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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung einer Maske.
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Die Anforderungen an Masken, die in der Lithographie zur Herstellung von Strukturen auf Wafern eingesetzt werden, steigen ständig. Bei jedem Entwicklungsschritt werden die Abmessungen der Strukturen auf den Masken immer kleiner. Dies führt dazu, dass der Herstellungsprozess immer aufwändiger wird und die Masken fehleranfälliger werden. Dies gilt sowohl für transmissive Masken als auch für reflektive Masken. Die Fehleranfälligkeit bei der Herstellung reflektiver Masken ist im Vergleich zu transmissiven Masken wegen ihres aufwändigen Aufbaus und nochmals geringeren Abmessungen der Strukturen sehr hoch.
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Masken werden direkt nach der Herstellung aber auch während des Gebrauchs zur Qualitätskontrolle regelmäßig auf fehlerhafte Bereiche hin untersucht. Dabei kann die auf der Maske hergestellte Struktur vollständig überprüft werden. Dies wird als Masken-Inspektion bezeichnet. Bei der Masken-Inspektion erfolgt eine schnelle Überprüfung der Struktur der Maske auf Fehler. Die so gefundenen als fehlerhaft markierten Positionen werden in einem Positions-Datensatz gespeichert und in einem weiteren Schritt durch weitere genauere Messgeräte überprüft. Dann wird untersucht, ob die gefundenen Fehler bei Gebrauch der Maske relevant sind. Dies wird als Masken-Review bezeichnet. Die relevanten Fehler werden dann in einem Reparaturgerät repariert.
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Alternativ oder ergänzend können aus der Maskenstruktur Positionen abgeleitet werden, an welchen bei der Herstellung einer Maske besonders häufig Fehler auftreten, sogenannte Hot-Spots. Diese Positionen werden als Fehler-Positionen in einem Positions-Datensatz gespeichert werden. An den ermittelten Positionen kann eine Masken-Inspektion bzw. ein Masken-Review erfolgen.
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Die Masken-Inspektion wird beispielsweise mit einem Gerät der Teron 600 Serie der Firma KLA-Tencor oder einem Gerät der Bezeichnung WLCD der Firma Carl Zeiss SMS GmbH durchgeführt. Für das Masken-Review kann zum Beispiel ein Gerät der Bezeichnung AIMS der Firma Carl Zeiss SMS GmbH verwendet werden.
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In einem Positions-Datensatz sind die Koordinaten von als fehlerhaft eingestuften Positionen einer Maskenstruktur gespeichert. Die Koordinaten dieser Fehler-Positionen beziehen sich auf die Maskenstruktur, die auch als Maskendesign oder Maskenlayout bezeichnet wird. Eine Maskenstruktur liegt als computerlesbarer Struktur-Datensatz vor.
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Für jede Fehler-Position ist die Art der weiteren Untersuchung, d. h. eine Mess-Aufgabe, festzulegen. Dies kann die Auswahl einer zu verwendenden Sonde betreffen, aber auch die Schritte, die bei der Messung an einer Position durch eine jeweilige Sonde vorzunehmen sind. Erfolgt zur weiteren Untersuchung beispielsweise die Aufnahme von Luftbildern der Strukturen an den Fehler-Positionen, so ist für die verschiedenen Strukturtypen festzulegen, welche Parameter der einzelnen Luftbilder zu messen sind.
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Ein erster Schritt bei der Untersuchung von Masken ist die Zuordnung der jeweiligen Mess-Aufgabe zu einer Fehler-Position. Dabei kann für jede Fehler-Position der jeweilige Strukturtyp der Masken-Struktur ermittelt werden. Für jeden Strukturtyp kann eine geeignete Mess-Aufgabe ausgewählt werden.
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Die Zahl der Fehler-Positionen auf einer Maske ist in der Regel sehr hoch und steigt mit jeder Generation neu entwickelter Masken. Deshalb ist für die Überprüfung und Untersuchung der Maske ein hoher Grad an Automatisierung notwendig.
