chroom (Cr) of dergelijke die op 5 een transparant substraat 21 van kwarts of dergelijke worden aangebracht. De lichtafschermingsgedeelten 22a aan 22p zijn rechthoekige patronen die in een matrix worden aangebracht.

Anderzijds, zoals getoond in Fig.. 6 en 7, omvat metingsmaskerpatroon 202 dat in Fig. 3 wordt getoond een lichtafschermingsgedeelte 23 van Cr of 10 dergelijke die op transparant substraat 21 wordt aangebracht.

Lichtafschermingsgedeelte 23 omvat openingen 24a aan 24p die zijn aangebracht in een matrix.

Verwijzingsmaskerpatroon 201 en metingsmaskerpatroon 202 van fotomasker 20 worden overgebracht naar een negatieve resistfilm op wafer 30 15 door dubbele blootstelling. Resistfilm wordt dan ontwikkeld om resist patroon 35 te omlijnen dat in Fig. 8 en 9 wordt getoond.

Resistpatroon 35 wordt aangebracht op een film van siliciumnitride (Si3N4 film) 32 die is geplaatst op een silicium (Si) substraat 31 of dergelijke. Resistpatroon 35 is een doos-in-doos patroon met inbegrip van rechthoekige 20 metingspatronen 33a aan 33p die overeenkomen met aan verwijzingsmaskerpatroon 201 en een rooster-vormig verwijzingspatroon 34 dat overeenkomt met metingsmaskerpatroon 202. Rooster-vormig verwijzingspatroon 34 wordt aangebracht om metingspatronen 33a aan 33p te omringen. Zoals bijvoorbeeld getoond in Fig. 9, wordt, wanneer een deel van 25 het optisch projectiesysteem 14 op een optische weg voor het vormen van het meetpatroon 33c een aberratie omvat, de positie (doelpositie) van het 9 meetpatroon 33c over Wa verschoven naar de positie (daadwerkelijke positie) van een meetpatroon 33q dat door een gestippelde lijn wordt aangeduid.

Tweede meethulpmiddel 42 dat in Fig. 1 wordt getoond kan een overlayinspectie systeem zijn dat een CCD camera of dergelijke omvat. Tweede 5 meethulpmiddel 42 meet de hoeveelheden positiehiaten tussen de doelpositie en de daadwerkelijke positie van de individuele metingspatronen 33a tot 33p, die op de positionele verhouding tussen het meetpatroon 33c en verwijzingspatroon 34 wordt gebaseerd zoals in Fig. 9 getoond, als tweede optische eigenschap. De gemeten tweede optische eigenschap wordt opgeslagen 10 in hoofdgeheugen 57 als metingsgegeven.

CPU 50 omvat een eerste berekeningsmodule 51, een tweede berekeningsmodule 52, een bepalingsmodule 53, een montageregelmodule 54, een aanpassingscontrolemodule 55, en een blootstellingscontrolemodule 56.

Op basis van de eerste optische eigenschap die door eerste 15 meethulpmiddel 41 wordt gemeten, berekent eerste berekeningsmodule 51

Zernike coëfficiënten al tot a37 van de eerste aan 37ste termen Z1 tot Z37 van de Zernike veeltermen (eerste veeltermen) in optisch projectiesysteem 14. De berekening wordt uitgevoerd alvorens optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10 te monteren, zoals getoond in de vóór-20 vervangingsgebieden van Fig. 10, waarvan een deel wordt weggelaten. Eerste berekeningsmodule 51 kan slechts de Zernike coëfficiënten all tot a37 van de hogere ordetermen Zll tot Z37 berekenen. Voorts kan eerste berekeningsmodule 51 Zernike coëfficiënten van hogere ordetermen gelijk aan of berekenen hoger dan dat van de 200ste term door het aantal punten van 25 meting van eerste meethulpmiddel 41 te verhogen.

10

Tweede berekeningsmodule 52 berekent Zernike coëfficiënten bl tot b37 van de Zernike veeltermen (tweede veeltermen) in optisch projectiesysteem 14, na het monteren van optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10 op basis van de tweede optische eigenschap die door tweede meethulpmiddel 5 42 wordt gemeten. Tweede berekeningsmodule 52 kan slechts de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 berekenen op basis van de tweede optische eigenschap die door tweede meethulpmiddel 42 wordt gemeten.

