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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Herstellung
integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung und
ein Verfahren zur Kennzeichnung eines Beleuchtungsintensitätsprofils
einer Beleuchtungseinrichtung, etwa einer Beleuchtungseinrichtung,
die einen Teil eines optischen Lithographiesystems bildet, das bei
der Herstellung integrierter Schaltungen eingesetzt wird.
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Hintergrund
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Die
Herstellung diverser integrierter Schaltungs- (IC) Strukturen auf
einer Scheibe beruht häufig
auf Lithographieprozessen, die manchmal auch als Photolithographie
oder einfach als Lithographie bezeichnet werden. Bekanntlich können Lithographieprozesse
für einen Übertrag
eines Musters einer Photomaske (die im Weiteren auch als Maske oder als
Retikel bezeichnet wird) auf eine Scheibe verwendet werden.
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Beispielsweise
können
Muster aus einer Photolackschicht gebildet werden, die auf der Scheibe
angeordnet ist, indem Lichtenergie durch eine Photomaske mit einer
Anordnung zur Abbildung des gewünschten
Musters auf die Photolackschicht gesendet wird. Als Folge davon
wird das Muster in die Photolackschicht übertragen. In Bereichen, in
denen der Photolack ausreichend belichtet ist und nach einem Entwicklungsablauf
wird das Photolackmaterial lösbar,
so dass es entfernt werden kann, um damit in selektiver Weise eine
darunter liegende Schicht freizulegen (beispielsweise eine Halbleiterschicht,
eine Metall- oder metallenthaltende Schicht, eine dielektrische
Schicht, ein Hartmaskenschicht, etc.). Bereiche der Photolackschicht,
die nicht bis zu einem Schwellwertbetrag der Lichtenergie belichtet
sind, werden nicht entfernt und dienen dazu, die darunter liegende Schicht
während
der weiteren Bearbeitung der Scheibe (beispielsweise das Ätzen freigelegter
Bereiche der darunter liegenden Schicht, das Implantieren von Ionen
in die Scheibe, etc.) zu schützen.
Danach können
die verbleibenden Bereiche der Photolackschicht entfernt werden.
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Es
gibt ein zunehmendes Bestreben auf dem Gebiet der IC-Herstellung,
die Dichte der angeordneten Strukturen zu erhöhen. Beispielsweise werden die
Strukturgröße, die
Linienbereite und der Abstand zwischen Strukturelementen und Leitungen
zunehmend geringer. Beispielsweise werden Technologiestandards mit
einer kritischen Abmessung von ungefähr 45 Nanometer (nm) bis ungefähr 65 nm
vorgeschlagen.
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In
diesen Prozessen deutlich unter 1 μm ist die Ausbeute durch Faktoren,
etwa optische Naheffekte und Photolackbearbeitung beeinflusst. Eigenschaften
der Anlage, die zum Abbilden des gewünschten Musters in den Photolack
verwendet wird, können
ebenso eine große
Rolle bei der Abbildungsgenauigkeit und der Qualität der sich
ergebenden integrierten Schaltung spielen. Daher ist es wünschenswert,
das Leistungsverhalten der Lithographieanlage zu kennzeichnen oder
anderweitig quantitativ zu beschreiben. Gegenwärtig werden Lackbilder verwendet,
um die Eigenschaften der Lithographieanlage quantitativ zu beschreiben.
Jedoch ist diese Technik relativ unpräzise und kann nicht effektiv
eingesetzt werden, um individuelle Teilbereiche eines Lithographiesystems,
etwa einer Beleuchtungseinrichtung zur Verwendung in Verbindung
mit einem Einzelbildbelichter oder einem Abtaster bzw. Scanner zu
kennzeichnen.
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Daher
besteht ein Bedarf auf diesem Gebiet, um ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der das Verhalten gewisser
Teile der Lithographieanlage gekennzeichnet werden. Ferner besteht
ein Bedarf, Schwankungen im Verhalten einer derartigen Lage zu kompensieren,
um damit die Herstellung integrierter Schaltungen zu verbessern.
