DE102006054820A1

DE102006054820A1 - Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern

Info

Publication number: DE102006054820A1
Application number: DE102006054820A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. Pforr; Mario Hennig; Jens Reichelt; Martin Sczyrba; Eric Cotte
Original assignee: Advanced Mask Technology Center GmbH and Co KG; Qimonda AG
Current assignee: Infineon Technologies AG; Advanced Mask Technology Center GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-22
Also published as: DE102006054820B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern (Vi) von mindestens einem auf einer Oberfläche (2) eines Substrats (1) angeordneten Strukturelement (3) angegeben. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer lateralen Position des mindestens einen Strukturelements (3) relativ zu einem vorgegebenen Koordinatensystem (X, Y), ein Vergleichen der bestimmten lateralen Position des mindestens einen Strukturelements (3) mit einem vorgegebenen lateralen Positionswert (Pi) für das mindestens eine Strukturelement (3) und Bestimmen eines Platzierungsfehlers (Vi) für das mindestens eine Strukturelement (3), ein Festlegen einer Strahlungsdosis mindestens eines Lichtstrahls (5) und Bestimmen mindestens eines Abschnitts (15) des Substrats (1) in Abhängigkeit von dem Platzierungsfehler (Vi) sowie das Durchführen einer lokalen Bestrahlung des Substrats (1) mit dem mindestens einen Lichtstrahl (5) mit der Strahlungsdosis zur Erzeugung einer lokalen Dichtevariation des mindestens einen Abschnitts (6) des Substrats.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern von Strukturelementen einer Anordnung zur Verwendung bei einer Übertragung der Strukturelemente auf einen Wafer. Die Platzierungsfehler sind durch eine Abweichung jeweiliger Positionen der Strukturelemente bezüglich eines vorgegebenen Koordinatensystems von jeweiligen vorgegebenen Positionswerten für die Strukturelemente bestimmt. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern von Strukturelementen einer Photomaske, einer Extreme Ultra Violet (EUV)-Maske sowie eines Templates beziehungsweise einer Druckplatte für die Nanoimprinttechnik.
Mit fortschreitender Miniaturisierung der Halbleitertechnik verschärfen sich zunehmend auch die Anforderungen an die Präzision der jeweils verwendeten Maske zur Strukturübertragung auf einen Wafer. Das gilt nicht nur bezüglich der Variation der Linienbreiten über die aktive Fläche der Maske. Auch an die Platzierungsfehler werden zunehmend höhere Anforderungen gestellt. Bei gleicher minimal zu übertragender Struktur sind die Anforderungen an den zulässigen Platzierungsfehler dann besonders groß, wenn die Strukturübertragung in einem Maßstab 1:1, wie zum Beispiel bei der Nanoimprinttechnik erfolgt.
Typischerweise wird nach Fertigstellung der Maske eine Messung der Platzierungsfehler der Strukturelemente der Maske relativ zu einem Koordinatensystem vorgenommen, das durch zwei Justiermarken festgelegt ist, welche zur Justage der Maske zum Scanner vorgesehen sind. Die gemessenen Platzierungsfehler werden dann mit vorgegebenen Spezifikationen für Platzierungsfehler verglichen. Im Falle, dass die gefertigte Maske die erforderlichen Spezifikationen nicht erfüllt, wird diese verworfen. Bei überdeckungskritischen lithografischen Ebenen beträgt der Verwurfsanteil, der auf Platzierungsfehler zurückzuführen ist, bis zu 20 Prozent.
Es ist daher erwünscht, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Platzierungsfehler von Strukturelementen einer Maske verringert werden können.
Eine Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern von mindestens einem auf einer Oberfläche eines Substrats angeordneten Strukturelement bereit. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer lateralen Position des mindestens einen Strukturelements relativ zu einem vorgegebenen Koordinatensystem, ein Vergleichen der bestimmten lateralen Position des mindestens einen Strukturelements mit einem vorgegebenen lateralen Positionswert für das mindestens eine Strukturelement und Bestimmen eines Platzierungsfehlers für das mindestens eine Strukturelement. Das Verfahren umfasst ferner ein Festlegen einer Strahlungsdosis mindestens eines Lichtstrahls und ein Bestimmen mindestens eines Abschnitts des Substrats in Abhängigkeit von dem Platzierungsfehler und ein Durchführen einer lokalen Bestrahlung des Substrats mit dem mindestens einen Lichtstrahl mit der Strahlungsdosis zur Erzeugung einer lokalen Dichtevariation des mindestens einen Abschnitts des Substrats.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern von mehreren auf einer Oberfläche eines Substrats angeordneten Strukturelementen bereit. Das Verfahren umfasst:

a) Bestimmen lateraler Positionen der mehreren Strukturelemente relativ zu einem vorgegebenen Koordinatensystem,
b) Vergleichen der bestimmten lateralen Positionen der mehreren Strukturelemente mit vorgegebenen lateralen Positionswerten für die mehreren Strukturelemente und Bestimmen von Platzierungsfehlern für die mehreren Strukturelemente,
c) Übertragen der Strukturelemente auf einen auf einem Wafer angeordneten Photoresist mittels Photolithographie um Photoresiststrukuren zu erhalten,
d) Messen von gegenseitigen lateralen Abständen der Photoresistrukturen um Linienbreitenvariationen zu bestimmen;
e) Festlegen jeweiliger Strahlungsdosen für mehrere Lichtstrahlen und Bestimmen mehrerer Abschnitte des Substrats in Abhängigkeit von den mehreren bestimmten Platzierungsfehlern und in Abhängigkeit von den bestimmten Linienbreitenvariationen,
f) Durchführen lokaler Bestrahlungen der mehreren Abschnitte des Substrats mit den mehreren Lichtstrahlen mit den mehreren Strahlungsdosen zur Erzeugung lokaler Dichtevariationen, um die Platzierungsfehler zu verringern.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung stellt eine Maske zur lithographischen oder zur durch Imprint-Verfahren gekennzeichneten Übertragung von Strukturelementen auf einen Halbleiterwafer bereit, wobei die Maske ein Substrat und auf einer Oberfläche des Substrats angeordnete Strukturelemente umfasst und wobei das Substrat mindestens einen Abschnitt mit einer lokalen Dichtevariation umfasst.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Substrat der Maske eine extrem ultraviolettes Licht reflektierende Schicht, auf der die Strukturelemente angeordnet sind. Die lithographische Übertragung der Strukturelemente auf den Halbleiterwafer kann unter Verwendung von extrem ultraviolettem Licht erfolgen, das mittels eines ersten Spiegelsystems auf die Maske projiziert wird, von der reflektierenden Schicht reflektiert wird und mittels eines zweiten Spiegelsystems auf den Halbleiterwafer projiziert wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich der mindestens eine Abschnitt in einem Bereich des Substrats, in dem sich keine zu übertragenden Strukturelemente befinden, die bezüglich Linienbreitenvariationen kritische Dimensionen aufweisen. Bei einer Übertragung der Strukturelemente auf einen Wafer bewirkt ein Abschnitt des Substrats, der eine Dichtevariation aufweist, eine andere Transmissionsänderung als ein Abschnitt des Substrats, der keine Dichtevariation aufweist. Aufgrund der unterschiedlichen Transmissionseigenschaften von Abschnitten des Substrats, die eine Dichtevariation aufweisen, ändert sich bei einer Übertragung von Strukturelementen eine Linienbreite der übertragenen Strukturelemente auf dem Wafer. Als Strukturelemente, die bezüglich der Linienbreitenvariation eine kritische Dimension aufweisen werden solche Strukturelemente bezeichnet, bei denen ein Betrag der Toleranzen für die Linienbreitenvariation bei etwa 5 nm liegt. Strukturelemente, die bezüglich der Linienbreitenvariation unkritisch sind, sind solche Strukturelemente, bei denen ein Betrag für die Linienbreitenvariation bei bis zu 20 nm liegt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich der mindestens eine Abschnitt außerhalb eines Bereiches, der zur Übertragung der Strukturelemente genutzt wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Maske mehrere Abschnitten, die in mindestens zwei Ebenen parallel zur Oberfläche des Substrates angeordnet sind. Bevorzugt umfasst ein Abstand der zwei Ebenen voneinander mindestens die halbe Gesamtdicke des Substrates.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden.
