DE102004027277A1 - Excess film emending method for e.g. dynamic RAM, involves providing simulation model with regulation algorithm, determining offset values for samples, and determining parameter of algorithm for illumination device on basis of offset values - Google Patents

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Abstract

The method involves exposing two samples with gauge marks to exposure fields. A simulation model with a regulation algorithm is provided in an illumination device for correction of inter field errors arising out during exposure of the samples. A set of offset values is determined for the two samples, and a parameter of the regulation algorithm is determined for the illumination device on basis of the offset values.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Überdeckung mehrerer Schichten bei der photolithographischen Strukturierung mittels verschiedener Projektionsgeräte.The The present invention relates to a method for correcting the overlap several layers in photolithographic structuring using different projection devices.

Zur Herstellung integrierter Schaltungen werden üblicherweise auf Halbleiterwafern mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften versehene Schichten aufgebracht und jeweils lithographisch strukturiert. Ein lithographischer Strukturierungsschritt kann darin bestehen, einen photoempfindlichen Resist aufzutragen, diesen mit einer gewünschten Struktur für die betreffende Schicht zu belichten und zu entwickeln, sowie anschließend die somit entstandene Resist-Maske in die unterliegende Schicht in einem Ätzschritt zu übertragen.to Integrated circuit fabrication is commonly done on semiconductor wafers provided with different electrical properties layers applied and each lithographically structured. A lithographic Structuring step may consist of a photosensitive Apply Resist, this with a desired structure for the relevant Layer to illuminate and develop, and then the thus resulting resist mask in the underlying layer in an etching step transferred to.

Mit den stetig ansteigenden Integrationsdichten integrierter Schaltungen erhöhen sich auch die Anforderungen an die Lagegenauigkeit einer auf das Halbleitersubstrat zu projizierenden Struktur. Insbesondere dann, wenn bereits Vorebenen in unterliegenden Schichten, z. B. in einem lithographischen Projektionsschritt übertragen wurden, müssen immer striktere Toleranzgrenzen bezüglich der gegenseitigen Ausrichtung der aktuell auf das Substrat zu projizierenden Struktur relativ zu den Strukturen der genannten Vorebenen berücksichtigt werden, um die Funktionsfähigkeit der Schaltung zu gewährleisten.With the ever increasing integration densities of integrated circuits increase also the requirements for the positional accuracy of a Semiconductor substrate to be projected structure. In particular, then if already pre-levels in underlying layers, eg. In one have been transferred lithographic projection step, always stricter tolerance limits regarding the mutual orientation of the currently projected onto the substrate Structure taken into account relative to the structures of said pre-levels be to functional to ensure the circuit.

Dichte Linien-Spalten-Muster, wie sie etwa im Bereich der Herstellung von dynamischen Speichern mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) gebildet werden, weisen beispielsweise in den ersten auf dem Halbleiterwafer zu bildenden Schichten Strukturen mit Linienbreiten von 70, 90 oder 110 nm auf. Die ersten zu strukturierenden Schichten sind in diesem Beispiel das Muster zur Bildung der tiefen Gräben (DT-Ebene) und die Definition der aktiven Gebiete (AA-Ebene). Die oberhalb dieser Schichten gebildeten Strukturen weisen üblicherweise eine gröbere Strukturauflösung auf, so dass sich insgesamt relaxiertere Anforderungen an das Auflösungsvermögen des Projektionsapparates ergeben.density Line-column patterns, such as those in the field of manufacture of dynamic random access memories (DRAM) are formed, have, for example, in the first to be formed on the semiconductor wafer Layers structures with line widths of 70, 90 or 110 nm. The first layers to be patterned are in this example the deep trench formation pattern (DT level) and the definition active areas (AA level). The formed above these layers Structures usually have a coarser one structural resolution so that more relaxed overall requirements for the resolution of the Projection apparatus result.

Für den lithographischen Projektionsschritt eines solchen Musters wird üblicherweise für die ersten kritischen Schichten ein Wafer-Scanner verwendet, der im Vergleich zu einem Wafer-Stepper ein höheres Auflösungsvermögen aufweist. Die nachfolgenden unkritischen Schichten könnten ebenfalls mit einem Wafer-Scanner belichtet werden. Oftmals wird jedoch für unkritische Schichten ein Wafer-Stepper verwendet, insbesondere um die Produktionskosten zu senken. Diese Mischung verschiedener Belichtungsgeräte ist typisch für einen hochvolumigen Fertigungsprozess.For the lithographic Projection step of such a pattern is usually for the first Critical layers used a wafer scanner, in comparison to a wafer stepper a higher one Resolving power. Subsequent non-critical layers could also be scanned with a wafer scanner be exposed. Often, however, is for uncritical layers Wafer stepper used, in particular, to increase production costs reduce. This mixture of different exposure devices is typical for a high volume Manufacturing process.

Bei einem Wafer-Stepper erfolgt eine großflächige Belichtung einer Schicht mit einem Muster in ein Belichtungsfeld auf der Oberseite des Halbleiterwafers. Dadurch lässt sich ein wesentlich höherer Durchsatz bei der Produktion von integrierten Schaltungen erzielen. Aufgrund des großen abzubildenden Bereichs (Projektionsbildfeld) ist die Abbildungsqualität jedoch gegenüber einem Wafer-Scanner etwas schlechter.at A wafer stepper is subjected to a large-area exposure of a layer with a pattern in an exposure field on top of the semiconductor wafer. By doing so leaves a much higher one Achieve throughput in the production of integrated circuits. Because of the big one However, the image quality to be imaged (projection image field) is the image quality across from a wafer scanner a little worse.

In einem Wafer-Scanner erfolgt die Belichtung des photoempfindlichen Resists entlang eines Belichtungsschlitzes. Der Halbleiterwafer wird im allgemeinen auf einem Substrathalter abgelegt und zur Belichtung in eine entsprechende Position gefahren. Dann wird das auf einer Maske angeordnete Muster sukzessive in einzelne Belichtungsfelder auf dem photoempfindlichen Resist übertragen. Dabei wird während der Belichtung eines Belichtungsfeldes der Substrathalter und die den Belichtungsschlitz definierende Blende gegeneinander verschoben. Üblicherweise beträgt die Größe eines Belichtungsfeldes etwa 26 mm × 35 mm. Der Belichtungsschlitz überstreicht dabei das Belichtungsfeld aufgrund der gleichmäßigen Bewegung des Substrathalters und der Blende. Dabei trifft das von einer Lichtquelle stammende Licht den Belichtungsschlitz und wird in der nachfolgenden Projektionsoptik auf den Halbleiterwafer abgebildet.In a wafer scanner, the exposure of the photosensitive takes place Resists along an exposure slot. The semiconductor wafer is generally deposited on a substrate holder and for exposure in moved a corresponding position. Then that's on a mask arranged patterns successively in individual exposure fields transferred to the photosensitive resist. It will be during the exposure of an exposure field of the substrate holder and the the aperture defining slot against each other. Usually is the size of a Exposure field about 26 mm × 35 mm. The exposure slot passes over the exposure field due to the uniform movement of the substrate holder and the aperture. It comes from a source of light Light the exposure slot and will be in the subsequent projection optics imaged on the semiconductor wafer.

Ein Vorteil des Wafer-Scanners besteht darin, dass das Projektionsbildfeld auf die Größe des Belichtungsschlitzes limitiert ist. Dies ermöglicht eine wesentliche Verbesserung der Abbildungseigenschaften des Projektionsgeräts. Aufgrund der Verschiebung (Scanning) des Projektionsbildfeldes über das abzubildende Muster ergibt sich insgesamt eine Abbildung, deren Abbildungstreue durch eine entsprechende Steuerung des Belichtungsgeräts erreicht werden muss.One The advantage of the wafer scanner is that the projection image field on the size of the exposure slot is limited. this makes possible a substantial improvement of the imaging properties of the projection device. by virtue of the shift (scanning) of the projection image field over the pattern to be imaged results in an overall picture, the Image fidelity achieved by an appropriate control of the exposure device must become.

Die Belichtung der einzelnen Belichtungsfelder wird üblicherweise so ausgeführt, dass die Oberseite des Halbleiterwafers in eine Mehrfachanordnung von Belichtungsfeldern in der Form einer Matrix oder eines Gitters (engl. grid) unterteilt wird, die mit dem Wafer-Scanner bzw. dem Wafer-Stepper sukzessive belichtet und strukturiert werden.The Exposure of the individual exposure fields is usually carried out in such a way that the top of the semiconductor wafer in a multiple array of Exposure fields in the form of a matrix or a grid (engl. grid), which with the wafer scanner or the wafer stepper be successively exposed and structured.

Bei modernen Technologien der DRAM-Herstellung wird die zur Ausrichtung zwischen Strukturen verschiedener Schichten erforderliche Genauigkeit, die auch als Overlay-Budget bezeichnet wird, aufgrund der kleiner werdenden Strukturauflösungen immer weiter sinken. So beträgt beispielsweise die tolerierbare Ungenauigkeit in der Überdeckung bei der 110-nm-Prozeßlinie nur noch ungefähr 20 nm. Derzeitige und zukünftige Prozesslinien sind somit auf Quellen sehr subtiler Overlayfehler sensitiv.at Modern technologies of DRAM manufacturing will be the one to target accuracy required between structures of different layers, which is also referred to as an overlay budget, due to the smaller expectant structure resolutions continue to sink. So is for example, the tolerable inaccuracy in the coverage at the 110nm process line only still about 20 nm. Current and future process lines are thus sensitive to sources of very subtle overlay errors.

Die Bestimmung der Überdeckung oder Lagegenauigkeit zweier übereinander liegender Schichten erfolgt während der Produktion von integrierten Schaltungen normalerweise mit sogenannten Overlay-Targets. Dabei handelt es sich um zwei Teilstrukturen, die jeweils getrennt auf jede der Schichten abgebildet werden. Die erste Teilstruktur kann aus einem rechteckigen Strukturelement bestehen, das von einer rahmenförmigen zweiten Teilstruktur umgeben wird. Overlay-Targets werden üblicherweise zusammen mit anderen Justiermarken im Sägerahmenbereich angeordnet. Die oben beschriebene Struktur ist als Box-in-Box-Marke oder auch Box-in-Frame-Marke bekannt. Üblicherweise wird der Versatz der einzelnen Teilstrukturen zueinander mit einem Overlay-Messgerät, beispielsweise einem optischen Mikroskop, vermessen.The Determination of coverage or positional accuracy of two superimposed lying layers takes place during the production of integrated circuits usually with so-called Overlay targets. These are two substructures that each separately mapped to each of the layers. The first Substructure can consist of a rectangular structural element, that of a frame-shaped second Substructure is surrounded. Overlay targets usually become arranged together with other alignment marks in the saw frame area. The structure described above is a box-in-box or box-in-frame brand known. Usually is the offset of the individual substructures to each other with a Overlay measurement device for example, an optical microscope, measured.

