DE102013211403B4 - Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung auf einem Substrat einer photolithographischen Maske - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung auf einem Substrat einer photolithographischen Maske Download PDF

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Abstract

Verfahren zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes (920) einer Ausrichtungsmarkierung (515, 520,525,530, 1480) auf einem Substrat (505) einer photolithographischen Maske (510), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:a. Durchführen eines ersten Linienscans (940, 1410) innerhalb eines Startbereichs des Substrats (505) in einer ersten Richtung auf einer Oberfläche des Substrats (505), wobei die Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) innerhalb des Startbereichs angeordnet ist, zum Auffinden eines ersten Elements (910) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480);b. Durchführen eines zweiten Linienscans (960, 1420) innerhalb des Startbereichs in zumindest einer zweiten Richtung auf der Oberfläche des Substrats (504), welche die erste Richtung schneidet, zum Auffinden eines zweiten Elements (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480);c. Abschätzen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) aus dem aufgefundenen ersten Element (910) und dem aufgefundenen zweiten Element (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) mittels einer Recheneinheit (570); undd. Abbilden eines Zielbereichs um den mittels der Recheneinheit (570) abgeschätzten Referenzpunkt (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) herum zum Bestimmen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480), wobei das Abbilden mit einer höheren Auflösung erfolgt als das Durchführen der Linienscans (940, 960) in den Schritten a. und b.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung auf einem Substrat einer photolithographischen Maske.
  • Stand der Technik
  • Als Folge der wachsenden Integrationsdichte in der Halbleiterindustrie (Mooresches Gesetz) müssen Photolithographiemasken zunehmend kleinere Strukturen auf Wafern abbilden. Um die auf den Wafer abgebildeten kleinen Strukturabmessungen zu erzeugen, werden zunehmend komplexere Bearbeitungsprozesse benötigt.
  • Auf der Photolithographieseite wird dem Trend wachsender Integrationsdichte zum einen dadurch Rechnung getragen, indem die Belichtungswellenlänge von Lithographiegeräten zu immer kleineren Wellenlängen verschoben wird. In Lithographiegeräten wird derzeit häufig ein ArF (Argonfluorid) Excimerlaser als Lichtquelle eingesetzt, der bei einer Wellenlänge von etwa 193 nm emittiert. Gegenwärtig befinden sich Lithographiesysteme in der Entwicklung die elektromagnetische Strahlung im EUV (extremen ultravioletten) Wellenlängenbereich (im Bereich von 10 nm bis 15 nm) verwenden.
  • Zum anderen wird der wachsenden Integrationsdichte der Halbleiterindustrie durch abnehmende Strukturgrößen der abbildenden Elemente auf photolithographischen Masken Rechnung getragen. Beide Faktoren führen dazu, dass die bereits heute enormen Anforderungen an Fotomasken weiter steigen.
  • Aus den dargelegten Gründen ist der Herstellungsprozess von Fotomasken extrem Ressourcen- und Zeit-aufwändig. Dies schlägt sich in hohen Kosten für eine einzelne Maske nieder. Für einen kompletten Maskensatz zum Herstellen eines komplexen Halbleiter-Bauelements multiplizieren sich die Kosten mit der Anzahl der Masken, die für die komplette Herstellung des Halbleiter-Bauelements benötigt werden. Je nach Komplexität des Herstellungsprozesses kann ein Maskensatz einen Bereich von etwa 20 bis 50 einzelnen Masken umfassen.
  • Deshalb werden Belichtungsmasken repariert, wann immer dies möglich ist. Zum einen können Fehler während des Maskenherstellungsprozesses auftreten, die nach deren Detektion korrigiert werden. Andererseits können während des Einsatzes der Masken in der Produktion von Halbleiter-Bauelementen an einzelnen Masken eines Maskensatzes Fehler auftreten, die korrigiert werden müssen, damit nicht der komplette Maskensatz wertlos wird.
  • Infolge der oben beschriebenen Problematik gestaltet sich die Korrektur von Maskenfehlern, d.h. die Korrektur der auf dem Maskensubstrat angeordneten Absorberelemente ebenfalls schwierig. Eine erste Problemstellung vor dem eigentlichen Reparaturprozess ist das Auffinden einer der Markierungen, die zum Ausrichten der Maske bezüglich des Maskeninternen Koordinatensystems an den Ecken des Maskensubstrats angebracht sind. Die 1 zeigt schematisch, dass Fotomasken eine oder mehrere Ausrichtungsmarkierungen aufweisen, die als Bezugspunkt(e) für das Masken-interne Koordinatensystem dienen. In dem Beispiel der 1 könnte als Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung der Schnittpunkt der beiden Elemente des Kreuzes dienen, die ein „L“ bilden.
  • Wie durch den horizontalen und vertikalen Pfeil angedeutet, kann die Ausrichtungsmarkierung relativ zu den äußeren Rändern der Fotomaske einer Schwankung von bis zu ± 500 µm unterliegen. Dies bedeutet, fehlerfreie Absorberelemente können von einer Maske zur nächsten im Extremfall um bis zu einem Millimeter verschoben sein.
  • Eine zu reparierende Fotomaske wird von einem Roboter aus einer Transportbox entnommen und auf einen Probentisch gelegt. Die 2 zeigt die Schwankungen, mit der der Roboter Masken im zeitlichen Verlauf auf einen Probentisch platziert. Die Positionsabweichung vom Mittelwert beträgt wiederum in etwa ± 500 µm.
  • Trotz dieser Schwankungen kommt in günstigen Fällen die Ausrichtungsmarkierung noch immer in dem Gesichtsfeld beispielsweise eines Mikroskops, beispielsweise eines Elektronenstrahlmikroskops, zu liegen und kann damit in einfacher Weise identifiziert werden. In einer Vielzahl von ungünstigen Konstellationen fällt jedoch die Ausrichtungsmarkierung nicht in das Gesichtsfeld des zur Untersuchung eingesetzten Mikroskops. Zum Auffinden einer Ausrichtungsmarkierung auf einer Fotomaske ist es deshalb notwendig, einen Bereich des Maskensubstrats mit dem Mikroskop mit hoher Auflösung abzusuchen, dessen Dimensionen mehrere Millimeter umfassen können. Dieser Suchprozess muss derzeit manuell ausgeführt werden und ist sehr Zeit-aufwändig.
  • Der naheliegende Ausweg aus diesem Dilemma - nämlich die Vergrößerung des Gesichtsfeldes des Mikroskops auf Kosten der Auflösung - führt nicht weiter. Die 3 zeigt ein Gesichtsfeld eines Elektronenstrahlmikroskops, das sich über mehrere hundert Mikrometer erstreckt. Die Ausrichtungsmarkierung ist auf der 3 nur äußerst schwer identifizierbar.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung auf einem Substrat einer photolithographischen Maske anzugeben, die ein manuelles Suchen der Ausrichtungsmarkierung vermeiden.
  • Die DE 37 44 320 A1 offenbart eine Einrichtung zum Ermitteln eines Objekts unter Verwendung eines Elektronenstrahls. Die Einrichtung enthält einen Strahlabgabeteil für das Zuführen eines Elektronenstrahls, ein Ablenksystem für das Abtasten des Objekts mit dem Elektronenstrahl, ein Wandlersystem für das Aufnehmen der von dem mit dem Elektronenstrahl abgetasteten Objekt kommenden Elektronen und für das Umsetzen der Elektronen in ein elektrisches Signal. Ferner umfasst die Einrichtung ein Erfassungssystem zum Ermitteln der Lage des Objekts aus dem Signal des Wandlersystems und eine Steuereinheit, mit der während der Abtastung des Objekts an dem Strahlerteil die Bedingungen für das Bestrahlen des Objekts mit dem Elektronenstrahl entsprechend den Eigenschaften des Objekts veränderbar sind.
  • Die US 2008 / 0 151 234 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Inspizieren von Fremdstoffen, die eine Einheit zum Registrieren von Feature-Punkten von Ausrichtungsmarkierungen einschließt, die auf einer Oberfläche eines zu inspizierenden Objekts ausgebildet sind. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Einheit zum Sammeln von Bilddaten der Ausrichtungsmarkierungen, die auf der Oberfläche des inspizierten Objekts ausgebildet sind und einen Datenprozessor zum Extrahieren eines Feature-Punktes aus den Bilddaten und Berechnen eines Korrelationswertes für beide Feature-Punkte und Registrieren der Bilddaten der Ausrichtungsmarkierung auf der Basis eines Schwellenwertes des Korrelationswertes.
  • Die US 2005 / 0 205 781 A1 offenbart einen Controller, der in Antwort auf eine Positionskoordinate eines X/Y Interferometers bestimmt, welcher Algorithmus für die gegenwärtige Inspektion benutzt werden sollte, und kontrolliert einen Verbindungsstatus eines Schalters, um ein dazugehöriges Referenzbild in einem Bildspeicher zu speichern. Das Referenzbild ist ein Bild aus der Gruppe: ein Bild einer Probenoberfläche, das von einer Bilddatenaufnahmeeinheit erhalten wird, ein Bild, das von einer Zellenreferenzbilderzeugungseinheit bereitgestellt wird und ein Bild, das von einer CAD Datenreferenzbilderzeugungseinheit bereitgestellt wird. Der Controller kontrolliert auch einen Verbindungsstatus eines zweiten Schalters zum Bereitstellen des Referenzbildes, das dem gegenwärtigen Inspektionsalgorithmus zugeordnet ist, wobei das bereitgestellte Referenzbild mit einen gegenwärtig erhaltenen Bild verglichen wird. Auf der Basis des Vergleichs bestimmt eine Bestimmungseinheit die Anwesenheit/Abwesenheit eines Defekts.