Darin zeigen:
1 eine Anordnung zur Verwendung bei einer Übertragung von Strukturelementen auf einen Wafer,
2 und 3 Anordnungen zur Übertragung von Strukturelementen auf einen Wafer,
4 schematisch vorgegebene Positionen von Strukturelementen sowie Platzierungsfehler der Strukturelemente,
5 die in 4 dargestellten Platzierungsfehler nach Durchführung einer linearen Transformation,
6 eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Korrektur von Platzierungsfehlern,
7 die in 1 dargestellte Anordnung nach Durchführung lokaler Bestrahlungen,
8 und 9 schematisch die in 4 dargestellten Platzierungsfehler sowie Abbilder von zur lokalen Bestrahlung vorgesehenen Bereichen eines Substrats einer EUV-Maske zur Korrektur der Platzierungsfehler,
10 schematisch die in 9 dargestellten Platzierungsfehler nach Durchführung lokaler Bestrahlungen der dazu vorgesehenen Bereiche und nach Durchführung einer weiteren linearen Transformation,
11 schematisch die in 4 dargestellten Platzierungsfehler sowie zur lokalen Bestrahlung vorgesehene Bereiche eines Substrats eines Templates zur Korrektur der Platzierungsfehler,
12 schematisch die in 11 dargestellten Platzierungsfehler nach Durchführung lokaler Bestrahlungen der dazu vorgesehenen Bereiche,
13 schematisch Abbilder von Platzierungsfehlern von Strukturelementen einer Photomaske sowie Abbilder von zur lokalen Bestrahlung vorgesehenen Bereichen der Photomaske zur Korrektur der Platzierungsfehler,
14 schematisch die in 13 dargestellten Platzierungsfehler nach Durchführung lokaler Bestrahlungen der dazu vorgesehenen Bereiche,
15 schematisch Platzierungsfehler von Abbildern von Strukturelementen einer Photomaske sowie Abbilder von zur lo kalen Bestrahlung vorgesehenen Bereichen zur Korrektur der Platzierungsfehler,
16 schematisch die in 15 dargestellten Platzierungsfehler von Abbildern von Strukturelementen nach Durchführung lokaler Bestrahlungen der dazu vorgesehenen Bereiche,
17 einen Zusammenhang eines Strukturversatzes und einer Transmissionsänderung eines Bereichs einer Photomaske in Abhängigkeit einer Flächendichte von Pixeln und einem Pixeldurchmesser,
18A bis 18R Pixelanordnungen, die in einer Korrekturclusterbibliothek enthalten sind,
19 ein Flussbild zur Optimierung einer Platzierungskorrektur und einer Transmissionskorrektur, und
20 ein Flussbild zur Optimierung einer Platzierungsfehlerkorrektur.
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Anordnung 100 zur Verwendung bei einer Übertragung von Strukturelementen auf einen Wafer (nicht gezeigt in 1). Die Anordnung 100 umfasst ein Substrat 1 mit einer Oberfläche 2 und einer weiteren Oberfläche 4. Auf der Oberfläche 2 des Substrats sind eine Vielzahl von Strukturelementen 3 vorgesehen, wobei ein Schwerpunkt des Strukturelements 3-1 einen entlang einer ersten lateralen Richtung X gemessenen Abstand AB von einem Schwerpunkt eines weiteren Strukturelements 3-2 aufweist. Infolge eines Herstellungsprozesses der Anordnung 100 können die Positionen der einzelnen Strukturelemente 3 auf der Ober fläche 2 des Substrats 1 von vorgegebenen Positionswerten relativ zu einem vorgegebenen Koordinatensystem abweichen.
2 zeigt eine Anordnung 200 zur Übertragung von Strukturelementen auf einen Wafer, bei der die Anordnung 100 als Photomaske für ein Photolithographieverfahren ausgebildet ist. Dabei umfasst das Substrat 1 ein für Licht mit einer bestimmten Wellenlänge optisch transparentes Material, wie etwa Quarzglas und die Strukturelemente 3 umfassen ein für das Licht opakes Material, wie etwa Chrom oder Molybdänsilizid, wobei die Strukturelemente 3 innerhalb eines als aktives Gebiet der Photomaske 100 bezeichneten Bereichs 10 der Photomaske 100 angeordnet sind. Bei der Übertragung der Strukturelemente 3 werden nur diejenigen Strukturelemente 3 auf den Wafer übertragen, die innerhalb des aktiven Gebiets 10 der Photomaske 100 angeordnet sind. Die Strukturelemente 3 werden bei der Maskenherstellung gemäß einer zu erzielenden Strukturierung eines Wafers erzeugt. Die Gesamtheit der Strukturelemente 3 bildet ein Maskenmuster, das auf den Wafer übertragen wird. Zur Übertragung der Strukturelemente 3 auf einen Wafer 201 wird die Photomaske 100 zwischen einer Lichtquelle 202 und einem mit einem Photoresist 203 beschichteten Wafer 201 angeordnet, wobei sowohl zwischen der Photomaske 100 und der Lichtquelle 202 als auch zwischen der Photomaske 100 und dem Wafer 201 ein jeweiliges Linsensystem 204, 205 vorgesehen ist, mit denen unter anderem der Maßstab der Abbildung des Maskenmusters auf den Wafer 201 verändert werden kann. Die Lichtquelle 202 erzeugt bevorzugt ein ultraviolettes (UV) oder tief ultraviolettes (DUV-Deep Ultra Violet) Licht, oder eine andere Art von Strahlung, die für einen photolithographischen Prozess geeignet ist.
Bei der Strukturübertragung passiert die von der Lichtquelle 202 erzeugte Strahlung die Photomaske 100 und projiziert aufgrund der opaken, absorbierenden Strukturelemente 3 ein Abbild des Maskenmusters bzw. Abbilder 30 der Strukturelemente 3 innerhalb eines Abbilds 20 des aktiven Gebiets 10 der Photomaske auf den Photoresist 203, wobei jeweilige Bereiche 15a₁ , 15a₂ des Substrats 1 der Photomaske 100 auf jeweilige korrespondierende Bereiche 6a₁ , 6a₂ des Wafers 201 abgebildet werden. Der Photoresist 203 wird dann entwickelt um eine Resiststruktur zu erhalten. Durch in der Technik bekannte Ätzprozesse kann die Resiststruktur in den Wafer 201 oder in eine auf dem Wafer 201 unterhalb des Photoresists 203 angeordnete Schicht (nicht gezeigt in 2) übertragen werden.
3 zeigt eine Anordnung 300 zur Übertragung von Strukturelementen auf einen Wafer, bei der die Anordnung 100 als Maske für ein Extreme Ultra Violet (EUV) Lithographieverfahren ausgebildet ist. Das Substrat 1 umfasst eine erste Schicht 1a und eine zweite Schicht 1b, auf der die Strukturelemente 3 angeordnet sind, wobei die erste Schicht 1a beispielsweise Quarzglas umfasst und die zweite Schicht 1b als Reflexionsschicht ausgebildet ist, die EUV-Licht reflektiert und die Strukturelemente 3 ein das EUV-Licht absorbierendes Material umfassen. Die Reflexionsschicht 1b umfasst typischerweise einen Schichtstapel aus Schichten mit hohem Reflexionskoeffizienten für EUV-Licht und Schichten mit geringem Reflexionskoeffizienten für EUV-Licht, die alternierende angeordnet sind. Das absorbierende Material der Strukturelemente 3 kann beispielsweise Chrom oder Tantal umfassen. Zur Strukturübertragung des Maskenmusters bzw. der Strukturelemente 3 auf den Wafer wird die Oberfläche 2 des Substrats 1 mit dem EUV-Licht mittels einer Lichtquelle 207 und einem geeigneten Spiegelsystem 205 bestrahlt und das von der Oberflä che 2 reflektierte EUV-Licht mittels eines weiteren Spiegelsystems 206 auf einen mit Photoresist 203 beschichteten Wafer 201 projiziert, wobei jeweilige Bereiche 15a₁ , 15a₂ der Maske auf jeweilige Bereiche 6a₁ , 6a₂ auf dem Wafer 201 abgebildet werden. Die übrigen Prozessschritte erfolgen analog zum photolithographischen Verfahren. Im Unterschied zum photolithographischen Verfahren passiert bei dem EUV-Lithographieverfahren das Licht nicht das Substrat 1.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung 100 als ein Template bzw. als eine Druckplatte für die Strukturübertragung mittels einer Nanoimprinttechnik, beispielsweise einer Step and Flash Imprint Lithographie, ausgebildet. Das Material des Substrats 1 als auch der Strukturelemente 3 eines Templates umfasst typischerweise Quarzglas. Das Substrat 1 und die Strukturelemente 3 können aber auch andere geeignete Materialien aufweisen. Bei der Nanoimprinttechnik werden die Strukturelemente 3 auf eine auf einem Wafer ausgebildete Polymerschicht übertragen, indem die Strukturelemente 3 mittels einer Vorrichtung mechanisch in die Polymerschicht hineingepresst werden. Dabei findet gleichzeitig eine Bestrahlung der Polymerschicht mit UV-Licht statt, wodurch die Polymerschicht aushärtet. Der in der Polymerschicht ausgebildete Abdruck der Strukturelemente 3 wird dann typischerweise durch einen Ätzprozess in den Wafer oder in eine zwischen dem Wafer und der Polymerschicht angeordnete Schicht übertragen.
