WO2009062728A1

WO2009062728A1 - Verfahren zur reparatur von phasenverschiebungsmasken

Info

Publication number: WO2009062728A1
Application number: PCT/EP2008/009640
Authority: WO
Inventors: Axel Zibold; Peter Kuschnerus; Oliver Kienzle
Original assignee: Carl Zeiss Sms Gmbh
Priority date: 2007-11-17
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2009-05-22
Also published as: DE102007054994A1; KR20100076960A; US20100266937A1; US8268516B2; KR101522050B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur von Phasenverschiebungsmasken für die Photolithographie, bei dem eine Phasen verschiebungsmaske auf das Vorhandensein von Defekten untersucht wird, und falls Defekte vorhanden sind (i) analysiert wird, welche der Defekte Abbildungseigenschaften der Phasenverschiebungsmaske beeinträchtigen, (ii) diese Defekte ausgebessert werden, (iii) die Abbildungseigenschaften der ausgebesserten Phasenverschiebungsmaske analysiert werden und die Einhaltung eines vorgegebenen Toleranzkriteriums überprüft wird, und (iv) die beiden vorangegangen Schritte (ii) und (iii) gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden, falls die Abbildungseigenschaften nicht dem vorgegebenen Toleranzkriterium entsprechen. Bei einem solchen Verfahren werden die Abbildungseigenschaften analysiert, indem für jeden der aus zubessernden Defekte eine Prüfgröße in Abhängigkeit von Fokus und Belichtung für den Defekt und mindestens eine weitere, nicht defekte Stelle auf der Phasenverschiebungsmaske in der unmittelbaren Umgebung des Defekts bestimmt wird, und als Toleranzkriterium eine minimal zulässige Abweichung der Prüfgröße für Defekt und nicht defekte Stelle vorgegeben wird.

Description

Verfahren zur Reparatur von Phasenverschiebungsmasken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur von Phasenverschiebungsmasken für die Photolithographie, bei dem eine Phasenverschiebungsmaske auf das Vorhandensein von Defekten untersucht wird, und falls Defekte vorhanden sind (i) analysiert wird, welche der Defekte Abbildungseigenschaften der Phasenverschiebungsmaske beeinträchtigen, (ii) diese Defekte ausgebessert werden, (iii) die Abbildungseigenschaften des ausgebesserten Phasen verschiebungsmaske analysiert werden und die Einhaltung eines vorgegebenen Toleranzkriteriums überprüft wird, und (iv) die beiden vorangegangenen Schritte (ii) und (iii) gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden, falls die Abbildungseigenschaften nicht einem vorgegebenen Toleranzkriterium entsprechen.

Die Herstellung von Masken für die Photolithographie, wie sie bei der Fabrikation von integrierten Schaltkreisen auf Wafern verwendet werden, ist aufwendig und kostenintensiv. Derzeit übliche Photolithographiescanner zum Belichten von Wafern werden mit einer Wellenlänge von 193 nm betrieben. Der Trend geht jedoch zu immer kleineren Strukturen, so daß Mittel und Wege gesucht werden, die Auflösung zu erhöhen. Ein Mittel dazu ist die Verwendung sogenannter Phasenverschiebungsmasken (Phase Shift Mask, PSM). Bei solchen Masken wird das durchtretende Licht nicht nur in seiner Intensität, sondern auch in seiner Phase variiert. Die Verwendung von Phasenverschiebungsmasken im Zusammenspiel mit hohen numerischen Aperturen für die Belichtung und besonders angepassten Beleuchtungsbedingungen erhöht die Auflösung für die optische Photolithographie auf derzeit bis zu 40 nm. Je kleiner die zu erzeugenden Strukturen sind, desto schwerer fallen Defekte in der Maskenstruktur ins Gewicht. Da die Herstellung von Masken aufwendig und teuer ist, spielen bei der Herstellung und Verifikation von Masken deren Analyse und Reparatur eine immer wichtigere Rolle.

