DE10115888B4 - Method for single mask calibration - Google Patents

Method for single mask calibration Download PDF

Info

Publication number
DE10115888B4
DE10115888B4 DE10115888A DE10115888A DE10115888B4 DE 10115888 B4 DE10115888 B4 DE 10115888B4 DE 10115888 A DE10115888 A DE 10115888A DE 10115888 A DE10115888 A DE 10115888A DE 10115888 B4 DE10115888 B4 DE 10115888B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
structures
mask
sem
afm
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10115888A
Other languages
German (de)
Other versions
DE10115888A1 (en
Inventor
Thomas Schätz
Ralf Dietrich
Christian Rotsch
Ralf Ludwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE10115888A priority Critical patent/DE10115888B4/en
Publication of DE10115888A1 publication Critical patent/DE10115888A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10115888B4 publication Critical patent/DE10115888B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84Inspecting
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7007Alignment other than original with workpiece
    • G03F9/7011Pre-exposure scan; original with original holder alignment; Prealignment, i.e. workpiece with workpiece holder
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7019Calibration
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment
    • G03F9/7076Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark

Abstract

Verfahren zur Einzelmaskenkalibrierung für Masken (M), deren Strukturflanken von Maske zu Maske schwankende Flankenwinkel haben und die AFM-(Atomic Forces Microscope) oder SEM-(Scanning Electron Microscope)Messungen unterworfen werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
– jede einzelne Maske (M) zunächst an isolierten Strukturen (PCI) lichtoptisch vermessen wird,
– sodann dieselben Strukturen (PCI) der jeweiligen Maske (M) einer RFM- oder SEM-Messung ausgesetzt werden und
– der Offset (O) der Ergebnisse zwischen lichtoptischer Messung und AFM- bzw. SEM-Messung als Kalibrierkonstante für anschließende AFM- bzw. SEM-Messungen an weiteren, lichtoptisch nicht vermessbaren Strukturen (FS) der jeweiligen Masken (M) herangezogen wird.
Method for single mask calibration for masks (M) whose structure edges have variable flank angles from mask to mask and which are subjected to AFM (Atomic Forces Microscope) or SEM (Scanning Electron Microscope) measurements,
characterized in that
- each individual mask (M) is initially measured by light optics on isolated structures (PCI),
- Then the same structures (PCI) of the respective mask (M) are exposed to an RFM or SEM measurement and
- The offset (O) of the results between light-optical measurement and AFM or SEM measurement as a calibration constant for subsequent AFM or SEM measurements on other, optically not measurable structures (FS) of the respective masks (M) is used.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einzelmaskenkalibrierung für Masken, deren Strukturflanken von Maske zu Maske schwankende Flankenwinkel haben und die AFM-(Atomic Force Microscope) oder SEM-(Scanning Electron Microscope) Messungen oder dergleichen unterworfen werden.The The present invention relates to a method of single mask calibration for masks, their structure flanks from mask to mask fluctuate flank angles have and the AFM (Atomic Force Microscope) or SEM (Scanning Electron Microscope) measurements or the like.

CD-(Critical Dimension)Messungen an Fotomasken werden bekanntlich mit optischen Messgeräten (Messtools, wie beispielsweise Mue Tec) im Durchlicht vorgenommen, um so das CD-Maß einer bestimmten Struktur der Fotomaske, wie beispielsweise einer Linie, am Fuß dieser Struktur zu messen. Das auf diese Weise erhaltene Maß der Struktur ist für die Abbildung dieser Struktur auf einen Wafer relevant.CD (Critical Dimension) Measurements on photomasks are known to be optical measuring instruments (Measurement tools, such as Mue Tec) in transmitted light, so the CD measure of a particular Structure of the photomask, such as a line, at the foot of this Structure to measure. The measure of structure obtained in this way is for the mapping of this structure to a wafer relevant.