Nach der Herstellung der jeweiligen Masken bzw. des Templates werden die Positionen der Strukturelemente 3 typischerweise mittels eines optischen Verfahrens bezüglich zwei vorgegebenen Bezugspunkten oder einem vorgegebenen Koordinatensystems bestimmt. Die Bestimmung der Positionen der einzelnen Strukturelemente 3 kann beispielsweise bezüglich des in der 1 dargestellten Koordinatensystems erfolgen, wobei jedem der Strukturelemente 3 eine X- und eine Y-Koordinate zugeordnet wird. Die bestimmten Positionen der jeweiligen Strukturelemente 3 werden dann mit vorgegebenen Positionswerten für die jeweiligen Strukturelemente 3 verglichen. Die jeweiligen Abweichungen der jeweiligen bestimmten Positionen von den jeweiligen vorgegebenen Positionen bestimmen jeweilige Platzierungsfehler der einzelnen Strukturelemente 3. Die Platzierungsfehler werden insbesondere in Form von Vektoren angegeben, wobei die Richtung des Vektors die Richtung der Verschiebung der bestimmten Position von der vorgegebenen Position und der Betrag des Vektors die quantitative Abweichung der bestimmten Position von der vorgegebenen Position angibt.
4 zeigt schematisch Platzierungsfehler V_i von auf einem Substrat 1 angeordneten Strukturelementen 3 bezüglich eines vorgegebenen zweidimensionalen Koordinatensystems, das von den in 4 angegebenen lateralen Richtungen X und Y aufgespannt wird. Die Punkte P_i geben die vorgegebenen Positionen der Strukturelemente 3 an. Die Pfeile der Vektoren V_i geben die Richtung der jeweiligen Platzierungsfehler V_i an. Die quantitative Abweichung der bestimmten Positionen von den vorgegebenen Positionen wird durch die Ermittelung des Betrags der jeweiligen Vektoren V_i bestimmt, wobei in 4 die Länge der Vektoren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben ist. Bei dem in 4 dargestellten Beispiel weisen die Platzierungsfehler V_i unterschiedliche Richtungen und Beträge auf, wobei die auf der rechten Seite dargestellten Platzierungsfehler V₇, V₈ und V₉ einen geringeren Betrag aufweisen als die weiter links dargestellten Platzierungsfehler V₁, V₂ und V₃.
Im Falle, dass es sich bei der Anordnung 100 um eine Photomaske oder um eine EUV-Maske handelt, können die Positionen der effektiven Abbilder 30 der Strukturelemente 3 auf dem Wafer 201 und damit die Positionen der nach erfolgter Ätzung erhaltenen Resiststrukturen durch eine Änderung der Position des Wafers 201 bei der Übertragung der Strukturelemente 3 auf den Wafer 201 zumindest teilweise korrigiert werden. Insbesondere können die zu den Platzierungsfehlern V_i der Strukturelemente 3 auf der Maske 100 korrespondierenden Platzierungsfehler der bei der Übertragung der Strukturelemente 3 auf den Wafer erhaltenen Resiststrukturen zumindest teilweise korrigiert werden, indem die Position des Wafers 201 bezüglich des in der 4 angegebenen Koordinatensystems verändert wird. Die Positionsänderung des Wafers kann beispielsweise eine Versetzung des Wafers entlang der X- und/oder Y-Richtung oder eine Drehung des Wafers innerhalb der durch die X- und Y-Richtung aufgespannten Ebene um einen bestimmten Winkel umfassen. Eine weitere Möglichkeit, die Platzierungsfehler V_i der Strukturelemente 3 auf der Maske 100 zu korrigieren besteht darin, eine Maßstabskorrektur der Abbildung durch eine geeignete Linsen- bzw. Spiegelanordnung durchzuführen.
Sowohl die Veränderung der Position des Wafers 201 als auch die Maßstabskorrektur der Abbildung entsprechen einer linearen Transformation der Koordinaten X_i, Y_i der einzelnen bestimmten Positionen der Strukturelemente 3 auf der Maske in fiktive Koordinaten X_i', Y_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 eines Koordinatensystems X', Y' auf dem Wafer. Mittels eines geeigneten Algorithmus können dann optimale Parameter für die Positionierung des Wafers und für die Maßstabskorrektur berechnet werden, um minimale Beträge der Platzierungsfehler der Resiststrukturen auf dem Wafer zu erreichen.
5 zeigt schematisch die mittels einer linearen Transformation erhaltenen Platzierungsfehler V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 bezüglich des Koordinatensystems X', Y' auf dem Wafer 201. Dabei stellen die Anfänge P_i' der jeweiligen Pfeile Abbilder der vorgegebenen Positionen P_i der Strukturelemente 3 dar. Ein Vergleich der in 4 dargestellten Platzierungsfehler V_i der Strukturelemente 3 auf der Maske mit den in 5 dargestellten transformierten Platzierungsfehlern V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 zeigt, dass die Platzierungsfehler V_i der einzelnen Strukturelemente 3 auf der Maske bei der Abbildung auf den Wafer durch eine Optimierung der Waferposition beziehungsweise der Maskenbildposition und der Maßstabskorrektur der Abbildung deutlich korrigiert werden können.
Die verbleibenden Platzierungsfehler V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 auf dem Wafer können jedoch mit herkömmlichen Verfahren nicht weiter verringert werden. Erfüllen die verbleibenden Platzierungsfehler V_i' nicht vorgegebene Spezifikationen, so wird die Maske verworfen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die verbleibenden Platzierungsfehler V_i' von Abbildern 30 von Strukturelementen 3 einer Photomaske oder einer EUV-Maske sowie die Platzierungsfehler von Strukturelementen eines Templates durch eine Erzeugung lokaler Dichtevariationen des Substrats 1 weiter verringert werden. Dies kann beispielsweise durch eine Einkoppelung hochenergetischer gepulster Laserstrahlung, vorzugsweise mittels eines Femtolasers, in bestimmte Abschnitte des Substrats 1 erfolgen.
Mit Bezug auf 6 wird das Substrat 1 mit einem Lichtstrahl 5 bestrahlt, um eine lokale Dichtevariation eines Abschnitts 10 des Substrats 1 herbeizuführen. Bevorzugt erfolgt eine Bestrahlung durch die andere Oberfläche 4 des Substrats 1 hindurch, auf der keine Strukturelemente 3 vorgesehen sind. Durch den Lichtstrahl 5 wird der Abschnitt 10 des Substrats 1 lokal auf eine Temperatur erhitzt, die größer als eine Schmelztemperatur des Substratmaterials ist, während die den Abschnitt 10 des Substrats 1 umgebenden Abschnitte des Substrats 1 eine Temperatur aufweisen, die geringer als die Schmelztemperatur des Substratmaterials ist. Dadurch erfolgt ein Aufschmelzen des lokal begrenzten Abschnitts 10 des Substratmaterials, der nach Beendigung der Bestrahlung sofort wieder abkühlt, wodurch eine lokale Umverteilung der Masse im Submikrometerbereich erzielt wird. Nach der Abkühlung des aufgeschmolzenen Substratmaterials weist dieser eine geringere Materialdichte als das nicht aufgeschmolzene Substratmaterial auf, wodurch ein lokaler Bereich des Substrats 1, der als Pixel bezeichnet wird, mit einer geringeren Materialdichte erzeugt wird. Dadurch wird eine geringfügige laterale Ausdehnung des Abschnitts 10 des Substrats 1 erzielt.
