PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004020744B4 13.03.2008
Titel Testlayout zur präzisen Überwachung von 3-Foil Linsenaberrationseffekten
Anmelder Nanya Technology Corporation, Kueishan, Taoyuan, TW
Erfinder Wu, Yuan-Hsun, Tao-Yuan Hsien, TW
Vertreter Hoefer & Partner, 81543 München
DE-Anmeldedatum 27.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004020744
Offenlegungstag 19.01.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.03.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.03.2008
IPC-Hauptklasse G01M 11/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G03F 7/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Testlayout zur präzisen Überwachung einer 3-Foil-Linsenaberration während der Herstellung von Deep-Trench-kapazitiven Speicherelementen durch Unterdrücken der COMA-Aberration gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der unerbittliche Druck in der integrierten Schaltkreisindustrie in Richtung größerer Packungsdichte und höherer Geschwindigkeit hat der optischen Lithographie als Anstoß gedient, um gedruckte Bildgrößen zu reduzieren. Die Deep-UV(DUV)-Lithographie ist entwickelt worden, um kleinste Merkmalsgrößen von Elementen auf Halbleiterchips zu Submikron-Größen zu skalieren.

Jedoch entfernen sich alle optischen Projektionssysteme für die Mikrolithographie von der Perfektion infolge unterschiedlicher Linsenaberrationen, insbesondere, wenn große Bildfeldgrößen mit hoher numerischer Apertur (NA) kombiniert werden. Diese Aberrationen weisen eine Vielfalt an Effekten auf lithographischen Abbildungen auf: Veränderungen in der Abbildungsposition, Abbildungs-Asymmetrie, Reduzierung des Verarbeitungsfensters und das Auftreten von unerwünschten Abbildungsgegenständen.

Diese unerwünschten Effekte werden manchmal durch die Verwendung von Auflösungs-Verbesserungsverfahren wie Phasenverschiebungs-Masken oder nicht der Norm entsprechender Beleuchtungsstärke verschlimmert. Folglich spielt das Linsenaberrations-Überwachungssystem eine bedeutende Rolle bei den Halbleiterverfahren.

Während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen wird die Abbildung des DT-Testpaares A durch die sogenannte 3-Foil-Aberration beeinflusst. Jedoch wird mittlerweile die Abbildung des DT-Testpaares A auch durch die COMA-Aberration beeinflusst, wenn das gleiche optische System verwendet wird. COMA ist eine Aberration, die sich in einem Punktobjekt ergibt, das in der Brennebene, sehr häufig von der Achse weg, in eine Birnen- oder Kometenform umgesetzt wird. Dies wird durch eine ungleiche Vergrößerung in verschiedenen Bereichen einer Linse für schräg einfallende Strahlen von einem außerhalb der Achse liegenden Gegenstand hervorgerufen.

Beim Stand der Technik ist auch bekannt, dass sich die COMA-Aberration üblicherweise in asymmetrischen fotoresistenten Bildmustern in einer fotoresistenten Schicht für die ursprünglichen symmetrischen Muster auf der Fotomaske ergibt. Das konventionelle Test-Layout zur Überwachung der Linsenaberration ist nicht zum Abstrahieren des 3-Foil-Aberrationseffektes geeignet.

Insbesondere stellt 1 eine vergrößerte Draufsicht eines Test-Layouts 10 der bekannten Technik zum Überwachen der Linsenaberrationen dar, die während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen auftritt. Das Test-Layout 10 weist eine Vielzahl von DT-Testpaaren mit Paar A, Paar B und Paar C auf. Jedes dieser Paare A, B und C weist ein linkes DT-Muster 12 und ein rechtes DT-Muster 14 auf. Üblicherweise sind sowohl das linke DT-Muster 12 als auch das rechte DT-Muster 14 rechteckig geformt und weisen eine Länge L und eine Breite W, wie speziell angezeigt, auf. Ein solches Test-Layout ist auch in der EP 1 251 401 A1 gezeigt.

Gemäß der bekannten Technik ist Paar A im Mittelpunkt des Testbereiches 20, Paar B in 45°-Richtung bezüglich des Paares A im Testbereich 20 angeordnet, während das Paar C in 45°-Richtung bezüglich des Paares B angeordnet ist. Das Paar A und C stehen in einer Linie mit einer Referenz-Y-Achse. Wie ersichtlich, ist das Paar C mit einem Abstand vom Paar A entlang der ±-Y-Achse angeordnet. Im angezeigten Kreisbereich 30, das ist der Bereich, der im Wesentlichen das Paar A und B einschließt, wird kein DT-Testpaar angeordnet. Üblicherweise wird die Linsenaberration durch Messen der Abbildungsverformung des DT-Testpaares A überwacht und ausgewertet.

