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Ein mit einem Fotolack bedecktes Substrat zur Maskenherstellung kann mit Hilfe einer Teilchenstrahlschreibvorrichtung strukturiert werden. Eine Bestrahlung des Fotolacks umfasst mehrere Bestrahlungseinheiten. Während jeder Bestrahlungseinheit wird ein Teilchenstrahl, zum Beispiel ein Elektronenstrahl, ein Innenstrahl oder ein anderer Teilchenstrahl, auf das mit dem Fotolack bedeckte Substrat gerichtet. Der Fotolack reagiert auf eine Bestrahlung mit den Teilchen und ändert in bestrahlten Gebieten seine chemischen Eigenschaften. Eine Teilchenstrahlmuster erzeugende Einheit be- stimmt die Größe, die Form und die Dosis für jede einzelne Bestrahlungseinheit auf Basis von musterbeschreibenden Layoutdaten. Die Details einer jeden Bestrahlungseinheit z. B. Bestrahlungsbereich, Form, Dosis und Bestrahlungssequenz, und folglich die Kontrolle der Teilchenstrahlschreibvorrichtung bestimmen eine Schreibstrategie.
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Eine Bestrahlungsbeschreibung für eine Vektorscanteilchenstrahlschreibvorrichtung umfasst eine Positionierung des Teilchenstrahls und eine Auswahl einer Apertur eines Beleuchtungssystems um Form und Größe des Bestrahlungsbereichs zu bestimmen. Dann wird der Teilchenstrahl für eine Zeit, die sich aus der benötigten Dosis, um den Fotolack im Bestrahlungsbereich zu strukturieren, und einer nominalen Teilchenstrahldichte, z. B. einer nominalen Stromdichte, berechnet, auf das Substrat gerichtet. Dosisabweichungen können beispielsweise zu Schwankungen in der Linienbreite führen. Es gibt einen Bedarf an einer Teilchenstrahlschreibmethode mit hohem Durchsatz und hohem Ertrag.
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In der
US 2007/0114453 A1 ist eine Teilchenstrahldosisberechnungs und -schreibmethode beschrieben. Ein Oberflächenbereich eines Zielsubstrats wird in eine Matrix von Reihen und Spalten unterteilt. Es sind erste, zweite und dritte Regionen von unterschiedlicher Größe enthalten. Die dritte Region ist kleiner als die erste und die zweite Region. Es werden korrigierte Dosen eines geladenen Teilchenstrahls, um Nebeleffekte in der ersten Region zu korrigieren, und korrigierte Größen, um durch Loadingeffekte verursachte CD-Abweichungen zu korrigieren, bestimmt. Die korrigierten Größen in der zweiten Region werden gebraucht um ein Verzeichnis von Basisdosen für den Teilchenstrahl zu erstellen. Weiterhin wird ein Verzeichnis von Proximityeffektkorrekturkoeffizienten vorbereitet. Die Verzeichnisse werden benutzt um Korrekturdosen für den Teilchenstrahl für die Korrektur von Proximityeffekten in der dritten Region zu bestimmen. Die ersten und zweiten korrigierten Dosen werden gebraucht um eine aktuelle Dosis in jeder Position auf der Oberfläche des Zielsubstrats zu bestimmen.
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Aus der
US 2006/0255284 ist ein Verfahren zum Lenken eines geladenen Teilchenstrahls in einer Teilchenstrahlschreibvorrichtung beschrieben. In der
DE 10 2007 056 242 wird eine Dosiskorrektur beschrieben, die CD-Abweichungen aufgrund von Vernebelungseffekten, welche innerhalb der zu strukturierenden Schicht auftreten und aufgrund von Loading-Effekten ausgleicht. In der
DE 27 55 399 wird überdies ein Verfahren zur Kompensation von Dosisabweichungen aufgrund von Proximity-Effekten beschrieben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Teilchenstrahlverfahren bereitzustellen, durch das Dosisabweichungen kompensiert werden können, die entstehen, wenn eine Abblendfunktion der Teilchenstrahlschreibvorrichtung ein- oder ausgeschaltet wird, die nominale Stromdichte aber noch von dem Zielwert abweicht. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Teilstrahlschreibvorrichtung und ein zugehöriges Teilchenstrahlüberwachtungsverfahren bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und einer Teilchenstrahlschreibvorrichtung gemäß Patentanspruch 10 und einem Teilchenstrahlschreibvorrichtungsüberwachungsverfahren gemäß Patentanspruch 12. Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Weiterbildungen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Figuren deutlich. Hauptaugenmerk ist auf die Beschreibung und Verdeutlichung der Prinzipien gerichtet. Die Figuren sind nicht skalierbar. Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, es sei denn sie schließen einander aus.
