DE10321680B4

DE10321680B4 - Verfahren zur Bestimmung der Güte eines Pellicles

Info

Publication number: DE10321680B4
Application number: DE10321680A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Henke; Gerhard Dr. Kunkel
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: DE10321680A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Güte eines Pellicles (24), das an einem auf einer Maske (14) angeordneten Rahmen (22) zum Schutz einer auf der Maske (14) angeordneten Struktur vor einer Kontamination mit mikroskopischen Partikeln befestigt ist, umfassend die Schritte:
– Bereitstellen eines Belichtungsgerätes umfassend ein Linsensystem (28, 30) zur Abbildung von auf Masken gebildeten Strukturen in eine Substratebene (38),
– Bereitstellen der Maske (14) mit der Struktur, wobei die Struktur eine Anzahl von jeweils gegeneinander um einen Winkel in ihrer Ausrichtung auf der Maske verdrehter Beugungsgitter (16) umfaßt,
– Bestrahlen der Beugungsgitter (16) auf der Maske (14), so daß jeweils wenigstens ein die nullte Beugungsordnung repräsentierender erster Teilstrahl (32) und jeweils genau ein zweiter Teilstrahl (34), welcher ein Paar von höheren Beugungsordnungen repräsentiert, durch asymmetrische Beugung des einfallenden Lichtstrahls (12) erzeugt wird,
– Durchstrahlen des Pellicles (24) mit den durch Beugung an dem Beugungsgitter (16) erzeugten ersten...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Güte eines Pellicles, das an einem auf einer Maske angeordneten Rahmen zum Schutz einer auf der Maske angeordneten Struktur vor einer Kontamination mit mikroskopischen Partikeln befestigt ist. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zur Gütebestimmung von Pellicles, die in der 157 nm Lithographie Verwendung finden.
Flächen auf Masken, in denen aktive Strukturen zur Übertragung auf Halbleiterwafer gebildet sind, werden im allgemeinen mit Hilfe von transparenten Schutzmaterialien vor äußeren Einwirkungen, wie beispielsweise kontaminierenden Teilchen oder mechanischen Einwirkungen, geschützt. Diese auch Pellicle genannten Schutzvorrichtungen wurden bisher meist aus dünnen Polymerfilmen gebildet, die auf einen Rahmen aufgezogen werden, welcher auf der Maske angebracht ist, wobei der Rahmen die aktiven, auf einem Wafer abzubildenden Strukturen auf der Maske umgibt. Kontaminierende Teilchen können sich so nicht in Bereichen der aktiven Strukturen einlagern, sondern sammeln sich nur an den elastischen, aufgrund der Anordnung auf dem Rahmen von den aktiven Strukturen beabstandeten Pelliclemembranen. Zwar können somit kontaminierende Teilchen während der Belichtung eines Halbleiterwafers in den Strahlengang des Belichtungssystems zwischen der Maske und den Objektivlinsen gelangen, jedoch befinden sie sich gerade aufgrund des Abstandes von den aktiven Strukturen dabei nicht in einer Fokusposition und besitzen daher einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Abbildung.
Mit dem Übergang zu immer kleiner werdenden Strukturgrößen geht im Bereich der Herstellung integrierter Schaltungen auch eine Verringerung der für eine Belichtung der Halbleiterwafer verwendeten Wellenlänge einher. Die dadurch mit jeder Techno logiegeneration zunehmende Energie der die Polymerverbindung des Pellicles transmittierenden Strahlung führt auf nachteilhafte Weise besonders ab einer Belichtungswellenlänge von 157 nm und weniger zu einer starken Degradation bzw. Schwärzung der Polymermembran nach der Belichtung von beispielsweise schon 3 bis 5 Losen zu je 25 Wafern. Durch diese Schwärzung werden einerseits Inhomogenitäten auf einer Wafer-zu-Wafer-Basis in Bezug auf die von Halbleiterwafern empfangenen Strahlungsdosen verursacht, andererseits kann es auch zu oberflächlichen Intensitätsgradienten zwischen den Teilstrukturen auf einem Wafer kommen.
Man geht daher dazu über, strahlungsstabile Materialien für Pellicles zu suchen und einzusetzen. Für die Belichtung mit Licht der Wellenlänge 157 nm werden dabei nicht mehr die auch Soft-Pellicles genannten Polymerfilme verwendet, sondern beispielsweise 800 μm dicke fluor-dotierte Quarzplättchen, sogenannte Hartpellicles, eingesetzt. Diese gewährleisten eine ausreichende Beständigkeit sowie eine über viele Belichtungen hinweg konstante Transmission. Die genannte Dicke von 800 μm gewährleistet auch eine hinreichende Steifheit der Quarzplatte, so daß Beschädigungen durch äußere Einwirkungen vermieden werden können.
Ein Problem, das aber insbesondere bei diesen Hartpellicles aufgrund der großen Dicke und vergleichsweise hohen Brechzahlen von n = 1.5 ... 1.6 entstehen kann, ist, daß das Hartpellicle als optisches Element im Strahlengang des Abbildungssystems wirken kann und beispielsweise durch sphärische Aberration zu Verzeichnungen der abzubildenden Strukturen auf dem Wafer führen kann. Es ist allerdings möglich, die Effekte aufgrund der sphärischen Aberration durch Anpassung des Linsensystems auszukorrigieren, beispielsweise durch Verschieben von Linsenelementen im Strahlengang.
Insbesondere dynamische Effekte bei der Belichtung eines Wafers durch eine mit einem Pellicle bestückte Maske können al lerdings kaum kompensiert werden. Dabei kann es sich beispielsweise um durch einen Scan-Vorgang angeregte, interne Schwingungen des am Rahmen befestigten Hartpellicles handeln, oder das Hartpellicle wird durch die eigene Schwerkraft und/oder Dickenvariationen des Pellicles aus seiner idealen Lage auf der Maske herausgebogen.
Um daher fehlerhaft auf dem Graben auf der Maske angebrachte Pellicles identifizieren zu können, sind nach dem Aufbringen des Pellicles bzw. vor Verwendung der Maske in einem Belichtungsgerät metrologische Untersuchungen zur Gütebestimmung des Pellicles bzw. der Pellicle-Montage vorzunehmen. Im Regelfall werden dazu interferometrische Messungen durchgeführt, bei denen unter hohem Aufwand festgestellt wird, wie parallel beispielsweise die Pellicle-Schicht, d. h. der Polymerfilm bei herkömmlichen Pellicles oder das Quarzplättchen bei Hartpellicles zu der Chromschicht an der Oberfläche der Maske angeordnet sind. Solche Messungen werden typischerweise unmittelbar nach dem Anbringen des Pellicles auf dem Rahmen der Maske beispielsweise beim Maskenhersteller vorgenommen. Weitere Untersuchungen betreffen die Kontrolle von Dickeschwankungen des Polymerfilms bzw. des Quarzplättchens. Diese Messungen liegen im Regelfall im Bereich der Verantwortung des Pellicleherstellers.
Die Messungen der sogenannten "Post-Mount-Metrology" werden zumeist interferometrisch an Nutzstrukturen durchgeführt. Dabei wird gemessen, wie groß der Versatz bzw. die Auflösung an verschiedenen Positionen der Maske ist. Hieraus kann die Güte der Abbildung und damit des Pellicle-Mountings bestimmt werden. Als Nutzstrukturen werden beispielsweise Linien-Spaltenmuster oder Kontaktlochanordnungen verwendet.
Die interferometrischen Messungen werden ex-situ durchgeführt. Dies führt zu dem Nachteil, daß Informationen betreffend die Güte eines Pellicles weder zum Zeitpunkt des Pellicle-Mountings noch zum Zeitpunkt einer Belichtung vorliegen.
Einerseits kann daher weder sofort das Aufbringen eines neuen Pellicles auf die Maske wiederholt werden, noch können geeignete Anpassungen des Linsensystems durchgeführt werden.
US 2003/0020901 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung optischer Abbildungsfehler eines Linsensystems mithilfe eines Reticles mit einem Phasenbeugungsgitter, das eine asymmetrische Beugung von Strahlung verursacht. Ein Pellicle ist auf dem Reticle nicht vorgesehen. US 2002/0086224 A1 offenbart eine Reticlemaske mit einem Pellicle. JP 04130711 A offenbart ein Verfahren zum Erzeugen einer optischen Abbildung mithilfe einer Reticlemaske, die auf entgegengesetzten Seiten zwei Pellicles aufweist, wobei Abbildungsfehler, die durch die Reticlemaske und deren Pellicles hinsichtlich Fokussierung und Vergrößerungsmaßstab entstehen, korrigiert werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gütebestimmung von Pellicles bzw. dem Pellicle-Mounting zu verbessern, die Qualität der Belichtung eines Wafers durch eine mit einem Pellicle bestückte Maske zu verbessern, sowie den Durchsatz von Waferbelichtungen zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vervendung dieses Verfahrens gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl auf elastische Soft-Pellicles sowie auch auf strahlungsstabile Hartpellicles angewendet werden. Das zu untersuchende Pellicle wird auf eine Maske, welche mit einem Pelliclerahmen versehen ist, montiert. Die Maske umfaßt spezielle Beugungsgitter, mit denen einfallende Lichtstrahlen vorzugsweise asymmetrisch gebeugt werden können. Asymmetrisch bedeutet hier, daß von einem Paar höherer Beugungsordnungen, beispielsweise einer +1. und einer –1. Beugungsordnung, jeweils nur genau eine Beugungsordnung durch das Beugungsgitter erzeugt wird, während sich die Lichtbeiträge durch die einzelnen Gitterkomponenten bei der jeweils komplementären Beugungsordnung auslöschen.
Vorzugsweise werden sogenannte Phasen-Beugungsgitter verwendet, wie sie etwa in der Druckschrift US 2003/0020901 A1 beschrieben sind. Alle in der genannten Druckschrift beschriebenen Ausführungsformen und -beispiele von Beugungsgittern sind vorteilhaft auch für die vorliegende Erfindung anwendbar. Es kann eine eigens nur mit diesen Beugungsgittern als Strukturen vorgesehene Maske mit dem zu untersuchenden Hart- oder Soft-Pellicle vermessen werden, es ist aber auch möglich, Masken mit aktiven Produktstrukturen in einem oder mehreren peripheren Bereichen, etwa dem nach der Projektion auf den Wafer als Sägerahmen bezeichneten Bereich, mit Beugungsgittern zu versehen.
Die Beugungsgitter haben zur Folge, daß ein in dem Belichtungsgerät, wie etwa ein Scanner oder Stepper, auf die Maske und das Beugungsgitter einfallender Lichtstrahl in einen die 0. Beugungsordnung repräsentierenden ersten Lichtstrahl und genau eine Beugungsordnung eines Paares höherer Beugungsordnungen repräsentierender zweiter Lichtstrahl sowie gegebenenfalls an dieser Stelle nicht weiter interessierende Lichtstrahlen noch höherer Beugungsordnungen zerlegt wird. Durch die unterschiedlichen Beugungsrichtungen werden verschiedene Bereiche des von den aktiven Maskenstrukturen beabstandeten Pellicles von den Lichtstrahlen jeweils durchstrahlt. Je nach Ausrichtung des Beugungsgitters auf der Maske sowie je nach Gitterkonstante des Beugungsgitters kann der zweite Lichtstrahl in einen gewünschten Bereich des Pellicles gebeugt, d. h. relativ von der Einfallsrichtung des noch ungebeugten Strahls auf die Maske abgelenkt werden.
In der Bildebene, d. h. beispielsweise ein mit einer photoempfindlichen Schicht belackter Wafer oder ein in der Waferebene angeordnetes System von Fotodetektoren etc., werden der erste und der zweite Teilstrahl durch Fokussieren wieder überla gert, so daß das entstehende Muster eine durch das Pellicle verursachte Wellenaberration repräsentiert. Der die 0. Beugungsordnung repräsentierende erste Lichtstrahl dient hierbei als Referenzstrahl, im Verhältnis zu welchem die lokalen Aberrationseigenschaften des Pellicles für jeden Winkel und Abstand von einem Referenzpunkt auf der Maske oder der numerischen Aperturöffnung mit Hilfe des zweiten Lichtstrahls bestimmt werden.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren zusätzlich auf dem gleichen Belichtungsgerät mit der gleichen Maske durchgeführt, ohne daß das Hart- oder Soft-Pellicle vorher montiert wurde. Dadurch läßt sich der Einfluß der Aberrationseigenschaften des Linsensystems in einem Vergleich der Meßergebnisse bei einer Maske mit montiertem Pellicle subtrahieren. In dem Fall, daß die Aberrationseigenschaften des Pellicles einen vorab spezifizierten Toleranzwert überschreiten, ist es vorgesehen, entweder das Pellicle vom Rahmen zu entfernen und erneut zu montieren, oder aber ein völlig neues Pellicle anzubringen. Mit Hilfe der Erfindung wird demnach eine genaue Charakterisierung der Güte von Pellicles bzw. der Pellicle-Montage ermöglicht. Insbesondere kann dabei auch der Einfluß des Pelliclerahmens auf der Maske auf die Aberrationseigenschaften des Hart- oder Soft-Pellicles bestimmt werden. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil die Schwingungseigenschaften des Pellicles während des Bewegens der Maske beim Scannen in einem Belichtungsgerät von den Spannungs- bzw. Torsionseigenschaften aufgrund des Pelliclerahmens abhängen.
Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist, daß bei einem Pellicle, das mit bekannten Aberrationseigenschaften auf einem Rahmen auf einer Maske montiert ist, die dynamischen Eigenschaften des Scanning-Mechanismus eines Belichtungsgerätes untersucht werden können.
Letztendlich können durch die Erfindung auch die für Pelliclerahmen verwendeten Materialien wie beispielsweise Metalle, Metallschäume sowie Quarzlacke auf ihre Eignung hin überprüft werden.
Mit der erfindungsgemäßen Methode ist der besondere Vorteil verbunden, daß die Untersuchung von Hart- bzw. Soft-Pellicles in den Belichtungsgeräten selbst – also in situ – in Bezug auf deren Güte durchgeführt werden kann. Es ist daher möglich, unmittelbar infolge eines festgestellten Aberrationsverhaltens beispielsweise das Linsensystem an die individuelle, aktuelle Situation in einem Belichtungsgerät anzupassen. Ein aufwendiges Entfernen der Maske aus dem Belichtungsgerät, der Transport zu einem Metrologiegerät sowie die Untersuchung in dem Metrologiegerät können entfallen, so daß der Durchsatz von Produkten, die mit Hilfe einer Maske hergestellt werden, erhöht werden kann. Wartezeiten zur Bestimmung der Meßergebnisse werden somit vermieden.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert werden. Darin zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Strahlengangs mit Maske und Pellicle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1a ist eine schematische Darstellung des Strahlengangs eines Belichtungsgerätes dargestellt, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden soll. Bei dem Belichtungsgerät handelt es sich beispielsweise um einen Scanner. Mittels einer Strahlungsquelle 10 wird ein Lichtstrahl 12 der Wellenlänge 157 nm erzeugt. Die Strahlungsquelle 10 umfaßt beispielsweise einen F₂-Laser. Der Lichtstrahl 12 wird auf eine Maske 14 geworfen, die eine transparente Trägerplatte aus Quarz umfaßt, auf welcher ein Phasen-Beugungsgitter 16 gebildet ist. Das Phasen-Beugungsgitter 16 weist jeweils drei sich periodisch wiederholende transparente Bereiche 18, 19, 20 auf, zwischen denen ein relativer Phasenunterschied von 90° (erster Bereich 18 zum zweiten Bereich 19 und zweiter Bereich 19 zum dritten Bereich 20) besteht. Der Phasenunterschied vom dritten Bereich 20 zum ersten Bereich 18 des nächstfolgenden Gitterabschnittes beträgt 180°.
Der Phasenunterschied wird beispielsweise durch eine geätzte Vertiefung in dem Quarzsubstrat der Maske 14 ermöglicht. Der erste Bereich 18 und der dritte Bereich 20 besitzen die gleiche Breite W, während der zweite Bereich 19 die doppelte Breite 2W besitzt. Ein solches Phasen-Beugungsgitter ist bei spielsweise in der genannten Druckschrift US 2003/0020901 A1 beschrieben.
Auf der Maske 14 ist ein Rahmen 22 befestigt. Auf dem Rahmen 22 ist ein Hartpellicle 24 montiert, das in 1a in übertriebener Weise in einem verbogenen, eine Schwingung repräsentierenden Zustand dargestellt ist. Dieser dynamische Zustand (Beschleunigung, Verzögerung, Anregung von Eigenschwingungen des Pellicles) ist beispielsweise durch eine Bewegung 26 der Maske 14 während des Scan-Vorgangs in dem Scanner induziert.
Durch das Phasen-Beugungsgitter 16 wird das eingestrahlte Licht 12 in eine Anzahl von Beugungsordnungen 32, 34 zerlegt, die jeweils durch Teilstrahlen repräsentiert werden. In 1a ist ein die 0. Beugungsordnung repräsentierender erster Teilstrahl 32 und ein die 1. Beugungsordnung repräsentierender zweiter Teilstrahl 34 dargestellt, die in unterschiedlichen Richtungen vom Beugungsgitter gebeugt werden. Das oben beschriebene Beugungsgitter 16 ist derart konfiguriert, daß von dem Paar erster Beugungsordnungen lediglich der Teilstrahl 34 der plus erstem Beugungsordnung, nicht jedoch ein weiterer Teilstrahl beispielsweise der minus ersten Beugungsordnung erzeugt wird. Die Erzeugung weiterer Teilstrahlen, welche noch höhere Beugungsordnungen repräsentieren, ist durch dieses Beugungsgitter 16 zwar nicht ausgeschlossen, diese werden jedoch unter einem derart großen Winkel durch das Beugungsgitter 16 abgelenkt, daß sie die Aperturöffnung 36 des Beleuchtungssystems nicht passieren können.
Durch das Linsensystem 28, 30 werden die beiden Teilstrahlen 32, 34 in der Bildebene 38 fokussiert und überlagert, wobei sich im konkreten Fall des Ausführungsbeispiels ein sinusförmiges Intensitätsprofil ergibt. Das sich aufgrund des Beugungsgitters 16 ergebende Spektrum der Beugungsordnungen ist in 1b dargestellt, wobei der dominante Lichtbeitrag zu dem Intensitätsprofil 40 in der Bildebene 38 durch die plus erste Beugungsordnung 34 beigesteuert wird. In der schematischen Darstellung der 1b ist die durch das Beugungsgitter 16 ausgelöschte minus erste Beugungsordnung 34' gestrichelt gekennzeichnet.
Die Teilstrahlen 32, 34 transmittieren das Pellicle aufgrund der unterschiedlichen Beugungsrichtungen lokal in unterschiedlichen Bereichen, so daß die lokalen Aberrationseigenschaften des Pellicles 24 anhand des in der Bildebene 38 überlagerten Intensitätsprofils 40 ausgewertet werden können. Die Amplitude, die Phasenlage sowie die Frequenz des sinusförmigen Profils 40 hängen insbesondere von den unterschiedlichen Lichtlaufwegen der Teilstrahlen 32 und 34 ab, sowie aber auch von dem Grad der Transmission-Eigenschaften, die insgesamt von der Güte des verwendeten Pellicles 24 bestimmt sind.
Auf der rechten Seite von 1a ist in Draufsicht der Durchtrittspunkt der jeweiligen Teilstrahlen 32 bzw. 34 durch die Aperturöffnung 36 gezeigt. Der Teilstrahl 32 entsprechend der 0. Beugungsordnung kann als Referenzstrahl betrachtet werden, während mit Hilfe des ersten Teilstrahls 34 entsprechend der plus ersten Beugungsordnung durch geeignete Wahl der Winkelausrichtung des Beugungsgitters auf der Maske sowie der Gitterkonstante an eine gewünschte Position innerhalb der Aperturöffnung 36 gebracht werden kann. Vorteilhafterweise wird dazu eine Vielzahl von Beugungsgittern 16 mit unterschiedlichen Ausrichtungen und Gitterkonstanten auf der Maske angeordnet, um die einzelnen Aberrationsbeiträge des Pellicles charakterisieren zu können. Analog geht dies auch zur Bestimmung der Verteilung des Transmissionsgrades des Pellicles 24.
In 2 ist ein Ablaufdiagramm gezeigt, das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, welches auf eine Anordnung nach 1 angewendet werden kann. Zunächst wird die beschriebene Maske mit der Anzahl von Phasen- Beugungsgittern bereitgestellt. Als nächstes wird ein Hart-Pellicle, d. h. ein Quarzplättchen mit einer Dicke von 800 μm, auf dem Pelliclerahmen 22 auf der Maske 14 montiert. Wie beschrieben wird die Belichtung mit einer Wellenlänge von 157 nm in dem in 1a gezeigten Scanner durchgeführt, wobei das Licht an den Phasen-Beugungsgittern gebeugt wird, so daß das Pellicle 24 mit in unterschiedlichen Richtungen gebeugten Teilstrahlen durchstrahlt wird.
In der Bildebene 38 ist ein mit einer photoempfindlichen Schicht versehener Wafer angeordnet, auf welchem die Teilstrahlen fokussiert und wieder überlagert werden, so daß das in 1a gezeigte sinusförmige Profil 40 in dem Lack gebildet wird. In einem Dunkelfeldmikroskop wird der belichtete und entwickelte Lack zur Messung des Intensitätsprofils untersucht. Es ist alternativ auch möglich, unmittelbar mit beispielsweise auf der Waferstage angebrachten Sensoren das in der Bildebene 38 entstehende Intensitätsprofil durch Verfahren der Waferstage abzutasten. Gemäß dem letzteren Aspekt entsteht der Vorteil, daß auch das Wafersubstrat nicht aus der Belichtungskammer entfernt werden muß.
Das aufgrund der Messung charakterisierte bzw. gemessene Intensitätsprofil kann nun mit einer vorab erstellten Bibliothek von Referenzprofilen verglichen werden. Jedem der Referenzprofile ist ein Beitrag von Aberrationen verschiedener Ordnungen wie beispielsweise Choma, Defokus, Dreiwelligkeit (Three-Leaf-Clover), etc. zugeordnet. Durch die Identifikation desjenigen Referenzprofils mit der besten Übereinstimmung mit dem gemessenen Intensitätsprofil kann die Aberration des Pellicles genau bestimmt werden. Durch eine Vielzahl von gemessenen Intensitätsprofilen 40, welche jeweils einem auf der Maske 14 mit unterschiedlicher Ausrichtung und Gitterkonstante angeordneten Beugungsgitter 16 zugeordnet sind, ist es möglich, eine Aberrationskarte des Pellicles 24 zu erstellen.
Ohne daß die Maske oder der Wafer aus dem Belichtungssystem entfernt werden müssen, kann nun eine detaillierte Linsenanpassung in dem Scanner vorgenommen werden, um die Belichtungseigenschaften für eine weitere Maske, die mit einem Rahmen 22 und einem Pellicle 24 vom aktuell untersuchten Typ bestückt ist, durchzuführen.
Anstatt Intensitätsprofile mit Referenzprofilen zu vergleichen oder die Aberration unmittelbar aus dem Intensitätsprofilen herzuleiten, kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel auch der Fokus des Belichtungssystems variiert werden, wobei für jedes Beugungsgitter diejenige Fokuseinstellung identifiziert wird, für welches das Intensitätsprofil einen maximalen Kontrast liefert. Auf diese Weise liefern die durch jedes Beugungsgitter 16 erzeugten Intensitätsprofile eine Defokus-Charakterisierung des Pellicles 24, durch welche ebenfalls auf die Aberrationseigenschaften geschlossen werden kann.
Um den Einfluß der Linsenaberration von den aktuellen Meßergebnissen subtrahieren zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, zusätzlich zu den in 2 dargestellten Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens eine herkömmliche Aberrationsmessung mit Hilfe der Maske mit den Phasen-Beugungsgittern 16 durchzuführen, ohne daß ein Pellicle 24 auf der Maske 14 montiert ist. Die dabei ermittelten Aberrationseigenschaften werden dann von dem später ermittelten, kombinierten Aberrationseigenschaften von Pellicle und Linse subtrahiert, so daß eine Charakterisierung lediglich des Pellicles möglich wird.

10: Strahlungsquelle
12: einfallender Lichtstrahl
14: Maske
16: Phasen-Beugungsgitter
18, 19, 20: transparente, phasenverschobene Bereiche des Beugungsgitters
22: Pelliclerahmen
24: Pellicle
26: dynamische Bewegung der Maske, Scan-Vorgang
28, 30: Linsensystem
32: erster Teilstrahl (0. Beugungsordnung)
34: zweiter Teilstrahl (+1. Beugungsordnung)
34': zweiter Teilstrahl (–1. Beugungsordnung, ausgelöscht durch Beugungsgitteranordnung)
36: Aperturöffnung
38: Bildebene
40: Intensitätsprofil

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Güte eines Pellicles (24), das an einem auf einer Maske (14) angeordneten Rahmen (22) zum Schutz einer auf der Maske (14) angeordneten Struktur vor einer Kontamination mit mikroskopischen Partikeln befestigt ist, umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Belichtungsgerätes umfassend ein Linsensystem (28, 30) zur Abbildung von auf Masken gebildeten Strukturen in eine Substratebene (38), – Bereitstellen der Maske (14) mit der Struktur, wobei die Struktur eine Anzahl von jeweils gegeneinander um einen Winkel in ihrer Ausrichtung auf der Maske verdrehter Beugungsgitter (16) umfaßt, – Bestrahlen der Beugungsgitter (16) auf der Maske (14), so daß jeweils wenigstens ein die nullte Beugungsordnung repräsentierender erster Teilstrahl (32) und jeweils genau ein zweiter Teilstrahl (34), welcher ein Paar von höheren Beugungsordnungen repräsentiert, durch asymmetrische Beugung des einfallenden Lichtstrahls (12) erzeugt wird, – Durchstrahlen des Pellicles (24) mit den durch Beugung an dem Beugungsgitter (16) erzeugten ersten und zweiten Teilstrahlen (32, 34), – Fokussieren und Überlagern der jeweils ersten und zweiten Teilstrahlen (32, 34) in der Substratebene (38) mittels des Linsensystems (28, 30) zur Bildung jeweils eines überlagerten Intensitätsprofils (40) in einer Substratebene (38), – Messen des jeweiligen Intensitätsprofils (40), – Bestimmen eines durch das Pellicle (24) verursachten optischen Abbildungsfehlers in Abhängigkeit von dem gemessenen Intensitätsprofil (40), wobei – zusätzlich die optischen Abbildungseigenschaften des Linsensystems (28, 30) unter Verwendung der Maske (14) mit der die Beugungsgitter (16) umfassenden Struktur, aber ohne ein auf einem Rahmen (22) der Maske (14) befestigtes Pellicle (24) ermittelt werden und wobei – die zusätzlich ermittelten optischen Abbildungsfehler des Linsensystems (28, 30) von den für das Pellicle (24) und das Linsensystem (28, 30) zusammen ermittelten optischen Abbildungsfehlern subtrahiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils gemessenes Intensitätsprofil (40) mit einer weiteren Anzahl bereitgestellter Referenzprofile, welche jeweils einen optischen Abbildungsfehler repräsentieren, verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schritte Durchstrahlen des Pellicles (24) und Fokussieren der Teilstrahlen (32, 34) für verschiedene Fokuseinstellungen des Linsensystems (28, 30) wiederholt werden, – für jedes der mit dem Winkel verdrehten Beugungsgitter (16) jeweils eine Fokuseinstellung, für welche eine maximale Amplitude in dem überlagerten Intensitätsprofil (40) erzielt wird, ermittelt wird, – eine Kurve mit der jeweils ermittelten Fokuseinstellung gegen den Winkel der Ausrichtung auf der Maske aufgetragen wird, – die aufgetragene Kurve mit wenigstens einer Referenzkurve, welche jeweils einen optischen Abbildungsfehler repräsentiert, verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem bestimmten optischen Abbildungsfehler Einstellungen des Linsensystems (28, 30), für die Durchführung einer Belichtung eines Substrates mit der mit dem Pellicle (24) versehenen Maske (14) angepaßt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pellicle (24) ein festes, transparentes, im wesentlichen unelastisches Material umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pellicle (24) ein Dicke von wenigstens 800 μm besitzt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Temperatur- und Lichtbeständigkeit gegenüber eingestrahltem Licht (12) mit einer Wellenlänge von 157 nm oder weniger besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pellicle (24) einen elastischen Polymerfilm umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einstellungen des Linsensystems (28, 30) infolge der Bestimmung des Abbildungsfehlers zur Kompensation des optischen Abbildungsfehlers angepaßt werden.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Bestimmung der Eignung eines Materials für den Rahmen (22), mit welchem das Pellicle (24) an der Maske (14) angebracht ist.