Zur Bestimmung von Verzerrungen bei der lithographischen Projektion einer einzelnen Schicht werden oftmals Messmarken verwendet, deren Form den oben beschriebenen Overlay-Targets sehr ähnlich ist. Dabei handelt es sich wiederum um zwei Teilstrukturen, wobei die erste Teilstruktur, also z.B. das rechteckige Strukturelement, bei der Projektion des ersten Belichtungsfeldes abgebildet wird. Die zweite in diesem Beispiel rahmenförmige Teilstruktur wird bei der Projektion des zweiten Belichtungsfeldes abgebildet. Die beiden Teilstrukturen bilden zusammen das Overlay-Target. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem sogenannten verschachtelten Target bzw. Interlocking-Target. Der Unterschied zu den oben beschriebenen Overlay-Targets besteht also darin, dass die beiden Teilstrukturen auf der selben Schicht es Halbleiterwafers gebildet werden.to Determination of Distortions in the Lithographic Projection A single layer often uses measuring marks whose Form is very similar to the overlay targets described above. Again, these are two substructures, with the first substructure, e.g. the rectangular structural element, at the projection of the first exposure field is displayed. The second in this example frame-shaped part structure is at the projection of the second exposure field shown. The two Substructures together form the overlay target. One speaks in in this context also of a so-called nested target or interlocking target. The difference to the ones described above Overlay Targets is thus that the two partial structures are formed on the same layer of semiconductor wafer.

Bei der Belichtung eines Halbleiterwafers mit einem Wafer-Scanner oder einem Wafer-Stepper sind mehrere Effekte bekannt, die zu Overlay-Fehlern führen können. Diese Overlay-Fehler lassen sich allgemein zwei Kategorien von Fehlerquellen zuordnen. Zum einen können Fehler auftreten, die bei der Belichtung innerhalb eines Belichtungsfeldes entstehen. Diese Fehlerquellen werden üblicherweise als Intrafeld-Fehler oder Feld-Fehler bezeichnet. Zum anderen sind Fehlerquellen bekannt, die durch die Aufteilung des Halbleiterwafers in einzelne Belichtungsfelder verursacht werden und die für jedes Belichtungsfeld unterschiedlich sein können. Diese Fehlerquellen werden üblicherweise als Interfeld-Fehler oder Grid-Fehler bezeichnet.at the exposure of a semiconductor wafer with a wafer scanner or a Wafer steppers are known to have multiple effects that cause overlay errors to lead can. This overlay error can generally be assigned to two categories of error sources. For one thing Errors occur during exposure within an exposure field arise. These sources of error are usually called intra-field errors or Field error called. Second, sources of error are known by dividing the semiconductor wafer into individual exposure fields be caused and for each exposure field can be different. These sources of error usually become as an inter-field error or grid error designated.

Bei den Intrafeld-Fehlern sind unter anderem die folgenden Beiträge von Bedeutung. So kann beispielsweise die Belichtung in einem Belichtungsfeld um einen festen Winkel verdreht oder um einen konstanten Faktor im Abbildungsmaßstab falsch sein. Im ersten Fall spricht man von einem Rotationsfehler, der zweite Fall wird üblicherweise als Vergrößerungsfehler bezeichnet. Rotationsfehler werden beispielsweise durch eine Fehljustage des Reticles verursacht.at The following entries are of importance, among other things, for the intra-field errors. For example, the exposure in an exposure field can change twisted a fixed angle or a constant factor in the magnification to be wrong. In the first case one speaks of a rotation error, the second case usually becomes as a magnification error designated. Rotation errors, for example, by a misalignment caused by the reticle.

Interfeld-Fehler werden bei der Belichtung beispielsweise durch die Steuerung des Substrathalters verursacht. Eine Feh lerquelle ist durch eine Verdrehung der Position des Belichtungsfeldes um einen von der Position des Belichtungsfeldes auf dem Halbleiterwafer abhängigen Winkel gegeben (sogenannter Grid-Rotationsfehler). Eine weitere Fehlerquelle stellt der ebenfalls von der Position des Belichtungsfeldes auf dem Halbleiterwafer abhängige Skalierungsfehler dar (Grid-Vergrößerungsfehler). Darüber hinaus spielt bei der Belichtung mit einem Wafer-Scanner noch der sogenannte Translationsfehler eine Rolle, der durch unterschiedliche Scanrichtungen und unterschiedliche Geschwindigkeiten in verschiedenen Scanrichtungen des Wafer-Scanners bedingt wird. Der Translationsfehler ist normalerweise betragsmäßig kleiner als die anderen oben genannten Fehler.Inter field error be in the exposure, for example, by the control of the Caused substrate holder. A source of error is a twist the position of the exposure field around one of the position of the Exposure field on the semiconductor wafer dependent angle given (so-called Grid rotation error). Another source of error is the same scaling error dependent on the position of the exposure field on the semiconductor wafer (Grid magnification error). About that In addition, the exposure with a wafer scanner still plays the so-called translation errors a role, the different scan directions and different speeds in different scanning directions of the wafer scanner. The translation error is usually smaller in amount than the other above mentioned mistakes.

Die Intrafeld- und Interfeld-Fehler lassen sich jeweils getrennt für eine Komponente in eine erste Richtung (beispielsweise die x-Richtung) und für eine Komponente senkrecht dazu (y-Richtung) angeben. Für den Wafer-Scanner lassen sich die Overlay-Fehler somit in einem Simulationsmodell mit zehn Parametern zusammenfassen.The Intrafield and interfield errors can each be separated for a component in a first direction (eg the x-direction) and for a component indicate perpendicular to this (y-direction). Leave for the wafer scanner Thus, the overlay errors in a simulation model with ten Summarize parameters.

Bei der Belichtung bzw. Strukturierung der ersten Schicht auf dem Halbleiterwafer leistet die Korrektur der Intrafeld- und Interfeld-Fehler einen wichtigen Beitrag zum gesamten Overlay-Budget, da sich diese Fehler eventuell bei späteren Belichtungen nicht mehr korrigieren lassen. Insbesondere kann ein Wafer-Stepper in nachfolgenden Belichtungsschritten keine Korrektur unterschiedlicher Belichtungsfeldgrößen oder asymmetrischer Intrafeld-Fehler ausführen.at the exposure or structuring of the first layer on the semiconductor wafer Correct the correction of intra-field and inter-field errors important contribution to the overall overlay budget, as these errors may at later No longer correct exposures. In particular, a Wafer stepper in subsequent exposure steps no correction different exposure field sizes or asymmetric intra-field errors To run.

Unter asymmetrischen Fehlern versteht man im allgemeinen Fehler, die in x-Richtung und y-Richtung unterschiedlich sind. So ist es beispielsweise möglich, mit einem Wafer-Stepper o der einem Wafer-Scanner asymmetrische Grid-Fehler zu korrigieren, da üblicherweise die Steuerung des Substrathalters während des Anfahrens der Belichtungsfeldposition in x- und y-Richtung unabhängig erfolgen kann.Under asymmetric errors are generally understood as errors in x direction and y direction are different. That's the way it is, for example possible, with a wafer stepper or a wafer scanner asymmetric grid error to correct, as usual the control of the substrate holder during the start of the exposure field position independent in x and y direction can be done.

Ein bei der sukzessiven Strukturierung mehrerer Schichten mit unterschiedlichen Belichtungsgeräten bisher wenig beachtetes Problem besteht darin, die oben genannten unterschiedlichen Fehlerquellen bei der Belichtung der ersten Schichten mit einem Wafer-Scanner zu korrigieren. Dabei ist die Korrektur der asymmetrischen Beiträge zu den Interfeld- und Intrafeld-Fehlern entscheidend für eine hohe Lagegenauigkeit der Schichten zueinander. Zusätzlich erschwert wird eine genaue Analyse der unterschiedlichen Fehlerquellen dadurch, dass auch Verzerrungen auftreten können, die vom verwendeten Belichtungsgerät abhängig sind. Diese können beispielsweise durch Linsenfehler im Projektionsapparat entstehen und führen, wie oben beschrieben, zu einer von der Strukturgröße abhängigen Fehlpositionierung der Overlay-Targets. Eine unzureichende oder falsche Zuordnung der Overlay-Fehler führt jedoch zu einem deutlich reduzierten Overlay-Budget. Dies kann im Extremfall zum Ausfall der herzustellenden Schaltung führen. Insbesondere ist bisher kein Verfahren bekannt, die oben genannten unterschiedlichen Fehlerquellen bei der Abbildung aus Messungen der verschiedenen Overlay-Targets zu extrahieren und entsprechend ihrer Herkunft den Interfeld- oder den Intrafeld-Beiträgen zuzuordnen.One in the successive structuring of several layers with different ones Exposure devices so far little noticed problem is the above mentioned different ones Sources of error in the exposure of the first layers with a Correct wafer scanner. The correction is asymmetric posts to the interfield and intra field errors crucial for a high positional accuracy of the layers to each other. Additionally difficult is a precise analysis of the different sources of error thereby, that also distortions may occur, which are dependent on the exposure device used. these can For example, caused by lens aberrations in the projection apparatus and lead as described above, to a size-dependent mispositioning the overlay targets. An insufficient or incorrect assignment of the Overlay error results however, at a significantly reduced overlay budget. This can be done in the Extreme case lead to failure of the circuit to be produced. Especially So far, no method is known, the above-mentioned different Sources of error in the mapping from measurements of the various To extract overlay targets and according to their origin Interfeld or the Intrafeld contributions assigned.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die oben genannten Probleme zu überwinden und ein Verfahren anzugeben, das eine verbesserte Lagegenauigkeit der verschiedenen Schichten bei der photolithographischen Strukturierung mittels verschiedener Projektionsgeräte ermöglicht.The The object of the invention is, therefore, the above-mentioned problems to overcome and to provide a method that provides improved registration the different layers in photolithographic structuring made possible by means of various projection devices.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Korrektur der Überdeckung mehrerer Schichten bei der photolithographischen Strukturierung mittels verschiedener Projektionsgeräte gelöst, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:

  • – Bereitstellen eines ersten Musters und eines zweiten Musters zur Strukturierung je einer Schicht bei der Herstellung einer integrierten Schaltung, wobei das erste Muster mehrere erste Messmarken und das zweite Muster mehrere zweite Messmarken umfasst;
  • – Bereitstellen eines ersten Projektionsgeräts, wobei das erste Projektionsgerät geeignet ist, eine Belichtung in mehreren Belichtungsfeldern durchzuführen;
  • – Bereitstellen eines Simulationsmodells mit einer mehrere Parameter aufweisenden Berechnungsvorschrift zur Korrektur der bei der Belichtung mit dem ersten Projektionsgerät auftretenden Interfeld-Fehlern;
  • – Bereitstellen eines zweiten Projektionsgeräts;
  • – Bereitstellen einer Vielzahl von Halbleiterwafern, wobei für jeden Halbleiterwafer folgende Schritte ausgeführt werden: (a) Sukzessives photolithographisches Strukturieren einer ersten Schicht des Halbleiterwafers entsprechend des ersten Musters mit dem ersten Projektionsgerät in den Belichtungsfeldern; (b) Sukzessives photolithographisches Strukturieren einer über der ersten Schicht angebrachten zweiten Schicht des Halbleiterwafers entsprechend des zweiten Musters mit dem zweiten Projektionsgerät in den Belichtungsfeldern; (c) Bestimmen von Versatzwerten der ersten Messmarken zu den zweiten Messmarken auf dem Halbleiterwafer; und (d) Bestimmen der Parameter der Berechnungsvorschrift für das erste Projektionsgerät anhand der Versatzwerte, so dass nachfolgende Belichtungen mit dem ersten Projektionsgerät unter Berücksichtigung der Interfeld-Fehler durchgeführt werden.
This object is achieved by a method for correcting the overlapping of multiple layers in the photolithographic patterning by means of various projection devices, wherein the following steps are carried out:
  • - Providing a first pattern and a second pattern for structuring a layer in the manufacture of an integrated circuit, wherein the first pattern comprises a plurality of first measuring marks and the second pattern comprises a plurality of second measuring marks;
  • - Providing a first projection device, wherein the first projection device is adapted to perform an exposure in a plurality of exposure fields;
  • - Providing a simulation model with a multi-parameter calculation rule for correcting the occurring during exposure to the first projection device inter-field errors;
  • - Providing a second projection device;
  • - Providing a plurality of semiconductor wafers, wherein for each semiconductor wafer, the following steps are carried out: (a) successive photolithographic patterning of a first layer of the semiconductor wafer corresponding to the first pattern with the first projection device in the exposure fields; (b) successive photolithographic patterning of a second layer of the semiconductor wafer mounted over the first layer corresponding to the second pattern with the second projection device in the exposure fields; (c) determining offset values of the first measurement marks to the second measurement marks on the semiconductor wafer; and (d) determining the parameters of the calculation rule for the first projection device based on the offset values so that subsequent exposures are performed with the first projection device taking into account the inter-field errors.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die bei der Lithographie einer zweiten Schicht mit einem Projektionsapparat nicht korrigierbaren Fehler als Interfeld-Fehler an ein Projektionsgerät, das zur photolithographischen Strukturierung der ersten Schicht vorgesehen ist, zurückzuführen. Dies führt insbesondere dazu, dass asymmetrische Fehler bereits bei der Belichtung oder photolithographischen Strukturierung der ersten Schichten korrigiert werden. Damit lässt sich eine wesentliche Verbesserung der Überdeckung (Overlay) verschiedener Schichten erreichen, was zu einer höheren Gutausbeute bei der Produktion integrierter Schaltungen führt.One The basic idea of the invention is that of lithography a second layer with a projection apparatus not correctable Error as an interfield error to a projection device used for photolithographic structuring of the first layer provided is due. This leads in particular to that asymmetric errors already in the exposure or photolithographic Structuring the first layers are corrected. This can be a substantial improvement of the overlay (overlay) of different Layers reach, resulting in a higher yield in the production integrated circuits leads.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schritt des Bestimmens von Versatzwerten der ersten Messmarken zu den zweiten Messmarken darüber hinaus, dass die aus den Versatzwerten berechneten Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts abgespeichert werden, um eine statistische Kontrolle der Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts durchzuführen.In a further embodiment, the step of determining offset values of the first measurement marks relative to the second measurement marks further comprises storing the inter-field errors of the first projection device calculated from the offset values in order to provide statistical control of the inter field error of the first projection device.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird ein bei der Lithographie der ersten Schicht verwendeter Projektionsapparat hinsichtlich seiner auftretenden Interfeld-Fehler kontrolliert, um damit beispielsweise festzustellen, ob ein Nachkalibrierung des Projektionsapparats nötig ist.According to this The procedure becomes one with the lithography of the first layer used projection apparatus with regard to its occurring Interfeld error controlled, for example, to determine whether a recalibration of the projection apparatus is necessary.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The The invention will now be described with reference to the accompanying drawings. In show the drawing:

1 ein Belichtungsgerät in einer schematischen Querschnittsansicht zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 an exposure device in a schematic cross-sectional view of the application of the method according to the invention;

2 schematisch einen Halbleiterwafer mit Belichtungsfeldern in einer Draufsicht; 2 schematically a semiconductor wafer with exposure fields in a plan view;

3 schematisch ein Belichtungsfeld eines Halbleiterwafers in einer Draufsicht; 3 schematically an exposure field of a semiconductor wafer in a plan view;

4 ein Overlay-Messgerät in einer schematischen Querschnittsansicht zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 4 an overlay measuring device in a schematic cross-sectional view of the application of the method according to the invention;

5 schematisch ein weiteres Belichtungsfeld eines Halbleiterwafers in einer Draufsicht; 5 schematically a further exposure field of a semiconductor wafer in a plan view;

6A bis 6D ein Belichtungsgerät in einer schematischen Querschnittsansicht zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 6A to 6D an exposure device in a schematic cross-sectional view of the application of the method according to the invention; and

7 eine Draufsicht in einem Diagramm gemessene und simulierte Strukturbreiten, die zur Optimierung des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden. 7 a plan view in a diagram measured and simulated structure widths that are used to optimize the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden für eine photolithographische Strukturierung einer ersten Schicht in einem Belichtungsfeld mit einem Wafer-Scanner und einer zweiten Schicht mit einem Wafer-Stepper beschrieben, die jeweils die gleiche Größe des Belichtungsfeld aufweisen. Die Erfindung ist aber auch auf mehrere Schichten mit unterschiedlicher Konfiguration der verwendeten Belichtungsgeräte anwendbar. So ist es ebenfalls möglich, mehrere bezüglich der kleinsten Abmessungen kritische Schichten mit einem Wafer-Scanner zu belichten und anschließend eine Belichtung mit einem Wafer-Stepper durchzuführen.The inventive method will be below for a photolithographic structuring of a first layer in one Exposure field with a wafer scanner and a second layer described with a wafer stepper, each the same size of the exposure field exhibit. The invention is also on several layers with different configuration of the exposure devices used. So it is also possible several re the smallest dimensions to expose critical layers with a wafer scanner and subsequently to perform an exposure with a wafer stepper.

In 1 ist in einer schematischen Querschnittsansicht der Aufbau eines Belichtungsgeräts 5 gezeigt. Das Belichtungsgerät 5 umfasst einen beweglichen Substrathalter 10. Auf dem Substrathalter 10 ist ein Halbleiterwafer 12 abgelegt, auf den auf einer Vorderseite eine Resistschicht 14 beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht ist. Das Belichtungsgerät 5 umfasst weiter eine Lichtquelle 16, die über dem Substrathalter 10 angeordnet ist, und geeignet ist, Licht beispielsweise mit einer Wellenlänge von 248 nm oder 193 nm abzustrahlen. Das von der Lichtquelle 16 abgestrahlte Licht wird durch ein Projektionsobjektiv 18 auf die Oberfläche des Halbleiterwafers 12 projiziert. Zwischen der Lichtquelle 16 und dem Projektionsobjektiv 18 ist ein Reticle 20 angebracht, das mit dem Muster der entsprechenden Schicht versehen ist. Bei einem Wafer-Scanner ist zusätzlich ein Belichtungsschlitz (nicht in 2 gezeigt) zwischen dem Reticle 20 und dem Projektionsobjektiv 18 angebracht.In 1 is a schematic cross-sectional view of the structure of an exposure device 5 shown. The exposure device 5 includes a movable substrate holder 10 , On the substrate holder 10 is a semiconductor wafer 12 filed on the front of a resist layer 14 is applied for example by spin coating. The exposure device 5 further includes a light source 16 that over the substrate holder 10 is arranged, and is suitable to emit light, for example, with a wavelength of 248 nm or 193 nm. That from the light source 16 radiated light is transmitted through a projection lens 18 on the surface of the semiconductor wafer 12 projected. Between the light source 16 and the projection lens 18 is a reticle 20 attached, which is provided with the pattern of the corresponding layer. In the case of a wafer scanner, an exposure slot (not in 2 shown) between the reticle 20 and the projection lens 18 appropriate.

Die Belichtung der Schichten erfolgt in einzelnen Belichtungsfeldern 22, wie in 2 gezeigt ist. Dazu wird jedem Belichtungsfeld 22 auf der Vorderseite des Halbleiterwafers 12 ein einzelner Gitterpunkt (Grid) zugewiesen. Durch Steuerung des Substrathalters 10 wird der Halbleiterwafer 12 ent sprechend ausgerichtet. Das Belichtungsfeld 22 weist üblicherweise eine maximale Größe von ungefähr 26 mm Länge und 35 mm Breite auf. In 2 sind für die einzelnen Belichtungsfelder 22 jeweils eine Größe von ungefähr 20 mm Länge und 20 mm Breite gewählt, so dass bei einem Halbleiterwafer 12 mit ungefähr 200 mm Durchmesser etwa sechzig vollständige Belichtungsfelder 22 auf der Vorderseite des Halbleiterwafers 12 untergebracht werden.The exposure of the layers takes place in individual exposure fields 22 , as in 2 is shown. This is done every exposure field 22 on the front of the semiconductor wafer 12 assigned a single grid point (grid). By controlling the substrate holder 10 becomes the semiconductor wafer 12 aligned accordingly. The exposure field 22 usually has a maximum size of about 26 mm in length and 35 mm in width. In 2 are for the individual exposure fields 22 each selected a size of about 20 mm in length and 20 mm in width, so that in a semiconductor wafer 12 about sixty mm in diameter, about sixty complete exposure fields 22 on the front of the semiconductor wafer 12 be housed.

Zur Herstellung einer integrierten Schaltung wird ein Schaltungsentwurf verwendet, der üblicherweise mehrere Schichten umfasst. In 3 ist schematisch ein erstes Muster 21 einer ersten Schicht gezeigt, das innerhalb eines im wesentlichen rechteckigen Sägerahmens 23 angeordnet ist.For integrated circuit fabrication, a circuit design is used which typically includes multiple layers. In 3 is schematically a first pattern 21 a first layer that within a substantially rectangular sawing frame 23 is arranged.

