DE102007032958A1 - Verfahren zur Ermittlung lithographisch relevanter Maskendefekte - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Maskeninspektion, bei dem die auf den untersuchten Masken ermittelten Defekte einer Klassifizierung hinsichtlich ihrer lithographischen Relevanz im Waferbelichtungsprozess unterzogen werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung lithographisch relevanter Maskendefekte wird die lithographische Relevanz von Defekten ermittelt, indem Aerial Images erzeugt und analysiert werden, wobei die Aerial Images entweder durch die Beleuchtung und Abbilden der Masken unter Lithographiebedingungen und direktes Messen in der Waferebene oder durch Messen der Transmission und Phase an der Maskenoberfläche und Berechnen des Aerial Images für bestimmte Lithographieeinstellungen erzeugt werden und zur Klassifizierung der Defekte verschiedene Regeln, die die lithographische Relevanz der Defekte berücksichtigen, angewandt und so defekte Masken ausgesondert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen insbesondere die auf Lithographie-Masken detektierten Defekte hinsichtlich ihrer Relevanz für den Waferbelichtungsprozess untersucht werden. Hierbei können sowohl Defekte in den transparenten als auch den nichttransparenten Bereichen klassifiziert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Maskeninspektion, bei dem die auf den untersuchten Masken ermittelten Defekte einer Klassifizierung hinsichtlich ihrer lithographischen Relevanz im Waferbelichtungsprozess unterzogen werden.
  • Die für die Waferherstellung verwendeten Masken werden zwar vor ihrer Auslieferung an die Chiphersteller einer entsprechenden Fehlerkontrolle unterzogen, jedoch können auch während des Einsatzes Defekte auftreten, die zur Massenproduktion fehlerhafter, unbrauchbarer ICs („Integrated Circuits", integrierte Schaltelemente) führen können. Deshalb werden die Masken bzw. Wafer regelmäßig einer Qualitätskontrolle unterzogen.
  • Die während des Einsatzes auftretenden Defekte können beispielsweise Kristallverunreinigungen, Partikel im Allgemeinen oder elektrostatische Aufladungsschäden sein. Aufgrund der zunehmenden Verunreinigung und damit steigender Anzahl von Defekten müssen die Masken einer regelmäßigen Reinigung unterzogen werden. Die dabei zunehmend im Einsatz befindlichen, kostenintensiven Phasenschiebemasken können jedoch nur ein paar wenige Male (manchmal nur 3-mal) gereinigt werden. Dadurch wirken sich Defekte sehr schnell auf die Gutausbeute aus.
  • Zur Lokalisierung von Verunreinigungen und/oder Defekten wird eine Defektinspektionsmaschine verwendet, die die Masken untersucht. Je nach Sensitivität der Detektoren werden dabei bis zu 1000 Defekte, zunehmend sogar noch mehr gefunden. Die ermittelten Defekte werden nach bestimmten Kriterien, wie beispielsweise nach fehlendem oder überschüssigem Material auf der Maske klassifiziert. Zusätzlich werden bei der Klassifizierung Informationen zur Reflexion und Transmission an den schadhaften Stellen ermittelt, um daraus die Größe der gefundenen Defekte zu bestimmen. Von entscheidender Bedeutung ist hierbei, in welchen Bereichen der Maske sich die Defekte befinden (transparenter oder nichttransparenter Bereich, in den Bereichen der Kanten o. ä.) und um welche Art von Defekten (strukturbedingte Defekte, Verunreinigungen, o. ä.) es sich handelt. Allerdings führen nicht alle Defekte auf der Maske zu Fehlern oder Defekten beim Wafer.
  • Die vom Inspektionsgerät gewonnenen Informationen können auch dazu verwendet werden, Regeln zu erstellen, anhand derer beurteilt wird, ob die Maske weiterhin zur Belichtung der Wafer benutzt werden kann. Dabei basieren die einfachsten Regeln auf der Größe und der Anzahl der gefundenen Defekte, wobei eine Maske beispielsweise zur Reinigung an den Maskenhersteller zurückgeschickt wird, wenn mehr als 500 Defekte oder mindestens ein Defekt mit einer Größe von mehr als 800 nm ermittelt wurden ist (dieser Wert skaliert mit dem Technologieknoten). Um zu gewährleisten, dass nur fehlerfreie Masken zurück in den Herstellungsprozess gelangen, wiederholt sich der Prozess der Defektdetektion und Reinigung mehrmals, was jedoch insbesondere für Phasenschiebemasken zunehmend kritischer werden wird.