Infolge der ständig kleiner werdenden Strukturgrößen, wie beispielsweise schmaler werdenden Breiten der Strukturen von Leiterbahnen, sind optische Messtools nicht mehr ausreichend. Dies gilt insbesondere auch für OPC (optical proximity correction), bei der Merkmale und Eigenschaften von Strukturen gemessen werden, die unterhalb der optischen Auflösung liegen. Daher werden hier zunehmend CD-AFMs und CD-SEMs eingesetzt.As a result the constantly decreasing structure sizes, such as for example, narrowing widths of the structures of printed conductors, Optical measuring tools are no longer sufficient. This is especially true also for OPC (optical proximity correction), in the features and characteristics be measured by structures that are below the optical resolution. Therefore, increasingly CD-AFMs and CD-SEMs are used here.

Nun ist aber zu beachten, dass die Strukturen von Fotomasken, die gewöhnlich aus Chrom oder Molybdänsilizid (MoSi) hergestellt sind, keine senkrechten Strukturflanken aufweisen. Vielmehr schwanken, abhängig von den zur Herstellung der Strukturen der Fotomasken eingesetzten Trockenätzprozessen, die Flankenwinkel von Einzelmaske zu Einzelmaske im Bereich zwischen etwa 70° und 80°. Mit anderen Worten, da die Flanken der Strukturen einer Maske im allgemeinen nicht senkrecht sind, messen beispielsweise SEM und AFM einerseits und Mue Tec andererseits unterschiedliche CD-Werte. Während nämlich bei lichtoptischen Messungen der Kanteneinfluss auf den CD-Wert ins Ergebnis einfließt, messen CD-SEMs nur die Oberkante von Strukturen, was einen CD-Wert ergibt, der für eine Lithografie auf einem Wafer nicht relevant ist. CD-AFMs werfen ähnliche Probleme auf, da deren Messspitzen bzw. Tips an ihrem Fuß eine Rundung mit einem Radius über 30 nm aufweisen, so dass die unteren 30 nm von beispielsweise 100 nm hohen Maskenstrukturen einer Messung wie beim SEM nicht zugänglich sind.Now But it should be noted that the structures of photomasks, which usually out Chromium or molybdenum silicide (MoSi) are produced, have no vertical structural edges. Rather, they vary, depending of those used to make the structures of the photomasks dry etching, the flank angles from single mask to single mask in the area between about 70 ° and 80 °. With In other words, since the flanks of the structures of a mask in general are not vertical, for example, SEM and AFM measure on the one hand and Mue Tec on the other hand different CD values. For while at light-optical measurements of the edge influence on the CD value into the result flows, CD-SEMs measure only the top of structures, giving a CD-value that results for one Lithography on a wafer is not relevant. CD AFMs throw similar Problems on because their tips or tips at their feet with a rounding a radius over 30 nm, so that the lower 30 nm of, for example, 100 nm high mask structures of a measurement as in SEM are not accessible.

In 3 ist schematisch der bei einer optischen Messung eines Fensters W in einer auf einer lichtdurchlässigen und beispielsweise aus Glas bestehenden Substrat U aufgebrachten Struktur erhaltene Offset bzw. Versatz Oin Bezug auf eine SEM-Messung dargestellt. Das Substrat U und die darauf angebrachte Struktur mit dem Fenster W bilden eine Maske M. Bei dieser SEM-Messung wird ein SEM-Profil erhalten, das den oberen Rand des Fensters W in der Maske M und nicht den für die Lithografie auf einem Wafer wesentlichen unteren Rand dieses Fensters W abbildet.In 3 schematically shows the obtained during an optical measurement of a window W in a deposited on a translucent and, for example made of glass substrate U structure obtained offset Oin relation to an SEM measurement. The substrate U and the structure thereon with the window W form a mask M. In this SEM measurement, an SEM profile is obtained, which is the upper edge of the window W in the mask M and not that essential for lithography on a wafer bottom edge of this window W images.