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Verfahren zur Untersuchung von Masken und von Defekten auf solchen Masken sowie Vorrichtungen zur Durchführung solcher Verfahren sind beispielsweise aus den Schriften
US 2009/0 180 680 A1 ,
US 2007/0 172 111 A1 ,
DE 10 2004 031 877 A1 und
DE 10 2009 038 558 A1 bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, den Grad der Automatisierung der Untersuchung von Masken zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Untersuchung einer Maske umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Positions-Datensatzes mit zu untersuchenden Fehler-Positionen der Maske;
Bereitstellen eines Struktur-Datensatzes mit der Struktur der Maske;
Vorgeben von Strukturmerkmalen der Maske, die zu ermitteln sind;
an jeder Fehler-Position: Ermitteln der Werte der vorgegebenen Strukturmerkmale der Struktur durch eine Recheneinheit; Ermitteln einer Mess-Aufgabe aus vorgegebenen Entscheidungs-Kriterien und der ermittelten Werte der Strukturmerkmale der Struktur durch die Recheneinheit; von der Recheneinheit gesteuertes Durchführen der ermittelten Mess-Aufgabe.
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Eine Masken-Struktur wird auch als Masken-Design bezeichnet. In diesem Datensatz ist bei transmissiven Masken festgelegt, welche Bereiche der Maskenoberfläche lichtdurchlässig bzw. lichtundurchlässig sind. Für reflektive Masken wird vorgegeben, welche Bereiche für die Beleuchtungsstrahlung reflektierend oder absorbierend ausgestaltet sind.
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Eine Mess-Aufgabe kann einen einzigen Schritt aber auch mehrere Schritte umfassen. Diese Schritte können die Vornahme von Messungen mit einem oder mehreren Mess-Verfahren, aber auch die Auswertung von Messergebnissen umfassen.
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Die Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens kann als Computer ausgebildet sein, auf welchem ein Computerprogramm ausgeführt wird. Die Recheneinheit ist zur Durchführung der entsprechenden Verfahrensschritte ausgestaltet bzw. programmiert.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Untersuchung einer Maske ausgehend von vorgegebenen Fehler-Positionen bis zur Durchführung einer Mess-Aufgabe automatisch, d. h. gesteuert von einer Recheneinheit, durchgeführt werden kann. Zudem können Entscheidungs-Kriterien für die Überprüfung einer Masken-Struktur schnell überprüft und optimiert werden.
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Durch die Recheneinheit wird durch Verarbeitung der Daten des Struktur-Datensatzes und der vorgegebenen Entscheidungskriterien für jede Fehlerposition eine Mess-Aufgabe ermittelt. Die Entscheidungs-Kriterien können als Korrelations-Datensatz vorgegeben werden, oder können durch einen Algorithmus des auf der Recheneinheit laufenden Computerprogramms vorgegeben werden.
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Die Zuordnung von Strukturtypen oder Messaufgaben zu Fehler-Positionen wird auch als Markierung der Struktur oder als das Setzen von Markern bezeichnet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Korrelations-Datensatz mit Entscheidungs-Kriterien bereitgestellt, welcher eine Zuordnung von Strukturmerkmalen der Struktur zu der Mess-Aufgabe umfasst.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Entscheidungs-Kriterien auf einfache Weise bereitgestellt und verändert werden können. Die Erstellung eines Programmes durch den Anwender ist nicht mehr erforderlich.
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In einer weiteren Variante dieser Ausgestaltung der Erfindung umfasste der Korrelations-Datensatz die Zuordnung von Strukturmerkmalen der Struktur zu Struktur-Typen und die Zuordnung einer Mess-Aufgabe zu jedem Struktur-Typ.
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Diese Maßnahme ist von Vorteil, wenn anhand des Strukturtyps die Mess-Aufgabe direkt festgelegt werden kann und für alle Strukturen eines Typs die gleiche Mess-Aufgabe durchgeführt werden soll.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Mess-Aufgaben durch ein Skript der CATS-Software ermittelt, das in der Recheneinheit ausgeführt wird.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass ein derartiges Skript auf einfache Weise erstellt und verändert werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Skript zum Ermitteln der Mess-Aufgaben aus dem Korrelations-Datensatz durch die Recheneinheit erstellt.