  • Die US 2004 / 0 121 069 A1 beschreibt das Verwenden topographischer Daten eines Rastersondenmikroskops oder eines ähnlichen Geräts als ein Ersatz für eine Endpunkt-Detektion, um eine präzise Reparatur von Defekten phasenschiebender Masken unter Verwendung eines Systems zu ermöglichen, das einen geladenen Teilchenstrahl verwendet. Die topographischen Daten eines Fehlerbereichs werden verwendet, um eine Anzeige einer semitransparenten Karte zu erzeugen, die einem mit einem geladenen Teilchenstrahl aufgenommenen Bild überlagert werden kann. Die Dichte des topographischen Bildes und das Ausrichten der beiden Bilder kann durch einen Bediener angepasst werden, um den Strahl genau zu positionieren. Topographische Daten eines Rastersondenmikroskops können auch benutzt werden, um die Strahldosis des geladenen Teilchenstrahls für jeden Punkt innerhalb des Bereichs zu bestimmen, basierend auf der Erhebung und eines Oberflächenwinkels an dem speziellen Punkt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. In einer Ausführungsform weist das Verfahren zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung auf einem Substrat einer photolithographischen Maske die folgenden Schritte auf: (a) Durchführen eines ersten Linienscans innerhalb eines Startbereichs des Substrats in einer ersten Richtung auf einer Oberfläche des Substrats, wobei die Ausrichtungsmarkierung innerhalb des Startbereichs angeordnet ist, zum Auffinden eines ersten Elements der Ausrichtungsmarkierung; (b) Durchführen eines zweiten Linienscans innerhalb des Startbereichs in zumindest einer zweiten Richtung auf der Oberfläche des Substrats, welche die erste Richtung schneidet, zum Auffinden eines zweiten Elements der Ausrichtungsmarkierung; (c) Abschätzen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung aus dem aufgefundenen ersten Element und dem aufgefundenen zweiten Element der Ausrichtungsmarkierung; und (d) Abbilden eines Zielbereichs um den abgeschätzten Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung herum zum Bestimmen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung, wobei das Abbilden mit einer höheren Auflösung erfolgt als das Durchführen der Linienscans in den Schritten (a) und (b).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die geometrische Form von Ausrichtungsmarkierungen aus. Diese weisen typischerweise zwei langgestreckte Elemente auf, die unter einem rechten Winkel aufeinander stehen. Die beiden Elemente weisen in einer Ebene makroskopische Dimensionen auf. Das definierte Verfahren zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung ist jedoch nicht auf Ausrichtungsmarkierungen beschränkt, deren Elemente einen rechten Winkel bilden oder deren Elemente geradlinig sind. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Verfahren auf beliebige Ausrichtungsmarkierungen angewendet werden, die zwei langgestreckte Elemente ausweisen, die einen von o° verschiedenen Winkel bilden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zerlegt das Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung in zwei Teilprozesse. Zum ersten in das Auffinden der Ausrichtungsmarkierung. Dazu wird der zweidimensionale Suchprozess in zwei gekoppelte eindimensionale Suchprozesse zerlegt. Damit wird ermöglicht, den Suchprozess zu automatisieren. Zudem werden die beiden gekoppelten eindimensionalen Suchprozesse vorzugsweise mit einer Auflösung durchgeführt, die an die Strukturgrößen der Ausrichtungsmarkierung angepasst sind. Durch die Kombination aus Automatisierung und angepasster Auflösung wird das Auffinden der Ausrichtungsmarkierung beschleunigt.
  • Das Abbilden des Zielbereichs zum Bestimmen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung erfolgt dann mit einer höheren Auflösung, so dass der Referenzpunkt mit der geforderten Genauigkeit bestimmt werden kann. Somit optimiert das definierte Verfahren das Bestimmen des Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung sowohl in der Zeit als auch bezüglich der Genauigkeit.
  • In einem Aspekt weist das Verfahren ferner die Schritte auf: (e) Durchführen eines dritten und eines vierten Linienscans innerhalb eines Zwischenbereiches um die Abschätzung des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung herum nach dem Schritt (c), wobei der Zwischenbereich kleiner ist als der Startbereich und größer als der Zielbereich; (f) Erneutes Abschätzen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung aus dem erneuten Auffinden des ersten Elements und des zweiten Elements der Ausrichtungsmarkierung durch den dritten Linienscan und vierten Linienscan; und (g) Durchführen des Schritts (d) unter Verwendung der erneuten Abschätzung des Referenzpunktes.
  • Nach einem weiteren Aspekt weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Wiederholen der Schritte (e) bis (f) zum erneuten Abschätzen des Referenzpunktes mit einer Positionsungenauigkeit unterhalb einer vorgegebenen Schwelle. In einem anderen Aspekt beträgt die vorgegebene Schwelle 100 µm, bevorzugt 20 µm, mehr bevorzugt 5 µm und am meisten bevorzugt 1 µm.
  • Das definierte Verfahren ermöglicht es, die beiden gekoppelten eindimensionalen Suchprozesse zu wiederholen, um dadurch eine für den zweiten Teilprozess geforderte Eingangsgenauigkeit zu erreichen. Dabei können die beiden Teilprozesse dergestalt ausgeführt werden, dass die Zeit zum Bestimmen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung möglichst kurz wird.
  • In einem anderen Aspekt weist das Verfahren ferner die Schritte auf: (h) Durchführen eines dritten und eines vierten Linienscans innerhalb des Startbereichs und außerhalb eines Zwischenbereichs um die Abschätzung des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung herum nach dem Schritt (c), wobei der Zwischenbereich kleiner ist als der Startbereich und größer als ein Zielbereich; (i) Erneutes Abschätzen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung aus dem erneuten Auffinden des ersten Elements und des zweiten Elements der Ausrichtungsmarkierung durch den dritten Linienscan und den vierten Linienscan; und (j) Durchführen des Schritts (d) unter Verwendung der erneuten Abschätzung des Referenzpunktes.
  • Bevorzugt umfasst der Schritt (c) des Verfahrens ein Vergleichen des ersten Linienscans und des zweiten Linienscans mit gespeicherten Referenzmarkierungen.
  • Das Rückgreifen auf vorhandene Referenzmarkierungen erhöht die Präzision beim Abschätzen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Referenzmarkierungen mehr Details aufweisen als die Auflösung, mit der der erste und der zweite Linienscan ausgeführt werden, wiedergeben kann oder falls die Referenzmarkierung Mehrdeutigkeiten aufweisen sollte.
  • Ebenfalls bevorzugt weist das Bestimmen des Referenzpunktes eine Positionsungenauigkeit < 10 µm, bevorzugt < 1 µm, mehr bevorzugt < 300 nm und am meisten bevorzugt < 100 nm auf.
  • In einem anderen Aspekt weist das Verfahren ferner die Schritte auf: (k) Verschieben des Startbereichs, wenn im Schritt (c) kein Referenzpunkt abgeschätzt wird; und (1) Wiederholen der Schritte (a), (b) und (c).
  • Das definierte Verfahren kann so konfiguriert werden, dass es angepasst an die Form einer Ausrichtungsmarkierung autonom und systematisch eine vorgegebene Fläche des Maskensubstrats durchsucht. Die Einteilung der Fläche in Teilflächen kann dabei in Abhängigkeit von der Form der Ausrichtungsmarkierung und der zweidimensionalen Verteilung der Ausrichtungsmarkierung(en) gewählt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Durchführen des ersten und des zweiten Linienscans das Anwenden eines konfokalen spektroskopischen Reflektometers. Nach einem anderen günstigen Aspekt umfasst das Durchführen des ersten und des zweiten Linienscans das Anwenden des konfokalen spektroskopischen Reflektometers ohne vorhergehende Fokussierung.
  • Dadurch kann das Zeit-aufwändige Fokussieren des Lichtstrahls des konfokalen spektroskopischen Reflektometers auf die Oberfläche des Substrats entfallen.
  • In noch einem anderen Aspekt weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Einstellen des Signal-zu-Rauschverhältnisses des ersten und des zweiten Linienscans durch den Abstand des Substrats der photolithographischen Maske und einer Austrittslinse des konfokalen spektroskopischen Reflektometers.
  • Durch Auswählen eines entsprechenden Wellenlängenbereichs für die Detektion der von der Substratoberfläche reflektierten Strahlung kann bei Vorliegen einer reflektierenden Referenzmarkierung das Signal-zu-Rauschverhältnis der von der Referenzmarkierung reflektierten Strahlung optimiert werden.
  • Nach einem günstigen Aspekt umfasst das Abbilden des Zielbereichs das Anwenden eines Rasterelektronenmikroskops und/oder eines Focussed Ion Beam Mikroskops und/oder eines Lichtmikroskops.
