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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Übergabe
wenigstens einer Meßposition
eines auf einer Maske zur lithographischen Projektion zu bildenden Strukturelementes
für die
Messung einer charakteristischen Dimension.
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Für
die photolithographische Strukturierung von Halbleiterwafern zur
Herstellung von integrierten Schaltungen werden Masken eingesetzt,
deren auf ihnen angeordnete Strukturen auf die mit einer photoempfindlichen
Schicht belackten Halbleiterwafer projiziert werden. Mit der stetigen
Zunahme der Integrationsdichte von Strukturen in den Schaltungen nehmen
zugleich die Breiten der auf den Masken zu bildenden Strukturelemente
sowie die dabei einzuhaltenden Toleranzen ab. In gleichem Maße erhöhen sich
die Anforderungen an die zu erreichende Lagegenauigkeit von Strukturelementen
auf der Maske.
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Durch die erhöhten Anforderungen und die zunehmende
Komplexität
der bei der Maskenherstellung einzuhaltenden Spezifikationen müssen stets ausgereifte
Meßtechniken
bzw. -strategien bereitgehalten werden. Beispielsweise reicht es
heutzutage nur noch selten aus, bestimmte Meßmarken in den Randbereich
einer Schaltung bzw. in den Rahmen zwischen den Schaltungen in einer
geringen Zahl zu plazieren und zu einer Überprüfung der Einhaltung vorgegebener
Spezifikationen an den vorab vereinbarten Positionen manuell zu
suchen und auszumessen.
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Vielmehr hat sich nun einerseits
die Zahl der zu untersuchenden Objekte erheblich vergrößert und es
wird notwendig, nicht mehr dedizierte Meßstrukturen, sondern die Strukturelemente
der Schaltung selbst zu vermessen.
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Strukturelemente, welche innerhalb
eines Bereiches einer ersten Schaltungsebene mit einer besonders
hohen Belegungsdichte angeordnet sind, könnten beispielsweise aufgrund
eines kritischen Abstandes zu einem anderen Strukturelement einer
anderen Schaltungsebene auf ihre Lagegenauigkeit hin zu untersuchen
sein. Gerade wegen der hohen Belegungsdichte ist es aber nicht möglich, die
Lagegenauigkeit mit Hilfe zusätzlicher
Meßmarken,
welche in der näheren
Umgebung anzuordnen wären,
zu messen. Liegt nun eine große
Anzahl ähnlich
geformter Strukturelemente vor wie etwa im Falle von Speicherbausteinen,
so wird ein Auffinden genau der gesuchten Struktur für die Vermessung
für einen Operator
eines Meßgerätes nur
erschwert möglich sein.
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Bei der Messung von Breiten der Strukturelemente
zur Überprüfung der
Einhaltung von Toleranzen werden die z.B. in einem Rasterelektronenmikroskop
gemessenen Breiten mit den aus den Schaltungsplänen ermittelten Breiten verglichen.
Die Schaltungspläne
werden von ersten Anwendereinheiten in dem Maskenherstellungprozeß erstellt,
bei welchen es sich unter anderem um Designer handeln kann. Die
von diesen Anwendereinheiten erstellten Schaltungspläne weisen
im wesentlichen genau das Layout auf, welches von ihnen für die schließliche Bildung
auf dem Halbleiterwafer gewünscht
ist.
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Um jedoch systematische Effekte,
die bei der Übertragung
eines Strukturelementes von einer Maske auf einen Wafer auf die
Strukturbreiten bzw. -formen einwirken, ausgleichen zu können, werden
die Strukturelemente auf der Maske oftmals mit Vorhalten (Bias)
und/oder zusätzlichen
Hilfsstrukturen (Optical Proximity Correction, OPC) versehen. Die
Strukturbreiten müssen
daher nicht unbedingt mit den tatsächlich auf den Masken gebildeten
Breiten der Strukturelemente übereinstimmen.