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Überblick über die
Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung richtet sich diese an ein Verfahren zum Bestimmen
eines Beleuchtungsintensitätsprofils
eines Projektionslithographiesystems über eine Ebene hinweg, die
einer gewünschten
Scheibenbelichtungsposition entspricht. Das Verfahren kann das Anordnen
einer Beleuchtungsprofilmaske in einem Belichtungsfeld umfassen,
das von einer Beleuchtungseinrichtung definiert ist, wobei die Beleuchtungsprofilmaske
mehrere Aperturen bzw. Öffnungen
aufweist und jede Öffnung einen
gewissen Bereich an Strahlung durchlässt, der von der Beleuchtungseinrichtung
ausgegeben wird; ferner umfasst das Verfahren das Anordnen eines Sensorarrays
in dem Belichtungsfeld, um separat jeden ge wissen Bereich der Strahlung
zu detektieren; ferner wird das Beleuchtungsintensitätsprofil
aus den Detektionswerten des Sensorarrays gewonnen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung richtet sich diese an ein Verfahren
zum Erzeugen eines Beleuchtungsintensitätsprofils einer Beleuchtungseinrichtung,
wobei die Beleuchtungseinrichtung einen Teil eines Projektionslithographiesystems
bildet. Das Verfahren umfasst: Projizieren von Strahlung, die von
der Beleuchtungseinrichtung erzeugt wird, in Richtung einer Beleuchtungsprofilmaske
mit mehreren Aperturen bzw. Öffnungen,
so dass jede Öffnung
einen unterschiedlichen Anteil der Strahlung durchlässt; Detektieren
einer Intensität
jedes unterschiedlichen Teils der Strahlung; und Zusammensetzen
des Beleuchtungsintensitätsprofils aus
den detektierten Intensitäten.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung richtet sich die Erfindung an
ein System zum Erzeugen eines Beleuchtungsintensitätsprofils
einer Beleuchtungseinrichtung, die einen Teil eines Projektionslithographiesystems
bildet. Das System umfasst eine Beleuchtungsprofilmaske mit mehreren Öffnungen,
die in einem Belichtungsfeld der Beleuchtungseinrichtung so angeordnet
sind, dass jede Öffnung
einen unterschiedlichen Anteil der von der Beleuchtungseinrichtung
erzeugten Strahlung durchlässt; und
ein Sensorarray mit photosenisitiven Gebieten, die in einer Messebene
angeordnet sind, um separat eine Intensität jedes unterschiedlichen Anteils
an Strahlung zu detektieren.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung richtet sich diese an ein Verfahren
für eine optische
Nahbereichskorrektur (OPC) für
ein Layout bzw. eine Schaltungsanordnung einer integrierten Schaltung
entsprechend einer Schicht, die in einer Scheibe mittels einer Photolithographietechnik
herzustellen ist. Das Verfahren umfasst: Bereitstellen des Layouts;
Korrigieren des Layouts unter Anwendung einer OPC-Routine, um erwartete
optische Verzerrungen zu kompensieren, die als Ergebnis von Variationen
angetroffen werden, die in dem Beleuchtungsintensitätsprofil
einer Beleuchtungseinrichtung enthalten sind, wobei die Beleuchtungseinrichtung einen
Teil eines Projektionslithographiesystems bildet; und Ausgeben eines
korrigierten Layouts, das zur Anwendung bei der Herstellung eines
Retikels geeignet ist.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Diese
und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei:
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1 eine
schematische Blockansicht einer beispielhaften integrierten Schaltungsbearbeitungsanordnung
ist;
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2 eine
schematische Blockansicht einer Messanordnung ist, um eine Beleuchtungskomponente
der integrierten Schaltungsbearbeitungsanordnung zu charakterisieren;
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3 ein
Teil einer Beleuchtungsprofilmaske zur Verwendung beim Charakterisieren
der Beleuchtungskomponente ist;
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4 ein
Computersystem ist, das geeignet ist, ein Simulationswerkzeug für eine optische
Nahbereichskorrektur (OPC) auszuführen; und
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5 ein Überblicksflussdiagramm
einer beispielhaften Ausführungsform
der Funktion des OPC-Simulationswerkzeugs ist.
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Beschreibung
der Erfindung
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung besitzen entsprechende
Komponenten die gleichen Bezugszeichen, unabhängig davon, ob sie in unterschiedlichen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt sind. Um die vorliegende Erfindung in
einer deutlichen und knappen Weise darzustellen, sind die Zeichnungen
nicht notwendigerweise maßstabsgetreu
und gewisse Elemente können
in einer gewissen schematischen Form gezeigt sein.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum
Charakterisieren des Verhaltens einer Beleuchtungseinrichtung, die
als eine Strahlungsquelle für
ein Lithographieabbildungssystem verwendet wird. Genauer gesagt,
das System und das Verfahren werden eingesetzt, um ein Beleuchtungsintensitätsprofil
(das hierin auch als Beleuchtungsprofil bezeichnet wird) einer lithographischen
Verarbeitungsanordnung anzuordnen. Ein derartiges Beleuchtungsintensitätsprofil
kann verwendet werden, um beispielsweise das Abbildungsverhalten über Belichtungsfelder
hinweg zu kennzeichnen. Ferner kann ein gewünschtes Layout (beispielsweise entsprechend
einer Schicht einer integrierten Schaltung) unter Anwendung der
optischen Nahbereichskorrektur (OPC) derart korrigiert werden, dass
zumindest teilweise Verzerrungen kompensiert werden, die auf Variationen
in dem Beleuchtungsprofil zurückzuführen sind.
Folglich kann das Beleuchtungsprofil als ein Modell für Verzerrungen
im Ausgangssignal der Beleuchtungseinrichtung verstanden werden
und kann verwendet werden, um Verzerrungen in dem sich ergebenden
Muster vorauszusagen, wenn das Ausgangssignal der Beleuchtungseinrichtung
durch ein Retikel durchgeleitet wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird in dem beispielhaften Zusammenhang eines
Präparierungsprozesses
für die
abschließende
Strukturierung einer Materialschicht (beispielsweise einer Polysiliziumgateschicht
oder einer Wortleitungsschicht, einer dielektrischen Schicht, einer
Source/Drain-Schicht, einer Metallverbindungsschicht, einer Kontaktschicht, etc.)
beschrieben, die einen Teil einer integrierten Schaltung bildet.
Zu Beispielen integrierter Schaltungen gehören Prozessoren für allgemeine
Verwendungszwecke, die aus Tausenden oder Millionen von Transistoren
hergestellt sind, ein Flash-Speicher-Array oder eine andere spezielle
Schaltung. Der Fachmann erkennt, dass Verfahren, Softwarehilfsmittel und
hierin beschriebene Einrichtungen auch auf den Prozess der Herstellung
eines beliebigen Artikels, der unter Verwendung von Photolithographie
hergestellt wird, angewendet werden kann, etwa Mikromaschinen, Laufwerksköpfe, Genchips,
mikroelektromechanische Systeme (MEMS), usw.
