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Querverweis
auf verwandte Anmeldungen
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Die
vorliegende Anmeldung ist verwandt mit der US-Patentanmeldung mit
der Seriennummer 11/066,902, Anwaltsaktenzeichen I331.190.101, mit dem
Titel "Automatische
Brennpunktrückkopplung für ein optisches
Lithographiewerkzeug";
der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 11/067,191, Anwaltsaktenzeichen
I331.191.101, mit dem Titel "Optimierung
von Lichtweggleichförmigkeit
in Untersuchungssystemen";
der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 11/066,913, Anwaltsaktenzeichen I331.192.101,
mit dem Titel "Optimierung
von Brennpunktebenen-Anpassungsfunktionen für ein Bildfeld auf einem Substrat"; der US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 11/065,931, Anwaltsaktenzeichen I331.201.101,
mit dem Titel "Lauf-zu-Lauf-Steuerung für Linsenaberrationen"; alle eingereicht
am 25. Februar 2005 und hierin durch Bezugnahme eingegliedert.
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Hintergrund
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Prozess-
und Produktausbeute in optischen Lithographieabbildungsprozessen
sind direkt abhängig
von der Gleichförmigkeit
der kritischen Dimensionen (CD). Die CD-Gleichförmigkeit hängt von verschiedenen Prozessen
während
des optischen Lithographieprozesses ab, wie z.B. Abbildung, Ätzung und
Abscheidung. Bei dem Lithographieprozess gibt es verschiedene Faktoren,
welche die CD-Gleichförmigkeit
auf einem Wafer beeinflussen, wie z.B. Retikelgleichförmigkeit,
Schlitzgleichförmigkeit,
Waferebenheit, Linsenaberrationen und Abbildungs-Brennpunkt. Typischerweise werden diese
Faktoren individuell unter Verwendung von verschiedenen Tests geprüft, welche
zeitaufwändig
sein können,
welche eine spezielle Hardware zur Durchführung erfordern und/oder welche
Techniker erfordern, die ein spezielles Training zur Durchführung der
Tests unterlaufen haben.
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Typische
Verfahren zum Bestimmen der Parameter eines Belichtungswerkzeugs,
wie z.B. Probenrichtungseffekte, Feldattribute und Linsenaberrationen,
können
nicht durchgeführt
werden, ohne den normalen Fertigungsprozess am Belichtungswerkzeug
ernsthaft zu unterbrechen. Zusätzlich
scheitern die typischen Verfahren daran, die großen Datenmengen, die zum genauen
und präzisen
Bestimmen der Parameter erforderlich sind, effizient und effektiv zu
organisieren und zu analysieren.
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Üblicherweise
haben Projektionslinsen für Belichtungswerkzeuge
in der Halbleiterindustrie einstellbare Linsenelemente zum Korrigieren
von Linsenaberrationen. Die Korrektur von Linsenaberrationen kann
manchen Werkzeugen durch Einstellen der Position und Verkippen von
Elementen innerhalb des Linsensystems durchgeführt werden. Die Werkzeuglieferanten
justieren üblicherweise
die Linsenelemente während
der Kalibration der Belichtungswerkzeuge. Die Mehrheit der Kalibrationsprozeduren
erfordert einen speziell ausgebildeten Service- oder Wartungs-Ingenieur
sowie spezielle Hardware zur Durchführung. Zusätzlich sind die Kalibrationsprozeduren üblicherweise
zeitaufwändig
und erfordern eine signifikante Stillstandszeit des Belichtungswerkzeugs.
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Ein
typisches Linsensystem enthält
viele Linsenelemente. Aberrationen in einem Linsensystem können sich
mit der Zeit aufgrund der Alterung der Linsensystemmaterialien,
Umgebungseffekte oder der Nichtlinearität der Steueralgorithmen, welche
zur Einstellung des Linsensystems verwendet werden, ändern. Beispielsweise
hat jede Linse eine ihr zugeordnete Erwärmungskurve, so dass sich mit
Erwärmung
der Linse aufgrund der Umgebungsbedingungen oder aufgrund der Verwendung
der Linse während
Belichtungen die effektive Brennpunktlänge (bzw. Brennweite) der Linsen ändert. Der
Luftdruck hat ebenfalls einen vorhersehbaren Einfluss auf die Linsenelemente und
ihre Brennpunktwerte. Aberrationen in dem Linsensystem können sich
ebenfalls aufgrund von Wartungsereignissen oder anderen mechanischen
Einflüssen,
wie z.B. Transport, verändern.
Steueralgorithmen in den Belichtungswerkzeugen werden typischerweise
zum Einstellen von einem oder mehreren Linsenelementen verwendet,
um gemessene externe Einflüsse
oder interne Einflüsse zu
kompensieren.
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Die
CD-Steuerung und Bildintegrität
der Vorrichtungsschichten ist eine direkte Funktion von verschiedenen
Komponenten einschließlich
Dosis und Brennpunkt des Belichtungswerkzeugs. Üblicherweise ist die Dosisrückkopplung
ein aktiver Lauf-zu-Lauf-Steuerparameter.
Ein Brennpunktrückkopplung
jedoch ist üblicherweise
bisher kein aktiver Lauf-zu-Lauf-Steuerparameter. Üblicherweise
wird die optimale Brennpunkteinstellung für jegliche vorgegebene Produkt/Werkzeug/Schicht/Retikel-Kontextwertkombination
bei der Kontextkonzeption bestimmt und während der Lebensdauer des Produktes verwendet.
In dem Fall, dass ein Eingriff in das Werkzeug erfolgt und der Grundlinienbrennpunkt
des Werkzeugs verloren oder verändert
wird, wird der Prozess-Sollwert für jeden Kontextwert wiederhergestellt.
Typische Ex-situ-Werkzeugbrennpunkt-Überwachungstechniken haben
die Genauigkeit und Präzision
zur Substantiierung von Produktprozess-Sollwertänderungen basierend auf gemessenen
Brennpunktwerten nicht gezeigt. Diese Techniken werden typischerweise
nur zum Überwachen
durch Liefern von Anzeigen hinsichtlich offensichtlicher großer Brennpunktabweichungen
verwendet.
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Der
Brennpunkt wird üblicherweise über eine explizite
Kontextwertsteuerung gesteuert. Der beste BrenNpunktprozesspunkt
wird typischerweise bestimmt durch Evaluierung von Brennpunkt-Belichtungsprozessfenstern
zur Zeit einer Einführung
eines neuen Kontextes. Dieser beste Brennpunktprozesswert wird dann
während
der Lebensdauer des gesamten Kontextwertes verwendet. Ein Nachteil
dieses Prozesses besteht darin, dass kein Prozess verfügbar ist
zur Rücksetzung
der Brennpunktwer te in Gegenwart von Grundlinien-Brennpunktverschiebungen
des Werkzeugs oder zum Korrigieren von unkompensiertem Brennpunktdriften
im Belichtungswerkzeug. Im Fall einer großen Änderung des Werkzeugbrennpunkt
gibt es kein direktes Verfahren zum Anlegen der neuen Einstellung
an die Kontextdaten.
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Brennpunktversätze von
einem Belichtungswerkzeug, welche in das Produkt induziert werden als
Resultat der Unfähigkeit
von In-situ-Brennpunktsensorsystemen zur Messung der Substratrandbildfelder
und großer
Brennpunktänderungsraten
von topologischen Merkmalen können
in signifikanten Prozess- und Produktausbeuteverlusten aufgrund schlechter
Brennpunktebenenbestimmung und -anpassung resultieren. Typischerweise
haben Belichtungswerkzeuge signifikante Probleme bei der Bestimmung
von Brennpunktbildebenen am Rand des Chips oder über abgetrennter Topographie.
Typische Belichtungswerkzeuge benötigen einige Anpassungsfunktionen
von Nachbarfeldern oder einen teilweisen Systemstillstand zur Verhinderung,
dass fehlerhafte Daten in den Anpassungsfunktionen verwendet werden.
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Dunkelfeld-Mikroskopie
und -Inspektion sind grundlegende Techniken der Inspektion in vielen
Industriebereichen. Es gibt verschiedene Komponenten der Inspektionswerkzeug-Hardware, welche
zur Beleuchtung der Probe bei der Dunkelfeld-Inspektion beitragen,
wie z.B. die Beleuchtungsquelle selbst, die Strahlliefer-Hardware,
die Dunkelfeldsplitter-Hardware,
das Linsenobjektiv-Design und der Kameraadapter. Jede dieser Komponenten
spielt eine signifikante Rolle bei der Beleuchtung der Probe und
der Sammlung des Dunkelfeldbildes, welches aus der Probe gebildet
wird. Typische Verfahren bieten Beleuchtungsgleichförmigkeitsmessungen
entlang der kartesischen x- und y-Achse. Dies reicht nicht aus. Beleuchtungsgleichförmigkeitsmessungen
entlang der kartesischen x- und
y-Achse ermöglichen
nicht die Untersuchung des gesamten Umfanges der Systempupillen
in azimutalen Inkrementen.
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Zusammenfassung
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schafft ein System zum Analysieren von
Bildern einer Blaze-Phasengitter-Probe.
Das System enthält
eine Schnittstelle, die konfiguriert ist zum Empfangen von Bildern
von Probenpunkten einer Blaze-Phasengitter-Probe, die durch ein
Inspektionssystem erhältlich
ist, einen Speicher zum Speichern der Bilder und einen Prozessor.
Jedes Bild ist benannt gemäß einem
sequenziellen Namensprotokoll, welches jedes Bild einem Ort auf
der Blaze-Phasengitter-Probe zuordnet. Der Prozessor ist konfiguriert zum
Laden der Bilder aus dem Speicher, Umwandeln der Bilddaten für jeden
Probenpunkt in Intensitätswerte
pixelweise, Bestimmen eines besten Brennpunkts azimutweise für jeden
Probenpunkt basierend auf den Intensitätswerten und Berechnen von
Parametern aus der Blaze-Phasengitter-Probe basierend auf dem besten
Brennpunkt azimutweise für
jeden Probenpunkt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden durch Bezugnahme auf
die nachstehenden Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen skalieren
nicht notwendigerweise relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen
bezeichnen entsprechende ähnliche
Bestandteile.
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1 ist
ein Blockdiagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines optischen
Lithographie- und Inspektionssystems.
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2 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Belichtungswerkzeuges
einer optischen Lithographiezelle.
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3 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Inspektionssystems.
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4 ist
ein Blockdiagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Analysesystems
zum Analysieren von Bildern von Blaze-Phasengitter-Proben (BPG).
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5A ist
ein schematisches Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
der Erzeugung einer BPG-Probe unter Verwendung eines idealen BPG-Retikels.
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5B ist
eine Querschnittsansicht eines Beleuchtungsbilds, aufgenommen mit
dem idealen BPG-Retikel, das in 5A illustriert
ist.
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6A ist
ein schematisches Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
der Erzeugung einer BPG-Probe unter Verwendung eines relativ einfach
hergestellten BPG-Retikels.
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6B ist
eine Querschnittsansicht eines Beleuchtungsbilds, aufgenommen mit
dem relativ leicht hergestellten BPG-Retikel, das in 6A illustriert
ist.
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7 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform einer Anordnung
von Blaze-Phasengittern.
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8 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform einer Pupille eines
Linsensystems.
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9A–9P sind
Bilder zum Illustrieren von Ausführungsformenformen
von Bereichen einer BPG-Probe, die durch ein Belichtungswerkzeug
unter Verwendung eines Retikels einschließlich der Anordnung von Blaze-Phasengittern
erzeugt worden ist.
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10 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Belichtungsfeldlayouts zum
Erzeugen einer BPG-Probe in einem Belichtungswerkzeug.
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11A ist ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Belichtungsfelds.
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11B ist ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
von Probenbereichen für
ein Belichtungsfeld.
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12 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Bildlayouts
für einen
Probenpunkt, das unter Verwendung einer Anordnung von Blaze-Phasengittern erzeugt
worden ist.
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13 ist
ein Bild, das durch ein Inspektionssystem erhalten worden ist, zum
Illustrieren einer Ausführungsform
eines Probenpunkts.
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14 ist
ein Flussdiagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Verfahrens
zum Analysieren von Bildern von Probenpunkten einer BPG-Probe zum
Bestimmen von Parametern für
ein Belichtungswerkzeug und/oder Inspektionssystem.
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15 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens zum Optimieren einer Lichtweggleichförmigkeit
in einem Defektinspektionssystem.
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16 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens zum Steuern von Linsensystem-Aberrationen von Lauf
zu Lauf.
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17 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens zum automatischen Einstellen des Brennpunkts eines
Belichtungswerkzeugs.
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18 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Produktaufnahmeplans.
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19 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform einer mathematischen
Darstellung der besten Brennpunktwerte probenpunktweise über eine
Blaze-Phasengitter-Probe, erzeugt unter Verwendung des Produktaufnahmeplans
von 18.
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20 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens zum Optimieren der Brennpunktebenen-Anpassungsfunktionen
für ein
Bildfeld auf einem Substrat.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 ist
ein Blockdiagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines optischen
Lithographie- und Inspektionssystems 100. Das optische
Lithographie- und Inspektionssystem 100 umfasst eine Lithographiezelle 102,
ein Inspektionssystem 104 und ein Analysesystem 110.