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Die Maskenfertigung wird als zweite
Anwendereinheit in dem Fluß zur
Herstellung einer Maske betrachtet. Sie erhält die Schaltungspläne in Form von
Dateien, welche in einem standar disierten Dateiaustauschformat geliefert
werden. Bekannte Formate sind das GDSII- oder CIF-Format. Üblicherweise wird
in einem der Maskenfertigung vorgeschalteten Prozeß von einem
sog. Fracturer der mehrere Ebenen umfassende Schaltungsplan von
dem Dateiaustauschformat in die jeweils zur Herstellung der Maskenebenen
notwendigen Steuerdateien für
die Maskenbelichtungsgeräte
aufgespalten. Die genannten Vorhalte und OPC-Korrekturen waren hierbei bereits einberechnet.
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Von der Maskenfertigung als zweiter
Anwendereinheit werden mehrere gleiche oder verschiedene solcher
Steuerdateien, welche jeweils die Ebenen der Verdrahtungspläne umfassen,
in sog. Jobdecks für
die Belichtung der Maske zusammengefaßt.
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Als dritte Anwendereinheit in dem
Herstellungsprozeß ist
die Metrologie mit der Vermessung des Strukturelementes befaßt. Sie
führt die
notwendigen Messungen zur Sicherstellung der Qualität innerhalb
vorgegebener Toleranzen an den gewünschten Meßpositionen durch. Gemessen
wird eine charakteristische Dimension des Strukturelementes wie
etwa die Strukturbreite oder eine Lageabweichung gegenüber einem
Vorgabewert (engl. Registration). Besonders in dem Fall, daß keine
dedizierten Meßstrukturen
vorgegeben sondern vielmehr Strukturelemente der Schaltung zu vermessen
sind, benötigt
die dritte Anwendereinheit dahingehend Informationen, an welchen
Meßpositionen
Strukturelemente zu untersuchen sind.
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Die von der Maskenfertigung einzuhaltenden Toleranzen
wie auch die gewünschte
Lage von Meßpositionen
auf oder neben dem Chip werden im Regelfall von dem Kunden, etwa
dem Hersteller der mit der Maske zu belichtenden Wafer vorgegeben.
Da der ersten Anwendereinheit jedoch nur der Schaltungsplan vorliegt,
kann sie diese Meßpositionen
nur in den Koordinaten des Bezugssystems gerade dieser einen Schaltung
vorgeben. Bisher wurden diese Informationen beispielsweise mündlich oder
per elektronischer Mail neben der Datei in dem standardisierten
Format der zweiten Anwendereinheit zugestellt.
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Die zweite Anwendereinheit mußte aufgrund der
Zusammenfassung der einzelnen Koordinatensysteme mehrerer Schaltungsebenen
in ein neues, auf die Maske bezogenes Koordinatensystem die Meßpositionen
umrechnen. Dabei war eine mögliche Rotation
der einzelnen Schaltungspläne
sowie die Spiegelung um die Y-Achse aufgrund der Anordnung bei der
Projektion zu beachten. Dieses Vorgehen ist jedoch aufwendig und
vor allem fehlerbehaftet, insbesondere dann, wenn diese Berechnungen
manuell ausgeführt
werden. Bei Designänderungen
konnte es bisher vorkommen, daß Koordinatensysteme älterer Designstände beibehalten
und übermittelt
wurden, so daß falsche
Angaben über
zu messende Strukturelemente gemacht wurden.
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Eine an die dritte Anwendereinheit
fehlerhaft übergebene
Meßposition
kann zu einer unbeabsichtigten Messung eines ähnlichen, jedoch nicht identischen
Schaltungselementes auf der Maske führen. Ergeben sich dabei geringe,
jedoch signifikante Unterschiede gegenüber den Breiten des entsprechenden
Strukturelementes aus den Schaltungsplänen, so führt dies zu einem überflüssigen Ausfall
der betreffenden Maske. Diese Unterschiede können von den nachträglich eingebrachten
Vorhalten oder OPC-Korrekturen herrühren.