In dem ersten Muster 21 werden erste Teilstrukturen 50 vorgesehen, wobei die ersten Teilstrukturen 50 geeignet sind, jeweils den ersten Teil eines Interlocking-Targets zu bilden. Außerdem werden bei dem ersten Muster 21 zweite Teilstrukturen 54 bereitgestellt, wobei die zweiten Teilstrukturen geeignet sind, jeweils den zweiten Teil des Interlocking-Targets zu bilden.In the first pattern 21 become first substructures 50 provided, the first substructures 50 are adapted to each form the first part of an interlocking target. Also, in the first pattern 21 second substructures 54 provided, wherein the second sub-structures are adapted to each form the second part of the interlocking target.

Wie in 3 gezeigt, umfasst das erste Muster 21 wenigstens acht erste Teilstrukturen 50 und acht zweite Teilstrukturen 50, die jeweils in einer gedachten Verlängerung des Sägerahmens 22 und außerhalb des Sägerahmens 22 angeordnet werden. Nach der Belichtung sämtlicher Belichtungsfelder 22 bilden die ersten Teilstrukturen 50 und die zweiten Teilstrukturen 54 zusammen mit den ersten Teilstrukturen und den zweiten Teilstrukturen der benachbarten Belichtungsfelder 22 insgesamt acht Interlocking-Targets für jedes Belichtungsfeld.As in 3 shown, includes the first pattern 21 at least eight first substructures 50 and eight second substructures 50 , each in an imaginary extension of the saw frame 22 and outside the saw frame 22 to be ordered. After exposure of all exposure fields 22 form the first substructures 50 and the second substructures 54 together with the first substructures and the second substructures of the adjacent exposure fields 22 a total of eight interlocking targets for each exposure field.

Um die Funktion von Interlocking-Targets zu erfüllen, weisen die ersten Teilstrukturen 50 des ersten Musters 21 die Form eines Rahmens auf, dessen Außenabmessung bei gegenwärtigen Technologien mit einer Strukturauflösung von 70 nm der Belichtungsgeräte ungefähr 27 μm Länge und 27 μm Breite beträgt. Für die zweiten Teilstrukturen 54 des ersten Musters 21 ist beispielsweise die Form einer quadratischen Fläche vorgesehen, deren Außenabmessung ungefähr 12 μm Länge und 12 μm Breite beträgt. Die genaue Form der ersten Teilstrukturen 50 und der zweiten Teilstrukturen 54 ist für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung jedoch nicht wesentlich. So können neben den hier beschriebenen Box-In-Frame-Targets auch andere Targets, wie z.B. Bar-In-Bar-Targets mit linienförmigen ersten Teilstrukturen 50 und zweiten Teilstrukturen 54 oder auch Teilstrukturen, die ihrerseits zur Vermeidung strukturabhängiger Abbildungsfehler eine Substrukturierung aufweisen, verwendet werden. Andere dem Fachmann bekannten Targets sind nicht ausgeschlossen.To fulfill the function of interlocking targets, the first substructures exhibit 50 of the first pattern 21 The shape of a frame whose outer dimension is about 27 microns in length and 27 microns wide in current technologies with a pattern resolution of 70 nm of the exposure equipment. For the second substructures 54 of the first pattern 21 For example, the shape of a square surface is provided whose outer dimension is about 12 μm in length and 12 μm in width. The exact form of the first substructures 50 and the second substructures 54 however, is not essential to the practice of the invention. In addition to the box-in-frame targets described here, other targets can also be used, such as bar-in-bar targets with linear first substructures 50 and second substructures 54 or substructures, which in turn have a substructuring to avoid structure-dependent aberrations, are used. Other targets known to those skilled in the art are not excluded.

Nach der photolithographischen Projektion wird die Lagegenauigkeit der aktuell belichteten Schicht relativ zu den benachbarten Belichtungsfeldern 22 mit einem Overlay-Messgerät 40 bestimmt, wie in 4 gezeigt. Auf der Vorderseite des Halbleiterwafers 10 ist eine Resiststruktur 14' gebildet, die durch Entwickeln aus der Resistschicht 14 entstanden ist.After the photolithographic projection, the positional accuracy of the currently exposed layer becomes relative to the adjacent exposure fields 22 with an overlay meter 40 determines how in 4 shown. On the front of the semiconductor wafer 10 is a resist structure 14 ' formed by developing from the resist layer 14 originated.

Unter dem Begriff Schicht ist hier und im Folgenden bei einer Overlay-Messung sowohl die Resiststruktur 14' als auch eine beispielsweise mittels der Resiststruktur 14' als Ätzmaske strukturierte Schicht des Halbleiterwafers 10 zu verstehen. Üblicherweise werden die Messungen mit dem Overlay-Messgerät 40 an der Resiststruktur 14' durchgeführt, um bei zu großen Abweichungen von Overlay-Spezifikationen den Halbleiterwafer 10 einer Nacharbeitung zu zuführen. Bei der Nacharbeitung wird zur Kosteneinsparung die Resiststruktur 14' entfernt, eine neue Resistschicht aufgebracht und der Halbleiterwafer 10 erneut belichtet.The term layer here and below in an overlay measurement both the resist structure 14 ' as well as one example by means of the resist pattern 14 ' as etch mask structured layer of the semiconductor wafer 10 to understand. Usually the measurements are done with the overlay meter 40 at the resist structure 14 ' performed to large deviations from overlay specifications, the semiconductor wafer 10 to be reworked. When reworking to the cost savings, the resist structure 14 ' removed, applied a new resist layer and the semiconductor wafer 10 re-exposed.

Das Overlay-Messgerät 40 umfasst eine weitere Lichtquelle 42, um die Vorderseite des Halbleiterwafers 10 mit Licht 46 zu bestrahlen. Das von der Vorderseite des Halbleiterwafers 10 reflektierte Licht 48 wird in einem Mikroskop 44 nachgewiesen. Mittels des Mikroskops 26 werden die Versatzwerte zwischen der ersten Teilstruktur 50 und der zweiten Teilstruktur 54 der Interlocking-Targets der einzelnen Belichtungsfelder 22 bestimmt.The overlay meter 40 includes another light source 42 to the front of the semiconductor wafer 10 with light 46 to irradiate. That from the front of the semiconductor wafer 10 reflected light 48 is in a microscope 44 demonstrated. By means of the microscope 26 become the offset values between the first substructure 50 and the second substructure 54 the interlocking targets of the individual exposure fields 22 certainly.

Die mittels des Mikroskops 26 bestimmten Versatzwerte werden mit einem eine Berechnungsvorschrift enthaltendem Simulationsmodell ausgewertet. Ziel ist es, die bei der Belichtung mit dem ersten Projektionsgerät auftretenden Interfeld-Fehlern zu korrigieren. Im Allgemeinen setzen sich die Versatzwerte aus systematischen Lagefehlern, die anhand des Simulationsmodells für nachfolgende Belichtungen korrigiert werden können, und einem stochastischen Anteil zusammen. Zur Bestimmung von systematischen Lagefehlern mit dem Simulationsmodell werden beispielsweise für einen Wafer-Scanner der Firma CANON folgende Berechnungen durchgeführt: Ovl_X(x,y) = TransX + CF(x)·GMagX – CF(y)·GRotY + IF(x)·FMagX – IF(y)·FRotY, und Ovl_Y(x,y) = TransY + CF(y)·GMagY + CF(x)·GRotX + IF(y)·FMagY + IF(x)·FRotX. The by means of the microscope 26 certain offset values are evaluated with a simulation model containing a calculation rule. The aim is to correct the inter-field errors that occur during the exposure with the first projection device. In general, the offset values are composed of systematic position errors, which can be corrected for subsequent exposures using the simulation model, and a stochastic component. For the determination of systematic positional errors with the simulation model, the following calculations are carried out, for example, for a CANON wafer scanner: Ovl_X (x, y) = TransX + CF (x) * GMagX - CF (y) * GRotY + IF (x) * FMagX - IF (y) * FRotY, and Ovl_Y (x, y) = TransY + CF (y) * GMagY + CF (x) * GRotX + IF (y) * FMagY + IF (x) * FRotX.

Bei dieser Berechnungsvorschrift bezeichnet x die Position des Belichtungsfeldes entlang der ersten Koordinatenachse und y die Position des Belichtungsfeldes entlang der zweiten Koordinatenachse. Ziel der Berechnung ist es, den systematischen Lagefehler Ovl_X(x,y) bzw. Ovl_Y(x,y) in beiden Koordinatenrichtungen zu bestimmen. Dieser Lagefehler setzt sich aus folgenden Beiträgen zusammen: TransX bzw. TransY sind Parameter des Translationsfehlers, GMagX bzw. GMagY repräsentieren Parameter des Grid-Vergrößerungsfehlers, GRotX bzw. GRotY Parameter des Grid-Rotationsfehlers, FMagX bzw. FMagY Parameter des Feld-Vergrößerungsfehlers und FRotX bzw. FRotY Parameter des Feld-Rotationsfehlers. Diese werden jeweils in x-Richtung und y-Richtung angegeben.In this calculation rule, x denotes the position of the exposure field along the first coordinate axis and y the position of the exposure field along the second coordinate axis. The aim of the calculation is to determine the systematic position error Ovl_X (x, y) or Ovl_Y (x, y) in both coordinate directions. This position error consists of the following contributions: TransX or TransY are parameters of the translation error, GMagX or GMagY represent parameters of the grid magnification error, GRotX or GRotY parameters of the grid rotation error, FMagX or FMagY parameters of the field magnification error and FRotX or FRotY parameter of the field rotation error. These are each indicated in x-direction and y-direction.

Die Symbole CF bzw. IF repräsentieren eine Zerlegung der Koordinatenwerte in einen Beitrag auf dem Halbleiterwafer bzw. innerhalb eines Belichtungsfeldes, d.h. für die Koordinatenwerte in x-Richtung und y-Richtung gilt: x = CF(x) + IF(x), und y = CF(y) + IF(y). The symbols CF and IF represent a decomposition of the coordinate values into a contribution on the semiconductor wafer or within an exposure field, ie for the coordinate values in the x-direction and y-direction, the following applies: x = CF (x) + IF (x), and y = CF (y) + IF (y).

Anschließend wird für jedes Interlocking-Target in jedem Belichtungsfeld 22 ein residualer Fehlerwert bestimmt.Subsequently, for each interlocking target in each exposure field 22 a residual error value is determined.