Für die Untersuchung von Phasenverschiebungsmasken eignen sich jedoch die Standardverfahren - wie beispielsweise die Durchleuchtung mit weißem Licht - nicht. Bei Phasenverschiebungsmasken können im Rahmen einer solchen Durchleuchtung entweder transparent oder opak erscheinende Defekte bei der tatsächlichen Abbildung ein anderes Erscheinungsbild haben oder beispielsweise auch gar nicht sichtbar sein. Als einen ersten Schritt wird man jedoch eine Maske regelmäßig unter solchen Bedingungen in einem Inspektionssystem untersuchen, um eine vollständige Liste aller Defekte zu erhalten. Dabei wird eine die-to-die / Datenbank-Vergleich mittels einer hochaufgelösten Abbildung durchgeführt. In einem nächsten Schritt muß jedoch analysiert werden, welche der Defekte die Abbildungseigenschaften der Phasenverschiebungsmaske beeinträchtigen, d. h. die Abbildungseigenschaften so verändern, daß die gewünschte Struktur bei einem Druckvorgang, d.h. der Belichtung eines mit Fotolack beschichteten Wafers, außerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt. Dies läßt sich beispielsweise mit einem Maskenemulationssystem wie dem AIMS (Aerial Image Measurement System) analysieren.

Nur solche Defekte, die sich auch in den Abbildungseigenschaften negativ niederschlagen, werden also in einer Reparatureinrichtung ausgebessert. Anschließend werden die Abbildungseigenschaften der ausgebesserten Phasenverschiebungsmaske nochmals analysiert, beispielsweise in einem AIMS. Sollten die Abbildungseigenschaften nun einem vorgegebenen Toleranzkriterium entsprechen, so kann die Reparatur als erfolgreich angesehen werden; andernfalls werden die Defekte abermals ausgebessert und die Abbildungseigenschaften nochmals analysiert. Diese ersten beiden Schritte können gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden. Als Toleranzkriterium kann beispielsweise eine maximal mögliche Einschnürung oder Verdickung einer linienförmigen Struktur, wie sie auf dem Wafer erscheinen würde, definiert werden. Dies kann beispielsweise an einem mit dem AIMS erzeugten Bild beim sogenannten Best Focus, d.h. bei der bestmöglichen Fokussierung, überprüft werden. Im Stand der Technik werden Reparaturen dann so lange durchgeführt, bzw. reparierte Stellen so lange verändert, bis die reparierte Stelle im Best Focus innerhalb der Toleranzen liegt.

Bei der Verwendung von Phasenverschiebungsmasken stoßen die im Stand der Technik gekannten Verfahren jedoch an ihre Grenzen. Solche Masken, d. h. die auf das Trägermaterial der Maske (den Masken-Blank) aufgebrachten Strukturen, bestehen üblicherweise aus einer Molybdän-Silizium-Legierung (MoSi), für die Reparatur wird jedoch in der Regel ein anderes Material verwendet, falls Material hinzugefügt werden muß, da eine Deposition der MoSi-Legierung schwierig bis unmöglich ist. Bei der Verwendung eines anderen Materials ändern sich jedoch auch die optischen Eigenschaften an dieser Stelle, so daß unter Umständen die Phasendurchlässigkeit oder die Transmission an dieser Stelle sich von anderen Stellen unterscheidet. Auch die Umgebung des Defektes kann das optische Verhalten beeinflussen. Selbst wenn es gelingt, den Defekt zu beheben und man bei der bestmöglichen Fokussie- rung eine reparierte Struktur sieht, so trifft dies nur für diese Fokuseinstellung zu. Beim Einsatz der Maske in der Waferproduktion muß dann darauf geachtet werden, daß diese Bedingung penibel eingehalten wird, da ansonsten mehr oder weniger große Abweichungen auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß dem Anwender in der Waferproduktion größere Toleranzen bezüglich der Fokussierung ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Abbildungseigenschaften analysiert werden, indem für jeden der auszubessernden Defekte eine Prüfgröße in Abhängigkeit von Fokus und Belichtung für den Defekt und mindestens eine weitere, nicht defekte Stelle auf der Phasenverschiebungsmaske in der unmittelbaren Umgebung des Defektes bestimmt wird, und als Toleranzkriterium eine minimal zulässige Abweichung der Prüfgrößen für defekte und nicht defekte Stellen vorgegeben wird.