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Alternativ werden auch sogenannte
Anflugpläne
(Zoom-Ins) zwischen den Anwendereinheiten vereinbart, bei denen
ausgehend von der globalen Anordnung der Strukturelemente mit Hilfe
der Positionen von charakteristischen Strukturanordnungen auf der
Maske mit dem Mikroskop immer tiefer in die Strukturanordnung auf
der Maske hineinvergrößert wird,
um schließlich
das von beiden Anwendereinheiten vereinbarte Strukturelement für die Vermessung zu
finden. Neben dem Aufwand, welches für die Absprachen zwischen den
Parteien notwendig sind, um für
jedes Layout neue Anflugpläne
zu erstellen, verbraucht auch der Vorgang des Hineinvergrößerns selbst
wertvolle Gerätezeit.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die Qualität
des Meßprozesses
zu verbessern und ein Mittel bereitzustellen, mit welchem Fehler
bei der Übermittlung
von Meßpositionen
an eine Metrologie-Anwendereinheit vermieden werden. Es ist darüber hinaus
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kosten des Maskenherstellungsprozesses
zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird gelöst durch
ein Verfahren zur Übergabe
wenigstens einer Meßposition
eines auf einer Maske zur lithographischen Projektion zu bildenden
Strukturelementes für
die Messung einer charakteristischen Dimension in einem Mikroskop, umfassend
die Schritte:
- – Vorgeben eines Schaltungsplans
mit dem zu bildenden Strukturelement in einer ersten Anwendereinheit,
- – Transferieren
des Schaltungsplans in eine Datei mit einem Format, bei welchem
das zu bildende Strukturelement durch eine erste Dateninformation
mit einer Zuordnung einer Position zu einer geometrischen Form und
der wenigstens einen Ebene repräsentiert
wird,
- – Erzeugen
einer zweiten Dateninformation in dem in die Datei transferierten
Schaltungsplan,
- – wobei
der Meßposition
der zweiten Dateninformation keine geometrische Form oder eine Form mit
einer von der ersten Transparenz unterschiedlichen zweiten Transparenz
zugeordnet wird,
- – Übergabe
des in die Datei transferierten Schaltungsplans mit der zweiten
Dateninformation an eine zweite Anwendereinheit,
- – Auslesen
der Meßposition
der zweiten Dateninformation innerhalb des mit der Datei übergebenen
Schaltungsplans in der zweiten Anwendereinheit,
- – Bilden
einer Steueranweisung für
ein Belichtungsgerät
aus dem Schaltungsplan,
- – Belichten
der Maske mit dem Strukturmuster,
- – Übergabe
der Maske und der Meßposition
an eine dritte Anwendereinheit zum Auffinden des Strukturelementes
auf der Maske an der Meßposition
in einem Meßgerät und zur
Messung der charakteristischen Dimension des Strukturelementes.
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Die Aufgabe wird desweiteren gelöst durch ein
Verfahren zur Übergabe
eines Schaltungsplanes mit wenigstens einer Meßposition eines auf einer Maske
zur lithographischen Projektion zu bildenden Strukturelementes für die Messung
einer charakteristischen Dimension, umfassend die Schritte:
- – Vorgeben
eines wenigstens eine erste Ebene umfassenden Schaltungsplans mit
dem zu bildenden Strukturelement in einer ersten Anwendereinheit,
- – Transferieren
des Schaltungsplans in eine Datei mit einem Format, bei welchem
das zu bildende Strukturelement durch eine erste Dateninformation
umfassend eine Zuordnung einer Position zu einer Form mit einem
Inhalt repräsentiert
wird,
- – wobei
die erste Dateninformation der wenigstens einen Ebene zugeordnet
ist,
- – Erzeugen
einer zweiten Ebene, der keine weitere zu bildende Strukturelemente
repräsentierende Dateninformationen
zugeordnet sind,
- – Erzeugen
einer zweiten Dateninformation umfassend eine Zuordnung einer Position
zu einer geometrischen Form in dem in die Datei transferierten Schaltungsplan
in der zweiten Ebene,
- – Übergabe
des in die Datei transferierten Schaltungsplans mit der zweiten
Dateninformation an eine zweite Anwendereinheit,
- – Auslesen
der Meßposition
der zweiten Dateninformation innerhalb des mit der Datei übergebenen
Schaltungsplans in der zweiten Anwendereinheit,
- – Bilden
einer Steueranweisung für
ein Belichtungsgerät
aus dem Schaltungsplan,
- – Belichten
der Maske mit dem Strukturmuster,
- – Übergabe
der Maske und der Meßposition
an eine dritte Anwendereinheit zum Auffinden des Strukturelementes
auf der Maske an der Meßposition
in einem Meßgerät und zur
Messung der charakteristischen Dimension des Strukturelementes.