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Diese Maßnahme ermöglicht die schnelle Umsetzung der Entscheidungs-Kriterien aus dem Korrelations-Datensatz.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine Mess-Aufgabe die Aufnahme eines Luftbildes mit einem Mikroskop.
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Bei dem Mikroskop kann ein speziell für die Untersuchung von Masken optimiertes Mikroskop verwendet werden, wie beispielsweise die genannten Geräte der Bezeichnung WLCD oder AIMS. Es können beispielsweise auch andere optische Mikroskope oder Rasterkraft- oder Rastertunnelmikroskope zum Einsatz kommen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Fehler-Positionen des Positions-Datensatzes durch die Durchführung einer Masken-Inspektion ermittelt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Fehler-Positionen des Positions-Datensatzes Hot-Spots der Struktur.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird jeder Fehler-Position eine Mess-Region zugeordnet.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Untersuchung auf die notwendigen Bereiche beschränkt wird. Dies führt zu Zeitersparnis.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittlung der Strukturmerkmale einer Struktur aus dem jeweiligen Struktur-Datensatz ein Luftbild der zugeordneten Mess-Region simuliert, wobei die Strukturmerkmale durch Analyse des Luftbildes durch eine Recheneinheit ermittelt werden.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass Strukturmerkmale in einer Form ermittelt werden können, wie sie auch auf dem Wafer bei der Belichtung der Strukturen auftreten. So ist beispielsweise bei Strukturen, die zur Erhöhung der Auflösung OPC-Merkmale enthalten, eine direkte Ermittlung einiger Strukturmerkmale nicht möglich. Die ist auch bei sogenannten SMO-Strukturen der Fall.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest der Wert eines der folgenden Strukturmerkmale ermittelt: Kritische Dimension, Tönung, Kantenlänge, Länge einer Linie, Seitenverhältnis von Länge und Breite.
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Die Tönung einer Maske kann die Werte transparent oder undurchlässig annehmen. Bei transmissiven Masken, beispielsweise aus einer Struktur aus einer Chrom-Schicht auf Glas, bedeutet das Strukturmerkmal Tönung mit dem Wert transparent, dass hier auf das Glas der Maske keine Chromschicht aufgebracht ist. Die Maske ist hier durchlässig für Beleuchtungsstrahlung. Der Wert undurchlässig bedeutet, dass eine Chromschicht aufgebracht ist. Die Maske ist hier undurchlässig für Beleuchtungsstrahlung. Bei reflektiven Masken bedeutet der Wert transparent, dass die Maske Beleuchtungsstrahlung reflektiert und der Wert undurchlässig, dass die Maske die Beleuchtungsstrahlung absorbiert d. h. nicht reflektiert. Die Ermittlung des Wertes der Tönung erfolgt vorzugsweise im Mittelpunkt einer Mess-Region.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass diese Strukturmerkmale auf einfache Weise zu ermitteln sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest die folgenden Strukturtypen zuordenbar: Linien und Freiräume, Kontaktloch, Ende zu Ende.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass diese Strukturtypen in zahlreichen Strukturen vorhanden sind.
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Die Erfindung umfasst zudem ein computerimplementiertes Verfahren zur Zuordnung von Mess-Aufgaben zu Fehler-Positionen einer Maske umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Positions-Datensatzes mit zu untersuchenden Fehler-Positionen der Maske;
Bereitstellen eines Struktur-Datensatzes mit der Struktur der Maske;
Vorgeben von Strukturmerkmalen der Maske, die zu ermitteln sind;
an jeder Fehler-Position: Ermitteln der Werte der vorgegebenen Strukturmerkmale der Struktur durch eine Recheneinheit; Ermitteln einer Mess-Aufgabe aus vorgegebenen Entscheidungs-Kriterien und aus den ermittelten Werten der Strukturmerkmale der Struktur durch die Recheneinheit.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen:
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1: Schematische Darstellung des Aufbaus eines Mikroskops;
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2: Schematische Darstellung von Beispielen von Strukturtypen mit Mess-Regionen;
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3: Schema eines Beispiels von Entscheidungs-Kriterien eines Korrelations-Datensatzes;
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4: Schema einer Benutzeroberfläche zur Eingabe von Entscheidungskriterien;
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5: Schema des Ablaufs des Verfahrens zur Optimierung von Entscheidungskriterien;
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6: Schema des Ablaufs der Zuordnung von Strukturtypen zu Fehlerpositionen.