  • Nach dem Stand der Technik sind einige Inspektionsmaschinen zur Kontrolle, insbesondere von Fotomasken bekannt, bei denen die meist regelmäßig stattfindenden Kontrollen in der Regel automatisch ablaufen. Im Folgenden wird auf einige Lösungen näher eingegangen.
  • In den Patentschriften US 6,820,028 B2 und US 6,892,156 B2 werden Verfahren und Anordnungen zur Überwachung der Herstellung integrierter Schaltungen beschrieben, wobei insbesondere die einzelnen Schritte der Schaltungsherstellung, wie beispielsweise photolithographische Belichtung, Ätzung, Diffusion (Bestäubung), Ionenimplantation, chemisch-mechanisches Ebnen (auch bekannt als chemisch-mechanisches Polieren oder "CMP") o. ä., überwacht werden sollen. Integrierte Schaltungen werden gewöhnlich auf oder in einem Halbleitersubstrat gebildet, das allgemein als Wafer bekannt ist. Ein Wafer ist im Wesentlichen eine dünne Scheibe aus Silizium, mit Durchmessern von 4 bis 12 Zoll und Stärken von einem ½ bis einem ¾ Millimeter. Während des Herstellungsprozesses werden Materialien oder Schichten auf oder in den Wafer auf- bzw. eingebracht, behandelt und/oder strukturiert, um die integrierten Schaltungen zu bilden.
  • Da der Herstellungsprozess gewöhnlich ein sehr komplizierter und komplexer Prozess mit einer Vielzahl unterschiedlicher Prozessschritten ist, der zudem noch unter Reinraumbedingungen abläuft, ist es von großer Wichtigkeit nahezu jeden Schritt zu kontrollieren und so den gesamten Prozess zu überwachen.
  • Mit der hier vorgeschlagenen Lösung der Brion Technologies Incorporation sollen die einzelnen Schritte des Herstellungsprozesses dadurch überwacht werden, dass anstelle des zu behandelnden Wafers eine waferähnliche Anordnung in den Herstellungsprozess eingeführt wird, die über verschiedene Sensoren zum Überwachen und/oder analysieren verfügt und im Englischen als „equipment in Wafer", oder kurz als „EIW" bezeichnet wird. Mit Hilfe dieser Sensoren werden bestimmte Parameter auf einem verarbeiteten Wafer oder einem Testwafer gemessen und/oder analysiert, um die entsprechenden Spezifikation im Herstellungsprozess sicher zu stellen. Unter anderem können dabei Sensoren verwendet werden, mit deren Hilfe eine Defektkontrolle der Waferoberfläche oder die Einhaltung der Maßgenauigkeit der Strukturen auf dem Wafer durchgeführt werden kann.
  • Als besonders nachteilig wirkt sich bei dieser Lösung aus, dass für die Durchführung des Verfahrens eine lithographische Stepper-Anordnung verwendet werden muss, die sehr aufwendig und teuer sind und zur Amortisation rund um die Uhr in Betrieb sein müssen. Durch die Unterbrechung des eigentlichen Herstellungsprozesses wird selbst dessen Überprüfung zu einem kostspieligen Prozess. Eine solche Lösung lässt sich zudem auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht in einem Maskenhaus realisieren.
  • Lösungen zur Verbesserung der Ausrichtung von Inspektionssystemen, insbesondere zur automatischen Prüfung von Fotomasken oder mit Mustern versehener Wafer, werden in den Patentschriften US 6,141,038 A1 , US 2003/0063190 A1 und US 2005/0254698 A1 beschrieben. Bei dem dabei am häufigsten benutzten Verfahren werden typischerweise zwei angeblich identische Muster durch Abtasten und Digitalisieren deren Abbilder verglichen, um Defekte zu detektieren. Eine andere Variante sieht den Vergleich eines abgetasteten und digitalisierten Musters mit den in einer Datenbank gespeicherten, das entsprechende Muster repräsentierenden Bilddaten vor.
  • Eine exakte Detektion von Unterschieden zwischen zwei Mustern setzt voraus, dass Abbilder nahezu identischer Punkte beider Abbilder verglichen werden, wozu oftmals Ausrichtungen im Subpixelbereich notwendig sind, um das gewünschte Maß an Genauigkeit zu erzielen.
