-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die folgende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken sowie eine Anordnung hierzu. Außerdem ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Photolithographie-Masken und ein Verfahren zur Verwendung von Photolithographie-Masken, bei denen das Verfahren zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken eingesetzt wird.
-
STAND DER TECHNIK
-
Bei photolithographischen Verfahren, wie beispielsweise der Mikrolithographie zur Herstellung von mikro- und nanostrukturierten Bauteilen der Elektrotechnik oder Mikrosystemtechnik werden photolithographische Masken eingesetzt, welche auch als Retikel bezeichnet werden und die die zu erzeugenden Strukturen aufweisen, welche in der photolithographischen Abbildungsvorrichtung verkleinert auf entsprechende Substrate, wie Wafer, abgebildet werden. Derartige photolithographische Masken können bei Verwendung von Licht in der Lithographieeinrichtung mit Wellenlängen von beispielsweise größer oder gleich 193 nm in Transmission genutzt werden, wobei die Maske auf einer sogenannten Stage oder Halterung in horizontaler Ausrichtung gelagert werden kann. Üblicherweise weist eine entsprechende Halterung drei Auflagepunkte auf, auf denen die Maske aufliegt. Durch die horizontale Anordnung wirkt auf die Maske die Schwerkraft, so dass es zu einer Durchbiegung der Maske, dem sogenannten ”Mask Sacking”, kommt. Durch die Durchbiegung der Maske gibt es jedoch bei der Transmission in der Richtung der optischen Achse unterschiedliche Fokuspositionen örtlich verteilt über der Maske bzw. die lithographisch relevante Oberfläche oder Topographie kann in Z-Richtung, also in Richtung der optischen Achse bei der Abbildung, Abweichungen von einer Soll-Position aufweisen. Dies kann zu Problemen bei der Beleuchtung und beim Abbilden der Maske führen.
-
Da die Durchbiegung der Maske bzw. die Abweichung der lithographisch relevanten Topographie in Z-Richtung von einer Soll-Position in Abhängigkeit von dem Material der Maske und der Gestaltung der Maske in gewissem Umfang unvermeidbar ist, wird die Maskendurchbiegung oder Abweichung in bestimmten Grenzen akzeptiert und die Abbildungseinstellungen werden entsprechend angepasst.
-
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Photolithographie-Masken möglichst einheitlich und reproduzierbar ausgebildet sind, so dass keine unterschiedlichen Bedingungen bei der Abbildung der Photolithographie-Masken auf das Substrat auftreten. Entsprechend ist es allgemein von Interesse, Photolithographie-Masken in einer definierten Art und Weise herstellen zu können, um definierte Bedingungen für die Abbildung der Strukturen der Photolithographie-Masken zu schaffen.
-
Folglich ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, Photolithographie-Masken zu charakterisieren, um so einen definierten Herstellungsprozess und die spezifizierten Eigenschaften der Photolithographie-Maske gewährleisten zu können. Obwohl hierzu bereits verschiedene technische Lösungen vorgeschlagen sind, wie zum Beispiel die so genannte PROVE-Methode (siehe
DE 10 2008 005 355 ), kapazitive Messtechnik oder Messung mit schräg einfallendem Licht mit 4 Quadrantensensor, etc. besteht weiterhin Bedarf, die Charakterisierung von Photolithographie-Masken und somit deren Herstellung sowie Einsatz zu verbessern.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken bereitzustellen, welches eine verbesserte Herstellung und einen definierteren Einsatz von Photolithographie-Masken ermöglicht. Gleichzeitig soll das Verfahren einfach durchführbar und eine entsprechende Anordnung einfach aufgebaut sein.
-
TECHNISCHE LÖSUNG
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Verwendung von Photolithographie-Masken mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie ein Verfahren zur Herstellung von Photolithographie-Masken mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Außerdem schlägt die Erfindung ein Softwareprogrammprodukt zur Durchführung der Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie eine Anordnung zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken mit den Merkmalen des Anspruchs 13 vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass die Durchbiegung einer horizontal angeordneten Photolithographie-Maske aufgrund der Schwerkraft oder aufgrund eines mechanischen Spannungszustands zur Charakterisierung der Photolithographie-Maske eingesetzt werden kann, da bestimmte Maskeneigenschaften die schwerkraftbedingte oder spannungsbedingte Durchbiegung beeinflussen und zudem Kenntnisse über die schwerkraftbedingte oder spannungsbedingte Durchbiegung der Maske zur Verbesserung der Maskenherstellung und des Einsatzes der Maske verwendet werden können. So beeinflussen beispielsweise die Maskendicke, die Maskenebenheit, das Maskenmaterial, die Maskenbeschichtungen, die Strukturierung der Maskenbeschichtungen, ein eventuelles Pellicle und dergleichen als inhärente Parameter der Maske die schwerkraftbedingte oder spannungsbedingte Maskendurchbiegung bzw. Abweichung der Z-Position der lithographisch relevanten Oberfläche. Zusätzlich spielen auch externe Faktoren, wie das Zusammenspiel mit der Lagerung der Maske, beispielsweise hinsichtlich der Anordnung auf den Maskenauflagepunkten, für die Maskendurchbiegung aufgrund der Schwerkraft eine Rolle und beeinflussen somit den Einsatz der entsprechenden Maske.