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Der Aufbau eines Mikroskops 1, welches zur Untersuchung von Masken geeignet ist, wird anhand von 1 erläutert. Das Mikroskop 1 weist einen Probenhalter 10 auf, auf welcher das abzubildende Objekt 5 aufliegt und einen als CCD-Chip (Charged Coupled Device) ausgebildeten Detektor 20. Eine Lichtquelle 25 beleuchtet das Objekt 5 über eine Beleuchtungsoptik 30, die eine Pupillenebene 35 aufweist. Beleuchtungseinstellungen können über einen Pupillenfilter, der in der Pupillenebene 35 angeordnet ist, und einen Polarisator 36 eingestellt werden. Bei der Aufnahme der Luftbilder des Objektes 5 mit dem Detektor 20 werden an die Struktur angepasste Beleuchtungseinstellungen und Polarisationseinstellungen verwendet.
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Ein Luftbild des Objekts 5 wird über die Abbildungsoptik 15, mit der optischen Achse 2, in der Ebene des Detektors 20 erzeugt. Zur Fokussierung wird die Abbildungsoptik 15 in die Richtung senkrecht zur X-Y-Ebene, als Z-Richtung, längs der optischen Achse 2, bezeichnet, bewegt. Das Luftbild wird von der Recheneinheit 40 ausgelesen, die als Computer ausgebildet ist. Das Luftbild liegt zunächst als Datensatz bzw. Datenstruktur im Arbeitsspeicher des Computers vor. Diese kann als Grafikdatei auf der Festplatte des Computers abgespeichert werden. Die Datenstruktur bzw. die Grafikdatei ist eine zweidimensionale Matrix, die aus Pixeln aufgebaut ist. Die Intensitäten der Pixel werden durch Zahlenwerte von 0 bis 255 dargestellt. Das Bildfeld auf der Maske ist quadratisch, mit einer Kantenlänge von 10 μm. Der Ausschnitt der aufgenommenen Teilstruktur wird durch das Bildfeld bestimmt.
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Zur Aufnahme eines Luftbildes der Intensitätsverteilung in der Pupillenebene 35 der Beleuchtungsoptik 30 wird eine Bertrand-Linse 16 durch einen Antrieb 17, gesteuert durch die Recheneinheit 40, in den Strahlengang des Mikroskops 1 eingebracht. Das Luftbild wird im Speicher der Recheneinheit 40 als erste Matrix mit konstanter Auflösung abgespeichert.
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Mikroskope wie das beschriebene Mikroskop 1 werden zur Untersuchung von Masken in der Lithographie als Maskeninspektionsmikroskop oder als Positionsmessvorrichtungen verwendet. Der Probenhalter 10 ist dann als Maskenhalter bzw. Stage ausgebildet. Das zu untersuchende Objekt 5 ist eine Maske.
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Die Analyse der Maske und die Zuordnung von Strukturtypen, Mess-Regionen und Mess-Aufgaben erfolgt unter Verwendung der Design-Software CATS der Firma Synopsis Inc.
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In einem Positions-Datensatz sind die zu untersuchenden Fehlerpositionen vorgegeben. Diese können durch eine Masken-Inspektion ermittelt worden sein oder es können Hot-Spots der Struktur ermittelt worden sein.
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Es werden zunächst Struktur-Typen vorgegeben, welchen Strukturmerkmale zugeordnet werden. Strukturmerkmalen, die Messgrößen darstellen, werden Schwellenwerte oder Wertebereiche zugeordnet. Diese Wertebereiche sind für die Struktur vorgegebene Nominal-Werte bzw. zulässige Toleranzbereiche. Beispiele von Strukturtypen, Strukturmerkmalen sowie möglicher Werte und Wertebereiche sind in Tabelle 1 gegeben.
