DE102020208883B4 - Method and computer program for repairing a mask for lithography - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Reparatur einer Maske für die Lithographie, insbesondere einer Maske für die EUV-Lithographie, umfassend die folgenden Schritte:1a. Ermitteln eines ersten Wertes einer Kantenposition (x) einer zu reparierenden Struktur auf der Maske,1b. Durchführen eines Reparaturprozesses umfassend zumindest einen ersten Reparaturschritt an der Maske,1c. Ermitteln eines zweiten Wertes der Kantenposition (x) nach Durchführung des ersten Reparaturschrittes,1d. Vergleichen des zweiten Wertes der Kantenposition (x) mit dem ersten Wert der Kantenposition (x) und/oder einem Zielwert (xo) für die Kantenposition,1e. Ermitteln einer Fokus-Expositions-Matrix für die Kantenposition (x) bezüglich eines zur Belichtung verwendeten Belichtungssystem,1f. Ermitteln einer Abweichung (dx) der Kantenposition (x) von dem Zielwert (xo) als Funktion der Fokustiefe (z) und der Expositionsdosis (t) aus der Fokus-Expositions-Matrix, und1g. Bereitstellen der in dem Schritt 1f ermittelten Größe als eine Qualitätsmetrik bezüglich des Reparaturprozesses.Method for repairing a mask for lithography, in particular a mask for EUV lithography, comprising the following steps:1a. determining a first value of an edge position (x) of a structure to be repaired on the mask,1b. Carrying out a repair process comprising at least a first repair step on the mask,1c. determining a second value of the edge position (x) after performing the first repair step,1d. comparing the second value of the edge position (x) with the first value of the edge position (x) and/or a target value (xo) for the edge position,1e. Determining a focus-exposure matrix for the edge position (x) with respect to an exposure system used for exposure,1f. Determining a deviation (dx) of the edge position (x) from the target value (xo) as a function of the focus depth (z) and the exposure dose (t) from the focus-exposure matrix, and1g. Providing the variable determined in step 1f as a quality metric relating to the repair process.
Description
1. Technisches Gebiet1. Technical field
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zur Reparatur einer Maske für die Lithographie, insbesondere einer Maske für die EUV-Lithographie.The present invention relates to a method, a device and a computer program for repairing a mask for lithography, in particular a mask for EUV lithography.
2. Stand der Technik2. State of the art
Als Folge der ständig steigenden Integrationsdichte in der Mikroelektronik müssen lithographische Masken immer kleiner werdende Strukturelemente in eine Fotolackschicht (oft auch „Fotoresist“ genannt) eines Wafers abbilden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird die Belichtungswellenlänge zu immer kleineren Wellenlängen verschoben. Derzeit werden für Belichtungszwecke hauptsächlich Argonfluorid-Excimer-Laser eingesetzt, die Licht bei einer Wellenlänge von 193 nm, d.h. im sogenannten tief-ultravioletten (engl. „deep ultraviolett“, DLTV) Bereich des Spektrums, emittieren. An Lichtquellen, die im extrem-ultravioletten (engl. „extreme ultraviolett“, EUV) Wellenlängenbereich (d.h. im Bereich 10 nm bis 15 nm) emittieren, und entsprechenden EUV Masken wird intensiv gearbeitet.As a result of the constantly increasing integration density in microelectronics, lithographic masks have to reproduce ever smaller structural elements in a photoresist layer (often also called "photoresist") on a wafer. In order to meet these requirements, the exposure wavelength is being shifted to smaller and smaller wavelengths. Argon fluoride excimer lasers, which emit light at a wavelength of 193 nm, i.e. in the so-called deep ultraviolet (DLTV) region of the spectrum, are currently mainly used for exposure purposes. Intensive work is being done on light sources that emit in the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range (i.e. in the
Lithographische Masken (oft einfach „Masken“ oder auch „Retikel“ genannt), können aufgrund der immer kleiner werdenden Abmessungen der Strukturelemente jedoch nicht immer ohne auf einem Wafer sichtbare oder druckbare Defekte hergestellt werden. Wegen der kostspieligen Herstellung von Masken werden defekte Masken wann immer möglich repariert.Lithographic masks (often simply called "masks" or also "reticles") cannot always be produced without visible or printable defects on a wafer due to the ever smaller dimensions of the structural elements. Because masks are expensive to manufacture, defective masks are repaired whenever possible.
Zwei wichtige Gruppen von Defekten lithographischer Masken sind zum einen dunkle Defekte (engl. „dark defects“), und zum anderen klare Defekte (engl. „clear defects“).Two important groups of defects in lithographic masks are dark defects and clear defects.
Dunkle Defekte sind Stellen, an denen Absorber- oder phasenschiebendes Material vorhanden ist, die aber frei von diesem Material sein sollten. Diese Defekte werden repariert, indem das überschüssige Material vorzugsweise mit Hilfe eines lokalen Ätzprozesses entfernt wird.Dark defects are locations where absorber or phase-shifting material is present, but should be free of that material. These defects are repaired by removing the excess material, preferably using a local etching process.
Klare Defekte sind hingegen Defekte auf der Maske, die bei optischer Belichtung, z.B. in einem Wafer-Stepper oder Wafer-Scanner, eine größere Lichtdurchlässigkeit aufweisen als eine identische defektfreie Referenzposition. Bei Maskenreparaturprozessen können solche klaren Defekte durch Abscheiden eines Materials mit geeigneten optischen Eigenschaften behoben werden. Idealerweise sollten die optischen Eigenschaften des zur Reparatur verwendeten Materials denen des Absorber- bzw. phasenschiebenden Materials der Maske entsprechen.Clear defects, on the other hand, are defects on the mask that, during optical exposure, e.g. in a wafer stepper or wafer scanner, have a higher light transmission than an identical defect-free reference position. In mask repair processes, such clear defects can be repaired by depositing a material with appropriate optical properties. Ideally, the optical properties of the material used for the repair should correspond to those of the absorber or phase-shifting material of the mask.
Neben einer defektfreien Maske haben auch die Belichtungsparameter während der Belichtung des Wafers mit der Maske einen Einfluss auf das Ergebnis des Belichtungsprozesses und somit auf das letztendliche hergestellte Bauteil, und es kann ein Zusammenspiel vorliegen zwischen dem Einfluss der Belichtungsparameter auf den Belichtungsprozess auf der einen Seite und den Reparaturmaßnahmen auf der anderen Seite, die nötig sind, um bei der späteren Belichtung zu akzeptablen Ergebnissen zu gelangen.In addition to a defect-free mask, the exposure parameters during the exposure of the wafer with the mask also have an influence on the result of the exposure process and thus on the component that is ultimately produced, and there can be an interaction between the influence of the exposure parameters on the exposure process on the one hand and the repair measures on the other hand, which are necessary in order to achieve acceptable results in the later exposure.
So beschreibt beispielsweise die
Nachteilig hierbei ist allerdings, dass als Kenngröße alleinig die kritische Abmessung (engl. „critical dimension“, CD) der zu untersuchenden/reparierenden Maskenfeatures verwendet wird. Bei zunehmender Integrationsdichte und modernen Belichtungssystemen, insbesondere bei EUV-Masken und entsprechenden Belichtungssystemen, kann dies unzureichend oder problematisch sein, da lediglich relative Abstandsveränderungen erfasst werden können, was der Komplexität moderner Masken und Belichtungsverfahren nicht ausreichend Rechnung tragen mag.The disadvantage here, however, is that the only parameter used is the critical dimension (CD) of the mask features to be examined/repaired. With increasing integration density and modern exposure systems, in particular with EUV masks and corresponding exposure systems, this can be insufficient or problematic, since only relative changes in distance can be detected, which may not take sufficient account of the complexity of modern masks and exposure methods.
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, welches der fortschreitenden Entwicklung hinsichtlich Integrationsdichte und neuartiger Belichtungsverfahren Rechnung trägt und insbesondere verbesserte Möglichkeiten zur Maskenreparatur bereitstellt. Weiterhin soll ein Computerprogramm mit Anweisungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereitgestellt werden.The present invention is therefore based on the object of specifying a method which takes into account the ongoing development with regard to integration density and novel exposure methods and in particular provides improved possibilities for mask repair. Furthermore, a computer program with instructions for carrying out such a method is to be provided.
3. Zusammenfassung der Erfindung3. Summary of the Invention
Die oben genannten Aufgaben werden zumindest teilweise gelöst durch die verschiedenen Aspekte der beanspruchten Erfindung, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert ist. Weitere Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Weitere „Aspekte“, „Ausführungsformen“, „Beispiele", usw., die im Folgenden beschrieben werden und nicht unter die so definierte beanspruchte Erfindung fallen, sind daher als Hintergrundinformationen aufzufassen, die das Verständnis der beanspruchten Erfindung fördern sollen.The above objects are at least partially achieved by the various aspects of the claimed invention as defined in the independent claims. Further embodiments of the claimed invention are described in the dependent claims. Further "aspects", "embodiments", "examples", etc. described below that do not fall within the claimed invention as so defined are therefore to be considered as background information intended to promote an understanding of the claimed invention.
Gemäß der beanspruchten Erfindung umfasst ein Verfahren zur Reparatur einer Maske für die Lithographie, insbesondere einer Maske für die EUV-Lithographie, die folgenden Schritte: (1a.) Ermitteln eines ersten Wertes einer Kantenposition einer zu reparierenden Struktur auf der Maske, (1b.) Durchführen eines Reparaturprozesses umfassend zumindest einen ersten Reparaturschritt an der Maske, (1c.) Ermitteln eines zweiten Wertes der Kantenposition nach Durchführung des ersten Reparaturschrittes, und (1d.) Vergleichen des zweiten Wertes der Kantenposition mit dem ersten Wert der Kantenposition und/oder einem Zielwert für die Kantenposition.According to the claimed invention, a method for repairing a mask for lithography, in particular a mask for EUV lithography, comprises the following steps: (1a.) determining a first value of an edge position of a structure to be repaired on the mask, (1b.) Carrying out a repair process comprising at least a first repair step on the mask, (1c.) determining a second value of the edge position after carrying out the first repair step, and (1d.) comparing the second value of the edge position with the first value of the edge position and/or a target value for the edge position.