Als Prüfgröße wird also eine Größe oder Funktion vorgegeben, die mindestens von den beiden Variablen Fokussierung und Belichtung abhängt. Für jeden Wert der Prüfgröße kann dann ein Toleranzkriterium, welches Fokussierung und Belichtung umfaßt, angegeben werden. Das Toleranzkriterium ist dann erfüllt, wenn die Prüfgröße für den Defekt innerhalb der Toleranz für Belichtung und Fokussierung der entsprechenden Prüfgröße für die nicht defekte Stelle liegt.

Für die Prüfgrößen - wie beispielsweise die kritische Dimension (CD) oder die Belichtungstoleranz - kann man vorteilhaft Bossungkurven verwenden. Diese lassen sich in Abhängigkeit von der Fokuseinstellung für verschiedene Belichtungen bestimmen, so daß man eine Schar von Bossungkurven mit der Belichtungstoleranz oder der CD als Parameter erhält. Aus dieser Schar von Kurven läßt sich als Toleranzkriterium ein Bereich von Fokuseinstellungen und Belichtungen definieren, in denen die kritische Dimension - im Falle der nicht defekten Stellen - den Anforderungen entspricht.

Nachdem die Bossungkurven für die nicht defekte Stelle bestimmt wurden, wird die defekte Stelle untersucht. Auch hier läßt sich ein Bereich festlegen, in denen in bezug auf den Defekt die Toleranzkriterien bestmöglich erfüllt werden, auch wenn die kritische Dimension unter Umständen nicht den Ansprüchen genügt. Durch die Ausbesserung der Phasenverschiebungsmaske an dem Defekt versucht man nun, diese Toleranzbereiche möglichst in Übereinstimmung bzw. die Bossungkurven zur Deckung zu bringen. Die oben genannten Schritte (ii) und (iii) werden dabei so lange wiederholt, bis iterativ die Abweichung der beiden Toleranzbereiche zueinander so klein ist, daß sowohl für den Fokus als auch die Belichtungszeit gewisse Abweichungen von den Idealwerten - bei denen im Falle der Verwendung von Bossungkurven die Steigung dieser Kurven Null ist - möglich sind, ohne eine Verschlechterung in der Qualität zu bekommen. Das Toleranzkriterium ist also eingestellt, wenn die Abweichung der Prüfgröße des Defekts in bezug auf die Prüfgröße für die nicht defekte Stelle so klein ist, daß die Werte der Prüfgröße für den Defekt innerhalb des Toleranzbereichs der Prüfgröße ohne Defekt liegen.