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Der vorlegenden Erfindung zufolge
wird in eine den Schaltungsplan umfassende Austauschdatei ein virtuelles
Struktuelement zu den auf einer Maske zu bildenden Strukturelementen
des Schaltungsplans hinzugefügt,
welches zwar eine Position aufweist, jedoch in dem Prozeßfluß zu Herstellung der
Maske zu keiner Abbildung in der der Belichtung der Maske zugrundeliegenden
Steueranweisung für einen
Maskenschreiber führt.
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Die Strukturelemente werden durch
sogenannte Zellen bzw. Instanzen repräsentiert, welche durch verschiedene
Formate standardisierter Austauschdateien angeboten werden. Mittels
solcher Formate werden zweidimensionale, üblicherweise in binärer Form
vorliegende graphische Designdaten zwischen den Anwendereinheiten übermittelt.
Die Zellen sind Dateninformationen, welche in einer hierarchischen
Anordnung von graphischen Strukturelementen gebildet werden. Sie
können
Zuordnungen von zweidimensionalen Positionen zu geometrischen Formen
und deren Inhalten wie Farbwerte oder Transparenzen (hier Lichtdurchlässigkeiten)
beinhalten. Beispiele sind Polygone, Text, Boxen, Felder etc.
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Eine Zelle bzw. Dateninformation
umfaßt eine
Koordinatensystem, dessen Ursprung Koordinatenwerte in dem Koordinatensystem
einer in der Hierarchie um eine Stufe höher angeordneten Zelle aufweist,
also nur relativ zu dieser plaziert ist. Wird eine Zelle verändert, so
verschieben sich automatisch alle in der Hierarchie unter ihr angeordneten
Zellen mit, ohne daß Anpassungen
der Koordinaten von Positionen oder der Formen vorgenommen werden
müßten.
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Die Elemente können ebenso wie die späteren Strukturmuster
auf den Masken in Ebenen angeordnet werden.
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Dies ist beispielsweise in dem standardisierten
Dateiaustauschformat GDSII der Firma Cadence Design Systems, Inc.,
San Jose, USA der Fall. Ein standardisiertes Dateiaustauschformat
liegt dann vor, wenn beide Parteien, der Versen der und der Empfänger, über das
Format der Hinterlegung von Dateninformationen Vereinbarungen getroffen
haben.
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Einer ersten Ausgestaltung der Erfindung
zufolge werden zusätzlich
zu den bisher verwendeten ersten Dateninformationen von Strukturelementen gemäß der vorliegenden
Erfindung zweite Dateninformationen gebildet, welche anstatt von
zu bildenden Strukturelementen nur Positionen, genauer: Meßpositionen,
repräsentieren.
Diese zweiten Dateninformationen werden derart ausgestattet, daß bei dem
vom Fracturer durchgeführten
Prozeß der
Bildung einer Steueranweisung aus dem Schaltungsplan das durch die
zweite Dateninformation repräsentierte
Strukturelement nicht in die Steueranweisung aufgenommen, d.h. nicht
auf der Maske in dem Belichtungsschritt strukturiert wird. Eine
Meßposit
on kann beispielsweise durch den Koordinatenursprung einer Zelle
repräsentiert
sein.