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In 1 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer beispielhaften integrierten
Schaltungsverarbeitungsanordnung gezeigt, die ein Lithographiesystem 10 aufweist,
das zur Abbildung eines Musters auf eine Scheibe 12 oder
ein Gebiet davon verwendet wird. Das System 10 kann beispielsweise ein
Positionier-Wiederhol- („Einzelbildbelichter") Belichtungssystem
oder ein Positionier- und Abtast- („Scanner bzw. Abtasten") Belichtungssystem
sein, wobei das System nicht auf diese beispielhaften Systeme eingeschränkt ist.
Das System 10 kann eine Strahlungsquelle (beispielsweise „Lichtquelle") oder eine Beleuchtungseinrichtung 14 aufweisen,
um Energie 16 in Richtung auf ein Retikel 18 zu
lenken. Die Beleuchtungseinrichtung 14 kann eine beliebige
Art einer Beleuchtungseinrichtung sein, die bei der photolithographischen
Verarbeitung eingesetzt wird, einschließlich, ohne einschränkend zu
sein, von Beleuchtungseinrichtungen, die zur Auflösungsverbesserung
ausgebildet sind. Auflösungsverbesserungsverfahren
(RET) können
eine Multipolbeleuchtungseinrichtung (beispielsweise Dipol oder
Quadrupol), eine ringförmige
Beleuchtungseinrichtung usw. ein setzen. Das Retikel 18 definiert
eine optische Retikelebene 20. Die Energie 16 kann
beispielsweise eine Wellenlänge
im tiefen Ultraviolettbereich (beispielsweise ungefähr 248 nm
oder ungefähr
193nm) oder eine Wellenlänge
im Vakuumultraviolettbereich (VUV) (beispielsweise ungefähr 157 nm)
aufweisen, obwohl auch andere Wellenlängen einschließlich extrem
Ultraviolettwellenlängen
möglich
sind.
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Das
Retikal 18 lässt
selektiv (oder in einigen Fällen
reflektiert selektiv) die Energie 16 derart durch, dass
ein Energiemuster 22, das durch das Retikel 18 definiert
ist, in Richtung auf die Scheibe 12 übertragen wird. Ein Abbildungssubsystem 24,
etwa eine Einzelbildbelichter-Anordnung
oder eine Abtaster-Anordnung, lenkt sequenziell das Energiemuster 22,
das durch das Retikel 18 hindurchgeführt wird, zu einer Reihe von
Sollpositionen auf der Scheibe 12. Das Abbildungssubsystem 24 enthält Linsen und/oder
Reflektoren zur Verwendung beim Skalieren und Lenken des Energiemusters 22 in
Richtung auf die Scheibe 12 in Form eines Abbildungsenergiemusters
oder einer Belichtungsdosis 26. Die Belichtungsdosis 26 kann
auf eine Abbildungsebene 28 fokussiert werden, die im Wesentlichen
mit einer Position der Scheibe 12 zusammenfällt, an
der die Belichtungsdosis deponiert werden soll, was hierin als eine Belichtungssollscheibenposition
bezeichnet wird. Es sollte beachtet werden, dass die Abbildungsebene 28,
an der ein fester Fokus der Belichtungsdosis 26 vorgesehen
ist, im Allgemeinen mit einer oberen Fläche der Scheibe 12 übereinstimmen
kann (beispielsweise entspricht die Abbildungsebene einer oberen Fläche einer
Photolackschicht, die einen Teil der Scheibe bildet, so dass die
Belichtungssollscheibenposition die obere Oberfläche der Kombination aus der
Photolackschicht, Schichten der integrierten Schaltung und des Substrats
ist). Alternativ kann die Abbildungsebene 28 unter einer
oberen Oberfläche der
Scheibe 12 liegen, etwa innerhalb einer Photolackschicht,
die mittels der Belichtungsdosis 26 zu belichten ist. In
anderen Ausführungsformen
kann die Abbildungsebene 28 über der eigentlichen Scheibe 12 liegen,
die die zu belichtende Photolackschicht beinhaltet.
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Es
sei zusätzlich
auf 2 verwiesen; hier ist eine beispielhafte Messanordnung 30 gezeigt,
die verwendet werden kann, um ein Beleuchtungsintensitätsprofil,
das von der Beleuchtungseinrichtung 14 ausgegeben wird,
zu kennzeichnen. Die Anordnung 30 umfasst die Beleuchtungseinrichtung
und leitet die Energie 16 in Richtung auf eine Beleuchtungsprofilmaske 32.
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Es
sei zusätzlich
auf 3 verwiesen; ein Teil einer beispielhaften Beleuchtungsprofilmaske 32 ist
hier gezeigt. Die Beleuchtungsprofilmaske 32 kann eine
Matrix als eine Anordnung aus Öffnungen bzw.
Aperturen 34, etwa Durchgangslöcher aufweisen. In einer Ausführungsform
besitzen die Öffnungen 34 eine
relative Öffnungsgröße und einen
Abstand voneinander derart, dass Beugungsinterferenz nicht wesentlich
die Beleuchtungsintensität
von Strahlung beeinflusst, die von einer Öffnungen 34 ausgesendet
wird. Beispielsweise können
die Öffnungen 34 einen
Durchmesser von ungefähr
10 Mikrometer (μm)
und einen Abstand von ungefähr
1 Millimeter (mm) sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung
aufweisen. In einer Ausführungsform
entspricht die Größe der Öffnungen 34 ungefähr 100 mal dem
Abstand zu einer anderen Öffnung.