Der residuale Fehlerwert wird für Interlocking-Targets gemäß folgender Gleichungen berechnet: Res_X = M_X – Ovl_X(x,y), und Res_Y = M_Y – Ovl_Y(x,y). The residual error value is calculated for interlocking targets according to the following equations: Res_X = M_X - Ovl_X (x, y), and Res_Y = M_Y - Ovl_Y (x, y).

Dabei repräsentieren Res_X bzw. Res_Y den residualen Fehlerwert in x- bzw. y-Richtung und M_X bzw. M_Y den Versatzwert in x- bzw. y-Richtung.there represent Res_X or Res_Y the residual error value in the x or y direction and M_X or M_Y the offset value in the x or y direction.

Anschließend wird die Standardabweichung des residualen Fehlerwertes in x- und y-Richtung bestimmt. Deren Wert errechnet sich aus der Wurzel der Summe der Quadrate der residualen Fehlerwert in x- bzw. y-Richtung. Diese Berechnung ist dem Fachmann bekannt und wird deshalb hier nicht genauer erläutert.Subsequently, will the standard deviation of the residual error value in the x and y direction certainly. Their value is calculated from the root of the sum of Squares the residual error value in the x or y direction. These Calculation is known in the art and therefore will not be here explained in more detail.

Anschließend wird die Standardabweichung des residualen Fehlerwertes in x- und y-Richtung zur Bestimmung der zehn Parameter des Simulationsmodells des Projektionsapparates herangezogen. Dazu wird ein lineares Gleichungssystem aufgestellt, wobei für alle Parameter des Simulationsmodells des Projektionsapparates der minimale Wert der Standardabweichung bestimmt wird. Diese Parameter des Simulationsmodells werden an den Projektionsapparat zurückgeführt, um den jeweiligen Lagefehler schon bei der Belichtung zu korrigieren.Subsequently, will the standard deviation of the residual error value in the x and y direction for determining the ten parameters of the simulation model of the projection apparatus used. For this purpose, a linear equation system is set up, being for all parameters of the simulation model of the projection apparatus of the minimum value of the standard deviation is determined. These parameters of the simulation model are returned to the projection apparatus to to correct the respective positional error already during the exposure.

In Tabelle 1 ist das Ergebnis einer Simulationsrechnung zusammengefasst. Grundlage der Simulationsrechnung sind Versatzwerte von Interlocking-Targets gemäß 3, wobei die einzelnen möglichen Fehlerquellen (Grid- oder Rotationsfehler) unabhängig voneinander simuliert wurden. Es wurden für zwei ausgewählte Interlocking-Targets T1 und T2, die in der rechten oberen Ecke des Belichtungsfeldes angeordnet sind (siehe 3), die Versatzwerte errechnet. Dabei sind die Rotationsfehler für Grid- und Feldbeiträge mit einer Drehung um 1 μrad gewählt, während die Vergrößerungsfehler 1 ppm betragen.Table 1 summarizes the result of a simulation calculation. The basis of the simulation calculation are offset values of interlocking targets according to 3 , where the individual possible sources of error (grid or rotation errors) were simulated independently of each other. For two selected interlocking targets T1 and T2 located in the upper right corner of the exposure field (see FIG 3 ), the offset values are calculated. The rotation errors for grid and field contributions are selected with a rotation of 1 μrad, while the magnification errors are 1 ppm.

Die simulierten Versatzwerte sind für beide Interlocking-Targets jeweils getrennt für einen Beitrag in x-Richtung und in y-Richtung angegeben. Man erkennt, dass die Grid- und Feldfehler nicht voneinander unterschieden werden können, da beide Fehlerquellen – bis auf das Vorzeichen – die gleichen Versatzwerte liefern.The simulated offset values are for both interlocking targets each separately for a contribution in the x-direction and in the y-direction specified. One recognises, that the grid and field errors are not differentiated can, because both sources of error - until on the sign - the provide equal offset values.

So führt zum Beispiel ein Grid-Vergrößerungsfehler GMagX in x-Richtung um 1 ppm zu einem Versatzwert von –20 nm in x-Richtung. Ein Feld-Vergrößerungsfehler FMagX in x-Richtung um 1 ppm führt ebenfalls zu einem Versatzwert von 20 nm in x-Richtung. Somit ist es an dieser Stelle der Prozessführung nach der Belichtung der ersten Schicht mit dem Scanner nicht möglich, die gemessenen Versatzwerte entweder den Gridfehlern oder den Feldfehlern zuzuordnen. In der Praxis bedeutet dies, dass die Optimierung der Belichtungsbedingungen nur unter bestimmten Annahmen durchgeführt werden kann, da die genaue Fehlerquelle nicht bekannt ist.So leads to Example a grid magnification error GMagX in the x-direction by 1 ppm to an offset value of -20 nm in x-direction. One Field-magnification error FMagX leads in the x-direction by 1 ppm also to an offset value of 20 nm in the x direction. Thus it is at this point the litigation after exposure of the first layer with the scanner not possible, the measured offsets either the grid errors or the field errors assigned. In practice, this means that optimizing the Exposure conditions can only be performed under certain assumptions can, because the exact source of error is unknown.

Tabelle 1

Figure 00170001
Table 1
Figure 00170001

Eine Möglichkeit besteht darin, sämtliche bei der Belichtung der ersten Schicht bestimmten Fehler als Feldfehler anzusehen. Diese werden zur Steuerung des ersten Projektionsgeräts verwendet, so dass nachfolgend ausgeführte Belichtungen um den Beitrag dieser Fehlerquellen korrigiert werden.A possibility is all when exposing the first layer certain error as a field error to watch. These are used to control the first projection device, so that subsequently executed Exposures are corrected by the contribution of these sources of error.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform von Interlocking-Targets gezeigt. In dem ersten Muster zur Strukturierung der ersten Schicht sind wiederum erste Teilstrukturen 50 vorgesehen, wobei die ersten Teilstrukturen 50 geeignet sind, jeweils den ersten Teil eines Interlocking-Targets zu bilden. Außerdem werden im ersten Muster zweite Teilstrukturen 54 bereitgestellt, wobei die zweiten Teilstrukturen geeignet sind, jeweils den zweiten Teil des Interlocking-Targets zu bilden.In 5 another embodiment of interlocking targets is shown. In the first pattern for structuring the first layer, first substructures are again 50 provided, the first substructures 50 are adapted to each form the first part of an interlocking target. In addition, in the first pattern, second substructures become 54 provided, wherein the second sub-structures are adapted to each form the second part of the interlocking target.

Wie in 5 gezeigt, umfasst das erste Muster 21 in dieser Ausführungsform vier erste Teilstrukturen 50 und vier zweite Teilstrukturen 54. Die ersten Teilstrukturen 50 sind in einer Ecke eines gedachten Hilfsrahmens 52, der den Sägerahmen 22 umgibt, angeordnet. Die zweiten Teilstrukturen 54 sind beispielsweise diagonal versetzt und außerhalb des Hilfsrahmens 52 angeordnet. Nach der Belichtung sämtlicher Belichtungsfelder 22 bilden die ersten Teilstrukturen 50 und die zweiten Teilstrukturen 54 zusammen mit den ersten Teilstrukturen und den zweiten Teilstrukturen der benachbarten Belichtungsfelder insgesamt vier Interlocking-Targets für jedes Belichtungsfeld 22.As in 5 shown, includes the first pattern 21 in this embodiment, four first substructures 50 and four second substructures 54 , The first substructures 50 are in a corner of an imaginary subframe 52 who the sawing frame 22 surrounds, arranged. The second substructures 54 For example, they are diagonally offset and outside the subframe 52 arranged. After exposure of all exposure fields 22 form the first substructures 50 and the second substructures 54 together with the first substructures and the second substructures of the adjacent exposure fields a total of four interlocking targets for each exposure field 22 ,

Die Abmessungen der Interlocking-Targets werden beispielsweise analog zu denen der Ausführungsform gemäß 3 gewählt. So weisen die ersten Teilstrukturen 50 des ersten Musters 21 die Form eines Rahmens auf, dessen Außenabmessung ungefähr 27 μm Länge und 27 μm Breite beträgt. Für die zweiten Teilstrukturen 54 des ersten Musters 21 ist beispielsweise die Form einer quadratischen Fläche oder ein Rahmen vorgesehen, deren Außenabmessung ungefähr 12 μm Länge und 12 μm Breite betragen. Die genaue Form der ersten Teilstrukturen 50 und der zweiten Teilstrukturen 54 ist für die Durchführung des Ver fahrens gemäß der Erfindung jedoch nicht wesentlich und andere dem Fachmann bekannten Targets sind nicht ausgeschlossen.The dimensions of the interlocking targets, for example, analogous to those of the embodiment according to 3 selected. This is the way the first substructures look 50 of the first pattern 21 the shape of a frame, its outer dimension approximately 27 μm length and 27 μm width is. For the second substructures 54 of the first pattern 21 For example, the shape of a square surface or a frame is provided whose outer dimensions are about 12 microns in length and 12 microns in width. The exact form of the first substructures 50 and the second substructures 54 is for the implementation of the proceedings according to the invention, however, not essential and other known to those skilled targets are not excluded.

Tabelle 2

Figure 00190001
Table 2
Figure 00190001

In Tabelle 2 sind simulierte Versatzwerte angegeben, die sich bei der Vermessung der Interlocking-Targets gemäß 5 ergeben würden. Die Fehlerquellen sind wie bei der Diskussion in Zusammenhang mit Tabelle 1 gewählt. Man erkennt, dass die Versatzwerte wiederum keine Trennung der Grid- und Feldfehler erlauben, es ist jedoch festzustellen, dass die Interlocking-Targets gemäß 5 zwar bei gleichen simulierten Fehlern betragsmäßig die gleichen Versatzwerte im Vergleich zu den Interlocking-Targets gemäß 3 liefern, allerdings zeigen die Interlocking-Targets gemäß 5 sowohl bei Grid- als auch bei Feldfehlern einen Versatz. Durch die Verwendung von Interlocking-Targets gemäß 5 lässt sich somit die Empfindlichkeit gegenüber Grid- und Feldfehlern bei der Belichtung der ersten Schicht mit einem Wafer-Scanner verbessern. Eine Trennung zwischen Grid- und Feldfehlern ist aber auch mit den Interlocking-Targets gemäß 5 nicht möglich.Table 2 shows simulated offset values that are obtained when measuring the interlocking targets according to 5 would result. The sources of error are chosen as in the discussion in connection with Table 1. It can be seen that the offset values in turn do not allow separation of the grid and field errors, but it should be noted that the interlocking targets according to 5 although with the same simulated errors in terms of amount the same offset values compared to the interlocking targets according to 3 deliver, however, the interlocking targets according to 5 offset both in grid and field errors. By using interlocking targets according to 5 Thus, the sensitivity to grid and field errors in exposing the first layer to a wafer scanner can be improved. However, a separation between grid and field errors is also consistent with the interlocking targets 5 not possible.