Wichtig ist dabei, daß sich Defekt und nicht defekte Stelle in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander befinden, da die defekte Stelle mit den nicht defekten Stellen in optische Wechselwirkung treten kann, d.h. die optischen Transmissionseigenschaften auch der nicht defekten Stelle unter Umständen beeinflussen kann. Deshalb ist es vorteilhaft, mehrere nicht defekte Stellen in der unmittelbaren Umgebung zum Vergleich heranzuziehen, zweckmäßig ist dabei eine Beschränkung auf vier benachbarte Stellen, um den Aufwand bei hoher Genauigkeit möglichst gering zu halten. Der Abstand zwischen diesen Stellen muß dabei so groß sein, dass die optische Abbildung der nicht defekten Stelle nicht durch die Wirkung der Defektstelle überlagert wird, d.h. es darf keine Faltung passieren.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden für die Prüfgrößen Prozeßfenster bestimmt, als Toleranzkriterium wird dann eine Mindestüberlappung der Prozeßfenster vorgegeben. Ein solches Prozeßfenster erhält man aus der Darstellung einer Prüfgröße - wie beispielsweise der kritischen Dimension oder der Belichtungstoleranz - als Funktion der Belichtung und des Fokus. In Abhängigkeit von äußeren Randbedingungen, wie verwendetem Photolack, Wellenlänge etc. lassen sich dann aus den graphischen Darstellungen der Kurven Prozeßfenster bestimmen, d. h. ein Bereich für Belichtung und Fokus, innerhalb dessen eine Struktur mit einer vorgegebenen Genauigkeit erzeugt werden kann. Die Prozeßfenster müssen dabei sowohl für den Defekt als auch für die Nachbarstellen, die nicht defekt sind, bestimmt werden. Das bzw. die Prozeßfenster eines Defekts, der sich bei der Belichtung des mit Photolack überzogenen Wafers bemerkbar macht, überlappen sich in der Regel nicht oder nur geringfügig mit den Prozeßfenstern der nicht defekten Stellen, die idealerweise alle identisch sind. Überlappen sich die jeweiligen Prozeßfenster nicht, so gibt es keinen Bereich bezüglich Belichtung und Fokussierung, in dem der Wafer zufriedenstellend belichtet werden kann, so daß sich der Defekt nicht bemerkbar macht. Erst, wenn sich die Prozeßfenster für Defekt und nicht defekte Stellen überlappen, gibt es einen Bereich, in dem eine Einstellung von Belichtung und Fokus existiert, die es ermöglicht, den Defekt auf der belichteten Struktur nicht sichtbar werden zu lassen, auch wenn der Defekt möglicherweise nicht optimal korrigiert ist.

Die Ausbesserung ist daher ein iterativer Prozeß, bei dem versucht wird, die Prozeßfenster für Defekt und nicht defekte Stellen zu einer möglichst großen Überlappung zu bringen. Als Toleranzkriterium ist eine Mindestüberlappung der Prozeßfenster vorgegeben, diese Mindestüberlappung kann prozentual angegeben sein und richtet sich nach den spezifischen Vorgaben des Prozesses der Waferherstellung; sie liegt in der Regel etwa bei 90%.

Um die Prüfgrößen im Abhängigkeit vom Fokus entsprechend darstellen zu können, ist es zweckmäßig zur Bestimmung dieser Größen Bildstapel von Abbildungen der Phasenverschiebungsmaske in verschiedenen Ebenen um die und parallel zur Fokusebene zu erzeugen. Diesen sogenannten Through-Focus Bildstapel, der mindestens den Bereich der Tiefenschärfe abdeckt, kann man beispielsweise direkt im Maskenemulationssystem AIMS erzeugen. Während im AIMS die Situation im Photolithographiescanner emuliert wird, lassen sich auch Aufnahmen bei anderen Wellenlängen machen, die dann mittels eines Scannersimulationsprogramms analysiert werden. Auch mittels Rasterelektronenmikroskopie lassen sich solche Bildstapel erzeugen.

Alternativ lassen sich die Prozeßfenster auch aus einem Testdruck eines Wafers mit anschließender rasterelektronenmikroskopischer Analyse im Hinblick auf die kritische Dimension ableiten. Diese Methode ist jedoch zeitaufwendiger.

Zur Ausbesserung der Defekte wird entweder Material aufgetragen oder abgetragen. Dabei kann Material aufgetragen werden, welches sich in den optischen Eigenschaften, wie der Transmission oder der Phasendurchlässigkeit von dem Material bereits vorhandener Struk- turen unterscheidet, es kann beispielsweise Material mit einer Transmission von 6%oder 18% aufgetragen werden aber auch lichtundurchlässiges Material. Es kann Material bestehender Strukturen oder auch Trägermaterial der Maske abgetragen werden. Die bestehenden Strukturen können dabei aus vorhergehenden Reparaturschritten stammen. Durch das Abtragen bzw. Auftragen von Material kann auch die Schichtdicke bestehender Strukturen geändert werden, um so die optischen Eigenschaften zu ändern..