Der Wert der Kantenposition wird im Folgenden stets mit der Variablen x bezeichnet und deren Zielwert als xo angegeben. Gegebenenfalls werden der erste und zweite ermittelte Wert der Kantenposition mit x1 und x2 bezeichnet, usw.In the following, the value of the edge position is always denoted by the variable x and its target value is given as x o . If necessary, the first and second determined value of the edge position are denoted by x 1 and x 2 , etc.
Moderne Masken, insbesondere Masken für die ELTV-Lithographie, zeichnen sich wie eingangs erwähnt durch eine immer größer werdende Strukturdichte und damit einhergehend immer kleiner werdenden Strukturen aus. Des Weiteren ergeben sich aus der Benutzung von Licht immer kleiner werdender Wellenlänge aber noch weitere Komplikationen, die bei herkömmlichen Masken für größere Wellenlängen in dieser Art nicht, oder zumindest nicht in gleichem Ausmaß, zu berücksichtigen waren.As mentioned at the outset, modern masks, in particular masks for ELTV lithography, are characterized by an ever-increasing structure density and, as a result, ever smaller structures. Furthermore, the use of light with ever-decreasing wavelengths results in further complications that, with conventional masks for longer wavelengths, do not have to be taken into account in this way, or at least not to the same extent.
Zum einen werden Masken für Wellenlängen am unteren Ende des momentan technisch zugänglichen Bereichs, insbesondere Masken für die EUV-Lithographie, nicht in Transmission betrieben, sondern es handelt sich zum momentanen Stand der Dinge um spiegelnde optische Elemente. Damit einher geht, dass der Hautstrahlwinkel (engl. „chief ray angle“, CRA) des die Maske belichtenden Lichtbündels im Allgemeinen ungleich Null sein wird (ein typischer Wert ist beispielsweise 6°), sodass der einfallende Lichtkegel vom ausfallenden Lichtkegel getrennt ist. Durch einen Hauptstrahlwinkel ungleich Null können Verzerrungseffekte hervorgerufen werden oder Abschattungseffekte an Strukturkanten der Maske, um nur zwei mögliche Effekte zu nennen, die Einfluss auf das Abbildungsverhalten der Maske haben.On the one hand, masks for wavelengths at the lower end of the currently technically accessible range, in particular masks for EUV lithography, are not operated in transmission, but at the current state of affairs are reflective optical elements. This means that the chief ray angle (CRA) of the light beam exposing the mask will generally be non-zero (a typical value is, for example, 6°), so that the incoming light cone is separated from the outgoing light cone. A principal ray angle that is not equal to zero can cause distortion effects or shadowing effects at structure edges of the mask, to name just two possible effects that influence the imaging behavior of the mask.
Ferner ist die Maskendicke typischerweise nicht mehr klein gegenüber der verwendeten Belichtungswellenlänge. Ganz im Gegenteil, eine EUV-Maske besteht beispielsweise typischerweise aus vielen übereinandergeschichteten Lagen mit Schichtdicken, die größer als die Wellenlänge der aktinischen ELTV-Strahlung sind. Dies bedeutet, dass die Tiefe, in der die Strahlung mit der Maske wechselwirkt, in Einheiten der Belichtungswellenlänge stark variieren kann, was zu sogenannten 3D-Effekten führt. Beispielsweise kann der oben beschriebene Abschattungseffekt einer Strukturkante dazu führen, dass im Schattenbereich hinter einer solchen Kante die maximale Wechselwirkungstiefe mit dem Abstand von der Kante variiert, was sich auf das von der Maske zurückgeworfene Licht und somit deren Abbildungseigenschaften auswirken kann.Furthermore, the mask thickness is typically no longer small compared to the exposure wavelength used. On the contrary, an EUV mask, for example, typically consists of many layers stacked on top of each other with layer thicknesses that are greater than the wavelength of the actinic ELTV radiation. This means that the depth at which the radiation interacts with the mask can vary widely in units of exposure wavelength, resulting in so-called 3D effects. For example, the shadowing effect of a structure edge described above can result in the shadow area behind such an edge, the maximum interaction depth varies with the distance from the edge, which can affect the light reflected from the mask and thus its imaging properties.
Die immer kleiner werdenden Abmessungen der Strukturen erlauben bzw. verlangen auch, dass die Ausrichtung der einzelnen Maskenstrukturen im Allgemeinen über die Maske hinweg variieren wird. So können z.B. einige Strukturen horizontal angeordnet sein und andere Strukturen vertikal oder diagonal angeordnet sein, usw.The increasingly smaller dimensions of the structures also allow or require that the orientation of the individual mask structures will generally vary across the mask. For example, some structures may be horizontal and other structures may be vertical or diagonal, and so on.
Zudem kann sich die „Umgebung“ einer Struktur an einer Stelle der Maske von der einer anderen Struktur an einer anderen Stelle der Maske deutlich unterscheiden, und da Beugungseffekte und Interferenzeffekte die Abbildungseigenschaften der Maske beeinflussen können, führt auch dies im Allgemeinen zu unterschiedlichen Eigenschaften der Maske in verschiedenen Teilbereichen der Maske.In addition, the "environment" of a structure at one point on the mask can differ significantly from that of another structure at another point on the mask, and since diffraction effects and interference effects can influence the imaging properties of the mask, this also generally leads to different properties of the mask in different parts of the mask.
Man kann also sagen, dass bei Masken für sehr kurze Belichtungswellenlängen, insbesondere bei EUV-Masken, durch einige oder alle der oben beschriebenen Effekte i.A. sowohl die Rotationssymmetrie als auch die Translationssymmetrie der Maske gebrochen sein wird.One can therefore say that in the case of masks for very short exposure wavelengths, in particular in the case of EUV masks, both the rotational symmetry and the translational symmetry of the mask will generally be broken by some or all of the effects described above.
Für eine erfolgreiche Reparatur der Maske bedeutet dies, dass es nicht mehr ausreichend oder auf jeden Fall nachteilig sein kann, nur den relativen Abstand zweier Maskenfeatures/-strukturen zu ermitteln und diesen als Kennwert für die Maskenreparatur zu berücksichtigen. Hier setzt das beanspruchte Verfahren an, indem es die (absolute) Kantenposition x einer Strukturkante der Maske selbst als Kenngröße verwendet. Durch die Verwendung der Kantenposition x selbst, und nicht des relativen Abstandes zweier Kanten zueinander (d.h. einer kritischen Abmessung, CD), können die oben beschriebenen Fehlerquellen und Verzerrungs-, Abschattungs- und 3D-Effekte usw. besser überwacht und nachverfolgt werden, wodurch die Qualität der Maskenreparatur verbessert werden kann.For a successful repair of the mask, this means that it is no longer sufficient or in any case can be disadvantageous to only determine the relative distance between two mask features/structures and to take this into account as a characteristic value for the mask repair. This is where the claimed method comes in, in that it uses the (absolute) edge position x of a structure edge of the mask itself as a parameter. By using the edge position x itself, and not the relative distance between two edges (i.e. a critical dimension, CD), the sources of error and distortion, shadowing and 3D effects etc. described above can be better monitored and tracked, thereby making the Quality of mask repair can be improved.
Zum Ermitteln der Kantenposition vor bzw. nach dem ersten Reparaturschritt stehen dem Fachmann dabei verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, die grundsätzlich alle in dem beanspruchten Verfahren zur Anwendung kommen können. Eine Möglichkeit ist die Aufnahme eines Luftbildes oder eines Luftbildstapels, beispielsweise mit Hilfe eines Maskeninspektionssystems (z.B. eines hierfür geeigneten Systems der Anmelderin). Ein solches Maskeninspektionssystem kann z.B. im Wesentlichen als ein optisches Belichtungssystem einer Lithographie-Anlage ausgebildet sein, das an Stelle eines Wafers eine CCD-Kamera hat, um so das von der Maske erzeugte Luftbild zu messen. Weitere Möglichkeiten sind das Abtasten der Maske mit einem Rastersondenmikroskop/Rasterkraftmikroskop (AFM) oder einem Rasterteilchenmikroskop (SEM). Auch das tatsächliche Belichten eines „Testwafers“ kommt in Betracht. Weitere Einzelheiten zu diesen Möglichkeiten finden sich beispielsweise in der Druckschrift
Die (absolute) Kantenposition x kann dabei bezüglich eines geeignet definierten Koordinatensystems bestimmt werden. Beispielsweise bietet sich bei Verwendung eines Maskeninspektionssystems wie oben erwähnt ein durch den Sensor der CCD-Kamera definiertes Koordinatensystem an. Bei Verwendung einer anderen Analysemethode und/oder eines anderen Analysetools werden analog definierte Koordinatensysteme für den Fachmann ersichtlich sein. Auch ein der Maske selbst inhärentes Koordinatensystem wäre denkbar.The (absolute) edge position x can be determined in relation to a suitably defined coordinate system. For example, when using a mask inspection system, as mentioned above, a coordinate system defined by the sensor of the CCD camera is appropriate. If another analysis method and/or another analysis tool is used, coordinate systems defined in an analogous manner will be apparent to the person skilled in the art. A coordinate system inherent in the mask itself would also be conceivable.
