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
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Abstract
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
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
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.
- 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
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
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
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:
Zur Durchführung des Verfahrens werden mit einem Maskeninspektionsmikroskop
Der Aufbau eines Maskeninspektionsmikroskops
Ein Luftbild der Maske
Zu Beginn des Verfahrens werden in einer Eingabedatei die notwendigen Parameter vorgegeben. Diese Eingabedatei wird durch die Recheneinheit
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
In den
Die Ausmaße eines Mess-Bereiches
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
In einer Variante des Verfahrens werden die CD-Werte subpixelgenau ermittelt. Ein derartiges Verfahren ist in der
Zu dem vorgegebenen Sollwert CDs wird für den Mess-Bereich
Die Berechnung der Intensitätswerte In für eine Iteration n ist in Gleichungen
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
Zur Berechnung der Dosis-Änderungen A wird ein Referenzwert T vorgegeben. Die Berechnung der Dosis-Änderungen A ist in Gleichung 3 angegeben.
In einer Variante des Verfahrens werden die Werte der Dosis-Änderungen A zur Korrektur der untersuchten Maske
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
Die Korrektur der Strukturgrößen CD von reflektiven Masken erfolgt durch das Einbringen von Dichtevariationen bzw. Inhomogenitäten durch Elektronenstrahlung, wie in der oben genannten
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
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
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
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 „
Die Differenzen der gemessenen Werte CDT von dem Sollwert der CDs werden berechnet als CDdelta, wie in Gleichung 4 angegeben.
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
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102011080100 [0007, 0072] DE 102011080100 [0007, 0072]
- US 20090191475 [0010] US 20090191475 [0010]
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- WO 2009007977 A2 [0037, 0083] WO 2009007977 A2 [0037, 0083]
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