In einer Ausführungsform
beträgt
der Durchmesser der Öffnungen 34 ungefähr 10 μm bis ungefähr 2000 μm. Es sollte
beachtet werden, dass die Größe der Öffnungen 34 auf
der Grundlage einer gewünschten
Intensität
an Strahlung ausgewählt
werden kann, die das System während
einer Profilmessung der Beleuchtungseinrichtung sammelt.
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Die
Beleuchtungsprofilmaske 32 kann aus einer standardmäßigen blanken
Retikelmaske hergestellt werden, wobei eine derartige blanke Maske
ein Quarzsubstrat und eine Chromschicht aufweist, in der die Öffnungen 34 gebildet
werden. Obwohl die Öffnungen 34 als
rund gezeigt sind, können
diese auch eine andere Form, beispielsweise oval, rechteckig usw.
aufweisen.
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Die
Beleuchtungsprofilmaske 32 blockiert selektiv die Energie 16,
so dass ein Testmuster 36 von der Beleuchtungsprofilmaske 32 ausgesendet wird.
In einer Ausführungsform
enthält
das Testmuster 36 unterscheidbare bzw. separate Bestandteile
an Strahlung, die sich aus der Energie 16 ergeben. Jeder
unterscheidbare Anteil der Strahlung kann einer der Öffnungen 34 der
Beleuchtungsprofilmaske 32 entsprechen.
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Das
Testmuster 36 kann durch eine fokussierende Optik 38 geleitet
werden. Die fokussierende Optik 38 lenkt das Testmuster 36,
das von der Beleuchtungsprofilmaske 32 ausgegeben wird,
in Richtung auf ein Sensorarray 40 in Form eines fokussierten
Testmusters 36'.
Das Gebiet von der Beleuchtungseinrichtung 14 zu dem Sensorarray 40,
durch das die von der Beleuchtungseinrichtung 14 ausgesandte
Strahlung hindurchtritt (beispielsweise Teil der Energie 16,
das Testmuster 36 und das fokussierte Testmuster 36') werden als
ein Beleuchtungs- bzw. Belichtungsfeld betrachtet.
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In
einer Ausführungsform
kann die fokussierende Optik 38 das Abbildungssubsystem 24 des
Lithographiesystems 10 (1) sein.
In einer weiteren Ausführungsform
beinhaltet die fokussierende Optik 38 ein oder mehrere
optische Elemente (beispielsweise Linsen). In einer noch weiteren
Ausführungsform
umfasst die fokussierende Optik das Abbildungssubsystem 24 und
weitere optische Elemente. In einigen Situationen kann es vorteilhaft
sein, eine fokussierende Optik 38 zu verwenden, die im
Aufbau sehr einfach ist (beispielsweise eine oder mehrere Linsen)
im Vergleich zu dem Abbildungssubsystem 24, um Verzerrungen
zu reduzieren, die während
der Messung in dem Testmuster 36 hervorgerufen werden.
Das Verhalten der fokussierende Optik 38 kann bekannt sein
(beispielsweise durch Ausführen
von Tests oder aus Daten, die von einem Zulieferer der fokussierenden
Optik 38 erhalten werden). Die Ergebnisse der Messung des
Beleuchtungsprofils können
eingestellt werden, um den Verzerrungen Rechnung zu tragen, die
durch die fokussierende Optik 38 hervorgerufen werden,
etwa durch das Ausführen
einer Softwareroutine, die die Verzerrungen, die von der fokussierenden
Optik 38 hervorgerufen werden, von einem detektierten Strahlungsmuster
entfernt oder reduziert.
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In
der dargestellten Ausführungsform
wird das Beleuchtungsprofil an einer Position gemessen, die der
Abbildungsebene 28 entspricht, etwa der Ebene, an der die
Belichtungsdosis 24 zur Belichtung der Scheibe 12 bei
einer Lithographieverarbeitung fokussiert wurde. Folglich werden
Detektierelemente des Sensorarrays 40 in einer Messebene 42 angeordnet.
Abhängig
von der Beziehung des gewünschten
Fokus in Bezug auf die Scheibe 12 während des Lithographieprozesses
kann die Messebene 42, an der das Beleuchtungsprofil gemessen
wird, der relativen physikalischen Position einer oberen Fläche der Scheibe 12,
einer Ebene innerhalb der Scheibe 12 (beispielsweise innerhalb
einer Photolackschicht) oder einer Ebene über der Scheibe 12 entsprechen. Wie
nachfolgend deutlicher hervorgeht, kann die Position der Messebene 42 während der
Kennzeichnung des Beleuchtungsintensitätsprofils unterschiedlich sein
im Vergleich zu einer Testmusterbildebene 44 der Messanordnung 30.
Wie nachfolgend ausführlich
erläutert
ist, kann das Messen des Beleuchtungsprofils an einer Position,
die der im Fokus liegenden Bildebene 28 entspricht, das
Anordnen der Beleuchtungsprofilmaske 32 enthalten, so dass
diese nicht fokussiert ist.
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Das
Sensorarray 40 kann ein Photosensorarray sein und in dieser
Ausführungsform
können die
Detektierelemente mehrere photosensitive Gebiete sein. Wie gezeigt
ist, können das
Testmuster 36 und damit das entsprechende fokussierte Testmuster 36' unterschiedliche
Bereiche an Strahlung aufweisen, die den Öffnungen 34 der Beleuchtungsprofilmaske 32 entsprechen.
