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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung einer Messvorrichtung der Halbleiterlithographie, insbesondere zur Betrachtung von Vertrauensintervallen der Messungen von Registrierung und Inspektion von Photomasken. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung.
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Zur Prozesskontrolle der Herstellung von DUV und EUV-Lithographie-Masken stehen verschiedene Systeme zur Verfügung. Diesen Systemen bzw. den zur Anwendung kommenden Verfahren ist gemeinsam, dass eine möglichst hohe Reproduzierbarkeit der Messergebnisse erreicht werden soll. Dabei liegt den durch die genannten Systeme ermittelten Messgrößen insbesondere eine durch optische Mikroskopie ermittelte Position von Kanten von auf den Masken angeordneten Strukturen zu Grunde.
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Dabei gilt folgender Zusammenhang in vereinfachter Darstellung: Die Position R einer Struktur auf einer Photomaske ergibt sich aus den Positionen zweier gegenüberliegender Kanten A und B im Bild zu R=(A+B)/2. Die Abweichung der istPosition zur soll-Position wird als Registrierung bezeichnet.
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Im Kontext der Maskeninspektion wird die sogenannte kritische Dimension (CD) mittels einer sogenannten CD-Messsystems betrachtet. Sie ergibt sich anhand gemessener Kanten zu CD = |A-B|. Unter einer kritischen Dimension ist in diesem Zusammenhang insbesondere der Abstand zwischen gegenüberliegenden Punkten auf einer Kante, beispielsweise für kreisförmige Strukturen, oder auf zwei Kanten, beispielsweise einer linienartigen Struktur auf einer Maske zu verstehen. Die CD findet insbesondere Anwendung im Zusammenhang mit der Charakterisierung periodischer Strukturen, beispielsweise sogenannter „Linien und Abstände“ (engl. „Lines and Spaces“).
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Im allgemeinen Fall von beliebigen zu messenden Strukturen (Dies) mit hoher Kantenzahl können alternative Verfahren für die Bestimmung von Registrierung und CD zum Einsatz kommen. Möglichkeiten sind dann die Verwendung von Symmetrieeigenschaften oder der Vergleich mit simulierten Bilddaten. Die oben beschriebene Analogie bleibt jedoch weiter bestehen.
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Für die Bestimmung der Registrierung oder CD wird in jeder Luftbildaufnahme ein relevanter Messbereich (engl. Region of Interest, ROI) definiert. Innerhalb diesem wird die Bildinformation, bestehend aus einer oder mehreren Aufnahmen in verschiedenen Fokus-Lagen ausgewertet.
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Die Messmethoden Registrierung und CD sind ebenfalls im Sinne der begrenzenden physikalischen Effekte ähnlich. Beispiele dafür sind optische Beugungseffekte, die Güte der Abbildung und optisches Schrotrauschen. Für beide Anwendungen ist eine Verbesserung der Reproduzierbarkeit von Registrierung und CD-Messungen wünschenswert.
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Ein wesentliches Qualitätsmerkmal der vorgenommenen Messungen stellt das Vertrauensintervall (engl. Confidence Intervall) einer Einzelmessung dar. Unter der Annahme von normalverteilten Messwerten wird hierzu üblicherweise das 3-sigma-Intervall wiederholter Messungen herangezogen. Beim 3-sigma-Intervall handelt es sich um dasjenige Intervall, in welchem 99,7 % der Ergebnisse einer unabhängig durchgeführten Einzelmessung liegen. Die Breite des Intervalls ist damit ein Maß für die Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit von Registrierungs- und CD-Messungen.
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Des Weiteren wird zwischen statischer und dynamischer Reproduzierbarkeit unterschieden. Im ersten Fall verbleibt die Photomaske an einer gegebenen Position für wiederholte Messungen. Im Fall der dynamischen Reproduzierbarkeit wird die Maske vor der eigentlichen Messung neu im Messfeld positioniert oder von einer Messposition zu einer anderen gefahren.
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Üblicherweise wird ein System für Masken-Registrierungsmessungen dazu verwendet, Vorrichtungen zur Herstellung von Photomasken für die Halbleiterlithographie, sogenannte Maskenschreiber, zu kalibrieren bzw. deren Funktionalität im laufenden Betrieb zu überprüfen.