Das Inspektionssystem 104 ist kommunikativ mit einem Analysesystem 110 über eine
Kommunikationsverbindung 108 verbunden. Die Lithographiezelle 102 umfasst
ein Belichtungswerkzeug, ein Lackbeschichtungswerkzeug, ein Entwicklungsverarbeitungswerkzeug
und/oder weitere geeignete Werkzeuge, welche zur Durchführung optischer
Lithographie an Halbleiterwafern verwendet werden. Das Inspektionssystem 104 umfasst
ein Mikroskop oder ein anderes geeignetes Inspektionswerkzeug zum
Inspizieren von Halbleiterwafern. Das Analysesystem 110 empfängt Inspektionsdaten
für einen
inspizierten Halbleiterwafer vom Inspektionssystem 104 und
analysiert die Inspektionsdaten. Bei einer Ausführungsform ist das Analysesystem 110 Teil
des Inspektionssystems 104.
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Bei
einer Ausführungsform
ist das optische Lithographie- und Inspektionssystem 100 derart
konfiguriert, dass es Blaze-Phasengitter-(BPG-)Proben 106 erzeugt,
inspiziert und analy siert, um Parameter eines Belichtungswerkzeugs
des Lithographiesystems 102 zu erhalten und/oder um Parameter
des Inspektionssystems 104 zu erhalten. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung wird eine BPG-Probe 106 periodisch durch
ein Belichtungswerkzeug in der Lithographiezelle 102 erzeugt.
Die BPG-Probe 106 wird in dem Belichtungswerkzeug unter
Verwendung eines Retikels erzeugt, welches Blaze-Phasengitter zum
Erzeugen asymmetrischer Spektren aufweist, das radiale und azimutale
Proben der Pupille des Belichtungswerkzeugs ermöglicht, wie detaillierter nachstehend
in der ausführlichen
Beschreibung erläutert.
Die radialen Proben werden erhalten durch Variieren des Abstands
oder der Periode des Gitters des Blaze-Phasengitters, und die azimutalen
Proben wird erreicht durch Vorsehen unterschiedlicher Winkelorientierungen
des Blaze-Phasengitters auf dem Retikel. Das Retikel einschließlich des
Blaze-Phasengitters, welches zur radialen und azimutalen Probe der
Pupille des Belichtungswerkzeuges konfiguriert ist, wird bei verschiedenen
Brennpunktschritten belichtet. Nach der Belichtung enthält die BPG-Probe 106 eine
Mehrzahl von im Photolack gebildeten Gittern mit asymmetrischem
Relief, welche mit Belichtungswerkzeug-Parametern korrelieren.
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Die
BPG-Probe 106 wird an das Inspektionssystem 104 geliefert,
um Bilder zu sammeln. Das Inspektionssystem 104 erhält Bilder
der BPG-Probe 106 an einer Mehrzahl von Probenpunkten.
Jedes Bild von jedem Probenpunkt enthält ein Reliefgitter der BPG-Probe 106,
erzeugt durch eine jeweilige der Winkelorientierungen des Blaze-Phasengitters
des Retikels bei einem jeweiligen der Brennpunktschritte. Die Bilder
werden an das Analysesystem 110 weitergeleitet. Das Analysesystem 110 analysiert
die Bilder zur Bestimmung der Parameter des Belichtungswerkzeugs
der Lithographiezelle 102 und/oder zur Bestimmung der Parameter
des Inspektionssystems 104. Für das Belichtungswerkzeug kann
das Analysesystem 110 die Probenrichtungsparameter, die Feldattributparameter,
wie z.B. Brennpunkt, isofokale Abweichung (IFD), Verkippung um x
oder x- Verkippung
(RX) und Verkippung um y oder y-Verkippung (RY), Bereich, und/oder
die Linsensystemaberrationen, wie z.B. Verkippung, Koma, Astigmatismus, sphärische,
dreifache, vierfache und fünffache
Aberrationen bestimmen. Für
das Inspektionssystem 104 kann das Analysesystem 110 Beleuchtungsparameter
bestimmen.
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2 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Belichtungswerkzeugs 120 der
Lithographiezelle 102. Die Lithographiezelle 102 enthält das Beleuchtungswerkzeug 120 und
einen Controller 124. Das Beleuchtungswerkzeug 120 ist kommunikativ
mit dem Controller 124 über
die Kommunikationsverbindung 122 verbunden. Bei einer Ausführungsform
enthält
das Beleuchtungswerkzeug 120 eine Beleuchtungsquelle 126,
ein Beleuchtungsquellen-Linsensystem 128, einen ersten
Spiegel 130, einen zweiten Spiegel 132, ein Retikel 134,
ein Linsensystem 136, Brennpunktsensoren 146 und
eine Auflageeinrichtung 140. Bei weiteren Ausführungsformen
enthält
das Belichtungswerkzeug 120 weitere Komponenten. Eine Probe 138 wird
auf die Auflageeinrichtung 140 zur Belichtung platziert.
Bei einer Ausführungsform
wird das Belichtungswerkzeug 120 verwendet, um eine BPG-Probe 106 zu
erzeugen.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Belichtungswerkzeug 120 ein
Stepper-Belichtungswerkzeug, bei dem das Belichtungswerkzeug 120 einen
kleinen Bereich der Probe 138 auf einmal belichtet und
dann zu einem neuen Ort der Probe 138 steppt, um die Belichtung
zu wiederholen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das
Belichtungswerkzeug 120 ein Scanner, bei dem das Retikel 134 und
die Probe 138 über
das Feld des Linsensystems 136, welches das Bild des Retikels 134 auf
die Probe 138 projiziert, gescannt werden. Bei einer weiteren
Ausführungsform
ist das Belichtungswerkzeug 120 ein Step- und Scan-Belichtungswerkzeug,
welches die Scan-Bewegung eines Scanners und die Step-Bewegung eines
Steppers kombiniert. Unabhängig
vom verwendeten Verfahren belichtet das Belichtungswerkzeug 120 die
Probe 138.
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Bei
einer Ausführungsform
enthält
die Beleuchtungsquelle 126 einen Argonfluorid-(ArF-)Excimerlaser
mit 193 nm Wellenlänge,
einen Kryptonfluorid-(KrF-)Excimerlaser mit 248 nm Wellenlänge oder
eine andere geeignete Lichtquelle. Die Beleuchtungsquelle 126 liefert
Licht an das Beleuchtungsquellen-Linsensystem 128 auf einem
optischen Weg 142. Das Beleuchtungsquellen-Linsensystem 128 filtert,
konditioniert und richtet das Licht von der Beleuchtungsquelle 126 aus,
um das Licht zum ersten Spiegel 130 auf dem optischen Weg 142 zu
liefern. Der erste Spiegel 130 reflektiert das Licht auf
dem optischen Weg 142 zum zweiten Spiegel 132.
Der zweite Spiegel 132 reflektiert das Licht auf dem optischen
Weg 142 zum Retikel 134. Bei einer Ausführungsform
enthalten der erste Spiegel 130 und der zweite Spiegel 132 weitere
optische Komponenten zum weiteren Konditionieren oder Ausrichten
des Lichts auf dem optischen Weg 142.
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Das
Retikel 134 enthält
ein Bild zur Projektion auf die Probe 138 auf der Auflageeinrichtung 140. Das
Retikel 134 ist eine Glas- oder Quarzplatte mit codierten
Informationen in Form einer Variation des Durchlassvermögens und/oder
der Phase in Bezug auf die Merkmale, die auf die Probe 138 zu
drucken sind. Bei einer Ausführungsform
ist das Retikel 134 ein BPG-Retikel zum Erzeugen eines Gitters mit asymmetrischem
Relief auf der Probe 138 zum Evaluieren des Belichtungswerkzeugs 120.
Das Linsensystem 136 fokussiert das Licht auf dem optischen Weg 142 vom
Retikel 134 auf die Probe 138 zum Schreiben auf
der Probe 138. Bei einer Ausführungsform enthält das Linsensystem 136 eine
Mehrzahl von Linsenelementen 144, die derart eingestellt
werden können,
dass sie den Brennpunkt, Linsenaberrationen und weitere Parameter
zur Aufrechterhaltung der Gleichförmigkeit der kritischen Dimension
(CD) korrigieren. Die Brennpunktsensoren 146 stellen die Brennpunktebene
während
der Belichtung der Probe 138 ein, um den Brennpunkt ansprechend
auf Änderungen
in der Topographie der Probe 138 aufrechtzuerhalten.
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Die
Auflageeinrichtung 140 hält die Probe 138 zur
Belichtung. Die Auflageeinrichtung 140 und/oder das Retikel 134 werden
relativ zum Linsensystem 136 zum Belichten von Bereichen
der Probe 138 in Abhängigkeit
davon positioniert, ob das Belichtungswerkzeug 120 ein
Stepper, Scanner oder ein Step- und Scan-Belichtungswerkzeug ist.
Der Controller 124 steuert den Betrieb des Belichtungswerkzeugs 120.
Bei einer Ausführungsform
steuert der Controller 124 die Position von und/oder stellt
die Beleuchtungsquelle 126, das Beleuchtungsquellen-Linsensystem 128,
den ersten Spiegel 130, den zweiten Spiegel 132,
das Retikel 134, das Linsensystem 136 und die
Aufnahmeeinrichtung 140 zur Belichtung der Probe 138.
Bei einer Ausführungsform steuert
der Controller 124 das Belichtungswerkzeug 120 zum
Belichten der Probe 138 unter Verwendung eines BPG-Retikels
als Retikel 134 zur Erzeugung einer BPG-Probe 106 zum
Evaluieren des Belichtungswerkzeugs 120.
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Bei
einer Ausführungsform
werden Brennpunktsensoren 146 verwendet, um Reliefmessungen der
BPG-Probe 106 anstatt der Bilder der BPG-Probe 106,
welche durch das Inspektionssystem 104 erhalten werden,
zu erlangen. Bei dieser Ausführungsform wird
die reflektierte Intensität
der BPG-Probe 106 bestimmt als Funktion der Probenprozessparameter. Die
Daten der reflektierten Intensität
liefern Daten ähnlich
den Daten, die von Bildern der BPG-Probe 106 erhalten werden.
Die Daten der reflektierten Intensität werden auf ähnliche
Art und Weise analysiert wie die Bilddaten, um Parameter des Belichtungswerkzeugs 120 zu
bestimmen.
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3 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform des Inspektionssystems 104.
Bei einer Ausführungsform
ist das Inspektionssystem 104 ein Mikroskop oder ein anderes
geeignetes Inspektionswerkzeug. Das Inspektionssystem 104 enthält einen
Controller 150, ein Abbildungssystem 156, ein Linsensystem 158,
eine Beleuchtungsquelle 170, Beleuchtungsstrahl-Lenkkomponenten 160 und 162, ein
Objektiv 164 und eine Auflageeinrichtung 168. Bei
einer Ausführungsform
ist der Controller 150 elektrisch mit dem Abbildungssystem 156,
dem Linsensystem 158, den Strahl-Lenkkomponenten 160 und 162 und
dem Objektiv 164 über
eine Kommunikationsverbindung 152 und mit der Auflageeinrichtung 168 über ein
Kommunikationsverbindung 154 elektrisch verbunden. Eine
zu inspizierende Probe 166 wird auf die Auflageeinrichtung 168 gesetzt.
Bei einer Ausführungsform
ist die Probe 166 eine BPG-Probe 106.
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Bei
einer Ausführungsform
enthält
das Abbildungssystem 156 eine Charge-Coupled Device-(CCD-)Kamera,
eine Abbildungsvorrichtung mit einem komplementären Metalloxid-Halbleiter (CMOS)
oder eine andere geeignete Vorrichtung, welche in der Lage ist,
Bilder der Probe 166 zu erhalten. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung erhält das
Abbildungssystem 156 Daten von Farbbildern, wie z.B. RGB,
YIQ, HSV oder YCbCr, der Probe 166. Bei einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung erhält
das Abbildungssystem 156 Daten von grauskaligen Bildern
der Probe 166. Bei einer Ausführungsform haben die Bilder
480 × 640
Pixel oder eine andere geeignete Auflösung. Die Bilder werden im JPEG,
TIF, Bitmap oder einem anderen Dateiformat gespeichert. Das Linsensystem 158 fokussiert
Bilder der Probe 166 zur Aufnahme durch das Abbildungssystem 156.
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Das
Objektiv 164 vergrößert den
Bereich der Probe 166, der unter Inspektion steht. Die
Beleuchtungsquelle 170 liefert Licht entlang des optischen Weges 172,
um die Probe 166 zu beleuchten. In einer Ausführungsform
liefert die Beleuchtungsquelle 170 tief ultraviolettes
(DW-)Licht zum Beleuchten der Probe 166. Eine DUV-Beleuchtungsquelle
dient zum Optimieren der Beleuchtungswellenlänge des Inspektionssystems 104 für eine erhöhte Messempfindlichkeit
und -genauigkeit der BPG-Probe 106. Die Beleuchtungswellenlänge des
Inspektionssystems 104 kann ebenfalls derart optimiert
werden, dass sie an die optischen Parameter des BPG-Photolacks oder
BPG-Oberflächenmaterialien
angepasst ist.