Nach der Belichtung der ersten Schicht mit dem ersten Muster erfolgt das photolithographische Strukturieren einer zweiten Schicht mittels eines zweiten Projektionsgeräts. Für das zweite Projektionsgerät wird bei weniger kritischen Schichten beispielsweise ein Wafer-Stepper verwendet.To the exposure of the first layer takes place with the first pattern the photolithographic patterning of a second layer by means of a second projection device. For the second projection device For example, a wafer stepper becomes less critical layers used.

Das erste Muster umfasst neben den bereits erwähnten ersten Teilstrukturen 50 und den zweiten Teilstrukturen 54 darüber hinaus mehrere erste Messmarken. Für das zweite Muster sind ebenfalls mehrere zweite Messmarken vorgesehen. Die ersten Messmarken des ersten Muster 21 werden an wenigstens jeder Seite außerhalb des Sägerahmens angeordnet, wobei die ersten Messmarken geeignet sind, jeweils den ersten Teil eines Overlay-Targets zu bilden. Die zweiten Messmarken des zweiten Musters werden ebenfalls wenigstens an jeder Seite des Sägerahmens angeordnet, wobei die zweiten Messmarken geeignet sind, jeweils den zweiten Teil des Overlay-Targets zu bilden.The first pattern comprises in addition to the already mentioned first substructures 50 and the second substructures 54 In addition, several first brands. For the second pattern also several second measuring marks are provided. The first measuring marks of the first pattern 21 are arranged on at least each side outside of the saw frame, wherein the first measuring marks are adapted to each form the first part of an overlay target. The second measuring marks of the second pattern are likewise arranged at least on each side of the sawing frame, wherein the second measuring marks are suitable for respectively forming the second part of the overlay target.

Die ersten Messmarken der ersten und die zweiten Messmarken der zweiten Schicht werden, wie bereits bei den Interlocking-Targets diskutiert, in Form eines Rahmens oder einer Fläche gebildet, so dass beispielsweise Overlay-Targets als Box-In-Box- oder Box-In-Frame-Strukturen entstehen. Die genaue Form der ersten und die zweiten Messmarken ist für die Durchführung des Verfahrens jedoch nicht wesentlich. So können neben den hier beschriebenen Box-In-Frame-Targets auch andere Targets, wie z.B. Bar-In-Bar-Targets mit linienförmigen ersten und zweiten Messmarken oder auch erste und zweite Messmarken, die ihrerseits zur Vermeidung strukturabhängiger Abbildungsfehler eine Substrukturierung aufweisen, verwendet werden. Andere dem Fachmann bekannten Targets sind nicht ausgeschlossen.The first measuring marks of the first and the second measuring marks of the second Layer are, as discussed in the interlocking targets, in the form of a framework or a surface formed so that, for example, overlay targets as box-in-box or box-in-frame structures arise. The exact form of the first and second marks is for the implementation However, the process is not essential. So besides the ones described here Box-in-frame targets also other targets, such. Bar-in-bar targets with line-shaped first and second measuring marks or also first and second measuring marks, which in turn to avoid structure-dependent aberrations a Substructure have to be used. Others the expert known targets are not excluded.

Unter Bezugnahme auf die 6A bis 6D wird im Folgenden die Problematik der Korrektur bei der Belichtung mehrerer Schichten nochmals erläutert.With reference to the 6A to 6D In the following, the problem of correcting the exposure of several layers will be explained again.

Zuerst erfolgt das sukzessive photolithographische Strukturieren einer ersten Schicht des Halbleiterwafers. Dazu wird in die Resistschicht 14 eine Struktur entsprechend des ersten Musters mit dem ersten Projektionsgerät 5 sukzessive in die Belichtungsfelder übertragen. Dies ist schematisch in 6A gezeigt.First, the successive photolithographic patterning of a first layer of the semiconductor wafer takes place. This is done in the resist layer 14 a structure corresponding to the first pattern with the first projection device 5 successively transferred to the exposure fields. This is schematically in 6A shown.

In 6A sind beispielhaft vier Belichtungsfelder 22 auf einem Halbleiterwafer 12 gezeigt, die eine durch den Entwurf des ersten Musters bestimmte Länge und Breite aufweisen. Diese Abmessungen sind in 6A schematisch als y-Abmessung 24 bzw. x-Abmessung 26 eingezeichnet.In 6A are exemplary four exposure fields 22 on a semiconductor wafer 12 shown having a determined by the design of the first pattern length and width. These dimensions are in 6A schematically as a y-dimension 24 or x-dimension 26 located.

Bei einem fehlerfreien lithographischen Projektionsschritt werden die vier Belichtungsfelder 22 so auf die Resistschicht des Halbleiterwafers abgebildet, dass die Interlocking-Targets keine Versatzwerte zeigen.In an error-free lithographic projection step, the four exposure fields become 22 so mapped to the resist layer of the semiconductor wafer that the interlocking targets show no offset values.

Bei einem asymmetrischen Fehler ist die Lage der Belichtungsfelder 22' beispielsweise in einer Richtung verschoben oder verdreht. Es ist natürlich auch möglich, dass die Lage der Belichtungsfelder 22' in beiden Richtungen um jeweils einen verschiedenen Wert verschoben oder verdreht ist. Wie in 6B dargestellt, führt beispielsweise eine Fehlpositionierung entlang der x-Richtung zu einem Abstand 28 zwischen zwei benachbarten Spalten von Belichtungsfeldern 22'.For an asymmetrical error, the position of the exposure fields 22 ' for example, shifted or twisted in one direction. It is of course also possible that the location of the exposure fields 22 ' is shifted or twisted in both directions by a different value. As in 6B For example, mispositioning along the x-direction results in a distance 28 between two adjacent columns of exposure fields 22 ' ,

Um diese Fehlpositionierung zu korrigieren, wird dieser Versatzwert der ersten Schicht dem Simulationsmodell des ers ten Projektionsgeräts zugeführt. Wie oben bereits beschrieben, ist eine Aufteilung in Interfeld- oder Intrafeld-Beiträge nicht möglich, so dass die Korrektur für weitere Belichtungen alleinig unter Berücksichtigung von Intrafeld-Fehler durchgeführt wird. Durch Vermessen der Interlocking-Targets wird somit nur ein Wert für Intrafeld-Fehler bei der Belichtung der ersten Schicht bestimmt.Around correcting this mispositioning becomes this offset value the first layer supplied to the simulation model of the first projection device. As already described above, is a breakdown in Interfeld- or Intrafeld posts not possible, so the correction for further exposures are performed solely taking Intrafeld errors into account. By measuring the interlocking targets thus becomes only a value for Intrafield error in the exposure of the first layer determined.

Dadurch ergibt sich in nachfolgenden Belichtungsschritten der ersten Schicht eine Mehrfachanordnung der Belichtungsfelder 22'', wie in 6C gezeigt. Durch die Korrektur des asymmetrischen Interfeld-Fehlers als Intrafeld-Fehler weist das Belichtungsfeld 22'' nunmehr in x-Richtung eine vergrößerte x-Abmessung 30 auf, während die y-Abmessung 24 unverändert geblieben ist.This results in subsequent exposure steps of the first layer, a multiple arrangement of the exposure fields 22 '' , as in 6C shown. The exposure field is corrected by correcting the asymmetrical interfield error as an intra-field error 22 '' now in the x-direction an enlarged x-dimension 30 on while the y-dimension 24 remained unchanged.

Tabelle 3

Figure 00220001
Table 3
Figure 00220001

Nachdem die erste Schicht des Halbleiterwafers mit dem ersten Muster strukturiert wurde, erfolgt über der ersten Schicht in den Belichtungsfeldern 22 ein sukzessives photolithographisches Strukturieren einer zweiten Schicht des Halbleiterwafers 10 entsprechend des zweiten Musters 32. Das photolithographisches Strukturieren wird mit dem zweiten Projektionsgerät durchgeführt.After the first layer of the semiconductor wafer has been patterned with the first pattern, the first layer is exposed in the exposure fields 22 a successive photolithographic patterning of a second layer of the semiconductor wafer 10 according to the second pattern 32 , The photolithographic patterning is performed with the second projection device.

Nach der photolithographischen Projektion werden mit einem Overlay-Messgerät die ersten Messmarken und die zweiten Messmarken der Overlay-Targets in allen oder in einigen ausgewählten Belichtungsfeldern auf dem Halbleiterwafer 12 vermessen. Dabei werden sowohl die Beiträge der Intrafeld-Fehler als auch der Interfeld-Fehler der zweiten Schicht bestimmt. Die Parameter des Simulationsmodells des zweiten Belichtungsgerät 5 werden, wie bereits in Zusammenhang mit der 4 diskutiert, anhand einer Minimierung der residualen Fehler bestimmt. Die Werte für Intrafeld-Fehler und für Interfeld-Fehler der mit dem zweiten Muster strukturierten zweiten Schicht werden an das zweite Projektionsgerät übertragen, so dass weitere Belichtungen unter Berücksichtigung dieser Korrektur durchgeführt werden.After the photolithographic projection, the first measuring marks and the second measuring marks of the overlay targets in all or in a few selected exposure fields on the semiconductor wafer are produced with an overlay measuring device 12 measured. Both the contributions of the intra-field errors and the inter-field errors of the second layer are determined. The parameters of the simulation model of the second exposure device 5 as already mentioned in connection with the 4 discussed, determined by minimizing the residual error. The values for intra-field errors and for inter-field errors of the second layer structured with the second pattern are transmitted to the second projection device, so that further exposures are performed in consideration of this correction.

Im Ergebnis wird die zweite Schicht bei nachfolgenden Belichtungen mit minimalen residualen Fehlern angeordnet werden, wie in 6D gezeigt. Da der Wafer-Stepper jedoch keine asymmetrischen Intrafeld-Fehler korrigieren kann, ist in x-Richtung aufgrund der unterschiedlichen ersten x-Abmessung 26 und zweiten x-Abmessung 30 ein Overlay-Fehler aufgetreten, der zum Ausfall der integrierten Schaltung führen könnte.As a result, the second layer will be placed on subsequent exposures with minimal residual errors, as in FIG 6D shown. However, since the wafer stepper can not correct for asymmetrical intra-field errors, due to the different first x-dimension in the x-direction 26 and second x dimension 30 An overlay error has occurred that could cause the integrated circuit to fail.

Die unzureichende Korrektur asymmetrischer Fehler ist auch in Tabelle 3 anhand eines Fertigungsprozesses mit drei Schichten gezeigt, wobei die ersten beiden Schichten mit einem Wafer-Scanner und die dritte Schicht mit einem Wafer-Stepper be lichtet werden. Angegeben sind die Mittelwerte der anhand der gemessenen Overlay-Werte für mehrere Halbleiterwafer eines Produktionsloses errechneten Parameter des Simulationsmodells der Projektionsgeräte.The inadequate correction of asymmetric errors is also in table 3 is shown using a manufacturing process with three layers, wherein the first two layers with a wafer scanner and the third layer with a Wafer stepper be lightened. Indicated are the means of the Based on the measured overlay values for several semiconductor wafers of a Production-free calculated parameters of the simulation model of the Projection equipment.

Man erkennt, dass mit den bisher vorgenommenen Korrekturen, also dem Bestimmen der Intrafeld-Fehler der ersten Schicht anhand der Interlocking-Targets und Bestimmen der Intrafeld-Fehler und Interfeld-Fehler der zweiten und dritten Schichten anhand der Overlay-Targets, die Belichtung mit dem Wafer-Scanner nur vernachlässigbare Fehler aufweist. Nach der Belichtung mit dem Wafer-Stepper treten jedoch asymmetrische, das heißt in x-Richtung und y-Richtung stark unterschiedliche, Intrafeld-Fehler auf. Diese sind jedoch mit einem Wafer-Stepper nicht mehr zu korrigieren, da die Größe eines Belichtungsfeldes nicht unabhängig in x-Richtung und y-Richtung variiert werden kann. Eventuell auftretende asymmetrische Interfeld-Fehler sind im Gegensatz dazu auch bei der Belichtung mit einem Wafer-Stepper zu korrigieren, da die Steuerung des Substrathalters 10 unabhängig in x-Richtung und y-Richtung erfolgen kann.It can be seen that, with the corrections made so far, ie the determination of the intra-field errors of the first layer based on the interlocking targets and the determination of the intra-field errors and inter-field errors of the second and third layers on the basis of the overlay targets, the exposure with the Wafer scanner has only negligible errors. After exposure to the wafer stepper, however, asymmetric, ie in the x direction and y direction, very different, intra-field errors occur. However, these can no longer be corrected with a wafer stepper since the size of an exposure field can not be varied independently in the x-direction and y-direction. On the contrary, any asymmetrical interfield errors which may occur are also to be corrected during the exposure with a wafer stepper since the control of the substrate holder 10 can take place independently in the x-direction and y-direction.

Zur Korrektur der verbleibenden asymmetrischen Fehler werden im Folgenden aus den Versatzwerten Parameter der Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts 5 berechnet. Die Parameter werden in das erste Projektionsgerät 5 übertragen, so dass nachfolgende Belichtungen mit dem ersten Projektionsgerät 5 unter Berücksichtigung dieser Korrektur durchgeführt werden.In order to correct the remaining asymmetrical errors, parameters of the inter-field errors of the first projection device are subsequently calculated from the offset values 5 calculated. The parameters are in the first projection device 5 transfer, so that subsequent exposures with the first projection device 5 taking this correction into account.

Es ist im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, dass die aus den Versatzwerten berechneten Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts in einem geeigneten Speichermedium abge speichert werden, um eine statistische Kontrolle der Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts durchzuführen. Dies kann zum Beispiel darin bestehen, einen Wert für die Häufigkeit und zeitliche Stabilität der Grid-Fehler zu bestimmen.It is also provided within the scope of the invention that the offsets calculated inter-field error of the first projection device in one suitable storage medium abge stores to a statistical Check the inter-field errors of the first projection device. This For example, it can be a value for the frequency and temporal stability of grid errors to determine.

Wie oben bereits erwähnt, treten bei Belichtungen mit Wafer-Steppern oder Wafer-Scannern oftmals Verzerrungen auf, die von Linsenfehler der Projektionsgeräte hervorgerufen werden und zu einer Fehlpositionierung der Overlay-Targets oder Interlocking-Targets führen. Verzerrungen bei der Strukturierung der ersten Schicht und Verzerrungen bei der Strukturierung der zweiten Schicht können gemäß der Erfindung bei der Berechnung der Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts berücksichtigt werden. Dazu können beispielsweise die Werte für Verzerrungen der ersten Schicht und die Werte für Verzerrungen der zweiten Schicht mit dem Simulationsmodell des ersten Projektionsgeräts korrigiert werden.As already mentioned above, Distortions often occur during exposure to wafer steppers or wafer scanners which are caused by lens aberrations of the projection devices and incorrect positioning of the overlay targets or interlocking targets to lead. Distortions in the structuring of the first layer and distortions in the structuring of the second layer according to the invention in the calculation the inter-field error of the first projection device are taken into account. This can, for example the values for Distortions of the first layer and the values of distortion of the second Layer corrected with the simulation model of the first projection device become.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms der 7 zusammengefasst.In the following, an embodiment of the method according to the invention with reference to a flowchart of 7 summarized.

In einem ersten Schritt 100 erfolgt das Bereitstellen eines ersten Musters, das mehrere erste Messmarken umfasst, und eines zweiten Musters, das mehrere zweite Messmarken umfasst.In a first step 100 the provision of a first pattern comprising a plurality of first measurement marks and a second pattern comprising a plurality of second measurement marks.

Anschließend wird im Schritt 102 ein erstes Projektionsgerät bereitgestellt, wobei das erste Projektionsgerät geeignet ist, eine Belichtung in mehreren Belichtungsfeldern durchzuführen.Subsequently, in step 102 a first projection device is provided, wherein the first projection device is adapted to perform an exposure in a plurality of exposure fields.

In Schritt 104 erfolgt das Bereitstellen eines Simulationsmodells mit einer Berechnungsvorschrift zur Korrektur der bei der Belichtung mit dem ersten Projektionsgerät auftretenden Interfeld-Fehlern.In step 104 the provision of a simulation model with a calculation rule for correcting the inter-field errors occurring during the exposure with the first projection device takes place.

Anschließend wird im Schritt 106 ein zweites Projektionsgerät bereitgestellt.Subsequently, in step 106 provided a second projection device.

In Schritt 108 erfolgt das Bereitstellen einer Vielzahl von HalbleiterwafernIn step 108 the provision of a plurality of semiconductor wafers takes place

Für jeden Halbleiterwafer werden anschließend die folgende Schritte ausgeführt.For each Semiconductor wafers are subsequently the following steps are performed.

In Schritt 110 erfolgt das sukzessive photolithographische Strukturieren einer ersten Schicht des Halbleiterwafers entsprechend dem ersten Muster mit dem ersten Projektionsgerät in den Belichtungsfeldern.In step 110 the successive photolithographic patterning of a first layer of the semiconductor wafer corresponding to the first pattern with the first projection device takes place in the exposure fields.

In Schritt 112 erfolgt das sukzessive photolithographische Strukturieren einer über der ersten Schicht angebrachten zweiten Schicht des Halbleiterwafers entsprechend dem zweiten Muster mit dem zweiten Projektionsgerät in den Belichtungsfeldern.In step 112 the successive photolithographic patterning of a second layer of the semiconductor wafer applied over the first layer takes place in accordance with the second pattern with the second projection device in the exposure fields.

Anschließend werden im Schritt 114 Versatzwerte der ersten Messmarken zu den zweiten Messmarken bestimmt.Subsequently, in the step 114 Offset values of the first measuring marks to the second measuring marks determined.

Danach erfolgt im Schritt 116 das Anpassen der Berechnungsvorschrift für das erste Projektionsgerät anhand der Versatzwerte, so dass nachfolgende Belichtungen mit dem ersten Projektionsgerät unter Berücksichtigung der Interfeld-Fehler durchgeführt werden.Then in the step 116 the adaptation of the calculation rule for the first projection device based on the offset values, so that subsequent exposures are performed with the first projection device taking into account the inter-field errors.

55
Belichtungsgerätexposure unit
1010
Substrathaltersubstrate holder
1212
HalbleiterwaferSemiconductor wafer
1414
Resistschichtresist layer
1616
erste Lichtquellefirst light source
1818
Projektionslinseprojection lens
2020
Reticlereticle
2121
erstes Musterfirst template
22, 22', 22''22 22 ', 22' '
Belichtungsfeld erste Schichtexposure field first shift
2424
y-Abmessungy dimension
2626
erste x-Abmessungfirst x dimension
2828
Versatzoffset
3030
zweite x-Abmessungsecond x dimension
3232
Belichtungsfeld zweite Schichtexposure field second layer
4040
Overlay-MessgerätOverlay meter
4242
zweite Lichtquellesecond light source
4444
Mikroskopmicroscope
4646
Spiegelmirror
5050
erste Teilstrukturfirst substructure
5252
Hilfslinieledger line
5454
zweite Teilstruktursecond substructure
100–116100-116
Verfahrensschritte steps

Claims (19)

Verfahren zur Korrektur der Überdeckung mehrerer Schichten bei der lithographischen Projektion mittels verschiedener Projektionsgeräte, wobei folgende Schritte ausgeführt werden: – Bereitstellen eines ersten Musters und eines zweiten Musters zur Strukturierung je einer Schicht bei der Herstellung einer integrierten Schaltung, wobei das erste Muster mehrere erste Messmarken (50) und das zweite Muster mehrere zweite Messmarken (54) umfasst; – Bereitstellen eines ersten Projektionsgeräts (5), wobei das erste Projektionsgerät (5) geeignet ist, eine Belichtung in mehreren Belichtungsfeldern (22) durchzuführen; – Bereitstellen eines Simulationsmodells mit einer mehrere Parameter aufweisenden Berechnungsvorschrift zur Korrektur der bei der Belichtung mit dem ersten Projektionsgerät (5) auftretenden Interfeld-Fehlern; – Bereitstellen eines zweiten Projektionsgeräts; – Bereitstellen einer Vielzahl von Halbleiterwafern, wobei für jeden Halbleiterwafer folgende Schritte ausgeführt werden: (a) Sukzessives photolithographisches Strukturieren einer ersten Schicht des Halbleiterwafers (12) entsprechend des ersten Musters mit dem ersten Projektionsgerät (5) in den Belichtungsfeldern (22); (b) Sukzessives photolithographisches Strukturieren einer über der ersten Schicht angebrachten zweiten Schicht des Halbleiterwafers (12) entsprechend des zweiten Musters mit dem zweiten Projektionsgerät (5) in den Belichtungsfeldern (22); (c) Bestimmen von Versatzwerten der ersten Messmarken (50) zu den zweiten Messmarken (54) auf dem Halbleiterwafers und (d) Bestimmen der Parameter der Berechnungsvorschrift für das erste Projektionsgerät (5) anhand der Versatzwerte, so dass nachfolgende Belichtungen mit dem ersten Projektionsgerät (5) unter Berücksichtigung der Interfeld-Fehler durchgeführt werden.Method for correcting the overlapping of multiple layers in the lithographic projection by means of various projection apparatuses, the following steps being carried out: providing a first pattern and a second pattern for structuring a layer in the production of an integrated circuit, wherein the first pattern comprises a plurality of first measuring marks 50 ) and the second pattern several second measuring marks ( 54 ); Providing a first projection device ( 5 ), wherein the first projection device ( 5 ) is suitable, an exposure in several exposure fields ( 22 ) perform; Provision of a simulation model with a multiple-parameter calculation rule for correcting the exposure with the first projection device ( 5 ) occurring interfield errors; - Providing a second projection device; Providing a multiplicity of semiconductor wafers, the following steps being carried out for each semiconductor wafer: (a) successive photolithographic patterning of a first layer of the semiconductor wafer ( 12 ) corresponding to the first pattern with the first projection device ( 5 ) in the exposure fields ( 22 ); (b) successive photolithographic patterning of a second layer of the semiconductor wafer (above the first layer) ( 12 ) according to the second pattern with the second projection device ( 5 ) in the exposure fields ( 22 ); (c) determining offset values of the first measurement marks ( 50 ) to the second measuring marks ( 54 ) on the semiconductor wafer and (d) determining the parameters of the calculation rule for the first projection device ( 5 ) based on the offset values, so that subsequent exposures with the first projection device ( 5 ) taking into account the inter-field errors. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bereitstellens des ersten Projektionsgeräts umfasst, dass als erstes Projektionsgerät ein Wafer-Scanner bereitgestellt wird.The method of claim 1, wherein the step of Providing the first projection device includes that first projection device a wafer scanner is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Schritt des Bereitstellens des zweiten Projektionsgeräts umfasst, dass als zweites Projektionsgerät ein Wafer-Stepper bereitgestellt wird.Method according to one of claims 1 or 2, wherein the step the provision of the second projection device comprises that as the second projection device a wafer stepper is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem das Belichtungsfeld eine Größe von ungefähr 25 mm Länge und 35 mm Breite aufweist.Method according to one of claims 2 or 3, wherein the exposure field a size of about 25 mm Length and 35 mm wide. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Schritt des Bereitstellens des ersten und zweiten Musters folgendes umfasst: – Anordnen des ersten Musters und des zweiten Musters innerhalb eines im wesentlichen rechteckigen Sägerahmens; – Anordnen der ersten Messmarken des ersten Musters wenigstens an jeder Seite außerhalb des Sägerahmens, wobei die ersten Messmarken geeignet sind, jeweils den ersten Teil eines Overlay-Targets zu bilden; und – Anordnen der zweiten Messmarken des zweiten Musters wenigsten an jeder Seite des Sägerahmens, wobei die zweiten Messmarken geeignet sind, jeweils den zweiten Teil des Overlay-Targets zu bilden.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the step providing the first and second patterns comprises: - Arrange the first pattern and the second pattern within a substantially rectangular sawing frame; - Arrange the first measuring marks of the first pattern at least on each side outside the saw frame, wherein the first measuring marks are suitable, in each case the first part an overlay target; and - Arranging the second measuring marks the second pattern at least on each side of the saw frame, wherein the second measuring marks are suitable, in each case the second Part of the overlay target to build. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die ersten Messmarken des ersten Musters die Form eines Rahmens aufweisen, dessen Außenabmessung ungefähr 30 μm Länge und 30 μm Breite oder weniger beträgt, und bei dem die zweiten Messmarken des zweiten Musters die Form einer quadratischen Fläche aufweisen, deren Außenabmessung ungefähr 20 μm Länge und 20 μm Breite oder weniger beträgt.Method according to Claim 5, in which the first measuring marks of the first pattern have the shape of a frame whose outer dimension approximately 30 μm in length and 30 μm width or less, and in which the second measuring marks of the second pattern take the form of a square area have, the outer dimension approximately 20 μm in length and 20 μm width or less. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der Schritt des Bestimmens von Versatzwerten der ersten Messmarken zu den zweiten Messmarken umfasst, dass ein Overlay-Messgerät verwendet wird, das geeignet ist, den Versatz zwischen den ersten Messmarken und den zweiten Messmarken zu bestimmen.Method according to claim 5 or 6, wherein the step determining offset values of the first marks to the second Measuring marks comprises using an overlay measuring device that is suitable the offset between the first measuring marks and the second measuring marks to determine. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der Schritt des Bereitstellens des Schaltungsentwurfs folgendes umfasst – Bereitstellen erster Teilstrukturen im ersten Muster, wobei die ersten Teilstrukturen geeignet sind, jeweils den ersten Teil eines Interlocking-Targets zu bilden; und – Bereitstellen zweiter Teilstrukturen im ersten Muster, wobei die zweiten Teilstrukturen geeignet sind, jeweils den zweiten Teil eines Interlocking-Targets zu bilden;Method according to one of claims 5 to 7, wherein the step the provision of the circuit design comprises - Provide first substructures in the first pattern, wherein the first substructures are suitable, in each case the first part of an interlocking target to build; and - Provide second substructures in the first pattern, the second substructures are suitable, in each case the second part of an interlocking target to build; Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das erste Muster wenigstens vier erste Teilstrukturen und vier zweite Teilstrukturen umfasst, die jeweils diagonal von einer Ecke des Sägerahmens und außerhalb des Sägerahmens angeordnet werden, so dass sie zusammen mit den ersten Teilstrukturen und den zweiten Teilstrukturen benachbarter Belichtungsfelder die Interlocking-Targets bilden.The method of claim 8, wherein the first pattern at least four first substructures and four second substructures includes, each diagonally from a corner of the saw frame and outside of the saw frame be arranged so that they are together with the first substructures and the second sub-structures of adjacent exposure fields the Form interlocking targets. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die ersten Teilstrukturen des ersten Musters die Form eines Rahmens aufweisen, dessen Außenabmessung ungefähr 30 μm Länge und 30 μm Breite beträgt, und bei dem die zweiten Teilstrukturen des ersten Musters die Form einer quadratischen Fläche aufweisen, deren Außenabmessung ungefähr 20 μm Länge und 20 μm Breite beträgt.The method of claim 8 or 9, wherein the first Partial structures of the first pattern have the form of a frame, its outer dimension approximately 30 μm in length and 30 μm width is, and wherein the second substructures of the first pattern are the shape a square area have, the outer dimension approximately 20 μm in length and 20 μm width is. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem nach dem Schritt des sukzessiven photolithographischen Strukturierens der ersten Schicht folgender Schritt ausgeführt wird: – Bestimmen eines Wertes für Intrafeld-Fehler bei der Belichtung der ersten Schicht mit dem ersten Muster durch Vermessen der Interlocking-Targets.A method according to any one of claims 8 to 10, wherein the step of successive photolithographic patterning the first step is carried out the following step: - Determine a value for Intrafield error when exposing the first layer to the first Pattern by measuring the interlocking targets. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Schritt des Bestimmens des Wertes für Intrafeld-Fehler der ersten Schicht umfasst, dass die Interlocking-Targets mit einem Overlay-Messgerät vermessen werden.The method of claim 11, wherein the step determining the value for Intrafeld error of the first layer includes that the interlocking targets measured with an overlay measuring device become. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem darüber hinaus der Wert für Intrafeld-Fehler der ersten Schicht an das erste Projektionsgerät übertragen wird, so dass weitere Belichtungen unter Berücksichtigung der Korrektur der Intrafeld-Fehler durchgeführt werden.A method according to claim 11 or 12, further comprising the value for Intrafeld error of the first layer transmitted to the first projection device will, so that further exposures taking into account the correction the intra-field error was done become. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem darüber hinaus folgende Schritte ausgeführt werden: – Bestimmen eines Wertes für Intrafeld-Fehler der zweiten Schicht durch Vermessen der Overlay-Targets; und – Bestimmen eines Wertes für Interfeld-Fehler der zweiten Schicht durch Vermessen der Overlay-Targets;Method according to one of Claims 1 to 13, in which the following steps are additionally carried out: determining a value for intra-field error of the second layer by measuring the overlay targets; and Determining a value for inter-field error of the second layer by measuring the overlay targets; Verfahren nach Anspruch 14, bei dem darüber hinaus der Wert für Intrafeld-Fehler der zweiten Schicht und der Wert für Interfeld-Fehler der zweiten Schicht an das zweite Projektionsgerät übertragen werden, so dass weitere Belichtungen unter Berücksichtigung dieser Korrektur durchgeführt werden.The method of claim 14, further comprising the value for Intrafeld error of the second layer and the value for interfield error the second layer are transmitted to the second projection device, so that more Exposures under consideration this correction is done become. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem darüber hinaus Verzerrungen der ersten Schicht und Verzerrungen der zweiten Schicht berücksichtigt werden.Method according to one of claims 1 to 15, wherein in addition Distortions of the first layer and distortions of the second layer considered become. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Bestimmens von Versatzwerten der ersten Messmarken zu den zweiten Messmarken umfasst, dass die Werte für Verzerrungen der ersten Schicht und die Werte für Verzerrungen der zweiten Schicht anhand des Simulationsmodells des ersten Projektionsgeräts korrigiert werden.The method of claim 16, wherein the step determining offset values of the first marks to the second Measuring marks includes the values for distortions of the first layer and the values for Distortions of the second layer based on the simulation model of the first projection device Getting corrected. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Simulationsmodell des ersten Projektionsgeräts eine Berechnungsvorschrift mit Parametern umfasst, die geeignet ist, Intrafeld-Rotationsfehler, Intrafeld-Vergrößerungsfehler, Interfeld-Rotationsfehler, Interfeld-Vergrößerungsfehler und Translationsfehler jeweils in zwei Koordinatenrichtungen zu beschreiben.The method of claim 17, wherein the simulation model of the first projection device includes a calculation rule with parameters that are appropriate is, intra-field rotation error, intra-field magnification error, inter-field rotation error, Inter-field magnification error and translation errors in two coordinate directions, respectively describe. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem der Schritt des Bestimmens von Versatzwerten der ersten Messmarken zu den zweiten Messmarken darüber hinaus umfasst, dass die aus den Versatzwerten berechneten Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts abgespeichert werden, um eine statistische Kontrolle der Interfeld-Fehler des ersten Projektionsgeräts durchzuführen.Method according to one of claims 1 to 18, wherein the step determining offset values of the first marks to the second Measuring marks above In addition, the interfield error calculated from the offset values includes of the first projection device be saved to a statistical control of the interfield error of the first projection device perform.
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