Veronderstelt men bijvoorbeeld, dat onder de lagere ordetermen Z1 tot 10 Z10, de Zernike coëfficiënten bl tot b4 en blO van eerste tot vierde termen Z1 tot Z4 en de tiende term Z10 gelijk zijn aan respectievelijk de Zernike coëfficiënten a5 tot a9 die zijn bepaald door de interferometrische meting, en de Zernike coëfficiënten b5 tot b9 van de vijfde tot negende term Z5 aan Z9 gelijk zijn aan ongeveer één derde van respectievelijke Zernike coëfficiënten a5 15 tot a9 die zijn bepaald door de interferometrische meting.

Onder de Zernike coëfficiënten al tot a37 die zijn gemeten door eerste meethulpmiddel 41, vervangt de bepalingsmodule 53 die de aberratiehoeveelheid bepaalt de Zernike coëfficiënten al tot alO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 met de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere 20 ordetermen Z1 tot Z10 gemeten door tweede meethulpmiddel 42 zoals getoond in de gebieden na-vervanging van Fig. 10. De Zernike veeltermen vertegenwoordigen een systeem van orthogonale functies, en de termen Z1 tot Z37 zijn onafhankelijke van elkaar. Dienovereenkomstig, beïnvloedt de vervanging van de waarde van elk van de termen Z1 tot Z37 van de Zernike 25 veeltermen niet de andere termen.

11

Voorts bepaalt bepalingsmodule 53 de lineaire som van termen Z1 tot Z37 van de Zernike veeltermen (eerst en tweede veeltermen) door gebruik van de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de Zernike veeltermen (tweede veeltermen) en all tot a37 van de Zernike veeltermen (eerste veeltermen) als 5 hoeveelheid golffrontaberratie van optisch projectiesysteem 14.

Montageregelmodule 54, aanpassingscontrolemodule 55 , en blootstellingscontrolemodule 56 controleren respectievelijk het montagehulpmiddel 43, aanpassingshulpmiddel 44, en blootstellingssysteem 10.

10 Aanpassingshulpmiddel 44 past aan een horizontale positie, een focuspositie, blootstellingscondities, en dergelijke van optisch projectiesysteem 14 van blootstellingsapparaat 10. De aanpassing vermindert de hoeveelheid golffrontaberratie die wordt gebaseerd op de hoeveelheid golffrontaberratie die door bepalingsmodule 53 wordt bepaald.

15 Hierna zal een werkwijze worden beschreven om aberratie te meten van optisch projectiesysteem 14 van blootstellingsapparaat 10 volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, verwijzend naar de stroomgrafiek die in Fig. 11 wordt getoond.

In stap SI, alvorens optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 20 10 te monteren die in Fig. 1 worden getoond, meet eerste meethulpmiddel 41 een eerste optische eigenschap van optisch projectiesysteem 14 zoals getoond in Fig. 2.

In stap S2, berekent eerste berekeningsmodule 51 Zernike coëfficiënten all tot a37 van de hogere ordetermen Zll tot Z37 van termen Z1 tot Z37 van 12 de Zernike veeltermen (eerste veeltermen), op basis van de eerste optische eigenschap die in stap SI wordt gemeten.

In stap S3, monteert het montagehulpmiddel 43 het optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10. In dit geval treedt variatie 5 op van golffrontaberratie van optisch projectiesysteem 14.

In stap S4, wordt een wafer 30, waarop een negatieve resistlaag is gedekt, bevestigd op waferstation 17 van blootstellingsapparaat 10. Een fotomasker 20 wordt bevestigd op maskerstation 13. Gebruikend van blootstellingsapparaat 10 dat optisch projectiesysteem 14 omvat, wordt een beeld van patronen van 10 fotomasker 20 geprojecteerd op de negatieve resistfilm op wafer 30. Na het ontwikkelen van de resistfilm, worden de hoeveelheden positiehiaten tussen de doelpositie en de daadwerkelijke positie van de patronen van de aberratiemeting 33a aan 33p gemeten als tweede optische eigenschap.