Während der Herstellung der DT-kapazitiven Elemente wird die Abbildung des DT-Testpaares A durch die sogenannte 3-Foil-Aberration beeinflusst. Jedoch wird mittlerweile die Abbildung des DT-Testpaares A auch durch die COMA-Aberration beeinflusst, wenn das gleiche optische System verwendet wird. COMA ist eine Aberration, die sich in einem Punktobjekt ergibt, das in der Brennebene, sehr häufig von der Achse weg, in eine Birnen- oder Kometenform umgesetzt wird.

Dies wird durch eine ungleiche Vergrößerung in verschiedenen Bereichen einer Linse für schräg einfallende Strahlen von einem außerhalb der Achse liegenden Gegenstand hervorgerufen. Beim Stand der Technik ist auch bekannt, dass sich die COMA-Aberration üblicherweise in asymmetrischen Fotolack-Bildmustern in einer Fotolackschicht für die ursprünglichen symmetrischen Muster auf der Fotomaske ergibt.

Das oben beschriebene Test-Layout 10 der bekannten Technik zur Überwachung der Linsenaberration ist nicht zum Abstrahieren des 3-Foil-Aberrationseffektes geeignet. Folglich besteht in dieser Industrie ein Bedürfnis, ein verbessertes Test-Layout zur präzisen und ausschließlichen Überwachung von einzelnen, aber nicht kombinierten Linsenaberrationseffekten während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen zu schaffen.

Dies beachtend, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Test-Layout zur präzisen Überwachung von 3-Foil-Linsenaberrationen während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen durch Ausschließen der COMA-Aberration zu schaffen.

Dies wird durch ein H-förmiges Test-Layout gemäß Anspruch 1 erreicht. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Wie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sehr deutlich wird, weist das beanspruchte H-förmige Test-Layout ein erstes Testmuster auf, das im Wesentlichen in einer Mittelposition eines Testbereiches angeordnet ist.

Das erste Testmuster besteht aus einem Paar rechteckig geformter symmetrischer Muster mit einer Länge L und einer Breite. Der Testbereich weist eine Referenz-X-Y-Koordinate auf.

Ein zweites Testmuster (Eckmuster) ist in nächster Nähe zum ersten Testmuster in 45°-Richtung bezüglich des ersten Testmusters angeordnet.

Ein drittes Testmuster ist nahe des ersten Testmusters entlang einer X-Achse der Referenz-X-Y-Koordinate angeordnet.

Das erste, zweite und dritte Testmuster ist wie ein groß geschriebenes "H" innerhalb des Testbereiches angeordnet.

Ein unerwarteter Nutzen der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der COMA-Aberrationseffekt durch Hinzufügen des dritten Testmusters in die Nähe des ersten Testmusters entlang der Referenz-X-Achse ausgeschlossen werden kann, wodurch ausschließlich der 3-Foil-Aberrationseffekt während der Herstellung der DT-kapazitiven Elemente überwacht wird.

Im Folgenden wird die Erfindung aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung dargestellt. Darin zeigt:

1 eine vergrößerte Draufsicht eines konventionellen Testlayouts zur Überwachung der Linsenaberration, die während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen auftritt;

2 eine schematische Draufsicht eines Test-Layouts zur Überwachung von Linsenaberrationen während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;

3 eine schematische Draufsicht eines Test-Layouts zur Überwachung von Linsenaberrationen während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Test-Layout oder Muster, das auf einer Fotomaske angeordnet wird oder durch die Fotomaske, die das Test-Layout aufweist, zu einer Fotolackschicht, die auf einem Waver bzw. Waffel aufgebracht ist, übertragen wird. Die vorliegende Erfindung ist besonders zur Überwachung der 3-Foil-Aberration während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen mit einem optischen Lithographiesystem, das eine hohe numerische Apertur (NA) wie NA > 0,7 und eine außerhalb der Achse liegende Lichtstärke wie QUASAR 90 einsetzt, geeignet, aber nicht darauf beschränkt.

2 ist eine schematische Draufsicht eines Test-Layouts 100 zur Überwachung von Linsenaberrationen während der Herstellung von DT-kapazitiven Elementen gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, wobei gleiche Ziffern gleiche oder ähnliche Bereiche oder Elemente bezeichnen. Wie in 2 dargestellt, weist das Test-Layout 100 eine Vielzahl an DT-Testpaaren mit Paar A, Paar B, Paar C und Paar D, die im Testbereich 20 angeordnet sind, auf. Im Allgemeinen wird der Testbereich 20 auf einer angerissenen bzw. vorgezeichneten Linie auf einem Waver oder einem Umfangsbereich eines Rohchips (nicht dargestellt) definiert. Jedes Paar A, B, C und D weist ein linkes DT-Muster 12 und ein rechtes DT-Muster 14 auf. Sowohl das linke DT-Muster 12 als auch das rechte DT-Muster 14 sind rechteckig geformt und weisen eine Länge L und eine Breite W, die besonders gekennzeichnet sind, auf.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die Dimension (Länge L und Breite W) des linken DT-Musters 12 und des rechten DT-Musters 14 und die Dimension des DT-kapazitiven Elements, das im Speicherarray bzw. Speicherfeld hergestellt wird, im Wesentlichen die gleichen. Als Beispiel für ein 0,11-Mikron-Verfahren beträgt die Länge L auf dem linken DT-Muster 12 und dem rechten DT-Muster 14 220 nm, und die Weite W auf dem linken DT-Muster 12 und dem rechten DT-Muster 14 110 nm. Auf einer Fotomaske sind das linke DT-Muster 12 und das rechte DT-Muster 14 undurchlässige Bereiche. Das Licht, das den Testbereich 20 bestrahlt, geht durch das Fotomaskenträgermaterial hindurch, mit Ausnahme des undurchlässigen linken DT-Musters 12 und des rechten DT-Musters 14.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Paar A im Wesentlichen in der Mittelposition des Testbereiches 20 und das Paar B in 45°-Richtung bezüglich des Paares A im Testbereich 20 angeordnet, während das Paar C im Wesentlichen in 45°-Richtung bezüglich des Paares B angeordnet ist. Das Paar A und C sind in einer Linie mit einer Referenz-Y-Achse. Wie aus 2 ersichtlich, ist das Paar C mit einem Abstand (Intervall) S1 vom Paar A entlang der ±-Y-Achse angeordnet (unter der Annahme, dass das Paar A auf dem Koordinatenursprung des Referenz-X-Y-Achsen-Koordinatensystems angeordnet ist).

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, ist die Länge L des linken DT-Musters 12 und des rechten DT-Musters 14 1/3-mal so groß wie der Abstand S1 zwischen dem Paar A und C (d.h. S1 = 3L). Im angezeigten Kreisbereich 30, das ist der Bereich, der im Wesentlichen das Paar A und B einschließt, ist das DT-Testpaar D angeordnet. Das Paar A und D stehen in einer Linie mit einer Referenz-X-Achse. Wie in 2 ersichtlich, ist das Paar D mit einem Abstand vom Paar A entlang der ±-X-Achse angeordnet.

Das Paar D ist mit einem Abstand S2 vom Paar B angeordnet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, ist die Länge L des linken DT-Musters 12 und des rechten DT-Musters 14 im Wesentlichen gleich dem Abstand S2 zwischen dem Paar B und D (d.h. S2 = L). Wie speziell dargestellt ist, wird der Abstand zwischen dem linken DT-Muster 12 des Paares A und das rechte DT-Muster 14 des Paares D als "S3" bezeichnet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist der Abstand S3 im Wesentlichen gleich der Breite W des linken DT-Musters 12 und des rechten DT-Musters 14 (d.h., S3 = W). Die Anordnung der Paare A, B und D ist in etwa ähnlich eines groß geschriebenen "H" innerhalb des Testbereiches 20 (H-förmiges Layout).

Es ist ein unerwarteter Nutzen der vorliegenden Erfindung, dass der COMA-Aberrationseffekt durch Hinzufügen des DT-Testpaares D innerhalb des Kreisbereiches 30 in der Nähe des Paares A ausgeschlossen werden kann, wobei eine ausschließliche Überwachung des 3-Foil-Aberrationseffektes während der Herstellung der DT-kapazitiven Elemente ermöglicht wird.

3 ist eine schematische Draufsicht eines H-förmigen Testlayouts 102 zur Überwachung der 3-Foil-Linsenaberration während der. Herstellung von DT-kapazitiven Elementen gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, wobei gleiche Ziffern die gleichen oder ähnliche Bereiche oder Elemente bezeichnen. Verglichen mit der ersten bevorzugten Ausführungsform ist die zweite bevorzugte Ausführungsform eine weitere vereinfachte Version, wie in 3 veranschaulicht. Wie in 3 dargestellt, weist das H-förmige Testlayout 102 ein zentrales DT-Testpaar A, ein einzelnes DT-Testmuster B' und ein einzelnes DT-Testmuster D', die im Testbereich 20 angeordnet sind, auf. Im Allgemeinen ist der Testbereich 20 auf einer ausgezeichneten Linie eines Wavers oder auf dem Umfangsbereich eines Rohchips (nicht dargestellt) definiert.