  • In noch einem weiteren bevorzugten Aspekt umfasst eine Vorrichtung zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung auf einem Substrat einer photolithographischen Maske: (a) Mittel zum Durchführen eines ersten Linienscans und eines zweiten Linienscans innerhalb eines Startbereichs des Substrats in einer ersten Richtung auf einer Oberfläche des Substrats, wobei die Ausrichtungsmarkierung innerhalb des Startbereichs angeordnet ist, zum Auffinden eines ersten Elements und eines zweiten Elements der Ausrichtungsmarkierung; (b) Mittel zum Abschätzen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung aus dem ersten und dem zweiten Element der Ausrichtungsmarkierung; und (c) Mittel zum Abbilden eines Zielbereichs um den abgeschätzten Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung herum zum Bestimmen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung, wobei das Mittel zum Abbilden des Zielbereichs eine höhere Auflösung aufweist als das Mittel zum Durchführen des ersten Linienscans und des zweiten Linienscans.
  • In einem anderen Aspekt weist das Mittel zum Durchführen eines ersten Linienscans und eines zweiten Linienscans eine laterale Ortsauflösung < 100 µm, bevorzugt < 50 µm, mehr bevorzugt < 20 µm und am meisten bevorzugt < 10 µm auf.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Mittel zum Durchführen eines ersten Linienscans und eines zweiten Linienscans Mittel zum lokalen Abtasten der Oberfläche des Substrats.
  • In einem weiteren vorteilhaften Aspekt umfasst das Mittel zum Durchführen eines ersten Linienscans und eines zweiten Linienscans: (d) einen Sensor, der ausgebildet ist, fokussierte elektromagnetische Strahlung auf das Substrat zu richten und von dem Substrat reflektierte und/oder transmittierte elektromagnetische Strahlung zu empfangen; (e) eine Scaneinheit, die ausgebildet ist, den Sensor und/oder das Substrat in einer Ebene senkrecht zu der fokussierten elektromagnetischen Strahlung zu scannen; und (f) eine Kontrolleinheit, die mit dem Sensor verbunden ist und die ausgebildet ist, aus der von dem Sensor empfangenen elektromagnetischen Strahlung eine lokale Intensitätsverteilung zu bestimmen.
  • In einem anderen Aspekt ist die Kontrolleinheit ferner mit der Scaneinheit verbunden und ist ausgebildet, die Scaneinheit zu steuern oder zu regeln.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Scaneinheit eine Ortsauflösung < 20 µm, bevorzugt < 10 µm, mehr bevorzugt < 1 µm und am meisten bevorzugt < 0,5 µm auf.
  • In einem vorteilhaften Aspekt umfasst der Sensor ein konfokales spektroskopisches Reflektometer. Nach einem günstigen Aspekt ist der Sensor ausgebildet, den ersten und den zweiten Linienscan ohne vorhergehende Fokussierung durchzuführen. In einem anderen günstigen Aspekt wird das Signal-zu-Rauschverhältnis des ersten und des zweiten Linienscans durch den Abstand des Substrats der photolithographischen Maske und einer Austrittslinse des konfokalen spektroskopischen Reflektometers eingestellt.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt weist das Mittel zum Abbilden des Zielbereichs eine Ortsauflösung < 200 nm, bevorzugt < 50 nm, mehr bevorzugt < 10 nm und am meisten bevorzugt < 2 nm auf.
  • In noch einem anderen Aspekt umfasst das Mittel zum Abbilden des Zielbereichs ein Rasterelektronenmikroskop und/oder ein Focussed Ion Beam Mikroskop und/oder ein Lichtmikroskop.
  • Gemäß einem günstigen Aspekt umfasst das Mittel zum Abschätzen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung einen Prozessor, der ausgebildet ist, aus den aufgefundenen ersten und zweiten Elementen den Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung abzuschätzen und/oder aus der Abbildung des Zielbereichs den Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung zu bestimmen.
  • Schließlich umfasst in noch einem weiteren Aspekt das Mittel zum Abschätzen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung einen Speicher zum Speichern von Referenzmarkierungen.
  • Figurenliste
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
    • 1 eine Aufsicht auf ein Substrat einer Maske zeigt, die eine Ausrichtungsmarkierung aufweist;
    • 2 eine Verteilung einer Platzierung einer Maske auf einem Probentisch durch einen Roboter darstellt;
    • 3 einen Ausschnitt einer Aufsicht auf das Substrat einer Maske wiedergibt, der eine Ausrichtungsmarkierung aufweist;
    • 4 eine schematische Aufsicht auf das Substrat einer Fotomaske zeigt, in deren Ecken jeweils eine Ausrichtungsmarkierung in Form eines Kreuzes angebracht ist;
    • 5 eine schematische Übersicht einer Vorrichtung zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung veranschaulicht;
    • 6 eine schematische Übersicht einiger Komponenten eines konfokalen spektroskopischen Reflektometers zum Durchführen von Linienscans veranschaulicht;
    • 7 ein Diagramm wiedergibt, das die Änderung des Reflektivitätsverhältnisses zwischen dem Maskensubstrat und einer Ausrichtungsmarkierung darstellt;
    • 8 drei Intensitätsverläufe des Übergangs Maskensubstrat - Ausrichtungsmarkierung präsentiert, die von dem konfokalen spektroskopischen Reflektometer mit unterschiedlichem Abstand zur Oberfläche des Maskensubstrats gemessen wurden;
    • 9a eine Ausrichtungsmarkierung mit zwei Linienscans veranschaulicht;
    • 9b einen vergrößerten Ausschnitts des Zentrums der Ausrichtungsmarkierung der 9a darstellt;
    • 9c den Intensitätsverlauf des ersten Linienscans der 9a wiedergibt;
    • 9d den Intensitätsverlauf des zweiten Linienscans der 9a angibt;
    • 10a die Ausrichtungsmarkierung der 9a mit einem dritten und einem vierten Linienscan veranschaulicht darstellt;
    • 10b den Intensitätsverlauf des dritten Linienscans der 10a zeigt;
    • 10c den Intensitätsverlauf des vierten Linienscans der 10a repräsentiert;
    • 11 einen alternativen Verlauf des dritten und des vierten Linienscans präsentiert;
    • 12 eine Ausrichtungsmarkierung zeigt, die gegenüber den Richtungen des ersten und des zweiten Linienscans verdreht ist;
    • 13 einen dritten und einen vierten Linienscan in einem Startbereich um eine Abschätzung eines Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung angibt, so dass mit Hilfe der ersten beiden Linienscans der 12 und dem dritten und vierten Linienscan der Referenzpunkt für eine Ausrichtungsmarkierung ermittelt werden kann;
    • 14 eine Ausrichtungsmarkierung angibt, die in einem mehrdeutigen Bereich eines Maskensubstrats angeordnet ist, sowie einen ersten und eine zweiten Linienscan darstellt;
    • 15 einen dritten und vierten Linienscan zum Auflösen der Mehrdeutigkeit der 14 veranschaulicht;
    • 16 einen fünften und sechsten Linienscan zum Auflösen der Mehrdeutigkeit der 14 repräsentiert;
    • 17 das Zentrum der Ausrichtungsmarkierung der 9a, 10a, 11, 12 und 13 im Bild eines Rasterelektronenmikroskops zeigt;
    • 18 die Scanbereiche des Rasterelektronenmikroskops zum Bestimmen des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung darstellt; und
    • 19 mögliche Scans des Rasterelektronenmikroskops zum Verfeinern der Bestimmung des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung angibt.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung genauer erläutert. Diese werden am Beispiel des Ausrichtens transmissiver photolithographischer Masken ausgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind jedoch nicht auf die Anwendung transmissiver Fotomasken eingeschränkt. Vielmehr können diese ebenfalls zum automatisierten Bestimmen von Referenzpunkten reflektiver Masken etwa von EUV-Masken eingesetzt werden.
  • Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren allgemein zum automatisierten Bestimmen von Referenzmarkierungen oder Ausrichtungsmarkierungen benutzt werden. Insbesondere ist es beispielsweise mit dem definierten Verfahren möglich, Referenzmarkierungen auf Wafern in automatisierter Form zu bestimmen, um zum Beispiel einen Scanner oder einen Stepper für eine Belichtung des Wafers bezüglich dieser Markierungen auszurichten.
  • Das Bild 400 der 4 zeigt eine schematische Darstellung der Aufsicht auf ein Substrat 505 einer photolithographischen Maske, einer Fotomaske oder kurz einer Maske 510. Das Substrat 505 ist derzeit bevorzugt ein Quarzsubstrat. Andere Materialien können ebenfalls zum Herstellen eines Substrats eingesetzt werden wie etwa ultra low expansion Glas (z.B. ULE®), low thermal expansion Glas, bzw. Glaskeramik (z.B. Ceran® oder LTEM®) oder andere geeignete Materialien mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Derzeit werden häufig quadratische Fotomasken mit einer Abmessung von 6 Zoll eingesetzt. Das nachstehend beschriebene Verfahren kann selbstverständlich zum Ausrichten von Fotomasken unterschiedlicher Größe genutzt werden.