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Die
Beleuchtungsstrahl-Lenkkomponenten 160 und 162 lenken
das Licht von der Beleuchtungsquelle 170 zur Probe 166 entweder
in einem Dunkelfeld-Inspektionsmodus oder in einem Hellfeld-Inspektionsmodus.
Im Dunkelfeld-Inspektionsmodus trifft das Licht zum Beleuchten der
Probe 166 unter einem derartigen Winkel auf die Probe 166,
dass nur von Merkmalen der Probe 166 reflektiertes oder
gebrochenes Licht in das Objektiv 164 tritt. Bei der illustrierten
Ausführungsform
lenken die Beleuchtungsstrahl-Lenkkomponenten 160 und 162 das
Licht in einem Dunkelfeld-Inspektionsmodus, wie durch den optischen
Weg 172 angedeutet. von der Probe 166 reflektiertes
Licht wird, wie durch den optischen Weg 174 angedeutet,
durch das Objektiv 164, das Linsensystem 158 und
das Abbildungssystem 156 gesammelt, um Bilder der Probe 166 zu
erhalten. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Inspektionssystem 104 in
einem Hellfeld-Inspektionsmodus konfiguriert. Bei einer Ausführungsform
wird die Probe 166 in dem Hellfeld-Inspektionsmodus direkt
von oberhalb durch Lenken des Lichts von der Beleuchtungsquelle 170 durch
das Zentrum des Objektivs 164 unter Verwendung eines Strahlteilers
der Beleuchtungsstrahl-Lenkkomponente 160 beleuchtet. Bei
anderen Ausführungsformen
enthalten die Beleuchtungsstrahl-Lenkkomponenten 160 und 162 jede
Anzeige geeigneter Komponenten zum Lenken von Licht von der Beleuchtungsquelle 170 zu
der Probe 166 entweder in einem Dunkelfeld-Inspektionsmodus
oder in einem Hellfeld-Inspektionsmodus, wie z.B. Spiegel, Prismen,
Strahlteiler, etc.
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Die
Auflageeinrichtung 168 positioniert die Probe 166 relativ
zum Objektiv 164 zum Erhalten von Bildern von Bereichen
der Probe 166. Bei einer Ausführungsform wird die Auflageeinrichtung 168 relativ zum
Objektiv 164 in der horizontalen x- und y-Richtung bewegt,
um Bereiche der Probe 166 zur Inspektion auszuwählen, und
in der vertikalen z-Richtung bewegt, um den Brennpunkt des Inspektionssystems 104 einzustellen.
Bei wei teren Ausführungsformen sind
das Objektiv 164, die Beleuchtungsstrahl-Lenkkomponenten 160 und 162,
das Linsensystem 158 und/oder das Abbildungssystem 156 relativ
zur Probe 166 positioniert, um Bereiche der Probe 166 zur Inspektion
und zur Einstellung des Brennpunkts des Inspektionssystems 104 auszuwählen.
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Der
Controller 150 steuert den Betrieb des Inspektionssystems 104.
Der Controller 150 steuert die Position der Auflageeinrichtung 168 relativ
zum Objektiv 164 und die Position oder die Einstellung
der Beleuchtungsstrahl-Lenkkomponenten 160 und 162, des
Linsensystems 158 und der Abbildungsvorrichtung 156.
Der Controller 150 empfängt
Bilder der Probe 166 von der Abbildungsvorrichtung 156 über die Kommunikationsverbindung 152.
Bei einer weiteren Ausführungsform
analysiert der Controller 150 die Bilder und gibt die Analyseresultate
aus. Bei einer weiteren Ausführungsform
liefert der Controller 150 die Bilder an das Analysesystem 110,
welches die Analyse durchführt
und die Analyseresultate ausgibt.
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Das
Inspektionssystem 104 ist derart konfiguriert, dass es
eine Mehrzahl von Bildern der Probe 166 an vorher definierten
Orten sammelt. Bei einer Ausführung
sammelt das Inspektionssystem 104 Bilder der BPG-Probe 106 an
einer Vielzahl von Probenpunkten zum Analysieren der Bilder, um
die Parameter des Beleuchtungswerkzeugs 120 und/oder des
Inspektionssystems 104 zu bestimmen. Eine Datei in einem
geeigneten Dateiformat wird verwendet, um die Orte der Probenpunkte
der BPG-Probe 106 zu beschreiben. Der Controller 150 benutzt
die Datei zum Steuern des Inspektionssystems 104 an die
Probenpunktorte und zum Sammeln eines Bildes von jedem der Probenpunktorte.
Die Probenpunktorte der BPG-Probe 106 sind relativ zueinander
definiert und/oder relativ zu einem absoluten Ort auf der BPG-Probe 106.
Bei einer Ausführungsform
enthält die
Datei einen relativ kleinen Probensatz, wie z.B. 88 Probenpunktorte
pro Beleuchtungsfeld. Bei anderen Ausführungsformen enthält die Datei
eine große Anzahl
von Probenpunktorten, wie z.B. Hun derte von Probenpunktorten pro
Aufnahmefeld oder Tausende von Probenpunktorten pro Wafer.
-
Das
Inspektionssystem 104 erhält ein Bild der BPG-Probe 106 an
jedem vordefinierten Probenpunktort. Bei einer Ausführungsform
wird jedem Bild ein eindeutiger Name zugeordnet, einschließlich eines
sequenziell inkrementierten variablen Zeichensatzes. Jedes Bild,
welches durch den eindeutigen variablen Zeichensatz identifiziert
ist, wird dem bestimmten vordefinierten Probenpunktort auf der BPG-Probe 106 zugeordnet.
Das Inspektionssystem 104 erhält die Bilder an den vordefinierten
Probenpunktorten in sequenzieller Reihenfolge oder in irgendeiner
anderen geeigneten Reihenfolge, solange der jedem Bild zugeordnete
eindeutige Name verbunden ist mit oder zugeordnet ist zu dem vordefinierten
Probenpunktort auf der BPG-Probe 106.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist das Inspektionssystem 104 ein Atomkraftmikroskop (AFM),
Streumessgerät
oder ein anderes geeignetes Profilmessgerät zum Erhalten physikalischer
Reliefmessungen der BPG-Probe 106 an dem Ort der Bilder
der BPG-Probe 106. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird das Oberflächenprofil
der BPG-Probe 106 als eine Funktion der Position bestimmt.
Die Oberflächenprofildaten
liefern Daten, die ähnlich
den Daten sind, die von den Bildern der BPG-Probe 106 erhalten
werden. Die Oberflächenprofildaten
werden in einer ähnlichen
Art und Weise analysiert wie die Bilddaten, um die Parameter des Belichtungswerkzeugs 120 zu
bestimmen.
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4 ist
ein Blockdiagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform des Analysesystems 110 zum Analysieren
von Bildern der Probenpunkte der BPG-Probe 106. Bei einer
Ausführungsform
enthält das
Analysesystem 110 einen Prozessor 180, einen Speicher 182,
eine Netzwerkschnittstelle 190 und eine Benutzerschnittstelle 192.
Bei einer Ausführungsform
beinhaltet der Speicher 182 einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 184,
einen Schreib-/Lesespeicher (RAM) 186 und einen Anwendungs-/Daten speicher 188.
Die Netzwerkschnittstelle 190 ist kommunikativ mit einem
Netzwerk über
eine Kommunikationsverbindung 194 verbunden.
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Das
Analysesystem 110 führt
ein Anwendungsprogramm aus zum Analysieren von Bildern von Probenpunkten
auf der BPG-Probe 106, welches durch das Inspektionssystem 104 erhalten
wird. Die Bilder der Probenpunkte der BPG-Probe 106 werden im
Anwendungs-/Datenspeicher 188 oder irgendeinem anderen
computerlesbaren Medium gespeichert. Zusätzlich wird das Anwendungsprogramm von
dem Anwendungs-/Datenspeicher 188 oder irgendeinem anderen
computerlesbaren Medium geladen.
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Der
Prozessor 180 führt
Befehle und Anweisungen zum Analysieren der Bilder der Probenpunkte
der BPG-Probe 106 vom Inspektionssystem 104 aus.
Bei einer Ausführungsform
speichert das ROM 184 das Betriebssystem für das Analysesystem 110, und
das RAM 186 speichert zeitweilig die Bilder der Probenpunkte
der BPG-Probe, welche analysiert wird, sowie weitere Anwendungsdaten
und Anweisungen zum Analysieren der Bilder.
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Die
Netzwerkschnittstelle 190 kommuniziert mit einem Netzwerk
zum Leiten von Daten zwischen dem Analysesystem 110 und
weiteren Systemen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Netzwerkschnittstelle 190 eine
Kommunikationsverbindung 108 zur Kommunikation mit dem
Inspektionssystem 104. Bei einer Ausführungsform kommuniziert die
Netzwerkschnittstelle 190 unter Verwendung eines SECS/GEM-Protokolls,
eines Maschinenmanagerprotokolls, eines Prozessjobmanagerprotokolls
oder eines anderen geeigneten Maschinennachrichtenprotokolls. Die
Benutzerschnittstelle 192 bietet eine Schnittstelle zum
Analysesystem 110 für
Benutzer zur Konfigurierung, zum Betreiben und zum Durchsehen und/oder
gibt Resultate vom Analysesystem 110 aus. Bei einer Ausführungsform
enthält
die Benutzerschnittstelle 192 eine Tastatur, einen Monitor,
eine Maus und/oder irgendeine andere geeignete Eingabe- oder Ausgabevorrichtung.
-
Der
Speicher 182 kann einen Hauptspeicher, wie z.B. ein RAM 186,
oder eine andere dynamische Speichervorrichtung enthalten. Der Speicher 182 kann
ebenfalls eine statische Speichervorrichtung als Anwendungs-/Datenspeicher 188,
wie z.B. eine magnetische Disk oder eine optische Disk, enthalten. Der
Speicher 182 speichert von dem Prozessor 180 auszuführende Informationen
und Anweisungen. Zusätzlich
speichert der Speicher 182 Bilder von Probenpunkten der
BPG-Probe 106 vom Inspektionssystem 104 und weitere
Daten, wie z.B. Resultate, für das
Analysesystem 110. Ein oder mehrere Prozessoren in einer
Mehrprozessoranordnung können
ebenfalls verwendet werden zur Ausführung einer Sequenz von Anweisungen,
welche im Speicher 182 enthalten sind. Bei anderen Ausführungsformen kann
eine hartverdrahtete Schaltungsanordnung verwendet werden anstelle
von oder in Kombination mit Software-Anweisungen zur Implementierung
des Analysesystems 110. Somit sind die Ausführungsformen
des Analysesystems 110 nicht auf irgendeine spezifische
Kombination einer Hardware-Schaltungsanordnung und Software begrenzt.
-
Der
Ausdruck "computerlesbares
Medium", wie hierin
verwendet, bezieht sich auf ein beliebiges Medium, welches teilhat
an der Bereitstellung von Anweisungen zur Ausführung an den Prozessor 180 oder
Daten für
den Prozessor 180. Solch ein Medium kann viele Formen annehmen,
beispielsweise einschließlich
nichtflüchtiger
Medien, flüchtiger
Medien und Übertragungsmedien.
Nichtflüchtige
Medien enthalten beispielsweise optische und magnetische Platten.
Flüchtige
Medien enthalten dynamische Speicher. Übertragungsmedien enthalten
Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik. Übertragungsmedien können ebenfalls
die Form akustischer oder Lichtwellen annehmen, wie z.B. diejenigen,
die während Radiofrequenz-(RF-)
und Infrarot-(IR-)Datenkommunikationen erzeugt werden. Übliche Formen
von computerlesbaren Medien enthalten beispielsweise eine Floppy-Disk,
eine flexible Disk, eine Hard-Disk, ein Magnetband, irgendwelche
anderen magnetischen Media, eine CD-ROM, eine DVD, irgendein anderes
optisches Medium, eine RAM, einen programmierbaren Nur-Lese-Speicher
(PROM), einen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM)
und einen elektrisch löschbaren,
programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), irgendeinen anderen
Speicherchip oder irgendeine andere Speicherkartusche oder irgendein
anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
-
Bei
einer Ausführungsform
wird die Analyse der Bilder der Probenpunkte der BPG-Probe 106 durch
das Analysesystem 110 automatisch initiiert, wenn die Bilder
durch das Inspektionssystem 104 oder manuell von einem
Benutzer erhalten werden. Die Resultate werden automatisch berichtet
oder für eine
spätere
Durchsicht für
einen Benutzer gespeichert. Die Analyse der Bilder der Probenpunkte
der BPG-Probe 106, welche durch das Analysesystem 110 durchgeführt wird,
wird detaillierter in der detaillierten Beschreibung beschrieben.
-
5A ist
ein schematisches Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
der Erzeugung einer BPG-Probe unter Verwendung eines idealen BPG-Retikels. 5B ist
eine Querschnittsansicht eines Belichtungsbildes, aufgenommen mit
dem idealen BPG-Retikel, das in 5A illustriert
ist. Das BPG-Retikel 200 hat
ein ideales Blaze-Phasengitter 202. Ein Blaze-Phasengitter überträgt gebrochenes Licht
vorzugsweise in einer Richtung. Ein einfaches Gitter überträgt gebrochenes
Licht auf dieselbe Art und Weise auf jeder Seite der nullten Ordnung
mit Licht, das senkrecht zur Gitteroberfläche einfällt. Ein ideales Blaze-Phasengitter 200 überträgt gebrochenes
Licht in zwei Abschnitten 204 und 206. Die zwei Abschnitte
werden durch eine Linse oder ein Linsensystem 208 auf eine
Pupillenebene 210 Brennpunktsiert, um ein Beleuchtungsmuster 218 (siehe 5B)
zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform
ist die Linse 208 eine konvexe Linse oder irgendeine andere
geeignetes Linse oder irgend ein anderes Linsensystem.