In 4 sind diese Verhältnisse nochmals schematisch zusammengefasst: das durch SEM-Messung erhaltene Maß D2 des Fensters W ist um 2 O größer als das relevante und durch optische Messung gewonnene Maß D1. Bei einer im Durchlicht erhaltenen hellen Struktur muss also von allen SEM-Maßen D2 der Offset 2 O subtrahiert werden, um das für Lithografie tatsächlich relevante Maß D1 zu gewinnen. Bei dunklen Strukturen (vgl. 5) muss dagegen zu dem durch SEM-Messung erhaltenen Maß D2 ein Offset 2 O addiert werden, damit das relevante Maß D1 am Fuß der Struktur der Maske M erhalten wird.In 4 these ratios are again summarized schematically: the measure D2 of the window W obtained by SEM measurement is larger by 2 O than the relevant measure D1 obtained by optical measurement. In the case of a bright structure obtained in transmitted light, therefore, the offset 2 O must be subtracted from all SEM measures D 2 in order to obtain the dimension D1 that is actually relevant for lithography. For dark structures (cf. 5 ), on the other hand, an offset O 2 must be added to the dimension D 2 obtained by SEM measurement so that the relevant dimension D 1 is obtained at the foot of the structure of the mask M.

6 veranschaulicht das Prinzip einer AFM-Messung: eine Messspitze S, in welcher eine Testspitze mit einer Rundung R in der Größenordnung von 30 nm auf- und abwärts beweglich ist, tastet die Struktur, beispielsweise das Fenster W einer Maske M, ab. Damit können die unteren 30 nm der Höhe des Fensters W der beispielsweise insgesamt 100 nm dicken Struktur nicht vermessen werden. 6 illustrates the principle of an AFM measurement: a probe tip S, in which a test tip with a rounding R of the order of 30 nm is movable up and down, scans the structure, for example the window W of a mask M. Thus, the lower 30 nm of the height of the window W of, for example, a total of 100 nm thick structure can not be measured.

Obwohl an sich die obigen Zusammenhänge bzw. Unterschiede zwischen den durch SEM- bzw. AFM-Messung und optischer Messung erhaltenen Werte dem Fachmann geläufig sind, gibt es bisher keine Möglichkeit, CD-SEMs und CD-AFMs so zu kalibrieren, dass die für die Lithografie wesentlichen Werte D1 erhalten werden. Vielmehr werden bisher die Offsets O schlicht nicht berücksichtigt.Even though in itself the above relationships or Differences between the by SEM or AFM measurement and optical Measurement obtained values are familiar to the expert, there are none Possibility, Calibrate CD-SEMs and CD-AFMs for lithography essential values D1 are obtained. Rather, so far the O's just ignored.

Es hat sich aber gezeigt, dass speziell bei feinen Strukturen die Berücksichtigung eines Offsets vorteilhaft wäre. 7 zeigt hierfür ein Beispiel: eine in Volllinie dargestellte Maske kann zu einer Struktur mit Rundungen in den Ecken auf einem Wafer führen. Soll diese Struktur genau rechteckig sein, so muss die Maske in ihren Ecken mit in Strichlinien angedeuteten Ausnehmungen versehen werden. Diese Ausnehmungen lassen dann eine in Strichlinien gezeigte Rechteck-Struktur auf dem Wafer entstehen.However, it has been shown that, especially with fine structures, the consideration of an offset would be advantageous. 7 shows an example for this: a mask shown in full line can lead to a structure with curves in the corners on a wafer. If this structure is to be exactly rectangular, then the mask must be provided in its corners with recesses indicated in dashed lines. These recesses then create a rectangle structure shown in phantom on the wafer.

Für lichtoptische Messungen gilt derzeit der so genannte NIST-Standard (NIST = National Institute for Standardisation Technology, USA). Ein solcher Standard ist für SEM- bzw. AFM-Messungen nicht vorhanden.For light-optical Measurements are currently subject to the so-called NIST standard (NIST = National Institute for Standardization Technology, USA). Such a standard is for SEM or AFM measurements not available.

Im Einzelnen wird in Ruhl, G., u.a.: Chrome dry etch process characterization using surface nanoprofiling. In: Proc. SPIE, Vol. 4186 (2000), Seiten 97–107, auf die Problematik schräger Seitenwände bei Masken und Resistschichten eingegangen. Dabei wird insbesondere betont, dass die Neigung dieser Seitenwände bei CD-Messungen bzw. Ätzungen berücksichtigt werden muss. Als Lösung für dieses Problem wird der Einsatz eines sogenannten SNP (Scanning Nano Profilers) empfohlen.Specifically, in Ruhl, G., et al .: Chrome dry etch process characterization using surface na noprofiling. In: Proc. SPIE, Vol. 4186 (2000), pages 97-107, the problem of oblique sidewalls for masks and resist layers received. It is emphasized in particular that the inclination of these side walls must be taken into account in CD measurements or etching. As a solution to this problem, the use of a so-called SNP (Scanning Nano Profiler) is recommended.