Die Größe des erzeugten Pixels ist abhängig von der mittels des Lichtstrahls 5 eingekoppelten Energiedosis. Somit kann beispielsweise durch eine Variation der Energie des Laserpulses, d.h. einer Variation der Zahl der Photonen pro Puls, oder durch eine Variation der Anzahl der Laserpulse die Größe des erzeugten Pixels mit geringerer Materialdichte und dadurch die lokale laterale Ausdehnung des Substrats 1 variiert werden.
Durch eine geeignete Fokussierung des Lichtstrahls 5 mittels eines Linsensystems 8 kann der Abstand des Abschnitts 10 des Substrats 1, in dem die lokale Aufschmelzung und somit die lokale Dichtevariation erfolgen soll, eingestellt werden. Da die resultierende lokale Ausdehnung bestimmter Abschnitte des Substrats 1 mechanische Spannungen erzeugt, die zu einer Nichtplanarität der Oberflächen 2, 4 des Substrats 1 führen können, werden zur Korrektur einzelner Platzierungsfehler bevorzugt mehrere Pixel erzeugt, die unterschiedliche Abstände von der anderen Oberfläche 4 des Substrats 1 aufweisen, um eine Planarität der Substratoberfläche zu gewährleisten.
7 zeigt die Anordnung 100 aus 1, bei der eine lokale Ausdehnung eines Bereichs 15 des Substrats durch Bestrahlung des Substrats 1 mit Lichtstrahlen 5 vorgenommen wurde. Der Bereich 15 des Substrats 1 umfasst mehrere Pixel oder Teilbereiche 7 des Substrats 1, die eine geringere Materialdichte aufweisen als das restliche Substratmaterial und die jeweils durch jeweilige Lichtstrahlen 5 lokal erzeugt wurden. Die Pixel 7 jeder der Teilmengen 7a, 7b und 7c sind untereinander beabstandet entlang der lateralen Richtung X angeordnet. Die Pixel 7 der ersten Teilmenge 7a weisen einen ersten Abstand d1 von der Oberfläche 2 des Substrats auf. Die Pixel der zweiten Teilmenge 7b weisen einen zweiten Abstand d2 von der Oberfläche 2 des Substrats auf und die Pixel der dritten Teilmenge 7c weisen einen dritten Abstand d3 von der Oberfläche 2 des Substrats 1 auf. Durch diese Anordnung der Pixel 7 mit unterschiedlichen Abständen von der Substratoberfläche kann eine Verbiegung des Substrats aufgrund durch die Pixel erzeugter mechanischer Spannungen vermieden werden.
Infolge der lokalen Ausdehnung des Bereichs 15 des Substrats 1 wird der in 1 gezeigte laterale Abstand AB zwischen den Strukturen 3-1 und 3-2 um einen Betrag ΔX vergrößert. Durch gezielte Bestrahlungen lokaler Bereiche 10 des Sub strats 1 mit hochenergetischer Laserstrahlung können somit die Abstände zwischen einzelnen der Strukturelemente 3 verändert werden. Mittels einer gezielten Steuerung der Anzahl der Pixel 7 pro Volumeneinheit und der Größe der Pixel 7 über das Substrat 1 hinweg können Positionsveränderungen der einzelnen Strukturelemente 3 erzielt werden.
In Abhängigkeit von dem Betrag der einzelnen Platzierungsfehler V_i der Strukturelemente 3 kann sowohl die Pixeldichte als auch die Pixelgröße in unterschiedlichen Bereichen 15 des Substrats 1 variabel angepasst werden, um die einzelnen Platzierungsfehler V_i individuell zu korrigieren.
8 zeigt schematisch die in 5 dargestellten verbleibenden jeweiligen Platzierungsfehler V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 bezüglich des Koordinatensystems X', Y' auf dem Wafer 201 sowie jeweilige fiktive Bereiche 6a_i des Abbilds von realen Bereichen 15a_i (nicht gezeigt in 8) des Substrats 1 einer EUV-Maske auf dem Wafer. In den zu den fiktiven Bereichen 6a_i des Abbilds des Substrats 1 korrespondierenden realen Bereichen 15a_i des Substrats 1 (nicht gezeigt in 8), welche man durch eine Rücktransformation der fiktiven Bereiche 6a_i erhält, sollen jeweils eine Vielzahl von Pixeln 7 zur Korrektur der jeweiligen Platzierungsfehler V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 erzeugt werden, unter der Maßgabe, dass die Größe der Pixel und die Dichte der Pixel, d.h. die Anzahl der Pixel pro Volumeneinheit für die jeweiligen Bereiche 15a_i gleich ist. Wie aus 8 ersichtlich, korrespondiert bei dieser Maßgabe der jeweilige Flächeninhalt der jeweiligen Bereiche 6a_i mit der Größe der jeweiligen Platzierungsfehler V_i'.
Der Anfang der jeweiligen Pfeile, die die Platzierungsfehler V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 bezüglich des Koordinatensystems X', Y' auf dem Wafer 201 darstellen, gibt die vorgegebenen Positionen für die Abbilder 30 der jeweiligen Strukturelemente 3 auf dem Wafer an und die Richtung der Pfeile gibt die Richtung der Platzierungsfehler V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 auf dem Wafer 201 an. Da mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Bereichen 15a_i des Substrats 1 Pixel 7 mit geringer Materialdichte erzeugt werden, und somit eine Ausdehnung der Bereiche 15a_i erfolgt, sind die zu den Bereichen 15a_i des Substrats 1 korrespondierenden Bereiche 6a_i jeweils in Richtung der Pfeile versetzt zu den für die Abbilder der Strukturelemente 3 vorgegebenen Positionen vorgesehen, um einen Versatz der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 in Gegenrichtung der Pfeile zu bewirken.
Mit Bezug auf 9 können auch andere Parameter zur Korrektur der in 5 dargestellten verbleibenden jeweiligen Platzierungsfehler V_i' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 einer EUV-Maske verwendet werden. In dem in 9 gezeigten Beispiel ist als Maßgabe vorgegeben, dass die Flächeninhalte der jeweiligen Bereiche 15b_i des Substrats 1 der EUV-Maske, in denen jeweils eine Vielzahl von Pixeln zur Korrektur der jeweiligen Platzierungsfehler V_i' der Abbilder der Strukturelemente 3 erzeugt werden soll, gleich ist. Zur Korrektur von betragsmäßig kleinen Platzierungsfehlern V_i' ist eine geringe Anzahl von Pixeln pro Volumeneinheit erforderlich, während zur Korrektur von betragsmäßig großen Platzierungsfehlern V_i' eine hohe Anzahl von Pixeln pro Volumeneinheit erforderlich ist.
Die in der 9 gezeigten unterschiedlichen Schraffierungen der jeweiligen Bereiche 6b_i der Abbilder des Substrats 1 stellen unterschiedliche vorgesehene Dichten der Pixel, d.h. eine unterschiedliche Anzahl der Pixel pro Volumeneinheit für die korrespondierenden realen Bereiche 15a_i des Substrats 1 dar, während gleiche Schraffierungen gleiche Pixeldichten darstellen. In den den Bereichen 6b₉ und 6b₇ korrespondierenden Bereichen 15b₉ und 15b₇ soll eine geringe Dichte der Pixel erzeugt werden, da der Betrag der jeweiligen Platzierungsfehler V₇' und V₉' der Abbilder 30 der Strukturelemente 3 klein ist, während in den den Bereichen 6b₁ , 6b₃ , 6b₄ , 6b₆ und 6b₈ korrespondierenden Bereichen 15b₁ , 15b₃ , 15b₄ , 15b₆ und 15b₈ des Substrats 1 eine höhere Dichte der Pixel erzeugt werden soll, da die Beträge der Abbilder der jeweiligen Platzierungsfehler groß sind.
10 zeigt die resultierenden Platzierungsfehler V_i'' der Strukturelemente 3 auf der Maske nach der Bestrahlung der den in 9 angegebenen Bereichen 6b_i korrespondierenden Bereiche 15b_i des Substrats 1 zur Erzeugung der jeweiligen Pixeldichten und nach Durchführung einer weiteren linearen Transformation bezüglich eines weiteren fiktiven Koordinatensystems X'', Y'' auf der Maske. Wie aus der 10 ersichtlich, sind die resultierenden Platzierungsfehler V_i'' für die Strukturelemente 3 deutlich kleiner als vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und vor Durchführung der weiteren linearen Transformation.