  • Das Substrat 505 der quadratischen Maske 510 weist in der Nähe der vier Ecken Referenzmarkierungen oder Ausrichtungsmarkierungen 515, 520, 525 und 530 in Form von Kreuzen auf. Die hier dargestellten Ausrichtungsmarkierungen in Kreuzform sind lediglich beispielhaft. Das in dieser Anmeldung präsentierte Verfahren kann für alle derzeit üblichen Referenzmarkierungen zum Ausrichten von Fotomasken eingesetzt werden. Neben Kreuzen, die häufig noch weitere Elemente wie etwa Quadrate umfassen, werden derzeit ebenfalls häufig Winkel als Ausrichtungsmarkierungen benutzt, die an den vier Ecken des Substrats 505 der Maske 510 angeordnet sind (in der 4 nicht dargestellt).
  • Das hier präsentierte Verfahren ist von der Form der Ausrichtungsmarkierung unabhängig, solange diese in zwei Richtungen, die nicht kollinear sind, Elemente aufweist, die eine makroskopische Ausdehnung aufweisen. So liegt typischerweise die Länge der Balken der Kreuze oder der Elemente der Ausrichtungsmarkierungen 515, 520, 525 und 530 des Substrats 504 im Bereich von Millimetern. Deren Breite beträgt hingegen lediglich einige Mikrometer.
  • Eine Ausrichtungsmarkierung 515, 520, 525, 530 kann zum Beispiel in Form eines Absorberelements auf das Substrat 505 der Maske 510 aufgebracht werden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, eine Ausrichtungsmarkierung in einen Bereich der Maske 510 zu ätzen, dessen Substrat 505 mit einem Absorbermaterial, wie etwa Chrom, bedeckt ist. Diese Ausführungsformen weisen bei der Abtastung mit einem Rasterelektronenmikroskop und/oder mit einem Focussed Ion Beam Mikroskop neben einem Materialkontrast auch einen Topologiekontrastanteil auf. Zudem ist es möglich, die Ausrichtungsmarkierungen 515, 520, 525 und 530 in das Substrat 505 der Maske 510 zu ätzen. Für dieses Ausführungsbeispiel einer Ausrichtungsmarkierung weist das Bild eines Rasterelektronenmikroskops oder eines Focussed Ion Beam Mikroskops lediglich einen Topologiekontrast auf.
  • Die 5 gibt schematisch einen Überblick über die Teile einer Vorrichtung 500 zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung 515, 520, 525 und 530. Der untere Teil der 5 zeigt einen Schnitt durch das Substrat 505 der Fotomaske 510 der 4 im Bereich der Ausrichtungsmarkierungen 525 und 530. Die erste Vorrichtung 550 ist dafür ausgelegt, Linienscans in den Bereichen des Substrats 505 durchzuführen, in denen die Ausrichtungsmarkierungen 525 und 530 angebracht sind. Für den nachfolgenden Maskenreparaturprozess kann das Auffinden einer der Ausrichtungsmarkierungen 525 oder 530 bzw. 515 oder 520 ausreichend sein. Häufig werden jedoch zumindest zwei der Ausrichtungsmarkierungen 515, 520, 525 und 530 untersucht, um neben einer Verschiebung auch eine mögliche Verdrehung des Substrats 505 der Maske 510 zu ermitteln. Ferner können mehr als zwei Ausrichtungsmarkierungen 515, 520, 525 und 530 analysiert werden, um Effekte höherer Ordnung für die nachfolgende Maskenreparatur zu berücksichtigen.
  • Die Messdaten der Linienscans gibt die erste Vorrichtung 550 über die Verbindung 555 an die Rechen- oder Kontrolleinheit 570 weiter. Die Rechen- oder Kontrolleinheit 570 kann beispielsweise in Form eines Mikroprozessors oder in Form eines Computersystems ausgeführt sein. In dem in der 5 dargestellten Beispiel ermittelt die Rechen- oder Kontrolleinheit 570 aus den Daten der Linienscans eine Abschätzung für einen Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung 525 oder 530. Mit dieser Abschätzung steuert die Recheneinheit 570 über die Verbindung 565 die zweite Vorrichtung 560, die mit einer höheren Auflösung als die erste Vorrichtung 550 arbeitet, so dass die zweite Vorrichtung 560 einen Bereich um den abgeschätzten Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung 525, 530 - oder den Zielbereich - abtastet. Aus den Messdaten der zweiten Vorrichtung 560, die der Recheneinheit 570 wiederum über die Verbindung 565 übermittelt werden, bestimmt die Recheneinheit 570 den Referenzpunkt der Ausrichtungsmarkierung 525 oder 530.
  • Die 6 zeigt schematisch ein Beispiel der ersten Vorrichtung 550 der 5 zum Durchführen von Linienscans. In dem Beispiel der 6 ist schematisch ein konfokales spektroskopisches Reflektometer 600 dargestellt. Dieses Messgerät ist nur ein Beispiel einer Klasse von Messgeräten, die zum Auffinden der Elemente einer Ausrichtungsmarkierung verwendet werden können. Allgemein kann ein Profilometer eingesetzt werden, d.h. ein Messgerät zur zwei- oder dreidimensionalen Vermessung mikroskopischer oder submikroskopischer Oberflächentopographien. Neben einem taktil arbeitenden Gerät, das beispielsweise die Oberfläche des Substrats 505 mit einer Diamantnadel abtastet, können auch Profilometer eingesetzt werden, die mit optischen Methoden (wie etwa Laser-Profilometrie oder Weißlichtinterferometrie) arbeiten und damit berührungslos die Oberfläche scannen.
  • Das Substrat 505 der Fotomaske 510, das die Ausrichtungsmarkierungen 515, 520, 525 und 530 aufweist, ist auf einem Probentisch 605 aufgebracht. Der Probentisch 605 kann von einer Scaneinheit 680 in definierter Weise in einer Ebene (x-/y-Ebene) bewegt werden. Zum Bewegen des Probentisches 605 können beispielsweise Mikromanipulatoren oder Servomotoren eingesetzt werden (in der 6 nicht gezeigt). Die Auflösung der Bewegung der Scaneinheit 680 in x- und y-Richtung sollte im Bereich von einem Mikrometer liegen. Anstatt des Probentisches 605 kann die Scaneinheit 680 bei einer ortsfesten Fotomaske 510 alternativ das konfokale spektroskopische Reflektometer 600 über die Oberfläche der Fotomaske 510 scannen. Ferner ist eine kombinierte Bewegung Fotomaske 510 und des Reflektometers 600 möglich.
  • Eine Weißlichtquelle 620 des konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 wird durch eine Lichtleitfaser 625 und die Blende 630 auf eine Linse oder ein Linsensystem 640 gerichtet, das nicht farbkompensiert und somit dispersiv ist. In dem in der 6 dargestellten Beispiel fokussiert das Linsensystem 640 den blauen Anteil 650 der Weißlichtquelle 620 vor der Oberfläche des Substrats 505 der Maske 510. Andererseits liegt der Brennpunkt des Linsensystems 640 aufgrund der Dispersion für den roten Anteil 660 des weißen Lichts der Weißlichtquelle 620 hinter der Oberfläche des Maskensubstrats 505. Der Abstand der Austrittslinse des konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 vom Substrat 505 der Maske 510 ist in dem in der 6 dargestellten Beispiel gerade so eingestellt, dass der grüne Wellenlängenanteil 655 der Weißlichtquelle 620 auf die Oberfläche des Maskensubstrats 505 fokussiert wird. Die Oberfläche des Maskensubstrats 505 reflektiert einen bestimmten Anteil des grünen Lichts 655 zurück in das Linsensystem 640. Über einen semitransparenten Strahlteiler 635 wird das reflektierte Licht auf die Blende 665 abgebildet und gelangt von dort direkt oder wie in der 6 gezeigt mit Hilfe eines Lichtleiters 670 in das Spektrometer 675. Das Spektrometer 675 analysiert das von dem Maskensubstrat 505 reflektierte Licht spektral.
  • Fällt nun bei einer Bewegung des Probentisches 605 das Licht der Weißlichtquelle 620 auf die Ausrichtungsmarkierung 530, so ändert dies aufgrund einer Stufe im Höhenprofil der Oberfläche des Substrats 505 die Fokusbedingung. Zudem weist in der Regel die Ausrichtungsmarkierung 530 (beispielsweise Chrom) ein anderes Material auf als ihre Umgebung (z. B. Quarz). Die beiden verschiedenen Materialien weisen in der Regel eine unterschiedliche Reflektivität auf. Weist die Ausrichtungsmarkierung 530 eine Vertiefung auf, so verschiebt diese den Fokus in Richtung des roten Bereichs des Wellenlängenspektrums der Weißlichtquelle 620. Das Spektrometer 675 detektiert eine spektrale Verschiebung des von der Ausrichtungsmarkierung 530 reflektierten Lichts zu längeren Wellenlängen. Ist hingegen die Ausrichtungsmarkierung in Form einer Absorberstruktur auf das Maskensubstrat aufgebracht, so verschiebt das Auftreffen des weißen Lichts auf die Ausrichtungsmarkierung 530 das von dem Spektrometer 675 detektierte reflektierte Licht zum blauen Ende des Spektrums der Weißlichtquelle 620. Wird mit dem Spektrometer 675 nur ein kleiner Wellenlängenbereich um die Fokusbedingung auf dem Substrat 505 der Maske 510 betrachtet (d.h. des grünen Wellenlängenanteils 655 im Beispiel der 6), so führt das Auftreffen des Lichts der Weißlichtquelle 620 auf die Ausrichtungsmarkierung 530 für beide beispielhafte Ausführungsformen zu einer Abnahme der Intensität des reflektierten Lichts in dem betrachteten Wellenlängenbereich.