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens schließlich wird der Defekt durch das Anbringen von sogenannten OPC- Strukturen (Optical-Proximity-Correction Strukturen) ausgebessert. Dabei kann die Reparatur ausschließlich auf der Verwendung solcher OPC-Strukturen basieren, vorteilhaft wird man jedoch zuerst den Defekt mit einem Material auszubessern suchen, welches in seinen optischen Eigenschaften dem Basismaterial der Maskenstruktur am ehesten spricht, um im iterativen Reparaturprozeß mit möglichst wenigen Schritten auszukommen.

Der Vorteil in der Verwendung von OPC-Strukturen liegt darin, daß zur groben Ausbesserung des Defekts -beispielsweise einer Leerstelle in einer Linie -verschiedene, unter Umständen leichter als das ursprüngliche Maskenmaterial auftragbare Materialien verwendet werden können. In einer Feinabstimmung können dann die optischen Eigenschaften mittels des Anbringens von OPC-Strukturen so eingestellt werden, daß sich die Prozeßfenster der Defektstelle und der benachbarten nicht defekten Stellen innerhalb des Toleranzkriteriums überlappen. Das Anbringen von OPC-Strukturen kann dabei nicht nur im Auftragen von Material bestehen, sondern auch im Abtragen von Material, beispielsweise im Schneiden eines Grabens in das Maskenmaterial. Diese Ausgestaltung des Verfahrens stellt eine wesentliche Erleichterung bei der Reparatur von Masken dar.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, Defektstellen auf einfache Art so zu korrigieren, daß dem Anwender bezüglich der Belichtung und der Fokussierung gewisse Spielräume bleiben, so daß bei Nichteinstellung der bestmöglichen Fokussierung bzw. bestmöglichen Belichtung die damit erzeugte Waferstruktur verwendbar bleibt.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Ablaufschema für das erfindungsgemäße Verfahren, Fig. 2 das Schema einer Maskenstruktur mit ausgebessertem Defekt,

Fig. 3 a beispielhaft Prozeßfenster für einen nichtausgebesserten Defekt und seine Nachbarstellen und

Fig. 3b entsprechende Prozeßfenster bei ausgebessertem Defekt.

In Fig. 1 ist zunächst der grundlegende Ablauf des Verfahrens skizziert. In einem ersten Schritt wird eine Maske in ein Maskeninspektionssystem gegeben und auf das Vorhandensein von Defekten hin untersucht. Die vorhandenen Defekte werden vom Inspektionssystem außerdem dahingehend analysiert, ob sie Abbildungseigenschaften der Phasenverschiebungsmaske beeinträchtigen. Dies kann beispielsweise mit der Testherstellung eines Wafers, oder aber mit einem Maskenemulationssystem wie dem AIMS von ZEISS untersucht werden. In beiden Fällen erhält man eine Liste mit den Defekten, die repariert werden müssen, um die volle Funktionsfähigkeit der Phasenverschiebungsmaske zu gewährleisten. Diese Defekte werden dann nacheinander in einem Maskenreparatursystem ausgebessert. Dabei können optional zur Reparatur auch sogenannte OPC-Strukturen (Optical- Proximity-Correction-Struktmeή) angebracht werden. Neben dem Aufbringen von Material kann selbstverständlich auch Material abgetragen werden.