11 zeigt schematisch die Platzierungsfehler V_i der Strukturelemente 3 auf dem Substrat 1 sowie jeweilige Bereiche 15t_i des Substrats 1 eines Templates, in denen jeweils eine Vielzahl von Pixeln zur Korrektur der jeweiligen Platzierungsfehler V_i erzeugt werden soll. Bei dem dargestellten Beispiel weisen die Bereiche 15t_i des Substrats 1 gleiche Flächeninhalte auf. Somit werden zur Korrektur unterschiedlicher Platzierungsfehler V_i für die einzelnen Bereiche 15t_i des Substrats 1 unterschiedliche Pixeldichten vorgesehen. In der 11 stellen unterschiedliche Schraffierungen der Bereiche 15t_i unterschiedliche Pixeldichten dar. Zur Korrektur betragsmäßig großer Platzierungsfehler V_i sind hohe Pixeldichten für die jeweiligen Bereiche 15t_i vorgesehen, während zur Korrektur betragsmäßig kleiner Platzierungsfehler V_i geringe Pixeldichten für die jeweiligen Bereiche 15t_i vorgesehen sind.
12 zeigt die resultierenden Platzierungsfehler V_i'' der Strukturelemente 3 auf dem Substrat 1 des Templates nach der Bestrahlung der in 11 angegebenen Bereiche 15t_i zur Erzeugung der jeweiligen Pixeldichten. Mit Bezug auf 11 und 12 ist ersichtlich, dass die resultierenden Platzierungsfehler V_i'' im Vergleich zu den Platzierungsfehlern V_i mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich geringer sind.
13 zeigt schematisch Platzierungsfehler V_i, gegebenenfalls nach Durchführung einer linearen Transformation, von Abbildern 30 von Strukturelementen 3 einer Photomaske, das Abbild 20 eines aktiven Bereichs 10 der Photomaske sowie Bereiche 6p_i der Abbilder von Bereichen 15p_i des Substrats 1 (nicht gezeigt in 13). In den zu den Abbildern 6p_i der Bereiche 15p_i des Substrats 1 korrespondierenden Bereichen 15p_i des Substrats 1 soll jeweils eine Vielzahl von Pixeln zur Korrektur der jeweiligen Platzierungsfehler V_i der Abbilder der Strukturelemente 3 erzeugt werden. Dabei kennzeichnen unterschiedliche Schraffierungen der Bereiche 6p_i unter schiedliche Pixeldichten in den zu diesen Bereichen 6p_i korrespondierenden Bereichen 15p_i des Substrats 1.
Da durch die erfindungsgemäße Bestrahlung des Substrats 1 mit einem Laserstrahl Pixel mit einer im Vergleich zu dem restlichen Substratmaterial geringeren Materialdichte ausgebildet werden, ändert sich das Transmissionsverhalten der Photomaske in den bestrahlten Bereichen. Daher sind die zu den in 13 angegebenen Bereichen 6p_i korrespondierenden Bereiche 15p_i des Substrats 1, in denen die Pixel erzeugt werden sollen, bevorzugt außerhalb des aktiven Gebiets 10 der Photomaske vorgesehen. Somit können vor allem Platzierungsfehler V_i der Abbilder 30 von im äußeren Bereich des aktiven Gebiets 10 angeordneten Strukturelementen 3 korrigiert werden.
Jedoch kann beispielsweise für die Platzierungsfehler V₁ und V₈ der Abbilder 30 jeweiliger Strukturelemente 3 auf der Photomaske, die im äußeren Bereich des Abbilds 20 des aktiven Gebiets 10 der Photomaske dargestellt sind, keine Korrektur durchgeführt werden, da die Richtung der Vektoren in Richtung der Mitte des Abbilds 20 des aktiven Gebiets 10 zeigt und somit die Gebiete für die Korrektur innerhalb des aktiven Gebiets 10 der Photomaske angeordnet sein müssten.
14 zeigt die resultierenden Platzierungsfehler V_i' der Strukturelemente 3 bezüglich eines weiteren Koordinatensystems X', Y' auf der Photomaske nach der Bestrahlung der zu den in 13 angegebenen Bereichen 6p_i korrespondierenden Bereiche 15p_i des Substrats 1 zur Erzeugung der jeweiligen Pixeldichten. Mit Bezug auf 13 und 14 ist ersichtlich, dass die resultierenden Platzierungsfehler V₁', V₅' und V₈' den selben Betrag aufweisen wie vor der Korrektur. Dagegen weisen die resultierenden Platzierungsfehler V₃', V₆' und V₂' einen deutlich geringeren Betrag auf, als vor der Korrektur.
15 zeigt schematisch die in 13 dargestellten Platzierungsfehler V_i der Abbilder von Strukturelementen 3 einer Photomaske und die außerhalb des Abbilds 20 des aktiven Gebiets 10 der Photomaske vorgesehenen Abbilder 6p_i der Bereiche 15p_i des Substrats 1, wobei in den Bereichen 15p_i des Substrats 1 jeweils eine Vielzahl von Pixeln zur Korrektur der jeweiligen Platzierungsfehler V_i erzeugt werden soll. Außderdem sind weitere Abbilder 6pa_i und 6pb_i von Bereichen 15pa_i und 15pb_i des Substrats 1 dargestellt, die innerhalb des Abbilds 20 des aktiven Gebiets 10 der Photomaske angeordnet sind und in denen ebenfalls eine Vielzahl von Pixeln zur Korrektur der jeweiligen Platzierungsfehler erzeugt werden soll. Bei der Wahl der Pixeldichten und der Pixelgrößen für die jeweiligen zu den Bereichen 6pa_i und 6pb_i korrespondierenden Bereiche 15pa_i und 15pb_i des Substrats 1 innerhalb des aktiven Gebiets 10 der Photomaske wird hierbei die absorbierende Wirkung der zu erzeugenden Pixel und ihr Einfluss auf die Linienbreitenvariationen von im Photoresist durch die Strukturübertragung erzeugten Photoresiststrukturen berücksichtigt. Das geschieht durch die Nutzung eines nichtlinearen Zusammenhangs zwischen Transmissionsänderung der bestrahlten Bereiche des Substrats 1 und Positionsversatz der Strukturelemente 3 in Abhängigkeit von Pixelgröße und Anzahl der Pixel pro Volumeneinheit. Bei gleicher Transmissionswirkung verursachen größere Pixel eine stärkere Positionsänderung der Strukturelemente 3. Mit diesem Ansatz können somit Platzierungsfehlerkorrekturen mit Linienbreitenkorrekturen im aktiven Gebiet 10 der Photomaske kombiniert werden.
Die zu den in 15 gezeigten Bereichen 6pb_i korrespondierenden Bereiche 15pb_i des Substrats 1 bezeichnen die Bereiche, in denen die Pixel zur Korrektur der Platzierungsfehler V_i der Abbilder der Strukturelemente 3 der Photomaske innerhalb des Abbilds 20 des aktiven Gebiets 10 der Photomaske erzeugt werden sollen und die zu den gezeigten Bereichen 6pa_i korrespondierenden Bereiche 15pa_i des Substrats 1 bezeichnen die Bereiche, in denen die Pixel zur Korrektur der durch die in den zu den Bereichen 6pb_i korrespondierenden Bereichen 15pb_i zu erzeugenden Pixel Transmissionänderungen des Substrats 1 erzeugt werden sollen.
16 zeigt die resultierenden Platzierungsfehler V_i' nach der Bestrahlung der zu den in 15 angegebenen Bereichen 6p_i , 6pa_i und 6pb_i korrespondierenden Bereiche 15p_i , 15pa_i und 15pb_i des Substrats 1 zur Erzeugung der jeweiligen Pixeldichten. Aus 16 ist ersichtlich, dass nunmehr auch die innerhalb des Abbilds 20 des aktiven Gebiets 10 der Photomaske angeordneten Platzierungsfehler der Abbilder der Strukturelemente 3 deutlich verringert wurden.