Um den Fortgang des Reparaturprozesses zu überwachen, wird die Kantenposition x gemäß dem beschriebene Verfahren zumindest einmal vor Durchführung des ersten Reparaturschrittes ermittelt und zumindest einmal danach, um so einen Abgleich der beiden Werte x1 und x2 untereinander und/oder einen Abgleich mit einem (absoluten) Zielwert xo der Kantenposition zu ermöglichen. Selbstverständlich sind auch weitere Messungen des Wertes der Kantenposition x möglich und/oder der Reparaturprozess kann mehr als einen Reparaturschritt umfassen. Beispielsweise kann der Reparaturprozess iterativ ablaufen, wobei nach Durchführung einer gewissen Zahl von Reparaturschritten (z.B. nach jedem Schritt, nach jedem zweiten Schritt, usw., oder nach einer variierenden Anzahl von Schritten) jeweils der Wert x der Kantenposition neu ermittelt und mit einem oder mehreren vorherigen Werten und/oder dem Zielwert xo abgeglichen wird.In order to monitor the progress of the repair process, the edge position x is determined according to the method described at least once before the first repair step is carried out and at least once afterwards, in order to compare the two values x 1 and x 2 with one another and/or a comparison with a ( absolute) target value x o to allow the edge position. Of course, further measurements of the value of the edge position x are also possible and/or the repair process can include more than one repair step. For example, the repair process can run iteratively, after performing a certain number of repair steps (e.g. after each step, after every second step, etc., or after a varying number of steps), the value x of the edge position is determined anew and with one or more previous values and/or the target value x o is adjusted.
Der Zielwert xo kann beispielsweise von einem vorher bestimmten Maskendesign vorgegeben werden, gemäß dem die Maske hergestellt wurde und mit dem die Maske nun verglichen wird. Das Maskendesign kann beispielsweise auch eine akzeptable Abweichung der Kantenposition definieren, innerhalb derer eine nicht perfekte Kante dennoch als akzeptabel angesehen werden kann.The target value x o can be specified, for example, by a previously determined mask design according to which the mask was produced and with which the mask is now compared. For example, the mask design can also define an acceptable deviation in edge position, within which an imperfect edge can still be considered acceptable.
Der bzw. die Reparaturschritte selbst können beispielsweise eine Ätzprozess und/oder einen Abscheideprozess (auch Depositionsprozess genannt) umfassen, wie sie dem Fachmann zur Reparatur von Masken, insbesondere zur Reparatur von ELTV-Masken, grundsätzlich bekannt sind. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die Druckschriften
Durch Überwachung der Kantenposition x (anstelle z.B. einer kritischen Abmessung CD) kann der Reparaturprozess der Maske somit besonders genau verfolgt werden, auch und gerade bei EUV-Masken, die den oben erläuterten Abschattungs-, Verzerrungs- und 3D-Effekten usw. unterliegen und deren Rotations- und Translationssymmetrie im Allgemeinen gebrochen ist.By monitoring the edge position x (instead of e.g. a critical dimension CD), the repair process of the mask can thus be followed particularly precisely, also and especially with EUV masks that are subject to the shadowing, distortion and 3D effects etc. explained above and their Rotational and translational symmetry is broken in general.
Die Reparatur des betrachteten Defekts kann dabei beispielsweise dann als abgeschlossen angesehen werden, wenn der aktuelle Werte der (absoluten) Kantenposition x nahe genug am (absoluten) Zielwert xo liegt, beispielsweise innerhalb eines spezifizierten Akzeptanzwertes Δ, das heißt wenn z.B. |x2 - xo | < Δ ist (wie bereits erwähnt kann dieser Akzeptanzwert Δ beispielsweise zusammen mit dem Maskendesign spezifiziert worden sein).The repair of the defect under consideration can be regarded as complete, for example, when the current value of the (absolute) edge position x is close enough to the (absolute) target value x o , for example within a specified acceptance value Δ, that is to say when, for example, |x 2 - x o | < Δ (as already mentioned, this acceptance value Δ may have been specified together with the mask design, for example).
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann begutachtet werden, ob sich der Wert der Kantenposition x vor und nach Durchführung eines Reparaturschrittes um nicht mehr als ein spezifiziertes minimales Änderungsmaß δ geändert hat, ob also z.B. | x2 - x1 | < δ ist, um zu entscheiden, ob weitere Reparaturschritte notwendig bzw. zielführend sind. Stellt man beispielsweise fest, dass sich trotz Durchführung eines weiteren Reparaturschrittes die Kantenposition um nicht mehr als δ geändert hat, kann dies als Zeichen angesehen werden, dass ein weiterer Reparaturschritt - zumindest ein weiterer Reparaturschritt, der den selben Reparaturmechanismus (z.B. Ätzen, Materialabscheidung) betrifft - nicht mehr zielführend sein wird.As an alternative or in addition to this, it can be assessed whether the value of the edge position x has changed by no more than a specified minimum change amount δ before and after a repair step has been carried out, ie whether, for example, | x2 - x1 | < δ in order to decide whether further repair steps are necessary or expedient. If one finds, for example, that the edge position has not changed by more than δ despite the implementation of a further repair step, this can be taken as a sign that a further repair step - at least one further repair step that affects the same repair mechanism (e.g. etching, material deposition). - will no longer be effective.
Gemäß der beanspruchten Erfindung umfasst das Verfahren weiter die folgenden Schritte: (1e.) Ermitteln einer Fokus-Expositions-Matrix für die Kantenposition bezüglich eines zur Belichtung verwendeten Belichtungssystem, (1f.) Ermitteln einer Abweichung der Kantenposition von dem Zielwert als Funktion der Fokustiefe und der Expositionsdosis aus der Fokus-Expositions-Matrix, und (1g.) Bereitstellen der in dem Schritt 1f ermittelten Größe als eine Qualitätsmetrik bezüglich des Reparaturprozesses.According to the claimed invention, the method further comprises the following steps: (1e.) determining a focus exposure matrix for the edge position with respect to an exposure system used for exposure, (1f.) determining a deviation of the edge position from the target value as a function of the depth of focus and the exposure dose from the focus-exposure matrix, and (1g.) providing the quantity determined in step 1f as a quality metric regarding the repair process.
Ein wichtiges Maß, was die Qualität der Reparatur einer Kante einer Maskenstruktur betrifft, kann die Stabilität der Kantenposition bezüglich (gewollter oder ungewollter) Variationen der Belichtungsparameter sein, mit welchen ein Belichtungssystem betrieben wird, das zur Belichtung eines Wafers mit der Maske dient. Wichtige Belichtungsparameter eines solchen zur Belichtung eines Wafers verwendeten Belichtungssystems sind die Fokustiefe (z.B. gemessen als Position einer Fokusebene relativ zur Waferoberfläche bzw. zur Oberfläche des Fotoresists auf dem Wafer) und die Expositionsdosis, welche im Wesentlichen äquivalent zur Intensität der eingesetzten Strahlung ist. Die Expositionsdosis steht zudem in direktem Zusammenhang mit dem sogenannten „Threshold“ bzw. kann in diesen übersetzt werden. Der „Threshold“ bezeichnet waferseitig diejenige Lichtflussdichte, bei welcher der Fotoresist/Waferlack gerade reagiert oder gerade nicht reagiert.An important measure of the quality of the repair of an edge of a mask structure can be the stability of the edge position with regard to (intended or unintended) variations in the exposure parameters with which an exposure system that is used to expose a wafer with the mask is operated. Important exposure parameters of such an exposure system used to expose a wafer are the focal depth (e.g. measured as the position of a focal plane relative to the wafer surface or to the surface of the photoresist on the wafer) and the exposure dose, which is essentially equivalent to the intensity of the radiation used. The exposure dose is also directly related to the so-called "threshold" or can be translated into it. The "threshold" refers to the light flux density on the wafer side at which the photoresist/wafer lacquer just reacts or just doesn't react.
Die Fokustiefe wird im Folgenden stets mit der Variablen z bezeichnet, die Expositionsdosis mit der Variablen t. Die Abweichung der Kantenposition x von dem Zielwert xo wird mit dx bezeichnet.In the following, the depth of focus is always denoted by the variable z, the exposure dose by the variable t. The deviation of the edge position x from the target value x o is denoted by dx.
Unter der Fokus-Expositions-Matrix für die Kantenposition x bezüglich eines zur Belichtung verwendeten Belichtungssystems kann somit ein Satz von Daten oder Messwerten verstanden werden, der die (absolute) Kantenposition x angibt für eine Menge von Messpunkten in den Variablen (z, t), wobei die Messpunkte typischerweise diskrete Punkte sein werden, d.h. die Fokustiefe z und die Expositionsdosis t schrittweise geändert werden. Zur Ermittlung eines solchen Datensatzes kann beispielsweise ein Maskeninspektionssystem verwendet werden, beispielsweise ein von der Anmelderin vertriebenes System, mit dem Luftbilder bei variierender Fokustiefe z und variierender Expositionsdosis t aufgenommen werden. Aus den so gewonnenen Daten kann dann, falls erwünscht, auf dem Fachmann bekannte Art und Weise, z.B. durch geeignete Interpolation zwischen den diskreten Datenpunkten, ein stetiger und sogar differenzierbarer Datensatz erhalten werden. Entsprechend kann z.B. die ermittelte Abweichung dx ein Datenpunkt, ein Satz diskreter Datenpunkte oder auch ein stetiger und/oder sogar differenzierbarer Datensatz sein.The focus-exposure matrix for the edge position x with regard to an exposure system used for exposure can thus be understood as a set of data or measured values that specifies the (absolute) edge position x for a set of measured points in the variables (z, t), where the measurement points will typically be discrete points, i.e. the depth of focus z and the exposure dose t are changed stepwise. For example, a mask inspection system can be used to determine such a data set, for example a system marketed by the applicant, with which aerial images are recorded with varying focal depth z and varying exposure dose t. If desired, a continuous and even differentiable data set can then be obtained from the data obtained in this way in a manner known to those skilled in the art, e.g. by suitable interpolation between the discrete data points. Accordingly, the determined deviation dx can be a data point, a set of discrete data points or a continuous and/or even differentiable data set.
Das Ziel wird generell sein, die Kantenposition nach Abschluss der Reparatur so nahe wie möglich an den Zielwert xo heranzubringen, d.h. die Abweichung dx zu minimieren.In general, the aim will be to bring the edge position as close as possible to the target value x o after the repair has been completed, ie to minimize the deviation dx.
Im Allgemeinen kann die Abweichung dx dabei sowohl einen konstanten Anteil dx̃ aufweisen als auch einen Anteil, der mit der Fokustiefe z und der Expositionsdosis t variiert.In general, the deviation dx can have both a constant component dx̃ and a component that varies with the depth of focus z and the exposure dose t.