In einer Ausführungsform kann
ein unterscheidbares photoempfindliches Gebiet als ein Teil des
Sensorarrays 40 für
jeden unterschiedlichen Bereich an Strahlung vorgesehen sein. Auf
diese Weise kann die Intensität
der Strahlung, die von jeder Öffnung 34 ausgesendet
wird, individuell gemessen werden. Die individuellen Messungen der unterschiedlichen
Anteile an Strahlung können
in Form des Beleuchtungsintensitätsprofils
zusammengefasst werden, so dass Variationen der Intensität über das
Belichtungsfeld hinweg bekannt sind. In einer Ausführungsform
kann das zusammengesetzte Belichtungsfeldintensitätsprofil
für die
Beleuchtungseinrichtung 14 als ein Flächenbild dargestellt werden. Beispielsweise
kann eine Korrelation erstellt werden für den entsprechenden Anteil
des Belichtungsfeldes, der von einer Öffnungen 34 ausgesendet
wird, zu der Beleuchtungsintensität, die in einem entsprechenden
datenphotoempfindlichen Gebiet des Sensorarrays 40 gemessen
wird, auf das ein derartiger Anteil des Belichtungsfelds projiziert
wird. In einer Ausführungsform
wird die Messung der auf das Sensorarray 40 eintreffenden
Strahlung über
eine gewisse Zeitdauer hinweg ausgeführt, etwa ungefähr 100 Mikrosekunden
bis ungefähr
100 Millisekunden. Für ein
Einzelbildbelichtersystem ist die Integrationszeit der Messung relativ
lange, da eine das Sensorarray 40 haltende Halterung periodisch
bewegt wird, um das Beleuchtungsprofil abzutasten. Für ein Abtastersystem
wird die Halterung kontinuierlich bewegt, wodurch tendenziell die
Integrationszeit verringert wird. Jedoch kann durch Anwendung mehrerer
Abtastvorgänge
das Rauschverhältnis
vorteilhafterweise verbessert werden.
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Wie
angedeutet ist, kann sich die Position der Messebene 42 während der
Charakterisierung des Beleuchtungsintensitätsprofils von einer Testmusterbildebene 44 der
Messanordnung 30 unterscheiden. Die Testmusterbildebene 44 ist
eine Ebene, an der ein von der Beleuchtungsprofilmaske 32 erzeugtes
Bild fokussiert wird. In einer Ausführungsform ist die Fokussieroptik 38 ausgebildet,
eine relativ große
positive Defokussierung zu besitzen, wodurch der Abstand der Testmusterbildebene 44 von der
Messebene 42 vorgegeben wird. Beispielsweise kann die Fokussieroptik 38 die
Testmusterbildebene 44 ungefähr 50 μm bis ungefähr 5000 μm von der Messebene 42 des
Sensorarrays 40 entfernt fokussieren. Der Grad an Defokussierung
kann mit der Größe der Öffnungen 34 korreliert
sein. In einem Beispiel können
die Öffnungen 34 einen
Durchmesser von ungefähr
30 μm aufweisen
und die fokussierende Optik 38 kann die Testmusterbildebene 44 ungefähr 400 μm von der Messebene 42 des
Sensorarrays 40 positionieren. In einem weiteren Beispiel
können
die Öffnungen 34 einen
Durchmesser von ungefähr
1500 μm
aufweisen und die Defokussierung kann ungefähr 3400 μm betragen.
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Es
sollte klar sein, dass durch Messen der von den Öffnungen 34 ausgesendeten
Bildintensität, wobei
die Öffnungen 34 an
diversen Positionen in der Retikelebene 20 des Belichtungsfeldes
angeordnet sind, das Beleuchtungsprofil über das Belichtungsfeld hinweg
erzeugt werden kann. Ein derartiger Test kann einen Teil von einer
Testreihe bilden, die ausgeführt
wird, um das gesamte Lithographiesystem 10 zu kennzeichnen,
wobei die Ergebnisse zum Zwecke der Anlagensteuerung und/oder der
Anpassung des Lithographiesystems 10 verwendet werden können. Der
Vorgang des Messens des Beleuchtungsprofils kann automatisiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform
kann die Funktion der Beleuchtungsprofilmaske 32 durch
eine programmierbare Öffnung
in der Apertur in dem Lithographiesystem 10, etwa eine programmierbare Öffnung einer
Einzelbildbelichterkomponente, ausgeführt werden. Wenn das Lithographiesystem 10 einen
Abtaster aufweist, kann eine Softwareroutine verwendet werden, um
das „statische" Beleuchtungsprofil,
das zuvor beschrieben ist, zusammen mit einer Abtastrichtung zu
mitteln, um damit ein Beleuchtungsprofil für den Abtaster zu erzeugen.
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Wie
angegeben ist, kann eine optische Nahbereichskorrektur oder OPC
ausgeführt
werden, um ein gewünschtes
Layout zu präparieren,
bevor das Layout auf einem Retikel eingerichtet wird, um zu versuchen,
die Abbildungsgenauigkeit zu verbessern, wenn das Retikel zur Abbildung
auf eine Scheibe verwendet wird. Im Allgemeinen beinhalten aktuelle
OPC-Techniken das
Ausführen
eines OPC-Softwareprogramms mit zugehörigen OPC-Skripten. Die OPC-Programme/Skripten
führen
eine Computersimulation aus, die einen Anfangsdatensatz mit Information,
die sich auf ein gewünschtes
Muster bezieht, verwendet und den Datensatz so manipuliert, dass ein
korrigierter Datensatz erhalten wird, um damit Faktoren zu kompensieren,
etwa optische Nahbereichseffekte und die Photolackverarbeitung.