| Strukturmerkmale | Ende zu Ende
(End-to-End)
(MM) | Kontaktloch
(Contact Hole)
(BOXROT) | Linie und Freiraum
(Lines and Spaces)
(CDR) |
| Tönung
(TONE) | undurchlässig
(OPAQUE) | transparent
(CLEAR) | transparent
(CLEAR) |
| Kontur
(CONTOUR) | offen
(OPEN) | geschlossen
(CLOSED) | offen
(OPEN) |
| Breite
(NM_WIDTH) | 0.09–2 μm | 0.08–0.5 μm | 0.5–2 μm |
| Kritische Dimension
(CD) | 0.09–0.6 μm | 0.11–0.5 μm | 0.19–0.35 μm |
| Seitenverhältnis
(ASPECT_RATIO) | 1–60 | 1–3 | 2–11 |
Tabelle 1
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In Klammern sind die jeweiligen englischen Fachbegriffe angegeben und zudem die Bezeichnungen in der Design-Umgebung CATS. Die Zahlenwerte sind Beispiele.
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Jedem Strukturtyp wird eine Mess-Region zugeordnet. Diese Zuordnung eines vorgegebenen Strukturtyps zu der jeweiligen Struktur an einer Fehlerposition erfolgt automatisch durch die CATS-Software. In diesem Programm sind entsprechende Algorithmen der Bildverarbeitung und Analyse implementiert. Beispiele von Strukturtypen und zugeordneten Mess-Regionen sind in den 2a, 2b und 2c veranschaulicht. Schraffierte Flächen stellen lichtundurchlässige Bereiche der Struktur einer Maske dar.
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In 2a wird ein Ausschnitt 50 einer Struktur dargestellt. In der Mitte des Ausschnittes ist eine Ende-zu-Ende-Struktur dargestellt. Die Mess-Region 51 wird durch ein Rechteck dargestellt. Die Ende-zu-Ende-Struktur wird in diesem Beispiel als eine Linie 52 der Länge 1, die die zwei benachbarte Linien 53, 54 der umgebenden Linien und Freiräume verbindet, dargestellt. Die Ermittlung der Tönung erfolgt im Mittelpunkt der Mess-Region 51.
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In 2b wird ein Ausschnitt 60 einer Struktur dargestellt, die ein Kontaktloch 61 aufweist. Die Mess-Region wird durch zwei sich kreuzende Rechtecke 62, 63 markiert, wobei das Kontaktloch im Schnittpunkt der Rechtecke angeordnet ist.
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In 2c ist ein Ausschnitt 70 von Linien und Freiräumen dargestellt. Die zugeordnete rechteckig ausgebildete Mess-Region 71 erstreckt sich über den Freiraum zwischen zwei Linien und ungefähr die Hälfte der angrenzenden Linien.
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Für die automatische Zuordnung der Strukturtypen zu den Fehler-Positionen werden Entscheidungs-Kriterien vorgegeben, die einen Korrelations-Datensatz bilden. Die Entscheidungs-Kriterien können eine hierarchische Struktur aufweisen. Ein Beispiel für eine Entscheidungshierarchie ist in 3 veranschaulicht. Dabei können zu Strukturmerkmalen Entscheidungsknoten vorgegeben werden. An einem Entscheidungsknoten wird ein Strukturmerkmal, wie beispielsweise die Tönung, vorgegeben und in Abhängigkeit vom Wert des Strukturmerkmals die Entscheidung über mindestens zwei alternative Wege getroffen. Im Beispiel der 3 wird bei dem Wert „undurchlässig” des Strukturmerkmals Tonalität direkt der Strukturtyp Ende-zu-Ende zugeordnet. Hat das Strukturmerkmal Tonalität den Wert „transparent”, dann wird im nächsten Schritt das Strukturmerkmal „Seitenverhältnis” überprüft. Hier wird ein Schwellenwert vorgegeben. Ist der Wert unter dem Schwellenwert, wird der Strukturtyp Linie und Freiraum zugeordnet, wenn der Wert über dem Schwellenwert liegt, wird der Fehler-Position der Strukturtyp Kontaktloch zugeordnet.
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Neben Schwellenwerten können auch Bereiche der Werte als Kriterien angegeben werden. Neben einzelnen Strukturmerkmalen können auch logische Verknüpfungen mehrerer Strukturmerkmale als Kriterien angegeben werden.