  • Dem entsprechend sehen die beschriebenen Lösungen ein Verfahren zur ersten Grobausrichtung zwischen einem ersten Bildsignal und einem zweiten Bildsignal für ein Substrat auf einem x/y-Objekttisch einer Prüfungsmaschine vor, wobei die Prüfungsmaschine eine feste Pixelgröße und ein Pixelgitter hat. Nach Ermittlung des Versatzes und entsprechender Ausrichtung der beiden Abbilder zueinander erfolgt die streifenweise Abtastung der Maske, indem entweder der Winkel eines gekippten Spiegels bzw. die Zeitverzögerung eines Lasers variiert wird in Verbindung mit dem Vorrücken oder Zurückziehen einer Scaneinrichtung.
  • Auch die in US 5,563,702 A1 und US 5,737,072 A1 beschriebenen Lösungen dienen der automatisierten Prüfung von Fotomasken. Hierbei kann zwischen Oberflächenmerkmalen und Defekten unterschieden werden, unabhängig davon, ob das Substrat eine strukturierte und eine unstrukturierte Oberfläche aufweist oder nicht, wobei die Struktur aus undurchlässigem bzw. weniger durchlässigem oder phasenschiebendem Material auf der strukturierten besteht. Dazu verfügt die Lösung über einen Transmissionsdetektor, der die durch das Substrat transmittierte Beleuchtung erfasst und als Signal zur Verfügung stellt, sowie einen Reflexionsdetektor, der die vom Substrat und der Struktur reflektierte Beleuchtung erfasst und als Signal zur Verfügung stellt. Die Detektion der Defekte erfolgt durch Vergleich der von Transmissions- und Reflexionsdetektor ermittelten Intensitätswerte mit den erwarteten, in einem Speicher hinterlegten Vergleichswerten.
  • Bei diesen Lösungen – Marktführer ist KLA-Tencor Corporation – wirkt sich nachteilig aus, dass die Strukturen direkt auf der Maske untersucht und die Defekte ermittelt werden. Deren Auswirkungen bei der Waferbelichtung bleiben dabei völlig unberücksichtigt. Dadurch ist es möglich, dass Masken aufgrund der ermittelten Defekte ausgesondert werden, die im Herstellungsprozess eigentlich noch korrekten Ergebnisse liefern oder dass die Wirkung von Defekten im Waferherstellungsprozess unterschätzt wird, was zur Produktion fehlerhafter ICs führen kann.
  • Bei den zuvor beschriebenen Lösungen entscheidet allein die Anzahl und/oder die Größe der detektierten Defekte darüber, ob eine Maske ausgesondert oder weiterhin im Herstellungsprozess verbleibt. Dies kann zu erheblichen finanziellen Verlusten führen, da es vorkommen kann, dass bereits weniger Defekte mit kleinerer Größe zu Waferprints führen, die die elektrischen Eigenschaften des Chips so beeinträchtigen, dass er nicht verwendbar ist. Dies resultiert aus dem Fakt, dass sich die Defekte in der lithographischen Übertragung anders auswirken als dies durch die aufgenommen Bilder in der Inspektionsmaschine und durch die angewandten Regeln vorhergesagt werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu entwickeln, mit der die auf Masken detektierten Defekte hinsichtlich ihrer Relevanz für den Waferbelichtungsprozess effektiv bewertet werden können, um zu vermeiden, dass Masken zu früh bzw. zu spät aus dem Waferherstellungsprozess ausgesondert und einer Reinigung unterzogen werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung lithographisch relevanter Maskendefekte sollen insbesondere die auf Lithographie-Masken detektierten Defekte hinsichtlich ihrer Relevanz für den Waferbelichtungsprozess untersucht werden. Hierbei können sowohl Defekte in den transparenten als auch den nichttransparenten Bereichen (fehlendes oder überschüssiges Material) klassifiziert werden. Allerdings kann das vorgeschlagene Verfahren auch im Maskendesign und der Maskenfertigung angewendet werden. Selbst für Photomasken in anderen Bereichen, wo diese als Repliken verwendet werden, wie z. B. im Bereich von LCD's oder Miniaturbauelementen, ist das Verfahren anwendbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung lithographisch relevanter Maskendefekte wird die lithografische Relevanz von Defekten ermittelt, in dem die zu untersuchende Maske unter Lithographiebedingungen beleuchtet, so genannte „Aerial Images" („Luftbilder") erzeugt und entsprechend analysiert werden, wobei zur Klassifizierung der Defekte folgende Regeln, die die lithografische Relevanz der Defekte berücksichtigen, angewendet werden und so zur Aussonderung defekter Masken führen:
    • 1) Selektion der Defekte nach ihrem Ort auf der Maske
    • 2) Bestimmung der lithographischen Relevanz von Defekten im Waferbild a) durch Anwendung eines Transmissionskriteriums b) durch Anwendung eines Kontrastkriteriums c) durch Anwendung eines CD-Kriteriums d) durch Anwendung eines NILS-Kriteriums e) durch Anwendung eines Geometriekriteriums f) durch Anwendung eines Prozessfensterkriteriums g) durch Anwendung eines Phasenkriteriums.