Weiterhin ist aus Allen R.A., u.a.: Comparisons of measured linewidth of sub-micrometer lines using optical, electrical, and SEM metrologies. In: Proc. SPIE, Vol. 1926 (1993), Seiten 33–43, bekannt, dass lichtoptische, elektrische und SEM-Messungen zu "systematischen und uniformen Offsets" zwischen den verschiedenen Techniken führen.Farther is from Allen R.A., et al .: Comparisons of measured linewidth of sub-micrometer lines using optical, electrical, and SEM metrologies. In: Proc. SPIE, Vol. 1926 (1993), pages 33-43, discloses that light-optical, electrical and SEM measurements to "systematic and uniforms offsets "between the lead to different techniques.

Weiterhin gibt in diesem Zusammenhang Jones, S.K., u.a.: Comparison of metrology methods for measurement of micron and submicron resist and polysilicon features. In: Proc. SPIE, Vol. 1261 (1990), Seiten 53–62, einen Überblick über einen Vergleich verschiedener Messmethoden, wie beispielsweise einer Messung mittels eines UV-Zaser-Steppers, SEM-Messungen, Rasterelektronenmikroskop-Messungen usw. Ähnliches gilt auch für Mirande, W., u.a.: Accuracy in critical dimension measurements on integrated circuits and photomasks. In: Microelectron. Eng., Vol. 30, 1–4 (1996), Seiten 587–591, wo ein Vergleich zwischen AFM-Messungen und lichtoptischen Messungen vorgenommen wird.Farther Jones, S.K., et al .: Comparison of metrology methods for measurement of micron and submicron resist and polysilicon features. In: Proc. SPIE, Vol. 1261 (1990), pages 53-62, for a review of one Comparison of different measurement methods, such as a measurement using a UV Zaser stepper, SEM measurements, scanning electron microscope measurements etc. like that applies to Mirande, W., et al .: Accuracy in critical dimension measurements on integrated circuits and photomasks. In: Microelectron. Eng., Vol. 30, 1-4 (1996), pages 587-591, where a comparison between AFM measurements and light-optical measurements is made.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Vermessung von Masken zu schaffen, das bei SEM- oder AFM-Messungen ein Rückführen dieser Messungen auf den NIST-Standard erlaubt.It The object of the present invention is a method for measuring masks, which in SEM or AFM measurements, a return of these measurements on the NIST standard allowed.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.These Task is in a method according to the preamble of claim 1 according to the invention solved the features contained in its characterizing part.