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1 zeigt schematisch eine Teilchenstrahlschreibvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist ein Diagramm, das eine Stromdichte eines Teilchenstrahls in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, um ein Teilchenstrahlschreibverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform zu veranschaulichen.
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In 3 sind Kontrastkurven für eine unterschiedliche Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen dargestellt, um ein Teilchenstrahlschreibverfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zu verdeutlichen.
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4 bezieht sich auf experimentell erhaltene Kontrastkurven für ausgewählte Bestrahlungszeit Offsets, um das Teilchenstrahlschreibverfahren gemäß der Ausführungsform der 3 zu illustrieren.
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5 zeigt ein Testmuster mit einer Vielzahl von Teststrukturen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Teilchenstrahlschreibvorrichtung 1, die zum Beispiel eine Elektronen- oder eine Ionenstrahlschreibvorrichtung sein kann. Die Teilchenstrahlschreibvorrichtung 1 kann ein turmartiges Gehäuse umfassen, zum Beispiel eine Elektronenlinsentrommel 12 und eine Prozesskammer 11. In der Prozesskammer 11 kann ein Zielsubstrat 18 auf einer Plattform 19, die in einer Ebene längs zweier orthogonaler Achsen beweglich ist, platziert sein. Das Zielsubstrat 18 kann zum Beispiel ein Retikel, ein Wafer oder eine Photomaske sein, die sehr feine Strukturen aufweisen. Innerhalb der Elektronenlinsentrommel 12a können eine Strahlerzeugungs-, Formungs- und Positioniereinheit, die eine Teilchenerzeugungsanordnung 13 umfasst und einen Teilchenstrahl 15 erzeugt, eine Ablenkblende 16, die den Teilchenstrahl 15 ablenkt, und eine Abblendaperturplatte 17 angeordnet sein. Die Abblendaperturplatte 17 hat eine Öffnung und einen die Öffnung umgebenden Abschirmbereich, wobei der Abschirmbereich so konfiguriert ist, dass er das Zielsubstrat 18 von dem Teilchenstrahl 15 abschirmt.
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Eine Kontrolleinheit 14 ist so vorgesehen, dass sie eine Blendenfunktion der Ablenkblende 16 und der Abblendaperturplatte 17 kontrolliert. Die Kontrolleinheit 14 kann beispielsweise ein separates Softwaremodul sein, dass sich in der selben oder in einer anderen Prozessierungseinheit als einer Muster erzeugenden Einheit 10 befindet. Es kann auch ein integraler Bestandteil der Muster erzeugenden Einheit 10 sein.
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Innerhalb einer ersten Zeitperiode während der der Teilchenstrahl 15 auf das Zielsubstrat 18 gerichtet ist, ist die Abblendfunktion ausgeschaltet und der Teilchenstrahl 15 verläuft längs einer nahezu senkrechten Linie, dargestellt durch die durchgezogene Linie, durch die Öffnung in der Abblendaperturplatte 17 zum Zielsubsubstrat 18. Innerhalb einer zweiten Zeitperiode, während der der Teilchenstrahl 15 nicht auf das Zielsubstrat 18 gerichtet ist, ist die Abblendfunktion eingeschaltet und der Teilchenstrahl 15 ist längs einer schrägen Linie, dargestellt durch die Strich-Punkt-Linie, gerichtet, so dass die Abblendaperturplatte 17 den Teilchenstrahl 15 abschirmt.
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Die Muster erzeugende Einheit 10 errechnet auf Grundlage von Layoutdaten eines auf das Zielsubstrat 18 zu übertragenden Musters eine erste Bestrahlungsdosis für einen Bestrahlungsbereich, i. e. ein Bereich des Zielsubstrats 18 der dem Teilchenstrahl 15, während einer Bestrahlung, welche beispielsweise eine einzige Bestrahlungseinheit sein kann, ausgesetzt ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Kontrolleinheit 14 so konfiguriert, dass sie eine absolute Dosis, die die erste Bestrahlungsdosis und eine Korrekturdosis beinhaltet, anwendet. Die Korrekturdosis kompensiert Dosisverluste zwischen einem ersten Zeitpunkt an dem die Kontrolleinheit annimmt, dass der geladene Teilchenstrahl 15 eine nominale Stromdichte aufweist und einem zweiten Zeitpunkt an dem der Teilchenstrahl 15 tatsächlich seine nominale Stromdichte erreicht hat. Gemäß einer Ausführungsform ist die Kontrolleinheit 14 so konfiguriert, dass sie eine Stromintensität anpasst, um die Korrekturdosis anzuwenden. Gemäß weiterer Ausführungsformen kann die Kontrolleinheit 14 so konfiguriert sein, dass sie eine zweite Bestrahlungszeit auf Grundlage einer ersten Bestrahlungszeit berechnet, die auf Grundlage von Layoutdaten und einer Offsetzeit berechnet wird, wobei die Offsetzeit einen Korrekturwert darstellt der eine Stromdichteabweichung von der nominalen Stromdichte Jnom zwi- schen einem ersten Zeitpunkt an dem die Abblendfunktion ausgeschaltet ist und für die Teilchenstrahlstromdichte angenommen wird, sie hätte eine nominale Stromdichte Jnom erreicht und einem zweiten Zeitpunkt an dem die Teilchenstromdichte tatsächlich die nominale Stromdichte Jnom am Targetsubstrat erreicht hat, ausgleicht.
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2 illustriert schematisch die Zeitabhängigkeit einer Stromdichte 3 eines Teilchenstrahls. Zu einem ersten Zeitpunkt t1 wird die Abblendfunktion ausgeschaltet und der Teilchenstrahl beginnt sich von einer abgeblendeten Position in dem Abschirmbereich der Blendenaperturplatte hin zur Öffnung in der Aperturplatte zu bewegen. An einem zweiten Zeitpunkt t2 hat der Teilchenstrahl die ideale Bestrahlungsposition und seine nominale Stromdichte erreicht. Zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2, steigt die Stromdichte J an der Oberfläche des Zielssubstrats von 0 bis zu einer nominalen Stromdichte Jnom an. Während des Zeitintervalls t2–t1 ist eine geringere Stromdichte, als von der Kontrolleinheit 14 angenommen, vorhanden. Beispielsweise weist der Teilchenstrahl eine endliche Querschnittsfläche auf, die eine gewisse Zeit benötigt, um vollständig den Rand der Öffnung in der Abblendaperturplatte zu überqueren. Das Ergebnis davon ist, dass weniger Dosis, als von der Muster erzeugenden Einheit angenommen, eingekoppelt wird. Die Stromdichte J ist näherungsweise bis zu einem dritten Zeitpunkt t3 stabil, an dem die Abblendfunktion eingeschaltet wird und der Teilchenstrahl sich zurück zu seiner Abblendposition bewegt. Von dem dritten Zeitpunkt t3 an fällt die Stromdichte J auf 0 innerhalb eines endlichen Zeitintervalls ab.
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Die Muster erzeugende Einheit berechnet die benötigte Bestrahlungsdosis für jeden Bestrahlungsbereich auf Grundlage von zugehörigen Layoutdaten. Die Kontrolleinheit berechnet eine erste Bestrahlungsdauer ts auf Grundlage der benötigten Bestrahlungsdosis D der nominalen Stromdichte Jnom und der Beziehung D = ts·Jnom, wobei die erste Bestrahlungsdauer ts das Zeitintervall zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem dritten Zeitpunkt t3 ist. Da zwischen t1 und t2 die Stromdichte geringer ist als die nominale Stromdichte wird weniger Dosis als von der Muster erzeugenden Einheit festgesetzt wurde, eingekoppelt. Die Dosis die nach t3 appliziert wird kann den Dosisverlust teilweise kompensieren.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das Zielsubstrat mit einer zweiten Bestrahlungsdosis, die die Summe aus der ersten Bestrahlungsdosis und einer Korrekturdosis ist, bestrahlt. Die Korrekturdosis kompensiert den Dosisverlust zwischen t1 und t2. Beispielsweise kann ein Bestrahlungszeitoffset ts0 gesetzt werden, durch den die erste Bestrahlungszeit um den Dosisverlust zu kompensieren erweitert wird. Der Bestrahlungszeitoffset kann auf der Grundlage der nominalen Stromdichte und der Korrektur- dosis bestimmt werden. Der zugehörige Bestrahlungsbereich kann mit einer zweiten Bestrahlungszeit bestrahlt werden, die die Summe aus der berechneten ersten Bestrahlungszeit und dem Bestrahlungszeitoffset darstellt.
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Die Korrekturdosis kann auf Grundlage von Kontrastkurven wie sie in der 3 dargestellt sind, bestimmt werden. Jede Kontrastkurve stellt eine verbleibende Fotolackdicke für eine Reihe von Teststrukturen nach Bestrahlung und Entwicklung als eine Funktion der Bestrahlungsdosis dar. Jede Kontrastkurve ist mit einer anderen Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen ermittelt worden.
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Die Bestrahlungsdauer kann in mehrere Zeitfragmente zerlegt werden und die für jeden Bestrahlungsbereich berechnete Dosis kann in mehr als einer Bestrahlungseinheit appliziert werden. Die Bestrahlungseinheiten, die in dem selben Bestrahlungsbereich verabreicht werden, können direkt nacheinander folgen, oder es können ein oder mehrere komplette Streifen des Zielsubstrats, oder Fragmente von einem oder mehreren Streifen bestrahlt werden, bevor derselbe Bestrahlungsbereich ein zweites Mal bestrahlt wird. Die Anzahl der zeitlichen Fragmente definiert die Anzahl der Bestrahlungsdurchgange, während denen die zu schreibenden Strukturen im Fotolackmaterial bestrahlt werden. Beispielsweise können für eine Bestrahlung mit zwei Durchgängen Strahlungsbereiche, die entlang einer Linie angeordnet sind, nacheinander mit einem ersten Zeitfragment in einem ersten Durchgang bestrahlt werden. Später können sie mit einem zweiten Zweitfragment in einem zweiten Durchgang noch einmal bestrahlt werden. Eine erste Kontrastkurve für eine erste Teststruktur kann für eine erste Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen bestimmt werden. Für eine zweite Teststruktur deren Größe und Form mit der ersten Teststruktur identisch ist, wird eine zweite Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen angewendet und eine zweite Kontrastkurve b bestimmt. Die Korrekturdosis wird auf Grundlage einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Kontrastkurve a, b und auf Grundlage einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen berechnet.
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Für jede Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen nimmt die Fotolackdicke mit zunehmender Dosis ab. Mit zunehmender Anzahl von Bestrahlungsdurchgangen nimmt die, um den selben Fotolackabtrag zu erzielen, benötigte absolute Dosis zu. Eine Durchbestrahlungsdosis (dose to clear D2C) ist definiert als die minimal benötigte Dosis für einen vollständigen Abtrag des Fotolacks, welche mit der Dosis, bei der die Kurve die Abszisse erreicht, übereinstimmt. Die Durchbestrahlungsdosis hängt von der Anzahl der Bestrahlungsdurchgänge ab und nimmt mit zunehmender Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen näherungsweise linear zu.
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Beispielsweise ist die erste Kontrastkurve a mit einer Bestrahlung in einem Durchgang, bei der die Bestrahlungsdauer nicht zerlegt ist und die Dosis in einer einzigen Bestrahlung deponiert wird, ermittelt worden. Die zweite Kontrastkurve b resultiert aus einer Bestrahlung in zwei Durchgangen, wobei die Bestrahlungsdauer in zwei Fragmente zerlegt ist, z. B. der gleichen Länge. Eine dritte Kurve c in der 3 resultiert aus einer Bestrahlung mit vier Durchgängen. Die Korrekturdosis kann auf Grundlage der Kurven a und b, oder a und c oder b und c berechnet werden.
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Bezüglich 5 können die ersten und die zweiten Teststrukturen gemäß einer Ausführungsform zwei Reihen 211, 212 von äquivalenten oder ähnlichen Testgrößen 21, z. B. große Quadrate die längs einer Linie angeordnet sind, sein. Jede Reihe 211, 212 wird mit einer Dosis, die sich von Testgröße 21 zu Testgröße 21 ändert, bestrahlt. Die zwei Reihen 211, 212 werden mit ähnlichen Dosisvariationen, aber mit unterschiedlicher Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen bestrahlt. Die Kontrastkurven für die zwei Anzahlen von Bestrahlungsdurchgangen können dann durch Messung der für die entsprechenden Dosen nach Entwicklung des Fotolackmaterials verbleibenden Fotolackdicken abgeleitet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Durchbestrahlungsdosis dadurch ermittelt werden, indem in jeder Reihe von all den Testgrößen 21 bei denen der Fotolack vollständig abgetragen ist, diejenige Testgröße ermittelt wird, bei der die niedrigste Dosis angewendet wurde.
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Gemäß weiterer Ausführungsformen kann jede Reihe von Teststrukturen in einer Vielzahl von Linien und/oder Spalten angeordnet werden. Auch andere Strukturformen und Verteilungen können definiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Teststrukturen Rechtecke oder Linien sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Korrekturdosis bestimmt werden auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer ersten Durchbestrahlungsdosis für eine Reihe 211 von Testgrößen 21 und einer zweiten Durchbestrahlungsdosis für eine zweite Reihe 212 von Testgrößen 21, wobei für die Bestrahlung der ersten und der zweiten Reihen 211, 212 verschiedene Anzahlen von Bestrahlungsdurchgängen verwendet werden. Wie bereits in 3 beschrieben, hängt die Durchbestrahlungsdosis von der Anzahl der Bestrahlungsdurchgänge ab und nimmt näherungsweise linear mit zunehmender Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen zu.
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Die Korrekturdosis Dcorr kann mit Gleichung (1) errechnet werden, wobei D2CM die Durchbestrahlungsdosis, die für M Bestrahlungsdurchgänge benötigt wird und D2CN die Durchbestrahlungsdosis die für N Bestrahlungsdurchgänge benötigt wird, ist. Dcorr = (D2CM – D2CN)/(M – N) (1)
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Der Bestrahlungszeit Offset ts0 mit dem die Bestrahlungszeit ts verlängert wird, kann aus der Korrekturdosis und der nominalen Stromdichte Jnom des Teilchenstrahles mittels (2) berechnet werden: ts0 = Dcorr/Jnom (2)
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Die 4A–4C zeigen aus experimentellen Daten gewonnene Kontrastkurven. Kurve a resultiert aus einer Bestrahlung in einem Bestrahlungsdurchgang, Kurve b aus einer Bestrahlung mit zwei Bestrahlungsdurchgängen und Kurve c aus einer Bestrahlung mit vier Bestrahlungsdurchgängen. Die in der 4A gezeigten Kurven beziehen sich auf einen programmierten Bestrahlungszeit Offset von –5 ns, die Kurven in 4B resultieren aus einem programmierten Bestrahlungszeit Offset von 0 ns und die Kurven in 4C aus einem programmierten Bestrahlungszeit Offset von +5 ns. Die Durchbestrahlungsdosis hängt von dem programmierten Bestrahlungszeit Offset ab, wobei ein programmierter Bestrahlungszeit Offset von +5ns näherungsweise dieselbe Durchbestrahlungsdosis für unterschiedliche Anzahlen von Bestrahlungsdurchgängen aufweist. Mit dem oben beschriebenen Verfahren wird für die Teilchenstrahlschreibvorrichtung ein Bestrahlungszeit Offset von 5 ns errechnet.
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Das oben beschriebene Verfahren zur Berechnung der Bestrahlungszeit kann genutzt werden um eine geladene Teilchenstrahlschreibvorrichtung zu überwachen. Beispielsweise kann die Durchbestrahlungsdosis für unterschiedliche Anzahlen von Bestrahlungsdurchgängen einfach und schnell gemäß dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt und mit vorher bestimmten nominalen Daten (Signatur) der Teilchenstrahlschreibvorrichtung verglichen werden. Jede Abweichung von den nominalen Daten deutet auf eine Zunahme oder Abnahme der effektiven Dosis hin, die von der Teilchenstrahlschreibvorrichtung angewendet wird. Die Bestimmung der zweiten Bestrahlungszeit kann in Überwachungsintervallen von einigen Wochen oder Monaten wiederholt werden und das gegenwärtige Ergebnis kann mit vorher bestimmten zweiten Bestrahlungszeiten verglichen werden, um die Qualität der Bestrahlungszeiten einschätzen zu können. Eine zeitlich abhängige Drift der Bestrahlungszeiten kann berechnet werden.
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Eine weitere Ausführungsform des Teilchenstrahlschreibverfahrens bezieht sich auf die Bestimmung einer Ausschwingdauer, die nach einer Vorpositionierung eine Teilchenstrahlstabilisierungsdauer des Teilchenstrahls anpasst. So ist es beispielsweise notwendig, dass bewegliche Teile der Teilchenstrahlschreibvorrichtung wie zum Beispiel die Strahlerzeugungs-, Formungs- und Positionierungseinheit oder die Plattform oder der Teilchenstrahl zur Ruhe kommen. Ein Nachschwingen der beweglichen Teile oder des Teilchenstrahls sollte erst abklingen, bevor der Teilchenstrahl stabil ist. Während der Ausschwingdauer ist der Teilchenstrahl abgeblendet und auf den Abschirmbereich der Abblendaperturplatte gerichtet. Die Ausschwingdauer beginnt an einem ersten Zeitpunkt an dem der Teilchenstrahl vorpositioniert und eingeschaltet ist. Nach Ablauf der benutzerdefinierten Ausschwingdauer an einem zweiten Zeitpunkt, an dem die Abblendwirkung des Teilchenstrahls beendet ist, wird der Teilchenstrahl durch die Öffnung in der Blendenaperturplatte auf den Bestrahlungsbereich des Zielssubstrats gerichtet und die Bestrahlungszeit beginnt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die benutzerdefinierte Ausschwingdauer so bestimmt, dass eine vorhergehende Bestrahlung eines benachbarten Bestrahlungsbereiches gerade noch eine tolerable Auswirkung auf die Bestrahlung des gegenwärtig bestrahlten Bestrahlungsbereiches hat. So wird beispielsweise die Fotolackempfindlichkeit durch Wärmedissipation von vorhergehend bestrahlten Bestrahlungsbereichen beeinflusst. Die Ausschwingdauer ist so gewählt, dass die Empfindlichkeit des Fotolackmaterials in jedem Bestrahlungsbereich näherungsweise homogen ist. Folglich ist eine Teilchenstrahlinduzierte Veränderung im Fotolackfilm näherungsweise unabhängig von einer Distanz zu einem vorhergehend bestrahlten Bereich. Die Verfahren zur Bestimmung der Ausschwingdauer und des Bestrahlungszeit-Offsets können alternativ oder kumulativ verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform werden beide Verfahren kombiniert, um den Durchsatz der Teilchenstrahlschreibvorrichtung zu erhöhen. Gemäß anderer Ausführungsformen kann auch nur eine von diesen Verfahren angewendet werden.