Der konstante Anteil dx̃ kann beispielsweise definiert sein oder betrachtet werden als die Abweichung der Kantenposition von dem Zielwert xo bei nominaler Fokustiefe zo und nominaler Expositionsdosis to, d.h. dx̃ = x | (zo, to) - xo ≡ x̃ - xo.The constant component dx̃ can for example be defined or considered as the deviation of the edge position from the target value x o at nominal focal depth z o and nominal exposure dose t o , ie dx̃ = x | (z o , t o ) - x o ≡ x̃ - x o .
Der nicht-konstante Anteil der Abweichung dx kann, wie sogleich beschrieben, von besonderem Interesse sein, da er weitere wertvolle Informationen enthalten kann, die sich als zusätzlich Qualitätsmetriken oder „Stellschrauben“ für die Überwachung und Steuerung des Reparaturprozesses verwenden lassen. Allerdings ist es auch möglich, die Reparatur nur unter Benutzung der Abweichung dx als einzige Qualitätsmetrik bzw. „Stellschraube“ zu überwachen und zu steuern, wobei in diesem Zusammenhang noch einmal auf die oben beschriebenen Vorteile Bezug genommen wird, welche die Verwendung der (absoluten) Kantenposition x verglichen mit der Verwendung einer kritischen Abmessung CD mit sich bringt.As described immediately, the non-constant part of the deviation dx can be of particular interest, since it can contain further valuable information that can be used as additional quality metrics or “adjusting screws” for monitoring and controlling the repair process. However, it is also possible to monitor and control the repair using only the deviation dx as the only quality metric or "adjusting screw", in which context reference is again made to the advantages described above, which the use of the (absolute) Edge position x compared to using a critical dimension CD entails.
Das Verfahren kann ferner die folgenden Schritte umfassen: (2a.) Ermitteln einer Abhängigkeit der Kantenposition von der Fokustiefe als Funktion der Fokustiefe und der Expositionsdosis aus der Fokus-Expositions-Matrix, (2b.) Ermitteln einer Abhängigkeit der Kantenposition von der Expositionsdosis als Funktion der Fokustiefe und der Expositionsdosis aus der Fokus-Expositions-Matrix, und (2c.) Bereitstellen der in den Schritten 2a und 2b ermittelten Größen als weitere Qualitätsmetriken bezüglich des Reparaturprozesses.The method may further comprise the following steps: (2a.) Determining a dependence of the edge position on the depth of focus as a function of the depth of focus and the exposure dose from the focus-exposure matrix, (2b.) Determining a dependence of the edge position on the exposure dose as a function the depth of focus and the exposure dose from the focus-exposure matrix, and (2c.) providing the quantities determined in steps 2a and 2b as further quality metrics with regard to the repair process.
Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass nicht nur der Versatz dx der Kantenposition von einer gewünschten Position xo selbst Verwendung finden mag, um den Reparaturprozesses zu überwachen und zu steuern, sondern dass weitere relevante Informationen über die Qualität und Gestalt der reparierten bzw. zu reparierenden Kante in den Abhängigkeiten, und insbesondere den Änderungsraten, enthalten sein können, mit welcher die Kantenposition x auf Variationen der Belichtungsgrößen reagieren wird, insbesondere Variationen in den Werten von z bzw. t.This embodiment is based on the finding that not only the offset dx of the edge position from a desired position x o itself may be used to monitor and control the repair process, but that further relevant information about the quality and shape of the repaired or edge to be repaired may be included in the dependencies, and in particular the rates of change, with which the edge position x will respond to variations in exposure magnitudes, in particular variations in the values of z and t respectively.
So hat sich herausgestellt, dass die Abhängigkeit der Kantenposition von der Fokustiefe z bzw. der Expositionsdosis t unterschiedliche und im Wesentlichen unabhängige Eigenschaften der Kante quantifizieren und beschreiben kann. Dies wiederum stellt sich deshalb als vorteilhaft heraus, da es wie im Folgenden noch weiter beschrieben erlauben kann, durch die Variation (weitestgehend) unabhängiger Prozessparameter für den Reparaturprozess gezielt den einen oder den anderen Aspekt der Kantengestalt zu beeinflussen. Zudem kann dies erlauben, diejenigen Fehler oder Abweichungen in der Kantengestalt ausfindig zu machen, die in dem späteren Belichtungsprozess eine besonders kritische Rolle spielen, bzw. umgekehrt zu ermitteln, hinsichtlich welcher Aspekte die Anforderungsprofile / Akzeptanzgrenzen ggf. etwas relaxiert werden können und dennoch ein akzeptables Belichtungsresultat erzielt werden kann.It has been found that the dependency of the edge position on the depth of focus z or the exposure dose t can quantify and describe different and essentially independent properties of the edge. This in turn turns out to be advantageous because, as described in more detail below, it can allow one or the other aspect of the edge shape to be influenced in a targeted manner by varying (largely) independent process parameters for the repair process. In addition, this can make it possible to identify those errors or deviations in the shape of the edges that play a particularly critical role in the subsequent exposure process, or vice versa, to determine which aspects of the requirement profiles/acceptance limits can be relaxed somewhat and still be acceptable Exposure result can be achieved.
Bildlich gesprochen erhöht also die Einbeziehung der Abhängigkeiten bzw. der Änderungsraten der Kantenposition bezüglich der Fokustiefe z und der Expositionsdosis t die Anzahl der „Stellschrauben“, die zur Überwachung und Steuerung des Fortgangs des Reparaturprozesses zur Verfügung stehen, sodass die Qualität des Ergebnisses des Reparaturprozesses gesteigert werden kann.Figuratively speaking, the inclusion of the dependencies or the rates of change of the edge position with regard to the depth of focus z and the exposure dose t increases the number of "adjusting screws" that are available for monitoring and controlling the progress of the repair process, so that the quality of the result of the repair process increases can be.
Obwohl die Änderungsraten (z.B. im Sinne der ersten partiellen Ableitungen nach z bzw. t, wie unten beschrieben) der Abweichung der Kantenposition x von dem Zielwert xo mit Variation der Fokustiefe z bzw. der Expositionsdosis t also einen wichtigen Satz an Informationen oder Qualitätsmetriken bezüglich der Überwachung und Steuerung des Reparaturprozesses darstellen können, sei bereits an dieser Stelle erwähnt, dass die Abhängigkeiten der Kantenposition von der Fokustiefe z bzw. der Expositionsdosis t auch noch komplizierterer Gestalt sein können, und zum Beispiel auch höhere partielle Ableitungen umfassen können, wie ebenfalls weiter unten beschrieben. Durch Betrachtung solch weiterer Größen kann also die Anzahl der Qualitätsmetriken und folglich die Anzahl der „Stellschrauben“ weiter erhöht werden, mit denen der Reparaturprozess überwacht und gesteuert werden kann.Although the rates of change (e.g. in terms of the first partial derivatives with respect to z or t, as described below) of the deviation of the edge position x from the target value x o with variation of the depth of focus z or the exposure dose t are an important set of information or quality metrics regarding of the monitoring and control of the repair process, it should already be mentioned at this point that the dependencies of the edge position on the depth of focus z or the exposure dose t can also be more complicated, and can also include higher partial derivatives, for example, as also further described below. By considering such additional variables, the number of quality metrics and consequently the number of "adjusting screws" can be further increased with which the repair process can be monitored and controlled.
Das Verfahren kann weiter die folgenden Schritte umfassen: (3a.) Anpassen eines Satzes von Prozessparametern zur Durchführung des ersten und/oder eines zweiten Reparaturschrittes des Reparaturprozesses, um zumindest eine der Qualitätsmetriken zu verbessern, und (3b.) Durchführen des ersten und/oder zweiten Reparaturschrittes unter Verwendung der angepassten Prozessparameter.The method may further comprise the steps of: (3a.) adjusting a set of process parameters for performing the first and/or a second repair step of the repair process to improve at least one of the quality metrics, and (3b.) performing the first and/or second repair step using the adjusted process parameters.
Im Allgemeinen wird man dabei versuchen, alle Qualitätsmetriken zu verbessern, wobei eine Abwägung zwischen der Dauer und dem Aufwand des Reparaturprozesses auf der einen Seite und der damit erreichten weiteren Verbesserung auf der anderen Seite angebracht sein kann. Allerdings ist es auch möglich, dass man sich bei der Anpassung der Prozessparameter auf eine einzige Qualitätsmetrik oder eine Teilmenge der vorhandenen Qualitätsmetriken konzentriert, beispielsweise wenn sich aus experimentellen und/oder theoretischen Erkenntnissen ergibt, dass diese auf das letztliche Resultat des Lithographieprozesses einen besonders merklichen oder kritischen Einfluss haben werden.In general, one will try to improve all quality metrics, with a trade-off between the time and effort of the repair process on the one hand and that on the other hand further improvement achieved may be appropriate on the other hand. However, it is also possible to focus on a single quality metric or a subset of the existing quality metrics when adjusting the process parameters, for example if experimental and/or theoretical findings show that these have a particularly noticeable or will have a critical impact.
Da der Reparaturprozess wie oben bereits beschrieben entweder nur den ersten Reparaturschritt oder aber mehrere Reparaturschritte, insbesondere eine iterativ verlaufende Abfolge von Reparaturschritten, umfassen kann, bedeutet dies, dass die Qualitätsmetriken an jeder Stelle des Reparaturprozesses betrachtet und die Prozessparameter dementsprechend justiert werden können. Es wäre aber auch denkbar, die Qualitätsmetriken nicht nach jedem Schritt zu betrachten und die Prozessparameter anzupassen, sondern nur nach jedem zweiten Schritt, oder nach jedem dritten Schritt, oder wann immer dies nötig erscheinen mag. Falls sich die betrachtete Qualitätsmetrik oder Qualitätsmetriken in einem Prozessschritt (merklich) verbessert haben, kann beispielweise der nachfolgende Prozessschritt auch mit denselben Prozessparametern gefahren werden, und erst wenn sich in den Qualitätsmetriken „nichts mehr tut“ (z.B. gemessen an einem passend gewählten Schwellenwert), können die Prozessparameter weiter angepasst werden.Since the repair process, as already described above, can either only include the first repair step or several repair steps, in particular an iterative sequence of repair steps, this means that the quality metrics can be viewed at every point in the repair process and the process parameters can be adjusted accordingly. However, it would also be conceivable not to look at the quality metrics and adjust the process parameters after each step, but only after every second step, or after every third step, or whenever this may seem necessary. If the quality metric or quality metrics under consideration have (noticeably) improved in a process step, the subsequent process step can also be run with the same process parameters, and only when "nothing is happening anymore" in the quality metrics (e.g. measured against a suitably selected threshold value), the process parameters can be adjusted further.