Die Erfinder haben zunächst als erste erkannt, dass die Flankensteilheit bei Masken prozessbedingt von Maske zu Maske variiert, jedoch bei jeder einzelnen Maske im Wesentlichen konstant ist. Indem der Offset O zwischen optischer Messung, beispielsweise μtec-Messung, und SEM- oder AFM-Messung für jede Einzelmaske neu bestimmt wird, ist es somit möglich, eine Einzelmaskenkalibrierung vorzunehmen, die zu Ergebnissen führt, welche auf den NIST-Standard rückführbar sind.The Inventors have first was the first to recognize that the edge steepness of masks is process-related varies from mask to mask, but with each mask in the Is essentially constant. By the offset O between optical Measurement, for example μtec measurement, and SEM or AFM measurement for every single mask is redetermined, it is thus possible to have one Perform a single mask calibration, which leads to results, which on are traceable to the NIST standard.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit jede Einzelmaske an isolierten Strukturen, beispielsweise an ein Kreuz bildenden isolierten Linien, vermessen, wobei diese Linien Balkenbreiten von z. B. 1 μm haben können. Diese Linien werden auch als PCI (Position Control Indicator) bezeichnet. Zunächst werden diese PCIs mit einem lichtoptischen Messtool vermessen. Ein CD-SEM oder ein CD-AFM misst dann dieselben Linien bzw. denselben PCI. Der auf diese Weise erhaltene Offset zwischen optischer Messung und SEM- bzw. AFM-Messung dient dann als Kalibrierkonstante für anschließende, weitere SEM- bzw. AFM-Messungen an beispielsweise Zellenfeld oder OPC-Strukturen, an denen das lichtoptische Messtool nicht kalibriert messen kann, da diese Strukturen unterhalb des Auflösungslimits liegen, wie beispielsweise die in 7 in Strichlinien der Maske gezeigten Eckstrukturen.In the method according to the invention, each individual mask is thus measured on isolated structures, for example on a cross-forming isolated lines, these lines having beam widths of, for example,. B. 1 micron can have. These lines are also referred to as PCI (Position Control Indicator). First, these PCIs are measured with a light-optical measuring tool. A CD-SEM or CD-AFM will then measure the same lines or PCI. The offset thus obtained between optical measurement and SEM or AFM measurement then serves as a calibration constant for subsequent further SEM or AFM measurements on, for example, cell array or OPC structures at which the light-optical measurement tool can not measure in a calibrated manner. because these structures are below the resolution limit, such as those in 7 Corner structures shown in dashed lines of the mask.

Es hat sich gezeigt, dass mit der so erhaltenen kalibrierten SEM- bzw. AFM-Messung beispielsweise Kanteneffekte ohne weiteres berücksichtigt werden können. Damit ist es möglich, SEM- oder AFM-Messungen auf den NIST-Standard zurückzuführen.It It has been found that with the thus obtained calibrated SEM or AFM measurement, for example, edge effects are readily taken into account can. This makes it possible SEM or AFM measurements to the NIST standard.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können prozessbedingte Abhängigkeiten der Flankensteilheit von der Orientierung der einzelnen Strukturen und auch möglicherweise vorhandene, so genannte x-y-Effekte im Messtool, wie beispielsweise Polarisationseffekte bei μtec-Messungen berücksichtigt werden.With the method according to the invention can process-related dependencies the steepness of the orientation of the individual structures and maybe also existing, so-called x-y effects in the measuring tool, such as Polarization effects in μtec measurements considered become.

Auch ist das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres auf so genannte helle Strukturen und dunkle Strukturen anwendbar: wird ein positiver Offset zu allen SEM- bzw. AFM-Maßen dunkler Strukturen addiert und von allen SEM- bzw. AFM-Maßen heller Strukturen subtrahiert, so wird sofort das CD-Maß am Fuß dieser Strukturen erhalten.Also is the inventive method without further on so-called light structures and dark structures Applicable: A positive offset becomes darker to all SEM or AFM dimensions Structures added and lighter from all SEM or AFM dimensions Subtracting structures, the CD dimension at the foot of these structures is immediately obtained.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 a block diagram for explaining the method according to the invention,

2 eine Draufsicht auf eine Vielzahl von Masken, 2 a top view of a plurality of masks,

3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Offsets zwischen einer SEM-Messung und einer optischen Messung, 3 a schematic representation for explaining an offset between an SEM measurement and an optical measurement,

4 eine Maske mit heller Struktur, 4 a mask with a light structure,

5 eine Maske mit dunkler Struktur, 5 a mask with a dark structure,

6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer AFM-Messung und 6 a schematic representation for explaining an AFM measurement and

7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen einer Maske und einer mit dieser auf einem Wafer gewonnenen Struktur. 7 a schematic representation for explaining the relationship between a mask and with this obtained on a wafer structure.