Einige der wichtigeren Probleme beinhalten beispielsweise das Zurückziehen
von Linienenden, die Kantenabrundung und die Linienbreitenvariationen.
Diese Probleme hängen
deutlich von der lokalen Strukturdichte und der Topologie ab. Das
Retikel kann dann in Überreinstimmung
mit dem korrigierten Datensatz hergestellt werden. Kurz gesagt,
der OPC-Prozess kann durch einen Satz optischer Regeln (beispielsweise „regelgestütztes OPC" unter Anwendung
festgelegter Regeln für
die geometrische Manipulation des Datensatzes), durch einen Satz
aus Modulierprinzipien (beispielsweise „modellgestütztes OPC" unter Anwendung
vorbestimmter Verhaltensdaten, um geometrische Manipulationen des
Datensatzes zu steuern) oder einer Kombination aus regelgestütztem OPC
und modellgestütztem
OPC bestimmt sein.
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Es
sei nun auch zusätzlich
auf 4 verwiesen; dort ist eine schematische Blockansicht
eines Computersystems 50 gezeigt, das in der Lage ist,
ein OPC-Simulationswerkzeug 52 gemäß den Aspekten der vorliegenden
Erfindung auszuführen.
Um den OPC-Korrekturprozess
zu unterstützen,
kann das Computersystem 50 ein Beleuchtungsprofil 54 speichern.
Das Beleuchtungsprofil 54 kann ein beliebiges Format aufweisen,
wozu beispielsweise in Verbindung mit den OPC-Simulationswerkzeug 52 auszuführende Skripten,
Beleuchtungsprofilmodulierdaten, OPC-Spezifikationen, OPC-Regeln
und Kombinationen dieser Formate gehören. In einer Ausführungsform
werden das OPC-Simulationswerkzeug 52 und/oder das Beleuchtungsprofil 54 in
einem oder mehreren computerlesbaren Formaten eingerichtet, wozu
Datenbankstrukturen, Computerprogramme (beispielsweise eine oder
mehrere Softwareanwendungen mit Kompilationen aus ausführbarer
Codierung) und dergleichen gehören.
Die computerlesbaren Formate können
auf einem computerlesbaren Medium, etwa magnetischen oder optischen
Speichereinrichtungen (beispielsweise Festplatte, CD-ROM, DVD-ROM,
etc.) eingerichtet sein.
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Das
Beleuchtungsprofil 54 kann in einer beliebigen verfügbaren Weise
hergeleitet werden, wozu beispielsweise Techniken gehören, die
zuvor beschrieben sind, in denen eine Beleuchtungsprofilmaske und
eine Sensoranordnung eingesetzt werden. Zu anderen Techniken gehören beispielsweise die
Strahlverfolgungsprogramme, die den Aufbau der Beleuchtungseinrichtung
verwenden, um ein Beleuchtungsprofil zu simulieren. Optional kann
das Beleuchtungsprofil 54 mit Information hinsichtlich
des Verhaltens des Abbildungssubsystems 24 kombiniert werden,
um ein Abbildungsmodell für
das Beleuchtungssystem 10 zu erstellen. Es sollte beachtet
werden, dass das Beleuchtungsprofil 54 und/oder das Abbildungsmodell
für das
Beleuchtungssystem 10 die Variationen der Beleuchtungsintensität über das Belichtungsfeld
hinweg enthalten. Als Folge davon ist ein OPC-Korrekturmodell, das
aus dem Beleuchtungsprofil 54 und/oder dem Abbildungsmodell
hergeleitet wird, abhängig
von der Position des Belichtungsfeldes. Wie nachfolgend deutlicher
wird, empfängt
das gewünschte
Layout feldabhängige OPC-Korrekturen,
wenn das OPC-Modell auf räumlich „flache
bzw. ebene" Layout-Gestaltungsdaten angewendet
wird (beispielsweise Gestal tungsdaten, die keine Variationen in
der Beleuchtungsintensität über das
Belichtungsfeld hinweg annehmen). Als Folge davon kann ein genaueres
Retikel aus den korrigierten Datensatz hergestellt werden.
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Um
das OPC-Simulationswerkzeug 28 unter Anwendung des Beleuchtungsprofils 54 auszuführen, kann
das Computersystem 50 einen oder mehrere Prozessoren 56 enthalten,
die verwendet werden, um Befehle auszuführen, die eine spezifizierte Logikroutine
ausführen.
Zusätzlich
besitzt das Computersystem 50 einen Speicher 58 zur
Speicherung von Daten, Software, Logikroutinebefehlen; Computerprogramme,
Dateien, Betriebssystemsbefehle, und dergleichen. Der Speicher 58 kann
diverse Einrichtungen aufweisen und kann beispielsweise flüchtige und
nicht flüchtige
Speicherkomponenten enthalten. Im hierin verwendeten Sinne kann
der Speicher 58 beispielsweise einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), Festplatten, Diskettenlaufwerke,
Kompaktscheiben (beispielsweise CD-ROM, DVD-ROM, CD-RW, etc.), Magnetbänder und/oder
andere Speicherkomponenten einschließlich der zugeordneten Ansteuerungen
und Abspielgeräte
für diese
Speichertypen aufweisen. Der Prozessor 56 und der Speicher 58 sind
unter Anwendung einer lokalen Schnittstelle 60 miteinander verbunden.