  • Hierbei wird die zu untersuchende Maske mit den tatsächlich im Scanner verwendeten Bedingungen hinsichtlich numerischer Apertur, Wellenlänge, Kohärenz, Polarisation sowie Achs- und Fokuslage beleuchtet, um die tatsächlichen Wirkungen der Defekte zu erfassen. Bei dem verwendeten System werden Aerial Images als Inspektionsbilder unter Emulation der lithographischen Bedingungen aufgenommen, wobei das reale Abbild der Maske statt auf einem Wafer auf einem Detektor abgebildet wird.
  • Im Gegensatz zu den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren wird als Ausgangsinformation für die Regeln das Waferbild und nicht das Maskenbild benutzt. Die Aerial Image-Bilder werden mittels eines Luftbild-Emulators wie die AIMSTM-Systeme von der Carl Zeiss SMS GmbH erzeugt und stellen das „Waferbild" dar, jedoch ohne dass dafür ein realer Wafer-Print stattfindet.
  • Außer durch Verwendung eines AIMSTM-Systems der Carl Zeiss SMS GmbH können Aerial Images auch auf anderen Wegen ermittelt werden. So kann ein Aerial Image beispielsweise aus Messwerten der Phase und der Transmission am Ort des Defektes errechnet werden. Erfolgen diese Berechnung für verschiedene Wellenlängen, so können daraus Rückschlüsse auf die Relevanz für die Belichtungswellenlänge gezogen werden.
  • 1) Selektion der Defekte nach ihrem Ort auf der Maske
  • Gemäß dem Verfahrensschritt 1) erfolgt bei dem vorgeschlagenen Verfahren eine erste Selektion der Defekte nach ihrem Ort auf der Maske, wobei Defekte die außerhalb elektrischer oder transparenter Bereiche liegen ignoriert werden genauso wie solche, die in früheren Inspektionen bereits ermittelt wurden, wenn sie innerhalb festgelegter geometrischer Toleranzen liegen. Dadurch kann die Anzahl der Defekte, die mit dem AIMSTM-Systems zu messen sind reduziert werden, was zu einer Beschleunigung des Verfahrens führt. So werden beispielsweise erst Defekte mit einer bestimmten Größe klassifiziert, während die kleineren Defekte vernachlässigt werden. Je nach Prozesssicherheit kann die Schwelle noch verschoben werden, in dem eine Kalibrierung über programmierte Defekte zur Prozessdefinition herangezogen wird (siehe...).