Im nächsten Schritt werden dann Werte von Prüfgrößen bestimmt, wobei die Prüfgrößen von Fokus und Belichtung abhängen. Als Prüfgröße eignet sich beispielsweise die kritische Dimension oder die Toleranz bezüglich der Belichtung. Im nächsten Schritt wird dann ü- berprüft, ob die Abbildungseigenschaften einem vorgegebenen Toleranzkriterium entsprechen. Im Falle der Bestimmung von Prozeßfenstern von den Prüfgrößen wird als Toleranzkriterium eine Mindestüberlappung der Prozeßfenster vorgegeben, wobei die minimal notwendige Überlappung in Abhängigkeit vom Maskenmaterial, den Photolack und weiteren Systemeigenschaften bzw. Parametern, die den Prozeß der Photolithographie bestimmen, abhängen kann. Diese Mindestüberlappung der Prozeßfenster definiert den Bereich bezüglich Fokus und Belichtung, in dem beispielsweise eine Struktur mit einem Durchmesser von 100 nm auf 10 nm genau erzeugt werden kann, die Abbildungseigenschaften also in einem tolerierbaren Bereich liegen. Das Toleranzkriterium entspricht also einer Genauigkeit mit der Strukturen auf einen Wafer abgebildet werden können. Ist die Mindestüberlappung ausreichend, d. h. wird die erforderliche Genauigkeit erreicht, so kann die Maske verifiziert und für den Photolithographieprozeß verwendet werden. Werden die erforderlichen Toleranzen nicht eingehalten, so wird die Maske abermals der Maskenreparatur zugeführt.

In Fig. 2 ist beispielhaft die Struktur einer Phasenverschiebungsmaske dargestellt. Auf einem Trägermaterial, bei dem es sich beispielsweise um eine Legierung aus Tantal und Siliziumdioxid handeln kann, befinden sich linienfδrmige Strukturen 1 aus einer Molybdän-Silizium-Legierung. Die mittlere dieser linienfÖrmigen Strukturen 1 weist eine Defektstelle 2 auf. Während es bei herkömmlichen Masken, die nur die Intensität des Lichtes verändern, nur darauf ankommt, daß die Defektsteile möglichst entsprechend der vorgegebenen Struktur ausgebessert wird, stehen bei Phasenverschiebungsmasken die optischen Eigenschaften des Materials im Vordergrund: Neben der Variation der Intensität wird durch Phasenverschiebungsmasken auch die Phase räumlich variiert. Auf diese Weise läßt sich eine höhere Auflösung als mit konventionellen Masken erreichen. Man unterscheidet dabei zwischen sogenannten Alternating (alternierenden) und Attenuating (abgeschwächten) Phasenverschiebungsmasken. Zwar wird die bessere Auflösung und höhere Genauigkeit durch die erstgenannte Gruppe von Phasenverschiebungsmasken erreicht, die Attenuating Phasenverschiebungsmasken sind jedoch leichter zu entwerfen und herzustellen.

Wünschenswert wäre natürlich eine Reparatur des Defekts mit demselben Material und mit denselben Abmessungen, d.h. demselben Liniendurchmesser und derselben Liniendicke in der Draufsicht. Während Verdickungen von Linien zwar beseitigt werden können und so das gleiche Material erhalten bleibt, ist es mitunter schwierig, dasselbe Material, in diesem Falle also die Molybdän-Silizium-Legierung, an der defekten Stelle aufzubringen. Auch andere Materialien, die hinsichtlich Brechungs- und Absorptionsindex bzw. der Transmission oder Phasendurchlässigkeit (d. h. Phasenschiebung) ähnliche Eigenschaften wie die Molybdän-Silizium-Legierung aufweisen, lassen sich verwenden. Die Verwendung eines anderen Materials hat daher zur Folge, daß die optischen Eigenschaften, insbesondere was die Phasenverschiebungen betrifft, bei gleicher Breite und Dicke der Linie an der ausgebesserten Stelle nicht notwendig den gewünschten Eigenschaften entsprechen.

Als transmittierendes oder lichtblockierendes Material, kann beispielsweise Chrom zum Einsatz kommen. Chromschichten können als lichtblockierende Schichten ausgebildet sein, sind die Strukturen entsprechend dünn, werden transmittierende Schichten realisiert. Bevorzugt sind Schichten mit einer Transmission von 6 % oder 18 %.