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Aus dem Korrelations-Datensatz wird in einer Skript-Sprache der Design Software CATS ein Skript, auch als Programm oder Computerprogramm bezeichnet, erstellt. Das Skript ermöglicht eine automatische Zuordnung der Fehler-Positionen zu den Strukturtypen durch die Recheneinheit.
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Der Korrelations-Datensatz kann mit Hilfe einer grafisch unterstützten Benutzeroberfläche erstellt werden. Entscheidungsknoten können vom Anwender durch graphische Elemente vorgegeben und verknüpft werden. Ein Beispiel einer Benutzer-Oberfläche ist in 4 veranschaulicht. Diese Benutzeroberfläche wird auf einem Bildschirm der Recheneinheit angezeigt, wenn das Programm auf der Recheneinheit ausgeführt wird. Hier wird als Beispiel die gleiche Entscheidungshierarchie gezeigt, die bereits anhand von 3 erläutert wurde. Zur Erstellung eines Entscheidungsknotens wird zunächst ein Piktogramm des gewünschten Strukturmerkmals aus den dargestellten Piktogrammen 83a, 83b, 83c ausgewählt. Die Auswahl erfolgt durch Anklicken des Piktogramms mit einer Computermaus (im Folgenden kurz Maus) und Ziehen in den Strategie-Bereich 84 des Programm-Fensters 75. Die Bezeichnung der Piktogramme folgt den auch in Tabelle 1 angegebenen, in Fachkreisen üblichen Abkürzungen für die jeweiligen Strukturmerkmale. Mehrere Entscheidungsknoten werden entsprechend der gewünschten Hierarchie im Strategie-Bereich 84 des Programm-Fensters 75 angeordnet. Sobald das Symbol eines Entscheidungsknotens durch Anklicken mit der Maus ausgewählt wird, öffnet sich ein Kriterien-Fenster 82. In diesem Kriterien-Fenster 82 werden die Werte der Strukturmerkmale und die daraus folgenden Entscheidungen vorgegeben. Es wird vorgegeben, welches weitere Strukturmerkmal geprüft wird, wenn der Wert des Strukturmerkmals den vorgegebenen Wert erfüllt oder innerhalb eines vorgegebenen Werte-Bereiches liegt. Es kann auch vorgegeben werden, welcher Strukturtyp aufgrund einer Entscheidung zugeordnet wird. Wenn die Entscheidungsknoten, die Entscheidungs-Kriterien und die Verknüpfungen eingegeben sind, erfolgt die Skripterstellung automatisch durch die Recheneinheit. Dieses Verfahren wird in 5 veranschaulicht. Zur Überprüfung der Entscheidungs-Kriterien werden die vorgenommenen Zuordnungen im Ausgabe-Datensatz überprüft. Dies erfolgt vorzugsweise für einen repräsentativen Ausschnitt aller Fehler-Positionen. Durch Auswertung der fehlerhaften Zuordnungen werden die Entscheidungs-Kriterien, wie beispielsweise die Schwellenwerte, optimiert. Diese Optimierung wird so oft wiederholt, bis für alle Fehler-Positionen eine fehlerfreie Zuordnung von Strukturtypen erfolgt.
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Jedem Strukturtyp wird eine Mess-Aufgabe zugeordnet. Die Mess-Aufgaben können das Ermitteln von einer oder mehreren Größen aus Messungen mit einer Sonde oder mehreren Sonden innerhalb der Mess-Region umfassen. Beispiele von Strukturtypen mit zugeordneten Mess-Aufgaben und den durchzuführenden Schritten sind in Tabelle 2 gegeben. Die zu verwendende Sonde ist bei diesen Beispielen ein WLCD-Gerät.