Die 3 bis 7 sind bereits eingangs erläutert worden. In den Figuren sind einander entsprechende Bauteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The 3 to 7 have already been explained at the beginning. In the figures, corresponding components are each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine Maske M mit einer kreuzförmigen Struktur als PCI. Dieser PCI besteht aus einem Fenster W in der Form von zwei sich kreuzenden Balken, die eine Balkenbreite von beispielsweise etwa 1 μm haben. Die Maske M selbst ist aus Chrom oder Molybdänsilizid (MoSi) auf einem Glassubstrat U hergestellt und weist im Fenster W Flankenwinkel zwischen 70° und 80° auf, wie dies bereits eingangs erläutert wurde. Die Schichtdicke der Chrom- bzw. MoSi-Schicht kann etwa 100 nm betragen. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Maße möglich. 1 shows a mask M with a cross-shaped structure as PCI. This PCI consists of a window W in the form of two intersecting beams having a beam width of, for example, about 1 μm. The mask M itself is made of chromium or molybdenum silicide (MoSi) on a glass substrate U and has in the window W flank angle between 70 ° and 80 °, as already explained above. The layer thickness of the chromium or MoSi layer can be about 100 nm. Of course, other dimensions are possible here.

Diese Maske M wird zunächst einer optischen Messung unterworfen, wobei der PCI zur Bestimmung der Struktur des entsprechenden Fensters W ausgewertet wird.These Mask M becomes first subjected to an optical measurement, the PCI for the determination the structure of the corresponding window W is evaluated.

Es schließt sich sodann eine SEM- oder AFM-Messung derselben Einzelmaske M mit dem PCI als zu vermessender Struktur an. Damit wird für den gleichen PCI ein anderer Wert als mit der optischen Messung erhalten.It includes then a SEM or AFM measurement of the same single mask M with to the PCI as a structure to be measured. This will be for the same PCI value other than obtained with the optical measurement.

Mit anderen Worten, wenn die optische Messung die Größe D1 ergeben hat, so wird mit der SEM- oder AFM-Messung dann die Größe D2 erhalten. Aus diesen Größen D1 und D2 kann dann der Offset bzw. Versatz O zwischen optischer Messung und SEM- oder AFM-Messung gewonnen werden. Dieser Offset O ist über der gesamten Einzelmaske M im Wesentlichen konstant, wie Versuche der Erfinder ergeben haben. Mit anderen Worten, der Offset O kann als Kalibrierungskonstante herangezogen werden, wenn in CD-Messungen Zellenfeld- oder OPC-Strukturen (OPC = Optical Proximity Correction) gemessen werden. Mit der Erfindung können so Feinstrukturen FS kalibriert mittels einer SEM- oder AFM-Messung ausgewertet werden, welche einer üblichen optischen Messung nicht zugänglich sind.With In other words, if the optical measurement has given the size D1, then then get the size D2 with the SEM or AFM measurement. From these Sizes D1 and D2 can then be the offset O between optical measurement and SEM or AFM measurement be won. This offset O is over the entire single mask M substantially constant, as experiments of the inventors have shown. In other words, the offset O can be used as a calibration constant be used in CD measurements cell field or OPC structures (OPC = Optical Proximity Correction). With the invention can so fine structures FS calibrated by means of a SEM or AFM measurement be evaluated, which is not a standard optical measurement accessible are.

2 zeigt eine Draufsicht von einer Vielzahl von Einzelmasken M, die alle nacheinander mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermessen werden, um so für jede Einzelmaske M deren Offset bzw. Kalibrierkonstante zu gewinnen, so dass für diese Einzelmasken M deren Feinstrukturen FS mittels einer SEM- oder AFM-Messung ausgewertet werden können, nachdem zuerst an einem PCI eine optische Messung und sodann am gleichen PCI eine SEM- oder AFM-Messung zur Lieferung des Offset O vorgenommen wurden. 2 2 shows a top view of a multiplicity of individual masks M which are all measured successively using the method according to the invention so as to obtain their offset or calibration constant for each individual mask M, so that for these individual masks M their fine structures FS are determined by means of an SEM or AFM method. Measurement can be evaluated after a first optical measurement and then at the same PCI a SEM or AFM measurement to supply the offset O were made at a PCI.

Die Erfindung schafft so ein Verfahren zur SEM- oder AFM-Messung von Feinstrukturen, wobei diese Messung auf den NIST-Standard zurückführbar ist.The The invention thus provides a method for SEM or AFM measurement of Fine structures, this measurement being traceable to the NIST standard.