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Dies wird erreicht, indem der mittels
der in der zweiten Dateninformation definierten Position keine oder
eine leere Form zugeordnet wird. Keine Form wird ihr zugeordnet,
indem beispielsweise in der Austauschdatei das betreffende Feld
freigelassen wird. Eine leere Form wird ihr zugeordnet, indem eine
Form bzw. der Position zugeordnete Transparenz gleich derjenigen
des Strukturhintergrundes gewählt
wird. Bei hellen Strukturelementen auf dunklem Hintergrund ist die
Transparenz opak, bei dunklen Strukturelementen auf hellem Hintergrund
ist die Transparenz durchlässig.
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Einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung zufolge
wird die zweite Dateninformation in einer zusätzlich eingefügten Ebene
des Schaltungsplans plaziert. Diese Ebene wird im folgenden nicht
weiter dazu verwendet, Strukturelemente auf Masken zu bilden. Der
Fracturer bildet also keine Steueranweisungen für Maskenschreiber aus dieser
zusätzlich
eingefügten
Ebene. Die zweite Dateninformation repräsentiert ein virtuelles Strukturelement
in dem Schaltungsplan, das wenn es auch mit einer geometrischen
Form und einer den ersten Dateninformationen entsprechenden Transparenz
ausgestattet ist, nicht auf die Maske übertragen wird. Auch diese zweiten
Dateninformationen dienen wie bei der ersten Ausgestaltung als Träger von
Meßpositionen, welche
ausgelesen werden können.
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Um den Vorteil einer automatisierten
Bearbeitung zu ermöglichen,
können
zu einer programmgesteuerten Erkennung dieser zweiten Dateninformationen
gesonderte Bezeichnungen in der Datei vorgegeben werden, beispielsweise „XTARGET". Mit Hilfe der zweiten
Dateninformationen ist es nun möglich,
durch die erste Anwendereinheit, d.h. etwa dem Designersteller,
nach seinem Belieben Meßpositionen
in dem Schaltungsplan zu definieren und zusammen mit dem Schaltungsplan
in dem standardisierten Dateiaustauschformat der zweiten Anwendereinheit, beispielsweise
der Maskenfertigung, zu übermitteln.
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Vorteilhafterweise befinden sich
die definierten Meßpositionen
im wesentlichen an der Position oder in einer nahen Umgebung des
kritischen Strukturelementes, welches zu vermessen ist. Die Umgebung
ist derart umrissen, daß mittels
eines Suchalgorithmus in einem Mikroskop ausgehend von der Meßposition
eindeutig das an nächstliegender
Position in Frage kommende Strukturelement, welches zu untersuchen
ist, aufgefunden werden kann.
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Anhand der Bezeichnung für die zweiten
Dateninformationen können
von der zweiten Anwendereinheit die Meßpositionen aus dem Schaltungsplan in
dem hierarchischen Dateiaustauschformat ausgelesen werden. Ein besonderer
Vorteil entsteht dadurch, daß diese
Positionen notwendigerweise in der gleichen Hierarchie von Koordinatensystemen
angegeben sind, wie jene durch die ersten Instanzen repräsentierten
Strukturelemente. Eine Verunsicherung oder Fehler durch separat übermittelte
Koordinaten in einem möglicherweise
auf einem inzwischen geänderten
Nullpunkt des Schaltungsplan oder untergeordneter Zellen bezogenen
Koordinatensystems aufgrund beispielweise einer De signänderung oder
eines Mißverständnisses
bei der Vereinbarung etc. scheiden somit aus.
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Insbesondere wird bei dem Zusammenstellen
der Steueranweisung für
das Belichtungsgerät aus
den einzelnen Verdrahtungsplänen,
die auf der Maske abgelichtet werden sollen, der Abstand in X- und
Y-Richtung der Nullpunktskoordinate des Schaltungsplanes zu der
Nullpunktskoordinate des Maskenkoordinatensystems ausgegeben, so
daß unter Berücksichtigung
dieses Abstandes, aber ohne Wissen der exakten Lage der Nullpunktskoordinate
in dem Schaltungsplan, die ausgelesenen Meßpositionen, d.h, ihre Koordinaten
in solche des Maskenkoordinatensystems umgerechnet werden können, wobei die
von der Maskenfertigung selbst durchgeführte Spiegelung und ggf. Rotation
einberechnet werden können.