  • Die Auflösung eines konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 zum Bestimmen der Topologie einer Oberfläche reicht bis in den einstelligen Nanometerbereich und ist damit für das Auffinden einer Ausrichtungsmarkierung mehr als ausreichend.
  • Die laterale Auflösung des konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 hängt vom Durchmesser der Blenden 630 und 665 ab und reicht in den einstelligen Mikrometerbereich. Wie bereits oben erwähnt, weisen die Elemente der Ausrichtungsmarkierung 530 eine Breite im Bereich einiger Mikrometer auf. Dadurch können konfokale spektroskopische Reflektometer gängige Ausrichtungsmarkierungen detektieren.
  • Die 7 zeigt, wie durch die Wahl des Abstandes zwischen dem konfokalen spektroskopischen Reflektometer 600 und der Oberfläche des Maskensubstrats 505 und damit der Wahl der Farbe des Lichts der Weißlichtquelle 620 im Fokus auf der Substratoberfläche, das Reflektivitätsverhältnis der Oberfläche des Substrats zur Oberfläche der Ausrichtungsmarkierung 530 eingestellt werden kann. Damit kann in Abhängigkeit des Materials des Maskensubstrats 505 und der Ausrichtungsmarkierung 530 und/oder der Topologie des Übergangs vom Substrat 505 zur Ausrichtungsmarkierung 530 der zum Messen eingesetzte Wellenlängenbereich der Weißlichtquelle 620 ausgewählt werden.
  • Der Abstand zwischen der Oberfläche des Maskensubstrats 505 und konfokalem spektroskopischen Reflektometer 600 beträgt in dem Beispiel der 7 ungefähr 15 mm. Durch Ändern des Abstandes um etwa 1,3 mm kann das Reflektivitätsverhältnis um mehr als einen Faktor zwei verbessert werden. Damit einher geht eine entsprechende Verbesserung des Signal-zu-Rauschverhältnisses des Ausgangssignals des Spektrometers 675 der 6. Für das in der 7 dargestellte Beispiel für einen Übergang von dem Maskensubstrat 505 auf die Ausrichtungsmarkierung 530 verbessert das Verschieben des benutzten Wellenlängenbereichs in den roten Teil des weißen Lichts der Weißlichtquelle 620 das Reflektiviätsverhältnis um etwa einen Faktor zwei.
  • Die 8 repräsentiert Intensitätsverteilungen dreier Übergänge von einem Absorbermaterial - in dem in der 8 dargestellten Beispiel ist dies Chrom - auf das Substrat 505, im dargestellten Beispiel ist dies Quarz. In dem Beispiel der 8, wie auch in den nachstehend diskutierten Beispielen, wurde die Ausrichtungsmarkierung 530 in das Absorbermaterial auf dem Substrat 505 der Maske 510 geätzt. Die Dicke der Absorberschicht beträgt ungefähr 70 nm und die Breite der Elemente oder der Balken der Ausrichtungsmarkierung 530 liegt im Bereich von ungefähr 5 µm.
  • In dem Beispiel der 8 ist nicht der Übergang Substrat 505 - Ausrichtungsmarkierung 530 - Substrat 505 wiedergegeben, sondern vielmehr ein Übergang von Absorbermaterial auf einen breiten Bereich des vom Absorber befreiten Substrats. Die rechte Kurve der 8 zeigt die Intensitätsänderung des reflektierten Lichts, wenn der Fokus des roten Anteils 660 des Lichts der Weißlichtquelle 620 auf der Oberfläche des Maskensubstrats 505 lag. Entsprechend zeigen die mittlere und die linke Kurve den Intensitätsverlauf des Topologiesprungs und des Material-übergangs von der Substratoberfläche auf das Niveau der Ausrichtungsmarkierung 530, wenn der Fokus des grünen Anteils 655 bzw. des blauen Anteils 650 auf der Oberfläche des Substrats 505 der Maske 510 lag. Von der rechten Kurve bis zur linken Kurve der 8 wurde der Abstand zwischen dem konfokalen spektroskopischen Reflektometer 600 und der Oberfläche des Substrats 505 um 1,2 mm verringert.
  • Aus den Kurven der 8 ist zu entnehmen, dass die Steigung bzw. der Abfall der drei Kurven im Wesentlichen unabhängig vom verwendeten Wellenlängenbereich der Weißlichtquelle 620 ist. Dieser Sachverhalt hat den großen Vorzug, dass das konfokale spektroskopische Reflektometer 600 ohne vorhergehende aufwändige Fokussierung zum Auffinden der Ausrichtungsmarkierung 530 eingesetzt werden kann. Dadurch wird die Identifizierung der Ausrichtungsmarkierung 530 signifikant beschleunigt. Die laterale Auflösung des eingesetzten konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 (80% - 20 % Definition) liegt im Bereich von 8 µm.
  • Wieder mit Bezug auf die 6, die Weißlichtquelle 620 wie auch das Spektrometer 675 sind mit der Rechen- oder Kontrolleinheit 570 verbunden. Die Rechen- oder Kontrolleinheit 570 kann sowohl die Weißlichtquelle 620 wie auch das Spektrometer 675 steuern bzw. regeln. Ferner erhält die Recheneinheit 570 vom Spektrometer 675 die gemessenen spektralen Intensitätsverteilungen. Darüber hinaus ist die Scaneinheit 680 ebenfalls mit der Rechen- oder Kontrolleinheit 570 verbunden und kann damit die Linienscans der Weißlichtquelle 620 des konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 steuern.
  • Die 9a präsentiert einen vergrößerten Ausschnitt 900 der Aufsicht auf das Substrat 505 der Maske 510 der 5, der die Ausrichtungsmarkierung 530 enthält. Wie bereits oben erwähnt, hat die Ausrichtungsmarkierung 530 die Form eines Kreuzes mit einem ersten horizontalen Element 905 und einem zweiten vertikalen Element 910. Die Längen des ersten 905 und des zweiten Elements 910 liegen in der Größenordnung von einem Millimeter. Das Zentrum 915 der Ausrichtungsmarkierung 530 der 9a ist in der 9b links oben nochmals vergrößert dargestellt. Die Breite 917 des ersten 905 und des zweiten Elements 910 liegen im diskutierten Beispiel bei ungefähr 5 µm. Das linke obere Eck der Kreuzung des ersten 905 und des zweiten Elements 910 der Ausrichtungsmarkierung 530 markiert im Beispiel der 9 den Referenzpunkt 920 der Ausrichtungsmarkierung 530.
  • Die gestrichelte horizontale Linie der 9a bezeichnet den ersten Linienscan 940 des konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600. Die 9c stellt schematisch den während des ersten Linienscans 940 von dem Spektrometer 675 des konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 detektierten Intensitätsverlauf in normierter Form dar. Wenn der Lichtstrahl der Weißlichtquelle 620 des Reflektometers 600 auf das zweite Element 910 der Ausrichtungsmarkierung 530 trifft, ändert sich die Intensität des reflektierten Lichts hauptsächlich aufgrund des Materialunterschieds zwischen der Ausrichtungsmarkierung 530 und dem Substrat sowie aufgrund der durch das zweite Element 910 der Absorbermarkierung 530 geänderten Fokusbedingung. Der letzte Effekt hängt entscheidend von der Dicke der Absorbermarkierung 530 ab und ist für dünne Absorbermarkierungen (< 100 nm) klein gegenüber dem Effekt des Materialunterschieds. Das Spektrometer 675 registriert dies durch einen Einbruch der Intensität in dem Wellenlängenbereich, der die Fokusbedingung für die Oberfläche des Maskensubstrats 505 erfüllt.
  • Nachdem der erste Linienscan 940 seine vorbestimmte Länge erreicht hat, wird in dem in der 9 dargestellten Beispiel vom Endpunkt des ersten Linienscans 940 ausgehend unter einem Winkel von 90° ein zweiter Linienscan 960 durchgeführt. In dem in der 9 dargestellten Beispiel trifft der zweite Linienscan 960 entlang seines vorgegebenen Weges auf das erste Element 905 der Ausrichtungsmarkierung 530. Die 9d veranschaulicht den entlang des Weges gemessenen normierten Intensitätsverlauf während des zweiten Linienscans 960.
  • Das Spektrometer 675 des Reflektometers 600 übermittelt die detektierten Intensitätsverläufe des ersten 940 und des zweiten Linienscans 960 an die Rechen- oder Kontrolleinheit 570. Diese ermittelt aus diesen Daten eine erste Abschätzung für den Referenzpunkt 920 der Ausrichtungsmarkierung 530.