Anstelle von AFM- bzw. SEM-Messungen können auch andere Elektronenstrahl-Messverfahren oder ähnliche Messverfahren eingesetzt werden, die eine CD-Metrologie an Fotomasken mit hoher Auflösung und OPC gestatten.Instead of of AFM or SEM measurements also other electron beam measuring methods or similar measuring methods are used be a CD metrology on high resolution photomasks and OPC permit.

Als PCIs können helle (vgl. 4) oder dunkle (vgl. 5) Kreuze oder ähnliche Strukturen herangezogen werden. In einem konkreten Messprotokoll wird ein PCI optisch vermessen und mit seinen Koordinaten aufgezeichnet. Es folgt sodann die SEM- oder AFM-Messung desselben PCI der gleichen Maske M, wobei auch hier die Koordinaten des PCI aufgezeichnet werden. Mit Hilfe eines entsprechenden Programmes wird aus der Differenz der Messwerte für den gleichen PCI dann der Offset O ermittelt.As PCIs bright (cf. 4 ) or dark (cf. 5 ) Crosses or similar structures are used. In a specific measurement protocol, a PCI is optically measured and recorded with its coordinates. This is followed by the SEM or AFM measurement of the same PCI of the same mask M, the coordinates of the PCI also being recorded here. With the aid of a corresponding program, the offset O is determined from the difference between the measured values for the same PCI.

Claims (5)

Verfahren zur Einzelmaskenkalibrierung für Masken (M), deren Strukturflanken von Maske zu Maske schwankende Flankenwinkel haben und die AFM-(Atomic Forces Microscope) oder SEM-(Scanning Electron Microscope)Messungen unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass – jede einzelne Maske (M) zunächst an isolierten Strukturen (PCI) lichtoptisch vermessen wird, – sodann dieselben Strukturen (PCI) der jeweiligen Maske (M) einer RFM- oder SEM-Messung ausgesetzt werden und – der Offset (O) der Ergebnisse zwischen lichtoptischer Messung und AFM- bzw. SEM-Messung als Kalibrierkonstante für anschließende AFM- bzw. SEM-Messungen an weiteren, lichtoptisch nicht vermessbaren Strukturen (FS) der jeweiligen Masken (M) herangezogen wird.Method for single mask calibration for masks (M), whose structure edges have variable flank angles from mask to mask and which are subjected to AFM (Atomic Forces Microscope) or SEM (Scanning Electron Microscope) measurements, characterized in that - each individual mask (M) first, the same structures (PCI) of the respective mask (M) are subjected to an RFM or SEM measurement on isolated structures (PCI), and - the offset (O) of the results between light-optical measurement and AFM or SEM measurement is used as the calibration constant for subsequent AFM or SEM measurements on further structures (FS) of the respective masks (M) which can not be measured by light optics. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Strukturen helle Strukturen im Durchlicht oder dunkle Strukturen verwendet werden. Method according to claim 1, characterized in that that as structures bright structures in transmitted light or dark structures be used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als isolierte Strukturen (PCI) kreuzförmige Strukturen verwendet werden.Method according to claim 1 or 2, characterized that isolated structures (PCI) use cross-shaped structures become. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kreuzförmigen Strukturen mit Balkenbreiten von etwa 1 μm versehen werden.Method according to claim 3, characterized that the cross-shaped Structures are provided with bar widths of about 1 micron. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Masken (M) mit einer Schichtdicke von etwa 100 nm versehen werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the masks (M) with egg ner layer thickness of about 100 nm are provided.
DE10115888A 2001-03-30 2001-03-30 Method for single mask calibration Expired - Fee Related DE10115888B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10115888A DE10115888B4 (en) 2001-03-30 2001-03-30 Method for single mask calibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10115888A DE10115888B4 (en) 2001-03-30 2001-03-30 Method for single mask calibration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10115888A1 DE10115888A1 (en) 2002-10-24
DE10115888B4 true DE10115888B4 (en) 2006-06-01

Family

ID=7679752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10115888A Expired - Fee Related DE10115888B4 (en) 2001-03-30 2001-03-30 Method for single mask calibration

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10115888B4 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10318762B3 (en) * 2003-04-25 2004-12-23 Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Dimensional measuring device calibration body manufacturing method using stack of calibration body blanks of at least 2 different thicknesses provided with required surface contour along one side face
DE102004020657A1 (en) 2004-04-23 2005-11-17 Infineon Technologies Ag Method of forming a feature size measurement