Dieser Vorteil ergibt sich unmittelbar aus der hierarchischen Anordnung
der Dateninformationen bzw. Zellen in dem Schaltungsplan.
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Durch die erfindungsgemäßen zweiten
Dateninformationen bzw. Instanzen oder Zellen wird somit eine automatisierte
Bearbeitung zur Übergabe der
Meßpositionen
an die dritte Anwendereinheit, die Metrologie, ermöglicht,
wobei die durch diese zweiten Dateninformationen repräsentierten
virtuellen Strukturelemente nicht als Strukturen auf der Maske gebildet
werden.
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Die Erfindung soll nun anhand eines
Ausführungsbeispiels
mit Hilfe einer Zeichnung näher
erläutert
werden. Darin zeigen:
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1 ein
Flußdiagramm
mit den an der Herstellung einer Maske beteiligten Anwendereinheiten,
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2 ein
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
von zweiten Dateninformationen („Leerinstanzen") in einem Schaltungsplan
eines 256 Mb-Speicherbausteins (oben), mit einem vergrößerten Ausschnitt
am Rande eines Speicherzellenfeldes (unten),
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3 ein
Flußdiagramm
des erfindungsgemäßen Beispiels
zur Übergabe
einer Meßposition
zur CD-Messung in einem SEM.
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1 zeigt
ein Flußdiagramm
mit den an der Herstellung einer Maske beteiligten Anwendereinheiten,
wie sie im vorliegenden Dokument definiert sind. Es sind dies beispielsweise
Designer als Ersteller der Schaltungspläne (erste Anwendereinheit 101),
Maskenfertigungen als Produzenten der Masken aus den Schaltungsplänen (zweite
Anwendereinheit 102) und die Qualitätssicherung bzw. Metrologie,
die die gefertigten bzw. belichteten und prozessierten Masken kontrolliert
und inspiziert (dritte Anwendereinheit 103).
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Übergabe
einer oder mehrerer Meßpositionen
ist nicht auf den Zweck der eigentlichen Vermessung im Rahmen der
Qualitätssicherung
beschränkt.
Es können
vielmehr auch Meßpositionen übergeben
werden, um beispielweise Geräte
zur Reparatur von Masken auf diese Positionen voreinzustellen. Auf
die gefundenen und anschließend
feinjustierten Positionen kann somit ein Laser- oder FIB-Strahl gerichtet
werden, um auf der Maske lokal den gewünschten Effekt zu erzielen.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines von der ersten Anwendereinheit erstellten Schaltungsplans 10.
Dargestellt ist im oberen Teil der 2 ein
256 Mb – Speicherchip
(in 0.14 μm – Technologie)
mit vier Speicherzellenfeldern 12, welche durch sog. Splines
bzw. die Steuerschaltungen in der Peripherie 16 getrennt
sind. Wie im Ausschnitt des unteren Teils der 2 zu sehen ist, befinden sich innerhalb
des Speicherzellenfeldes 12 dichte Anordnungen von Strukturelementen 18.
Gezeigt sind zwei übereinander
angeordnete Ebenen: die Definition der aktiven Gebiete (active area,
im folgenden „AA-Ebene") bzw. der sie umschließenden flachen
Isolationsgräben
(STI) sowie die Bitleitungskontakte.
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In dem Schaltungsplan 10 des
Speicherzellenfeldes 12 sind jeweils sechs Meßpositionen 20 durch
zweite Dateninformationen in einer Austauschdatei repräsentiert.
Typischerweise werden die Meßpositionen 20 von
einem Endkunden, etwa dem Hersteller der mit der Maske zu belichtenden
Wafer dem Designer als erster Anwendereinheit vorgegeben, der sie
in der Austauschdatei plaziert. In dem Beispiel handelt es sich
um das GDSII-Format
der Firma Cadence Design Systems Inc., San Jose.
