快速本地注册测量高效电子束作家资格和修正

亨德里克·Steigerwald由Klaus-Dieter Roeth, Runyuan汉,奥利弗疼痛,弗兰克Laske (KLA-Tencor米氏GmbH,德国)

文摘
面具数据提出了演示本地登记错误,可以与写作的最先进的电子束作家和多程策略,可能导致系统设备登记错误而接近2 nm设计。此外,错误的签名为当地收费由当地登记和处理效果表明测量导致系统误差,还的2海里。

关键词:LMS IPRO、计量、登记、当地电子束错误

1。介绍
面具制造商正面临重大十字线规范的挑战,开车需要新的和增强的但具有成本效益的解决方案,提供更严格的登记规范和设备内置注册资格。

电子束面具作家的地方登记错误可能有关键影响的误差贡献十字线薄片覆盖很当地最有可能并不是显示标准的质量控制计划和抽样。十字线错误签名,当然,writing-strategy-dependent;但也可能是由于残余偏转器定位不稳定,从而导致一个地方性质的,而是潜在的关键,non-correctable装置叠加误差在晶片上。由于电子束作家策略ArFi面具和EUV掩之间没有显著差异,我们预计类似的错误掩盖类型签名。另一方面,未来多波束面具作家系统可能需要仔细验证缝纫性能之间的大片。

标准策略面具登记不提供数据采集足够的面密度来揭示这样的地方登记(LReg)错误,就像所需数量的测量影响周期和降低吞吐量低于成本效益的面具注册工具。因此,今天的电子束作家控制方案来验证实际当地的电子束writer-induced错误和偏转对齐性能依赖于特殊的测试面具制造每周甚至密度较低的时间表。通常观察到LReg错误的签名需要感兴趣的地区的几十微米的表现为当地增加横向转移的标线设备特性。¹LMS IPRO7采取的新方法提供了重要抽样密度以合理的吞吐量,从而使实际电子束作家性能测试在每个关键产品面具,对VSB(变量成形波束)类型和MBMW(多波束面具作家)类型。

2。实验方法
LMS IPRO7平台提供了精度高、可重复性标准面具计量应用程序使用一个连续的测量方法。数据点的网格横跨整个活动区域的光掩模收购后续阶段运动,图像采集和图像处理。²标准度量用来量化一个面具的吞吐量计量系统,采集和测量(MAM)时间,通常是几秒/测量站点在网格上。所需的采样密度和磁场大小来确定电子束面具作家签名面具在生产模式,这种数量级的老妈时间将导致好几天的总测量时间。

LReg测量的新方法,在图像采集是不完全连续的,但整个视野的计量系统是用来确定几个地点的位置在同一时间。时间的典型LReg测量感兴趣的区域(ROI)在100年的十字线µm特此长度和宽度减少到少于一个小时。在这个地区的利益单一特性临界尺寸(CD)低于200海里可以测量高精度内密集模式。单的周期时间推断老妈相当于减少10倍⁴。因此,LReg度量作为一个方法来验证商业启用十字线。

因为可能有各种根源电子束writer-induced LReg错误,方法从计量工具利用网格校准确认观测误差签名不从本地注册测量工件本身。为了演示旋转不变性,同一地区的利息十字线测量标准分划板取向(0°)和90°旋转方向。签名验证,观察LReg错误不改变对面具坐标系统。测试翻译LReg测量方法的不变性,感兴趣的地区转移的距离小于周期性信号之间的距离在比较的视野和错误签名。感兴趣的同时,LReg测量同一地区不同采样密度采样策略的执行排除影响LReg错误的签名。

各种十字线调查LReg测量,包含大量制造业(HVM)质量测试分划板由两个向量电子束作家写的供应商。HVM-standard ArFi十字线以及先进的EUV测试十字线。LReg测量感兴趣的区域定义最大长度和高度100µm密集,设备内置的面具布局模式。LMS IPRO使采样周期长度的< 300海里x维和y维。LReg结果包含高信息密度,因为每个几千LReg误差测量网站组件的x轴和y轴确定。