Zur Reparatur eines Defekts kann auch das Abtragen von Material notwendig sein. Es kann hier Material der strukturbildenden Schicht wie beispielsweise Chrom abgetragen werden. Es kann auch, beispielsweise bei alternating Phasenverschiebungsmasken, notwendig sein, vom Trägermaterial der Maske Material abzutragen.

Nach Ausbesserung der Defektstelle 2 werden jedoch zunächst Prozeßfenster für die Defektstelle 2 und die sie umgebenden benachbarten Stellen A, B, C, D bestimmt. Dazu werden die Abbildungseigenschaften der ausgebesserten Phasenverschiebungsmaske analysiert. Dies kann beispielsweise in einem Maskenemulationssystem wie dem AJMS, in dem die Abbildung der Maske auf den Wafer emuliert wird, durchgeführt werden.

Zur Bestimmung der Prozeßfenster wird dabei ein Stapel von Bildern aufgenommen, der zum einen die Fokusebene enthält, zum anderen aber auch zu dieser parallele Ebenen außerhalb des Fokus um den gesamten Tiefenschärfebereich abdeckt. Grundsätzlich reicht die Analyse einer der benachbarten Stellen A bis D, je mehr Stellen jedoch verwendet werden, desto höher ist die Genauigkeit der Methode.

In Fig. 3a sind solche Prozeßfenster für den Defekt (K^D;, gestrichelte Linien) und beispielhaft für die Nachbarstelle A (K^N;, durchgezogene Linien) gezeigt. Auf der x- Achse ist der Logarithmus der Belichtung, d.h. das Produkt aus Beleuchtungsstärke und Belichtungszeit, logarithmisch dargestellt. Auf der y- Achse ist die Fokustoleranz in μm dargestellt, d.h. die Abweichung, die bei vorgegebener Belichtung von der Ebene des besten Fokus -gemessen in der Regel relativ zur Oberfläche der Photolackschicht -noch tolerierbar sind. Dargestellt ist für den Defekt und für die nicht defekte Stelle jeweils eine Schar von drei Funktionen K^{D N}j , die sich in der zulässigen Toleranz für die Belichtung unterscheiden. Der Parameter i = 10, 20, 30 gibt die Prozentzahl der erlaubten Belichtungstoleranz an. Je höher die Toleranzen der Belichtung ist, desto geringer ist die Toleranz in der Fokusebene, um noch das gewünschte Merkmal - im vorliegenden Fall eine Linie mit der Breite von 100 nm - mit einer Genauigkeit von 10 % auf den Photolack bzw. den Wafer abzubilden. Zur Erhöhung der Genauigkeit wird - nicht gezeigt - nicht nur die Nachbarstelle A analysiert, sondern alle in Fig. 2 gezeigten Nachbarstellen. Dementsprechend werden die Prozeßfenster festgelegt, d. h. diejenigen Bereiche für Belichtung und Fokus, innerhalb derer das genannte Merkmal erzeugt werden kann. Sie sind in Fig. 3a als rechteckige Kästchen eingezeichnet. Es ist deutlich zu sehen, daß bei nicht oder nur mangelhaft ausgebessertem Defekt sich die Prozeßfenster für die defekte Stelle und für die benachbarte nicht defekte Stelle bei gleicher Belichtungstoleranz nicht oder nur geringfügig überlappen. Es besteht daher die Gefahr, daß der Toleranzbereich für eine Einstellung der Belichtung und Fokussierung zu klein ist, als daß die Parameter befriedigend eingestellt werden könnten. Hinzu kommt, daß bei anderen Defekten die Prozeßfenster wieder anders liegen können, so daß die Einstellungen, die für den einen Defekt funktionieren, für den anderen versagen.