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Für eine Registrierungs-Messung wird üblicherweise in einem ersten Schritt ein Koordinatensystem auf der Photomaske definiert. Dazu werden aufgebrachte Markierungen, die sogenannten Alignment-Marker, verwendet. Im einfachsten Fall kann auch die Kante der Maske als ein derartiger Alignment-Marker angesehen werden.
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In einem zweiten Schritt werden die Positionen von speziellen Registrierung-Markern oder Dies in diesem Koordinatensystem gemessen. Andere Marker dienen dazu, die Ausrichtung von Masken zueinander bzw. zu einer Projektionsbelichtungsanlage während des Produktionsprozesses von Halbleiterelementen sicherzustellen. Diese Marker werden als Scanner-Alignment-Marker bezeichnet. Alle Strukturen auf der Photomaske werden durch Elektronen- oder Laserstrahlschreiber erzeugt.
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Für die Bewertung der Leistungsfähigkeit eines Masken-Registrierungs-Tools wird das sogenannte maximum-3-sigma-Registrierung wie folgt bestimmt. Die Methode ist in 1 illustriert.
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Im gezeigten Beispiel ist in der 1a eine sogenannte Site xi dargestellt. Bei einer Site handelt es sich um ein Zielobjekt (Alignment-Marker, Registrierungs-Marker, Die oder Scanner-Alignment-Marker), von welchem die Position bzw. ein Abstand zu bestimmen ist. Eine Site entspricht einer Zielposition auf der Maske. An dieser Stelle werden typischerweise ein oder mehrere Bilder in verschiedenen Fokus-Lagen aufgenommen und ausgewertet. Um die Zielposition zu erreichen, verfährt eine sogenannte Stage die Photomaske im Messmikroskop des Masken-Registrierungs-Tools. Die Stage ist in x/y-Richtung beweglich und fährt auf diese Weise nacheinander einzelne Sites an.
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Ein Messdurchlauf, bei dem eine Vielzahl von Sites nacheinander angefahren wird, wird als Loop bezeichnet. Im Anwendungsfall wird typischerweise ein Loop auf einer Maske gemessen, der in der 1b durch einen Pfeil mit der Bezugsziffer 11 symbolisiert ist.
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Zur Bewertung der Reproduzierbarkeit der Messungen eines Tools, also zur Charakterisierung des Tools nach Installation oder Wartung, werden hingegen üblicherweise mehrere, beispielsweise 10 Loops durchgeführt. Für jede Site ergeben sich damit 10 Messwerte als Registrierungsdaten in Nanometer. Diese Daten können in einem Histogramm aufgetragen werden (1c).
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Damit kann für jede einzelne Site die 3-sigma-Registrierung bestimmt werden. Zur Bewertung der Reproduzierbarkeit einer Registrierungsmessung wird das Maximum aller 3-sigma-Registrierungen, kurz max-3-sigma-Registrierung, für alle Sites einer Referenzmaske bestimmt (1d). Der Wert ist zugleich ein Leistungsindikator für das Tool als auch ein Vertrauensintervall für eine durch den Nutzer durchgeführte 1-Loop Einzelmessung. Typisch sind dabei 100 bis 400 homogen über die Maske verteilte Sites.
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Eine Problematik bei Registrierungsmessungen auf Photomasken besteht insbesondere darin, dass die einzelnen interessierenden Strukturen, Registrierungs-Marker oder Dies in ihrer Größe variieren können. Die zu vermessenden Strukturen können sehr klein sein, insbesondere kleiner als die Auflösungsgrenze des Registrierungstools. Aufgrund der Abbildungseigenschaften des optischen Messystems verschlechtert sich das max-3-sigma-Registrierung sehr stark bei Größenskalen nahe und unterhalb der Auflösungsgrenze. Teilweise können dann die Anforderungen an die Messung insbesondere bei der DUV und EUV-Lithographie mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nicht mehr erfüllt werden.
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Umgekehrt lassen sich bei großen Strukturen (Dies), beispielsweise Registrierungsmarkern mit Linienbreiten größer als 1 µm vergleichsweise gute Werte für das max-3-sigma-Registrierung erreichen. Derzeit angestrebt ist ein Wert von ca. 0.1 nm max-3-sigma. Dieser ist mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen jedoch nicht erreichbar.
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Darüber hinaus besteht ein Zielkonflikt zwischen dem erreichbaren max-3-sigma-Registrierung und dem dabei noch möglichen Durchsatz, also der Anzahl der vermessenen Strukturen pro Zeiteinheit. Im Allgemeinen kann durch eine Erhöhung von optischer Intensität, Integrationszeit der Kamera und Anzahl der gemessenen Bilder pro Site die Reproduzierbarkeit verbessert werden.
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Eine vergleichbare Situation ist bei Systemen zur Masken-Inspektion gegeben. Derartige Systeme werden dazu verwendet, etwaige Schreibfehler von Photomasken auf ihren Einfluss auf das Abbildungsergebnis auf dem Wafer zu bewerten. Die relevante Messgröße ist dabei die Strukturbreite oder kritische Dimension (Critical Dimension, CD). Die Übereinstimmung mit - oder Unterscheidung von dem Zielwert entscheidet über die Verwendbarkeit einer Maske oder den Bedarf an Korrektur oder Reparatur.
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In Analogie zu einem Registrierungsmesssystem ist auch hier ein möglichst kleines Vertrauensintervall einer Messung zu erreichen (Wiederholbarkeit). Das entsprechende 3-sigma Vertrauensintervall ist in diesem Falle die Reproduzierbarkeit der CD-Bestimmung (engl. CD-Reproducibility). Die Bestimmung des 3-sigma-CD einer Vielzahl von Sites ist Gegenstand der Toolabnahme nach Installation oder Wartung. Typischerweise wird im Anwendungsfall ebenfalls nur ein Loop auf einer Maske gemessen.
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Zur Bewertung der Reproduzierbarkeit der Messungen eines CD-Messsystems wird eine große Anzahl von Loops, beispielsweise 180, gemessen. Damit ergeben sich für jede Site 180 Messwerte als Messungen der CD in Nanometer. Diese Daten können in einem Histogramm aufgetragen und für jede einzelne Site kann das 3-sigma der CD, kurz 3-sigma-CD, bestimmt werden. Der Wert der dynamischen 3-sigma-CD für alle relevanten Testsites ist ein Leistungsindikator für das Tool und zugleich ein Vertrauensintervall für eine durch den Nutzer durchgeführte 1-Loop Einzelmessung.
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Eine Problematik bei CD-Messungen auf Photomasken besteht insbesondere darin, dass die einzelnen interessierenden Strukturen, in Größe und auch Form variieren können. Die Variation der Formen ist sehr vielfältig und ist abhängig vom Anwendungsfall. Sie können periodischer oder aperiodischer Natur sein. Typischerweise werden periodisch wiederholende Kontaktlöcher oder Linien mit Abständen betrachtet.
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Die zu vermessenden Strukturen können sehr klein sein, insbesondere kleiner als die Auflösungsgrenze des CD-Messsystems. Aufgrund der Abbildungseigenschaften des optischen Messystems verschlechtert sich 3-sigma-CD sehr stark bei Größenskalen nahe und unterhalb der Auflösungsgrenze. Teilweise können dann die Anforderungen an die Messung insbesondere bei der DUV und EUV-Lithographie mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nicht mehr erfüllt werden.
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Um dennoch die 3-sigma-CD zu verringern, werden während einer Site mehrere Bilder aufgenommen und vor Auswertung gemittelt. Damit kann das Vertrauensintervall, die 3-sigma-CD, reduziert werden. Für auf Maskenebene bestimmte Strukturgrößen, nahe dem Auflösungslimit des CD-Messsystems, gibt es mit dem derzeitigen Stand der Technik eine untere Limitierung der 3-sigma-CD.
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Für die Verringerung der Streuung von Messergebnissen der Registrierung und CD kann im allgemeinen Fall Mittelwertbildung betrachtet werden. Die Standardabweichung aus Mittelwerten von gleich großen Untermengen der ursprünglichen Messreihe ist unter bestimmten Bedingungen kleiner als die Standardabweichung der ursprünglichen Messdaten. Der Zusammenhang gilt für beliebige Mittelwerte aus zwei oder mehr Messwerten. Die Standardabweichung verringert sich durch eine Erhöhung der Zahl der gemittelten Einzelmessungen (Schwaches Gesetz der Großen Zahlen).
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Mit anderen Worten lässt sich die Standardabweichung (Vertrauensintervall) einer Messaufgabe dadurch verringern, dass die zu Grunde liegende Messung selbst mehrmals ausgeführt und die Ergebnisse gemittelt werden. Die Mittelwerte der Einzelmessungen werden dabei als Ergebnis einer neu definierten Messvorschrift betrachtet.
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Obiger Ansatz zur Verringerung der Standardabweichung einer Messvorschrift ist in der Praxis nicht immer anwendbar und nicht beliebig skalierbar. Voraussetzungen an die Rauscheigenschaften des Messystems müssen erfüllt sein, damit sich ihr Einfluss während der Messdauer mittelt. Für die Dauer der Einzelmessungen müssen die spektralen Eigenschaften des Rauschens invariant und der Frequenzbereich des Rauschens hinreichend hoch sein.
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Die Reproduzierbarkeit von Registrierungs- und CD-Messungen ist durch Systemeigenschaften wie Positioniergenauigkeit der Maske und optisches Schrotrauschen begrenzt. Letzteres Rauschen erfüllt intrinsisch die Anforderungen zur Verringerung der Varianz durch Mittelung: es hat eine hohe Bandbreite (weises Rauschen) und ist stationär.
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Im Gegenzug steigt mit der Anzahl etwaig gemittelter Messergebnisse der Einfluss von zeitabhängigen, externen Faktoren auf die Genauigkeit der gemittelten Messung. Derartige Einflussfaktoren haben typischerweise ein ungünstiges Mittelungsverhalten.
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Aufgrund der hohen Komplexität eines Tools zur Masken-Registrierung oder CD-Bestimmung ist es nicht möglich oder sehr aufwendig, anhand von RauschEigenschaften der System-Module die Mittelungseigenschaften der Systemmessung quantitativ vorherzusagen. Dies ist die zu lösende Problemstellung der Erfindung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine quantitative Bewertung und Abschätzung der Erreichbarkeit eines möglichst geringen max-3-sigma-Registrierung (Registrierungsmesssystem) und 3-sigma-CD auch unterhalb der bisherigen Grenzen bereitzustellen. Dabei ist insbesondere ein etwaiges Optimum durch Kombination dynamischer und statischer Messungen zu berücksichtigen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Charakterisierung einer Messvorrichtung der Halbleiterlithographie, also beispielsweise eines CD-Messsystems oder eines Registrierungsmesssystems, umfasst die folgenden Schritte:
- - Durchführung einer Mehrzahl von Messungen, insbesondere einer Marker- oder Die-Eigenschaft (beispielsweise Registrierungs- oder CD-Werte)
- - Bestimmung eines Zusammenhangs zwischen der Breite eines Vertrauens-intervalls des Messergebnisses aus Mittelwertbildung und der Mächtigkeit, also der Anzahl der Elemente einer Untermenge der herangezogenen Messwerte aller Messungen.
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Die Erfindung macht sich folgenden Zusammenhang zu Nutze: Mit Hilfe der Allan Deviation (und deren Quadratwurzel, der Allan-Deviation) und/oder ihrer Varianten kann der oben beschriebene Effekt einer Verringerung der Standardabweichung von Messdaten durch Mittelwertbildung quantitativ bewertet werden. [D. W. Allan, Statistics of Atomic Frequency Standards, Proceedings of the IEEE Vol.54, No.2, 1966][Vanier, Audoin, The Quantum Physics of Atomic Frequency Standards, Institute of Physics Publishing, 1989].
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Die Anwendung des Prinzips der Mittelung von Messdaten der Photomasken-Registrierung und CD-Bestimmung erfolgt bisher nur empirisch oder implizit. Die Erfindung ermöglicht erstmals eine quantitative Bewertung der Einflüsse auf Vertrauensintervalle.
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Durch die Erfindung besteht die Möglichkeit, das Potenzial der Verringerung der max-3-sigma-Registrierung oder 3-sigma-CD über die Erhöhung Anzahl von Einzelmessungen quantitativ abzuschätzen. Eine Prüfung der nötigen Voraussetzungen wird auf Systemebene ermöglicht. Eine aufwendige statistische Analyse der Systemeigenschaften ist damit für die Messdaten auf Systemebene nicht nötig.
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Die Allan-Varianz umfasst einen Algorithmus, mit dem charakterisiert werden kann, in welchem Ausmaß sich die Standardabweichung einer Messreihe in Abhängigkeit der Anzahl der gemittelten Einzelmessungen verringert (bzw. ob sie sich überhaupt verringert). Weiterhin ermöglicht es die Allan-Varianz, eine Abschätzung vorzunehmen, ab welcher Anzahl von gemittelten Messwerten sich die Standardabweichung nicht mehr verringert. Anhand des Verlaufs der Allan-Varianz kann des Weiteren auf die Eigenschaften des die Messung begrenzenden Rauschens geschlossen werden.
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Insbesondere können mittels des Verfahrens für ein bestimmtes Messszenario, beispielsweise für eine bestimmte Toolkonfiguration und/oder ein zu messendes Die, optimierte Werte für die Parameter M und N ermittelt werden, wobei
- - es sich bei N um eine Anzahl von Einzelmessungen an einem Zielobjekt (Site)
- - es sich bei M um eine Anzahl von Messdurchläufen (Loops) handelt.
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Im Sinne der gleichzeitigen Optimierung von Vertrauensintervall der Messung und Durchsatz können für verschiedene zu messende Strukturen auf einer Photomaske Sätze von M und N ermittelt werden. Ein Grenzfall sind in diesem Zusammenhang sehr kleine Strukturen wie beispielsweise Lines und Spaces nahe oder unterhalb der Auflösungsgrenze des Tools.
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Ein anderer Grenzfall ist die Global Registration Messung der Messung von Registrierungs-Markern verteilt über die gesamte Maske. In diesem Fall wird für den Parameter M der Wert 1 und für den Parameter N ein Wert größer 1 erwartet.
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Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Bestimmung von Eigenschaften von Photomasken der Halbleiterlithographie umfasst eine Steuerungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, das vorne beschriebene Verfahren anzuwenden.
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Dabei kann die Messvorrichtung eine Eingabevorrichtung umfassen, mittels derer ein Benutzer unter verschiedenen Messverfahren wählen kann. So kann einem Benutzer beispielsweise ein Hochpräzisionsverfahren angeboten werden. Die Parameter des Hochpräzisionsverfahren können dabei mittels des vorne beschriebenen Verfahrens derart gewählt werden, dass eine Anzahl von Einzelmessungen und/oder Loops gewählt wird, ab welcher sich das Vertrauensintervall durch eine Erhöhung der Anzahl der Einzelmessungen nicht mehr signifikant verbessert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
- 1 in den 1a bis 1d eine Methode zur Bewertung der Leistungsfähigkeit eines Masken-Registrierungs-Tools nach dem Stand der Technik (bereits erläutert),
- 2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 3 eine beispielhafte Auftragung einer sogenannten Allan-Deviation.
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2 stellt eine exemplarische Anwendung des Verfahrens anhand eines Flussdiagrammes dar. In einer Phase der Charakterisierung einer Messvorrichtung wird in einem ersten Schritt (in der Figur durch die Bezugsziffer 12 bezeichnet) eine große Anzahl (zum Beispiel zwischen 10 und 200) gleichartiger dynamischer und statischer Registrierungs- oder CD-Messungen durchgeführt. Im Falle von Registrierung ist ein Loop der Spezialfall einer dynamischen Messung.
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Die von der Anzahl der betrachteten Messungen abhängige max-3-sigma-Registrierung oder 3-sigma-CD Allan-Deviation der Registrierungs- oder CD-Daten wird in einem zweiten Schritt (in der Figur durch die Bezugsziffer 13 bezeichnet) für alle Sites durch eine Software-Funktion bestimmt. Sie wird in tabellarischer Form oder als Kurve ausgegeben. Die Allan-Deviation ist die Quadratwurzel aus der Allan-Varianz. Sie ersetzt in der Systembewertung das max-3-sigma und bestimmt als max-3-adev-Registrierung oder 3-adev-CD das Vertrauensintervall des gemittelten Ergebnisses von N Einzelmessungen pro Site. Im Sinne eines Maßanschlusses ist 3-sigma identisch mit 3-adev für eine einzelne Messungen.
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Das Ergebnis der Charakterisierungsmessung ist in 3 gezeigt. Die Allan-Deviation wird in Abhängigkeit der gemittelten Messwert-Anzahl N aufgetragen. Anhand des Kurvenverlaufes kann geprüft werden, ob das gegebene Messinstrument die Ziele der Reproduzierbarkeit (Vertrauensintervall) erreichen kann. Ein Kurvenverlauf proportional zum Reziproken der Wurzel der Anzahl der Messungen verweist auf die Messung begrenzendes, weißes Rauschen. Im Falle eines optischen Messystems wird dadurch geprüft, dass optische und nicht elektronische, mechanische oder thermische Effekte die Reproduzierbarkeit der Messung limitieren. Zum Zweck dieser Analyse stellt die Software eine Interpolationsfunktion bereit. Der beste erreichbare Wert ist im log-log-plot der Allan-Varianz durch eine horizontale Linie gegeben. Bei weiterer Erhöhung der Anzahl der gemittelten Werte erhöht sich die Allan-Deviation wieder. Der Anstieg lässt Rückschlüsse auf Drifts der Registrierungs- oder CD Messung zu. Die Software wertet den Kurvenverlauf im Sinne von initialem Anstieg, minimalem Wert und begrenzender Drift, automatisch aus. Die Methode zur Bewertung von Kurvenverläufen der Allan-Deviation ist Stand der Technik für Atomuhren. Es ist Teil der Erfindung, diese Methode auf Masken Registrierungs- und Inspektionstools anzuwenden und zu automatisieren.
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Im Kontext der Unterscheidung von statischer- und dynamischer Reproduzierbarkeit (insbesondere im CD-Messsystem) und mit dem Ziel der Optimierung von Durchsatz und Reproduzierbarkeit kann auch eine dreidimensionale Darstellung verwendet werden. Dabei wird die Allan-Deviation der Messung in Abhängigkeit von den Parametern N (statische Messung) und M (dynamische Messung) aufgetragen und bewertet.
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Die Mittelung mehrerer Einzelmessungen als neue Messung erreicht in diesem Kontext signifikant kleinere Vertrauensintervalle für Messergebnisse als der bisherige Stand der Technik. Der effektive Messdurchsatz des Tools in Sites pro Stunde sinkt jedoch dementsprechend.
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Vor dem Hintergrund des Zielkonfliktes Durchsatz versus benötigtes Vertrauensintervall der Messergebnisse kann in einem dritten Schritt (in der 2 mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet) die optimale Anzahl von Messwiederholungen (N statisch, M dynamisch) für die in der Anwendung relevante Konfiguration der Messvorrichtung bestimmt werden. Als Konfigurationen zählen dabei insbesondere Intensität, Belichtungszeit, Anzahl der Einzelbilder im Fokus-Stack sowie Blenden-Einstellungen in der optischen Abbildung. Diese optimale Anzahl von Mittelungen ist weiterhin maßgeblich von den Abmessungen (CDs) der zu messenden Dies (Registrierungsmarker) abhängig. Für Strukturen weit größer als die Auflösungsgrenze des Tools wird eine minimale max-3-adev-Registrierung oder 3-adev-CD bereits nach wenigen Messungen erwartet. Für Strukturen nahe und kleiner als die Auflösungsgrenze wird eine höhere Anzahl von Mittelungen bis zum Erreichen der System-Limitierung erwartet. Anders als im Stand der Technik üblich wird für den Fall N > 1 nicht nur eine Messung pro Messposition vorgenommen.
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Als statische Messung wird in diesem Zusammenhang insbesondere die Aufnahme eines Fokus-Stack von ein oder mehreren Bildern und Interpolation der Registrierung in der Best-Fokus-Ebene bezeichnet. Die Wiederholung der Messung einer Site auf diese Weise erfolgt automatisch durch die Steuerungssoftware der Messvorrichtung mit festem oder einstellbarem Wiederholungs-Parameter.
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Alternativ, ohne Optimierung es Durchsatzes, umfasst eine Variante der Anwendung die automatische Messung und Mittelung durch Tool-Software von mehreren Loops zur Verbesserung des Vertrauens-Intervalls der Messdaten (M dynamische Messung). Die Mittelung der Messdaten pro Site erfolgt auch in diesem Fall automatisch durch die Software. Die für das Messystem optimale Konfiguration an statischer -und dynamischer Wiederholdung (N, M) wird im Kontext der Zielstellungen für Wiederholbarkeit und Messdurchsatz anhand der Allan-Deviation ermittelt.
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Im Fall einer Anwendung der Erfindung für das ein Registrierungsmesssystem eignet sich die Anwendung einer wiederholten statischen Messung insbesondere für sogenannte Global Registration Messungen, bei welchen über eine gesamte Maske hinweg gemessen wird. In diesem Fall ist N >1 und M=1.
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Im Falle der Registrierung kleinerer Strukturen - einer sogenannten Local-Registration Messung (LRM) wird eine sehr große Anzahl von Dies in einem Bildfeld (Site) und eine Anzahl von aneinander liegenden (gestichten) Sites gemessen. Dabei fallen sehr große Mengen von auszuwertenden Bild-Daten an, welche an einen externen Rechencluster übermittelt und dort ausgewertet werden. In diesem Messzenario tritt die Durchsatz-Relevanz der Fahrwege in den Hintergrund, maßgeblich ist die Dauer der Datenauswertung. Ein Ausführungsbeispiel der obigen Erfindung ist hier die Durchführung einer großen Anzahl von Wiederholungen der optischen Messung (statisch, dynamisch oder kombiniert) mit Auswertung und automatischer Mittelung in der offline-Prozessierung. Dadurch wird kein wesentlicher Nachteil im Durchsatz erwartet.
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Für das CD-Messsystem existiert eine Anwendung, welche die Erkennung von CD-Defekten mit der Bewertung der Druckbarkeit in einem Resist auf Wafer Ebene verbindet. Dieses Verfahrenen heißt Wafer-Level-Critical-Dimension (kurz: WLCD). Dabei wird ein Luftbild von der Struktur der Maske an verschiedenen Stellen der Maske erzeugt und die CD der Struktur auf Waferebene vorhergesagt. In diesem Anwendungsfall werden vorrangig periodische Strukturen (Kontaktlöcher oder Linien und Gräben) vermessen. Denkbar wäre eine Auswertung gemäß des beschriebenen Verfahrens von verschiedenen relevanten Messbereichen einer optischen Aufnahme, falls diese nur eine periodische, relativ zur Bildgröße kleine Struktur zeigt. Dadurch würde sich zwar die Rechenzeit erhöhen, jedoch nicht die Messzeit des Gerätes.
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Durch eine optimale Kombination aus dynamischer und statischer Messung einer periodischen Struktur könnte diese dann mit einem sehr kleinen 3-sigma CD angegeben werden.
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Im Ergebnis der hier beschriebenen Erfindung kann für Registrierung- und CD-Messungen beispielsweise ein „High Precision Mode“ einer Messvorrichtung angeboten werden. Bei reduziertem Durchsatz wird damit ein verbessertes Vertrauensintervall der Ergebnisdaten erreicht. Der Nutzer muss selbst keine statistische Auswertung (Mittelwert oder ähnliches) tätigen, sondern dieses wird automatisch durch die Software bereitgestellt. Die Software stellt zudem Funktionen zur Toolcharakterisierung im Sinne der Allan-Deviation bereit und erlaubt damit die Abnahme etwaiger Leistungsspezifikationen des Tools.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- D. W. Allan, Statistics of Atomic Frequency Standards, Proceedings of the IEEE Vol.54, No.2, 1966][Vanier, Audoin, The Quantum Physics of Atomic Frequency Standards, Institute of Physics Publishing, 1989 [0036]