Die Abhängigkeit der Kantenposition x von der Fokustiefe z kann die erste partielle Ableitung der Kantenposition x nach der Fokustiefe z umfassen. Die Abhängigkeit der Kantenposition x von der Expositionsdosis t kann die erste partielle Ableitung der Kantenposition x nach der Expositionsdosis t umfassen.The dependency of the edge position x on the focal depth z can include the first partial derivation of the edge position x according to the focal depth z. The dependence of the edge position x on the exposure dose t can include the first partial derivative of the edge position x with respect to the exposure dose t.
Im Folgenden werden die partiellen Ableitungen der Kantenposition x nach einer oder mehreren Variablen a, b, ... wahlweise wie folgt dargestellt:
Die beiden hier genannten Optionen stellen, ggf. zusammen mit dem oben bereits beschriebenen konstant Anteil dx̃, der auch Null sein kann, also eine Entwicklung der Kantenposition bis zur ersten Ordnung in den Belichtungsparametern dar:
Die Abweichungen dz und dt werden dabei von einem bestimmten Referenzpunkt (zo, to) aus gemessen, d.h. dz = z - zo und dt = t - to. Dieser Referenzpunkt kann beispielsweise der beabsichtigte / nominale Arbeitspunkt des Belichtungssystems sein, mit dem später ein Wafer mit Hilfe der Maske belichtet werden soll.The deviations dz and dt are measured from a specific reference point (z o , t o ), ie dz = z - z o and dt = t - t o . This reference point can, for example, be the intended/nominal working point of the exposure system, with which a wafer is later to be exposed using the mask.
Hervorgehoben werden soll an dieser Stelle, dass die Lage des Referenzpunktes (zo, to) im Rahmen des hierin beschriebenen Verfahrens selbst als Variable angesehen werden kann, d.h. die hierin beschriebenen Operationen und Analyseschritte können einmal bei einem ersten Arbeitspunkt (zo(1), to (1)) erfolgen und dann bei einem anderen Arbeitspunkt (zo (2), to (2)), um beispielsweise zu ermitteln (z.B. im Rahmen einer vor der eigentlichen Reparatur durchgeführten Simulation derselben), bezüglich welches Arbeitspunktes die Reparatur einfacher oder besser auszuführen wäre oder bei welchem Arbeitspunkt die reparierte Maske stabiler bezüglich Variationen der Parameter z und t wäre.It should be emphasized at this point that the position of the reference point (z o , t o ) can itself be regarded as a variable within the framework of the method described here, i.e. the operations and analysis steps described here can be started at a first working point (z o ( 1st ), t o (1) ) and then at another working point (z o (2) , t o (2) ) to determine, for example (e.g. as part of a simulation carried out before the actual repair of the same), with regard to which working point the repair would be easier or better to carry out or at which operating point the repaired mask would be more stable with regard to variations in the parameters z and t.
Die ersten partiellen Ableitungen stellen, zumindest jeweils in der Nähe eines bestimmten nominalen Arbeitspunktes (zo, to) des Belichtungssystems, ein Maß für die Änderungsrate der Kantenposition x mit Variation der Fokustiefe z bzw. Expositionsdosis t dar, und geben somit die „Empfindlichkeit“ der Kantenposition x gegenüber (gewollten oder ungewollten) Schwankungen oder Abweichungen dieser Parameter von dem jeweiligen Nominal-/Zielwert zo bzw. to an.The first partial derivatives represent, at least in the vicinity of a certain nominal operating point (z o , t o ) of the exposure system, a measure of the rate of change of the edge position x with variation of the depth of focus z or exposure dose t, and thus give the "sensitivity “ of the edge position x compared to (intended or undesired) fluctuations or deviations of these parameters from the respective nominal/target value z o or t o .
Diese Änderungsraten können für die Maskenreparatur deshalb von wichtiger Bedeutung sein, da sie wie sogleich beschrieben direkt mit relevanten physikalischen Eigenschaften der Kante bzw. Kantenstruktur korrespondieren, die somit in dem Reparaturprozess gezielt überwacht und „angesteuert“ werden können.These rates of change can therefore be of important importance for the mask repair because, as described immediately, they correspond directly to the relevant physical properties of the edge or edge structure, which can thus be specifically monitored and "controlled" in the repair process.
So kann die Abhängigkeit der Kantenposition x von der Fokustiefe z, insbesondere deren Änderungsrate im Sinne der ersten partiellen Ableitung xz, eine Qualitätsmetrik in Form eines Maßes für einen Phasenfehler und/oder einen Telezentriefehler darstellen. The dependency of the edge position x on the focus depth z, in particular its rate of change in terms of the first partial derivative x z , can represent a quality metric in the form of a measure of a phase error and/or a telecentricity error.
Bei einem Reparaturprozess, der einen Ätz- und/oder Depositionsprozess umfasst, kann dann durch Anpassen eines Endpunktes des Ätz- und/oder Depositionsprozesses (z.B. die Tiefe, in welcher der Prozess beendet wird) die Qualitätsmetrik bezüglich des Phasenfehlers/Telezentriefehlers zielgerichtet beeinflusst werden. Beispielsweise kann die Qualitätsmetrik dadurch (soweit technisch möglich) optimiert werden, dass der Ätz- / Depositionsprozess so gesteuert wird, dass der dunkle / klare Defekt so weit wie möglich beseitigt wird, ohne dabei aber das umliegende Maskensubstrat ungewollt zu verändern oder in Mitleidenschaft zu ziehen (z.B. durch ein ungewolltes Wegätzen des Substrats nahe der zu reparierenden Kante bzw. eine ungewollte Materialdeposition auf dem Substrat nahe der Kante).In a repair process that includes an etching and/or deposition process, the quality metric with regard to the phase error/telecentricity error can then be influenced in a targeted manner by adjusting an end point of the etching and/or deposition process (e.g. the depth at which the process is terminated). For example, the quality metric can be optimized (as far as technically possible) by controlling the etching/deposition process in such a way that the dark/clear defect is eliminated as much as possible, but without unintentionally changing or affecting the surrounding mask substrate (e.g. due to unwanted etching away of the substrate near the edge to be repaired or unwanted material deposition on the substrate near the edge).
Die Abhängigkeit der Kantenposition x von der Expositionsdosis t, insbesondere deren Änderungsrate im Sinne der ersten partiellen Ableitung xt, kann eine Qualitätsmetrik in Form eines Maßes für eine Kantensteilheit darstellen.The dependency of the edge position x on the exposure dose t, in particular its rate of change in terms of the first partial derivative x t , can represent a quality metric in the form of a measure of an edge steepness.
Durch Anpassen einer Drift- und/oder Jitterbewegung während des Reparaturprozesses kann die Qualitätsmetrik bezüglich der Kantensteilheit zielgerichtet beeinflusst werden. Im Allgemein wird durch eine Minimierung der Drift- und/oder Jitterbewegung die Kantensteilheit erhöht, d.h. die entsprechende Qualitätsmetrik wird erhöht. Es ist jedoch keinesfalls ausgeschlossen, dass das Verfahren beispielsweise so betrieben wird, dass z.B. durch gewollt herbeigeführte Jitterbewegungen eine Kante flacher ausgestaltet wird, sofern dies gewünscht oder zur Erzielung eines bestimmten Reparaturerfolgs notwendig ist.By adjusting a drift and/or jitter movement during the repair process, the quality metric regarding the edge steepness can be influenced in a targeted manner. In general, minimizing the drift and/or jitter motion increases the edge steepness, i.e. the corresponding quality metric is increased. However, it is by no means impossible for the method to be operated in such a way that, for example, an edge is made flatter by deliberately induced jitter movements, if this is desired or necessary to achieve a specific repair success.
Das Verfahren kann zudem die folgenden Schritte umfassen: (10a.) Ermitteln zumindest einer partiellen Ableitung zweiter oder höherer Ordnung der Kantenposition nach der Fokustiefe und/oder der Expositionsdosis aus der Fokus-Expositions-Matrix, und (10b.) Bereitstellen der zumindest einen partiellen Ableitung zweiter oder höherer Ordnung als weitere Qualitätsmetrik bezüglich des Reparaturprozesses.The method can also include the following steps: (10a.) Determining at least one partial derivative of the second or higher order of the edge position according to the depth of focus and/or the exposure dose from the focus-exposure matrix, and (10b.) Providing the at least one partial Second or higher order derivation as another quality metric related to the repair process.
Wie bereits erwähnt können die Abhängigkeiten der Kantenposition x von der Fokustiefe z und der Expositionsdosis t auch über die ersten partiellen Ableitungen hinaus betrachtet werden, und hieraus lassen sich weitere relevante Qualitätsmetriken oder „Stellhebel“ für den Reparaturprozess ableiten.As already mentioned, the dependencies of the edge position x on the depth of focus z and the exposure dose t can also be considered beyond the first partial derivations, and from this further relevant quality metrics or "levers" for the repair process can be derived.