Die lokale Schnittstelle 60 kann beispielsweise ein Datenbus,
ein zugeordneter Steuerbus, ein Netzwerk oder ein anderer Subsystem
sein.
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Das
Computersystem 50 kann diverse Video- und Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen 62 sowie eine
oder mehrere Kommunikationsschnittstellen 64 aufweisen.
Die Schnittstellen 62 können
verwendet werden, um das Computersystem 50 mit diversen Peripheriegeräten und
Netzwerkeinrichtungen, etwa einer Anzeige (beispielsweise einer
CRT-Anzeige oder einer LCD-Anzeige), einer Tastatur, einer Maus, einem
Mikrophon, einer Kamera, einem Scanner, einem Drucker, einem Lautsprecher,
usw. zu verbinden. Die Schnittstellen 64 können beispielsweise
ein Modem und/oder eine Netzwerkschnittstellenkarte enthalten und
können
das Computersystem 56 in die Lage versetzen, Datensignale,
Sprachsignale, Videosignale und dergleichen über ein Netzwerk, etwa das
Internet, ein Weitbereichsnetzwerk (WAN), ein Nahbereichsnetzwerk
(LAN), eine direkte Datenverbindung, oder ähnliche verdrahtete oder kabellose Systeme
zu empfangen. Der Speicher 58 enthält ein Betriebssystem (nicht
gezeigt), das von dem Prozessor 56 zum Steuern der Zuordnung
und der Verwendung von Ressourcen in dem Computersystem 50 ausgeführt wird.
Insbesondere steuert das Betriebssystem die Zuweisung und die Verwendung
des Speichers 58, die Verarbeitungszeit des Prozessors 56,
die den diversen Anwendungen zugeteilt wird, die von dem Prozessor 56 ausgeführt werden,
und der Peripheriegeräte
sowie das Ausführen
anderer Funktionen. In dieser Weise dient das Betriebsystem als die
Grundlage, auf der Anwendungen, etwa das OPC-Simulationswerkzeug 52,
ausgeführt
werden, wie dies dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist.
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Es
sei zusätzlich
auf 5 verwiesen, in der ein Flussdiagramm einer beispielhaften
Ausführungsform
der Funktion des OPC-Simulationswerkzeuges 52 gezeigt ist.
Das Flussdiagramm aus 5 kann als Darstellung von Schritten
eines Verfahrens 66, das in dem Computersystem 50 eingerichtet
ist, betrachtet werden.
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Das
Verfahren 66, wie es durch eine Ausführungsform des OPC-Simulationswerkzeuges 52 angegeben
ist, beginnt im Block 68, wobei ein gewünschtes, zu korrigierendes
Layout vorgesehen wird. Das Layout kann in einer elektronischen
Datenbank eingerichtet sein und kann in einem Format ausgedrückt werden,
das zum Darstellen geometrischer Daten, etwa einer GDSII-Datei verwendet
wird. Elektronische Dateien, die zum Darstellen eines Layouts verwendet
werden, werden häufig
als „Technologiedateien" oder „Tech-Dateien" bezeichnet. Daher kann
die elektronische Datei für
das gewünschte
Layout, das im Block 68 bereitgestellt wird, als eine Gestaltungsdaten-
bzw. Designdaten-Tech-Datei bezeichnet werden.
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Danach
geht das Verfahren 66 zum Block 70 weiter, in
welchem die OPC an dem gewünschten Layout
ausgeführt
wird, um Verzerrungen zu korrigieren, die während der Abbildung auf die
Scheibe auftreten können,
wozu Verzerrungen gehören,
die durch Variationen in dem Beleuchtungsprofil 54 hervorgerufen
werden. Kurz gesagt, der OPC-Prozess kann das iterative Verfeinern
des gewünschten
Layouts unter Anwendung des Kantenanordnungsfehler- (EPE) Wertes
als Gradmesser für
den Kompensationsprozess verwenden. Beispielsweise werden die Strukturelemente
und die Linien des gewünschten Musters
oder (Sollmusters) in Kantenfragmente (oder Kanten- bzw. Randsegmente)
unterteilt.
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Der
fragmentierte Datensatz wird auf der Grundlage von Regeln und/oder
Modellen manipuliert, und ein derartiger Datensatz erhält feldabhängige OPC-Korrekturen,
um spezielle Variationen zu korrigieren, die in dem Beleuchtungsprofil 54 enthalten
sind. Als Teil des Korrekturvorganges können die Kantenfragmente nach
innen oder nach außen
bewegt werden. Anschließend
kann eine Simulation ausgeführt
werden, um die vorhergesagte Lage der Kanten zu bestimmen, indem
eine simulierte „Abbildung" (oder „Drucken") des manipulierten
Musters auf einer Scheibe angewendet wird. Die vorhergesagten Kanten
bzw. Ränder
werden mit der gewünschten
Anordnung verglichen; und wenn die Simulation des Druckens des Testmusters
im Hinblick auf das gewünschte
Layout innerhalb akzeptabler Toleranzen konvergiert, kann die OPC-Routine
beendet werden. Nach Beendigung kann das OPC-Simulationswerkzeug
ein korrigiertes Muster ausgeben, etwa in Form einer endgültigen Masken-Tech-Datei.
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Danach
kann das Verfahren 66 zum Block 72 weitergehen,
in welchem das durch die endgültige Masken-Tech-Datei
definierte Layout verwendet wird, um ein entsprechendes Retikel
herzustellen. Beispielsweise kann das Computersystem 50 die endgültige Masken-Tech-Datei an einen
Mustergenerator 74 (4) übertragen.