-
Entsprechend wird ein Verfahren zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken vorgeschlagen, bei dem die zu charakterisierende Maske in einer Abbildungsvorrichtung angeordnet wird und die Strukturen der zu charakterisierenden Maske in der Abbildungsvorrichtung abgebildet werden.
-
Aus der Abbildung der zu charakterisierenden Maske lässt sich die Fokusposition der zu charakterisierenden Maske ermitteln und damit auch die Durchbiegung der Maske ermitteln. Insbesondere können beispielsweise aus mehreren Abbildungen der zu charakterisierenden Maske die Fokuspositionen örtlich verteilt über der zu charakterisierenden Maske ermittelt werden, so dass eine Verteilung der Fokuspositionen über der zu charakterisierenden Maske erstellt werden kann und somit auch die Positionsabweichung bzw. Durchbiegung der Maske von einer idealisierten, theoretischen Maskenanordnung gewonnen werden kann. Damit kann beispielsweise bereits bei einer Verwendung der Photolithographie-Maske die photolithographische Einrichtung, beispielsweise eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, in geeigneter Weise auf die ermittelte Durchbiegung der Maske eingestellt werden.
-
Darüber hinaus ist es möglich, die Verteilung der Fokuspositionen bzw. die Änderung der Fokusposition über der Maske mit anderen Masken zu vergleichen, um beispielsweise beim Herstellungsverfahren Tendenzen von Prozessveränderungen oder Materialveränderungen erkennen zu können.
-
Hierzu kann die ermittelte Fokuspositionsverteilung über der Maske mit einer Referenzmaske oder einer Modellmaske verglichen werden.
-
Bei der Referenzmaske kann es sich um eine speziell hergestellte Maske oder um eine Zufallsauswahl aus der Vielzahl der hergestellten Masken handeln. Für die Referenzmaske können in gleicher Weise wie oben beschrieben durch eine oder mehrere Abbildungen die Fokuspositionen der Referenzmaske in Richtung der optischen Achse der verwendeten Abbildungsvorrichtung örtlich verteilt über der Referenzmaske ermittelt werden, um so eine Referenzverteilung der Fokusposition der Referenzmaske zu erhalten, die mit der ermittelten Verteilung der Fokuspositionen der zu charakterisierenden Masken verglichen werden kann.
-
Entsprechend kann eine photolithographische Abbildungsvorrichtung auf die Referenzmaske eingestellt werden und eine Anpassung kann für die konkret eingesetzten Masken relativ in Bezug auf die Referenzmaske auf Basis der vorgenommenen Charakterisierung der eingesetzten Masken bezüglich der Referenzmaske erfolgen.
-
Beim Einsatz des Charakterisierungsverfahrens in einem Herstellungsprozess können der Herstellungsprozess oder einzelne Schritte davon entsprechend angepasst werden, um eine Maske zu erzeugen, die entsprechend ihrer Charakterisierung mit ihren Eigenschaften möglichst der Referenzmaske entspricht.
-
Die Referenzmaske kann gleichmäßig über eine nutzbare Fläche der Maske verteilt Strukturen aufweisen, die insbesondere selbst gleichmäßig sein können, wie beispielsweise bei einem mathematischen Gitter. Damit ist eine besonders exakte Ermittlung der Verteilung der Fokuspositionen über der Referenzmaske möglich.