3所示。实验结果
可视化的横向分布LReg从测试测量误差,使用了两种热量地图。为了简单起见,x分量和y分量LReg数据集分别被描述。LReg错误是每个测量的偏差网站和相应的设计坐标。图1展示了这样一个可视化的LReg测量ArFi测试十字线密集接触数组和150海里的CD。的横向分布x-deviation图1描述了一个热图,蓝色代表负x-shift,绿色代表零转移和黄色代表积极转变的衡量网站的轴。的横向分布y-deviation是描绘在图1 b相同的比例。网状,系统性LReg错误签名与周期长度为10µm观察到在图1。的分量LReg错误显示了一个制作图例,平行于轴。的振幅误差分量大于4海里。

图1所示。感兴趣的区域的面积100µm乘以100µm是衡量一个密集的接触模式CD 150 nm ArFi-HVM测试十字线A的x分量LReg错误是图1中所示的测量与测试十字线在标准取向(0°),和无花果。1 b的分量LReg描述相同的测量误差。总数量32231网站测量LReg数据集。

测试在这个研究的主要目的是确定的签名是由电子束作家本身引起的。因此,它必须确认签名中观察到LReg结果不是出自LReg测量方法。图2描绘了LReg结果相同的ROI的十字线测量两种不同的十字线取向。结果显示在实际的面具坐标系统。因此,任何错误,与LMS IPRO测量工具,例如,由于光学或外侧翻译阶段,将由90°旋转在图1与图2 b。LReg的振幅误差扩展任意单位但对图2 a和2 b相同的颜色代码的扩展应用。的横向分布x-deviation图2描述了一个热图,蓝色代表负x-shift,绿色代表零转移和黄色代表积极转变的衡量网站的轴。签名的等距线,平行于轴观察到。这些线的周期长度大约是9µm x-deviation(图2),大约27µm y-deviation(不是描述),这两个的振幅超过4海里的地方横向转变。因为图片中描述图2显示一个非常相似的LReg错误签名的坐标系统测试十字线,旋转不变性是证实。

图2。感兴趣的区域的面积100µm乘以100µm测量在一个密集的接触模式与CD 200海里的EUV测试十字线。LReg错误的x分量图2中所示的测量与测试十字线在标准取向(0°),在图2 b十字线测量在z轴旋转90°。结果数据图2 b是back-rotated,因此x轴和y轴,分别在图2和图2 b相互对应。总数量4875网站测量LReg数据集。

平移不变性的LReg测量方法是测试一个密集的接触模式的CD 200 nm ArFi十字线通过将ROI 1.6µm轴的正方向。x-deviation结果是图2所示,这种转变1.6µm对应一个像素。整个LReg签名在图3的周期长度8µm对起源的中心转移到一个像素图3 b,确认LReg签名保留在面具布局坐标系统ROI时发生了变化。y-deviation在同一数量级,也有类似的周期长度。

图3。对),该地区的兴趣b)由1.6µm转移正轴和1.6µm正轴,它对应于一个像素。测量测试十字线E)和b)都执行相同的分辨率和定位十字线的标准。总数量3969网站测量LReg数据集。

确认采样策略不会引起任何工件观察LReg签名,在同一方向相同的ROI,测量与不同的采样率EUV测试十字线。的x-deviation LReg签名是描绘在图4。即使签名图4 b相当模糊由于降低采样率,这是确认的整体周期长度9µm的振幅超过4海里从图4。

图4。x分量LReg测量的EUV测试十字线c b)的采样率是减少对)感兴趣的同一地区的两次测量结果。线平行于轴的特征LReg签名是观察)和b)。b)的采样率是下降了1.5倍沿着x轴对)。总数量4875网站)和3225 b)是衡量LReg数据集。