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALLEN R.A., u.a.: Comparisons of measured line- widths of sub-micrometer lines using optical, electrical, and SEM metrologies. In: Proc.SPIE, Vol. 1926(1993), S. 34-43 *
JONES, S.K., u.a.: Comparison of metrology methods for measurement of micron and submicron resist and polysilicon features. In: Proc.SPIE, Vol. 1261 (1990), S. 53-62
JONES, S.K., u.a.: Comparison of metrology methods for measurement of micron and submicron resist and polysilicon features. In: Proc.SPIE, Vol. 1261(1990), S. 53-62 *
MIRANDE, W., u.a.: Accuracy in critical dimension measurements on integrated circuits and photomasks . In: Microelectron. Eng., Vol. 30, 1-4(1996), S. 587-591
MIRANDE, W., u.a.: Accuracy in critical dimension measurements on integrated circuits and photomasks. In: Microelectron. Eng., Vol. 30, 1-4(1996), S. 587-591 *
RUHL, G. u.a.: Chrome dry etch process characteri- zation using surface nanoprofiling. In: Proc.SPIE, Vol. 4186(2001), S. 97-107
RUHL, G. u.a.: Chrome dry etch process characteri-zation using surface nanoprofiling. In: Proc.SPIE, Vol. 4186(2001), S. 97-107 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10115888A1 (en) 2002-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005046973B4 (en) A structure and method for simultaneously determining overlay accuracy and pattern placement error
EP0043863B1 (en) Process for compensating the proximity effect in electron beam projection devices
DE112018006828B4 (en) OVERLAY TARGET FOR SELF-REFERENCE AND SELF-CALIBRATION MOIRÉ PATTERN OVERLAY MEASUREMENT
DE19736959C2 (en) Intermediate mask, thereby transferred pattern and correction procedure
DE19611436A1 (en) Process for making an exposure mask
DE112005002263B4 (en) Calibration of optical line shortening measurements
DE102007049100B4 (en) Method for determining the centrality of masks
DE102007042272B4 (en) Method for correcting the measurement error caused by the distortion of a lens
DE19817714B4 (en) Method for measuring the position of structures on a mask surface
DE102007049923B4 (en) Photomask layout pattern
DE10315086A1 (en) Semiconductor wafer alignment method, by correcting optically measured position information for adjustment mark using line profile of adjustment mark
DE10115888B4 (en) Method for single mask calibration
DE102013211403B4 (en) Method and device for the automated determination of a reference point of an alignment mark on a substrate of a photolithographic mask
DE102006038148A1 (en) Standard Specimen for Evaluating a Probe Form and Method for Evaluating a Probe Form
DE10015698C1 (en) Semiconductor device has additional marking detected for increasing overly alignment of photomask employed during exposure step of semiconductor manufacture
DE10028019A1 (en) Photo mask for semiconductor device manufacture, has comparison-on mask and test-on mask patterns of same shape, arranged adjacently on mask top photoengraving process test mask area of photo mask substrate
DE102004010363A1 (en) Method and measuring device for determining a local variation of the reflection or transmission behavior over the surface of a mask
DE60103748T2 (en) THICKNESS MEASUREMENT WITH A GRID MICROSCOPE
DE10258423B4 (en) Method for characterizing a lens system
DE102017219217B4 (en) Masks for microlithography, methods for determining edge positions of the images of the structures of such a mask and system for carrying out such a method
EP0054710B1 (en) Positioning and controlling procedure of a workpiece provided with patterns, for example of a mask for manufacturing semi-conductor elements
DE10240403A1 (en) Mask for projecting a structural pattern onto a semiconductor substrate in an exposure device comprises a substrate, a first structural element on the substrate, and an arrangement of second structural elements
WO2003025979A2 (en) Method for automatic optical measurement of an opc structure
DE10335816B4 (en) Method for adjusting a substrate before performing a projection step in an exposure apparatus
DE10215193B4 (en) Method for compensation of scattering / reflection effects in particle beam lithography

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee