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Die Erfindung betrifft Verfahren zum Strukturieren von Objekten mit Hilfe von Partikelstrahlgeräten.
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Partikelstrahlgeräte können dazu eingesetzt werden, Objekte zu strukturieren. Hierzu wird ein von dem Partikelstrahlgerät erzeugter Partikelstrahl an auswählbare Orte an dem Objekt gerichtet. An diesen Orten kann von dem Objekt Material entfernt werden, oder es kann an diesen Orten Material an dem Objekt abgeschieden werden. Das Entfernen von Material kann erreicht werden, indem der Partikelstrahl mit einer ausreichenden Energie auf das Objekt gerichtet wird, um von diesem Material zu entfernen. Dieser Vorgang wird auch als Partikelstrahlätzen bezeichnet. Das Entfernen von Material kann auch dadurch unterstützt werden, dass ein Prozessgas an den Auftreffort geleitet wird, welches von dem Partikelstrahl aktiviert wird und mit Komponenten des Objekts Verbindungen eingeht, welche sich von dem Objekt entfernen lassen. Das Abscheiden von Material an dem Objekt kann dadurch erreicht werden, dass dem Objekt an dem Auftreffort des Partikelstrahls ein geeignetes Prozessgas zugeführt wird, welches von dem Partikelstrahl aktiviert wird und dessen Aktivierungsprodukte zu einer gewünschten Materialabscheidung an dem Objekt führen.
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US 7 977 654 B2 und
US 8 653 487 B2 offenbaren Verfahren zum Strukturieren eines Objekts mit einem Partikelstrahlgerät, wobei Strukturen an einem Objekt mit dem Partikelstrahlgerät unter Verwendung von Setzen von Werten von Prozessparametern geformt werden.
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Mit den beschriebenen Techniken ist es möglich, mit Hilfe eines Partikelstrahlgeräts miniaturisierte Strukturen an einem Objekt mit hoher Präzision zu formen. Auch ist es möglich, das Ergebnis der Bearbeitung mit dem Partikelstrahl wiederholt zu überprüfen, indem das Partikelstrahlgerät als Mikroskop verwendet wird und ein Bild der gerade geformten Struktur aufgenommen wird. In Abhängigkeit von einem Vergleich des aufgenommenen Bilds mit einem gewünschten Ergebnis kann dann iterativ der weitere Ablauf des Prozesses zum Formen einer gewünschten Struktur an dem Objekt gesteuert werden.
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Dennoch ist es aufwändig, Werte und Einstellungen von Prozessparametern, welche den Betrieb des Partikelstrahlgeräts charakterisieren, aufzufinden, bei deren Verwendung eine gewünschte Struktur an dem Objekt geformt wird, und bei deren Verwendung die gewünschte Struktur insbesondere schnell und zuverlässig und möglichst ohne die Notwendigkeit der iterativen Überprüfung durch wiederholtes Aufnehmen eines Bilds der geformten Struktur geformt werden kann.
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Strukturieren eines Objekts mit wenigstens einem Partikelstrahlgerät vorzuschlagen, welches es ermöglicht, eine gewünschte Struktur an einem Objekt zuverlässig zu formen.
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Bei der Entwicklung von Verfahren, um an einem gegebenen Objekt eine gewünschte Struktur mit Hilfe eines Partikelstrahlgeräts zu formen, werden üblicherweise Versuchsreihen durchgeführt, in welchen Werte von Prozessparametern, die den Betrieb des Partikelstrahlgeräts charakterisieren, variiert werden und eine Vielzahl von Teststrukturen mit jeweils variierten Parametern an dem Objekt geformt werden. Daraufhin können die geformten Teststrukturen untersucht werden, um den Einfluss der variierten Prozessparameter auf die geformte Struktur zu verstehen, und es kann eine der Teststrukturen ermittelt werden, welche einem gewünschten Ergebnis nahe kommt. Die zum Formen dieser ermittelten Teststruktur verwendeten Prozessparameter können dann nachfolgend verwendet werden, um eine gewünschte Struktur, welche auch als eine Nutzstruktur bezeichnet werden kann, an einem anderen Objekt zu formen.
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Hierzu ist es notwendig, die Prozessparameter zu kennen, welche beim Formen der ermittelten Teststruktur verwendet wurden. Durch geeignete Aufzeichnungen und Protokolle ist es möglich, eine Zuordnung zwischen gefertigten Teststrukturen und den hierzu verwendeten Prozessparametern aufrecht zu erhalten und nach Ermittlung einer geeigneten Teststruktur aufgrund dieser Zuordnung die verwendeten Prozessparameter zu ermitteln.
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Oft werden Teststrukturen geformt und über längere Zeit aufbewahrt, um sie später, wenn die Aufgabe zum Formen einer bestimmten gewünschten Nutzstruktur entstanden ist, wieder zu inspizieren und festzustellen, ob etwa eine der früher gefertigten Teststrukturen Eigenschaften und Merkmale aufweist, welche mit den Eigenschaften und Merkmalen der nun zu formenden Nutzstruktur wenigstens teilweise übereinstimmen, so dass die Prozessparameter, welche beim Formen dieser Teststruktur verwendet wurden, auch als Prozessparameter zum Formen der nun gewünschten Nutzstruktur verwendet werden können.
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Hier besteht ein Problem darin, die Zuordnung zwischen geformten Teststrukturen und den zu deren Formung verwendeten Prozessparametern über längere Zeit und gegebenenfalls über verschiedene Standorte und involvierte Institute und Personen hinweg aufrecht zu erhalten.
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Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, beim Formen einer ersten Struktur an einem ersten Objekt, welche eine Teststruktur sein kann, an dem ersten Objekt eine weitere, zweite Struktur zu formen, welche eine Informationsstruktur ist und die Werte der Prozessparameter repräsentiert, welche beim Formen der Teststrukturen mit Hilfe des Partikelstrahlgeräts verwendet werden. Die Informationsstruktur kann die Werte der zum Formen der zugeordneten Nutzstruktur verwendeten Prozessparameter repräsentieren. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Werte nach einem vorbestimmten Verfahren kodiert werden, so dass sie durch eine Folge von Informationseinheiten repräsentiert sind. Es ist dann möglich, diese Folge von Informationseinheiten als Informationsstruktur an dem Objekt zu formen, indem für eine jede Informationseinheit der kodierten Werte ein entsprechendes Element der Informationsstruktur an dem Objekt geformt wird, welches die jeweilige Informationseinheit repräsentiert. Beispielsweise können zum Repräsentieren der Werte zwei verschiedene Informationseinheiten („Bits“) vorgesehen sein, welche durch zwei verschiedene und unterscheidbare Elemente der Informationsstruktur repräsentiert sind. Die beiden Elemente der Informationsstruktur können beispielsweise als Vertiefungen in der Oberfläche des Objekts realisiert sein, wobei sich die beiden Elemente hinsichtlich einer Tiefe der Vertiefungen oder einer lateralen Ausdehnung der Vertiefungen unterscheiden. Es ist dann nachfolgend möglich, die Informationsstruktur zu detektieren und zu analysieren, um die Werte der Prozessparameter zu bestimmen, welche durch die Informationsstruktur repräsentiert sind.
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Auf diese Weise werden die zum Formen von Teststrukturen verwendeten Prozessparameter dauerhaft zusammen mit den Teststrukturen an dem gleichen Objekt gespeichert, so dass die Teststrukturen zur späteren Analyse aufbewahrt werden können, wobei es immer möglich ist, die zum Formen einer bestimmten Teststruktur verwendeten Prozessparameter zu ermitteln, indem die der bestimmten Teststruktur zugeordnete Informationsstruktur detektiert und analysiert wird.
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Gemäß beispielhafter Ausführungsformen umfasst das Verfahren zum Strukturieren eines Objekts mit wenigstens einem Partikelstrahlgerät ein Bestimmen einer an einem ersten Objekt zu formenden ersten Struktur; ein Bestimmen eines ersten Satzes von Werten einer Mehrzahl von ersten Prozessparametern des wenigstens einen Partikelstrahlgeräts in Abhängigkeit von der ersten Struktur; ein Formen der ersten Struktur an dem ersten Objekt mit dem wenigstens einen Partikelstrahlgerät unter Verwendung des ersten Satzes von Werten der ersten Prozessparameter; ein Bestimmen einer der ersten Struktur zugeordneten und an dem ersten Objekt zu formenden zweiten Struktur, welche den ersten Satz von Werten der ersten Prozessparameter repräsentiert; ein Formen der zweiten Struktur an dem ersten Objekt mit dem wenigstens einen Partikelstrahlgerät; ein Bestimmen einer an einem zweiten Objekt zu formenden dritten Struktur; ein Detektieren der an dem ersten Objekt geformten zweiten Struktur; ein Analysieren der detektierten zweiten Struktur und Bestimmen des ersten Satzes von Werten der durch die detektierte zweite Struktur repräsentierten ersten Prozessparameter; ein Bestimmen eines zweiten Satzes von Werten der Mehrzahl von ersten Prozessparameter basierend auf dem bestimmten ersten Satz von Werten der ersten Prozessparameter; und ein Formen der dritten Struktur an dem zweiten Objekt mit dem wenigstens einen Partikelstrahlgerät unter Verwendung des zweiten Satzes von Werten der ersten Prozessparameter.
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Das Partikelstrahlgerät kann ein Ionenstrahlgerät und/oder ein Elektronenstrahlgerät sein. Es ist auch möglich, zum Formen einer gewünschten Struktur ein System einzusetzen, welches mehrere Partikelstrahlgeräte umfasst. Beispielsweise kann ein System eingesetzt werden, welches ein Ionenstrahlgerät und ein Elektronenstrahlgerät umfasst, welche ihre Partikelstrahlen gleichzeitig auf einen gleichen Bearbeitungsort an einem Objekt richten können. Mit einem solchen System ist es einfach möglich, eine effiziente Formung von gewünschten Strukturen mit Hilfe des Ionenstrahlgeräts zu erreichen und eine Überprüfung der geformten Struktur mit Hilfe des als Mikroskop betriebenen Elektronenstrahlgeräts zu erreichen. Die Prozessparameter zum Charakterisieren des zum Formen einer gewünschten Struktur an einem Objekt verwendeten Partikelstrahlgeräts können vielfältig sein. Die Prozessparameter können wenigstens einen Parameter umfassen, der den zum Formen der Teststruktur verwendeten Partikelstrahl beschreibt. Dieser Parameter kann beispielsweise eine kinetische Energie der auf das Objekt treffenden Partikel des Partikelstrahls beschreiben, er kann einen Strahlstrom des Partikelstrahls beschreiben, er kann einen Durchmesser des auf das Objekt treffenden Partikelstrahls beschreiben oder er kann einen Arbeitsabstand des Objekts von dem Partikelstrahlgerät beschreiben.
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Die Prozessparameter können ferner einen Parameter umfassen, der ein beim Formen der Teststruktur verwendetes Prozessgas beschreibt. Dieser Parameter kann eine chemische Zusammensetzung des Prozessgases beschreiben, er kann einen Druck des Prozessgases beschreiben, der beispielsweise in einem Gaszuführungssystem des Prozessgases zu dem Objekt vorhanden ist, oder er kann einen Massenstrom des Prozessgases beschreiben, das dem Objekt zugeführt wird.
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Die Prozessparameter können ferner einen Parameter umfassen, der eine beim Formen der Teststruktur verwendete Scanstrategie beschreibt. Zum Formen der Strukturen wird der Partikelstrahl üblicherweise über das Objekt gescannt, wobei der Partikelstrahl an und ausgeschaltet werden kann oder lediglich an ausgewählte Orte innerhalb eines Schreibfelds gerichtet werden kann.
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Die Prozessparameter können auch Parameter enthalten, welche die Geometrie der zu formenden Struktur beschreiben. Solche Parameter können beispielsweise als Koordinaten in einem Koordinatensystem des Partikelstrahlgeräts oder als Koordinaten relativ zu einer bezüglich der zu formenden Struktur festgelegten Referenzposition angegeben sein. Dies schließt nicht aus, dass die mit diesen Parametern tatsächlich gefertigte Struktur aufgrund von Toleranzen und prozessbedingten Abweichungen, wie beispielsweise erhöhten oder erniedrigten Materialabtragsraten oder Materialabscheidungsraten oder aufgrund einer Redeposition von abgetragenem Material im Bereich der zu fertigenden Struktur, mit Geometrie-Parametern beschrieben werden kann, welche von diesen, die Geometrie der zu fertigenden Struktur beschreibenden Parametern abweichen. Die Prozessparameter können auch Parameter enthalten, welche einen Vakuumdruck in einem das erste Objekt enthaltenden Vakuumraum beim Formen der ersten Struktur beschreiben. Ferner können die Prozessparameter auch Parameter enthalten, welche einen Gasfluss eines Gases beschreiben, welches zur Vermeidung einer Aufladung des ersten Objekts beim Formen der ersten Struktur dem ersten Objekt zugeführt wird. Ferner können die Prozessparameter auch Parameter enthalten, welche eine Temperatur des ersten Objekts beim Formen der ersten Struktur beschreiben. Ferner können die Prozessparameter auch Parameter enthalten, welche ein elektrisches Potential des ersten Objekts relativ zu dem Partikelstrahlgerät beim Formen der ersten Struktur beschreiben. Ferner können die Prozessparameter auch Parameter enthalten, welche eine Kristallorientierung des ersten Objekts relativ zu dem Partikelstrahlgerät beim Formen der ersten Struktur beschreiben. Darüber hinaus können die Prozessparameter auch Parameter enthalten, welche eine Änderung einer Fokuseinstellung des Partikelstrahlgeräts während des Formens der ersten Struktur beschreiben.
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Die Abfolge von Maßnahmen zum Abscannen des Objekts kann als Scanstrategie bezeichnet werden. Parameter, welche diese beschreiben, sind beispielsweise die Größe des Scanfelds, wie beispielsweise dessen horizontale oder vertikale Ausdehnung, eine eingestellte Vergrößerung des Partikelstrahlgeräts, ein Abstand zwischen Rasterpunkten, welche beim Formen der Struktur verwendet werden, eine Verweildauer des Partikelstrahls an einem jeden Rasterpunkt, eine Dauer eines wiederholt durchgeführten Scandurchlaufs, eine Anzahl solcher Scandurchläufe, eine Pause zwischen aufeinanderfolgenden Scandurchläufen und dergleichen.
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Die Prozessparameter können ferner einen Parameter umfassen, der eine Position und/oder eine Orientierung des Objekts relativ zu dem zum Formen der Teststruktur verwendeten Partikelstrahlgerät beschreibt. Ferner kann der Prozessparameter ein Identifikationszeichen des zum Formen der Teststruktur verwendeten Partikelstrahlgeräts umfassen. Dies kann dann hilfreich sein, wenn zum Formen der Teststruktur und zum nachfolgenden Formen der Nutzstruktur verschiedene Partikelstrahlgeräte verwendet werden. Die verschiedenen Partikelstrahlgeräte können einem gleichen Typ angehören und lediglich verschiedene Instanzen dieses Typs sein. Hier ist es möglich, dass die Geräte selbst bei gleicher Einstellung der Werte ihrer Prozessparameter verschiedene Ergebnisse liefern. Durch das Abspeichern des Identifikationszeichens des zum Formen der Teststruktur verwendeten Partikelstrahlgeräts ist es dann möglich, derartige Unterschiede zu erfassen und für das zum Formen der Nutzstruktur verwendete Partikelstrahlgerät geeignete Werte der zu verwendenden Prozessparameter zu bestimmen. Auch wenn das zum Formen der Nutzstruktur verwendete Partikelstrahlgerät von einem Typ ist, der von dem Typ des Partikelgeräts verschieden ist, welches zum Formen der Teststruktur verwendet wurde, ist das gespeicherte Identifikationszeichen hilfreich, um geeignete Anpassungen der Werte der Parameter vorzunehmen, welche zum Betreiben des Partikelstrahlgeräts zum Fertigen der Nutzstruktur verwendet werden können.
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Ferner ist es möglich, die Werte von mehreren Prozessparametern, welche in ihrer Kombination beispielsweise häufig vorkommen, zusammenzufassen und mit einem Identifikationszeichen zu bezeichnen, dessen Wert als Parameter die Prozessparameter beschreibt. Hierdurch ist es möglich, die Größe der Informationsstruktur an dem Objekt zu reduzieren.
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Gemäß beispielhafter Ausführungsformen wird eine Vielzahl von Sätzen von Werten der Prozessparameter bestimmt, wobei die Sätze von Werten paarweise voneinander verschieden sind. Es kann dann eine Mehrzahl von Teststrukturen an dem Objekt geformt werden, wobei eine jede der Teststrukturen unter Verwendung eines anderen Satzes von Werten der Prozessparameter geformt wird. Die entsprechend an dem Objekt geformte Vielzahl von Teststrukturen repräsentiert somit eine Versuchsserie, bei welcher ein oder mehrere der Prozessparameter variiert werden. Auch hier wird für eine jede der Teststrukturen eine dieser zugeordnete Informationsstruktur an dem Objekt geformt, wobei eine jede der Informationsstrukturen die Werte des Satzes von Werten der Prozessparameter repräsentiert, welche verwendet wurden, um die der betreffenden Informationsstruktur zugeordnete Teststruktur zu formen.
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Gemäß beispielhafter Ausführungsformen wird später, das heißt nach dem Formen der Teststrukturen, eine zu formende Nutzstruktur bestimmt, welche bestimmte Eigenschaften aufweist. Diese Eigenschaften können beispielsweise geometrische Eigenschaften, wie beispielsweise Abmessungen und Winkel zwischen Elementen der Nutzstruktur sein. Diese Eigenschaften können auch Materialeigenschaften sein, wie beispielsweise das Material des Objekts, an welchem die Nutzstruktur geformt werden soll, oder das Material, welches an dem Objekt abgeschieden werden soll.
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Es werden daraufhin die zuvor geformten Teststrukturen analysiert und hinsichtlich ihrer Eigenschaften mit der gewünschten Nutzstruktur verglichen. Wenn eine ausreichend ähnliche Teststruktur gefunden wurde, wird diese ausgewählt. Daraufhin wird die der ausgewählten Teststruktur zugeordnete Informationsstruktur detektiert und analysiert, um die Prozessparameter zu ermitteln, welche zum Formen der ausgewählten Teststruktur verwendet wurden. Hierbei ist es insbesondere nicht notwendig, auch die Informationsstrukturen zu detektieren, welchen nicht ausgewählten Teststrukturen zugeordnet sind.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt
- 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Strukturieren eines Objekts mit wenigstens einem Partikelstrahlgerät; und
- 2 ein elektronenmikroskopisches Bild eines Beispiels einer an einem Objekt geformten Struktur.
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Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Strukturieren eines Objekts mit einem Partikelstrahlgerät wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 1 erläutert. Das beschriebene Verfahren verwendet ein Partikelstrahlgerät oder ein System von Partikelstrahlgeräten, um an einem Objekt eine gewünschte Struktur zu formen, welche nachfolgend als Nutzstruktur bezeichnet wird.
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Ein Beispiel für ein System von Partikelstrahlgeräten, welches für die Ausführung des Verfahrens verwendbar ist, kann der
DE 10 2012 001 267 A1 entnommen werden, deren Offenbarung vollumfänglich in die vorliegende Patentanmeldung aufgenommen wird.
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Die Nutzstruktur ist beispielsweise von einem Auftraggeber gewünscht und weist gewünschte Eigenschaften auf. Die gewünschten Eigenschaften können geometrische Eigenschaften oder Materialeigenschaften sein. Die geometrischen Eigenschaften beschreiben die räumliche Anordnung der Struktur beispielsweise durch Längenangaben, welche zum Beispiel Abstände zwischen verschiedenen Elementen der Struktur oder Winkel umfassen, welche verschiedene Elemente der Struktur relativ zu anderen Elementen der Struktur aufweisen sollen. Die Materialeigenschaften beschreiben beispielsweise eine chemische Zusammensetzung von Elementen der Struktur oder eine Konfiguration des Materials, wie beispielsweise kristallin, amorph oder eine Dichte des Materials.
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Es besteht dann also eine Aufgabe darin, die Nutzstruktur mit den gewünschten Eigenschaften an einem Objekt mit Hilfe des Partikelstrahlgeräts oder des Systems von Partikelstrahlgeräten zu formen. Das Formen der Nutzstruktur beinhaltet das Entfernen von Material von dem Objekt und das Abscheiden von Material an dem Objekt, wobei diese Vorgänge durch den von dem Partikelstrahlgerät erzeugten Partikelstrahl gesteuert werden. Entsprechend ist es notwendig, Werte von Prozessparametern, welche die Arbeitsweise des Partikelstrahlgeräts beschreiben, festzulegen. Diese Prozessparameter können beispielsweise einen Parameter umfassen, der den zum Formen der Nutzstruktur verwendeten Partikelstrahl beschreibt. Ferner können die Prozessparameter einen Parameter umfassen, der eine Scanstrategie zum Formen der Nutzstruktur an dem Objekt beschreibt. Die Prozessparameter können ferner Parameter umfassen, welche Pausen zwischen aufeinanderfolgenden Schritten des Verfahrens zum Formen der Nutzstruktur an dem Objekt beschreiben. Die Prozessparameter können ferner Parameter umfassen, welche eine Position und/oder eine Orientierung des Objekts relativ zu dem zum Formen der Nutzstruktur verwendeten Partikelstrahlgerät beschreiben. Ferner können die Prozessparameter Parameter umfassen, welche die Verwendung von Prozessgasen beschreiben, welche von dem Partikelstrahl aktiviert werden und zur Abscheidung von Material an oder zur Entfernung von Material von dem Objekt führen. Die Prozessparameter können auch Parameter umfassen, welche die Geometrie der Nutzstruktur, beispielsweise als Koordinaten in einem geeigneten Koordinatensystem, beschreiben.
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Das Auffinden der Werte der Prozessparameter, welche dann, wenn sie zum Formen der gewünschten Nutzstruktur mit dem Partikelstrahlgerät verwendet werden, zu dem gewünschten Ergebnis führen, ist aufwändig. In dem hier beschriebenen Beispiel wurden deshalb Versuchsreihen mit Teststrukturen und variierten Sätzen von Werten von Prozessparametern durchgeführt, um dann, wenn eine gewünschte Nutzstruktur zu formen ist, anhand der Teststrukturen geeignete Sätze von Werten der Prozessparameter zu ermitteln.
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In einem Schritt 1 in dem Flussdiagramm der 1 wird eine Teststruktur bestimmt. Diese Teststruktur kann eine einfache geometrische Struktur, wie beispielsweise die eines Quaders aufweisen, welcher aus einem bestimmten Material, wie beispielsweise Gold, an einem bestimmten Objekt, aus beispielsweise Silizium, abgeschieden werden soll. Basierend auf zuvor gewonnenen Erfahrungen wird ein Satz von Werten geeignet erscheinender Prozessparameter bestimmt. Sodann werden die Werte des Satzes von Werten variiert, um eine Vielzahl von Sätzen von Werten von Prozessparametern zu erhalten, welche paarweise voneinander verschieden sind. Beispielsweise werden die Werte von drei verschiedenen Prozessparametern in vier Schritten variiert, so dass für jeden der drei Prozessparameter fünf verschiedene Werte vorliegen und 5 x 5 x 5 = 125 verschiedene Sätze von Werten von Prozessparametern 3 erzeugt werden.
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In einem Schritt 5 werden die Werte eines jeden Satzes der Prozessparameter beispielsweise digital kodiert und eine an dem Objekt formbare Informationsstruktur bestimmt, welche die kodierten Werte repräsentiert. Dies erfolgt derart, dass die später an dem Objekt geformte Informationsstruktur detektiert und analysiert werden kann, um aus der Informationsstruktur den Satz von Werten der Prozessparameter durch dekodieren zu erhalten. Hierzu kann die Teststruktur zwei verschiedene geometrische Elemente aufweisen, die die beiden Zustände von Bits in der digitalen Repräsentierung der Werte wiedergeben. So kann beispielsweise eine kleine Vertiefung das gesetzte Bit und ein tiefere Vertiefung das nicht gesetzte Bit repräsentieren. Einer Bitfolge der Werte entspricht dann einer Folge von solchen geometrischen Elementen, welche in einer vorbestimmten Reihenfolge in der Informationsstruktur angeordnet sind. Die Informationsstruktur kann ferner Markierungselemente umfassen, die eine eindeutige Orientierung und nachfolgende Zuordnung der Folge von Elementen zu der Bitfolge erlauben. Ein Beispiel für eine solche Informationsstruktur ist der herkömmliche QR-Code. Die die Bits repräsentierenden Elemente der Struktur sind so geformt, dass sie später beispielsweise mit einem Elektronenmikroskop erkannt werden können.
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Die Teststrukturen und die den Teststrukturen zugeordneten Informationsstrukturen werden in den Schritten 7 an dem Objekt geformt. Hierbei werden eine der Anzahl der verschiedenen Sätze der Werte der Prozessparameter entsprechende Anzahl von verschiedenen Teststrukturen an dem Objekt geformt. Die Teststrukturen sind jedenfalls aus dem Grund voneinander verschieden, da sie unter Verwendung verschiedener Werte der Prozessparameter geformt wurden. Allerdings ist es möglich, dass die Unterschiede zwischen einzelnen Teststrukturen mit gängigen oder vorhandenen Messmethoden nur schwer oder gar nicht feststellbar sind. Allerdings ist es möglich, dass diese Unterschiede mit zukünftigen Messmethoden dennoch feststellbar sein werden. Mit den Schritten 7 werden somit eine Vielzahl von Teststrukturen 9 und eine entsprechende Anzahl von den Teststrukturen zugeordneten Informationsstrukturen 11 erzeugt. Die Teststrukturen 9 können an gleichen oder verschiedenen Objekten in einem Arbeitsgang geformt sein. Allerdings wird eine jede einzelne Teststruktur zusammen mit der dieser zugeordneten Informationsstruktur an dem gleichen Objekt geformt, so dass die Zuordnung zwischen Teststruktur und Informationsstruktur dauerhaft ist. Die Zuordnung kann beispielsweise darin bestehen, dass eine Informationsstruktur auf dem Objekt immer in einer vorbestimmten Relation relativ zu der Teststruktur angeordnet wird. Beispielsweise können Informationsstrukturen immer rechts unten neben der jeweiligen Teststruktur geformt werden. Es ist auch möglich, dass die Teststrukturen 9 und zugeordneten Informationsstrukturen 11 einzeln oder gruppenweise mit großen zeitlichen Abständen an verschiedenen Objekten geformt werden, welche in einem Lager aufbewahrt werden und die Basis für die Formung eine gewünschte Nutzstruktur zu einem späteren Zeitpunkt bilden.
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Um eine gewünschte Nutzstruktur zu formen, wird in einem Schritt 13 die gewünschte Nutzstruktur mit den Teststrukturen 9 verglichen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass von den Teststrukturen 9 elektronenmikroskopische Bilder aufgenommen werden, aus diesen interessierende Parameter durch Messung bestimmt werden und mit entsprechenden Parametern der Nutzstruktur verglichen werden. Bei einer weitgehenden Übereinstimmung wird angenommen, dass die Teststruktur, bei welcher die weitgehende Übereinstimmung eintritt, unter Verwendung von Prozessparametern geformt wurde, welche auch zur Formung der gewünschten Nutzstruktur geeignet sind. Dieser Satz von Werten der Prozessparameter wird in einem Schritt 15 ermittelt, in welchem die Informationsstruktur detektiert wird, welche der ausgewählten Teststruktur zugeordnet ist. Diese Informationsstruktur wird in dem Schritt 15 detektiert und analysiert, wobei das Detektieren beispielsweise das Aufnehmen eines elektronenmikroskopischen Bildes der Informationsstruktur beinhaltet und das Analysieren ein Auswerten des aufgenommenen Bildes beinhaltet, um durch Dekodieren des Bildinhalts den Satz von Werten von Prozessparametern zu gewinnen, welche verwendet wurden, um die ausgewählte Teststruktur zu formen. Dieser Satz von Werten von Prozessparametern bildet dann die Grundlage für das nachfolgende Formen der Nutzstruktur in einem Schritt 17, in welchem die Nutzstruktur 19 an einem Objekt geformt wird. Zum Formen der Nutzstruktur an dem Objekt kann der in dem Schritt 15 ermittelte Satz von Werten von Prozessparametern unmittelbar verwendet werden, oder es kann ein Satz von Werten von Prozessparametern verwendet werden, welcher aufgrund des in dem Schritt 15 bestimmten Satzes von Werten von Prozessparametern durch Abwandeln derselben erzeugt wird. Beispielsweise weist die Nutzstruktur Eigenschaften auf, welche bestimmten Eigenschaften der ausgewählten Teststruktur entsprechen und andere Eigenschaften, welche den Eigenschaften der ausgewählten Teststruktur nicht entsprechen. Es werden dann vorzugsweise die Werte der Prozessparameter aus dem in Schritt 15 gewonnenen Satz von Werten übernommen, von welchen angenommen werden kann, dass sie zu den gewünschten Eigenschaften der Nutzstruktur führen. Zur Erzeugung von anderen Eigenschaften der Nutzstruktur, welche sich in der ausgewählten Teststruktur nicht wiederfinden, können entsprechend bei der Formung der Nutzstruktur Werte von Parametern verwendet werden, die verschieden sind von den entsprechenden Werten der Prozessparameter, welche zum Formen der ausgewählten Teststruktur verwendet wurden.
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Es ist möglich, dass im Rahmen der Entwicklung einer gewünschten Nutzstruktur eine Eigenschaft derselben eine große Bedeutung gewinnt, welche zuvor noch nicht als eine bedeutende Eigenschaft bekannt war. Es ist somit sicher nicht der Fall, dass auch detaillierte Protokolle zu in der Vergangenheit gefertigten Teststrukturen Informationen zu diesen Eigenschaften aufweisen. Gleichwohl ist es mit dem vorangehend beschriebenen Verfahren möglich, auf früher gefertigte Teststrukturen zurückzugreifen und diese im Hinblick auf die neu aufgefundene Eigenschaft zu untersuchen. Diese Untersuchung kann anhand von Messungen an den in der Vergangenheit gefertigten Teststrukturen erfolgen. Wird dann eine Teststruktur aufgefunden, welche die gewünschte neue Eigenschaft aufweist, ist es unmittelbar möglich, auch die Werte der Prozessparameter zu ermitteln, mit welchen diese ausgewählte Teststruktur geformt wurde. Die Werte der Prozessparameter können nämlich durch Dekodieren der der Teststruktur zugeordneten Informationsstruktur gewonnen werden und für die nachfolgende Formung der Nutzstruktur mit der nun neu entstandenen Eigenschaft verwendet werden.
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Hierbei ist es möglich, dass die in Schritt 5 der 1 erzeugte Informationsstruktur automatisch, beispielsweise von einem Steuerungscomputer des Partikelstrahlgeräts, erzeugt wird, indem die Software des Steuerungscomputers die Werte der Prozessparameter, welche zur Formung der Teststruktur verwendet werden, unmittelbar verwendet und zu der Informationsstruktur kodiert. Hierdurch ist die schließlich an dem Objekt geformte Informationsstruktur eine automatisch generierte Struktur, deren Aussehen nicht von dem Benutzer des Partikelstrahlgeräts beeinflusst werden kann. Insofern ist die Informationsstruktur stabil gegenüber eventuell auftretenden menschlichen Fehlern des Benutzers. Dies stellt auch einen Unterschied zwischen der Informationsstruktur und der Teststruktur oder Nutzstruktur dar, welche nämlich von dem Benutzer vorgegeben werden kann. Damit kann ein Fehler des Benutzers dazu führen, dass die Teststruktur oder Nutzstruktur eine falsche Gestalt aufweist. Die zur Formung dieser falschen Gestalt der Teststruktur verwendeten Prozessparameter werden allerdings fehlerfrei und automatisch zur Informationsstruktur kodiert, welche dann ebenso fehlerfrei an dem Objekt geformt wird.
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Das Auswählen der Teststruktur in Schritt 15 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Benutzer beispielsweise mit einem Elektronenmikroskop ein oder mehrere Bilder der Teststrukturen aufnimmt. Ist eine geeignete Teststruktur identifiziert, wird diese ausgewählt, indem in einem Benutzerinterface des Elektronenstrahlmikroskops die bildliche Darstellung der Teststruktur und/oder der dieser zugeordneten Informationsstruktur mit einem Eingabemittel, wie beispielsweise einer Computermaus, markiert wird. Daraufhin kann das Elektronenmikroskop ein detailliertes Bild der zugehörigen Informationsstruktur aufnehmen und die Informationsstruktur dekodieren, um die Werte der Prozessparameter zu bestimmen. Die bestimmten Werte der Prozessparameter können dann durch die Steuerungssoftware des Partikelstrahlgeräts übernommen werden und zum Formen der Nutzstruktur eingesetzt werden. Es ist ferner möglich, die bestimmten Werte der Prozessparameter an ein anderes Partikelstrahlgerät zu übertragen. Dies kann beispielsweise durch die Übertragung über ein Netzwerk oder durch Senden der Werte der Prozessparameter beispielsweise per E-Mail, an einen Benutzer des anderen Partikelstrahlgeräts erfolgen. Darüber hinaus kann die Informationsstruktur an dem Bildschirm nach einer Bildverarbeitung mit idealem Kontrast, wie beispielsweise ausschließlich mit den Farben schwarz und weiß, dargestellt werden. Die Darstellung der Informationsstruktur kann ein Benutzer beispielsweise mit seinem Smartphone fotografieren und an den Benutzer eines anderen Partikelstrahlgeräts übersenden, wie dies beispielsweise mit sogenannten QR-Codes in anderen Bereichen der Technik möglich ist.
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2 zeigt ein Beispiel einer an einem Objekt geformten Teststruktur. Die Teststruktur hat die Gestalt eines Kreuzes, welches als Vertiefung in dem Objekt ausgebildet ist. Werte von Parametern, welche die Geometrie der Struktur und insbesondere deren laterale Ausdehnung an dem Objekt beschreiben, können als Koordinaten relativ zu der zu fertigenden Struktur beispielsweise durch den folgenden Parametersatz repräsentiert werden, welcher einen Polygonzug definiert, der zwei sich kreuzende Streifen umgibt:
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Das Objekt besteht in diesem Beispiel aus Silizium, und die Tiefe der aus den zwei sich kreuzende Streifen bestehenden Struktur beträgt 5 µm.
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Werte von Parametern, welche die verwendete Scanstrategie und Partikeldosis beschreiben, können durch folgenden Parametersatz repräsentiert werden:
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Werte von Parametern, welche den verwendeten Partikelstrahl beschreiben, können durch folgenden Parametersatz repräsentiert werden:
