DE102011113940A1 - Method for determining dose alterations for adapting e.g. diameter of contact holes of mask for manufacturing semiconductor component, involves determining alterations as variations in intensity values from extreme intensity value - Google Patents

Method for determining dose alterations for adapting e.g. diameter of contact holes of mask for manufacturing semiconductor component, involves determining alterations as variations in intensity values from extreme intensity value Download PDF

Info

Publication number
DE102011113940A1
DE102011113940A1 DE102011113940A DE102011113940A DE102011113940A1 DE 102011113940 A1 DE102011113940 A1 DE 102011113940A1 DE 102011113940 A DE102011113940 A DE 102011113940A DE 102011113940 A DE102011113940 A DE 102011113940A DE 102011113940 A1 DE102011113940 A1 DE 102011113940A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mask
determined
value
intensity
dose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011113940A
Other languages
German (de)
Inventor
Holger Seitz
Thomas Thaler
Ute Buttgereit
Thomas Frank
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMS GmbH filed Critical Carl Zeiss SMS GmbH
Priority to DE102011113940A priority Critical patent/DE102011113940A1/en
Publication of DE102011113940A1 publication Critical patent/DE102011113940A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84Inspecting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

The method involves setting a reference value of structural size of a mask (5). An aerial photograph of the mask is recorded. Intensity values within the aerial photograph, at which the structural size corresponds to the reference value, are determined. Dose alterations are determined as variations in the intensity values from an extreme intensity value. Transmission or reflection of the mask is changed in accordance with the determined dose alterations. Dose is adjusted based on the determined dose alterations when performing a wafer exposure using the mask. An independent claim is also included for a mask inspection microscope.

Description

Diese Patentschrift betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Dosis-Änderungen zur Anpassung von Strukturgrößen einer Maske.This patent relates to a method for determining dose changes for adapting feature sizes of a mask.

Diese Patentschrift betrifft zudem ein Maskeninspektionsmikroskop, welches eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens aufweist.This patent also relates to a mask inspection microscope, which has a computing unit for performing the method.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden in einem lithographischen Prozess Strukturen auf Wafer ausgebildet. Diese Strukturen sind zunächst auf einer Maske (Photomaske, Reticle) beispielsweise durch Chrom auf Quarzglas, dargestellt. Es sind auch weitere Masken bekannt, so beispielsweise phasenschiebende Masken (Phase Shift Masks, PSM) oder reflektive Masken, die insbesondere bei Beleuchtungsstrahlung kurzer Wellenlängen im EUV Bereich verwendet werden. Durch Belichtung in einem Scanner wird diese Struktur auf einem mit Resist beschichteten Wafer dargestellt. Durch anschließendes Entwickeln und Ätzen wird die gewünschte Struktur auf dem Wafer erhalten.In the manufacture of semiconductor devices, structures are formed on wafers in a lithographic process. These structures are first shown on a mask (photomask, reticle), for example by chrome on quartz glass. Other masks are also known, for example phase-shifting masks (PSM) or reflective masks, which are used in particular for short-wavelength illumination radiation in the EUV range. By exposure in a scanner, this structure is displayed on a resist-coated wafer. Subsequent development and etching yields the desired pattern on the wafer.

Die kleinsten noch darstellbaren Strukturgrößen einer Maske werden auch als kritische Dimension, Critical Dimension bezeichnet. Meist bezieht sich die kritische Dimension einer Maske auf die Linienbreite einer abwechselnd aus Linien und Freiräumen (Lines and Spaces) bestehenden Struktur. Die kritische Dimension kann beispielsweise auch auf die Kantenlängen von Kontaktlöchern bezogen sein. Die kritische Dimension ist für eine Maske vorgegeben und dient häufig der Charakterisierung der Maske selbst oder der Charakterisierung von mit der Maske durchgeführten Waferbelichtungen.The smallest structure sizes that can still be represented in a mask are also called critical dimension, critical dimension. In most cases, the critical dimension of a mask refers to the line width of a structure consisting of lines and spaces (spaces and spaces). The critical dimension can for example also be related to the edge lengths of contact holes. The critical dimension is given for a mask and often serves to characterize the mask itself or to characterize wafer exposures made with the mask.

Die Messung der Konstanz der kritischen Dimension über die Fläche einer Maske oder eines belichteten Wafers (Critical Dimension Uniformity, CDU) ist eine Möglichkeit zu deren Charakterisierung.The measurement of the critical dimension constancy across the face of a mask or an exposed wafer (Critical Dimension Uniformity, CDU) is one way to characterize it.

Die Ermittlung von Strukturgrößen, beispielsweise der CDU von belichteten Wafer, erfolgt beispielsweise durch die Rasterelektronenmikroskopie (SEM). Zur Ermittlung von Strukturgrößen aus Luftbildern kann ein kalibriertes Maskeninspektionsmikroskop verwendet werden.The determination of structure sizes, for example the CDU of exposed wafers, takes place for example by scanning electron microscopy (SEM). To determine feature sizes from aerial images, a calibrated mask inspection microscope can be used.

Übersteigen die Abweichungen von Strukturgrößen, wie beispielsweise der CDU, einen zulässigen Fehler, muss die kritische Dimension korrigiert werden. Zur Korrektur der kritische Dimension einer Maske kann ein Verfahren verwendet werden, bei welchem die Transmission einer Maske geändert wird. In Bereichen mit zu korrigierender kritischer Dimension werden durch Ferntosekunden-Laser Dichtevariationen im Trägermaterial der Maske erzeugt, durch welche die Transmission des Bereichs entsprechend dem Fehler verringert wird. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der US 7736819 offenbart. Auch bei reflektiven Masken ist die Korrektur der kritischen Dimension durch das Einbringen von Dichtevariationen bzw. Inhomogenitäten in die reflektiven Schichten der Maske durch Elektronenstrahlung möglich, wie in DE 10 2011 080 100 offenbart. Durch eingebrachte Dichtevariationen bzw. Inhomogenitäten wird im Falle reflektiver Masken die Reflektivität der Masken verringert. Die Reflektivität einer Maske ist der Quotient aus reflektierter und einfallender Intensität der Beleuchtungsstrahlung, sie wird auch als Reflektionsgrad, Reflektionsvermögen oder Reflektanz bezeichnet.If the deviations from structural quantities, such as the CDU, exceed a permissible error, the critical dimension must be corrected. To correct the critical dimension of a mask, a method may be used in which the transmission of a mask is changed. In areas with a critical dimension to be corrected, far-spot laser lasers produce density variations in the mask's substrate, which reduces the transmission of the area corresponding to the error. Such a method is for example in the US 7736819 disclosed. Even with reflective masks, the correction of the critical dimension by the introduction of density variations or inhomogeneities in the reflective layers of the mask by electron radiation is possible, as in DE 10 2011 080 100 disclosed. By introducing density variations or inhomogeneities, the reflectivity of the masks is reduced in the case of reflective masks. The reflectivity of a mask is the quotient of reflected and incident intensity of the illumination radiation, it is also referred to as reflectance, reflectance or reflectance.

Neben der Korrektur der Maske ist die Variation der Dosis der Beleuchtungsstrahlung während der Belichtung des Wafers eine zusätzliche bzw. alternative Möglichkeit zur Optimierung von Strukturgrößen wie beispielsweise der CDU. Diese Variation der Beleuchtungsstrahlung kann beispielsweise durch die Verwendung eines Dose-Mappers oder eines CDU-Optimizers der Firma ASML erfolgen.Besides the correction of the mask, the variation of the dose of the illumination radiation during the exposure of the wafer is an additional or alternative possibility for optimizing feature sizes such as, for example, the CDU. This variation of the illumination radiation can take place, for example, by using a can mappers or a CDU optimizer from ASML.

Bei beiden Verfahren, sowohl bei der Korrektur der Transmission bzw. Reflexion der Masken als auch der Variation der Dosis der Beleuchtungsstrahlung, wird die Ermittlung der Dosis-Änderungen zur Anpassung von Strukturgrößen angewendet. Die zu ermittelnden Dosis-Änderungen können sowohl zur Korrektur der Transmission bzw. Reflexion der Masken als auch zur Variation der Dosis der Beleuchtungsstrahlung verwendet werden.In both methods, both in the correction of the transmission or reflection of the masks and in the variation of the dose of the illumination radiation, the determination of the dose changes for adaptation of feature sizes is applied. The dose changes to be determined can be used both to correct the transmission or reflection of the masks and to vary the dose of the illumination radiation.

Die Ermittlung der Dosisänderungen einer Maske erfolgt durch die Auswertung von Testmessungen. Es können mehrere Waferbelichtungen mit jeweils unterschiedlicher Dosis vorgenommen werden. Strukturgrößen können auch mit einem Maskeninspektionsmikroskop ermittelt werden, wobei die ermittelten Dosis-Änderungen zur Korrektur von Masken verwendet werden können, wie in der US 20090191475 offenbart. Die Abhängigkeit der Ausmaße der Strukturgrößen von den Dosis-Änderung variiert mit Kohärenzgrad der Beleuchtungsstrahlung d. h. mit der bei der Belichtung verwendeten Beleuchtunggseinstellung. Deshalb werden Maskeninspektionsmikroskope verwendet. Mit einem Maskeninspektionsmikroskop aufgenommene Luftbilder zeigen weitgehend die Merkmale, welche auch bei einer Waferbelichtungen auf dem Wafer abgebildet werden. Dabei werden die gleichen Beleuchtungseinstellungen verwendet, die auch bei der Waferbelichtung mit einem Scanner eingesetzt werden. Die Numerische Apertur (NA) der Abbildungsoptik bekannter Maskeninspektionsmikroskope stimmt maskenseitig mit der eines Scanners zur Waferbelichtung überein.The determination of the dose changes of a mask takes place by the evaluation of test measurements. Several wafer exposures, each with a different dose, can be made. Structure sizes can also be determined with a mask inspection microscope, wherein the determined dose changes can be used to correct masks, as in US Pat US 20090191475 disclosed. The dependence of the dimensions of the feature sizes on the dose change varies with the degree of coherence of the illumination radiation, ie with the illumination setting used in the exposure. Therefore, mask inspection microscopes are used. Aerial images taken with a mask inspection microscope largely show the features which are also imaged on the wafer in the case of wafer exposures. The same lighting settings are used as are used for wafer imaging with a scanner. The numerical aperture (NA) of the imaging optics of known mask inspection microscopes coincides mask-wise with that of a scanner for wafer exposure.

Bei den genannten Verfahren kann die Änderung von Strukturgrößen aus den Waferbelichtungen bzw. den Luftbildern in Abhängigkeit von den Dosis-Änderung ermittelt werden. Da die Korrelation näherungsweise linear ist, kann ein Faktor CDdelta/A ermittelt werden, wobei die Dosis-Änderung mit A bezeichnet ist. In the case of the methods mentioned, the change of feature sizes from the wafer exposures or the aerial images can be determined as a function of the dose change. Since the correlation is approximately linear, a factor CD delta / A can be determined, where the dose change is denoted by A.

Die Ermittlung der Dosis-Änderungen mit den genannten Verfahren ist aufwändig und zeitintensiv.The determination of the dose changes with the mentioned methods is complicated and time-consuming.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein schnelles und kostengünstiges Verfahren zur Ermittlung der Dosis-Änderungen mit hoher Messgenauigkeit und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.The object of the invention is to provide a rapid and cost-effective method for determining the dose changes with high measurement accuracy and an apparatus for carrying out the method.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung von Dosis-Änderungen zur Anpassung von Strukturgrößen einer Maske umfassend die Schritte:

  • – Vorgeben eines Sollwertes CDs einer Strukturgröße CD der Maske,
  • – Aufnehmen zumindest eines Luftbildes der Maske,
  • – Ermitteln von Intensitätswerten I innerhalb des zumindest einen Luftbildes, an welchen die Strukturgröße CD dem Sollwert CDs entspricht,
  • – Ermitteln der Dosis-Änderungen A als Abweichungen der Intensitätswerte I von einem Intensitätswert T.
According to the invention, this object is achieved by a method for determining dose changes for adapting feature sizes of a mask, comprising the steps:
  • Predetermining a target value CD s of a feature size CD of the mask,
  • Picking up at least one aerial image of the mask,
  • Determining intensity values I within the at least one aerial image at which the structure variable CD corresponds to the setpoint value CD s ,
  • Determining the dose changes A as deviations of the intensity values I from an intensity value T.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Ermittlung von Dosis-Änderungen anhand einer einzigen Serie von Luftbildern für eine Maske ermöglicht. Für jeden zu berücksichtigenden Bereich ist nur ein Luftbild aufzunehmen. Aus den Luftbildern wird direkt die Dosis-Änderung ermittelt. Eine Berechnung der Differenz CDdelta der Strukturgröße CD vom Sollwert CD bzw. des Faktors CDdelta/A ist nicht notwendig. Aufwändige Referenzmessungen werden vermieden.In the method according to the invention, the determination of dose changes is made possible by means of a single series of aerial images for a mask. For each area to be considered, only one aerial photograph is to be taken. The dose changes are determined directly from the aerial photographs. It is not necessary to calculate the difference CD delta of the structure variable CD from the nominal value CD or the factor CD delta / A. Elaborate reference measurements are avoided.

Strukturgrößen können alle Maße von auf der Maske vorhandenen Strukturen oder von Teilen dieser Strukturen sein. Dies sind beispielsweise Linienbreiten, Durchmesser oder Kantenlängen von Kontaktlöchern. Strukturgrößen können sich auch auf die kleinste darstellbare Größe, die kritische Dimension, einer Maske beziehen.Structure sizes can be any dimensions of structures present on the mask or of parts of these structures. These are, for example, line widths, diameters or edge lengths of contact holes. Structure sizes can also refer to the smallest representable size, the critical dimension, of a mask.

Das Luftbild einer Maske ist ein Bild mit abgestuften Intensitätswerten, es kann auch als Graustufenbild bezeichnet werden. Anstatt der diskreten Strukturen der abzubildenden Maske werden im Luftbild zwischen Hell-Dunkel-Übergängen, d. h. an Kanten, kontinuierliche Intensitätsverläufe dargestellt. Erst durch die Waferbelichtung des mit Resist beschichteten Wafers wird nach der Entwicklung des Resist eine in guter Näherung diskrete Abbildung einer Struktur erhalten.The aerial image of a mask is an image with graded intensity values, it can also be called a grayscale image. Instead of the discrete structures of the mask to be imaged, in the aerial image between light-dark transitions, i. H. at edges, continuous intensity curves shown. Only by the wafer exposure of the resist-coated wafer is a good approximation discrete image of a structure obtained after the development of the resist.

Zur Auswertung der Luftbilder werden Intensitätswerte (auch als Threshold bezeichnet) ermittelt bzw. vorgegeben, bei welchen diskrete Werte einer Strukturgröße einer jeweiligen im Luftbild dargestellten Struktur ermittelt werden.For evaluating the aerial images, intensity values (also referred to as thresholds) are determined or predefined, in which discrete values of a feature size of a respective structure shown in the aerial image are determined.

Die Vorgabe eines Intensitätswertes zur Auswertung ist auch ein einfaches Resist-Model. Es besteht aus der einfachen Annahme, dass Bereiche im Resist auf der Maske, in welchen während der Belichtung die gewählten Intensitätswerte überschritten bzw. unterschritten werden, die jeweiligen Reaktionen im Resist stattfinden.The specification of an intensity value for the evaluation is also a simple resist model. It consists of the simple assumption that areas in the resist on the mask in which the selected intensity values are exceeded or undershot during the exposure take place, the respective reactions in the resist.

Bei Vorgabe eines Sollwertes einer Strukturgröße CDs wird der Intensitätswert I ermittelt, bei welchem diese Strukturgröße vorliegt. Dabei wird erfindungsgemäß ein iteratives Verfahren eingesetzt. Hierbei werden bei vorgegebenen Intensitätswerten Strukturgrößen CD ermittelt. Die Intensitätswerte werden dann iterativ solange variiert, bis der Wert der Strukturgröße CD dem vorgegebenen Sollwert CDs entspricht.When a target value of a feature size CD s is specified , the intensity value I at which this feature size is present is determined. In this case, an iterative method is used according to the invention. In this case, structural quantities CD are determined for given intensity values. The intensity values are then iteratively varied until the value of the structure variable CD corresponds to the predetermined target value CD s .

Als Referenzwert T für die Ermittelung der Dosis-Änderungen A wird je nach weiterer Verwendung der Daten ein entsprechender Intensitätswert vorgegeben bzw. ermittelt. Als Referenzwert T kann beispielsweise der Mittelwert zwischen maximaler und minimaler Intensität der gemessenen Maske vorgegeben werden. Weitere mögliche Werte werden in den weiter unten angegebenen Maßnahmen diskutiert.As a reference value T for the determination of the dose changes A, a corresponding intensity value is predetermined or determined depending on the further use of the data. By way of example, the mean value between maximum and minimum intensity of the measured mask can be specified as reference value T. Further possible values are discussed in the measures below.

Zur Auswertung kann zur Ermittlung einer Strukturgröße CD der Mittelwert über ein vollständiges Luftbild gebildet werden. Es kann auch nur ein Ausschnitt (oder es können mehrere Ausschnitte) des zumindest einen Luftbildes bei der Auswertung berücksichtigt werden.For evaluation, the average value can be formed over a complete aerial image to determine a feature size CD. It is also possible to take into account only one section (or several sections) of the at least one aerial image during the evaluation.

In einer Variante des Verfahrens werden die Intensitäten der Luftbilder normiert. Es ist vorteilhaft, die Intensität einer unstrukturierten Maske (Iclear) auf 1 bzw. auf 100% festzulegen und die gemessenen Intensitäten auf diesen Wert zu beziehen, d. h. alle Messwerte der Intensität durch Iclear zu dividieren (auch als Clear-Normierung bezeichnet).In a variant of the method, the intensities of the aerial images are normalized. It is advantageous to set the intensity of an unstructured mask (I clear ) to 1 or to 100% and to relate the measured intensities to this value, ie to divide all measured values of intensity by I clear (also referred to as clear normalization).

Die Dosis-Änderung A kann als Differenz der Werte I und T berechnet werden.The dose change A can be calculated as the difference between the values I and T.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Transmission oder Reflektivität der Maske gemäß den ermittelten Dosis-Änderungen A verändert. In a further embodiment of the invention, the transmission or reflectivity of the mask is changed in accordance with the determined dose changes A.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird bei Durchführung einer Waferbelichtung unter Verwendung der Maske die Dosis gemäß den ermittelten Dosis-Änderungen A angepasst.In a further embodiment of the invention, when performing a wafer exposure using the mask, the dose is adjusted in accordance with the determined dose changes A.

Die beiden vorstehenden Maßnahmen haben den Vorteil, dass eine Optimierung der Strukturgrößen auf einfache Weise möglich ist. Die Maßnahmen können einzeln oder nacheinander angewendet werden. So kann nach einer ersten Ermittlung von Dosisänderungen A eine Korrektur der Transmission bzw. Reflektivität der Maske erfolgen. Eine folgende zweite Ermittlung verbleibender Dosisänderungen kann zur Dosis-Anpassung bei einer Waferbelichtung eingesetzt werden.The two above measures have the advantage that an optimization of the structure sizes is possible in a simple manner. The measures can be applied individually or in succession. Thus, after a first determination of dose changes A, the transmission or reflectivity of the mask can be corrected. A subsequent second determination of remaining dose changes may be used to adjust the dose in a wafer exposure.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Intensitätswerte subpixelgenau ermittelt.In a further embodiment of the invention, the intensity values are determined with subpixel accuracy.

Bei üblicherweise verwendeten Maskeninspektionsmikroskopen werden Luftbilder mit einem Detektor aus einer Matrix von 1000·1000 Pixeln verwendet. Diese Auflösung ist zur Ermittlung der Strukturgrößen CD nicht ausreichend. Deshalb wird ein Verfahren zur subpixel-genauen Ermittlung der Positionen von Kanten in Luftbildern verwendet. Ein derartiges Verfahren ist in der DE 10 2009 015 594 offenbart. Durch die subpixel-genaue Ermittlung der Kantenpositionen wird eine genaue Ermittlung der Ausmaße der Strukturgrößen CD und damit im Ergebnis eine subpixel-genaue Ermittlung der Intensitäten zu den Sollwerten der Strukturgröße ermöglicht.Conventionally used mask inspection microscopes use aerial images with a detector of a matrix of 1000 x 1000 pixels. This resolution is not sufficient to determine the feature sizes CD. Therefore, a method for sub-pixel accurate determination of the positions of edges in aerial images is used. Such a method is in the DE 10 2009 015 594 disclosed. The subpixel-exact determination of the edge positions enables a precise determination of the dimensions of the feature sizes CD and thus a subpixel-accurate determination of the intensities to the desired values of the feature size.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird für den Intensitätswert T ein Extremwert der Intensitätswerte I ermittelt.In a further embodiment of the invention, an extreme value of the intensity values I is determined for the intensity value T.

Diese Maßnahme ist insbesondere in Verbindung mit der vorstehend genannten Maßnahme der Änderung der Transmission bzw. Reflektivität einer Maske von Vorteil. Die Beleuchtungsstrahlung, welche bei der Waferbelichtung verwendet wird, wird durch diese Dichtevariationen gestreut. Es resultiert eine Erniedrigung der transmittierten bzw. reflektierten Beleuchtungsstrahlung. Es ist nur eine Erniedrigung der Transmission bzw. Reflektivität einer Maske möglich, jedoch keine Erhöhung. In Fällen, in denen die Strukturgröße CD über helle Bereiche des Luftbildes ermittelt werden, wird als Extremwert das Minimum der Intensitäten I ermittelt. Das Minimum der Intensitäten I entspricht dann dem größten Wert der Strukturgröße CD. Diese kann durch Erniedrigung der Transmission bzw. Reflexion verkleinert werden. In den Fällen, in denen die Strukturgrößen über dunkle Bereiche ermittelt werden, wird als Extremwert ein Maximum der Intensitäten ermittelt. Die ermittelten Dosis-Änderungen A sind in beiden Fällen ein direktes Maß für die notwendigen Änderungen der Transmission bzw. der Reflektivität einer Maske, welche zu einer korrigierten CD führen.This measure is particularly advantageous in connection with the abovementioned measure of changing the transmission or reflectivity of a mask. The illumination radiation used in the wafer exposure is scattered by these density variations. This results in a reduction of the transmitted or reflected illumination radiation. Only a reduction in the transmission or reflectivity of a mask is possible, but no increase. In cases where the structure size CD is determined over bright areas of the aerial image, the minimum value of the intensities I is determined as the extreme value. The minimum of the intensities I then corresponds to the largest value of the feature size CD. This can be reduced by lowering the transmission or reflection. In cases where the feature sizes are determined over dark areas, a maximum of the intensities is determined as the extreme value. The determined dose changes A are in both cases a direct measure of the necessary changes in the transmission or the reflectivity of a mask, which lead to a corrected CD.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Dosis-Änderungen A ermittelt als A = I – T / T .In a further embodiment of the invention, the dose changes A are determined as A = I - T / T ,

Die Dosis-Änderungen A werden bei dieser Maßnahme als relative Abweichungen der Intensitäten von dem Referenzwert T berechnet. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Werte der Dosis-Änderungen unabhängig von den Absolutwerten der Intensitäten für die weitere Verwendung zur Verfügung stehen.The dose changes A are calculated in this measure as relative deviations of the intensities from the reference value T. This measure has the advantage that the values of the dose changes are available for further use independently of the absolute values of the intensities.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden für den Intensitätswert T alle Strukturgrößen CDT und Differenzen CDdelta von dem Sollwert CDs ermittelt.In a further embodiment of the invention, all structural quantities CD T and differences CD delta of the nominal value CD s are determined for the intensity value T.

Wie oben erläutert, ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass die Differenz CDdelta und der Faktor CDdelta/A nicht ermittelt werden müssen. Es kann jedoch erwünscht sein, die Differenzen CDdelta grafisch als Schaubild darzustellen (sogenannte CDU-Map), um so die Konstanz der CD zu veranschaulichen. Die Ermittlung der Differenzen CDdelta ermöglicht auch die Berechnung des Faktors CDdelta/A.As explained above, an advantage of the method according to the invention is that the difference CD delta and the factor CD delta / A need not be determined. However, it may be desirable to display the differences CD delta graphically (so-called CDU map), so as to illustrate the constancy of the CD. The determination of the differences CD delta also allows the calculation of the factor CD delta / A.

Die Werte für CDdelta und der Faktor CDdelta/A können zur Ansteuerung eines Dose-Mappers oder eines CDU-Optimizers erforderlich sein.The CD delta and CD delta / A factors may be required to drive a can mappers or a CDU optimizer.

Ist der Faktor CDdelta/A für eine Maske bzw. für ausgewählte Strukturtypen einer Maske bekannt, kann die Korrektur der Maske selbst oder die Korrektur der Dosis auf einfache Weise erfolgen, sobald die kritische Dimension einer Maske bekannt ist. Für weitere Messungen ist es dann ausreichend, die kritische Dimension CD einer gleichartigen Maske mit einem einfacheren Verfahren, beispielsweise durch Messung der Transmission, zu ermitteln, wie beispielsweise in der WO 2009 007977 A2 offenbart.If the factor CD delta / A is known for a mask or for selected structure types of a mask, the correction of the mask itself or the correction of the dose can be carried out in a simple manner as soon as the critical dimension of a mask is known. For further measurements, it is then sufficient to determine the critical dimension CD of a similar mask with a simpler method, for example by measuring the transmission, as in the US Pat WO 2009 007977 A2 disclosed.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden auf der Maske Positionen P vorgegeben, an welchen Messungen innerhalb von Mess-Bereichen B durchzuführen sind.In a further embodiment of the invention, positions P are predefined on the mask at which measurements are to be performed within measuring ranges B.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass eine effiziente Durchführung des Verfahrens ermöglicht wird. Die Positionen der Mess-Bereiche können beispielsweise in einem gleichmäßigen Raster über die Struktur der Maske verteilt sein. Es könne aber auch Mess-Bereiche ausgewählt werden, die zur Messung bzw. Charakterisierung einer Maske besonders geeignet sind. Dies können Bereiche eines speziellen Strukturtyps sein, beispielsweise Linien und Freiräume, oder Bereiche die besonders fehleranfällig sind.This measure has the advantage that an efficient implementation of the method is made possible. For example, the positions of the measurement areas may be distributed over the structure of the mask in a uniform grid. However, it is also possible to select measuring ranges which are particularly suitable for measuring or characterizing a mask. These can be areas of a specific texture type, such as lines and spaces, or areas that are particularly prone to error.

Die Mess-Bereiche sind in den Dimensionen so auszuwählen, dass eine Auswertung der Messung mit der gewünschten Genauigkeit erfolgen kann, die zur Auswertung benötigte Rechenzeit aber nicht zu groß wird. The measuring ranges are to be selected in the dimensions so that the measurement can be evaluated with the desired accuracy, but the calculation time required for the evaluation does not become too great.

Innerhalb eines Luftbildes kann ein einzelner Mess-Bereich vorgegeben werden. Dieser Bereich kann das Luftbild ganz oder teilweise umfassen. Innerhalb eines Luftbildes können auch mehrere Mess-Bereiche vorgegeben werden.Within an aerial image, a single measuring range can be specified. This area may include all or part of the aerial view. Within an aerial image, several measuring ranges can also be specified.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Maskeninspektionsmikroskop zur Durchführung des Verfahrens aufweisend eine Abbildungsoptik zur Abbildung einer Maske, eine Lichtquelle, einen Detektor zur Aufnahme zumindest eines Luftbildes der Maske, eine Recheneinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention further comprises a mask inspection microscope for carrying out the method comprising imaging optics for imaging a mask, a light source, a detector for receiving at least one aerial image of the mask, a computing unit for carrying out the method according to the invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.The invention will be described and explained in more detail below with reference to a few selected embodiments and with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1: den Aufbau eines Maskeninspektionsmikroskop; 1 the construction of a mask inspection microscope;

2: ein Diagramm zur Darstellung des Verfahrens zur Ermittlung eines Intensitätswert zu einem Sollwert CDs einer Strukturgröße; 2 : a diagram illustrating the method for determining an intensity value to a target value CD of a feature size;

3: ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels des Verfahrens zur Ermittlung der Dosis-Änderungen A; 3 Fig. 3 is a diagram showing an example of the method for determining dose changes A;

4: Darstellung eines ersten Luftbildes einer Maske; 4 : Representation of a first aerial image of a mask;

5: Darstellung einer ersten Intensitätsverteilung eines Bereichs des ersten Luftbildes; 5 : Representation of a first intensity distribution of a region of the first aerial image;

6: Darstellung eines zweiten Luftbildes einer Maske; 6 : Representation of a second aerial image of a mask;

7: Darstellung einer zweiten Intensitätsverteilung eines Bereichs des zweiten Luftbildes. 7 : Representation of a second intensity distribution of a region of the second aerial image.

Zur Durchführung des Verfahrens werden mit einem Maskeninspektionsmikroskop 1 Luftbilder aufgenommen.To carry out the process, use a mask inspection microscope 1 Aerial pictures taken.

Der Aufbau eines Maskeninspektionsmikroskops 1 wird anhand von 1 erläutert. Das Maskeninspektionsmikroskop 1 weist einen Maskenhalter 10 auf, auf welcher die abzubildende Maske 5 aufliegt und einen als CCD-Chip (Charged Coupled Device) ausgebildeten Detektor 20. Eine Lichtquelle 25 beleuchtet die Maske 5 über eine Beleuchtungsoptik 30, die eine Pupillenebene 35 aufweist. Beleuchtungseinstellungen können über einen Pupillenfilter, der in der Pupillenebene 35 angeordnet ist und einen Polarisator 36 eingestellt werden. Bei der Aufnahme der Luftbilder der Maske 5 mit dem Detektor 20 werden an die Struktur angepasste Beleuchtungseinstellungen und Polarisationseinstellungen verwendet, die auch bei der Waferbelichtung mit einem Scanner eingesetzt werden.The construction of a mask inspection microscope 1 is determined by 1 explained. The mask inspection microscope 1 has a mask holder 10 on, on which the mask to be imaged 5 rests on and designed as a CCD chip (Charged Coupled Device) detector 20 , A light source 25 Illuminates the mask 5 via a lighting optics 30 forming a pupil plane 35 having. Illumination settings can be made via a pupil filter, which is at the pupil level 35 is arranged and a polarizer 36 be set. When taking the aerial pictures of the mask 5 with the detector 20 are adapted to the structure of the adjusted illumination settings and polarization settings, which are also used in the wafer exposure with a scanner.

Ein Luftbild der Maske 5 wird über die Abbildungsoptik 15, mit der optischen Achse 2, in der Ebene des Detektors 20 erzeugt. Die Numerische Apertur (NA) der Abbildungsoptik 15 stimmt Maskenseitig mit der eines Scanners zur Waferbelichtung überein, ein üblicher Wert ist NA = 0,2325. Zur Fokussierung wird die Abbildungsoptik 15 in die Richtung senkrecht zur X-Y-Ebene, als Z-Richtung längs der optischen Achse 2, bezeichnet, bewegt. Das Luftbild wird von der Recheneinheit 40 ausgelesen, die als Computer ausgebildet ist. Das Luftbild liegt zunächst als Datenstruktur im Arbeitsspeicher des Computers vor. Diese kann als Grafikdatei auf der Festplatte des Computers abgespeichert werden. Die Datenstruktur bzw. die Grafikdatei ist eine zweidimensionale Matrix, die aus Pixeln aufgebaut ist. Die Intensitäten der Pixel werden durch Zahlenwerte zum Beispiel in einem Bereich von 0 bis 65535 dargestellt. Das Bildfeld auf der Maske 5 ist quadratisch, mit einer Kantenlänge von 10 μm. Der Ausschnitt der aufgenommenen Teilstruktur wird durch das Bildfeld bestimmt. Der Abbildungsmaßstab ist zum Beispiel 450:1.An aerial view of the mask 5 is about the imaging optics 15 , with the optical axis 2 , in the plane of the detector 20 generated. The numerical aperture (NA) of the imaging optics 15 On the mask side, it coincides with that of a scanner for wafer exposure, a common value being NA = 0.2325. Focusing is the imaging optics 15 in the direction perpendicular to the XY plane, as the Z direction along the optical axis 2 , designated, moved. The aerial picture is taken from the arithmetic unit 40 read out, which is designed as a computer. The aerial image initially exists as a data structure in the computer's RAM. This can be saved as a graphics file on the hard disk of the computer. The data structure or graphic file is a two-dimensional matrix, which is made up of pixels. The intensities of the pixels are represented by numerical values, for example, in a range of 0 to 65535. The image field on the mask 5 is square, with an edge length of 10 μm. The section of the recorded substructure is determined by the image field. The magnification is for example 450: 1.

Zu Beginn des Verfahrens werden in einer Eingabedatei die notwendigen Parameter vorgegeben. Diese Eingabedatei wird durch die Recheneinheit 40 ausgelesen und bei der Durchführung des Verfahrens berücksichtigt. Die Eingabedatei umfasst: die Positionen P auf der Maske, Maße und Ausrichtung der Mess-Bereiche 51, den Sollwert CDs der zu bestimmenden Strukturgröße, einen Referenzwert T oder die Anweisung zu dessen Ermittlung, ggf. Anweisungen zur Ermittlung von CDT, CDdelta, CDdelta/A.At the beginning of the procedure, the necessary parameters are specified in an input file. This input file is processed by the arithmetic unit 40 and taken into account in the implementation of the procedure. The input file includes: the positions P on the mask, dimensions and orientation of the measurement areas 51 , the target value CD s of the structure variable to be determined, a reference value T or the instruction for its determination, if necessary instructions for determining CD T , CD delta , CD delta / A.

Als Strukturgrößen können beispielsweise die Durchmesser von Kontaktlöchern oder die Breite von Linien ermittelt werden.As structure sizes, for example, the diameter of contact holes or the width of lines can be determined.

Auf der Maske 5 werden Positionen P vorgegeben, an welchen Strukturgrößen CD ermittelt werden sollen. An den Positionen P werden Mess-Bereiche 51 vorgegeben, welche zumindest die zu vermessende Strukturgröße umfassen. Innerhalb dieser Mess-Bereiche 51 werden die Luftbilder 50 ausgewertet. Die Luftbilder 50 werden mit dem Maskeninspektionsmikroskop 1 für jede Position P aufgenommen, so dass sie die Mess-Bereiche 51 umfassen.On the mask 5 positions P are given at which structure sizes CD are to be determined. At the positions P become measuring ranges 51 predetermined, which include at least the structure size to be measured. Within these measuring ranges 51 become the aerial photos 50 evaluated. The aerial photos 50 be with the mask inspection microscope 1 recorded for each position P, so that they are the measuring ranges 51 include.

In den 4 bis 7 werden zwei Beispielmessungen und deren Auswertung gezeigt. 4 und 6 zeigen zwei Luftbilder 50 mit einem Mess-Bereich 51, dessen Begrenzungen in weißen Linien dargestellt sind. Als Position P des Mess-Bereichs 51 werden die Koordinaten des Mittelpunkts des Bereichs angegeben. Die Graustufen der 4 und 6 sind ein Maß für die Intensitäten des Luftbildes, wie in der dargestellten Skala angegeben. Die Intensitäten der Luftbilder sind clear-normiert. Die gemessenen Intensitäten einer unstrukturierten Maske (Iclear) sind auf 1 normiert. Je höher der Wert der Intensität, je heller die Graustufe.In the 4 to 7 Two example measurements and their evaluation are shown. 4 and 6 show two aerial pictures 50 with a measuring range 51 whose boundaries are shown in white lines. As position P of the measuring range 51 the coordinates of the center of the area are given. The grayscale of 4 and 6 are a measure of the intensities of the aerial image, as indicated in the scale shown. The intensities of the aerial images are clear normalized. The measured intensities of an unstructured mask (I clear ) are normalized to 1. The higher the value of the intensity, the brighter the grayscale.

Die Ausmaße eines Mess-Bereiches 51 werden derart gewählt, dass eine möglichst vorteilhafte Auswertung ermöglicht wird. Wie in 4 und 6 veranschaulicht, wird in diesem Beispiel Mess-Bereich 51 derart gewählt, dass eine möglichst genaue Ermittlung der kritischen Dimension (CD) des Luftbildes 50 ermöglicht wird. Luftbild 50 ist das Bild eines Bereiches der Maske 5 mit Linien und Freiräumen (Lines and Spaces). Die längere Seite 52 des Mess-Bereichs 51 verläuft quer zu den Linien und Freiräumen, die kürzere Seite 53 des Mess-Bereichs 51 verläuft längs der Linien und Freiräume. Zur Auswertung wird über die Intensitätswerte in Richtung der kürzeren Seite 53 ein Mittelwert gebildet. Die resultierende Intensitätsverteilung in Richtung der längeren Seite 53 ist in 5 und 7 veranschaulicht. Diese Intensitätsverteilungen werden auch als Intensitätsprofil bezeichnet. Auf der x-Achse der 5 und 7 sind die clear-normierten Intensitäten aufgetragen, auf der X-Achse die Abmessungen entsprechend der 4 und 6.The dimensions of a measuring area 51 are chosen such that the most advantageous evaluation possible. As in 4 and 6 illustrates, in this example, measurement range 51 chosen such that the most accurate determination of the critical dimension (CD) of the aerial image 50 is possible. Aerial view 50 is the image of an area of the mask 5 with lines and spaces (lines and spaces). The longer side 52 of the measuring range 51 runs across the lines and clearances, the shorter side 53 of the measuring range 51 runs along the lines and open spaces. For evaluation, the intensity values are directed towards the shorter side 53 an average is formed. The resulting intensity distribution towards the longer side 53 is in 5 and 7 illustrated. These intensity distributions are also referred to as intensity profiles. On the x-axis of the 5 and 7 the clear-normalized intensities are plotted, on the x-axis the dimensions correspond to the 4 and 6 ,

Die Strukturgröße CD wird entweder über belle Bereich oder über dunkle Bereiche des Luftbildes ermittelt. Die Wahl hängt davon ab, oh bei der vorzunehmenden Waferbelichtung unter Verwendung der untersuchten Maske ein positiver oder ein negativer Resist verwendet wird. Die Masken für verschiedene Resist-Typen werden auch als Hellfeld- oder Dunkelfeld-Masken bezeichnet. Werden beispielsweise bei einer Maske die Strukturen durch eine Chrom-Schicht auf Quarzglas dargestellt (dies wird auch als COG-Maske bezeichnet), sind im resultierenden Luftbild die mit Chrom beschichteten Bereiche dunkel und die chromfreien Bereiche hell.The structure size CD is determined either over belle range or over dark areas of the aerial image. The choice depends on whether a positive or a negative resist is used in the wafer exposure to be performed using the mask being examined. The masks for different resist types are also referred to as bright field or dark field masks. If, for example, the structures in a mask are represented by a chromium layer on quartz glass (this is also referred to as a COG mask), in the resulting aerial image the areas coated with chromium are dark and the chromium-free areas are light.

Die Ermittlung der gesuchten CD-Werte zu einem vorgegebenen Intensitätswert erfolgt in Recheneinheit 40 wie im folgenden erläutert wird. Es werden Schnittpunkte des Intensitätsprofils mit dem vorgegebenen Intensitätswert gesucht. In einem ersten Schritt wird hierzu das Pixel des Intensitätsprofils ausgewählt, mit der Intensität, die dem vorgegebenen Intensitätswert am nächsten kommt. Die CD-Werte werden aus den Abständen der Schnittpunkte berechnet. Je nach Art der Maske bzw. des verwendeten Resists wird der CD-Wert aus zwei Schnittpunkten berechnet, die ein Intensitätsmaximum oder ein Intensitätsminimum umfassen. Innerhalb eines Bereichs 51 werden alle CD-Werte ermittelt. Aus allen CD-Werten eines Bereichs 51 wird das arithmetische Mittel gebildet und als CD-Wert des Bereichs ausgegeben.The determination of the desired CD values for a given intensity value takes place in arithmetic unit 40 as explained below. Intersections of the intensity profile with the given intensity value are searched for. In a first step, the pixel of the intensity profile is selected for this, with the intensity that comes closest to the given intensity value. The CD values are calculated from the distances of the intersections. Depending on the type of mask or the resist used, the CD value is calculated from two points of intersection which comprise an intensity maximum or an intensity minimum. Within a range 51 All CD values are determined. From all CD values of a range 51 the arithmetic mean is formed and output as the CD value of the area.

In einer Variante des Verfahrens werden die CD-Werte subpixelgenau ermittelt. Ein derartiges Verfahren ist in der DE 10 2009 015 594 offenbart.In a variant of the method, the CD values are determined with subpixel accuracy. Such a method is in the DE 10 2009 015 594 disclosed.

Zu dem vorgegebenen Sollwert CDs wird für den Mess-Bereich 51 ein Intensitätswert I, der auch als Threshold bezeichnet wird, ermittelt. Dieser Wert wird über den Mess-Bereich 51 gemittelt. Diese Auswertung wird für alle Mess-Bereiche 51 durchgeführt. Die folgende Beschreibung der Ermittlung von Strukturgrößen CD bezieht sich auf Hellfeld-Masken, eine Anwendung für Dunkelfeld Masken ist jedoch auf einfache Weise möglich. Zunächst wird ein Startwert des zu ermittelnden Intensitätswerts ermittelt. Dieser wird als der Mittelwert zwischen den maximalen Imax und minimalen Imin Intensitätswerten des Intensitätsprofils (siehe 5 und 7) des Bereichs 51 berechnet. Dann wird pixelgenau die Strukturgröße CD zu diesem Startwert ermittelt. Die Werte der Strukturgröße CD werden wieder über den Bereich 51 gemittelt. Ist der CD-Wert größer als der Sollwert CDs wird der Startwert des Intensitätswertes In um einen Korrektur-Wert K erhöht, ist der CD-Wert niedriger als der Sollwert CDs, wird der der Startwert des Intensitätswertes um den Korrektur-Wert K erniedrigt. Dann wird für den neuen Intensitätswert wieder die Strukturgröße CD des Bereichs 51 pixelgenau ermittelt. Der Korrektur-Faktor K wird in der zweiten Iteration verkleinert. Die Zahl der Iteration ist mit n bezeichnet.To the given setpoint CD s is for the measuring range 51 an intensity value I, which is also called a threshold, determined. This value is over the measuring range 51 averaged. This evaluation will be for all measuring ranges 51 carried out. The following description of the determination of feature sizes CD refers to bright field masks, but an application for dark field masks is easily possible. First, a starting value of the intensity value to be determined is determined. This is calculated as the mean between the maximum I max and minimum I min intensity values of the intensity profile (see 5 and 7 ) of the area 51 calculated. Then the structure size CD is determined pixel-exactly at this starting value. The values of the structure size CD are again over the range 51 averaged. If the CD value is greater than the target value CD s , the start value of the intensity value In is increased by a correction value K, the CD value is lower than the target value CD s , then the starting value of the intensity value is decreased by the correction value K. , Then for the new intensity value again the structure size CD of the area 51 determined pixel-precise. The correction factor K is reduced in the second iteration. The number of iterations is denoted by n.

Die Berechnung der Intensitätswerte In für eine Iteration n ist in Gleichungen 1 und 2 gegeben als: In+1 = In·(1 + K/n) wenn CDn > CDs und 1 In+1 = In·(1 – K/n) wenn CDn < CDs. 2 The calculation of the intensity values I n for an iteration n is in equations 1 and 2 given as: I n + 1 = I n · (1 + K / n) if CD n > CD s and 1 I n + 1 = I n · (1 - K / n) if CD n <CD s . 2

Ein Startwert für K ist beispielsweise K = 0,1, K = 0,05 oder K = 4,01.A starting value for K is, for example, K = 0.1, K = 0.05 or K = 4.01.

Der so erhaltene Wert der Strukturgröße CD wird nun als Startwert für einen weiteren Lauf des genannte iterativen Verfahrens verwendet, wobei jetzt eine subpixelgenaue Ermittlung der Strukturgrößen CD erfolgt.The value of the feature size CD thus obtained is now used as the starting value for a further run of the said iterative method, a subpixel-accurate determination of the feature sizes CD now taking place.

Dieses Verfahren führt zu einer hochgenauen Ermittlung der Intensitätswerte.This method leads to a highly accurate determination of the intensity values.

Die zwei Beispiele der 4 bis 7 zeigen Messungen zweier Bereiche 51 einer Maske mit einem Sollwert der kritischen Dimension CDs = 380 nm. Die Auswertung des Bereichs 51 in 4 ergibt das Intensitätsprofil wie in 5 dargestellt. Der Intensitätswert wird ermittelt zu Ia = 0,275931. Die Auswertung des Bereichs 51 in 6 ergibt das Intensitätsprofil wie in 7 dargestellt. Der Intensitätswert wird ermittelt zu Ib = 0,276715.The two examples of 4 to 7 show measurements of two areas 51 a mask with a nominal value of the critical dimension CD s = 380 nm. The evaluation of the area 51 in 4 gives the intensity profile as in 5 shown. The intensity value is determined to be I a = 0.275931. The evaluation of the area 51 in 6 gives the intensity profile as in 7 shown. The intensity value is determined to be I b = 0.276715.

Zur Berechnung der Dosis-Änderungen A wird ein Referenzwert T vorgegeben. Die Berechnung der Dosis-Änderungen A ist in Gleichung 3 angegeben. A = I – T / T 3 To calculate the dose changes A, a reference value T is specified. The calculation of dose changes A is given in Equation 3. A = I - T / T 3

In einer Variante des Verfahrens werden die Werte der Dosis-Änderungen A zur Korrektur der untersuchten Maske 5 verwendet.In a variant of the method, the values of the dose changes A become the correction of the examined mask 5 used.

Im Falle von transmissiven Masken werden zur Korrektur der Strukturgrößen CD im Substrat der Maske Dichtevariationen bzw. Inhomogenitäten durch Femto-Sekunden-Laser erzeugt, wie in der oben genannten US7736819 offenbart.In the case of transmissive masks, density variations or inhomogeneities are produced by femtosecond laser for correcting the feature sizes CD in the substrate of the mask, as in the above-mentioned US7736819 disclosed.

Die Korrektur der Strukturgrößen CD von reflektiven Masken erfolgt durch das Einbringen von Dichtevariationen bzw. Inhomogenitäten durch Elektronenstrahlung, wie in der oben genannten DE 10 2011 080 100 offenbart.The correction of the structure sizes CD of reflective masks takes place by introducing density variations or inhomogeneities by electron radiation, as in the above-mentioned DE 10 2011 080 100 disclosed.

Die Beleuchtungsstrahlung, welche bei der Waferbelichtung verwendet wird, wird durch diese Dichtevariationen gestreut. Es resultiert eine Erniedrigung der transmittierten bzw. reflektierten Beleuchtungsstrahlung. Durch die genannten Verfahren ist nur eine Erniedrigung der Transmission bzw. Reflexion einer Maske möglich, jedoch keine Erhöhung. Deshalb wird als Referenzwert T ein Extremwert aller Intensitätswerte I ermittelt und zur Berechnung der Dosis-Änderungen A verwendet. In Fällen, in denen die Strukturgröße CD über helle Bereiche des Luftbildes ermittelt wird, wird als Extremwert das Minimum der Intensitäten ermittelt. In den Fällen, in denen die kritische Dimension über dunkle Bereiche ermittelt wird, wird als Extremwert ein Maximum der Intensitäten ermittelt.The illumination radiation used in the wafer exposure is scattered by these density variations. This results in a reduction of the transmitted or reflected illumination radiation. By the method mentioned only a reduction of the transmission or reflection of a mask is possible, but no increase. Therefore, an extreme value of all intensity values I is determined as the reference value T and used to calculate the dose changes A. In cases where the structure size CD is determined over bright areas of the aerial image, the minimum value of the intensities is determined as the extreme value. In cases where the critical dimension is determined over dark areas, a maximum of intensities is determined as the extreme value.

Die ermittelten Dosis-Änderungen A sind dann ein direktes Maß für die notwendigen Änderungen der Transmission bzw. der Reflektivität einer Maske, welche zu korrigierten Strukturgrößen CD führen.The determined dose changes A are then a direct measure of the necessary changes in the transmission or the reflectivity of a mask, which lead to corrected feature sizes CD.

In den genannten Beispielen aus den 4 bis 7 wurde eine Hellfeld-Maske vermessen. Somit ist das Minimum der Intensitätswerte zu ermitteln. Somit ist T = Ia = 0,275931, dies entspricht dem Intensitätswert des Mess-Bereichs 51 des Luftbildes aus 4. Die Dosis-Änderung für den Mess-Bereich 51 aus 6 wird dann nach Gleichung 3 berechnet zu: A = (0,276715 – 0,275931)/0,275931 = 0,028413In the examples mentioned from the 4 to 7 a brightfield mask was measured. Thus the minimum of the intensity values has to be determined. Thus, T = I a = 0.275931, which corresponds to the intensity value of the measuring range 51 of the aerial photo 4 , The dose change for the measuring range 51 out 6 is then calculated according to Equation 3: A = (0.276715 - 0.275931) / 0.275931 = 0.028413

Die Ermittelten Werte der Dosis-Änderungen A mit den Ausmaßen der Mess-Bereiche und den Koordinaten der Positionen P auf der Maske werden von der Recheneinheit 40 in einer Ausgabedatei bereitgestellt. Diese Ausgabedatei wird von einem Gerät zur Transmissionsänderung, beispielsweise einem CDC32 der Carl Zeiss SMS Ltd., eingelesen. Die Maske wird in dieses Gerät eingelegt und die Transmissionsänderungen werden durchgeführt.The determined values of the dose changes A with the dimensions of the measurement areas and the coordinates of the positions P on the mask are calculated by the arithmetic unit 40 provided in an output file. This output file is read in by a device for transmission modification, for example a CDC32 from Carl Zeiss SMS Ltd. The mask is inserted in this device and the transmission changes are made.

In einer Variante des Verfahrens werden die Werte der Dosis-Änderungen A bzw. die in der Ausgabedatei enthaltenen Werte zur Steuerung eines Dose-Mappers oder ein CDU-Optimizers der Firma ASML verwendet. Dies ermöglicht die Optimierung der kritischen Dimension durch eine angepasste Belichtung. Die Ausgabedatei kann zur Steuerung eines Dose-Mappers weitere Angaben enthalten, wie im folgenden erläutert wird.In a variant of the method, the values of the dose changes A or the values contained in the output file are used to control a can mappers or a CDU optimizer from ASML. This allows the optimization of the critical dimension through a customized exposure. The output file may contain additional information to control a can mappers, as explained below.

Als Referenzwert T kann, wie in der vorstehenden Variante, ein Extremwert aller Intensitätswerte I verwendet werden.As the reference value T, as in the above variant, an extreme value of all intensity values I can be used.

In einer Variante des Verfahrens wird für den Referenzwert T statt des Extremwertes der Intensitätswerte I ein Wert ermittelt, bei welchem der Mittelwert aller ermittelten Werte der kritischen Dimension CD dem Sollwert der kritischen Dimension CDs entspricht. Die Dosis-Änderungen A werden nach Gleichung 1 berechnet. Die Verwendung dieses Referenzwertes T zur Steuerung des Dose-Mappers oder des CDU-Optimizers ist möglich, da in diesen Fällen eine Erhöhung und eine Erniedrigung der Dosis möglich ist.In a variant of the method, instead of the extreme value of the intensity values I, a value is determined for the reference value T at which the mean value of all the determined values of the critical dimension CD corresponds to the setpoint value of the critical dimension CD s . The dose changes A are calculated according to Equation 1. The use of this reference value T for controlling the can mappers or the CDU optimizer is possible because in these cases an increase and a decrease in the dose is possible.

In einer Variante des Verfahrens werden in einem weiteren Schritt für den Referenzwert T für alle Bereiche die Strukturgrößen CDT ermittelt. Dies ist beispielsweise durch die CMi-Software der Firma Mentor-Graphics in einem automatisierten Verfahren möglich, wie beschrieben in „ Mentor-Graphics CMi-Software, Automated aerial image based CD metrology initiated by pattern marking with photomask layout data, Photomask and nextgeneration lithography mask technology. Conference, Yokohama, Japan (2007) vol. 6607 (2), pp. 66072A.1-66072A.10 ”.In a variant of the method, the structure variables CD T are determined for the reference value T for all regions in a further step. This is possible, for example, by the CMi software from Mentor Graphics in an automated process as described in " Mentor-Graphics CMi-Software, Automated aerial image based CD metrology initiated by pattern marking with photomask layout data, photomask and next generation lithography mask technology. Conference, Yokohama, Japan (2007) vol. 6607 (2), pp. 66072A.1-66072A.10 ".

Die Differenzen der gemessenen Werte CDT von dem Sollwert der CDs werden berechnet als CDdelta, wie in Gleichung 4 angegeben. CDdelta = CDT – CDs 4 The differences of the measured values CD T from the target value of the CD s are calculated as CD delta as indicated in Equation 4. CD delta = CD T - CD s 4

Aus den oben beschriebenen Dosis-Änderungen A und den Differenzen CDdelta kann die Abhängigkeit der CD-Änderung von der Dosisänderung als CDdelta/A ermittelt werden.From the dose changes A and CD delta described above, the Dependence of the CD change on the dose change can be determined as CD delta / A.

Für weitere Messungen ist es dann ausreichend, die kritische Dimension CD einer gleichartigen Maske mit einem einfacheren Verfahren, beispielsweise durch Messung von Transmissionsänderungen, wie in der oben genannten WO 2009 007977 A2 offenbart, zu ermitteln.For further measurements, it is then sufficient to determine the critical dimension CD of a similar mask with a simpler method, for example by measuring transmission changes, as in the above WO 2009 007977 A2 disclosed to be determined.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7736819 [0007, 0071] US 7736819 [0007, 0071]
  • DE 102011080100 [0007, 0072] DE 102011080100 [0007, 0072]
  • US 20090191475 [0010] US 20090191475 [0010]
  • DE 102009015594 [0029, 0062] DE 102009015594 [0029, 0062]
  • WO 2009007977 A2 [0037, 0083] WO 2009007977 A2 [0037, 0083]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Mentor-Graphics CMi-Software, Automated aerial image based CD metrology initiated by pattern marking with photomask layout data, Photomask and nextgeneration lithography mask technology. Conference, Yokohama, Japan (2007) vol. 6607 (2), pp. 66072A.1-66072A.10 [0080] Mentor-Graphics CMi-Software, Automated aerial image based CD metrology initiated by pattern marking with photomask layout data, photomask and next generation lithography mask technology. Conference, Yokohama, Japan (2007) vol. 6607 (2), pp. 66072A.1-66072A.10 [0080]

Claims (9)

Verfahren zur Ermittlung von Dosis-Änderungen zur Anpassung von Strukturgrößen einer Maske umfassend die Schritte: – Vorgeben eines Sollwertes CDs einer Strukturgröße CD der Maske, – Aufnehmen zumindest eines Luftbildes der Maske, – Ermitteln von Intensitätswerten 1 innerhalb des zumindest einen Luftbildes, an welchen die Strukturgröße CD dem Sollwert CDs entspricht, – Ermitteln der Dosis-Änderungen A als Abweichungen der Intensitätswerte I von einem Intensitätswert T.Method for determining dose changes for adapting feature sizes of a mask comprising the steps of: specifying a target value CD s of a feature size CD of the mask, recording at least one aerial image of the mask, determining intensity values 1 within the at least one aerial image at which the structure size CD corresponds to the set value CD s , - determining the dose changes A as deviations of the intensity values I from an intensity value T. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Transmission oder Reflektivität der Maske gemäß den ermittelten Dosis-Änderungen A verändert wird.The method of claim 1, wherein the transmission or reflectivity of the mask is changed in accordance with the determined dose changes A. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei Durchführung einer Waferbelichtung unter Verwendung der Maske die Dosis gemäß den ermittelten Dosis-Änderungen A angepasst wird.The method of claim 1 or 2, wherein upon performing a wafer exposure using the mask, the dose is adjusted according to the determined dose changes A. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei für den Intensitätswert T ein Extremwert der Intensitätswerte I ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein for the intensity value T, an extreme value of the intensity values I is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dosis-Änderungen A ermittelt werden als A = I – T / T .Method according to one of claims 1 to 4, wherein the dose changes A are determined as A = I - T / T , Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Intensitätswerte subpixelgenau ermittelt werden.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the intensity values are determined subpixel exactly. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei für den Intensitätswert T alle Strukturgrößen CDT ermittelt werden und Differenzen CDdelta von dem Sollwert CDs ermittelt werden.Method according to one of claims 1 to 6, wherein for the intensity value T all feature sizes CD T are determined and differences CD delta of the target value CD s are determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei auf der Maske Positionen P vorgegeben werden, an welchen Messungen innerhalb von Mess-Bereichen durchzuführen sind.Method according to one of claims 1 to 7, wherein on the mask positions P are given, at which measurements are to be performed within measuring ranges. Maskeninspektionsmikroskop aufweisend eine Abbildungsoptik zur Abbildung einer Maske, eine Lichtquelle, einen Detektor zur Aufnahme zumindest eines Luftbildes der Maske, eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Having a mask inspection microscope an imaging optics for imaging a mask, a light source, a detector for receiving at least one aerial image of the mask, an arithmetic unit for carrying out the method according to one of claims 1 to 8.
DE102011113940A 2011-09-12 2011-09-12 Method for determining dose alterations for adapting e.g. diameter of contact holes of mask for manufacturing semiconductor component, involves determining alterations as variations in intensity values from extreme intensity value Withdrawn DE102011113940A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011113940A DE102011113940A1 (en) 2011-09-12 2011-09-12 Method for determining dose alterations for adapting e.g. diameter of contact holes of mask for manufacturing semiconductor component, involves determining alterations as variations in intensity values from extreme intensity value