  • 2) Bestimmung der lithographischen Relevanz von Defekten
  • Im Verfahrensschritt 2) wird die lithographische Relevanz der Defekte bestimmt. Die lithographische Relevanz kann in verschiedenen Lithographieparametern ausgedrückt werden. Im Wesentlichen läuft die Vorgehensweise nach folgenden Schritten ab:
    In diesem Verfahrensschritt werden die zu untersuchenden Defektstellen der Maske mit korrespondierenden Maskenausschnitten verglichen. In der Regel wird zum Auffinden der Referenzstellen eine Schaltkreiseinheit des Bauelementes (englisch „die") mit einem benachbarten „die" verglichen („die-to-die"). Für den Fall, dass auf der Maske nur ein Schaltkreis abgebildet ist, erfolgt der Vergleich der entsprechende Defektstellen mit den Designdaten („die-to-database"), wobei aus der Aerial Image-Simulation des Designs das Waferbild errechnet wird und die Referenzstellen in diesem errechneten Bild aufgesucht werden. Der zur Bewertung als geeignet ausgewählte Lithographieparameter wird im Aerial Image an der Defektstelle bestimmt und dann mit einer idealen Stelle – entweder eine als nicht geschädigt bekannte Stelle auf der selben Maske oder eine Stelle aus der Datenbank, für die das Aerial Image berechnet worden ist – verglichen. Die Abweichung des Lithographieparameters an der Defektstelle von der Vergleichsstelle wird bestimmt und wenn die Abweichung innerhalb eines Schwellwertes liegt, ist der Defekt noch nicht lithographisch relevant, liegt die Abweichung außerhalb, wird der Defekt als lithographisch relevant bewertet und die Maske wird ausgesondert und nicht zur weiteren Produk tion verwendet. Wenn es sich bei dem Defekt um einen Verunreinigungsdefekt handelt, wird die Maske nach der Aussonderung direkt zur Reinigung gegeben. Die Schwellwerte für die verschiedenen Lithographieparameter werden jeweils empirisch für den Technologieknoten und den vom Chiphersteller konkret verwendeten Produktionsprozess bestimmt. Dazu werden Masken mit programmierten Defekten verwendet, die die verschiedenen Defekttypen in verschiedenen Größen beinhalten. Diese Masken werden mit dem konkret verwendeten Prozess auf Wafer „geprintet", wodurch festgestellt werden kann, welcher Defekttyp ab welcher Größe auf dem Wafer relevant ist. Im Rückschluss können dann der Schwellwert der einzelnen Lithographieparameter im Aerial Image der Maske für jeden Defekttyp bestimmt werden.
  • Im Verfahrensschritt 2a) wird im Intensitätsplot, der die Intensitätsverteilung entlang einer im zweidimensionalen Aerial Image ausgewählten Linie darstellt, ein Transmissionskriterium angewandt.
  • Zur Untersuchung der Transmissionsänderung an einem „Peak" wird der maximale Transmissionswert an der Defektstelle mit dem maximalen Transmissionswert an einer Referenzstelle verglichen. Die Maske wird ausgesondert, wenn die Transmissionsänderung ΔT nach der Formel: ΔT = ITReferenz – TDefektI/TReferenz (1)einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wobei
  • TReferenz
    – den Transmissionswert an der Referenzstelle und
    TDefekt
    – den Transmissionswert an der Defektstelle darstellen.
  • Zur Untersuchung der Transmissionsänderung an einem „Valley" wird der minimale Transmissionswert an der Defektstelle mit dem minimalen Transmissionswert an einer Referenzstelle verglichen. Hierbei wird die Maske ausgeson dert, wenn die Transmissionsänderung ΔT nach der genannten Formel (1) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • Im Verfahrensschritt 2b) wird im Intensitätsplot, der die Intensitätsverteilung entlang einer im zweidimensionalen Aerial Image ausgewählten Linie darstellt, ein Kontrastkriterium angewandt.
  • Die Untersuchung der Kontraständerung erfolgt ähnlich der Untersuchung der Transmissionsänderung, nur dass hier anstelle der Transmission T, gemäß (1) die entsprechenden Werte für den Kontrast C eingesetzt werden: ΔC = ½(ICReferenz– CDefektI/CReferenz) (2), wobei CReferenz = (Imax,Referenz – Imin,Referenz)/(Imax,Referenz + Imin, Referenz) (3) CDefekt = (Imax,Defekt – Imin,Defekt)/(Imax,Defekt + Imin,Defekt) (4),mit
  • Imax
    = Intensitätsmaxiumum (an der Referenz- bzw. Defektstelle) und
    Imin
    = Intensitätsminimum (an der Referenz- bzw. Defektstelle).
  • Die Maske wird hierbei ausgesondert, wenn die Kontraständerung ΔC nach der Formel (2) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  • Im Verfahrensschritt 2c) wird ein CD-Kriterium angewandt.
  • Zur Untersuchung eines CD-Kriteriums wird ein zuvor bestimmter, lithographisch relevanter Schwellwert (auch Threshold genannt) auf den Intensitätsplot angewandt. CD (von „critical dimension") definiert hierbei einen kritischen Abstand. Diese ergibt sich aus der Breite eines Intensitätspeaks bzw. -valleys (je nachdem ob die Maske für einen Prozess mit positivem oder negativem Resist vorgesehen ist) auf Höhe des Schwellwerts. Die CD einer defekten Stelle wir mit der CD an einer Referenzstelle verglichen. Überschreitet die Differenz der CD-Werte einen bestimmten Grenzwert, wird die Maske ausgesondert.