-
Als weiterer Vergleichsstandard kann eine fiktive Modellmaske definiert werden, deren örtliche Verteilung der Fokusposition für eine fiktive Anordnung in der entsprechenden Abbildungsvorrichtung simuliert bzw. berechnet wird, so dass die Abweichung der zu charakterisierenden Maske gegenüber einer idealisierten Modellmaske festgestellt werden kann. Die Berechnung der Verteilung der Fokuspositionen örtlich verteilt über der Modellmaske erfolgt dabei so, dass die angenommenen Parameter der fiktiven Modellmaske denjenigen beim Einsatz der zu charakterisierenden Maske entsprechen.
-
Bei der Charakterisierung können zusätzlich zur Fokusposition weitere Maskenparameter der Referenzmaske oder der zu charakterisierenden Maske ermittelt oder bei der Modellmaske definiert werden. Als Maskenparameter kommen dabei, ohne abschließend zu sein, folgende Parameter in Betracht: maximale oder minimale Maskendicke, durchschnittliche Maskendicke, Dickenverteilung über der Maske, Maskenposition in der Abbildungsvorrichtung, Maskenmaterial, Homogenität des Maskenmaterials, Form der Masken, Strukturen usw. Alle diesen Maskenparameter, seien sie inhärent durch die Maske alleine definiert oder extern durch die Anordnung der Maske in der Abbildungsvorrichtung gegeben, beeinflussen die Durchbiegung der Maske aufgrund der Schwerkraft, so dass dadurch auch die entsprechenden Fokuspositionen in Richtung der optischen Achse örtlich verteilt über der Maske beeinflusst werden. Durch eine Ermittlung eines oder mehrerer Maskenparameter bei der Referenzmaske oder der zu charakterisierenden Maske können derartige Einflüsse berücksichtigt bzw. ausgeschlossen werden, so dass eine genauere Charakterisierung der Maske in Bezug auf andere Parameter und somit eine Identifizierung von Fehlerquellen im Herstellungsprozess oder eine Kompensation bei der Anwendung der Maske einfacher möglich sind.
-
So kann beispielsweise die Maskenpositionierung in der Abbildungsvorrichtung ermittelt werden, also beispielsweise die Anordnung der Maske bezüglich der Maskenauflagepunkte in Bezug auf zwei unabhängige Raumrichtungen innerhalb der durch die Maskenauflagepunkte definierten Ebene bzw. die Ausrichtung der Maske um eine Drehachse bezüglich der Auflagepunkte. Mit Kenntnis dieser Parameter kann deren Einfluss berücksichtigt werden und die Ursache von gegenseitigen Abweichungen von zu charakterisierenden Masken untereinander bzw. von Abweichungen gegenüber der Referenzmaske oder einer Modellmaske können auf andere Parameter zurückgeführt werden, die dann entsprechend beeinflusst werden können.
-
Mit der ermittelten örtlichen Verteilung der Fokuspositionen der zu charakterisierenden Maske über der Maske, insbesondere mit der Berücksichtigung zusätzlicher Maskenparameter, wie sie vorher genannt worden sind, kann ein schwereloser Zustand der zu charakterisierenden Maske simuliert werden, der es wiederum erlaubt, die Verwendung der charakterisierten Maske in anderen, zu der für die Charakterisierung verwendeten Abbildungsvorrichtung unterschiedlichen Abbildungsvorrichtungen durch Simulationen der dort zu erwartenden schwerkraftbedingten Durchbiegung zu ermöglichen.
-
Das Verfahren kann insbesondere hinsichtlich der Ermittlung der Fokuspositionen einer Maske, beispielsweise durch Vermessung abgebildeter Strukturen, und der entsprechenden Auswertung durch Vergleich mit anderen Masken sowie der Simulation und Berechnung von Modellmasken oder Simulationszuständen durch eine Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden, so dass auch ein entsprechendes Softwareprogrammprodukt Gegenstand dieser Erfindung ist.
-
Des Weiteren wird eine Anordnung zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken gemäß dem vorgestellten Verfahren beansprucht, welche eine Abbildungseinrichtung zur Abbildung der an der zu charakterisierenden Maske angeordneten Strukturen sowie eine Auswerteeinheit zur Ermittlung der örtlichen Verteilung der Fokuspositionen über der zu charakterisierenden Maske aufweist. Die Abbildungseinrichtung kann insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie bzw. ein Gerät zur optischen Photomaskenmetrologie, wie beispielsweise AIMS (Aerial Image Measurement System) oder WLCD(Wafer – level critical dimension)-System, oder ein UV(ultraviolett)-Mikroskop sein.