| Strukturtyp | Mess-Aufgabe | Schritte der Mess-Aufgabe |
| Ende zu Ende
(End-to-End)
(MM) | EvalMinMaxCD | – Lokale Bildausrichtung
– Schwellenwertermittlung
– Schwellenwertanwendung
– Konturbildung
– Detektion Min/Max Wert in Messrichtung
– Bericht Messwert und Koordinaten |
| Kontaktloch
(Contact Hole)
(BOXROT) | EvalContactHole |
– Lokale Bildausrichtung
– Schwellenwertermittlung
– Schwellenwertanwendung
– Konturbildung
– Detektion Durchmesser in X u. Y Richtung (CD Wert) - Bericht Messwert |
| Linie und Freiraum
(Lines and Spaces)
(CDR) | EvalCD | – Lokale Bildausrichtung
– Schwellenwertermittlung
– Schwellenwertanwendung
– Konturbildung
– Ermittlung Durchschnittsabstand in Messrichtung über Nicht-Messrichtung
– Bericht Messwert (CD Wert) |
Tabelle 2
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Zur Durchführung der Zuordnung der Strukturtypen zu den Fehler-Positionen werden in einem ersten Schritt die Werte der Strukturmerkmale der Struktur an den Fehlerpositionen ermittelt. Dazu wird den Fehler-Positionen ein spezieller Strukturtyp mit einer speziellen Mess-Region zugeordnet, die ausschließlich zur Ermittlung der Werte der Strukturmerkmale dient. Dieser Strukturtyp wird im Folgenden als Analyse-Struktur bezeichnet. Die Ermittlung der Werte der Strukturmerkmale erfolgt durch die CATS-Software. Als spezieller Strukturtyp kann auch einer der genannten Strukturtypen mit der zugehörigen Mess-Region verwendet werden, beispielsweise der Struktur-Typ Kontaktloch. Die Werte aller Strukturmerkmale für alle Fehler-Positionen liegen nach diesem Schritt als Datensatz vor.
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In einer Variante des Verfahrens werden die Strukturmerkmale durch Analyse eines Luftbildes ermittelt, welches aus der Struktur an der Fehler-Position simuliert wurde. Die Simulation von Luftbildern erfolgt durch Verfahren, wie sie in der Veröffentlichung: H. H. Hopkins: On the diffraction theory of optical images. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, Vol. 217, 1953, issue 1130, S. 408–432, dargestellt sind. Für die Simulation von Luftbildern von Masken ist beispielsweise das Programm MicroSim erhältlich. Die Simulation erfolgt ausgehend von den Strukturvorgaben der Maske, dem Masken-Design. Das Programm MicroSim wird beispielsweise beschrieben in: M. Totzeck, ”Numerical simulation of high-NA quantitative polarization microscopy and corresponding near-fields,” Optik, Vol. 112, 2001, No. 9, S. 399–406,(MicroSim-Software, University of Stuttgart). Bei der Simulation werden die Bedingungen der Abbildung des Mikroskops 1 wie beispielsweise die Numerische Apertur, Wellenlänge, Polarisation und Kohärenzgrad der Beleuchtung bzw. der Beleuchtungsstrahlung etc. berücksichtigt.
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In einer weiteren Variante des Verfahrens können die Strukturmerkmale durch Analyse eines Luftbildes erfolgen, das von einer fehlerfreien Maske aufgenommen wurde. Es kann auch der Vergleich von Strukturmerkmalen einer Mess-Region mit einer fehlerfreien Mess-Region derselben Maske erfolgen.
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Im nächsten Schritt wird durch die Recheneinheit das CATS-Skript abgearbeitet. Die für die Fehler-Positionen ermittelten Mess-Aufgaben werden dann, gesteuert durch die Recheneinheit, von einem Mikroskop 1 oder einem anderen vorgesehenen Messgerät durchgeführt. Das Verfahren ist in 6 veranschaulicht. Sofern für eine Fehler-Position die automatische Ermittlung von Strukturmerkmalen oder die Zuordnung eines Strukturtyps nicht möglich ist, erfolgt die Ausgabe in einen Fehler-Datensatz. Für diese Fehler-Positionen kann dann eine manuelle Nachbearbeitung durchgeführt werden.
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Beispiele für Mess-Aufgaben sind in Tabelle 2 gegeben. Die dort angegebenen Schritte werden im Folgenden erläutert.