Der Mustergenerator 74 kann wiederum das in der endgültigen Masken-Tech-Datei
definierte Muster auf eine blanke Maske 76 (4) übertragen,
die dann bearbeitet wird, um das endgültige Retikel unter Anwendung
geeigneter Retikelfertigungsverfahren zu bilden. In einer Ausführungsform
wird die endgültige
Masken-Tech-Datei über
die Kommunikationsschnittstelle 64 übertragen. In einer weiteren
Ausführungsform wird
die endgültige
Masken-Tech-Datei in einem computerlesbaren Medium gespeichert und
in den Mustergenerator eingeladen. Beim Herstellen des Retikels,
das im Block 72 gebildet wird, kann eine integrierte Schaltung
im Block 78 unter Anwendung des Retikels aus dem Block 72 zur
Belichtung der Scheibe hergestellt werden, auf der die integrierte Schaltung
hergestellt wird. Zum Beispiel kann das Retikel in das Lithographiesystem 10 eingeladen werden
und die Scheibe 12, die eine Photolackschicht aufweist,
kann mittels Strahlung, die von der Beleuchtungseinrichtung 14 erzeugt
wird, belichtet werden. Wie bekannt ist, kann eine zusätzliche
Bearbeitung ausgeführt
werden, um das belichtete Photolackmaterial zu entwickeln und die
Scheibe nach Bedarf zu verarbeiten, wobei das strukturierte Photolackmaterial
beispielsweise als eine Ätzmaske
oder als eine Implantationsmaske verwendet wird.
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Während der
Herstellung der integrierten Schaltung sollte die gleiche Beleuchtungseinrichtung oder
die Art einer Beleuchtungseinrichtung, für die die Korrekturen im Block 70 durchgeführt wurden, eingesetzt
werden, um das Muster des Retikels auf die Scheibe zu übertragen.
Auf diese Weise kann eine verbesserte integrierte Schaltung unter
Anwendung von Verfahren Tech-Dateidaten hergestellt werden, die
das Beleuchtungsintensitätsprofil 54 berücksichtigen.
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Es
sollte beachtet werden, dass Variationen des Verfahrens 66 möglich sind
und dass diese Variationen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden
Erfindung liegen. Beispielsweise können die OPC-Korrekturen zur
Berücksichtigen
des Beleuchtungsintensitätsprofils
separat zu konventionellen OPC-Korrekturen durchgeführt werden,
die für
Faktoren, etwa eine optische Interferenz, ausgeführt werden. In einer weiteren
Alternative kann die Tech-Datei
für die
Gestaltungsdaten „im
Voraus verzerrt" werden
(beispielsweise gefiltert), wobei eine Transferfunktion entsprechend
dem Beleuchtungsintensitätsprofil
verwendet wird. Danach können
die im Voraus verzerrten Strukturdaten unter Anwendung konventioneller
OPC-Verfahren korrigiert werden.
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Zu
beachten ist, dass in der konventionellen Weise OPC häufig nur
für ein
kleines Gebiet eines Layouts pro Durchlauf ausgeführt. Obwohl
dies in den hierin gezeigten Flussdiagrammen nicht gezeigt ist,
erkennt der Fachmann, dass diverse Prozessschleifen enthalten sein
können,
um in sequenzieller Weise ein Layout gebietsweise zu erzeugen, bis
alle Gebiete des Layouts individuell gemäß einem Satz aus OPC-Spezifizierungen
korrigiert sind.
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Obwohl
Ausführungsformen
eines Verfahrens zum Ausführen
einer OPC unter Anwendung eines Beleuchtungsprofils 54 hierin
gemäß einer
speziellen Reihenfolge aus Schritten beschrieben und gezeigt sind,
erkennt der Fachmann, dass Variationen des Verfahrens bestehen und
diese Variationen sollen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung
liegen, wie sie durch die angefügten
Patentansprüche definiert
ist. Beispielsweise können
gewisse dargestellte Blöcke
und/oder Schritte weggelassen werden. Des weiteren können andere
Blöcke
und/oder Schritte hinzugefügt
werden. Die Reihenfolge des Ausführens
der diversen Blöcke
und/oder Schritte kann in einer anderen Reihenfolge, als sie zuvor
gezeigt oder beschrieben ist, durchgeführt werden. Auch können gewisse
Blöcke
und/oder Schritte gleichzeitig oder teilweise gleichzeitig ausgeführt werden.
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Obwohl
spezielle Ausführungsformen
der Erfindung hierin detailliert beschrieben sind, sollte verstanden
werden, dass die Erfindung diesbezüglich nicht im Schutzbereich
eingeschränkt
ist, sondern dass alle Änderungen,
Modifizierungen und Äquivalente
enthalten sind, die innerhalb des Grundgedankens und des Bereichs
der angefügten
Patentansprüche
liegen.
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Zusammenfassung
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Es
werden ein System (30) und ein Verfahren zum Erzeugen eines
Beleuchtungsintensitätsprofils
einer Beleuchtungseinrichtung (14) offenbart, das Teil
eines Projektionslithographiesystems (10) bildet. Strahlung
aus der Beleuchtungseinrichtung wird in Richtung auf eine Beleuchtungsprofilmaske
(32) projiziert, die mehrere Öffnungen (34) so aufweist,
dass jede Öffnung
einen separaten Anteil der Strahlung durchlässt. Die Intensität jedes
separaten Anteils der Strahlung wird detektiert und zur Bildung
des Beleuchtungsintensitätsprofils
zusammengesetzt.