  • Im Verfahrensschritt 2d) wird ein NILS-Kriterium angewandt.
  • Der sogenannte NILS-Wert („normalized image logarithmic slope") bewertet das Aerial Image an der Strukturkante, also an der Position, an dem das Bild von hell zu dunkel übergeht, und liefert einen Anstiegswert an dieser Stelle. Er ist von der Lichtintensität und von der Position abhängig und ist wie folgt definiert: NILS = w·[dln(I)/dx] (5)wobei
  • I
    die Intensität des Lichtes und
    x
    die angesprochene Positionskoordinate, bei welcher die Strukturkante liegt, definiert.
  • Ein hoher NILS-Wert bedeutet einen steilen Linienverlauf der Intensitätskurve und somit einen starken Übergang von der hellen zur dunklen Region. Je höher hierbei der Anstiegswert, desto besser ist die Randdefinition des Aerial Images und umso besser wird die Strukturkante beim Belichtungsprozess auf den Photoresist projiziert. Dies ist vor allem bei den immer kleineren Strukturen von sehr großer Bedeutung, da somit die deutliche Abbildung der Strukturkanten auch bei geringen Abständen gewährleistet wird. Der NILS-Wert einer defekten Stelle wird mit dem NILS-Wert an einer Referenzstelle verglichen. Überschreitet die Differenz der NILS-Werte einen bestimmten Grenzwert, wird die Maske ausgesondert.
  • Im Verfahrensschritt 2e) wird ein Geometriekriterium angewandt.
  • In diesem Verfahrensschritt wird der Flächeninhalt eines Strukturelements in der so genannten „Resistimage"-Darstellung der Aerial Image-Daten als Kriterium herangezogen. Das Resistimage erfolgt aus der Anwendung des Thresholds auf den Intensitätsplot, in diesem Fall allerdings nicht nur eindimensional entlang einer ausgewählten Linie, sondern zweidimensional angewandt auf das komplette Aerial Image. Es wird wiederum der Flächeninhalt eines Strukturelements mit Defekt mit dem Flächeninhalt des gleichen Strukturelements ohne Defekt verglichen und wenn die Differenz einen Schwellwert überschreitet wird die Maske ausgesondert.
  • Im Verfahrensschritt 2f) wird ein Prozessfensterkriterium angewandt.
  • In diesem Verfahrensschritt wird ein Prozessfenster (das Gebiet zulässiger Dosis- und Fokustoleranz für den Waferprozess in einem „Dosis-Fokus-Plot") an einer Referenzstelle bestimmt und mit dem Prozessfenster an der Defektstelle überlappt, wobei die Masken ausgesondert werden, deren defektbehaftete Strukturen mit einer Referenzstelle zu keinem so genannten „gemeinsamen Prozessfenster" mit ausreichender Überlappung führen.
  • Im Verfahrensschritt 2g) wird ein Phasenkriterium angewandt.
  • In diesem Verfahrensschritt wird lokal die Phase an einer defekten Stelle und an einer Referenzstelle bestimmt und verglichen, wobei die Masken ausgesondert werden, bei denen der Phasenunterschied einen zu hohen Wert erzielt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die ausgesonderten Masken als erstes einer Reinigung unterzogen. Dies erfolgt in der Regel, sobald eine Defektstelle auf der Maske:
    • • eine Transmissionsänderung zu einer Referenz größer als ein bestimmter Wert ist,
    • • eine CD-Abweichung zur Referenz größer als ein bestimmter Wert ist,
    • • eine Kontrast-Abweichung zur Referenz größer als ein bestimmter Wert ist,
    • • eine NILS-Abweichung zur Referenz größer als ein bestimmter Wert ist,
    • • eine größere Abweichung der Flächenintegration als erlaubt im Vergleich zu einer Referenzstelle aufweist
    • • mit einer Vergleichsstelle zu keinem gemeinsamen Prozessfenster mit ausreichender Überlappung führt
    • • oder eine größere Phasenabweichung als erlaubt im Vergleich zu einer Referenzstelle aufweist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung lithographisch relevanter Maskendefekte wird eine technische Lösung vorgeschlagen, mit der eine sichere Bestimmung der lithografischen Relevanz von Defekten möglich ist.