Es können dabei insbesondere die folgenden partiellen Ableitungen zweiter oder höherer Ordnung für die Überwachung bzw. Steuerung des Maskenreparaturprozesses von Relevanz sein:
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass, zumindest nach geeigneter Aufbereitung der Daten der Fokus-Expositions-Matrix, i.A. davon ausgegangen werden kann, dass alle diese Ableitungen wiederum stetig und sogar differenzierbar sind, sodass auf Grund des Satzes von Schwarz die Reihenfolgen der partiellen Ableitungen dann keine Rolle spielt. Weitere partielle Ableitungen zweiter oder dritter Ordnung, die grundsätzlich möglich wären, haben sich im Kontext des beanspruchten Verfahrens als weniger relevant herausgestellt und werden im Folgenden daher nicht weiter diskutiert. Grundsätzlich möglich wäre deren Einbeziehung aber selbstverständlich schon.It should be noted at this point that, at least after suitable processing of the data of the focus-exposure matrix, it can generally be assumed that all of these derivatives are continuous and even differentiable, so that, based on Schwarz’s theorem, the sequences of the partial derivatives then does not matter. Other partial derivatives of the second or third order, which would be possible in principle, have turned out to be less relevant in the context of the claimed method and are therefore not discussed further below. In principle, it would of course be possible to include them.
Es ist insbesondere möglich, dass die Qualitätsmetriken eine Qualitätsmetrik in Form eines Maßes für eine Tiefenschärfe beinhalten, wobei diese Qualitätsmetrik proportional zu xtzz ist.In particular, it is possible for the quality metrics to include a quality metric in the form of a depth of field measure, where this quality metric is proportional to x tzz .
Aufbauend auf Gl. (3) oben kann ein vorteilhaftes Modell zur Beschreibung und Steuerung des Maskenreparaturprozesses im Rahmen des beanspruchten Verfahrens wie folgt angegeben werden:
Das beanspruchte Verfahren kann ferner ein Auswerten zumindest einer Qualitätsmetrik an einer nominalen Fokustiefe zo und einer nominalen Expositionsdosis to umfassen, um zumindest eine Qualitätszahl bezüglich des Reparaturprozesses zu erhalten.The claimed method may further comprise evaluating at least one quality metric at a nominal depth of focus z o and a nominal exposure dose t o to obtain at least one quality number related to the repair process.
In anderen Worten, um numerische Größen zu erhalten, die sich z.B. mit einem oder mehreren Schwellenwerten bzw. Akzeptanzintervallen vergleichen lassen, können eine oder mehrere der Qualitätsmetriken (eben diejenigen, die gerade betrachtet werden sollen) an einem angestrebten Arbeitspunkt der Belichtungsvorrichtung zur späteren Belichtung eines Wafers mit der Maske ausgewertet werden, was jeweils einen bestimmten Zahlenwert oder Satz von Zahlenwerten ergibt, der hierin als Qualitätszahl(en) bezeichnet wird. Wie oben bereits angedeutet können dabei auch mehrere Arbeitspunkte, z.B. (zo (1), to (1)) und (zo (2), to (2)), in Betracht gezogen werden (z.B. im Rahmen einer vor der Reparatur durchgeführten Simulation o.Ä.), um zu ermitteln, ob und wenn ja welcher Arbeitspunkt besser geeignet wäre.In other words, in order to obtain numerical variables that can be compared, for example, with one or more threshold values or acceptance intervals, one or more of the quality metrics (the ones that are currently to be considered) can be set at a desired operating point of the exposure device for later exposure Wafers are evaluated with the mask, each yielding a particular numerical value or set of numerical values, referred to herein as a quality number(s). As already indicated above, several working points, for example (z o (1) , t o (1) ) and (z o (2) , t o (2) ), can be considered (e.g. as part of a prior repair performed simulation or similar) to determine whether and if so which operating point would be more suitable.
Im Einklang mit den Ausführungen bis zu diesem Punkt wird es im Allgemeinen das Ziel des Reparaturprozesses sein, die Maske so zu bearbeiten, dass diese Qualitätszahl oder Qualitätszahlen so nahe wie möglich, oder zumindest innerhalb eines bestimmten Akzeptanzintervalls, an einem jeweiligen Zielwert liegen. Das Akzeptanzintervall kann dabei für verschiedene Qualitätszahlen durchaus verschieden sein. Beispielsweise kann für eine Qualitätszahl, die mit einer „kritischen“ Qualitätsmetrik korrespondiert (z.B. in dem Sinne, dass eine Abweichung/Degradierung bezüglich dieser Metrik einen erheblich Fehler bei der Belichtung eines Wafers bedeuten würde), ein strengeres Maß angelegt werden, als bei einer eher „unkritischen“ Qualitätszahl.In line with what has been said up to this point, the goal of the repair process will generally be to process the mask so that this quality number or numbers are as close as possible to, or at least within a certain acceptance interval, a respective target value. The acceptance interval can be quite different for different quality numbers. For example, a quality number that corresponds to a “critical” quality metric (e.g., in the sense that a deviation/degradation from that metric would mean a significant error in imaging a wafer) may have a more stringent measure than a more critical one "uncritical" quality number.
In diesem Zusammenhang wird noch einmal herausgestellt, dass es gerade die Einbeziehung mehrerer Qualitätsmetriken im Rahmen des beschriebenen Verfahrens ist, die es erlauben mag, einzelne Anforderungsprofile und Akzeptanzintervalle zu relaxieren, da hierdurch verschiedene Fehlerbeiträge (weitestgehend) voneinander getrennt überwacht und auch getrennt beeinflusst werden können. Betrachtet man z.B. nur eine kritische Abmessung CD als einzige Kenngröße, so wird man stets nur das „Zusammenwirken“ aller Fehlerbeiträge sehen und nachverfolgen können.In this context, it is once again emphasized that it is precisely the inclusion of several quality metrics within the framework of the method described that may allow individual requirement profiles and acceptance intervals to be relaxed, since this allows different error contributions (as far as possible) to be monitored separately from one another and also influenced separately . If, for example, one considers only one critical dimension CD as the only parameter, one will always only be able to see and track the "interaction" of all error contributions.
Nichts desto weniger kann das vorliegende Verfahren auch ein Ermitteln einer kritischen Abmessung (engl. „critical dimension“, CD) der zu reparierenden Struktur und ein Einbeziehen der kritischen Abmessung in eine Quantifizierung des Effektes des Reparaturprozesses umfassen.Nevertheless, the present method can also include determining a critical dimension (CD) of the structure to be repaired and including the critical dimension in a quantification of the effect of the repair process.
Ferner wird betont, dass generell gesprochen die Kantenposition x in allem bisher Gesagten auch stets durch eine kritische Abmessung CD ersetzt werden kann und dass dies von der vorliegenden Offenbarung ebenfalls umfasst ist. Allerding wird dies i.A. mit einem Wegfall einiger der eingangs erwähnten Vorteile verbunden sein, die sich aus der Verwendung der (absoluten) Kantenposition x als Kenngröße ergeben.Furthermore, it is emphasized that, generally speaking, the edge position x can also always be replaced by a critical dimension CD in everything that has been said so far, and that this is also covered by the present disclosure. However, this will generally be associated with the loss of some of the advantages mentioned at the outset, which result from using the (absolute) edge position x as a parameter.
An dieser Stelle sei ferner erwähnt, dass die möglichen Merkmale, Optionen und Abwandlungsmöglichkeiten des beanspruchten Verfahrens bis hierher zwar in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben wurden, dies jedoch nicht notwendigerweise eine bestimmte Abhängigkeit der Merkmale untereinander zum Ausdruck bringen soll - außer dies wurde explizit so dargestellt oder es ergibt sich aus technischen, physikalischen und/oder mathematischen Notwendigkeiten. Vielmehr können die verschiedenen Merkmale und Optionen miteinander auch in anderen Reihenfolgen und Permutationen kombiniert werden - soweit physikalisch und technisch möglich - und solche Kombinationen von Merkmalen oder sogar Untermerkmalen sind auch von dem beanspruchten Verfahren umfasst. Einzelne Merkmale oder Untermerkmale können auch weggelassen werden, sofern sie zur Erzielung des gewünschten technischen Resultats entbehrlich sind.At this point it should also be mentioned that the possible features, options and possible modifications of the claimed method have been described in a specific order up to this point, but this is not necessarily intended to express a specific interdependence of the features - unless this is explicitly stated or it results from technical, physical and/or mathematical necessities. Rather, the various features and options can also be combined with one another in other orders and permutations - as far as physically and technically possible - and such combinations of features or even sub-features are also covered by the claimed method. Individual features or sub-features can also be omitted if they are not required to achieve the desired technical result.
Einen weiteren Aspekt der beanspruchten Erfindung bildet ein Computerprogramm, das Instruktionen beinhaltet, die bei Ausführung eine Maskenreparaturvorrichtung dazu veranlassen, die Schritte einer Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens durchzuführen.Another aspect of the claimed invention is a computer program that includes instructions that when executed cause a mask repair apparatus to perform the steps of an embodiment of the claimed method.
Figurenlistecharacter list
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei die
-
1 einen 3D-Effekt/Abschattungseffekt zeigt, welcher bei der Verwendung von EUV-Strahlung an einer Maske auftreten und deren Abbildungseigenschaften beeinflussen kann; -
2a-c Probleme zeigen, die bei der Verwendung von ELTV-Strahlung hinsichtlich der Auswahl eines globalen Isofokalpunktes auftreten können; -
3 verschiedene mögliche Kantenfehler sowie deren Überlagerung zeigt; -
4 die Grundlage einesModells 3. Ordnung zur Definition geeigneter Qualitätsmetriken zur Überwachung eines Reparaturprozesses einer (EUV)Maske zeigt; -
5a-d einen Vergleich der Vorhersagen desModells 3. Ordnung mit einer numerischen Simulation der Abbildungseigenschaften einer Maske zeigen; und -
6 weitere Anwendungsmöglichkeiten der besprochenen Qualitätsmetriken bei der Reparatur und Analyse von Maskendefekten illustriert.
-
1 shows a 3D effect/shading effect which can occur on a mask when using EUV radiation and can influence its imaging properties; -
2a-c show problems that can arise when using ELTV radiation regarding the selection of a global isofocal point; -
3 shows various possible edge defects and their superimposition; -
4 shows the basis of a 3rd order model for defining suitable quality metrics for monitoring a repair process of an (EUV) mask; -
5a-d show a comparison of the predictions of the 3rd order model with a numerical simulation of the imaging properties of a mask; and -
6 further possible applications of the quality metrics discussed in the repair and analysis of mask defects are illustrated.
5. Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen5. Detailed description of possible embodiments
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vornehmlich mit Bezug zur Reparatur einer Maske für die ELTV-Lithographie beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt und sie kann auch für andere Arten von Masken und Maskenbearbeitungen zum Einsatz kommen.In the following, embodiments of the present invention are described primarily with reference to the repair of a mask for ELTV lithography. However, the invention is not limited to this and can also be used for other types of masks and mask processing.
Es wird ferner darauf verwiesen, dass im Folgenden nur einzelne Ausführungsformen der Erfindung in mehr Detail beschrieben werden können. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass die im Zusammenhang mit diesen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Abwandlungsmöglichkeiten auch noch weiter modifiziert und/oder in anderen Kombinationen oder Subkombination miteinander kombiniert werden können, ohne dass dies aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung herausführen würde. Einzelne Merkmale oder Untermerkmale können zudem auch weggelassen werden, sofern sie zur Erreichung des beabsichtigten Resultats entbehrlich sind. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird deshalb auf die Ausführungen und Erklärungen der vorhergehenden Abschnitte verwiesen, welche auch für die nun folgende detaillierte Beschreibung Geltung bewahren.It is also pointed out that only individual embodiments of the invention can be described in more detail below. However, a person skilled in the art will understand that the features and possible modifications described in connection with these embodiments can also be further modified and/or combined with one another in other combinations or sub-combinations, without departing from the scope of the present invention. Individual features or sub-features can also be omitted if they are not required to achieve the intended result. In order to avoid unnecessary repetition, reference is therefore made to the statements and explanations in the previous sections, which are also valid for the detailed description that now follows.
Die
Da EUV-Masken wie die hier gezeigte Maske 110 nicht in Transmission betrieben werden, sondern als spiegelndes optisches Bauteil ausgebildet sind, ist der Hauptstrahlwinkel θ (engl. „chief ray angle“, CRA), vgl. Referenzzeichen 122, im Allgemeinen ungleich 0°, wie auch in
Die
Die
Die
In
Wie sich insbesondere aus den vergrößerten Ausschnitten 230 und 232 ergibt (d.h. den Schnittbereichen „1“ und „3“), gibt es selbst für die weitestgehend defektfreie und einfach strukturierte Maske, die hier betrachtet wird, im ELTV-Wellenlängenbereich im Allgemeinen keinen gemeinsamen Schnittpunkt aller Kurven der Kurvenschar mit der kritischen Dosis mehr. Anders gesagt, selbst für die hier betrachtete „gute“ und „einfache“ Maske lässt sich i.A. kein globaler Isofokalpunkt (engl. „isofocal point“) mehr finden.As can be seen in particular from the
Beispielsweise auf Grund der im Zusammenhang mit der
Hier greift das erfindungsgemäße Verfahren ein, von dem in den nachfolgenden beiden
Die
Darunter sind drei Ausschnitt von Masken 310, 320 und 330 gezeigt, die jeweils einen bestimmten Fehler aufweisen, wie er mit den hierin beschriebenen Möglichkeiten während eines entsprechenden Reparaturprozesses überwacht und beseitigt werden kann. Three sections of
Bei der Maske 310 ist die Kantenposition 318 verglichen zur gewünschten Position 308 verschoben. Da das beanspruchte Verfahren erlaubt, die absolute Kantenposition x zu überwachen, kann ein solcher Fehler z.B. durch Wegätzen des überschüssigen Materials behoben werden. Hierbei kann der Reparaturfortgang fortlaufend und/oder in bestimmten zeitlichen Abständen durch (Neu-)Ermitteln der Kantenposition x gesteuert und überwacht werden. Ferner ist dies auch unter „erschwerten Bedingungen“ möglich, z.B. wenn die Maske keine Rotations- und/oder Translationssymmetrie mehr besitzt, da anstelle der sonst verwendeten kritischen Abmessung CD, d.h. eines relativen Positionsmaßes, die absolute Kantenposition x als Kennwert Verwendung finden kann.For the
Bei der Maske 320 liegt zwar die Kantenposition an der richtigen Stelle, allerdings weist die Maske 320 eine Fehlstelle 328 im Substrat 305 nahe der Kante auf. Diese Fehlstelle 328 könnte beispielsweise daher rühren, dass bei der Maske 310 das überschüssige Material der überstehenden Kante 318 weggeätzt wurde, der Ätzprozess jedoch zu spät beendet wurde, sodass dieser sich in das Substrat 305 hinein fortsetzte (analog hierzu könnte ein gewisser Teil der überstehenden Kante 318 auf dem Substrat 305 verblieben sein, wenn der Ätzprozess zu früh beendet worden wäre, was zu einer ähnlichen Situation wie der hier beschriebene führen würde). Um solch einen Fehler zu vermeiden, ist es vorteilhaft, über die Kantenposition x hinausgehende Informationen bei der Steuerung des Reparaturprozesses zu berücksichtigen. Der Fehler 328 korrespondiert beispielsweise mit der ersten partiellen Ableitung xz der Kantenposition x nach der Fokustiefe z, wie sie im Rahmen des beanspruchten Verfahrens aus der Fokus-Expositions-Matrix bzgl. der Kantenposition x gewonnen und zur Überwachung des Reparaturprozesses als Qualitätsmetrik oder „Stellschraube“ herangezogen werden kann.Although the
Bei der Maske 330 ist die Kantensteilheit 338 nicht wie vorgesehen bzw. erwünscht (es sei erwähnt, dass es sich bei den Abbildungen in
Bei einer realen Maske 350 treten diese Fehler oftmals in Kombination auf, d.h. durch Überlagerung der einzelnen Fehlerbeiträge - wie in
Gezeigt ist ein Ausschnitt 400 der Daten einer Fokus-Expositions-Matrix bezüglich der Kantenposition x (ggf. nachdem diese Daten durch geeignete Interpolation o. Ä. „geglättet“ wurden), wobei auf der horizontalen Achse die Abweichung dx der Kantenposition x von einem Zielwert xo aufgetragen ist, und auf der vertikalen Achse die Abweichung dt der Expositionsdosis t von einem Nominalwert to. Gezeigt sind ferner mehrere Kurven 410, 420, 425, 430, 435, die verschiedenen Werten der Fokustiefe z entsprechen. Die Kurve 410 entspricht dabei dem Nominalwert zo, welcher für den hier dargestellten Datensatz den „besten“ Fokus repräsentiert (zumindest in einer lokalen Umgebung des Parameterpunktes (zo, to)).A
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass im Folgenden der Einfachheit halber davon ausgegangen wird, dass der Wert der Kantenposition x am Nominalwert (zo, to) dem Zielwert xo der Kantenposition entspricht (der Nominalwert (zo, to) wird im Folgenden auch als „Isofokalpunkt“ bezeichnet). Unter Benutzung der eingangs eingeführten Nomenklatur gilt somit dx̃ = x | (zo, to) - xo = 0, und daher dx = x - xo. Falls der Wert der Kantenposition am Nominalwert (zo, to) nicht dem Zielwert xo der Kantenposition entspricht, ist diese Abweichung durch eine additive Konstante dx̃ zur Abweichung dx zu berücksichtigen.It should be noted at this point that in the following, for the sake of simplicity, it is assumed that the value of the edge position x at the nominal value (z o , t o ) corresponds to the target value x o of the edge position (the nominal value (z o , t o ) becomes hereinafter also referred to as "isofocal point"). Using the nomenclature introduced at the beginning, dx̃ = x | applies (z o , t o ) - x o = 0, and therefore dx = x - x o . If the value of the edge position at the nominal value (z o , t o ) does not correspond to the target value x o of the edge position, this deviation must be taken into account by adding a constant dx̃ to the deviation dx.
Für die Kurve 410, welches die Kurve bei „bestem“ Fokus zo ist, gilt in einer Umgebung des Isofokalpunktes (zo, to), dass diese durch eine Tangente angenähert werden kann. Deren Steigung wird im Folgenden als „sm“ (von engl. „slope max“) bezeichnet. Das heißt, aus
Weicht die Fokustiefe z vom „besten Wert“ zo ab, so lässt sich dies erfindungsgemäß durch einen Korrekturterm der folgenden Form beschreiben (in niedrigster Ordnung):
Zu diesen Beiträgen hinzu kommt ferner ein Telezentriefehler/Phasenfehler, der beschrieben wird durch den Parameter „tce“ (von engl. „telecentry error“) und in das erfindungsgemäßen Modell durch folgenden Beitrag eingeht
Auflösen von Gl. 10 nach dx und Addition der Beiträge aus Gl. 10 und Gl. 11 liefert
Hierbei wurde im letzten Schritt die Näherung 1 / (1 - y) ≈, 1 + y + ... verwendet. Durch Einführung des weiteren Parameters
Diese Gleichung gilt im Allgemeinen in der Umgebung eines bestimmten Isofokalpunktes (zo, to) (und unter der Annahme dx̃ = o, s. oben).This equation is generally valid in the vicinity of a certain isofocal point (z o , t o ) (and assuming dx̃ = o, see above).
Betrachtet man die Lage des Isofokalpunktes selbst als variabel, so ergibt sich, wenn man in Gl. 15 die Definitionen dx = x - xo, dz = z - zo und dt = t - to einsetzt, ein Modell für die Kantenposition x als Funktion der Fokustiefe z und Expositionsdosis t mit den drei Parametern xo, zo und to und den drei unabhängigen Metriken tce, sme und zw (alternativ z.B. tce, sme und sm, oder tce, sm und zw; vgl. Gl. 14, welche eine Umrechnung erlaubt), welches zur Beschreibung und Steuerung eines Reparaturprozesses einer Maske wie hierin beschrieben zur Anwendung kommen kann:
Die
Die Daten entsprechen einer Maske mit Strukturlinien und dazwischen liegenden Freiräumen (engl. „lines and spaces“) in periodischer Abfolge, die auf den Wafer mit einer Periode (engl. „pitch“) von 76 nm in x-Richtung abgebildet werden sollen (d.h. mit einer wiederkehrenden Linien- und Freiraumbreite von je 38 nm auf dem Wafer). Die simulierten Daten zeigen die Abbildungseigenschaften der Maske bei verschiedenen Werten für die Fokustiefe z und verschiedenen Werten für die Expositionsdosis t.The data correspond to a mask with structural lines and intervening “lines and spaces” in a periodic sequence, which are to be imaged on the wafer with a period (“pitch”) of 76 nm in the x-direction (i.e. with a recurring line and free space width of 38 nm each on the wafer). The simulated data show the imaging properties of the mask at different values of depth of focus z and different values of exposure dose t.