Aus diesem Grund ist eine weitere Reparatur notwendig. Für kleine Änderungen bzw. die Feinabstimmung eignet sich die Anbringung von OPC-Strukturen, die entweder aus trans- mittierenden oder lichtblockierenden Material, wie beispielsweise Chrom, bestehen. Chromschichten können als lichtblockierende Schichten ausgebildet sein, sind die Strukturen entsprechend dünn, werden transmittierende Schichten realisiert. Die Umkehrung, d. h. das Entfernen von Material, wie beispielsweise das Schneiden eines Grabens, wird auch von diesen OPC-Strukturen umfaßt. Auch Breite und Dicke des Materials können variiert werden. Anschließend werden die Abbildungseigenschaften erneut analysiert und wie im vorangegangenen Schritt Prozeßfenster bestimmt.

In Fig.2 ist beispielhaft neben der reparierten Defektstelle 2 links und rechts jeweils eine OPC-Struktur 3 eingezeichnet. Die Prozeßfenster der reparierten Maske, die verifiziert und freigegeben werden kann, sind in Fig.3b dargestellt. Die Prozeßfenster für die defekte Stelle und die benachbarte Stelle A überlappen sich nun fast vollständig, das Toleranzkriterium ist erfüllt. Damit steht dem Anwender ein größerer Bereich an Fokus- und Belichtungseinstellungen zur Verfügung, innerhalb dessen die Strukturen mit den erforderlichen Genauigkeiten auf den Wafer gedruckt werden können. Bezugszeichenliste

1 linienförmige Struktur

2 Defektstelle

3 OPC-Struktur

A, B, C, D benachbarte Stellen

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Reparatur von Phasenverschiebungsmasken für die Photolithographie, bei dem eine Phasenverschiebungsmaske auf das Vorhandensein von Defekten untersucht wird, und falls Defekte vorhanden sind i) analysiert wird, welche der Defekte Abbildungseigenschaften der Phasenverschiebungsmaske beeinträchtigen, ii) diese Defekte ausgebessert werden, iii) die Abbildungseigenschaften der ausgebesserten Phasenverschiebungsmaske analysiert werden und die Einhaltung eines vorgegebenen Toleranzkriteriums überprüft wird, und iv) die beiden vorangegangenen Schritte ii) und iii) gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden, falls die Abbildungseigenschaften nicht dem vorgegebenen Toleranzkriterium entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseigenschaften analysiert werden, indem für jeden der auszubessernden Defekte eine Prüfgröße in Abhängigkeit von Fokus und Belichtung für den Defekt und mindestens eine weitere, nicht defekte Stelle auf der Phasenverschiebungsmaske in der unmittelbaren Umgebung des Defekts bestimmt wird, und als Toleranzkriterium eine minimal zulässige Abweichung der Prüfgrößen für Defekt und nicht defekte Stelle vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Defekt und der mindestens eine weitere, nicht defekten Stelle so groß ist, dass die optische Abbildung der nicht defekten Stelle nicht durch die Wirkung der Defektstelle überlagert wird.

3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Defekt in Schritt ii) durch Auftragen von Material ausgebessert wird, welches sich in der Transmission oder der Phasendurchlässigkeit vom Material bereits vorhandener Strukturen unterscheidet.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Defekt in Schritt ii) durch Auftragen von lichtundurchlässigem Material ausgebessert wird.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Defekt in Schritt ii) durch Abtragen von Material bestehender Strukturen oder durch Abtragen von Trägermaterial der Maske ausgebessert wird.

6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Defekt durch das Anbringen von Optical-Proximity-Correction-Strukturen ausgebessert wird.

7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Prüfgrößen Bildstapel der Abbildung der Phasenverschiebungsmaske in verschiedenen Ebenen um die Fokusebene und parallel zu dieser erzeugt werden.

8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zumindest eine Prüfgröße die kritische Dimension oder die Belichtungstoleranz verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Prüfgrößen Prozeßfenster bestimmt werden und als Toleranzkriterium eine Mindestüberlappung der Prozeßfenster vorgegeben wird.

10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Prüfgrößen Bossungkurven bestimmt werden.

11 Verfahren nach Anspruch 9 und 10, wobei eine Überlappung der Prozeßfenster aus den Bossungkurven bestimmt wird.