  • Falls der erste Linienscan 940 entlang seines vorgegebenen Pfades das zweite Element 905 der Ausrichtungsmarkierung 530 nicht trifft, verschiebt die Recheneinheit 570 das Substrat 505 mit Hilfe der Scaneinheit 680 nach einem wählbaren Algorithmus, um einen einstellbaren Betrag in horizontaler Richtung oder in vertikaler Richtung oder in horizontaler und vertikaler Richtung. Sodann wird der erste Linienscan 940 wiederholt. Für den Fall, dass der erste Linienscan 940 das zweite Element 910 der Ausrichtungsmarkierung 530 findet, der zweite Linienscan 960 entlang seines Pfades jedoch nicht auf das erste Element 905 der Ausrichtungsmarkierung 530 trifft, verschiebt die Rechen- oder Kontrolleinheit 570 den Pfad des zweiten Linienscans 960 in vertikaler Richtung um eine vorgegebene Strecke und veranlasst ein Wiederholen des zweiten Linienscans 960.
  • Zum Abschätzen des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 ist es nicht notwendig, dass der erste 940 und der zweite Linienscan 960 einen rechten Winkel zueinander aufweisen. Vielmehr erfordert das vorgestellte Verfahren lediglich, dass die beiden Linienscans 940 und 960 nicht parallel zu einander sind. Allerdings ist es für die Genauigkeit der Bestimmung des Referenzpunktes der Ausrichtungsmarkierung günstig, die Richtungen der beiden Linienscans 940 und 960 an die Symmetrie der Ausrichtungsmarkierung anzupassen. Ferner ist es nicht notwendig, dass die Linienscans 940 und 960 entlang einer geraden Linie verlaufen. Vielmehr können die Linienscans 940 und 960 gekrümmten Bahnen folgen. Insbesondere ist es denkbar, die beiden Linienscans 940, 960 als einen Halbkreis auszuführen.
  • Bei Bedarf kann die Abschätzung des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 durch weitere Linienscans verfeinert werden. Dazu ermittelt die Rechen- oder Kontrolleinheit 960 einen Zwischenbereich 1050, der in der 10a dargestellt ist. Der Zwischenbereich 1050 liegt innerhalb des Bereichs der ersten beiden Linienscans 940 und 960 oder eines Startbereichs. Entlang des unteren horizontalen Randes des Zwischenbereichs 1050 führt das konfokale spektroskopische Reflektometer 600 einen dritten Linienscan 1040 durch. Die 10b veranschaulicht den Intensitätsverlauf entlang des dritten Linienscans 1040. Sodann führt das Reflektometer 600 entlang des rechten vertikalen Randes des Zwischenbereichs 1050 einen vierten Linienscan 1060 durch. Die während des vierten Linienscan 1060 von dem Spektrometer 675 des Reflektometers 600 detektierte reflektierte Intensität ist in normierter Form in der 10c dargestellt. Die Auswertung der durch die Linienscans 1040 und 1060 aufgenommenen Messdaten erfolgt wie oben im Zusammenhang der Diskussion der 9 beschrieben.
  • Wenn die Genauigkeit der Abschätzung des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 für den Einsatz der zweiten Vorrichtung 560 der 5 ausreichend ist, wird der Referenzpunktes 920 mit Hilfe der zweiten Vorrichtung 560 bestimmt. Falls jedoch die Abschätzung des Referenzpunktes 920 noch immer größer als eine vorgegebene Schwelle ist, kann die Abschätzung des Referenzpunktes 920 durch weitere Linienscans weiter verfeinert (in der 10a nicht dargestellt).
  • Anstelle des Durchführens des dritten 1040 und des vierten Linienscans 1060 kann die Rechen- oder Kontrolleinheit 570 einen Speicher (in den 5 und 6 nicht gezeigt) aufweisen, in dem Referenzmarkierungen abgelegt sind. Diese Referenzmarkierungen können mehr Details des ersten 905 und des zweiten Elements 910 der Ausrichtungsmarkierung 530 wiedergeben als der erste 940 und der zweite Linienscan 960 auflösen können und können damit zur Verbesserung der Abschätzung des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 herangezogen werden. Ferner ist es möglich, vier 940, 960, 1040, 1060 oder mehr Linienscans zusammen mit gespeicherten Referenzmarkierungen zum verfeinerten Abschätzen des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 zu verwenden.
  • Die Unsicherheit in der Abschätzung des Referenzpunktes 920, die für den Einsatz der zweiten Vorrichtung 560 ausreichend ist, hängt von der Art der zweiten Vorrichtung 560 der 6 und der Größe ihres Gesichtsfeldes ab. Generell ist eine Abschätzung des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 mit einer Halbwertsbreite (FWHM) unterhalb 20 µm ausreichend, um zum Einsatz der ersten Vorrichtung 550 (des konfokalen spektroskopischen Reflektometers 600 in dem Beispiel der 6) zu beenden und mit der zweiten Vorrichtung 560 den Referenzpunkt 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 zu bestimmen.
  • Bei punktsymmetrischen Ausrichtungsmarkierungen, wie der Ausrichtungsmarkierung 530, kann es günstig sein, den dritten und vierten Linienscan wie in der 11 dargestellt durchzuführen. Falls der dritte Linienscan 1140 entlang des oberen horizontalen Randes des Zwischenbereichs 1050 in der angegebenen Richtung ausgeführt wird und der vierte Linienscan 1160 entlang des linken vertikalen Randes des Zwischenbereiches 1050 erfolgt, kann aus den vier Signalen der Linienscans 940, 960, 1140 und 1160 des Spektrometers 675 der Referenzpunkt 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 mit größerer Genauigkeit ermittelt werden und zudem ist es möglich, eine Drehung der Ausrichtungsmarkierung 530 bezüglich den Richtungen der Linienscans 940, 960, 1140 und 1160 bestimmt werden.
  • Falls die beispielhafte Ausrichtungsmarkierung 1200 mit dem ersten 1205 und dem zweiten Element 1210 gegenüber den Richtungen des ersten 940 und des zweiten Linienscans 960 verdreht ist, liegt der aus den Linienscans 940 und 960 ermittelte Referenzpunkt 1230 weit entfernt von dem tatsächlichen Referenzpunkt 1215 der Ausrichtungsmarkierung 1200. In diesem Fall kann - wie in der 13 schematisch dargestellt - der tatsächliche Referenzpunkt 1215 der Ausrichtungsmarkierung 1200 mit größtmöglicher Genauigkeit bestimmt werden, wenn ein dritter Linienscan 1340 durchgeführt wird, der sich an den zweiten Linienscan 960 anschließt und vorzugsweise in der entgegengesetzten Richtung des ersten Linienscans 940 ausgeführt wird. Schließlich wird ausgehend vom Endpunkt des dritten Linienscans 1340 ein vierter Linienscan 1360 durchgeführt, der - wie in der 13 veranschaulicht - vorzugsweise am Startpunkt des ersten Linienscans endet. Der aus den vier Linienscans 940, 960, 1340 und 1360 ermittelte Referenzpunkt 1230 liegt bereits nahe dem tatsächlichen Referenzpunkt 1215 der Ausrichtungsmarkierung 1200.
  • Bei einer Verdrehung der Ausrichtungsmarkierung 1200 gegenüber den ersten beiden Linienscans 940 und 960 ist es generell günstig, vier Linienscans in dem Startbereich um den abgeschätzten Referenzpunkt einer Ausrichtungsmarkierung herum durchzuführen, wobei der dritte und der vierte Linienscan möglichst nahe der äußeren Begrenzung des Startbereichs ausgeführt werden sollten.
  • Die 14 veranschaulicht beispielhaft eine Referenzmarkierung oder eine Ausrichtungsmarkierung 1480 in Form eines Quadrats, die in eine regelmäßige Anordnung kleinerer Quadrate 1470 eingebettet ist. Damit ist die Anordnung 1400 mehrdeutig, da nach dem ersten 1410 und dem zweiten Linienscan 1420 kein Referenzpunkt für die Ausrichtungsmarkierung 1480 ermittelt werden kann. Selbst nach einem dritten 1530 und einem vierten Linienscan 1540 kann, wie in dem Beispiel der 15 dargestellt, noch immer kein Referenzpunkt für die Ausrichtungsmarkierung 1480 der Anordnung 1400 bestimmt werden.
  • Die systematische Anwendung des definierten Verfahrens zum Bestimmen eines Referenzpunktes einer Ausrichtungsmarkierung führt jedoch, wie in dem in den 14 bis 16 veranschaulicht, nach dem fünften 1650 und dem sechsten systematischen Linienscan 1660 zur Auflösung der Mehrdeutigkeit der beispielhaften Anordnung 1400. Somit kann in dem Beispiel der 14 bis 16 nach insgesamt sechs Linienscans 1410, 1420, 1530, 1530, 1650 und 1660 eindeutig ein Referenzpunkt für die Ausrichtungsmarkierung 1480 der Anordnung 140 bestimmt werden.
  • Die 17 zeigt das Zentrum 915 sowie das erste Element 905 und das zweite Element 910 der Ausrichtungsmarkierung 530 auf dem Substrat 505 der Fotomaske 510, das mit der zweiten Vorrichtung 560 aufgenommen wurde. In dem Beispiel des Bildes der 17 war die zweite Vorrichtung 560 ein Rasterelektronenmikroskop. Als zweite Vorrichtung 560 kann auch ein Focussed Ion Beam Mikroskop oder ein Lichtmikroskop eingesetzt werden, das Licht aus dem ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums verwendet. Darüber hinaus ist es möglich, als zweite Vorrichtung 560 auch ein Rasterkraftmikroskop (AFM atomic force microscope) bzw. Modifikationen dieses Mikroskoptyps einzusetzen.