In stap S5, berekent tweede berekeningsmodule 52 Zernike coëfficiënten 15 bl tot blO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 van de Zernike veeltermen (tweede veeltermen), op basis van de hoeveelheden positiehiaten die in stap S4 worden gemeten. ,

In stap S6, verenigt bepalingsmodule 53 de Zernike coëfficiënten all tot a37 van de hógere ordetermen Zll tot Z37 van de eerste veeltermen die in stap 20 Sl zijn berekend met de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere ordetermen Z1 aan Z10 van de tweede veeltermen die in stap S5 zijn berekend, en bepaalt de Zernike coëfficiënten all tot a37 en bl tot blO als aberratiehoe veelheid.

13

In stap S7, past aanpassingshulpmiddel 44 een positie aan van het optische projectiesysteem 14, gebaseerd op de aberratiehoeveelheid die in stap S6 wordt bepaald.

In stap S8, voert blootstellingsapparaat 10 een behoorlijk aangepaste 5 blootstelling uit, gebruik makend van optisch projectiesysteem 14 zoals aangepast aan een verbonden positie in stap S7.

Merk op dat de eerste berekeningsmodule 51 in stap Sl Zernike coëfficiënten al tot alO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 van de Zernike veeltermen (eerste veeltermen) kan berekenen, naast de Zernike coëfficiënten 10 all tot a37 van de hogere ordetermen Zll tot Z37. In dit geval wordt in stap S6 de aberratiehoeveelheid bepaald door het vervangen van de Zernike coëfficiënten al tot alO van de lagere ordetermen Zl tot Z10 die zijn berekend in stap Sl, met de Zernike coëfficiënten bl aan blO van de lagere ordetermen Zl tot Z10 die zijn berekend in stap S5.

15 Volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, worden de

Zernike coëfficiënten all tot a37 bepaald door de interferometrische meting die voor optisch projectiesysteem 14 wordt uitgevoerd. Het bepaling wordt gedaan alvorens optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10 te monteren, en de coëfficiënten worden gebruikt als Zernike coëfficiënten van de 20 hogere ordetermen Zll tot Z37 van de Zernike veeltermen .

Dienovereenkomstig is het mogelijk om hoogst betrouwbare waarden te bereiken.

Voorts worden de Zernike coëfficiënten bl tot blO bepaald door de patroonoverdrachttest die is uitgevoerde nadat optisch projectiesysteem 14 op 25 blootstellingsapparaat 10 wordt gemonteerd, en gebruikt als Zernike coëfficiënten van de lagere ordetermen Zl tot Z10 van de Zernike veeltermen.

14

Dienovereenkomstig is het mogelijk om de aberratiehoeveelheid te bepalen door een variatie in aberratie van optisch projectiesysteem 14 te overwegen wanneer optisch projectiesysteem 14 aan blootstellingsapparaat 10 wordt gemonteerd. Aldus, verstrekt het gebruiken van de combinatie Zernike 5 coëfficiënten all tot a37 van de hogere ordetermen Zll tot Z37 van de eerste veeltermen, die worden gemeten voor optisch projectiesysteem 14 vóór optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10 wordt gemonteerd, en de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 van de tweede veeltermen, die worden gemeten voor optisch projectiesysteem 14 10 nadat optisch projectiesysteem 14 wordt gemonteerd op blootstellingsapparaat 10, een hoogst nauwkeurige meting van de aberratie van de optisch projectiesysteem 14.

Fig. 12 toont interferentieranden die de golffrontaberratie vertegenwoordigen van optisch projectiesysteem 14 verkregen door gebruik 15 van de Zernike coëfficiënten bl tot blO en all tot a37 na de vervanging, zoals getoond in de na-vervangingsgebieden van Fig. 10. Men kan zien dat de schaduw van interferentieranden die in Fig. 12 worden getoond, lichter lijkt dan de schaduw van de interferentieranden die in Fig. 2.