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Um eine passende Ausschwingdauer und/oder einen Bestrahlungszeit-Offset zu bestimmen kann ein Testmuster 2 wie es in der 5 dargestellt ist, verwendet werden. Das Testmuster 2 kann eine Vielzahl von Teststrukturen 211, 212 umfassen, wobei jede Teststruktur 211, 212 eine Reihe von identischen oder ähnlichen Testgrößen 21 umfasst. Die Teststrukturen 211, 212 können mit einer vorher festgelegten Anzahl von Bestrahlungsdurchgängen und unterschiedlichen Ausschwingzeiten bestrahlt werden. Innerhalb jeder Teststruktur 211, 212 kann jede Testgröße 21 mit einer anderen Dosis bestrahlt werden. Gemäß einer Ausführungsform können die Testgrößen 21 längs einer Linie angeordnet werden und die Dosis, die auf die Testgrößen 21 angewendet wird kann längs der Linie zunehmen oder abnehmen. Nach der Bestrahlung und einer Fotolackentwicklung werden die verbleibenden Fotolackmuster ausgewertet. So wird beispielsweise in einem Zielsubstrat ein Fotolackdickengradient innerhalb den Testgrößen 21 zugeordneten Bereichen bestimmt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die den Testgrößen 21 zugeordneten Bereiche identifiziert, die mit einer Dosis nahe an der Durchbestrahlungsdosis bestrahlt worden sind, und optisch inspiziert. Eine brauchbare Ausschwingzeit kann bestimmt werden, indem die kürzeste gesetzte Ausschwingzeit identifiziert wird, bei der eine der Teststrukturen bei einer kritischen Dosis, beispielsweise nahe an der Durchbestrahlungsdosis, vernachlässigbare Variationen in der Fotolackdicke aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die geeignete Ausschwingzeit der kürzesten gesetzten Ausschwingzeit bei den Teststrukturen, die die kleinste Anzahl von teilweise mit Fotolack bedeckten Bestrahlungsbereichen aufweist, entsprechen. Dasselbe Testmuster kann benutzt werden um den Bestrahlungszeit-Offset und die Ausschwingdauer zu bestimmen.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Ausschwingdauer in der Weise bestimmt, das eine vorhergehende Bestrahlung eins benachbarten Bestrahlungsbereiches keinen Einfluss auf die Bestrahlung des gegenwärtigen Bestrahlungsbereiches hat. Folglich ergeben Bestrahlungen mit identischen oder ähnlich gesetzten Parametern, wie Form, Größe, Position und Dosis identische Resultate auf dem Zielsubstrat.
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Die Ausschwingdauer kann dementsprechend für unterschiedliche Anzahlen von Bestrahlungsdurchgängen und unterschiedliche Arten von Teststrukturen bestimmt werden, wobei die Abmessungen der Teststrukturen den Abmessungen der kritischen Strukturen (CD, critical dimension) entsprechen können.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Testmuster 2 weitere Reihen von dichten Linien-Spaltmustern 22 und eine Reihe von isolierten Linien 23 umfassen. Nach der Bestrahlung und Fotolackentwicklung können die kritischen Dimensionen, Seitenwandrauhigkeiten und die verbleibende Fotolackfilmdicke auf den Teststrukturen bewertet und, beispielsweise als eine Funktion der angewendeten Dosis und der gesetzten Bestrahlungsdurchgänge, gemessen werden. Beispielsweise bildet eine Reihe von Quadraten, eine Reihe von dichten Linien-Spaltmustern 22 und eine Reihe von isolierten Linien 23 ein Set aus, wobei eine Vielzahl von Sets 24 mit unterschiedlichen Bestrahlungsdurchgängen bestrahlt werden kann, um die Auswirkung von unterschiedlichen Bestrahlungsdurchgängen und/oder unterschiedlichen Offsetzeiten und/oder Ausschwingzeiten zu untersuchen.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Testgrößen Quadrate von 200·200 μm2 sein, die einen Abstand von 100 μm aufweisen. Die Reihen von dichten Linien-Spaltmustern 22 können zehn Flecke aufweisen mit einer Größe von 200·200 μm2 einem Abstand von 100 μm und einer Linienbreite von 800 nm, 320 nm, 180 nm mit zunehmender Liniendichte, von Set 24 zu Set 24. Die Reihen von isolierten Linien 23 können 10 isolierte Linien mit Lb·200 μm2 aufweisen, wobei die Linien 100 μm voneinander entfernt sind und Lb beispielsweise 800 nm, 320 nm, 180 nm sein kann.
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Indem die Sets 24 mit unterschiedlicher Anzahl von Bestrahlungsdurchgangen und unterschiedlichen Ausschwingzeiten bestrahlt werden, ist es möglich den Einfluss der Ausschwingzeit auf die Durchbestrahlungsdosis und auf die Dosisstärke für verschiedene Strukturtypen und CD's, den Einfluss auf eine Proximity-Fehler-Korrektur und den Einfluss auf Seitenwandrauhigkeiten zu untersuchen.