  • Wie bereits erwähnt, ist die Ausrichtungsmarkierung 530 in dem hier diskutierten Beispiel in das Absorbermaterial der Fotomaske 510 geätzt. Aus diesem Grund kann das Rasterelektronenmikroskop einen Topologiekontrast und einen Materialkontrast darstellen, der an den Kanten 1710–1745 des ersten 905 und des zweiten Elements 910 der Ausrichtungsmarkierung 530 zum Substrat 505 der Maske 510 erzeugt wird. Die Interferenzstrukturen der 17 ebenso wie der nachfolgenden 18 und 19 sind Artefakte, die beim Drucken der Bilder erzeugt werden.
  • In der 18 sind die vier Scanbereiche 1810, 1820, 1830 und 1840 des Rasterelektronenmikroskops in dem Bereich des Bildes der 17 dargestellt, die zum Bestimmen des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 eingesetzt werden. In den einzelnen Scanbereichen 1810, 1820, 1830 und 1840 ermittelt das Rasterelektronenmikroskop oder allgemeiner die zweite Vorrichtung 560 den Verlauf der Kanten 1710, 1720, 1725 und 1735 des ersten 905 und des zweiten Elements 910 der Ausrichtungsmarkierung 530. Die Verläufe der Kanten 1710, 1720, 1725 und 1735 in den Scanbereichen 1810, 1820, 1830 und 1840 überträgt das Rasterelektronenmikroskop an die Rechen- oder Kontrolleinheit 570. Die Rechen- oder Kontrolleinheit 570 bestimmt aus den Daten der Scanbereiche 1810 und 1830, d.h. aus den Verläufen der Kanten 1710 und 1725, die Verbindungslinie 1850 und aus den Daten der Scanbereiche 1820 und 1840 bzw. den Verläufen der Kanten 1720 und 1735 die Verbindungslinie 1860. Aus dem Schnittpunkt der Verbindungslinien 1850 und 1860 ermittelt die Rechen- und Kontrolleinheit den Referenzpunkt 920 der Ausrichtungsmarkierung 530.
  • Bei Bedarf kann die Genauigkeit der Bestimmung des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung 530 verbessert werden. Dieser Vorgang ist schematisch in der 19 angegeben. Dazu werden die Kanten 1710 und 1725 des ersten Elements 905 der Ausrichtungsmarkierung 530 durch die Scanbereiche 1910 und 1930 über einen längeren Bereich hinweg abgetastet. Ferner werden die Kanten 1720 und 1735 des zweiten Elements 905 der Ausrichtungsmarkierung 530 durch die Scanbereiche 1920 und 1940 ebenfalls über eine größere Strecke gescannt. Den Verlauf der Kanten 1710 und 1725 sowie der Kanten 1720 und 1735 überträgt das Rasterelektronenmikroskop an die Rechen- und Kontrolleinheit 570. Letztere bestimmt aus diesen Daten die Verbindungslinien 1950 und 1960, die einen geringeren Messfehler als die Verbindungslinien 1850 und 1860 aufweisen. Damit ermöglicht der in der 19 dargestellte Verfeinerungsschritt die Präzision der Bestimmung des Referenzpunktes 920 der Ausrichtungsmarkierung gegenüber der anhand der 18 erläuterten Ausführung zu steigern.
  • Das vorgestellte Verfahren erlaubt es, einen Referenzpunkt einer Ausrichtungsmarkierung eines Substrats einer Fotomaske auch dann ohne manuellen Suchprozess zu bestimmen, wenn die Variation der Ausrichtungsmarkierung von Fotomaske zu Fotomaske in den Bereich von Millimetern reicht.

Claims (25)

  1. Verfahren zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes (920) einer Ausrichtungsmarkierung (515, 520,525,530, 1480) auf einem Substrat (505) einer photolithographischen Maske (510), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a. Durchführen eines ersten Linienscans (940, 1410) innerhalb eines Startbereichs des Substrats (505) in einer ersten Richtung auf einer Oberfläche des Substrats (505), wobei die Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) innerhalb des Startbereichs angeordnet ist, zum Auffinden eines ersten Elements (910) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480); b. Durchführen eines zweiten Linienscans (960, 1420) innerhalb des Startbereichs in zumindest einer zweiten Richtung auf der Oberfläche des Substrats (504), welche die erste Richtung schneidet, zum Auffinden eines zweiten Elements (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480); c. Abschätzen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) aus dem aufgefundenen ersten Element (910) und dem aufgefundenen zweiten Element (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) mittels einer Recheneinheit (570); und d. Abbilden eines Zielbereichs um den mittels der Recheneinheit (570) abgeschätzten Referenzpunkt (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) herum zum Bestimmen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480), wobei das Abbilden mit einer höheren Auflösung erfolgt als das Durchführen der Linienscans (940, 960) in den Schritten a. und b.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner die Schritte aufweisend: e. Durchführen eines dritten (1040,1140,1340,1530\) und eines vierten Linienscans (1060, 1160, 1360, 1540) innerhalb eines Zwischenbereiches (1050) um die von der Recheneinheit (570) durchgeführte Abschätzung des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) herum nach dem Schritt c., wobei der Zwischenbereich (1050) kleiner ist als der Startbereich und größer als der Zielbereich; f. Erneutes Abschätzen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) aus dem erneuten Auffinden des ersten Elements (910) und des zweiten Elements (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) durch den dritten Linienscan (1040,1140,1340) und vierten Linienscan (1o6o, 1140, 1340) mittels der Recheneinheit (570) ; und g. Durchführen des Schritts d. unter Verwendung der erneuten von der Recheneinheit (570) durchgeführten Abschätzung des Referenzpunktes (920).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner den Schritt aufweisend: Wiederholen der Schritte e. bis f. zum erneuten Abschätzen des Referenzpunktes (920) mittels der Recheneinheit (570) mit einer Positionsungenauigkeit unterhalb einer vorgegebenen Schwelle.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die vorgegebene Schwelle 100 µm beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner die Schritte aufweisend: h. Durchführen eines dritten (1040, 1140) und eines vierten Linienscans (1060, 1160) innerhalb des Startbereiches und außerhalb eines Zwischenbereichs (1050) um die von der Recheneinheit (570) durchgeführte Abschätzung des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) herum nach dem Schritt c., wobei der Zwischenbereich (1050) kleiner ist als der Startbereich und größer als der Zielbereich; i. Erneutes Abschätzen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) aus dem erneuten Auffinden des ersten Elements (910) und des zweiten Elements (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) durch den dritten Linienscan (1040,1140) und vierten Linienscan (1040, 1140) mittels der Recheneinheit (570); und j. Durchführen des Schritts d. unter Verwendung der erneuten von der Recheneinheit (570) durchgeführten Abschätzung des Referenzpunktes (920).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt c. des Verfahrens umfasst: Vergleichen des ersten Linienscans (940,1410) und des zweiten Linienscans (96o, 1420) mit gespeicherten Referenzmarkierungen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des Referenzpunktes (920) eine Positionsungenauigkeit < 10 µm aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner die Schritte aufweisend: k. Verschieben des Startbereichs, wenn im Schritt c. kein Referenzpunkt (920) abgeschätzt wird; und 1. Wiederholen der Schritte a., b. und c.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchführen des ersten (940, 1410) und des zweiten Linienscans (960,1420) das Anwenden eines konfokalen spektroskopischen Reflektometers (600) umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Durchführen des ersten (940,1410) und des zweiten Linienscans (960,1420) das Anwenden des konfokalen spektroskopischen Reflektometers (600) ohne vorhergehende Fokussierung umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, ferner den Schritt aufweisend: Einstellen des Signal-zu-Rauschverhältnisses des ersten (940,1410) und des zweiten Linienscans (960,1420) durch den Abstand des Substrats (505) der photolithographischen Maske (510) und einer Austrittslinse (640) des konfokalen spektroskopischen Reflektometers (600).
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abbilden des Zielbereichs das Anwenden eines Rasterelektronenmikroskops und/oder eines Focussed Ion Beam Mikroskops und/oder eines Lichtmikroskops umfasst.
  13. Vorrichtung (500) zum automatisierten Bestimmen eines Referenzpunktes (920) einer Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) auf einem Substrat (505) einer photolithographischen Maske (510), aufweisend: a. zumindest ein Mittel (550, 600) zum Durchführen eines ersten Linienscans (940, 1410) und eines zweiten Linienscans (960,1420) innerhalb eines Startbereichs des Substrats (505) in einer ersten Richtung auf einer Oberfläche des Substrats (505), wobei die Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) innerhalb des Startbereichs angeordnet ist, zum Auffinden eines ersten Elements (910) und eines zweiten Elements (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480), wobei das zumindest eine Mittel (550, 600) ein optisches Profilometer umfasst; b. zumindest ein Mittel (570) zum Abschätzen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) aus dem ersten (910) und dem zweiten Element (905) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480), wobei das zumindest eine Mittel (570) zum Abschätzen des Referenzpunktes (920) eine Recheneinheit (570) umfasst; und c. zumindest ein Mittel (560) zum Abbilden eines Zielbereichs um den durch die Recheneinheit (570) abgeschätzten Referenzpunkt (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) herum zum Bestimmen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480), wobei das zumindest eine Mittel (560) zum Abbilden des Zielbereichs eine höhere Auflösung aufweist als das zumindest eine Mittel (550, 600) zum Durchführen des ersten Linienscans (940, 1410) und des zweiten Linienscans (960, 1420).