  • Die auf dem vorgeschlagenen Verfahren basierenden Regeln werden hierbei auf Aerial Images angewendet, die durch Belichtung unter Emulation der Lithographiebedingungen in einem Scanners erzeugt werden, wobei an Stelle des Wafers ein Detektor, z. B. eine Kamera, angeordnet wird oder auf Aerial Images, die aus Phasen- und Transmissionsmessdaten der Maske unter Berücksichtigung von Lithographieparametern wie numerischer Apertur, Wellenlänge, Kohärenz, Polarisation sowie Achs- und Fokuslage berechnet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6820028 B2 [0007]
    • - US 6892156 B2 [0007]
    • - US 6141038 A1 [0011]
    • - US 2003/0063190 A1 [0011]
    • - US 2005/0254698 A1 [0011]
    • - US 5563702 A1 [0014]
    • - US 5737072 A1 [0014]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ermittlung lithographisch relevanter Maskendefekte, bei dem die lithografische Relevanz von Defekten ermittelt wird, in dem Aerial Images erzeugt und entsprechend analysiert werden, wobei die Aerial Images entweder durch die Beleuchtung und Abbilden der Masken unter Lithographiebedingungen und direktes Messen des Aerial Images durch Anbringen eines Detektors in der Waferebene oder durch Messen der Transmission und Phase an der Maskenoberfläche und Berechnen des Aerial Images für bestimmte Lithographieeinstellungen erzeugt werden und zur Klassifizierung der Defekte folgende Regeln, die die lithografische Relevanz der Defekte berücksichtigen, angewandt und so defekte Masken ausgesondert werden: • Selektion der Defekte nach ihrem Ort auf der Maske und • Bestimmung der lithographischen Relevanz von Defekten im Waferbild a) durch Anwendung eines Transmissionskriteriums b) durch Anwendung eines Kontrastkriteriums c) durch Anwendung eines CD-Kriteriums d) durch Anwendung eines NILS-Kriteriums e) durch Anwendung eines Geometriekriteriums f) durch Anwendung eines Prozessfensterkriteriums g) durch Anwendung eines Phasenkriteriums.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zu untersuchende Maske mit den tatsächlich im Scanner verwendeten Bedingungen hinsichtlich numerischer Apertur, Wellenlänge, Kohärenz, Polarisation sowie Achs- und Fokuslage beleuchtet wird, um die tatsächlichen Wirkungen der Defekte zu erfassen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, bei dem Aerial Images als Inspektionsbilder durch lithographische Simulation mit Hilfe eines Scanners aufgenommen werden, wobei das reale Abbild der Maske statt auf einem Wafer auf einem Detektor abgebildet wird.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Selektion der Defekte nach ihrem Ort auf der Maske erfolgt, wobei Defekte die außerhalb elektrischer oder transparenter Bereiche liegen ignoriert werden, genauso wie solche, die in früheren Inspektionen bereits ermittelt wurden, wenn sie innerhalb festgelegter geometrischer Toleranzen liegen.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Kalibrierung eines Schwellwertes für die Anzahl der Defekte erfolgt, indem auf einen Wafer Strukturen mit programmierten Defekten geschrieben werden und anhand dieser Strukturen ermittelt wird, ab welcher Anzahl von Defekten und/oder Größe die Defekte zu relevanten Fehlern auf dem Wafer führen.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem der kalibrierte Schwellwert für die Auswertung einer Transmissions- oder Kontraständerung bzw. einer CD-, oder NILS-Abweichung genutzt wird und die Maske bei Überschreitung des kalibrierten Schwellwertes ausgesondert wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Maske durch Auslesen entlang einer Linie bzw. vollflächiges Auslesen inspiziert wird.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem zur Geometrieauswertung entsprechende Referenzflächen auf der Maske ermittelt werden, wobei die Masken ausgesondert werden, deren Wert der Flächenintegration in Abhängigkeit davon, ob es sich um einen „hellen" oder „dunklen" Defekt handelt, größer bzw. kleiner ist als der der Referenzfläche.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem ein Prozessfenster für Strukturen mit jeweils einem Defekt festgelegt wird, wobei die Masken ausgesondert werden, deren defektbehaftete Strukturen mit einer Referenzstelle zu keinem gemeinsamen Prozessfenster mit ausreichender Überlappung führen.
  10. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die ausgesonderten Masken als erstes einer Reinigung unterzogen werden.
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