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Der Schaltungsplan 10 weist
ein eigenes erstes Koordinatensystem mit einem Nullpunkt auf. In dieses
Koordinatensystem wird im Rahmen einer Zelle bzw. Instanz das zweite
Koordinatensystem des Speicherzellenfeldes 12 plaziert,
dessen eigener Nullpunkt ein Paar von Koordinatenwerten relativ zum
ersten Bezugssystem des Schaltungsplanes 10 aufweist. In
dieses zweite Koordinatensystem, d.h. der ersten dem Schaltungsplan
untergeordneten Zelle werden einerseits Zuordnungen von Koordinaten zu
geometrischen Formen plaziert, welche die auf der Maske zu bildenden
Strukturelemente 18 als Dateninformation repräsentieren.
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Andererseits werden aber auch virtuelle, nicht
auf der Maske zu bildende Strukturelemente in dem zweiten Koordinatensystem
bzw. der untergeordneten Zelle als wiederum diesen untergeordnete Zellen
als zweite Dateninformation plaziert. Der Nullpunkt dieses jeweils
dritten Koordinatensystems wird als Meßpunkt 20 definiert.
In dieser Zelle wird keine geometrische Form für das virtuelle Strukturelement festgelegt,
d.h. es findet keine Zuordnung einer geometrischen Form zu der Meßposition 20,
hier dem Nullpunkt der Zelle der untersten Hierarchieebene, statt.
Die Dateninformationen – oder
Zellen – werden über einen
Namen referenziert, welcher später
zu einer selektiven Auswahl dieser Informationen in einer Suchfunktion
dienen kann. Im Beispiel wird der Name „XTARGET" verwendet.
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Zu Zwecken einer übersichtlichen Darstellung
sind die mittels der Dateninformationen bezeichneten Elemente 20 in 2 dennoch mit einer kleinen
Fläche
eingezeichnet.
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Wie anhand des eingezeichneten Maßstab-Lineals
im unteren Teil der 2 dargestellt
ist, werden einige der Meßpositionen 20 innerhalb
10 μm des
Randbereiches des Speicherzellenfeldes plaziert. Hier kann es oftmals
zu besonderen Problemen bei der Lithographie und den nachfolgenden
Prozessen kommen, weshalb diese Positionen vorteilhaft zu vermessen
sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist eines der active-area-Strukturelemente auf seine Breite (engl.
critical dimension, CD) hin in einem Rasterlektronenmikroskop (scanning
electron microscope, SEM) zu vermessen.
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In den 3a und 3b ist ein Ablaufdiagramm der Sequenz zur
Herstellung und Überprüfung einer Maske
für das
vorliegende Beispiel zu sehen.
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Bevor der Schaltungsplan in dem beschriebenen,
an den Maskenfertiger 102 versendbaren Austauschformat
transferiert wird, ist er zunächst nach
den dem Durchschnittsfachmann bekannten Methoden zu erstellen. Hierzu
stehen eine Reihe bekannter Softwareprogramme zur Verfügung. Erst hieraus
wird der Plan in die Datei mit dem vorzugsweise hierarchischen Austauschformat übersetzt,
wo hinein die Dateninformationen als Repräsentanten der virtuellen Strukturelemente
an den Meßpositionen 20 plaziert
werden.
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Die derart modifizierte Austauschdatei
wird beispielsweise auf elektronischem Wege der Maskenfertigung 102 zugestellt.
Hier findet zunächst
eine Datenaufbereitung (engl.: data preparation) statt. Für jede Ebene
der Austauschdatei wird eine Steueranweisung beispielsweise in dem
im Stand der Technik bekannten MEBES-Format erstellt (das sog. „fracturen"), mit der die Anordnung
der Strukturelemente 18 des Schaltungsplans 10 auf
die mit einem photoempfindlichen Lack beschichtete Maske übertragen
werden können.
Dabei werden auch Vorhalte aufgerechnet.
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Mehrere solcher Steueranweisungen
einer Ebene werden in einem Job Deck zusammengefaßt, in welchem
die jeweilgen Ausrichtungen, Drehungen, Vergrößerungen, Spiegelungen, und
Anordnungen relativ zu einem Maskenkoordinatensystem vorgenommen
werden.