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
-
1 eine Draufsicht auf eine Photolithographie-Maske;
-
1a eine Draufsicht auf eine rechteckige Photolithographie-Maske;
-
2 eine Schnittansicht durch die Photolithographie-Maske aus 1;
-
3 eine Schnittansicht einer Photolithographie-Maske ohne schwerkraftbedingte Durchbiegung;
-
4 eine Darstellung der Fokuspositionen der Photolithographie-Maske örtlich verteilt über der Photolithographie-Maske; und in
-
5 eine Darstellung einer Anordnung zur Charakterisierung von Photolithographie-Masken.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
-
Die 1 und 1a zeigen in einer Draufsicht eine Photolithographie-Maske, wie sie beispielsweise im Einsatz in einer photolithographischen Abbildungseinrichtung gelagert sind. Der Einfachheit halber ist in 1 eine kreisrunde Maske gezeigt, eine quadratische Maske 1a ist in 1a gezeigt. Allerdings kann die Maske andere Formen aufweisen und insbesondere quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein.
-
In 1 und 1a sind drei Lager 2, 3, 4 gezeigt, auf denen die photolithographische Maske 1, 1a gelagert ist. Die Maskenlagerung kann bezüglich der Positionierung der photolithographischen Maske 1, 1a gegenüber den Lagern 2, 3, 4 in gewissen Grenzen variieren, da die photolithographische Maske 1, 1a bezüglich der Lager 2, 3, 4 innerhalb bestimmter Grenzen in X-Y-Richtung in der Maskenebene verschoben sein kann und bezüglich der Ausrichtung zu einem Mittelpunkt verdreht sein kann. Im Falle der runden Maske ist der Mittelpunkt 5 in 1 eingezeichnet.
-
Aufgrund der Schwerkraft erfährt die Maske 1, 1a eine Durchbiegung, wie sie für die runde Maske 1 schematisch in 2 dargestellt ist. Die 2 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie 6 der 1, wobei in gestrichelten Linien der schwerelose Zustand 1' der Maske 1 dargestellt ist. Durch eine unterschiedliche Positionierung der Maske 1, 1a bezüglich der Lager 2, 3, 4 hinsichtlich einer translatorischen Verschiebung in X- bzw. Y-Richtung oder einer Verdrehung um die Drehachse 5 senkrecht zur X-Y-Ebene kann die Art und Weise der Durchbiegung unterschiedlich sein. Darüber hinaus können auch unterschiedliche Eigenschaften und Gestaltungen der einzelnen photolithographischen Maske 1, 1a dazu führen, dass die Durchbiegung der photolithographischen Maske 1 beeinflusst wird. So ist beispielsweise in 3 eine Schnittansicht durch eine photolithographische Maske 1, 1a ebenfalls im schwerelosen Zustand gezeigt, wobei mögliche Ursachen der Abweichungen der Durchbiegung gezeigt sind. So kann beispielsweise die Oberfläche 11 der Maske 1, 1a uneben sein, sodass sich über der Maske unterschiedliche Dicken D der Maske ergeben.
-
Darüber hinaus kann sich die mechanische Stabilität der Maske und somit ihre Neigung zur Durchbiegung auch durch Inhomogenitäten im Maskenmaterial, wie durch die schematische Materialveränderung 12 in 3 dargestellt, ergeben.
-
Darüber hinaus können Spannungen verursacht von Maskenbeschichtungen und die Strukturierung der Maskenbeschichtungen, sowie das Aufbringen eines Pellicles die Durchbiegung der Maske beeinflussen.
-
Durch die schwerkraftbedingte oder spannungsbedingte Maskendurchbiegung (siehe 2) kommt es zu einer Veränderung der Fokusposition über der durchstrahlten Maske 1, 1a in Z-Richtung, welche die Richtung der optischen Achse bei der Durchstrahlungsmaske 1 in 2 angibt.
-
Bei einer kreisförmigen Maske 1, wie in den 1 und 2 dargestellt, kommt es alleine durch die Schwerkraft bei ansonsten idealen Bedingungen hinsichtlich der Lagerung und Ausgestaltung der Maske 1 selbst zu einer maximalen Fokusverschiebung in der Mitte der Maske, während am Rand im Bereich der Lager 2, 3, keine Verschiebung der Fokusposition bzw. Durchbiegung der Maske 1 festzustellen ist. Eine derartige idealisierte Situation ist in einem Verteilungsdiagramm 7 der Fokusposition in 4 dargestellt, bei der die konzentrischen Kreise 8, 9, 10 unterschiedliche Fokuspositionen repräsentieren. Bei dieser Darstellung ist die Randdurchbiegung zwischen den Lagern 2, 3, 4 nicht berücksichtigt.