表1包含的概述不同的测试结果。不是所有的获得LReg结果不同的测试十字线显示为数字的贡献。EUV标线和ArFi分划板进行了分析,由不同的代写向量从电子束曝光技术的两个主要供应商。所有测试分划板,它可以表示,至少有一个错误的组件,例如为轴或轴,一个周期签名。所有LReg签名振幅超过4纳米横向转变。观察LReg签名(十字线域,表1)扩展到wafer-level(晶圆域,表1)描述的实际影响晶片设备覆盖错误造成的局部LReg签名。即使是最先进的10 nm节点十字线超过1纳米晶片叠加的影响。

表1。概述LReg签名的不同的测试十字线。所有十字线除了测试十字线C是ArFi HVM测试十字线。测试十字线C是一种EUV测试十字线。所有测试十字线除了测试十字线E写不同的扫描仪代从向量电子束作家的主要供应商之一。测试十字线E是由一个向量电子束作家写的从另一个供应商。第三列列表对应的光刻节点测量接触模式。

4所示。讨论
结果显示在图2,图3和图4显示,观察系统的横向变化实际上是LReg签名的面具是由特定的向量电子束的作家。签名错误的工件可能与LMS IPRO测量方法本身证明翻译而被排斥在外的不变性,旋转不变性和独立的错误采样率的签名。

很可能的周期长度42µm ArFi十字线B(表1)与sub-deflector字段设置的电子束的作家。测试十字线A、B和C上一个最先进的电子束作家写的。这些十字线的观测误差大小超过临界值的最先进的HVM分划板覆盖。测试十字线E是由老一代的电子束面具作家相比,B和C,但来自同一制造商,因此LReg误差的大小是更大。十字线D是由向量电子束作家从其他供应商,因此显著LReg错误是观察两大供应商。

EUV测试十字线C显示了一个类似LReg错误签名ArFi测试十字线a和b,这是预期的,因为没有重大改变电子束的写作策略EUV光刻。LReg错误的周期性质,观察到的周期长度导致的结论LReg误差可以通过电子束处理作者修正。由于LMS IPRO注册系统精度高、必要的修正参数来源于LReg数据集。所有数据取得了在单一测量持续时间都不到一个小时。考虑到观测时间长度,使ROI的减少,生产成本效益的特征十字线(ROI和签名)在15分钟内启用。

的评估测量LReg签名(十字线域)的影响作为non-correctable晶片设备覆盖错误,列下晶圆域计算(表1),相应的扫描仪de-magnification因素四个ArFi和EUV,周期长度和大小除以4倍。的晶片叠加计算假设两个光刻层基于十字线LReg相同的错误。因此,意思是晶片设备叠加误差大小乘以2,除以根号2。这也意味着当地最大误差更大,例如,为14 nm节点大于1.5 nm。这个贡献的方法提供了一个过程来描述LReg错误在任何产品的分类学十字线在不到15分钟。

前馈的方案,基于LReg测量图5所示。除了生产十字线的标准规范,即。模式的精密度和准确度,LReg执行测量。给出结果所显示的那样,这种LReg测试只会增加总十字线资格时间15分钟。根据LReg结果改进作家修正和作家校准可能会提高图案叠加实现。

图5。提出了加强质量控制(QC)流生产十字线装船前的面具店。LReg试验地区的100 x 100µm²可以放置在适当的设备内置模式或一个相邻的测试模式,以外的功能模式生产十字线。

5。总结
成本效益和准确LReg错误签名测量已经证明先进的十字线ArFi和EUV光刻。报告错误高于临界值的大小最先进的HVM分划板覆盖。高采样率使密度LReg误差的测量,周期模式和大型ROI可以推导相应的电子束作家修正显著改善层图案叠加为后续蚀刻步骤。

引用

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本文最初发表在Proc。相比10810年,2018年光掩模技术,108100(2018年10月12日);doi:10.1117/12.2506286