Recente studies hebben aangetoond dat de gloed, die een probleem tijdens 20 blootstelling veroorzaakt, wordt vertegenwoordigd door een Zernike coëfficiënt van een term van hogere orde dan dat van de 200ste term. Een voorbeeld van dergelijke studies is "Willekeurige Aberratie en Lokale Gloed" (M. Shibuya, et al.) aangekondigd in Nr. 5377-204, SPIE Microlithography 2004 (Februari 2004, in Santa Clara). De Zernike coëfficiënt van de term van hoger orde dan 25 dat van de 200ste term is moeilijk te berekenen bij gebruik van de patroonoverdrachttest .

15

Volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, kan de term van hoger orde dan dat van de 200ste term worden gemeten door het resultaat van interferometrische te gebruiken meting. De combinatie van de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere orde termen Z1 tot Z10, die door de 5 patroonoverdrachttest wordt berekend, en de Zernike coëfficiënten all tot a250 van de hogere ordetermen Zll tot Z250, die door de interferometrische meting wordt berekend, verstrekt vroegere evaluatie van het effect op het apparatenpatroon in termen van zowel gloed als aberratie door simulatie. Dienovereenkomstig, is het mogelijk om precies een blootstellingsapparaat met 10 optimale voorwaarden te voorspellen voor blootstelling vóór een daadwerkelijke blootstelling.

In het navolgende zal, onder verwijzing naar Fig. 13, een werkwijze om een halfgeleiderinrichting (LSI die) te vervaardigen worden verklaard. De hieronder beschreven productiewerkwijze is één voorbeeld, en het is mogelijk 15 om modificaties te substitueren door verschillende andere productiewerkwijzen.

Eerst, wordt de simulatie van het procesmasker uitgevoerd in stap S100. Simulatie van het apparaat wordt uitgevoerd door middel van een resultaat van de procesmaskersimulatie en elke stroomwaarde en voltagewaarde die in 20 elk van de elektroden worden moet worden ingevoerd. Simulatie van het circuit van de LSI wordt gebaseerd op elektrische eigenschappen uitgevoerd die uit de apparatensimulatie worden verkregen. Dienovereenkomstig, worden de lay-outgegevens (ontwerpgegevens) van apparatenpatronen geproduceerd voor elke laag van apparatenlagen die overeenkomen met elk stadium in een 25 productieproces.

16

In stap S200, worden maskergegevens van maskerpatronen geproduceerd, gebaseerd op ontwerppatronen van de lay-outgegevens die in stap S100 worden geproduceerd. De patronen van het masker worden omlijnd op een maskersubstraat, en een fotomasker wordt vervaardigd. Fotomasker 5 wordt vervaardigd voor elke laag die overeenkomt met elke stap van het productieproces van een LSI om een reeks fotomaskers voor te bereiden.

Een reeks processen met inbegrip van een oxydatieproces in stap S310, een resist deklaagproces in stap S311, het fotolithografieproces in stap S312, een ioneninplantingsprocédé met gebruik van een masker in stap S313 dat is 10 omlijnd in stap S 312, een thermisch behandelingsprocédé in stap S314, en dergelijke worden herhaaldelijk uitgevoerd in een front-end proces (substraatproces) in stap 302. In plaats van stappen S313 en S314, is het mogelijk dat selectief etsen wordt uitgevoerd met gebruik van een masker dat in stap S312 wordt vervaardigd. Op deze wijze, worden selectieve 15 ioneninplantering en selectief étsen herhaaldelijk uitgevoerd in stap S302.