-
Zur Charakterisierung wird eine entsprechende Photolithographie-Maske in einer Abbildungsvorrichtung, beispielsweise einem Maskeninspektionsmikroskop oder einer Positionsmessvorrichtung, angeordnet und die Strukturen, die an der zu charakterisierenden Maske vorhanden sind, werden abgebildet. Insbesondere können mehrere Abbildungen mit unterschiedlicher Fokuslage bezüglich der zu charakterisierenden Maske vorgenommen werden, sodass die Fokuspositionen örtlich verteilt über der zu charakterisierenden Maske ermittelt werden können. Unter Fokusposition ist hierbei die Position des Fokus in Richtung der optischen Achse, also entsprechend der 2 in Z-Richtung, gemeint. Gleichzeitig werden bei en Messungen mit der Abbildungsvorrichtung auch die Positionen der gemessenen Strukturen auf der Maske (die X,Y-Koordinaten) ermittelt. Damit kann ein Verteilungsdiagramm 7 gemäß 4 ermittelt werden und die Durchbiegung der Maske kann ermittelt werden. Gleichzeitig kann das Verteilungsdiagramm der Fokuspositionen bzw. die örtliche Durchbiegung der Maske zum Vergleich verschiedener Masken herangezogen werden, wodurch Unterschiede bei der Qualität des Maskenrohlings und den Prozessschritten bei der Maskenherstellung ermittelt werden können.
-
Die 5 zeigt ein Beispiel einer Abbildungsvorrichtung 20 in Form einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem 21 und einem Projektionsobjektiv 22, zwischen denen die Photolithographie-Maske 1, welche auch als Retikel bezeichnet wird, angeordnet ist. Unterhalb des Projektionsobjektivs 22 ist im Bereich der Bildebene eine Auswerteeinheit 23 angeordnet, die Sensor- und/oder Messeinrichtungen sowie eine Datenverarbeitungseinheit umfasst, mittels der die Erstellung eines Verteilungsdiagramms der Fokuspositionen gemäß der 4 automatisiert unter Verwendung einer geeigneten Software hergestellt werden kann.
-
Statt der dargestellten Projektionsbelichtungsanlage können auch andere Einrichtungen zur optischen Photomaskenmetrologie oder UV-Mikroskope eingesetzt werden, wie beispielsweise ein Maskeninspektionsmikroskop oder einer Positionsmessvorrichtung.
-
Als Vergleichsmaske kann auch eine definiert hergestellt oder zufällig ausgewählte Referenzmaske verwendet werden, bei der ebenfalls durch ein oder mehrere Abbildungen die Fokuspositionen in Richtung der optischen Achse der Abbildungsvorrichtung örtlich verteilt über der Referenzmaske ermittelt werden, um eine Referenzverteilung der Fokuspositionen über der Referenzmaske zu erhalten, die für einen definierten Vergleich mit andere Masken verwendet werden kann. Beispielsweise lässt sich die Abbildungsvorrichtung entsprechend der festgestellten Verteilung der Fokuspositionen der Referenzenmasken einstellen und bei Verwendung einer anderen Maske können die Veränderungen der Einstellung der Abbildungsvorrichtung auf Basis des Vergleichsergebnisses der Charakterisierung der einzusetzenden Marke bezüglich der Referenzmaske vorgenommen werden.
-
Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Modellmaske, also eine idealisierte Maske zu definieren und die ermittelte örtliche Verteilung der Fokuspositionen über der zu charakterisierenden bzw. einzusetzenden Maske mit einer simulierten Verteilung der Fokuspositionen über der Modellmaske zu vergleichen. Damit lassen sich ebenfalls Aussagen über die Qualität der zu charakterisierenden Maske in Bezug auf die ideale Maske und somit auf Änderungen des Maskenrohlings und/oder Abweichungen des Herstellungsprozesses von den spezifizierten Werten ermitteln. Dies kann wiederum bei der Herstellung von Masken zur entsprechenden Korrektur eingesetzt werden.
-
Beim Vergleich der zu charakterisierenden Maske mit der Referenzmaske und/oder einer Modellmaske können weitere Maskenparameter herangezogen werden, wie beispielsweise die minimale, maximale oder durchschnittliche Maskendicke, die Dickenverteilung über der Maske, die Maskenposition in der Abbildungsvorrichtung, das Maskenmaterial, die Homogenität des Maskenmaterials sowie die Form der Maskenstruktur. Insbesondere lässt sich aus der ermittelten, örtlichen Verteilung der Fokuspositionen der zu charakterisierenden Maske und der zusätzlichen Maskenparameter, wie der Maskenposition und der Maskendicke, ein schwereloser Zustand der zu charakterisierenden Maske simulieren, der insbesondere bei der Simulation des Einsatzes einer Maske in einer anderen Abbildungsvorrichtung, die sich von derjenigen Abbildungsvorrichtung unterscheidet, bezüglich der die örtliche Verteilung der Fokuspositionen über der Maske ermittelt worden ist, eingesetzt werden kann. Dadurch lassen sich nicht simulierte Parameter der Maske für die prognostizierten Eigenschaften der Maske in einer anderen Abbildungsvorrichtung berücksichtigen, da diese Eigenschaften bei der Ermittlung der Fokuspositionen der Maske berücksichtigt wurden.
-
In einer Variante des Verfahrens werden als zu vermessende Strukturen Teststrukturen verwendet, die im Nutzbereich der Maske (Active Area) angeordnet sind. Diese sind in einem Raster oder statistisch über die gesamte Fläche verteilt. Als Teststrukturen können auch Teile bzw. Merkmale von Nutzstrukturen verwendet werden. Die Teststrukturen sind vorzugsweise identische oder sehr ähnliche Strukturen. Die Fokusposition einer Struktur auf der Maske kann von der abzubildenden Struktur abhängen. Dies wird unter anderem durch die Topografie des Absorbermaterials auf der Maske, d. h. beispielsweise dessen Dicke, bedingt. Diese Abhängigkeit wird auch als 3D-Fokus-Effekt bezeichnet. Weiter kann die Fokusposition auch durch Proximity-Effekte beeinflusst werden.
-
Bevorzugt werden deshalb isoliert auf der Maske angeordnete Strukturen als Teststrukturen verwendet, um Abbildungsfehler vermeiden. Bevorzugt werden sogenannte „kritische Strukturen” als Teststrukturen verwendet. Dies sind Strukturen, welche die kleinsten Strukturen umfassen, die als Teil der Nutzstruktur der Maske auf dem Wafer abzubilden sind.
-
Durch die Auswahl der Teststrukturen wird sichergestellt, dass die Fokuspositionen über die gesamte Fläche unter gleichen Bedingungen gemessen werden. Damit wird die Topografie der Maske mit hoher Genauigkeit ermittelt.
-
Um die Topografie der Photolithographie-Maske an Position zu ermitteln, an welchen keine Teststruktur gemessen wurde, wird zwischen den nächstliegenden gemessenen Werten interpoliert.
-
Die so erhaltene Topografie wird eingesetzt, um das Abbildungsverhalten der Maske in einem Maskeninspektionsmikroskop mit erhöhter Genauigkeit zu simulieren. Bei der Belichtung eines Wafers mit der Struktur einer Maske in einem Scanner wird zunächst, wie oben beschrieben, durch Messung der Fokuspositionen der Teststrukturen die Topografie der Maske ermittelt. Während der Belichtung des Wafers wird im Scanner die Fokusposition dann gemäß der Topografie eingestellt. Durch die erwähnten strukturbedingten Änderungen der Fokuspositionen werden bei derartigen Abbildungen nicht alle Strukturen bzw. alle Teilstrukturen im besten Fokus abgebildet. Bisher war es nicht möglich, derartige Abbildungsfehler bei Abbildung durch ein Maskeninspektionsmikroskop zu erfassen.
-
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zu untersuchende Struktur einer Maske in das Bildfeld des Maskeninspektionsmikroskops gebracht und die Fokusposition gemäß der ermittelten Topografie eingestellt. Dann wird ein Luftbild aufgenommen. Sofern die so abgebildete Struktur eine strukturbedingte Änderung der Fokusposition hervorruft, wird diese nun sichtbar. Somit erfolgt die Aufnahme des Luftbildes unter den gleichen Bedingungen wie im Scanner und ermöglicht eine Vorhersage der Fokusabweichung der Maske im Scanner.
-
Mit dem vorgestellten Verfahren und den entsprechenden Vorrichtungen ist es möglich, in einfacher und effizienter Weise eine Charakterisierung von Photolithographie-Masken vorzunehmen, um mittels der Charakterisierung Einfluss auf den Herstellungsprozess und/oder den Einsatz der Photolithographie-Masken zu nehmen.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegende Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein, auch wenn sie nicht explizit beschrieben sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