-
Im
Idealfall enthält
das Beleuchtungsmuster 218 ein Zwei-Spitzenwert-Beleuchtungsbild, angedeutet
durch die Spitzenwerte 220 und 222. Das Bildmuster 218 wird
durch eine Linse oder ein Linsensystem 212 Brennpunktsiert
und auf eine Oberfläche
aus hochabsorbierendem Photolack 214 auf der Oberfläche eines
Wafers 216 gedruckt. Bei einer Ausführungsform ist die Linse 212 eine
konvexe Linse oder eine andere geeignete Linse oder ein anderes
geeignetes Linsensystem. Ein ideales Blaze-Phasengitter liefert
ein Bild mit einem sinusoidalen Relief in dem hochabsorbierenden
Photolack 214. Die Relieftiefe variiert als eine Funktion
des Brennpunkts aufgrund der Interferenzeffekte oder des Grades
der Phasenanpassung zwischen der Beugung nullter Ordnung und der
Beugung erster Ordnung. Die Relieftiefe steigt, wenn die Phasendifferenz
zwischen der Beugung nullter Ordnung und der Beugung erster Ordnung
abnimmt, um so das Bild mit dem tiefsten Relief beim beste Brennpunkt
zu erzeugen. Die Beugungseffizienz des Bildes kann aufgenommen werden
als digitales Dunkelfeldbild von dem Inspektionssystem 104 und
von dem Analysesystem 110 verarbeitet werden, um Aberrationen
der Linse oder des Linsensystems 208 und 212 zu
bestimmen. Durch Variieren der Winkelorientierungen des Beugungsgitters
werden Reliefbilder in dem Photolack 214 durch Beleuchten
verschiedener Azimute der Pupillenebene 210 gebildet. Die
Aberrationen werden durch Analysieren der Variation des Brennpunkts
bezüglich
der azimutalen Orientierung des Gitters bestimmt.
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6A ist
ein schematisches Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
der Erzeugung einer BPG-Probe unter Verwendung eines relativ leicht
hergestellten Retikels mit Blaze-Phasengitter
im Vergleich zum idealen BPG-Retikel 200.
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6B ist
eine Querschnittsansicht eines Beleuchtungsbildes, aufgenommen mit
dem relativ leicht hergestellten Blaze-Phasengitterretikel, das in 6A illustriert
ist. Das Gitterprofil des Blaze-Phasengitterretikels 300 liefert
eine Zwei-Strahl-Beleuchtung eines Bildes unter Verwendung eines
Retikels, welches leichter herzustellen ist als das ideale Baze-Phasengitterretikel 200.
Das Retikel 300 enthält ein
Profil 302, welches Licht, das durch das Retikel 300 trifft,
separiert. Bei einer Ausführungsform
ist das Retikel 300 aus demselben Material hergestellt,
das zum Drucken integrierter Schaltungsmuster verwendet wird (beispielsweise
Quarz oder irgendein anderes transparentes Material). Bei einer
Ausführungsform
ist das Retikel 300 etwa 0,25 inch dick, und die Reliefschritte
sind näherungsweise
derart dimensioniert, dass sie den erwünschten Phasenschritt ergeben.
Eine beliebige Lichtwellenlänge
kann zur Belichtung verwendet werden, wie z.B. 248 nm, 193 nm und
157 nm.
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Die
Linse oder das Linsensystem 308 Brennpunktsiert ein Bild
auf die Pupillenebene 310 (6B) als
Beleuchtungsmuster 318. Ein Zwei-Strahl-Beleuchtungsbild
wird geschaffen, wo das Bild 320 eine Beugung erster Ordnung
ist und das Bild 322 eine Beugung nullter Ordnung. Licht wird
durch die Linse oder das Linsensystem 312 Brennpunktsiert,
um ein Bild mit einem sinusoidalen Relief in den hochabsorbierenden
Photolack 314 auf der Oberfläche einer Wafers 316 zu
schaffen. Die Relieftiefe variiert als eine Funktion des Brennpunkts aufgrund
der Interferenzeffekte oder des Grades der Phasenanpassung zwischen
der Beugung nullter Ordnung und der Beugung erster Ordnung. Die
Relieftiefe steigt, wenn die Phasendifferenz zwischen der Beugung
nullter Ordnung und der Beugung erster Ordnung abnimmt, um so beim
beste Brennpunkt das Bild mit dem tiefsten Relief zu erzeugen. Bei
einer Ausführungsform
wird das gesamte sinusoidale Relief in der obersten Schicht des
Photolacks gefangen, um so nicht-optische Effekte des Bulk-Materials oder des
Substrats während
des Inspektionsprozesses einzuführen.
-
Das
Profil 302 des Retikels 300 liefert eine Zwei-Strahl-Beleuchtung
ohne Verwendung des idealen Profils 202 (5A).
Bei einer Ausführungsform enthält das Profil 302 drei
Phasenbereiche, und jeder Phasenbereich liefert Licht 90 Grad außer Phase
relativ zu einem benachbarten Bereich. Bei einer Aus führungsform
liefert ein erster Bereich eine Null-Grad-Phasenverschiebung für Licht, das relativ zu Licht,
das in das Retikel 300 einläuft, ausläuft, ein zweiter Bereich liefert
um 90 Grad phasenverschobenes Licht und ein dritter Bereich liefert
um 180 Grad phasenverschobenes Licht. Bei einer Ausführungsform
ist der zweite Bereich doppelt so breit wie der erste und dritte
Bereich. Bei einer weiteren Ausführungsform
enthält
das Profil 302 drei Bereiche mit gleichen Breiten, wobei
der erste Bereich opak ist, um den Durchlass von Licht zu blockieren,
der zweite Bereich transparent ist, um eine Null-Grad-Phasenverschiebung
für Licht
zu bieten, das ausläuft
relativ zu dem Licht, das in das Retikel 300 einläuft, und
der dritte Bereich ist ebenfalls transparent und liefert um 60 Grad
phasenverschobenes Licht. Bei anderen Ausführungsformen werden andere
Konfigurationen basierend auf der für die Evaluierung der Linse
oder des Linsensystems 308 und 312 erwünschten
Genauigkeit und Empfindlichkeit und basierend auf der Wellenlänge des
zur Belichtung verwendeten Lichts verwendet.
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Ähnlich zum
idealen Fall, der oben mit Bezug auf 5A bis 5B beschrieben
wurde, kann die Beugungseffizienz des in dem Photolack gebildeten Bildes
in diesem Fall als digitalisiertes Dunkelfeldbild durch das Inspektionssystem 104 aufgenommen werden
und durch das Analysesystem 110 verarbeitet werden, um
Aberrationen der Linse oder des Linsensystems 308 und 312 zu
bestimmen. Durch Variieren der Winkelorientierungen des Beugungsgitters werden
Reliefbilder in dem Photolack 314 durch Beleuchtung verschiedener
Azimute der Pupillenebene 310 gebildet. Die Aberrationen
werden durch Analysieren der Variationen des Brennpunkts bezüglich der
azimutalen Orientierung des Gitters analysiert.
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Ein
Blaze-Phasengitter-Profil 302, das zum Implementieren der
vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist im US-Patent Nr. 6,606,151
offenbart, welches den Titel "Gittermuster
und Ver fahren zur Bestimmung von azimutaler und radialer Aberration" trägt und welches
hierin durch Bezugnahme eingegliedert ist.
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7 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform einer Anordnung
von Blaze-Phasengittern 400. Bei einer Ausführungsform
enthält eine
Anordnung von Blaze-Phasengittern 400 16 Komponenten
mit den Bezeichnungen A-P, wie z.B. die Komponente D 402.
Jede Komponente A-P der Anordnung 400 enthält ein Blaze-Phasengitter,
wie z.B. das Gitter 302, angeordnet unter einem unterschiedlichen
Winkel zum Probenen eines unterschiedlichen Bereichs einer Pupille
eines Linsensystems. Bei einer Ausführungsform ist jede Komponente
A-P der Anordnung 400 22,5 Grad bezüglich einer benachbarten Komponente
A-P orientiert. Beispielsweise kann die Komponente A unter null
Grad orientiert sein, die Komponente B unter 22,5 Grad, die Komponente
C unter 45 Grad, die Komponente D unter 67,5 Grad usw. und die Komponente
P unter 337,5 Grad. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Anzahl
der Komponenten der Anordnung 400 und die Winkelorientierungen
der Komponenten basierend auf der Anzahl von abzutastenden Pupillenabschnitten
variieren.
-
Bei
Belichtung in einem Belichtungswerkzeug, wie z.B. dem Belichtungswerkzeug 120,
erzeugt jede Komponente A-P der Anordnung 400 ein sinusoidales
Reliefbild in dem Photolack unter der Winkelorientierung der Komponente
A-P, wie oben beschrieben mit Bezug auf 5A–6B.
Jede der Komponenten A-P der Anordnung 400 erzeugt ein
Reliefbild im Photolack durch Beleuchten eines unterschiedlichen
Azimuts der Pupille des Belichtungswerkzeugs basierend auf der Winkelorientierung.
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Die
radiale Abhängigkeit
einer Linse oder eines Linsensystems kann durch Evaluieren der Linse oder
des Linsensystems unter Verwendung verschiedener Abstände oder
Gitterperioden für
die Komponenten A-P der Anordnung von Blaze-Phasengittern
400 bestimmt
werden. Der Ort des Strahls erster Ordnung hängt von der Gitterperiode folgendermaßen ab:
wobei:
- x
- = Position des Strahls
erster Ordnung in Einheiten von NA;
- λ
- = Lichtwellenlänge; und
- NA
- = numerische Apertur
des Linsensystems.
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Durch
Variieren der Gitterperiode kann Information über die Radialkomponenten der
Aberrationen für
eine bestimmte Linse oder ein bestimmtes Linsensystem erhalten und
evaluiert werden. Eine größere Gitterperiode
verursacht, dass Licht um einen kleineren Winkel gebeugt wird und
deshalb die Pupille näher
zur nullten Ordnung, dem ungebeugten Strahl, beleuchtet. Eine kleinere
Gitterperiode verursacht, dass Licht um einen größeren Winkel gebeugt wird und
deshalb die Pupille weiter weg von der nullten Ordnung, dem ungebeugten
Strahl, beleuchtet. Unter Verwendung eines Retikels mit mehr als
einer Anordnung 400 von Komponenten A-P mit verschiedenen
Gitterperioden können
verschiedene unterschiedliche Radien der Linse oder des Linsensystems
abgetastet werden. Die Radialabhängigkeit
der Aberrationen kann dann bestimmt werden.
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Der
Abstand oder die Gitterperiode der Komponenten A-P der Anordnung 400 wird
derart ausgewählt,
dass ein ausgewählter
Radius der Pupille des Belichtungswerkzeugs beleuchtet wird, um
die Reliefbilder zu erzeugen. Deshalb erzeugt das Belichtungswerkzeug
durch Variieren der Winkelorientierung der Komponenten A-P und durch
Einstellen des Abstands oder der Gitterperiode der Komponenten A-P
die Reliefbilder durch Beleuchten des entsprechenden azimutalen
oder radialen Bereichs der Pupille des Belichtungswerkzeugs.
-
Ein
BPG-Retikel mit einer beliebigen geeigneten Anzahl von Anordnungen 400 von
Komponenten A-P wird zur Erzeugung einer BPG-Probe 106 verwendet.
Das BPG-Retikel kann irgendeine An zahl von Blaze-Phasengitteranordnungen 400 mit
verschiedenen Abständen
oder Gitterperioden umfassen. Bei einer Ausführungsform wird ein BPG-Retikel mit
zumindest vier Anordnungen 400 von Komponenten A-P mit
verschiedenen Abständen
oder Gitterperioden verwendet, um die BPG-Probe 106 im
Belichtungswerkzeug 120 zu erzeugen.
-
8 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Pupille 500 eines
Linsensystems, wie dem Linsensystem 136 des Belichtungswerkzeugs 120 oder
des Objektivs 164 des Inspektionssystems 104.
Die Pupille 500 umfasst Bereiche A-P, wie z.B. den Bereich
D 502, und den Bereich 504. Der Bereich 504 entspricht
der Beugung nullter Ordnung. Jeder Bereich A-P der Pupille 500 entspricht
der Beugung erster Ordnung und der Winkelorientierung der Gitterkomponenten
A-P der Anordnung 400. Beispielsweise entspricht die Komponente D 402 der
Blaze-Phasengitteranordnung 400 dem Bereich D 502 der
Pupille 500. Bei manchen Ausführungsformen können Beugungen
höherer
Ordnung in der Pupille 500 eingeschlossen werden, aber
die Beugungen höherer
Ordnung haben einen vernachlässigbaren
Einfluss auf die Aberrationsanalyse. Die Größe (Umfang) der Abschnitte
A-P variiert basierend auf der Sigma-Einstellung für das Belichtungswerkzeug 120.
Die Anordnung des Bereichs 504 und der Bereiche A-P bezüglich des
Zentrums der Pupille 500 und/oder bezüglich zueinander variiert basierend auf
den Beleuchtungseinstellungen für
das Belichtungswerkzeug 120.
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Durch
Erhöhen
des Abstandes oder der Gitterperiode der Komponente D 402 der
Blaze-Phasengitteranordnung 400 bewegt sich der Bereich
D 502 der Pupille 500 näher zum Zentrum der Pupille 500 und
verkleinert den Radius des abgetasteten Azimuts. Durch ein Verkleinern
des Abstands oder der Gitterperiode der Komponente D 402 der
Blaze-Phasengitteranordnung 400 bewegt sich der Bereich
D 502 der Pupille 500 weiter weg vom Zentrum der
Pupille 500 und erhöht
den Radius des abgetasteten Azimuts.
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9A–9P sind
Bilder 600–630 zum
Illustrieren von Ausführungsformen
von Bereichen der BPG-Probe 106, welche durch das Belichtungswerkzeug 120 unter
Verwendung eines Retikels mit einer Anordnung von Blaze-Phasengittern 400 erzeugt wird.
Die Bilder 600–630 illustrieren
Bereiche der BPG-Probe 106, welche über die Komponenten A-P der
Anordnung 400 bzw. die Bereiche A-P der Pupille 500 belichtet
werden. Die Bereiche der BPG-Probe 106, welche mit einem
genauen Brennpunkt in der Ebene der Photolackschicht oder der Oberfläche der Photolackschicht
belichtet werden, entwickeln einen größeren Anteil eines Reliefs
oder einer Differenz der Oberflächenhöhe des entwickelten
Lacks als Bereiche, in denen Aberrationen des Linsensystems 136 vorliegen
und das Bild in größerem oder
geringerem Ausmaß deBrennpunktsiert
ist. Der Grad der Reliefgitter, der an jeweiligen Belichtungsorten
resultiert, ist eine Funktion der in dem Linsensystem 136 vorliegenden
Aberrationen. Parameter für
das Belichtungswerkzeug 120 können basierend auf dem Grad der
Reliefgitter im entwickelten Photolack unter Verwendung des Inspektionssystems 104 und
des Analysesystems 110 extrahiert werden.
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Bei
einer Ausführungsform
ist die BPG-Probe 106 derart präpariert, dass sie die Datenintegrität durch
Reduzieren oder Entfernen optischen Rauschens verbessert. Bei einer
Ausführungsform
ist die BPG-Probe 106 durch Anlegen einer optisch opaken Maskenschicht
auf dem Wafer vor dem Aufbringen der Photolackschicht präpariert.
Die optische opake Maskenschicht blockiert Reflexionen von reflektierenden
Produktmerkmalen, so dass die Produktmerkmale nicht mit den Bilddaten
der BPG-Probe 106 interferieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform
wird eine dünne
Metallbeschichtung oder andere geeignete reflektierende Beschichtung
auf die Oberseite der prozessierten BPG-Probe 106 aufgebracht,
um Reflexionen von darunter liegenden reflektierenden Produktmerkmalen
während
der Inspektion der Reliefgitter der BPG-Probe 106 zu blockieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform
wird eine schützende
Oberseiten beschichtung auf die BPG-Photolackschicht aufgebracht,
um eine Kontaminierung des Photolacks aufgrund von nassen oder trockenen
Umgebungsbedingungen während
der Beleuchtung des BPG-Photolacks zu verhindern.
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10 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Belichtungsfeldlayouts 700 zum
Erzeugen der BPG-Probe 106 im
Belichtungswerkzeug 120. Das Belichtungsfeldlayout 700 enthält sieben
Belichtungsfelder 702A–702G,
welche auf der BPG-Probe 106 wie durch den Waferorientierungsindikator 706 angedeutet,
orientiert sind. Bei weiteren Ausführungsformen kann eine unterschiedliche
Anzahl von Belichtungsfeldern verwendet werden. Die Belichtungsfelder
können
ebenfalls auf dem Wafer in einer beliebigen geeigneten Art und weise eingerichtet
werden. Bei einer Ausführungsform
wird ein Belichtungsfeldlayout, welches vollständig eine gesamte BPG-Probe 106 mit
Reliefbildern bedeckt, verwendet.
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Die
Pfeile in jedem Belichtungsfeld, wie z.B. der Pfeil 704 im
Belichtungsfeld 702A, zeigen die Scan-Richtung für jedes
Belichtungsfeld 702A–702G.
Die Scan-Richtung für
jedes Belichtungsfeld 702A–702G variiert basierend
auf den erwünschten
Parametern, die aus dem Belichtungsfeld 702A–702G der
BPG-Probe 106 zu extrahieren sind. Die Scan-Richtung kann
innerhalb eines einzelnen Belichtungsfelds nach oben, nach unten
oder sowohl nach oben als auch nach unten verlaufen.
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Der
Controller 124 verwendet das Belichtungsfeldlayout 700 zum
Steuern des Belichtungswerkzeugs 120 zur Erzeugung der
BPG-Probe 106 basierend auf dem Belichtungsfeldlayout 700.
Die BPG-Probe 106 wird basierend auf dem Belichtungsfeldlayout 700 unter
Verwendung eines BPG-Retikels mit zumindest einer Anordnung von
Blaze-Phasengittern 400 erzeugt. Bei einer Ausführungsform
enthält
das BPG-Retikel eine Mehrzahl von Blaze-Phasengitteranordnungen 400 jeweils
mit einem unterschiedlichen Gitterabstand. Das Belichtungswerkzeug 120 belichtet
die BPG-Probe 106 mit einer Anordnung von Blaze- Phasengittern 400 mit
irgendeiner geeigneten Anzahl von Brennpunktschritten. Bei einer
Ausführungsform
belichtet das Belichtungswerkzeug 120 die BPG-Probe 106 mit
siebzehn verschiedenen Brennpunktschritten. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung werden die Brennpunktschritte in Inkrementen von 50
nm für
ein Belichtungswerkzeug 120 unter Verwendung einer Beleuchtungsquelle 126 mit
einer Wellenlänge
von 193 nm eingerichtet. Bei weiteren Ausführungsformen werden andere
geeignete Brennpunktschritte verwendet, so dass die Brennpunktschritte
einen Bereich überdecken,
der größer als
die erwartete Brennpunktänderung
aufgrund der Aberrationen des zu messenden Linsensystems 136 sind.
Beispielsweise könnten
die Brennpunktschritte auf ein Drittel der Wellenlänge der
Beleuchtungsquelle 126 geteilt durch das Quadrat der numerischen
Apertur des Linsensystems 136 eingestellt werden.
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Bei
einer Ausführungsform
variiert die Scan-Richtung des Belichtungswerkzeugs 120 zwischen
Brennpunktschritten innerhalb eines Belichtungsfelds 702A-702G bei
der Belichtung der BPG-Probe 106 mit
der Anordnung 400 von Blaze-Phasengittern. Deshalb wird
jede weitere Belichtung der BPG-Probe 106 mit der Anordnung 400 von Blaze-Phasengittern
in der entgegengesetzten Richtung gescannt.
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11A ist ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Belichtungsfeldes 702. Das Belichtungsfeld 702 weist
eine Länge 708 und eine
Breite 710 auf. Die Orientierung des Belichtungsfelds 702 wird
durch einen Wafer-Orientierungsindikator 706 angedeutet.
Bei einer Ausführungsform
hat das Belichtungsfeld 702 eine Breite 710 von
26 mm und eine Länge 708 von
32 mm. Bei anderen Ausführungsformen
können
andere Dimensionen der Länge 708 und
der Breite 710 verwendet werden. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung verläuft
die Breite 710 über
einen Schlitz des Belichtungswerkzeugs 120, und die Länge 708 verläuft über den
Scan-Bereich des Belichtungswerkzeugs 120. Bei weiteren
Ausführungsformen
ist das Belichtungsfeld 702 in anderer geeigneter Weise
zur Belichtung durch das Belichtungswerkzeug 120 orientiert.
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11B ist ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform
von Probenbereichen für
ein Belichtungsfeld 702. Die Orientierung des Belichtungsfelds 702 ist
durch einen Wafer-Orientierungsindikator 706 angedeutet.
Das Belichtungsfeld 702 ist in 88 Abschnitte geteilt, wobei
ein Bild eines Probenpunkts in jedem Bereich 1–88 erhalten wird. Bei einer Ausführungsform
werden acht Bilder über
die Breite 710 des Belichtungsfelds 702 erhalten,
welche den Schlitz des Belichtungswerkzeugs 120 Probenet,
und elf Bilder werden über
die Länge 708 des
Belichtungsfelds 702 erhalten, welche den Probenbereich des
Belichtungswerkzeugs 120 Probenet, um insgesamt 88 Bilder
pro Aufnahmefeld 702 zu erhalten. Bei weiteren Ausführungsformen
können
Bilder von jeder geeigneten Anzahl von Probenpunkten pro Aufnahmefeld 702 basierend
auf den erwünschten
Parametern, die aus den Bildern zu bestimmen sind, erhalten werden.
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12 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Bildlayouts
für einen
Probenpunkt 740, welcher unter Verwendung einer Anordnung
von Blaze-Phasengittern 400 erzeugt worden ist. Der Probenpunkt 740 der
BPG-Probe 106 wird durch das Belichtungswerkzeug 120 erzeugt,
indem die BPG-Probe 106 mit der Anordnung von Blaze-Phasengittern 400 mit
einer Anzahl unterschiedlicher Brennpunktschritte, wie zuvor beschrieben,
belichtet wird. Die Komponenten A-P der Anordnung 400 von
Blaze-Phasengittern werden durch das Belichtungswerkzeug 120 an
jedem von 17 Brennpunktschritten gescannt, um eine zweidimensionale
Anordnung von Reliefbildern auf der Oberfläche der BPG-Probe 106 für jeden
Probenpunkt 740 der BPG-Probe 106 zu erzeugen.
Jedes Reliefbild variiert in der Belichtung durch die Winkelorientierung der
Beleuchtung des Linsensystems in einer Richtung, wie bei 742 angedeutet,
und durch den Brennpunkt in der anderen Richtung, wie bei 744 angedeutet.
Jedes Reliefbild entspricht der Be lichtung durch eine Komponente
A-P der Blaze-Phasengitteranordnung 400 bei einem unterschiedlichen
Brennpunktschritt. Beispielsweise wird das Reliefbild 746 durch die
Komponente I der Blaze-Phasengitteranordnung 400 bei Brennpunktschritt
17 erzeugt. Das Inspektionssystem 104 erhält die Bilder
der mehreren Probenpunkte 740 zum Analysieren der Bilder
zur Bestimmung der Parameter des Belichtungswerkzeugs 120 und/oder
des Inspektionssystems 104.
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13 ist
ein Bild 760, das vom Inspektionssystem 104 erhalten
wird, zum Illustrieren einer Ausführungsform eines Probenpunkts 740.
Das Bild 760 wird durch das Analysesystem 110 analysiert,
um die Parameter bezüglich
des Belichtungswerkzeugs 120 und/oder Inspektionssystems 104 zu
bestimmen. Jeder Bereich des Bildes 760, wie z.B. der Bereich 762, entspricht
einem Reliefbild des Probenpunkts 740, der auf der Oberfläche der
BPG-Probe 106 strukturiert ist. Jeder Bereich des Bildes 760 entspricht
einer Komponente A-P der Anordnung 400 und einem Brennpunktschritt.
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Die
Leuchtstärke
jedes Bereichs des Bildes 760 variiert basierend auf der
Tiefe jedes Reliefbilds des Probenpunkts 740 der BPG-Probe 106.
Die Leuchtstärke
jedes Bereichs erhöht
sich ansprechend auf eine größere Tiefe
des Reliefbilds, das in die Oberfläche der BPG-Probe 106 strukturiert
ist, und erniedrigt sich ansprechend auf eine geringere Tiefe des
Reliefbilds, das in die Oberfläche
der BPG-Probe 106 strukturiert ist.
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Bei
einer Ausführungsform
erhält
das Inspektionssystem 104 ein einzelnes Bild hinsichtlich eines
Probenpunkts 740, z.B. das Bild 760. Bei einer weiteren
Ausführungsform
erhält
das Inspektionssystem 104 mehrere Bilder pro Probenpunkt 740,
welche kombiniert werden, um ein Bild, wie z.B. das Bild 760, eines
einzelnen Probenpunkts 740 zu bilden. Das Inspektionssystem 104 kann
mehrere Bilder pro Probenpunkt 740 erhalten, falls die
Vergrößerung des Objektivs 164 zu
hoch ist, so dass nur ein Teil eines Probenpunkts 740 im
Betrachtungsfeld des Objektivs 164 liegt. Unter Verwendung
einer hohen Vergrößerung und
einer Kombination der Bilder zur Erzeugung eines Bildes, wie z.B.
des Bildes 760, eines einzelnen Probenpunktes 740 ist
nützlich
zum Analysieren kleinerer Strukturen. Kleinere Strukturen werden
erzeugt, wenn der Abstand oder die Gitterperiode der Komponenten
A-P der Blaze-Phasengitteranordnung 400 reduziert sind,
was darin resultiert, dass der Beugungswinkel kleiner wird. Die
Vergrößerung oder
die numerische Apertur des Objektivs 164 kann geändert werden,
um Bilder kleinerer Strukturen zu sammeln.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
enthält jedes
durch das Inspektionssystem 104 gesammelte Bild mehrere
Probenpunkte 740. Bei einer Ausführungsform ist das Inspektionssystem 104 ein
Makro-Inspektionswerkzeug, welches ein einzelnes Bild der gesamten
BPG-Probe 106 erhält.
In dem Fall, in dem jedes durch das Inspektionssystem 104 gesammelte
Bild mehrere Probenpunkte enthält,
wird das Bild geteilt, um mehrere Bilder zu erhalten, wie z.B. das
Bild 760, in dem jedes Bild einen einzelnen Probenpunkt 740 enthält. Der
Prozess vom Kombinieren oder Teilen der durch das Inspektionssystem 104 gesammelten
Bilder wird entweder durch das Inspektionssystem 104 oder
durch das Analysesystem 110 durchgeführt. Wie zuvor oben beschrieben,
erhält
jedes Bild, wie z.B. das Bild 760, von jedem Probenpunkt 740 einen
eindeutigen Namen entsprechend dem vordefinierten sequenziellen
Namensprotokoll, um das Bild mit dem Probenpunktort auf der BPG-Probe 106 zu
verbinden. Die durch das Inspektionssystem 104 erhaltenen
Bilder werden dann durch das Inspektionssystem 104 analysiert
oder im Speicher 182 (4) zur Analyse
durch das Analysesystem 110 gespeichert.
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Das
Analysesystem 110 lädt
automatisch oder bei Anforderung eines Benutzers die durch das Inspektionssystem 104 gespeicherten
Bilder. Für
jedes Bild verwendet das Analysesystem 110 einen Randerfassungsprozess
zum Vorausrichten der Bilder innerhalb des Analyseraums. Das Analysesystem 110 konvertiert
dann die Bilddaten, wie z.B. Helligkeit, Farbe, Farbton (Hue) oder
Sättigungswerte der
Bilder, für
Intensitätswerte
als Funktion vorbestimmter Pixelorte zur Bestimmung von Intensitätsgradienten.
Die vordefinierten Pixelorte repräsentieren den Azimutwinkel
und Brennpunktschritte für
den gesamten Analyseraum.
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Das
Analysesystem 110 analysiert die Intensitätswerte
als eine Funktion des Brennpunktschritts für jeden der Azimutalwinkel
und Abstände
oder Gitterperioden der Blaze-Phasengitteranordnung 400. In
einer Ausführungsform
werden die Intensitätswerte
an ein vordefiniertes Polynom angepasst. Der beste Brennpunkt hinsichtlich
des Azimuts wird bestimmt durch Berechnung der Ableitung des Polynoms
zur Bestimmung von Wendepunkten. Bei einem Zwei-Strahl-Interferometer
ist der Maximalpunkt der beste Brennpunkt hinsichtlich des Azimuts.
Bei einer weiteren Ausführungsform
wird der beste Brennpunkt hinsichtlich des Azimuts bestimmt durch
Herausfinden des maximalen Intensitätswerts für jeden Azimut oder der größten physikalischen
Relieftiefe für
jeden Azimut. Aus den beste Brennpunktdaten werden Belichtungsfeldparameter
bestimmt und/oder wird eine Aberrationsanalyse durchgeführt. Brennpunkt,
mittlerer Brennpunkt über
einen bestimmten Wert, Scan-Richtung, Fokalebenenabweichung, Verkippungskoeffizienten
und weitere Parameter können
bestimmt werden.
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Die
Aberrationsanalyse nimmt die Fourier-Transformation der besten Brennpunktdaten
und bestimmt dann die Harmonischen aus der Fourier-Transformation.
Das mit einer Harmonischen assoziierte Brennpunkt-Delta ist gleich
dem Aberrationskoeffizienten für
diese Harmonische. Die Harmonischen werden über Zernike-Polynome assoziiert. Deshalb
wird das assoziierte Aberrationspolynom basierend auf dem Delta
des besten Brennpunkts für die
interessierende Harmonische bestimmt. Die Aberrationswerte durch
Probenpunkte über
die BPG-Probe 106 bestimmt. Die Aberrationswerte werden
dann analysiert als Un tersätze
vordefinierter Variablen von Interesse, wie z.B. die gesamte BPG-Probe
oder Belichtungsfelder der BPG-Probe 106. Bei einer Ausführungsform
werden die Aberrationswerte bezüglich
der Scan-Richtung oder irgendwelcher anderen geeigneten interessierenden
Komponenten der BPG-Probe 106, wie durch den Benutzer definiert,
analysiert.
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14 ist
ein Fließdiagramm 800 zum
Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens zum Analysieren von Bildern, wie z.B. dem Bild 760,
von Probenpunkten 740 der BPG-Probe 106 zum Bestimmen
von Parametern des Belichtungswerkzeugs 102 und/oder Inspektionssystems 104.
Bei 802 wird ein BPG-Retikel einschließlich von zumindest einer Blaze-Phasengitteranordnung r im
Belichtungswerkzeug 120 belichtet, um eine BPG-Probe 106 basierend
auf einem vordefinierten Belichtungsfeldlayout, wie z.B. dem Belichtungsfeldlayout 700 (10),
zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform
enthält
das BPG-Retikel eine Mehrzahl von Blaze-Phasengitteranordnungen 400 jeweils
mit einem unterschiedlichen Gitterabstand. Bei 804 werden
Orte von Probenpunkten 740 auf der BPG-Probe 106 basierend auf
dem Belichtungsfeldlayout für
die BPG-Probe 106 bestimmt. Bei 806 wird die BPG-Probe 106 auf die
Aufnahmeeinrichtung 168 des Inspektionssystems 104 gesetzt,
und der Controller 150 des Inspektionssystems 104 steuert
das Inspektionssystem 104 an die definierten Orte von Probenpunkten 740.
Das Abbildungssystem 156 des Inspektionssystems 104 erhält Bilder
von jedem Probenpunkt 740.
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Falls
bei 808 die zu verarbeitenden Bilder in Realzeit vorliegen,
läuft die
Steuerung zu Block 818. Falls die Bilder nicht in Realzeit
zu verarbeiten sind, läuft
die Steuerung zu Block 810. Bei 810 werden die Bilder
unter Verwendung des sequenziellen Namensprotokolls gespeichert,
welches jedes Bild mit einem Probenpunktort auf der BPG-Probe 106 verbindet. Bei 812 wird
die Analyseroutine des Analysesystems 110 automatisch oder
manuell gestartet. Bei einer Ausführungsform wird die Analyseroutine
automatisch ansprechend auf eine Nach richt, die vom Inspektionssystem 104 geliefert
wird, ansprechend auf die Gegenwart von gespeicherten Bildern oder
ansprechend auf irgendeinen anderen geeigneten Indikator gestartet.
Bei einer Ausführungsform
wird die Analyseroutine manuell von einem Benutzer über eine
Benutzerschnittstelle 192 des Analysesystems 110, über einen
Benutzer, der mit dem Analysesystem 110 über eine
Netzwerkschnittstelle 190 kommuniziert, oder über einen
anderen geeigneten manuellen Indikator, der von einem Benutzer geliefert
wird, gestartet.
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Falls
bei 814 jedes Bild einen einzelnen Probenpunkt 740 enthält, läuft die
Steuerung zu Block 818. Falls jedes Bild weniger als einen
einzelnen Probenpunkt 740 oder mehr als einen einzelnen
Probenpunkt 740 enthält,
läuft die
Steuerung zu Block 816. Bei 816 werden Bilder
der einzelnen Probenpunkte 740 durch Kombinieren mehrerer
benachbarter Bilder einschließlich
derer, die weniger als einen Probenpunkt 740 aufweisen,
oder durch ein Teilen von Bildern mit mehr als einem einzelnen Probenpunkt 740 erhalten.
Bei 818 werden die Bilddaten, wie z.B. Helligkeitsdaten,
Farbdaten, Farbtondaten (Hue), Sättigungsdaten
oder andere geeignete Bilddaten für den Probenpunkt 740 in
Intensitätswerte
pixelweise konvertiert.
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Bei 820 wird
eine Mustererkennung verwendet, um die Orientierung und Registrierung
des Probenpunkts 740 zu bestimmen und um den Ort des Probenpunkts 740 auf
der BPG-Probe 106 zu definieren. Bei einer Ausführungsform
wird die Orientierung und Registrierung des Probenpunkts 740 und
die Definition des Orts des Probenpunkts 740 auf der BPG-Probe 106 vervollständigt, bevor
die Bilddaten für
den Probenpunkt 740 in Intensitätswerte pixelweise konvertiert
werden. Bei 822 werden die Intensitätswerte und die Gradienten
für jeden
Probenpunkt 740 analysiert. Bei 824 wird der beste
Brennpunkt hinsichtlich des Azimuts durch Anpassen der Intensitätsgradientenwerte
an ein vorbestimmtes Polynom bestimmt. Bei 826 werden die
beste Brennpunktdaten analysiert, um die Scan-Richtung und Separa tionsparameter
zu analysieren, Linsensystemaberrationen zu berechnen und/oder Feldattribute
für das Belichtungswerkzeugs 120 zu
berechnen. Bei einer Ausführungsform
werden beste Brennpunktdaten verwendet, um die Beleuchtungsparameter
des Inspektionssystems 104 zu analysieren.
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Eine
Ausführungsform
zum Analysieren von Bildern von Blaze-Phasengitter-Proben enthält das Optimieren
der Lichtweggleichförmigkeit
in einem Inspektionssystem, wie z.B. dem Inspektionssystem 104. 15 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens 900 zum Optimieren der Gleichförmigkeit
des Lichtweges oder der Beleuchtung in einem Inspektionssystem 104. Bei 902 wird
ein Blaze-Phasengitterretikel in einem Belichtungswerkzeug 120 belichtet,
um eine BPG-Probe 106 zu erzeugen. Bei 904 erhält das Inspektionssystem 104 Bilder
der Probenpunkte der BPG-Probe 106 in
einem Dunkelfeldmodus.
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Bei 906 wird
die maximale Bildintensität
für jeden
Azimut von einem jeweiligen Probenpunkt durch das Inspektionssystem 104 oder
Analysesystem 110 bestimmt. Bei einer Ausführungsform
werden die Daten der maximalen Bildintensität mit im Voraus gespeicherten
Daten für
das gleiche Hardware-Set verglichen, um den Effekt von allen Änderungen
zu bestimmen, welche an den optischen Wegen des Inspektionssystems 104 geschehen
sind. Bei 908 werden die Bildintensitäten für jeden Azimut innerhalb des
Probenpunkts verglichen. Bei 910 erzeugt das Inspektionssystem 104 oder
das Analysesystem 110 eine Rückkopplung basierend auf den verglichenen
Bildintensitäten
für jeden
Azimut zum Verbessern der Beleuchtungsgleichförmigkeit des Inspektionssystems 104.
Bei 912 werden die Beleuchtungs- und/oder Bildeinfangelemente des Inspektionswerkzeugs 104 basierend
auf der Rückkopplung eingestellt.
Das Abbildungssystem 156, die Beleuchtungsquelle 170 und/oder
die Strahl-Lenkkomponenten 160 oder 162 werden
zum Verbessern der Beleuchtungsgleichförmigkeit des Inspektionssystem 104 basierend
auf der Rückkopplung
eingestellt. Die Steuerung kehrt dann zurück zu Block 904 zum
Erhalten zusätzlicher
Bilder der BPG-Probe 105, und der Prozess wird, falls erwünscht, wiederholt,
bis die optimale Beleuchtungsgleichförmigkeit erreicht ist. Bei
einer Ausführungsform
werden die Blöcke 902–912 gestartet
oder manuell durchgeführt,
falls erwünscht.
Einstellungen an Hardware-Einstellungen oder Hardware-Designs können manuell
basierend auf der Rückkopplung
durchgeführt
werden. Manuelle Einstellungen an Einstellungen, die vom Controller 150 beeinflusst
werden, können
ebenfalls durchgeführt
werden, wie z.B. Änderungen
aufgrund von Temperatur, elektrischem Strom oder elektromechanischen
Einstellungen. Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Blöcke 902–912 automatisch ohne
Benutzereingriff durchgeführt.
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Mit
Rückbezug
auf 13 vom Bild 760 eines Probenpunkts 740 variiert
die Helligkeit des Bildes 760 von links nach rechts und
von oben nach unten. Die höchste
Helligkeit wird von dem tiefsten Reliefmuster der BPG-Probe 106 erhalten,
so dass das Bild 760 in der Mitte bei dieser Ausführungsform
am hellsten ist. Falls die Dunkelfeldbeleuchtung und die Bildsammelwege
des Inspektionssystems 104 rein wären und die Reliefbilder für die BPG-Probe 106 alle dieselben
maximalen Intensitäten
oder Relieftiefen aufweisen, dann gäbe es keine Variation in der
maximalen Helligkeit für
jede Reihe des Bildes 760. Die dunklen Bänder im
Bild 760 rühren
von Abschattungen oder optisch varianten Materialien im Beleuchtungsweg
oder Bildsammelweg des Inspektionssystems 104 her. Durch
Analysieren dieser Bilder können
die Beleuchtungs- und/oder Bildeinfangelemente des Inspektionssystems 104 modifiziert
werden und der Test erneut durchgeführt werden, um die Beleuchtungsgleichförmigkeit
des Inspektionssystems 104 zu verbessern.
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Eine
BPG-Probe 106 kann verwendet werden, um den gesamten Beleuchtungsweg
und den Pupillenraum des Inspektionssystems 104 zu analysieren.
Die Beleuchtungs- und Bildgleichförmigkeit des Inspektionssystems 104 im
Dunkelfeld-Inspektionsmodus kann gemessen und beschrieben werden. Der
Prozess kann für ein
beliebiges Dunkfeld-Abbildungssystem verwendet werden, wie z.B.
die in Mikroskopen verwendeten, in Defektinspektionswerkzeugen und
in Dunkelfeld-Ausrichtungswerkzeugen, wie z.B. Steppern und Scannern.
Durch Optimieren der Gleichförmigkeit
der Dunkelfeldbeleuchtung und -abbildung werden die Empfindlichkeit,
Schärfe
und Genauigkeit des Inspektionssystems verbessert.
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Eine
weitere Ausführungsform
zum Analysieren von Bildern von Blaze-Phasengitter-Proben beinhaltet
eine Lauf-zu-Lauf-Steuerung
für Linsensystemaberrationen
eines Belichtungswerkzeugs, wie z.B. des Belichtungswerkzeugs 120.
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16 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens 1000 zum Steuern von Linsensystemaberrationen
von Lauf zu Lauf. Bei 1002 wird eine normale Produktion auf
dem Belichtungswerkzeug 120 laufen gelassen. Bei 1004 wird
ein Blaze-Phasengitterretikel auf dem Belichtungswerkzeug 120 belichtet,
um eine BPG-Probe 106 zu erzeugen. Bei 1006 erhält das Inspektionssystem 1004 Bilder
von Probenpunkten 740 auf der BPG-Probe 106. Bei 1008 analysiert
das Inspektionssystem 104 oder das Analysesystem 110 die
Bilder zum Bestimmen von Linsensystemaberrationen im Linsensystem 136 des
Belichtungswerkzeugs 120. Bei 1010 werden die
Linsensystem-Aberrationsdaten in einem Datenüberwachungssystem gespeichert.
Bei einer Ausführungsform
ist das Datenüberwachungssystem
Teil des Analysesystems 110. Bei einer Ausführungsform
ermöglicht
das Datenüberwachungssystem
eine Durchsicht oder eine Überwachung
laufender und historischer Daten (z.B. statistische Prozesskontrolle,
fortschrittliche Prozesskontrolle, Fehlererfassungssystem, usw.).
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Bei 1012 erzeugt
das Inspektionssystem 104 oder das Analysesystem 110 eine
Rückkopplung
basierend auf dem bestimmten Linsensystem-Aberrationen zum Einstellen
und/oder Verbessern der Linsenelemente, wie z.B. der Linsenelemente 144,
des Belichtungswerkzeugs 120. Bei 1014 stellt
der Controller 124 der Lithographiezelle 112 die
Linsenelemente, wie z.B. die Linsenelemente 144, des Linsensystems 136 basierend
auf der Rückkopplung
vom Inspektionssystem 104 oder Analysesystem 110 ein. Die
Linsenelemente, wie z.B. die Linsenelemente 144, des Linsensystems 136 werden
eingestellt unter Verwendung der Rückkopplungsantwort zum Einstellen
der Steueralgorithmen, welche die Antwort des Linsensystems 136 definieren.
Bei einer Ausführungsform
wird das Linsensystem 136 eingestellt zur Kompensation
von Verkippung, Koma, Astigmatismus, dreifach, vierfach und/oder
fünffach.
Bei einer Ausführungsform
werden die Blöcke 1002–1014 initiiert
oder, falls erwünscht,
manuell durchgeführt.
Bei einer weiteren Ausführungsform
werden die Blöcke 1002–1014 automatisch
ohne Benutzereingriff auf einer fahrplanmäßigen Basis durchgeführt, wie
z.B. einmal pro Tag, einmal pro Woche, zweimal pro Monat, usw.
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Das
Linsensystem 136 wird von Lauf zu Lauf eingestellt und
gewartet, um Änderungen
in Aberrationen des Linsensystems 136 mit der Zeit zu kompensieren
oder um den Effekt der Aberrationen auf bestimmte gedruckte Merkmale
zu kompensieren. Dieses Verfahren bietet ein eingriffsloses Verfahren
zum periodischen Messen von Aberrationen des Linsensystems 136 zur
Verhinderung, dass Aberrationen des Linsensystems 136 von
Lauf zu Lauf driften. Zusätzlicherweise
können
die Linsenelemente 144 des Linsensystems 136 schnell
eingestellt werden, basierend auf periodischen Messungen, ohne ernsthaft den
normalen Produktionsfahrplan für
das Belichtungswerkzeug 120 zu unterbrechen. Die Lauf-zu-Lauf-Steuerung
der Linsensystem-Aberrationen, welche unter Verwendung der Blaze-Phasengitter-Proben
geboten wird, liefert ein eingriffsloses, effizientes, kosteneffektives,
genaues und präzises Verfahren
zum Steuern der Linsensystem-Aberrationen über die Zeit.
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Eine
weitere Ausführungsform
zum Analysieren von Bildern von Blaze-Phasengitter-Proben enthält das Bereitstellen
einer Brennpunktrückkopplung
an ein Belichtungswerkzeug, wie z.B. das Belichtungswerkzeug 120.
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17 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens 1100 zum manuellen oder automatischen
Einstellen des Brennpunkts des Belichtungswerkzeugs 120 basierend
auf einer Lauf-zu-Lauf-Brennpunktrückkopplung. Das Verfahren wird
auf jeden Produkt/Werkzeug/Schicht/Retikel-Kontextwert-Kombinationslauf auf dem
Belichtungswerkzeug 120 angewendet. Bei 1102 wird
das beste Zentrum des Brennpunkts auf dem Belichtungswerkzeug 120 für das Produkt
erhalten. Bei einer Ausführungsform
wird das beste Zentrum des Brennpunkts für das Produkt erhalten unter Verwendung
einer Brennpunktbelichtungsmatrix (FEM) oder eines anderen geeigneten
Verfahrens. Bei 1104 wird der augenblickliche Werkzeugbrennpunkt
unter Verwendung einer Blaze-Phasengitter-Brennpunkt-Überwachungsmessung erhalten. Bei
einer Ausführungsform
wird der augenblickliche Werkzeugbrennpunkt unter Verwendung eines
anderes geeigneten Verfahrens erhalten. Wie hier verwendet, ist
eine Blaze-Phasengitter-Brennpunkt-Monitormessung definiert als
der Prozess des Erzeugens einer Blaze-Phasengitter-Probe auf einem Belichtungswerkzeug
und Bestimmen des Brennpunkts des Belichtungswerkzeugs basierend
auf den beste Brennpunktwerten durch den Probenpunkt. Bei einer Ausführungsform
ist der beste Brennpunktwert eines Probenpunkts der Mittelwert des
beste Brennpunkt hinsichtlich des Azimuts des Probenpunkts. Der
augenblickliche Werkzeugbrennpunkt wird unter Verwendung der oben
beschriebenen Verfahren erhalten, wobei der Mittelwert der besten
Brennpunktwerte durch den Probenpunkt über die Blaze-Phasengitter-Probe
der augenblickliche Werkzeugbrennpunktwert ist.
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Bei 1106 wird
die Brennpunkt-Bias oder Brennpunkt-Deltagrundlinie durch das Belichtungswerkzeug 120 oder
das Analysesystem 110 berechnet. Die Brennpunkt-Bias gleicht
dem Produkt des besten Zentrums des Brennpunkts minus dem augenblicklichen
Werkzeugbrennpunkt zur Zeit des Erhaltens des besten Zentrums des
Brennpunkts des Produkts. Bei 1108 wird der augenblickliche
Brennpunkt des Belichtungswerkzeugs 120 auf das beste Zentrums
des Brennpunkts des Produkts gesetzt. Bei 1110 wird die
normale Produktion der ausgewählten Produkt/Werkzeug/Schicht/Retikel-Kontextwertkombination
auf dem Belichtungswerkzeug laufen gelassen. Bei 1112 wird
der augenblickliche Werkzeugbrennpunkt unter Verwendung des Blaze-Phasengitter-Brennpunkt-Überwachungsverfahrens
oder eines anderen geeigneten Verfahrens erneut erhalten. Bei einer
Ausführungsform
wird der augenblickliche Werkzeugbrennpunkt manuell erhalten. Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird der augenblickliche Werkzeugbrennpunkt automatisch basierend
auf einem Fahrplan erhalten, wie z.B. einmal pro Tag, einmal pro
Woche, einmal pro Monat, usw.. Bei einer Ausführungsform läuft die
Messung des augenblicklichen Werkzeugbrennpunkt über eine statistische Prozesskontrolle
(SPC) und einen Filter, um zu verifizieren, dass der gemessene Brennpunkt
einen bestimmten Konfidenzwert aufweist.
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Bei 1114 wird
die empfohlene Brennpunkteinstellung für das Belichtungswerkzeug 120 berechnet.
Die empfohlene Brennpunkteinstellung gleicht der Brennpunkt-Bias
plus dem augenblicklichen Werkzeugbrennpunkt von dem Blaze-Phasengitter-Brennpunkt-Überwachungsverfahren.
Bei 1116 bestimmt das Belichtungswerkzeug 120 oder
das Analysesystem 110, ob der empfohlene Brennpunkt innerhalb
der Klammergrenzen ist. Das Belichtungswerkzeug 120 oder
das Analysesystem 110 bestimmt, dass der empfohlene Brennpunkt
innerhalb der Klammergrenzen liegt, indem bestimmt wird, ob das
beste Zentrum des Brennpunkts des Produkts minus der Klammergrenze
geringer als der empfohlene Brennpunkt ist und der empfohlene Brennpunkt geringer
als das Produkt des besten Zentrums des Brennpunkts plus der Klammergrenze
ist. Die Klammergrenze testet, ob der empfohlene Brennpunkt innerhalb
der erwarteten Grenzen liegt. Bei einer Ausführungsform ist die Klammergrenze
0,15 oder irgendein geeigneter anderer Wert. Falls der empfohlene
Brennpunkt nicht innerhalb der Klammergrenzen liegt, dann wird bei
1118 ein Fehler erzeugt, um einen Benutzer zu informieren, und die
Produktion auf dem Belichtungswerkzeug 120 wird ge stoppt.
Bei einer Ausführungsform
läuft die
Produktion auf dem Belichtungswerkzeug 120 weiter, aber
der empfohlene Brennpunkt wird durch die Klammergrenze geklammert.
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Falls
der empfohlene Brennpunkt innerhalb der Klammergrenzen liegt, dann
bestimmt das Belichtungswerkzeug 120 oder das Analysesystem 110 bei 1120,
ob der empfohlene Brennpunkt innerhalb der Totbandgrenzen liegt.
Das Belichtungswerkzeug 120 oder das Analysesystem 110 bestimmt,
dass der empfohlene Brennpunkt innerhalb der Totbandgrenzen liegt,
indem bestimmt wird, ob das beste Zentrum des Brennpunkts des Produkts
minus dem Totbandgrenze geringer als der empfohlene Brennpunkt ist und
der empfohlene Brennpunkt geringer als das beste Zentrums des Brennpunkts
des Produkts plus der Totbandgrenze ist. Die Totbandgrenzen halten das
Belichtungswerkzeug 120 oder das Analysesystem 110 von
einer Überkompensierung
von Brennpunktänderungen
ab, falls der empfohlene Brennpunkt innerhalb des Rauschens der
Blaze-Phasengitter-Brennpunkt-Überwachungsmessung
liegt. Bei einer Ausführungsform
ist die Totbandgrenze 0,03 oder irgendein anderer geeigneter Wert.
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Falls
der empfohlene Brennpunkt innerhalb der Totbandgrenzen liegt, dann
wird bei 1124 der Brennpunkt des Belichtungswerkzeugs 120 nicht
geändert.
Falls der empfohlene Brennpunkt nicht innerhalb der Totbandgrenzen
liegt, dann wird bei 1122 der Brennpunkt des Belichtungswerkzeugs 120 auf den
empfohlenen Brennpunkt gesetzt. Die Steuerung springt dann zurück zum Block 1110,
in dem die normale Produktion auf dem Belichtungswerkzeug 120 laufen
gelassen wird und der Prozess im Rahmen eines erwünschten
Fahrplans wiederholt wird. Bei einer Ausführungsform werden die Blöcke 1110–1124 initiiert
oder, falls erwünscht,
manuell durchgeführt. Bei
einer anderen Ausführungsform
werden die Blöcke 1110–1124 auf
regulärer
Basis automatisch ohne Benutzereingriff durchgeführt.