Voorafgaand aan de procedure van stap S312, worden de interferentieranden van optisch projectiesysteem 14 als eerste optische eigenschap gemeten alvorens aan blootstellingsapparaat 10 te monteren die in Fig. 1 worden getoond. Optisch projectiesysteem 14 wordt gemonteerd op 20 blootstellingsapparaat 10. De hoeveelheden positiehiaten tussen de metingspatronen worden als tweede optische eigenschap gemeten van optisch projectiesysteem 14 door de patroonoverdrachttest met gebruik van fotomasker 20. De Zernike coëfficiënten al tot a37 worden berekend in optisch projectiesysteem 14 alvorens optisch projectiesysteem 14 op 25 blootstellingsapparaat 10 te monteren, op basis van de eerste optische eigenschap. De Zernike coëfficiënten bl tot b37 worden berekend in optisch projectiesysteem 14 na het monteren van optisch projectiesysteem 14 op 17 blootstellingsapparaat 10, op basis van de tweede optische eigenschap. Een lineaire som van respectieve termen Z1 tot Z37 wordt berekend met gebruik van de Zernike coëfficiënten all tot a37 en de Zernike coëfficiënten bl tot blO, en de lineaire som wordt bepaald als aberratiehoeveelheid . Een positie van 5 optisch projectiesysteem 14 wordt aangepast, gebaseerd op de bepaalde aberratiehoeveelheid . In stap S312, wordt een beeld van maskerpatronen geprojecteerd op resistfilm met gebruik van blootstellingsapparaat 10 met aangepast optisch projectiesysteem 14, en resistpatronen worden omlijnd door de resistfilm te ontwikkelen. Diverse processen zoals ioneninplanting in stap 10 S313, thermisch behandelingsprocédé in stap S314, of een selectief etsproces en dergelijke worden uitgevoerd. Wanneer de hierboven beschreven reeksen processen worden voltooid, gaat de procedure bij Stap S303 verder.

Vervolgens wordt in stap S303 een back-end proces (oppervlakte bedradingsproces) uitgevoerd voor de bedrading van de substraatoppervlakte. 15 Een reeks processen met inbegrip van een chemische dampdepositie proces (CVD) in stap S315, resist-deklaagproces in stap S316, het fotolithografieproces in stap S317, een selectief etsproces in stap S318 met gebruik van een masker dat door Stap S317 wordt vervaardigd, een metaaldepositieproces in stap 319 op via-gaten en damascene geulen die in 20 stap S318 worden omlijnd, en dergelijke worden herhaaldelijk uitgevoerd in het back-end deelproces.

Voorafgaand aan het lithografïeproces van stap S317 worden, op zelfde wijze als in stap S312, interferentieranden (de eerste optische eigenschap) bepaald van optisch projectiesysteem 14, alvorens optisch projectiesysteem 14 25 op blootstellingsapparaat 10 te monteren. Optisch projectiesysteem 14 wordt gemonteerd op blootstellingsapparaat 10. Hoeveelheden positiehiaten worden tussen de metingspatronen gemeten als tweede optische eigenschap van 18 optisch projectiesysteem 14, door de patroonoverdrachttest met fotomasker 20. De Zernike coëfficiënten al tot a37 van optisch projectiesysteem 14 worden bepaald alvorens optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10 te monteren, op basis van de eerste optische eigenschap. De Zernike coëfficiënten 5 bl tot b37 van optisch projectiesysteem 14 worden bepaald na het monteren van optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10, op basis van de tweede optische eigenschap. De lineaire som de Zernike coëfficiënten all tot a37 en Zernike coëfficiënten bl tot blO wordt berekend, als aberratiehoeveelheid . Een positie van optisch projectiesysteem 14 wordt 10 aangepast op basis van de bepaalde aberratiehoeveelheid . Op deze wijze, wordt de procedure van stap S317 uitgevoerd zodat een beeld van maskerpatronen op de resistfilm wordt geprojecteerd door het blootstellingsapparaat 10 met aangepast optisch projectiesysteem 14, en resistpatronen worden omlijnd door de resistfilm te ontwikkelen. Diverse 15 waferprocessen zoals het etsproces worden in stap S318 uitgevoerd door het resistpatroon als masker te gebruiken. Wanneer de hierboven beschreven reeksen processen worden voltooid, gaat de procedure voort bij Stap S304.

Wanneer een multilayer bedradingsstructuur wordt beëindigd en de voorbewerk wordt geëindigd, wordt het substraat in chips van een bepaalde 20 grootte opgedeeld door een dicing-machine zoals een diamantblad in stap S304. De chip wordt dan gemonteerd op een verpakkend materiaal van metaal, ceramiek of dergelijke. Nadat de elektrodevlakken op de chip en geleiders op een geleiderframe met elkaar worden verbonden, wordt een gewenst pakketassemblageproces, zoals plasticgieten uitgevoerd.

25 In stap S400, wordt de halfgeleiderinrichting voltooid na een inspectie van eigenschappen met betrekking tot prestaties en functie van het halfgeleiderinrichting, en andere bepaalde inspecties op geleidervormen, 19 dimensionale voorwaarden, een betrouwbaarheidstest, en dergelijke. In stap S500, wordt de halfgeleiderinrichting dat de hierboven beschreven processen heeft afgerond verpakt om tegen vochtigheid, statische elektriciteit en dergelijke te worden beschermd, en wordt dan verscheept.

5 In stappen S312 en S317 veronderstelt men, bijvoorbeeld, dat twintig blootstellingsapparaten in een fabriek worden voorzien. Het is mogelijk om gemakkelijk tien blootstellingsapparaten van de twintig blootstellingsapparaten in te stellen om dezelfde aberratieeigenschap binnen een regel van vooraf bepaalde patroonfout, door het blootstellingsapparaat aan 10 te passen. De tien blootstellingsapparaten kunnen ingesteld worden op dezelfde optische nabijheidscorrectie (OPC) van een maskerpatroon voor een proefproduct van een apparaat van een voorlooptechnologie. Daarom is het mogelijk om patronen naar een wafer over te brengen dat een masker met het zelfde ontwerp gebruikt.

15 Daarom is het mogelijk om apparaten met hoge efficiency te vervaardigen, en productieopbrengst van een halfgeleiderinrichting te verbeteren.

(MODIFICATIE)

Hierna zal een werkwijze worden beschreven om aberratie te meten van 20 optisch projectiesysteem 14 van blootstellingsapparaat 10, volgens een modificatie van de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, onder verwijzing naar Fig. 11.

In stap SI, meet eerste meethulpmiddel 41 een eerste optische eigenschap van optisch projectiesysteem 14 alvorens optisch projectiesysteem 20 14 op blootstellingsapparaat 10 te monteren. De gemeten eerste optische eigenschap wordt opgeslagen als metingsgegevens in hoofdgeheugen 57.

In stap S2, berekent eerste berekeningsmodule 51 Zernike coëfficiënten al tot alO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 van de Zernike veeltermen 5 (eerste veeltermen), op basis van de eerste optische eigenschap die door eerste meethulpmiddel 41 wordt gemeten.

In stap S3, monteert het montagehulpmiddel 43 optisch projectiesysteem 14 op blootstellingsapparaat 10.

In stap S4, wordt wafer 30, waarop een resistfilm wordt aangebracht, op 10 waferstation 17 van blootstellingsapparaat 10 bevestigd. Fotomasker 20 wordt bevestigd aan maskerstation 13. In blootstellingsapparaat 10, wordt een beeld van maskerpatronen van fotomasker 20 geprojecteerd op de resistfilm van wafer 30. Na het ontwikkelen van de resistfilm, worden de hoeveelheden positiehiaten tussen de doelpositie en de daadwerkelijke positie van 15 metingspatronen 33a aan 33p gemeten.

In stap S5, berekent tweede berekeningsmodule 52 Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 van de Zernike veeltermen (tweede veeltermen), op basis van de hoeveelheden positiehiaten die in stap S3 worden gemeten.

20 In stap S6, produceert bepalingsmodule 53 de correctiemeetgegevens door de Zernike coëfficiënten al tot alO van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 te substitueren, die in stap SI worden berekend, voor de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere ordetermen Z1 aan Z10, die in stap S5 wordt berekend, en door het instellen op de meetgegevens van de eerste eigenschap.

21

In stap S7, past aanpassingshulpmiddel 44 een positie van optisch projectiesysteem 14 aan, door de correctiemeetgegevens als aberratiemetingswaarde van optisch projectiesysteem 14 te gebruiken.

In stap S8, verstrekt blootstellingsapparaat 10 een juiste blootstelling 5 door gebruik van optisch projectiesysteem 14 waarvan de positie is aangepast.

Volgens de modificatie van de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, door de Zernike coëfficiënten al tot a 10 van de lagere ordetermen Z1 tot Z10 in stap S2 te berekenen, het substitueren van de Zernike coëfficiënten bl tot blO van de lagere ordetermen Zl tot Z10 in stap S6, het 10 produceren van de correctiemeetgegevens waarbij meetgegeven van de eerste optische eigenschap worden gecorrigeerd, en het gebruiken van de correctiemeetgegevens, op dezelfde manier als in de uitvoeringsvorm, is het mogelijk om de aberratie met hoge nauwkeurigheid te meten.

(ANDERE UITVOERINGSVORMEN) 15 Diverse modificaties zullen voor de deskundigen mogelijk zijn na het ontvangen van de leer van de huidige beschrijving zonder af te wijken van het werkingsgebied daarvan.

In de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, worden de Zernike veeltermen verklaard als eerste en de tweede veeltermen van een systeem van 20 orthogonale functies, echter, diverse functies kunnen ook worden gebruikt als eerste en tweede veeltermen van een systeem van orthogonale functies.

De resistfilm die op wafer 30 wordt aangebracht wordt beschreven als een negatieve resist. Een positieve resistfilm kan ook als fotomasker 30 worden gebruikt door de lichtafschermingsgedeelten 22a aan 22p om te keren die in 22

Fig.. 4 en 5 zijn getoond, en het lichtafschermingsgedeelte 23 dat in Fig.. 6 en 7 wordt getoond.

In de werkwijze om aberratie te meten zoals in Fig. 11 wordt getoond, na het meten van de tweede optische eigenschap van stap S4, kunnen de Zernike 5 coëfficiënten worden berekend alvorens het optische projectiesysteem op blootstellingsapparaat 10 te monteren, op basis van de eerste optische eigenschap van stap S2.

1030626

Claims

1. Een werkwijze om aberratie te meten omvattende: - meten van een eerste optische eigenschap van een optisch projectiesysteem alvorens het optische projectiesysteem op een blootstellingsapparaat te monteren; 5. monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat; - meten van een tweede optische eigenschap van het optische projectiesysteem na het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat; en 10. bepalen van een aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem op basis van de eerste en tweede optische eigenschap.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het meten van de eerste optische eigenschap omvat: het uitvoeren van een interferometrische meting.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het meten van de tweede optische eigenschap omvat: - projecteren van een beeld van een maskerpatroon van een fotomasker op een resistfilm op een wafer door gebruik van het blootstellingsapparaat om een meetpatroon op de resist film te omlijnen; en 20. meten van een hoeveelheid positiehiaat tussen een daadwerkelijke positie en een doelpositie van het meetpatroon. 1 0 3 0 626

4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het bepalen van de aberratiehoeveelheid omvat: - berekenen van coëfficiënten van respectieve termen van eerste veeltermen van orthogonale functies die de aberratiehoeveelheid van het 5 optische projectiesysteem vertegenwoordigen, alvorens het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat te monteren, op basis van de eerste optische eigenschap; - berekenen van coëfficiënten van respectieve termen van de tweede veeltermen van orthogonale functies die de aberratiehoeveelheid van het 10 optische projectiesysteem vertegenwoordigen na het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat, op basis van de tweede optische eigenschap; en - bepalen van de aberratiehoeveelheid met gebruik van de coëfficiënten van de eerste en tweede veeltermen.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarin het berekenen van de coëfficiënten van de eerste veeltermen, omvat: - berekenen van de coëfficiënten van hogere ordetermen van de eerste veeltermen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarin berekenen van de 20 coëfficiënten van de tweede veeltermen, omvat: - het berekenen van de coëfficiënten van lagere ordetermen van de tweede veeltermen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarin het bepalen van de aberratiehoeveelheid omvat: - bepalen van een lineaire som van respectieve termen met gebruik van de coëfficiënten van de hogere ordetermen van de eerste veeltermen en de coëfficiënten van de lagere ordetermen van de tweede veeltermen, als aberratiehoeveelheid.

8. Werkwijze volgens conclusie 4, waarin het berekenen van de coëfficiënten van de eerste veeltermen omvat: - berekenen van de coëfficiënten van lagere ordetermen van de eerste veeltermen.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarin het berekenen van de 10 coëfficiënten van de tweede veeltermen omvat: - berekenen van de coëfficiënten van lagere ordetermen van de tweede veeltermen.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarin het bepalen van de aberratiehoeveelheid omvat: 15. substitueren van elk van de coëfficiënten van de lagere ordetermen van de eerste veeltermen, voor de coëfficiënten van de lagere ordetermen van de tweede veeltermen; en - instellen van de coëfficiënten van de lagere ordetermen van de tweede veeltermen als eerste optische eigenschap.

11. Werkwijze volgens conclusie 4, waarin de eerste en tweede veeltermen Zernike veeltermen zijn.

12. Systeem om aberratie te meten omvattende: - een blootstellingsapparaat; - een eerste meethulpmiddel dat is ingericht om een eerste optische eigenschap van een optisch projectiesysteem te meten alvorens het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat te monteren; - een tweede meethulpmiddel dat is ingericht om een tweede optische 5 eigenschap van het optische projectiesysteem te meten na het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat; en - een bepalingsmodule die is ingericht om een aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem te bepalen op basis van de eerste en tweede optische eigenschap.

13. Systeem volgens conclusie 12, waarin het eerste meethulpmiddel een interferometrische meting uitvoert.

14. Systeem volgens conclusie 12, waarin het blootstellingsapparaat een beeld van een maskerpatroon van een fotomasker projecteert op een resistfïlm op een wafer om een meetpatroon te omlijnen van de resistfilm; en 15. het tweede meethulpmiddel een hoeveelheid positiehiaat meet tussen een daadwerkelijke positie en een doelpositie van het meetpatroon.

15. Systeem volgens conclusie 12 verder omvattende: - een eerste berekeningsmodule die is ingericht om coëfficiënten van respectieve termen van eerste veeltermen van orthogonale functies te 20 berekenen die de aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem vertegenwoordigen, alvorens het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat te monteren, op basis van de eerste optische eigenschap; en - een tweede berekeningsmodule die is ingericht om coëfficiënten van 25 respectieve termen van tweede veeltermen van orthogonale functies te berekenen die de aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem vertegenwoordigen, na het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat, op basis van de tweede optische eigenschap, waarin de bepalingsmodule de aberratiehoeveelheid bepaalt met gebruik van de coëfficiënten van de eerste en tweede veeltermen.

16. Systeem volgens conclusie 15, waarin de eerste berekeningsmodule de coëfficiënten van hogere ordetermen van de eerste veeltermen berekent.

17. Systeem volgens conclusie 15, waarin de tweede berekeningsmodule de coëfficiënten van lagere ordetermen van de tweede 10 veeltermen berekent.

18. Werkwijze om een halfgeleiderinrichting te vervaardigen, omvattende: - bepalen van een aberratiehoeveelheid van een optisch projectiesysteem op basis van een optische eigenschap van het optische 15 projectiesysteem vóór en na het monteren van het optische projectiesysteem op een blootstellingsapparaat; - aanpassen van het optische projectiesysteem op basis van de aberratiehoeveelheid; - met een resistfilm bedekken van een wafer; 20. projecteren van een beeld van een maskerpatroon op de resistfilm, met gebruik van het blootstellingsapparaat met het aangepaste optische projectiesysteem.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarin het bepalen van de aberratiehoeveelheid omvat: - berekenen van coëfficiënten van respectieve termen van veeltermen van orthogonale functies die de aberratiehoeveelheid van het optische projectiesysteem representeren respectievelijke vóór en na het monteren van het optische projectiesysteem op het blootstellingsapparaat, op basis 5 van de optische eigenschap; en - bepalen van de aberratiehoeveelheid met gebruik van de coëfficiënten.

20. Werkwijze volgens conclusie 18, waarin het aanpassen van het optische projectiesysteem verder een ander optisch projectiesysteem 10 aanpast dat verschilt van het optische projectiesysteem van het blootstellingsapparaat, op basis van de aberratiehoeveelheid. 1030626