In 17 ist der Zusammenhang zwischen einem durch Bestrahlen eines Abschnitts 10 eines Substrats 1 einer Photomaske erzeugten Strukturversatzes ΔX und der Transmissionsänderung ΔT dieses Bereichs des Substrats 1 der Photomaske in Abhängigkeit von einer Flächendichte F_XY,n der Pixel 7 und einem Durchmesser d_n der Pixel 7 in diesem Bereich dargestellt. Die Flächendichte F_xy,n gibt hierbei die Anzahl der Pixel pro Flächenelement an, wobei der Index X den Abstand der Pixel entlang einer ersten lateralen Richtung X und der Index Y den Abstand der Pixel entlang einer zweiten lateralen Richtung Y bezeichnet. Die jeweiligen Strukturversätze ΔX sind als gestrichelte Linien dargestellt und die jeweiligen Transmissi onsänderungen ΔT sind als durchgängige Linien dargestellt. Die den jeweiligen Linien zugeordneten Parameter d_n geben den optischen Pixeldurchmesser an. Wie in der 17 dargestellt, besteht ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen dem jeweiligen Strukturversatz ΔX und der jeweiligen Transmissionänderung ΔT in Abhängigkeit von der Flächendichte F_XY,n.
Bei Erhöhung der Flächendichte F_xy,n und konstantem Pixeldurchmesser d_n nimmt der Strukturversatz ΔX stärker zu, als die Transmissionsänderung ΔT. Wie aus der 17 ersichtlich, ist die Ableitung des Strukturversatzes ΔX nach der Flächendichte F_xy,n bei konstantem Pixeldurchmesser d_n größer als die Ableitung der Transmissionsänderung ΔT nach der Flächendichte F_xy,n.
Bei konstanter Flächendichte F_xy,n weisen sowohl der Strukturversatz ΔX als auch die Transmissionsänderung ΔT eine Abhängigkeit von dem Pixeldurchmesser d_n auf. Auf Basis dieser Zusammenhänge können durch verschiedene Kombinationen der Flächendichte F_xy,n der Pixel und der Pixelgröße bzw. dem Pixeldurchmesser d_n erwünschte Transmissionänderungen ΔT und Strukturversätze ΔX für jeweilige Bereiche 15 des Substrats 1 eingestellt werden.
Zur Bestimmung der Form, der Anzahl und der Anordnung von Pixeln, die erforderlich ist, um eine gewünschte Korrektur eines Platzierungsfehlers eines Strukturelements 3 durchzuführen, wird eine Bibliothek angelegt, in der Auswirkungen von in das Substrat 1 eingebrachten Pixeln mit unterschiedlicher Pixelanordnung, Anzahl der Pixel pro Flächeneinheit, Anzahl der Pixel pro Volumeneinheit und Pixelgröße auf den Strukturversatz und die Transmissionsänderung abgelegt sind.
Zum Anlegen der Bibliothek wird eine Versuchsreihe an einer Vielzahl von Proben mit einem Substrat und darauf angeordneten Strukturelementen durchgeführt. Dabei werden zunächst die Positionen der Strukturelemente jeder Probe vermessen und die Transmissionseigenschaften von Gebieten, die zur Bestrahlung vorgesehen sind, ermittelt. Danach werden die jeweiligen Gebiete bestrahlt und somit lokal ein oder bevorzugt mehrere Pixel mit geringer Materialdichte erzeugt. Danach werden die Positionen der Strukturelemente erneut vermessen, um den Strukturversatz zu bestimmen. Des Weiteren werden die Transmissionseigenschaften der bestrahlten Gebiete gemessen, um die Transmissionsänderung zu ermitteln. Dieses Vorgehen wird mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Pixelanordnungen durchgeführt, um eine umfangreiche Bibliothek zu erstellen.
Die 18A bis 18R zeigen einige Beispiele für in der Bibliothek erfasste Pixelanordnungen, für die der jeweilige Strukturversatz und die jeweilige Transmissionsänderung gemessen wurden. Die einzelnen Figuren zeigen jeweils Querschnitte entlang einer X-Z Ebene bzw. einer Y-Z Ebene von Substraten, auf denen jeweils Strukturelemente (nicht gezeigt) angeordnet sind. Wie in 18A gezeigt, können die Pixel 7 in einer zur X-Y Ebene parallelen Ebene des Substrats 1 angeordnet sein, die benachbart zu der weiteren Oberfläche 4 des Substrats 1 ist, um beispielsweise eine Biegung des Substrats auszugleichen. Die Pixel 7 können aber auch in unterschiedlichen Ebenen des Substrats angeordnet sein, die unterschiedliche Abstände zu der weiteren Oberfläche 4 des Substrats aufweisen. Wie aus den 18A bis 18R ersichtlich, können die Pixel 7 unterschiedliche Größen und unterschiedliche Formen aufweisen. Insbesondere können die Pixel 7 eine deutlich geringere laterale Breite entlang der X- und Y-Richtung als eine Höhe entlang der Z-Richtung aufweisen.
19 zeigt ein Flussbild, anhand dessen ein Verfahren zur Optimierung der Platzierungsfehlerkorrektur und der Transmissionskorrektur für eine photolithographische Maske illustriert wird. Zunächst werden die Platzierungsfehler V_i(X, Y) der einzelnen Strukturelemente der Maske bezüglich eines vorgegebenen Koordinatensystems (X, Y) bestimmt. Dann erfolgt eine Strukturübertragung des Maskenmusters mittels Photolithographie auf einen auf einem Wafer angeordneten Photoresist. Die erhaltene Photoresiststruktur wird dann vermessen, um eine Linienbreitenvariation ΔCD_i(X, Y) über die Maske zu bestimmen.
Auf Basis der Korrekturclusterbibliothek wird dann eine Pixelverteilung D_n(X, Y) über die Maske bestimmt. Dann erfolgt eine Berechnung der Platzierungsfehler V_i,n(X, Y), der Transmissionsänderungen ΔT_n(X, Y) und der Linienbreitenvariation ΔCD'_n(X', Y') über die Maske hinweg. Die berechneten Werte werden mit jeweiligen Kriterien für maximale Restfehler der Platzierungsfehler ΔV_max und der Linienbreitenvariationsfehler ΔCD'_max verglichen. Erfüllen die berechneten Werte die Kriterien für die jeweiligen maximalen Fehler, so wird die Maske bestrahlt, um die Pixelverteilung D_n(X, Y) in der Maske zu erzeugen.
Erfüllen die berechneten Werte die Kriterien für die jeweiligen maximalen Fehler nicht, so erfolgt eine erneute Bestimmung der Pixelverteilung D_n(X, Y) über der Maske auf Basis der Korrekturclusterbibliothek und eine erneute Berechnung der Platzierungsfehler V_i,n(X, Y), der Transmissionsänderungen ΔT_n(X, Y) und der Linienbreitenvariation ΔCD'_n(X', Y') über die Maske hinweg. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die berechneten Werte die jeweiligen Kriterien für die jeweiligen maximalen Fehler erfüllen.
Nach der Bestrahlung der Maske werden die verbleibenden Platzierungsfehler V_i,n,m(X, Y) nach einer n-ten Korrektur gemessen.
Dann erfolgt eine Strukturübertragung des Maskenmusters der korrigierten Maske mittels Photolithographie auf einen auf einem Wafer angeordneten Photoresist. Die erhaltene Photoresiststruktur wird dann vermessen um eine Linienbreitenabweichung ΔCD_n,w(X', Y') über ein Bildfeld (X', Y') nach der n-ten Korrektur zu erhalten.
Die gemessenen Werte werden mit den jeweiligen Kriterien für die maximalen Restfehler der Platzierungsfehler ΔV_max und der Linienbreitenvariationsfehler ΔCD'_max verglichen.
Werden die Kriterien erfüllt, so kann die Maske in der Produktion verwendet werden.
Werden die Kriterien nicht erfüllt, so erfolgt eine neue Korrektur der verbleibenden Platzierungsfehler.
20 zeigt ein Flussbild, anhand dessen ein Verfahren zur Optimierung der Platzierungsfehlerkorrektur für eine Anordnung 100 (nicht gezeigt in 20) zur Verwendung bei einer Übertragung von Strukturelementen auf einen Wafer illustriert wird. Die Anordnung 100 kann als Photomaske, als EUV-Maske oder als Template ausgebildet sein und umfasst ein Substrat sowie darauf angeordnete Strukturelemente. Zunächst werden die Positionswerte P_i der Strukturelemente auf dem Substrat der Anordnung 100 bezüglich eines vorgegebenen Koordinaten systems (X, Y) bestimmt. Typischerweise werden die bestimmten Positionswerte P_i der Strukturelemente mit vorgegebenen Positionswerten für die Strukturelemente verglichen, und jeweilige Platzierungsfehler für die jeweiligen Strukturelemente bestimmt.