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In einem parallelen Arbeitsgang werden
aus der empfangenen Austauschdatei alle Dateninformationen mit der
Bezeichnung „XTARGET" von der zweiten
Anwendereinheit 102 selektiert. Die Nullpunktskoordinaten
werden jeweils ausgelesen und zu einer Berechnung der Meßpositionen 20 auf
das erste Koordinatensystem der obersten Hierarchieebene des Schaltungsplans
umgerechnet.
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Das Maskenkoordinatensystem besitzt
einen Nullpunkt. Durch die genannten Abbildungen des Koordinatensystems
des Schaltungsplanes 10 auf die Maskenkoordinaten erhält man einen
Offset der Nullpunktskoordinaten. Unter Berücksichtigung der mathematischen
Abbildungen wie Drehung, Verschiebung, Spiegelung, Vergrößerung,
Mehrfachplazierung von gleichartigen oder verschiedenen Schaltplänen werden
die Koordinaten der Meßpositionen 20 auf
das Bezugssystem der Maske umgerechnet.
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Es wird also der Vorteil ausgenutzt,
daß durch
die relative Positionierung der Koordinatensysteme in dem jeweils
um eine Hierarchieebene höhergelegenen
Koordinatensystem die absoluten Koordinaten eines Elementes leicht
wiedergewonnen werden können,
auch wenn in den höheren
Ebenen geometrische Änderungen
vorgenommen werden – hier die
Einbindung der Schaltungsplans in ein Maskenkoordinatensystem, welches
einer nachträglich
aufgesetzten Hierarchieebene entspricht. Beispielsweise werden Versionsänderungen,
Shrinks, Korrekturen in der Schaltung bei der separaten mündlichen, elektronischen
oder schriftlichen Angabe von absoluten Koordinaten möglicherweise
nicht berücksichtigt, so
daß Fehler
auftreten können.
Außer halb
der Austauschdatei werden somit durch das erfindungsgemäße Verfahren
vorteilhaft reduziert.
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Mit Hilfe der nun in Maskenkoordinaten
vorliegenden Meßpositionen
wird eine Meßvorschrift
für das
SEM erstellt. Vorbereitungen dazu können beispielsweise mittels
geeigneter CAD-Software
wie etwa das Programm „CATS" (computer aided
transcription System) der Firma Transcription Enterprise, a Numerical
Technology Inc. Company, San Jose, erstellt werden. Dabei werden
zunächst
Suchparameter wie Größe und Form
des Strukturelementes, eine Suchfenstergröße sowie die Anzahl der Schritte
für eine
Strukturerkennung (pattern recognition) durch das SEM bzw. dessen
digitaler Bildverarbeitungseinheit eingestellt.
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In einem weiteren Schritt werden
die Meßpositionen 20 der
zu untersuchenden Strukturelemente eingegeben, die von dem SEM angefahren
werden müssen.
Die gespeicherte und in eine SEM-lesbare Datei
transferierte Meßvorschrift
wird zuletzt der dritten Anwendereinheit 103, der Metrologie
zugestellt.
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Im allgemeinen sind die ersten und
zweiten Anwendereinheiten logistisch in einem Fertigungsbereich
zusammengefaßt.
Es ist aber auch möglich, daß Masken
von einem anderen Maskenhersteller zugesandt werden, um die Messungen
durchzuführen.
In einem solchen Fall kann beispielsweise die Erstellung der Meßvorschrift
als Tätigkeit
auch der dritten Anwendereinheit zugeordnet werden. Es steht dem
Fachmann frei, einzelne Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
umzugruppieren und anderen Anwendereinheiten zuzuordnen, soweit
bei diesen die technischen Möglichkeiten
vorliegen, die Schritte durchzuführen.
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Das SEM fährt die Meßposition 20 automatisch
an, sucht in dem angegebenen Suchfenster nach einem nahegelegenen
Strukturelement, welches mit den Suchparametern am nächsten übereinstimmt,
und führt
die Messung durch.