  14. Vorrichtung (500) nach Anspruch 13, wobei das zumindest eine Mittel (550, 600) zum Durchführen eines ersten Linienscans (940,1410) und eines zweiten Linienscans (960,1420) eine laterale Ortsauflösung < 100 µm aufweist.
  15. Vorrichtung (500) nach Anspruch 13 oder 14, wobei das zumindest eine Mittel (550, 600) zum Durchführen eines ersten Linienscans (940, 1410) und eines zweiten Linienscans (960, 1420) zumindest ein Mittel zum lokalen Abtasten der Oberfläche des Substrats (505) umfasst.
  16. Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 13-15, wobei das zumindest eine Mittel (550, 600) zum Durchführen eines ersten Linienscans (940,1410) und eines zweiten Linienscans (960, 1420) umfasst: d. einen Sensor, der ausgebildet ist fokussierte elektromagnetische Strahlung (650, 655, 660) auf das Substrat (505) zu richten und von dem Substrat (505) reflektierte und/oder transmittierte elektromagnetische Strahlung zu empfangen; e. eine Scaneinheit (680), die ausgebildet ist den Sensor und/oder das Substrat (505) in einer Ebene senkrecht zu der fokussierten elektromagnetischen Strahlung (650, 655, 660) zu scannen; und f. eine Kontrolleinheit (570), die mit dem Sensor verbunden ist und die ausgebildet ist, aus der von dem Sensor empfangenen elektromagnetischen Strahlung eine lokale Intensitätsverteilung zu bestimmen.
  17. Vorrichtung (500) nach Anspruch 16, wobei die Kontrolleinheit (570) ferner mit der Scaneinheit (680) verbunden ist und ausgebildet ist, die Scaneinheit (680) zu steuern oder zu regeln.
  18. Vorrichtung (500) nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Scaneinheit (680) eine Ortsauflösung < 20 µm aufweist.
  19. Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 16-18, wobei der Sensor ein konfokales spektroskopisches Reflektometer (600) umfasst.
  20. Vorrichtung (500) nach Anspruch 19, wobei der Sensor ausgebildet ist, den ersten (940,1410) und den zweiten Linienscan (960, 1420) ohne vorhergehende Fokussierung durchführen.
  21. Vorrichtung (500) nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Signal-zu-Rauschverhältnis des ersten (940, 1410) und des zweiten Linienscans (960, 1420) durch den Abstand des Substrats der photolithographischen Maske (510) und einer Austrittslinse (640) des konfokalen spektroskopischen Reflektometers (600) eingestellt wird.
  22. Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 16-21, wobei das zumindest eine Mittel zum Abbilden des Zielbereichs eine Ortsauflösung < 200 nm aufweist.
  23. Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 16-22, wobei das zumindest eine Mittel zum Abbilden des Zielbereichs (560) ein Rasterelektronenmikroskop und/oder ein Focussed Ion Beam Mikroskop und/oder ein Lichtmikroskop umfasst.
  24. Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 16-23, wobei die Recheneinheit (570) zum Abschätzen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) einen Prozessor umfasst, der ausgebildet ist aus den aufgefundenen ersten (910) und zweiten Elementen (905) den Referenzpunkt (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530, 1480) abzuschätzen und/oder aus der Abbildung des Zielbereichs den Referenzpunkt (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) zu bestimmen.
  25. Vorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 16-24, wobei die Recheneinheit (570) zum Abschätzen des Referenzpunktes (920) der Ausrichtungsmarkierung (515, 520, 525, 530,1480) einen Speicher umfasst zum Speichern von Referenzmarkierungen (920).
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US14/899,979 US9863760B2 (en) 2013-06-18 2014-06-16 Method and device for determining a reference point of an orientation marking on a substrate of a photolithographic mask in an automated manner
JP2016520411A JP6482137B2 (ja) 2013-06-18 2014-06-16 フォトリソグラフィマスクの基板上のアラインメントマークの基準点の自動決定のための方法及びデバイス
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020007626A1 (de) 2020-12-14 2022-06-15 Innolite Gmbh Spannsystem mit einer Grundträgerplatte, Fixiereinheit für ein Spannsystem sowie Verfahren zur Verwendung eines Spannsystems

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014213198B4 (de) * 2014-07-08 2020-08-06 Carl Zeiss Ag Verfahren zur Lokalisierung von Defekten auf Substraten
JP6718225B2 (ja) * 2015-12-02 2020-07-08 株式会社エスケーエレクトロニクス フォトマスクおよびその製造方法
EP3800505A1 (de) * 2019-10-03 2021-04-07 ASML Netherlands B.V. Messsystem und verfahren zur charakterisierung einer strukturierungsvorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3744320A1 (de) * 1986-12-27 1988-07-28 Canon Kk Einrichtung zur lageermittlung mittels veraenderbarer strahlung
US20040121069A1 (en) * 2002-08-08 2004-06-24 Ferranti David C. Repairing defects on photomasks using a charged particle beam and topographical data from a scanning probe microscope
US20050205781A1 (en) * 2004-01-08 2005-09-22 Toshifumi Kimba Defect inspection apparatus
US20080151234A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Hitachi High-Technologies Corporation Foreign matter inspection apparatus

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0195161B1 (de) * 1985-03-14 1993-09-15 Nikon Corporation Gerät und Verfahren zum selbsttätigen Inspizieren von Objekten und zum Identifizieren oder Erkennen bekannter und unbekannter Teile davon, einschliesslich Fehler und dergleichen
JPS63191041A (ja) * 1987-02-03 1988-08-08 Komori Printing Mach Co Ltd 濃度測定位置合わせ方法
JP2622573B2 (ja) * 1988-01-27 1997-06-18 キヤノン株式会社 マーク検知装置及び方法
JPH0513306A (ja) 1991-07-03 1993-01-22 Fujitsu Ltd マスク位置測定装置
KR100467858B1 (ko) * 1996-02-05 2005-11-01 가부시키가이샤 니콘 정렬,노광방법및노광장치
JP3580992B2 (ja) * 1997-09-18 2004-10-27 旭化成マイクロシステム株式会社 フォトマスク
JP2000260699A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Canon Inc 位置検出装置及び該位置検出装置を用いた半導体露光装置
JP4536845B2 (ja) * 1999-05-17 2010-09-01 株式会社キーエンス 共焦点顕微鏡
KR20020077515A (ko) * 2000-03-02 2002-10-11 가부시키가이샤 니콘 위치계측장치 및 노광장치
JP2004111473A (ja) * 2002-09-13 2004-04-08 Nikon Corp 位置検出方法及び装置、露光方法及び装置
JP2004235354A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Canon Inc 露光装置
JP2004296921A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Canon Inc 位置検出装置
JP2004356276A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Riipuru:Kk 荷電粒子ビーム近接露光方法及び装置
IL156589A0 (en) * 2003-06-23 2004-01-04 Nova Measuring Instr Ltd Method and system for automatic target finding
DE102004032933B3 (de) * 2004-07-07 2006-01-05 Süss Microtec Lithography Gmbh Mittelpunktbestimmung von drehsymmetrischen Justiermarken
JP4788229B2 (ja) * 2005-08-08 2011-10-05 株式会社ニコン 位置検出装置、アライメント装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
KR101435124B1 (ko) * 2008-04-29 2014-08-29 삼성전자 주식회사 노광 장치의 정렬 방법, 이를 이용한 감광막의 노광 방법및 감광막의 노광 방법을 수행하기 위한 노광 장치
JP2010219445A (ja) * 2009-03-18 2010-09-30 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画用の基準マークの位置検出方法及び荷電粒子ビーム描画装置
JP2011066185A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Ushio Inc ワークアライメントマークの検出方法および露光装置
JP6460617B2 (ja) * 2012-02-10 2019-01-30 Hoya株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスクの製造方法、及び反射型マスクブランクの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3744320A1 (de) * 1986-12-27 1988-07-28 Canon Kk Einrichtung zur lageermittlung mittels veraenderbarer strahlung
US20040121069A1 (en) * 2002-08-08 2004-06-24 Ferranti David C. Repairing defects on photomasks using a charged particle beam and topographical data from a scanning probe microscope
US20050205781A1 (en) * 2004-01-08 2005-09-22 Toshifumi Kimba Defect inspection apparatus
US20080151234A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Hitachi High-Technologies Corporation Foreign matter inspection apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020007626A1 (de) 2020-12-14 2022-06-15 Innolite Gmbh Spannsystem mit einer Grundträgerplatte, Fixiereinheit für ein Spannsystem sowie Verfahren zur Verwendung eines Spannsystems

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Publication number Publication date
US9863760B2 (en) 2018-01-09
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US20160138907A1 (en) 2016-05-19
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