Die Fokustiefe wurde dabei schrittweise zwischen mehreren Fokusebenen variiert, wobei „Fokusebene Nr. 7“ dem Nominalwert zo entspricht und zwei benachbarte Fokusebenen einer Variation der Variablen z von jeweils 20 nm entsprechen. Die simulierten Daten umfassen die „Fokusebene Nr. 1 - Nr. 13“, d.h. einen Fokustiefenbereich von -120 nm bis +120 nm in Schritten von 20 nm bezogen auf die Waferoberfläche.The focal depth was varied stepwise between several focal planes, with "focal plane no. 7" corresponding to the nominal value z o and two adjacent focal planes corresponding to a variation of the variable z of 20 nm each. The simulated data covers the “Focal Plane #1 - #13”, ie a focal depth range from -120 nm to +120 nm in steps of 20 nm in relation to the wafer surface.
Die Expositionsdosis t wurde ebenfalls schrittweise zwischen sieben verschiedenen, äquidistanten Dosen variiert, wobei der mittlere Wert, d.h. „Dosis Nr. 4“, dem Nominalwert to entspricht. Der Bereich, über den die Expositionsdosis hinweg variiert wurde, entspricht ±5% der Nominaldosis to.The exposure dose t was also varied stepwise between seven different, equidistant doses, with the mean value, ie "dose no. 4", corresponding to the nominal value t o . The range over which the exposure dose was varied corresponds to ±5% of the nominal dose t o .
In dem Bereich 510 liegt die Intensität der Kurven unter dem durch Referenzzeichen 530 bezeichneten Nominalwert, sodass hier (zumindest bei Annahme eines perfekten Kontrasts des Fotoresists) keine Entfernung des Fotoresists bei der Belichtung erfolgt, während außerhalb dieses Bereiches die Intensität höher liegt als der Nominalwert 530 der kritischen Dosis, also eine Entfernung des Fotoresists bei Belichtung erfolgt (wiederum unter der vereinfachenden Annahme eines perfekten Kontrasts). Folglich bilden sich bei Durchgang der Intensitätskurven durch die kritische Dosis 530 Strukturkanten auf dem Wafer aus, z.B. in dem durch das Referenzzeichen 550 bezeichneten Bereich. Bei Variation der kritischen Dosis bzw. der Expositionsdosis t verschiebt sich i.A. die Position diese Durchgangspunktes, d.h. die Position der Strukturbildung auf dem Wafer, und damit die Kantenposition x.In the
Die verschiedenfarbigen, im Wesentlichen horizontal verlaufenden Linien entsprechen den verschiedenen Expositionsdosen t, wobei die mittlere Linie 540 der nominalen Expositionsdosis to entspricht. Die unterste Linie 542 entspricht einer Abweichung in der Expositionsdosis von to um -5%, und die oberste Linie 545 einer Abweichung in der Expositionsdosis von to um +5%.The differently colored, essentially horizontal lines correspond to the different exposure doses t, with the
Denselben Sachverhalt stellt auch die
Dies bedeutet, dass in einem signifikanten Bereich um den nominalen Arbeitspunkt (zo, to) herum das beschriebene Modell (vgl. Gl. 16) sehr gute Aussagen über den Einfluss möglicher Variationen der Belichtungsparameter auf die „effektive“ Kantenposition x treffen kann, und daher im Rahmen eines Reparaturprozesses, der versucht, diese Position anzupassen bzw. zu korrigieren, wesentliche Informationen zur Steuerung und Beeinflussung des Prozesses liefern kann.This means that in a significant range around the nominal operating point (z o , t o ) the model described (cf. Eq. 16) can make very good statements about the influence of possible variations of the exposure parameters on the "effective" edge position x, and therefore can provide essential information for controlling and influencing the process as part of a repair process that attempts to adapt or correct this position.
Die
Die Ausschnitte 600, 601 und 602 beziehen sich dabei auf einen Reparaturprozess, der ein Wegätzen überschüssigen Materials beinhaltet. Der Ausschnitt 600 zeigt dabei eine SEM-Aufnahme eines Maskenausschnitts vor dem Ätzprozess, und der Ausschnitt 601 eine SEM-Aufnahme desselben Maskenausschnitts nach Abschluss des Prozesses. Zur besseren Kenntlichmachung sind im Ausschnitt 601 die drei „Gräben“, für die überschüssiges Material weggeätzt wurde, der Reihe nach mit „1“, „2“ und „3“ gekennzeichnet.The
Die Ausschnitte 610, 611 und 612 beziehen sich hingegen auf einen Reparaturprozess, der eine Materialdeposition fehlenden Absorbermaterials beinhaltet. Der Ausschnitt 610 zeigt eine SEM-Aufnahme eines Maskenausschnitts vor dem Depositionsprozess und der Ausschnitt 611 eine SEM-Aufnahme desselben Maskenausschnitts nach diesem Prozess. Zur besseren Kenntlichmachung sind im Ausschnitt 611 die beiden „Absorberlinien“, in denen zusätzliches Absorbermaterial deponiert wurde, der Reihe nach mit „1“ und „2“ gekennzeichnet.The
Die beiden Ausschnitte 602 und 612 zeigen jeweils eine graphisch aufbereitete Analyse der Ergebnisse dieser beiden Reparaturprozesse, wobei die Nummerierung der reparierten Gräben mit „1“, „2“ und „3“ bzw. der reparierten Absorberlinien mit „1“ und „2“ beibehalten wurde. Farblich kodiert dargestellt ist dabei das Resultat des jeweiligen Reparaturprozesses hinsichtlich einer oder mehrerer der hierin offenbarten Qualitätsmetriken (z.B. Abweichung dx vom Zielwert xo, Phasenfehler/Telezentriefehler - xz und/oder Kantensteilheit - xt).The two
Beispielsweise kann eine bestimmte Farbe (z.B. die Farbe Grün, vgl. die Bereiche 605 und 615) zum Ausdruck bringen, dass nach der Reparatur bzw. zum gerade betrachteten Zeitpunkt während des Reparaturprozesses die betrachtete Qualitätsmetrik oder Qualitätsmetriken bereits einen sehr guten Wert angenommen haben, d.h. die Reparatur bezüglich dieser Metrik(en) erfolgreich war (z.B. nicht mehr als 5% Abweichung von einem jeweils vordefinierten Zielwert). Eine andere Farbe (z.B. die Farbe Orange, vgl. die Bereiche 608 und 618) kann andeuten, dass die entsprechende Qualitätsmetrik(en) momentan in einem mittleren Bereich liegt (z.B. zwischen 5% und 10% Abweichung von dem jeweils vordefinierten Zielwert). Noch eine andere Farbe (z.B. die Farbe Rot) oder gar keine Farbe könnte bedeuten, dass bezüglich der betrachteten Qualitätsmetrik(en) noch kein akzeptables Resultat vorliegt (z.B. mehr als 10% Abweichung) und dass daher beispielsweise der Reparaturprozess noch fortgesetzt werden sollte.For example, a certain color (e.g. the color green, cf. the
Welche Qualitätsmetrik oder Qualitätsmetriken dabei auf diese Art und Weise visuell dargestellt werden, kann voreingestellt sein oder aber von einem Benutzer auswählbar sein, ggf. mit der Möglichkeit, zwischen verschiedenen Darstellungen umzuschalten. Wenn mehrere Qualitätsmetriken zur Visualisierung ausgewählt sind, kann deren „Überlagerung“ (z.B. deren Summe oder Mittelwert) in einem einzigen Bild dargestellt werden, oder alle Metriken werden in einem separaten Bild eingeblendet, oder Mischformen hiervon.Which quality metric or quality metrics are displayed visually in this way can be preset or can be selected by a user, possibly with the option of switching between different displays. If several quality metrics are selected for visualization, their "overlay" (e.g. their sum or average) can be displayed in a single image, or all metrics are displayed in a separate image, or mixed forms thereof.
In jedem Fall erlaubt eine solche visuelle (z.B. farblich kodierte) Darstellung eine genaue und zielgerichtete Überwachung des Reparaturprozesses nicht nur hinsichtlich einer einzigen Kenngröße, sondern mehrere Kenngrößen in Form der hierin vorgestellten Qualitätsmetriken können mit einbezogen werden.In any case, such a visual (e.g. color-coded) representation allows an accurate and targeted monitoring of the repair process not only with regard to a single parameter, but several parameters in the form of the quality metrics presented herein can be included.
Schließlich sei erwähnt, dass eine solche Darstellung des Reparaturerfolges auch in ein numerisches bzw. automatisiertes Verfahren übersetzt werden kann (oder umgekehrt), z.B. dadurch, dass mit den verschiedenen Farben korrespondierende Intervalle für die jeweilige Qualitätsmetrik definiert werden (s. oben bezüglich eines konkreten Beispiels hierzu mit den Abweichungsbereichen 0-5%, 5-10%, und >10%), sodass auf diese Weise eine automatische Steuerung eines Reparaturprozesses (weitestgehend) ohne menschliches Zutun erfolgen mag.Finally, it should be mentioned that such a representation of the repair success can also be translated into a numerical or automated process (or vice versa), e.g. by defining corresponding intervals for the respective quality metric with the different colors (see above for a specific example for this purpose with the deviation ranges 0-5%, 5-10%, and >10%), so that in this way an automatic control of a repair process can take place (largely) without human intervention.
Claims (15)
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