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Das
Verfahren 1100 liefert eine Lauf-zu-Lauf-Brennpunktrückkopplung
an das Belichtungswerkzeug 120. Jegliche Brennpunkt driften des
Belichtungswerkzeugs 120 können entdeckt und korrigiert
werden, bevor die Brennpunktdriften darin resultieren, dass das
Belichtungswerkzeug Produkte mit kritischen Dimensionen außerhalb
der Toleranz produziert. Das laufende Verfahren bietet ein kosteneffektives,
effizientes, genaues und präzises Lauf-zu-Lauf-Brennpunktrückkopplungsverfahren, welches
den normalen Produktionsfahrplan des Belichtungswerkzeugs nicht
negativ beeinflusst.
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Zusätzlich zu
den beschriebenen Ausführungsformen
für Lauf-zu-Lauf-Brennpunktrückkopplung
und Lauf-zu-Lauf-Steuerung von Linsensystem-Aberrationen analysieren
weitere Ausführungsformen
Bilder von Blaze-Phasengitter-Proben, um eine Vorwärtskopplung
oder Rückkopplung
zum Steuern weiterer Bereiche der Lithographiezelle 102 und/oder
des Inspektionssystems 104 zu liefern. Beispielsweise liefert
bei einer Ausführungsform
das Analysieren der BPG-Proben 106 eine Rückkopplung
zum Optimieren des Belichtungswerkzeugs 120 hinsichtlich
spezieller Produktschichtmerkmale basierend auf dem Einfluss der
Linsensystem-Aberrationen auf die speziellen Produktschichtmerkmale.
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Eine
weitere Ausführungsform
zum Analysieren von Bildern von Blaze-Phasengitter-Proben enthält die Verwendung
von Blaze-Phasengitter-Brennpunkt-Überwachungsmessungen
zum Beschreiben des beste Brennpunkt durch Position innerhalb eines
Bildfelds und über
einem Wafer. 18 ist ein Diagramm zum Illustrieren
einer Ausführungsform
eines Produktaufnahmeplans 1200. Der Produktaufnahmeplan 1200 enthält eine
Mehrzahl von Belichtungsfeldern, wie z.B. das Belichtungsfeld 1204.
Brennpunktsensoren 146 des Belichtungswerkzeugs 120 stellen
den Brennpunkt des Belichtungswerkzeugs 120 während des
Belichtung jedes Belichtungsfelds ein. Eingekreiste Belichtungsfelder 1202A–1202F beinhalten
Waferrandbereiche, in denen die Brennpunktsensoren 146 nicht
vollständig
arbeiten, da einige der Brennpunktsensoren 146 außerhalb
des Randes des Wafers oder in einem Totband nahe dem Rand des Wafers
erfasst. In Bereichen 1202A–1202F verwendet das
Belichtungswerkzeug 120 Fokalebenen-Anpassungsdaten aus
benachbarten Belichtungsfeldern, um eine Best-Guess-Näherung für die Brennpunkteinstellungen
für die
Bereich 1202A–1202F basierend
auf Fokalebenen-Anpassungsmodellen
durchzuführen.
Oft beschreiben diese Best-Guess-Fokalebenen-Anpassungsmodelle
den Waferrand nicht akkurat.
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19 ist
ein Diagramm zum Illustrieren einer Ausführungsform einer mathematischen
Darstellung 1210 der besten Brennpunkt-Werte durch Probenpunkt über eine
BPG-Probe 106, erzeugt unter Verwendung des Produktaufnahmeplans 1200.
Das Blaze-Phasengitter-Retikel wird hinuntergeschoben und belichtet
unter Verwendung derselben Belichtungs- und Step- und Scan-Routenroutinen,
wie das Produkt für
den Produktaufnahmeplan 1200, um die BPG-Probe 106 zu
erzeugen. Bilder der Probenpunkte 740 der BPG-Probe 106 werden
durch das Inspektionssystem 104 erhalten. Das Analysesystem 110 analysiert
die Bilder zur Bestimmung des beste Brennpunkt durch Probenpunkt 740 über der BPG-Probe 106.
Bei einer Ausführungsform
ist der beste Brennpunkt des Probenpunkts 740 der Mittelwert
des beste Brennpunkt hinsichtlich des Azimuts für den Probenpunkt 740.
Die mathematische Darstellung 1210 enthält Bereiche 1202A–1202F,
an denen die Best-Guess-Brennpunkteinstellungen nicht mit den tatsächlich gemessenen
beste Brennpunktwerten von der BPG-Probe 106 übereinstimmt.
Die beste Brennpunktwerte durch den Probenpunkt 740, welche
von der BPG-Probe 106 bestimmt werden, werden verwendet,
um die Brennpunktversätze durch
Aufnahme des Belichtungswerkzeugs 120 einzustellen, um
die Brennpunkteinstellung in den Bereichen 1202–1202F zu
verbessern.
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20 ist
ein Fließdiagramm
zum Illustrieren einer Ausführungsform
eines Verfahrens 1250 zum Optimieren der Fokalebenen-Anpassungsfunktionen
für ein
Bildfeld auf einem Substrat. Bei 1252 wird das BPG-Retikel
unter Verwendung des Produktaufnahmeplans belichtet, wie z.B. des
Produktaufnahmeplans 1200, um eine BPG-Probe 106 zu
erzeugen. Bei 1254 wird die BPG-Probe 106 im Inspektionssystem 104 inspiziert,
um Bilder der Probenpunkte 740 der BPG-Probe 106 über die
gesamte BPG-Probe 106 zu
erhalten. Bei einer Ausführungsform
werden bis zu 3000 Bilder für
ein Wafer mit 200 mm Durchmesser erhalten. Bei anderen Ausführungsformen
kann irgendeine geeignete Anzahl von Bildern erhalten werden.
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Bei 1256 bestimmt
das Analysesystem 110 die maximale Intensität hinsichtlich
des Azimuts für jedes
Bild von jedem Probenpunkt 740. Bei 1258 bestimmt
das Analysesystem 110 den beste Brennpunkt für jeden
Probenpunkt 740 basierend auf den maximalen Bildintensitäten hinsichtlich
des Azimuts für
jedes Bild. Bei 1260 vergleicht das Analysesystem 110 die
beste Brennpunktwerte über
die BPG-Werte 106 mit den Fokalebenen-Anpassungswerten des Produktaufnahmeplans
an den entsprechenden Orten. Bei 1262 erzeugt das Analysesystem 110 eine Rückkopplung
basierend auf dem Vergleich der beste Brennpunktwerte mit den Fokalebenen-Anpassungswerten
des Produktaufnahmeplans. Bei 1264 werden die Fokalebenen-Anpassungswerte,
wie z.B. Brennpunktversatz und -verkippung, des Belichtungswerkzeuges 120 durch
eine Produktaufnahme basierend auf der Rückkopplung eingestellt, um
die Fokalebenenanpassung für
die Produktbelichtungsfelder zu verbessern und die Ungenauigkeiten
der Brennpunktsensoren 146 zu korrigieren.
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Das
Verfahren 1250 liefert ebenfalls ein Verfahren zum Messen
und Beschreiben der Optimal-Brennpunktebenen-Anpassungsfunktionen
für ein
beliebiges Bildfeld auf einem Substrat. Gemessene Versätze zu den
vorhergesagten werten, die an das Belichtungswerkzeug angelegt werden,
werden verwendet, um die Bestebenen-Anpassung für das Produkt zu erzeugen.
Der Blaze-Phasengitter-Brennpunktmonitor
beschreibt den beste Brennpunkt durch die Position innerhalb eines
Bildfeldes und über
einer Ware. Der Prozess verwendet das Verfahren von Brennpunktkontrollmechanismen
des Belichtungswerkzeuges 120 auf ähnliche Art und Weise wie derjenigen,
die während
Standardproduktbelichtungen verwendet wird. Die endgültigen Brenn punktversatzwerte
und Brennpunktverkippungswerte werden mit einem hohen Grad von Genauigkeit
und Präzision
als eine Funktion der Wechselwirkung des Belichtungswerkzeug-Brennpunktsystems,
des Produktlayout-Plans und der Substrattopographie gemessen. Dies
ermöglicht
die Bestimmung des Mangels der Anpassung zwischen der bestimmten
optischen Fokalebene des Belichtungswerkzeugs und der resultierenden
gedruckten Fokalebene. Die Differenz kommt von der Unfähigkeit
des Belichtungswerkzeugs, genau die beste Bildfeld-Fokalebene zu
messen und anzulegen. Basierend auf dem Mangel der Anpassung zwischen
dem Best-Guess, der an die Fokalebene angelegt wird, und der tatsächlichen
Fokalebene werden die Differenzen zu den Bildfeldparametern hinsichtlich
der Aufnahme eingestellt, wo geeignet. Dies resultiert in einer
wahreren Bildebene und besseren Kontrolle der kritischen Dimension über den
beeinflussten Belichtungsfeldern.
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Eine
weitere Ausführungsform
zum Analysieren von Bildern von Blaze-Phasengitter-Proben beinhaltent
die Verwendung der Vorbereitung von BPG-Proben 106 zum
Bestimmen von Beleuchtungsparametern des Belichtungswerkzeuges 120. Bei
einer Ausführungsform
wird die BPG-Probe 106 durch das Belichtungswerkzeug 120 und
die Verwendung eines BPG-Retikels und eines Belichtungsfeldlayouts
erzeugt, entworfen zum Liefern von Probenpunkten 740, welche
bei der Analyse Information liefern, aus der die Beleuchtungsparameter
des Belichtungswerkzeugs 120 bestimmt werden. Bei einer Ausführungsform
werden die numerische Apertur und/oder das Sigma des Belichtungswerkzeugs 120 bestimmt.
Bei einer weiteren Ausführungsform
werden die Telezentrizität,
Elliptizität
und/oder die Gestalt der Beleuchtungsquelle bestimmt. Bei noch einer
weiteren Ausführungsform
werden die Retikelebenheit, die Retikelbewegung (für Scanner),
das Aufspanneinrichtungsprofil und/oder die Aufspanneinrichtungsebenheit
bestimmt. Bei noch einer weiteren Ausführungsform werden Variationen
aufgrund der Erwärmung
der Linsenelemente überwacht.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform
werden die Wiederholbarkeit der Wafer- und Retikel- Aufnahmeeinrichtung
und/oder Bewegungsparameter der Aufnahmeeinrichtung bestimmt.
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Eine
weitere Ausführungsform
zum Analysieren von Bildern von Blaze-Phasengitter-Proben beinhaltet
die Verwendung von BPG-Proben 106 zum
Analysieren und Optimieren von Materialprozessparametern. Bei einer
Ausführungsform
wird die Topographie eines Wafers überwacht, um die Einflüsse verschiedener
Materialien oder Prozesse zu bestimmen, wie z.B. chemisch-mechanisches Polieren, Ätzen, Abscheidungsprozesse,
usw.. Bei noch einer weiteren Ausführungsform wird der Einfluss
von Änderungen
auf die Materialkonstante des BPG-Photolacks oder auf die unterliegenden
Materialien bestimmt, um Opazität,
Planarität,
usw. zu untersuchen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird das Inspektionssystem 104 verwendet, um BPG-Proben 106,
welche von dem Belichtungswerkzeug 120 erzeugt werden,
zu bestimmen, um den Polarisationsgrad, die Polarisationsform (tangentiale
oder lineare Polarisation) und die Polarisationsgleichförmigkeit über den
Schlitz und über
den Scan der Beleuchtungsquelle in dem Belichtungsfeld zu bestimmen.
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Ausführungen
der vorliegenden Erfindung bieten ein kostengünstiges, effizientes und genaues System
und ein Verfahren zum Analysieren von Bildern von BPG-Proben zum
Bestimmen von Parametern von Belichtungswerkzeugen und/oder Inspektionssystemen.
Belichtungswerkzeugparameter, wie z.B. Scan-Richtung, Feldattribute,
Feldebenen-Anpassungseffekte, Quer-Scan-Effekte, Querschlitzeffekte,
Querfeldeffekte, Wafer-Level-Effekte und Linsensystem-Aberrationen
einschließlich
Einzelstruktur- oder
Mehrfachstruktur-Winkelanalyse können durchgeführt werden
mit geringer Unterbrechung des normalen Herstellungsprozesses. Die
BPG-Probe kann unter Verwendung vieler unterschiedlicher Protokolle
zum Erfassen verschiedener Effekte belichtet werden, wie z.B. dem
Rand des Wafers, dem Brennpunktsensorsystem, der Antwort auf lokale
Variationen, der Linse über
dem Schlitz, der mechanischen Effekte der Scan-Stufe, usw..
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Zusätzlich kann
die BPG-Probe erzeugt werden und Bilder der BPG-Probe in einem Inspektionssystem
genommen werden, ohne den normalen Herstellungsprozess ernsthaft
zu unterbrechen. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform
eine BPG-Probe einschließlich
vier Aufnahmefeldern mit 88 Probenpunkten pro Feld für insgesamt
352 Probenpunkte in etwa 10 Minuten auf einem Belichtungswerkzeug
belichtet werden und in etwa sechs Minuten auf einem Inspektionssystem
inspiziert werden, um die Bilder der 352 Probenpunkte zu erhalten. Die
Bilder der 352 Probenpunkte können
schnell und automatisch durch das Analysesystem analysiert werden,
um Parameter des Belichtungswerkzeugs und/oder des Inspektionswerkzeugs
zu bestimmen.