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„Lokale Bildausrichtung” bezeichnet ein Verfahren zur Ausrichtung des gemessenen Luftbildes einer Maske an einem simulierten Luftbild. Das simulierte Luftbild wird an der Position der Masken-Struktur des gemessenen Luftbildes, wie oben beschrieben, aus der Struktur der Maske erstellt. Das Luftbild wird im Bereich des Bildfeldes des Mikroskops 1 simuliert. Durch diese Maßnahme wird die Genauigkeit der Übereinstimmung der gemessenen Struktur und der in der Struktur-Datei vorgegebenen Struktur erhöht. Diese Übereinstimmung ist nach der Messung des Luftbildes durch das Mikroskop 1 durch die Genauigkeit der Positionierung der Stage 10 begrenzt. Durch die erhöhte Genauigkeit der Übereinstimmung der Positionen wird die Genauigkeit der Messungen erhöht Die „Schwellenwertermittlung” bezeichnet ein Verfahren zur Festlegung des Schwellenwertes (Thresholds), an welchem die folgenden Messungen durchgeführt werden sollen. Hier kann im einfachsten Fall ein Intensitätswert vorgegeben werden. In einer Variante kann zur Ermittlung des Schwellenwertes die maximale Intensität innerhalb der Mess-Region ermittelt werden. Der Schwellenwert wird dann als ein Anteil an der maximalen Intensität vorgegeben. Es kann auch ein Anteil der Differenz der maximalen und der minimalen Intensität innerhalb der Mess-Region ermittelt werden. Der Schwellenwert wird dann als Anteil dieser Differenz angegeben.
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In einer weiteren Variante der Schwellenwertermittlung wird jener Schwellenwert ermittelt, an welchem der zugrundeliegende Messwert mit einem vorgegebenen Wert übereinstimmt. Hier wird beispielsweise eine Ziel-CD vorgegeben. Dies ist ein Zielwert einer Linienbreite, die als Kritische Dimension, englisch Critical Dimension (CD), bezeichnet wird. Die Ziel-CD ist üblicherweise für eine Struktur vorgegeben. Bei der Ermittlung mehrerer Messwerte bezieht sich der ermittelte Schwellenwert auf den Durchschnitt aller Messwerte.
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„Intensitäts-Schwellenwertanwendung” bezeichnet die Anwendung des ermittelten Schwellenwertes auf das gemessene Luftbild. Dies umfasst beispielsweise die Ermittlung von Werten der Kritischen Dimension (CD). Dies umfasst auch die „Konturbildung”.
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Die „Konturbildung” bezeichnet die Darstellung der Kontur des Luftbildes am Intensitätswert des ermittelten Schwellenwertes. Dies dient zur Visualisierung der Ergebnisse. Die „Konturbildung” kann in einer Variante des Verfahrens als ein Schritt zur Ermittlung von Messwerten wie beispielsweise der Kritischen Dimension durchgeführt werden.
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„Detektion Min/Max Wert in Messrichtung” bezeichnet ein Verfahren zur Ermittlung der maximalen und/oder der minimalen Kritischen Dimension innerhalb einer Mess-Region. Die Kritische Dimension wird in Messrichtung (die Richtung längs der Linien und Freiräume) an allen möglichen Positionen ermittelt. Aus allen ermittelten Werten wird dann der Maximalwert bzw. der Minimalwert und dessen Koordinaten ermittelt.
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„Detektion Durchmesser in X u. Y Richtung” bezeichnet die Messung der Kantenlängen eines Kontaktloches sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung. In einer Variante kann der Durchmesser eines Kreises berechnet werden, der den gleichen Flächeninhalt hätte, wie das Kontaktloch. Dieser Wert dient als Maßzahl für die Güte der Struktur auf der Maske.
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„Ermittlung Durchschnittsabstand in Messrichtung über Nicht-Messrichtung” bezeichnet die Ermittlung von beispielsweise der Kritischen Dimension in Messrichtung (die Richtung längs der Linien und Freiräume) an allen möglichen Positionen. Aus allen ermittelten Werten wird dann der Durchschnitt gebildet.
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„Bericht Messwert und Koordinaten” bezeichnet die Ausgabe der ermittelten Messwerte und, wenn erforderlich, der Koordinaten zur weiteren Verarbeitung durch die Recheneinheit. Die Ausgabe kann in einem Ausgabe-Datensatz erfolgen. Dieser kann als Datei gespeichert werden.