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011113940A DE102011113940A1 (en) 2011-09-12 2011-09-12 Method for determining dose alterations for adapting e.g. diameter of contact holes of mask for manufacturing semiconductor component, involves determining alterations as variations in intensity values from extreme intensity value

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011113940A1 true DE102011113940A1 (en) 2013-03-14

Family

ID=47740185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011113940A Withdrawn DE102011113940A1 (en) 2011-09-12 2011-09-12 Method for determining dose alterations for adapting e.g. diameter of contact holes of mask for manufacturing semiconductor component, involves determining alterations as variations in intensity values from extreme intensity value

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011113940A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016218433A1 (en) * 2016-09-26 2017-09-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for determining a reference image of a microscope
US10698318B2 (en) 2017-07-07 2020-06-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for characterizing a mask for microlithography
US11112702B2 (en) 2019-09-04 2021-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for characterizing a microlithographic mask
US11188000B2 (en) 2019-05-15 2021-11-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for characterizing a mask for microlithography

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10346561A1 (en) * 2002-10-07 2004-04-22 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Manufacturing photomask for photolithography involves selecting transparency-adjusting pattern features during exposure process, and ascertaining densities of pattern features
WO2006133729A1 (en) * 2005-06-17 2006-12-21 Qimonda Ag Method and system for photolithography
DE102006004230A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Infineon Technologies Ag Method for producing a mask for the lithographic projection of a pattern onto a substrate
WO2009007977A2 (en) 2007-07-12 2009-01-15 Pixer Technology Ltd. Method and apparatus for duv transmission mapping
US20090191475A1 (en) 2005-06-14 2009-07-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing photomask
US7736819B2 (en) 2003-07-18 2010-06-15 Pixer Technology Ltd Method for correcting critical dimension variations in photomasks
DE102009015594A1 (en) 2009-03-30 2010-10-14 Carl Zeiss Sms Gmbh Method and device for subpixel accurate position determination of an edge of a marker structure in a plurality of receiving pixels having recording of the marker structure
DE102010047050A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for characterizing a structure on a mask and device for carrying out the method
DE102011080100A1 (en) 2011-07-29 2013-01-31 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for processing defects of extreme UV mask for extreme UV wavelength range in photolithography for manufacturing integrated circuits, involves locally changing reflection of multilayer structure at region of defect

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10346561A1 (en) * 2002-10-07 2004-04-22 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Manufacturing photomask for photolithography involves selecting transparency-adjusting pattern features during exposure process, and ascertaining densities of pattern features
US7736819B2 (en) 2003-07-18 2010-06-15 Pixer Technology Ltd Method for correcting critical dimension variations in photomasks
US20090191475A1 (en) 2005-06-14 2009-07-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing photomask
WO2006133729A1 (en) * 2005-06-17 2006-12-21 Qimonda Ag Method and system for photolithography
DE102006004230A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Infineon Technologies Ag Method for producing a mask for the lithographic projection of a pattern onto a substrate
WO2009007977A2 (en) 2007-07-12 2009-01-15 Pixer Technology Ltd. Method and apparatus for duv transmission mapping
DE102009015594A1 (en) 2009-03-30 2010-10-14 Carl Zeiss Sms Gmbh Method and device for subpixel accurate position determination of an edge of a marker structure in a plurality of receiving pixels having recording of the marker structure
DE102010047050A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for characterizing a structure on a mask and device for carrying out the method
DE102011080100A1 (en) 2011-07-29 2013-01-31 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for processing defects of extreme UV mask for extreme UV wavelength range in photolithography for manufacturing integrated circuits, involves locally changing reflection of multilayer structure at region of defect

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mentor-Graphics CMi-Software, Automated aerial image based CD metrology initiated by pattern marking with photomask layout data, Photomask and nextgeneration lithography mask technology. Conference, Yokohama, Japan (2007) vol. 6607 (2), pp. 66072A.1-66072A.10

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016218433A1 (en) * 2016-09-26 2017-09-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for determining a reference image of a microscope
US10698318B2 (en) 2017-07-07 2020-06-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for characterizing a mask for microlithography
US11188000B2 (en) 2019-05-15 2021-11-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for characterizing a mask for microlithography
US11112702B2 (en) 2019-09-04 2021-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for characterizing a microlithographic mask

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005048107B4 (en) A method of determining an optimal absorber stack geometry for a lithographic reflective mask
DE69121261T2 (en) Control of lithographic tools through latent images
DE102010047050B4 (en) Method for characterizing a structure on a mask and device for carrying out the method
DE102008048660B4 (en) Method and device for measuring structures on photolithography masks
DE102010030758B4 (en) Control critical dimensions in optical imaging processes for semiconductor fabrication by extracting aberrations based on imaging plant-specific intensity measurements and simulations
DE112013004657T5 (en) Metrology of model-based position determination and the critical dimension
DE102008019341A1 (en) Method of analyzing masks for photolithography
DE102004035595A1 (en) Method for adjusting a projection objective
DE102016218977A1 (en) Method and device for determining an OPC model
DE102010045135A1 (en) Method for characterizing a structure on a mask and device for carrying out the method
DE102017101340B4 (en) Process for simulating a photolithographic process for producing a wafer structure
DE102011121532A1 (en) Method for characterizing a structure on a mask and device for carrying out the method
DE112016000853T5 (en) Optical metrology with reduced sensitivity to focus errors
DE102006004230B4 (en) Method for producing a mask for the lithographic projection of a pattern onto a substrate
DE102012011315B4 (en) Microscope and method for characterizing structures on an object
DE102018103231B4 (en) METHOD FOR OPTICAL NEAR-AREA CORRECTION AND METHOD FOR GENERATING A MASK USING THE SAME
DE102005009554B4 (en) Method for the focus correction of an exposure apparatus in the lithographic projection and method for the evaluation of measurement results of a measuring apparatus for the focus correction of an exposure apparatus in a semiconductor manufacturing plant
DE102017220872B4 (en) Method and system for qualifying a mask for microlithography
DE102014209455B4 (en) Method for measuring a lithography mask or a mask blank
DE102011113940A1 (en) Method for determining dose alterations for adapting e.g. diameter of contact holes of mask for manufacturing semiconductor component, involves determining alterations as variations in intensity values from extreme intensity value
DE102015207002A1 (en) Method for characterizing a diffractive optical structure
DE102018202639B4 (en) Method for determining a structure-independent contribution of a lithography mask to a fluctuation of the line width
DE112005003585B4 (en) Method and system for photolithography
DE102022212750A1 (en) Method for three-dimensionally determining an aerial image of a measuring object using a metrology system and metrology system for carrying out the determination method
DE102004022595B4 (en) Method and system for detecting the quality of an alternating phase shift mask

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CARL ZEISS SMT GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CARL ZEISS SMS GMBH, 07745 JENA, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G03F0007200000

Ipc: G03F0001700000

R120 Application withdrawn or ip right abandoned