Dann erfolgt eine Strukturübertragung der Strukturelemente auf einen mit Photoresist oder einer Polymerschicht beschichteten Wafer, um eine Photoresiststruktur oder eine Polymerschichtstruktur zu erhalten. Die Photoresiststruktur oder die Polymerschichtstruktur wird dann vermessen, um eine Linienbreitenvariation ΔCD_i(X, Y) über das Substrat zu bestimmen.
Auf Basis der Korrekturclusterbibliothek wird dann mittels einer Finite Elemente Simulation eine Pixelverteilung D_n(X, Y) von Pixeln, die eine Dichtevariation aufweisen, über das Substrat bestimmt, um die Positionen der Strukturelemente und somit die Platzierungsfehler der Strukturelemente zu korrigieren. Anschließend wird das Substrat bestrahlt, um eine Vielzahl von Pixeln mit jeweiligen Dichtevariationen in dem Substrat gemäß der bestimmten Pixelverteilung D_n(X, Y) zu erzeugen. Bevorzugt weisen die erzeugten Pixel eine geringere Materialdichte als das die Pixel umgebende Substrat auf. Dadurch erfolgen jeweilige Strukturversätze der jeweiligen Strukturelemente bezüglich des Koordinatensystems (X, Y), so dass die Strukturelemente korrigierte Positionswerte P_i ^corr(X, Y) aufweisen.
Nach der Bestrahlung des Substrats werden die korrigierten Positionen P_i ^corr(X, Y) der Strukturelemente bezüglich des Koordinatensystems vermessen und mit Spezifikationen für die Anordnung zur Verwendung bei einer Übertragung von Strukturelementen auf einen Wafer verglichen. Erfüllen die korrigier ten Positionen P_i ^corr(X, Y) der Strukturelemente die Spezifikationen, so kann die Anordnung in der Produktion verwendet werden. Erfüllen die korrigierten Positionen P_i ^corr(X, Y) der Strukturelemente die Spezifikationen nicht, so erfolgt eine erneute Bestimmung einer Pixelverteilung D_n(X, Y) von Pixeln, die eine Dichtevariation aufweisen, über das Substrat auf Basis der Korrekturclusterbibliothek mittels der Finite Elemente Simulation.

Claims

Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern (V_i) von mindestens einem auf einer Oberfläche (2) eines Substrats (1) angeordneten Strukturelement (3), umfassend: Bestimmen einer lateralen Position des mindestens einen Strukturelements (3) relativ zu einem vorgegebenen Koordinatensystem (X, Y); Vergleichen der bestimmten lateralen Position des mindestens einen Strukturelements (3) mit einem vorgegebenen lateralen Positionswert (P_i) für das mindestens eine Strukturelement (3) und Bestimmen eines Platzierungsfehlers (V_i) für das mindestens eine Strukturelement (3); Festlegen einer Strahlungsdosis mindestens eines Lichtstrahls (5) und Bestimmen mindestens eines Abschnitts (15) des Substrats (1) in Abhängigkeit von dem Platzierungsfehler (V_i); Durchführen einer lokalen Bestrahlung des Substrats (1) mit dem mindestens einen Lichtstrahl (5) mit der Strahlungsdosis zur Erzeugung einer lokalen Dichtevariation des mindestens einen Abschnitts (15) des Substrats (1).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die lokale Dichtevariation eine geringere Dichte als das umgebende Substrat (1) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die lokale Bestrahlung zu einer Änderung der lateralen Position des mindestens einen Strukturelements (3) relativ zu dem vorgegebenen Koordinatensystem (X, Y) führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der mindestens eine Abschnitt (15) des Substrats (1) von der Oberfläche (2) des Substrats (1) beabstandet ist und bei dem das Durchführen der lokalen Bestrahlung des Substrats (1) mit dem mindestens einen Lichtstrahl (5) eine Fokussierung des mindestens einen Lichtstrahls (5) umfasst, um eine lokale Dichtevariation des mindestens einen, von der Oberfläche (2) des Substrats (1) beabstandeten Abschnitts (15) zu erzeugen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Bestimmen des Platzierungsfehlers (V_i) eine Bestimmung eines Betrags und einer Richtung einer Abweichung der bestimmten lateralen Position von dem vorgegebenen lateralen Positionswert umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem durch die lokale Bestrahlung des Substrats (1) die lokale Dichtevariation durch eine lokale Erhitzung des Substrates (1) oberhalb der Schmelztemperatur erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Bestimmen der Strahlungsdosis des mindestens eines Lichtstrahls (5) und das Bestimmen des mindestens einen Abschnitts (15) des Substrats (1) in Abhängigkeit von dem Platzierungsfehler (V_i) auf Basis einer Bibliothek erfolgt, in der ein Wert für eine Veränderung der Position des mindestens einen Strukturelementes (3) in Abhängigkeit von jeweiligen Strahlungsdosen und jeweiligen Abschnitten (15) des Substrates (1) abgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem in der Bibliothek jeweilige erzeugte lokale Dichtevariationen mindestens eines Abschnitts (15) von jeweiligen Substraten (1), die unterschiedliche Materialien umfassen, in Abhängigkeit von jeweiligen Strahlungsdosen abgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die unterschiedlichen Materialen Quarzglas umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Bestimmen der Strahlungsdosis des mindestens einen Lichtstrahls (5) und das Bestimmen des mindestens einen Abschnitts (15) des Substrats (1) das Bestimmen jeweiliger weiterer Strahlungsdosen für jeweilige weitere Lichtstrahlen (5) und das Bestimmen mehrerer Teilabschnitte (10) des mindestens einen Abschnitts (15) des Substrats umfasst und bei dem das lokale Bestrahlen des Substrats (1) das Bestrahlen mit den jeweiligen weiteren Lichtstrahlen (5) mit den jeweiligen weiteren Strahlungsdosen zur Erzeugung jeweiliger lokaler Dichtevariationen (7) der mehreren Teilabschnitte (10) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die mehreren Teilabschnitte (10) einen ersten Abstand von der Oberfläche (2) des Substrats aufweisen und untereinander entlang einer ersten lateralen Richtung (X) und entlang einer zweiten lateralen Richtung (Y) beabstandet angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem eine erste Teilmenge der jeweiligen lokalen Dichtevariationen (7) einen ersten Abstand von der Oberfläche (2) des Substrats (1) aufweisen und eine zweite Teilmenge der jeweiligen lokalen Dichtevariationen (7) einen zweiten Abstand von der Oberfläche (2) des Substrats (1) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erste Teilmenge der jeweiligen lokalen Dichtevariationen (7) untereinander entlang einer ersten lateralen Richtung (X) und entlang einer zweiten lateralen Richtung (Y) beabstandet angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Durchführen der lokalen Bestrahlung des Substrats (1) mit dem mindestens einen Lichtstrahl (5) mit der Strahlungsdosis mittels eines Femtolasers erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das Substrat (1) eine extrem ultraviolettes Licht reflektierende Schicht (1b) umfasst, auf der die Strukturelemente angeordnet sind und die Strukturelemente (3) ein extrem ultraviolettes Licht absorbierendes Material umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das Substrat (1) ein für ultraviolettes Licht und tief ultraviolettes transparentes Material umfasst und bei dem die Strukturelemente (3) ein für ultraviolettes Licht und tief ultraviolettes opakes Material umfassen.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das transparente Material Quarzglas und das opake Material mindestens eines von Chrom und Molybdänsilizid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Strukturelemente (3) auf einem aktiven Gebiet (10) der Oberfläche (2) des Substrats (1) angeordnet sind, und bei dem das Durchführen der lokalen Bestrahlung des Substrats (1) mit dem mindestens einen Lichtstrahl (5) mit der Strahlungsdosis ein Bestrahlen der anderen Oberfläche (4) des Substrats (1) in Be reichen umfasst, die außerhalb des aktiven Gebiet (10) liegen.
Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern (V_i) von mehreren auf einer Oberfläche (2) eines Substrats (1) angeordneten Strukturelementen (3), umfassend: a) Bestimmen lateraler Positionen der mehreren Strukturelemente (3) relativ zu einem vorgegebenen Koordinatensystem (X, Y); b) Vergleichen der bestimmten lateralen Positionen der mehreren Strukturelemente (3) mit vorgegebenen lateralen Positionswerten (P_i) für die mehreren Strukturelemente (3) und Bestimmen von Platzierungsfehlern (V_i) für die mehreren Strukturelemente (3); c) Übertragen der Strukturelemente (3) auf einen auf einem Wafer (201) angeordneten Photoresist (203) mittels Photolithographie um Photoresiststrukuren zu erhalten; d) Messen von gegenseitigen lateralen Abständen der Photoresistrukturen um Linienbreitenvariationen zu bestimmen; e) Festlegen jeweiliger Strahlungsdosen für mehrere Lichtstrahlen (5) und Bestimmen mehrerer Abschnitte (15) des Substrats (1) in Abhängigkeit von den mehreren bestimmten Platzierungsfehlern und in Abhängigkeit von den bestimmten Linienbreitenvariationen; f) Durchführen lokaler Bestrahlungen der mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1) mit den mehreren Lichtstrahlen (5) mit den mehreren Strahlungsdosen zur Erzeugung lokaler Dichtevariationen, um die Platzierungsfehler (V_i) zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Festlegen der jeweiligen Strahlungsdosen für die mehreren Lichtstrahlen (5) und das Bestimmen der mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1) auf Basis einer Bibliothek, in der jeweilige Änderungen von Positionen (P_i) und Änderungen von Linienbreiten von Strukturelementen (3) in Abhängigkeit von jeweiligen Strahlungsdosen zur Erzeugung lokale Dichtevariation von Abschnitten eines Substrats abgelegt sind, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, das vor dem Schritt f) umfasst: Berechnung von durch eine Bestrahlung der mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1) mit den jeweiligen Lichtstrahlen (5) mit den mehreren Energiedosen erzeugten korrigierten Platzierungsfehlern (V_i), korrigierten Linienbreitenvariationen und lokaler Veränderungen einer Transmission der mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1); Vergleichen der berechneten korrigierten Platzierungsfehler mit vorgegebenen maximalen Platzierungsfehlern und im Falle, dass die korrigierten Platzierungsfehler größer als die vorgegebenen maximalen Platzierungsfehler sind, erneutes Durchführen der Schritte e) und f).
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, das vor dem Schritt f) umfasst: f') Berechnung von durch eine Bestrahlung der mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1) mit den jeweiligen Licht strahlen (5) mit den mehreren Energiedosen erzeugten korrigierten Linienbreitenvariationen und lokaler Veränderungen einer Transmission der mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1); Vergleichen der berechneten korrigierten Linienbreitenvariationen mit vorgegebenen maximalen Linienbreitenvariationen und im Falle, dass die korrigierten Linienbreitenvariationen größer als die vorgegebenen maximalen Linienbreitenvariationen sind, erneutes Durchführen der Schritte e) und f').
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem die mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1) von der Oberfläche (2) des Substrats (1) beabstandet sind und bei dem das Durchführen der lokalen Bestrahlungen des Substrats (1) mit den mehreren Lichtstrahlen (5) eine Fokussierung der mehreren Lichtstrahlen (5) umfasst, um lokale Dichtevariationen der mehreren, von der Oberfläche (2) des Substrats (1) beabstandeten Abschnitte (15) zu erzeugen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem das Bestimmen der Platzierungsfehler (V_i) eine Bestimmung eines Betrags und einer Richtung einer Abweichung der bestimmten lateralen Position von den vorgegebenen lateralen Positionswerten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei dem die lokalen Dichtevariationen eine geringere Dichte als das umgebende Substrat (1) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, bei dem die lokalen Bestrahlungen zu einer Änderung der bestimmten lateralen Positionswerte der Strukturelemente (3) relativ zu dem vorgegebenen Koordinatensystem (X, Y) führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei dem durch die lokalen Bestrahlungen des Substrats (1) die lokalen Dichtevariationen durch lokale Erhitzungen des Substrats (1) oberhalb der Schmelztemperatur erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, bei dem das Bestimmen der Strahlungsdosen der mehreren Lichtstrahlen (5) und das Bestimmen der mehreren Abschnitte (15) des Substrats (1) das Bestimmen jeweiliger weiterer Strahlungsdosen für jeweilige weitere Lichtstrahlen (5) und das Bestimmen mehrerer Teilabschnitte (10) der mehreren Abschnitte (15) des Substrats umfasst und bei dem die lokalen Bestrahlungen des Substrats (1) das Bestrahlen mit den jeweiligen weiteren Lichtstrahlen (5) mit den jeweiligen weiteren Strahlungsdosen zur Erzeugung jeweiliger lokaler Dichtevariationen (7) der mehreren Teilabschnitte (10) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die mehreren Teilabschnitte (10) einen ersten Abstand von der Oberfläche (2) des Substrats aufweisen und untereinander entlang einer ersten lateralen Richtung (X) und entlang einer zweiten lateralen Richtung (Y) beabstandet angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem eine erste Teilmenge der jeweiligen lokalen Dichtevariationen (7) einen ersten Abstand von der Oberfläche (2) des Substrats (1) aufweisen und eine zweite Teilmenge der jeweiligen lokalen Dichtevariationen (7) einen zweiten Abstand von der Oberfläche (2) des Substrats (1) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die erste Teilmenge der jeweiligen lokalen Dichtevariationen (7) untereinander entlang einer ersten lateralen Richtung (X) und entlang einer zweiten lateralen Richtung (Y) beabstandet angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31, bei dem das Durchführen der lokalen Bestrahlungen des Substrats (1) mit den mehreren Lichtstrahlen (5) mit den Strahlungsdosen mittels eines Femtolasers erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32, bei dem das Substrat (1) eine extrem ultraviolettes Licht reflektierende Schicht (1b) umfasst, auf der die Strukturelemente angeordnet sind und die Strukturelemente (3) ein extrem ultraviolettes Licht absorbierendes Material umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32, bei dem das Substrat (1) ein für ultraviolettes Licht und tief ultraviolettes transparentes Material umfasst und bei dem die Strukturelemente (3) ein für ultraviolettes Licht und tief ultraviolettes Licht opakes Material umfassen.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das transparente Material Quarzglas und das opake Material mindestens eines von Chrom und Molybdänsilizid umfasst.
Maske zur lithographischen Übertragung oder zur durch Imprint-Verfahren gekennzeichneten Übertragung von Strukturelementen auf einen Halbleiterwafer, wobei die Maske ein Substrat (1) und auf einer Oberfläche (2) des Substrats (1) angeordnete Strukturelemente (3) umfasst und wobei das Substrat (1) mindestens einen Abschnitt (15) mit einer lokalen Dichtevariation umfasst.
Maske nach Anspruch 36, bei der das Substrat (1) eine extrem ultraviolettes Licht reflektierende Schicht (1b) umfasst, auf der die Strukturelemente (3) angeordnet sind.
Maske nach Anspruch 37, bei der die lithographische Übertragung unter Verwendung von extrem ultraviolettem Licht erfolgt, und das extrem ultraviolette Licht mittels eines ersten Spiegelsystems (205) auf die Maske projiziert wird, von der reflektierenden Schicht (1b) reflektiert wird und mittels eines zweiten Spiegelsystems (206) auf den Halbleiterwafer projiziert wird.
Maske nach einem der Ansprüche 36 bis 38, gekennzeichnet dadurch, dass der mindestens eine Abschnitt (15) sich in einem Bereich des Substrats (1) befindet, in dem sich keine zu übertragenden Strukturelemente (3) befinden, die bezüglich Linienbreitenvariationen kritische Dimensionen aufweisen.
Maske nach Anspruch 39, gekennzeichnet dadurch, dass sich der mindestens eine Abschnitt (15) außerhalb eines Bereiches befindet, der zur Übertragung der Strukturelemente genutzt wird.
Maske nach Anspruch 36 mit mehreren Abschnitten (15), die in mindestens zwei Ebenen parallel zur Oberfläche des Substrates (1) angeordnet sind.
Maske nach Anspruch 41 mit mehreren Abschnitten (15), wobei ein Abstand der zwei Ebenen voneinander mindestens die halbe Gesamtdicke des Substrates umfasst.