Das zentrale DT-Testpaar A weist ein linkes DT-Muster 12 und ein rechtes DT-Muster 14 auf. Das linke DT-Muster 12 und das rechte DT-Muster 14, das einzelne DT-Testmuster (Eckmuster) B' und das einzelne DT-Testmuster (das COMA ausschließende Muster) D' sind alle rechteckig geformt und weisen eine Länge L und eine Breite W auf, wie speziell angezeigt.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die Dimensionen (Länge L und Breite W) des linken DT-Musters 12 und des rechten DT-Musters 14 und des DT-kapazitiven Elements, das im Speicherarray hergestellt ist, im Wesentlichen gleich. Als Beispiel für ein 0,11-Mikronverfahren, beträgt die Länge L ungefähr 220 nm und die Breite W ungefähr 110 nm. Auf einer Fotomaske (nicht dargestellt), sind das linke DT-Muster 12, das rechte DT-Muster 14, die einzelnen DT-Testmuster B' und D' undurchlässige Bereiche. Das Licht, das den Testbereich 20 bestrahlt, geht durch das transparente Fotomasken-Trägermaterial hindurch, mit Ausnahme der undurchlässigen Bereiche.

Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das DT-Testpaar A im Wesentlichen in einer Mittelposition des Testbereiches 20, das einzelne DT-Testmuster B' in 45°-Richtung bezüglich des DT-Testpaares A im Testbereich 20 angeordnet. Im Kreisbereich 30, das ist der Beeich, der im Wesentlichen durch das DT-Testpaar A und das Eckmuster B' definiert wird, ist das einzelne DT-Testmuster D' angeordnet. Das DT-Testpaar A und das einzelne DT-Testmuster D' stehen in einer Linie mit einer Referenz-X-Achse.

Wie aus 3 ersichtlich, ist das einzelne DT-Testmuster D' mit einem Abstand S3 vom Paar A entlang der ±-X-Achse angeordnet. Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, ist die Länge L im Wesentlichen gleich dem Abstand S2 (d.h., S2 = L). Der Abstand S3 ist im Wesentlichen gleich der Breite W (d.h., S3 = W). Die Anordnung des Paares A, der einzelnen DT-Testmuster B' und D' ist in etwa gleich eines groß geschriebenen "H" innerhalb des Testbereiches 20 (H-förmiges Layout).


Anspruch[de]
Test-Layout (100, 102) mit:

einem ersten Testmuster (A), das im Wesentlichen in der Mittelposition eines Testbereiches (20) angeordnet ist, wobei das erste Testmuster aus einem Paar rechteckig geformter symmetrischer Muster (12, 14) mit einer Länge L und einer Breite W besteht und wobei der Testbereich eine Referenz-X-Y-Koordinate aufweist;

einem zweiten Testmuster (B, B'), das in der Nähe zum ersten Testmuster (A) in 45°-Richtung bezüglich des ersten Testmusters (A) angeordnet ist; und

einem dritten Testmuster (D, D'), das nahe des ersten Testmusters (A) entlang einer X-Achse der Referenz-X-Y-Koordinate angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Testmuster (A), das zweite Testmuster (B, B') und das dritte Testmuster (D, D') wie ein groß geschriebenes "H" innerhalb des Testbereiches (20) angeordnet sind.
Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 1, wobei das Test-Layout (100, 102) auf einer Photomaske mit einer Anordnung aus Deep-Trench (DT) kapazitiven Mustern angeordnet ist, und die rechteckig geformten symmetrischen Muster (12, 14) eine Dimension aufweisen, die im Wesentlichen gleich der der DT-kapazitiven Muster ist. Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 1, wobei das Test-Layout (100, 102) zur ausschließlichen Überwachung von 3-foil-Aberrationseffekten geeignet ist, ohne Beeinflussung durch einen mitexistierenden COMA-Aberrationseffekt. Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 1, das ferner ein viertes Testmuster (C) aufweist, das mit einem Abstand S1 vom ersten Testmuster (A) entlang einer Y-Achse der Referenz-X-Y-Koordinate angeordnet ist. Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 4, wobei S1 = 3L ist. Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Testmuster (B, B') mit einem Abstand S2 vom dritten Testmuster (D, D') angeordnet ist. Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 6, wobei S2 = L ist. Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 1, wobei das dritte Testmuster (D, D') mit einem Abstand S3 vom ersten Testmuster (A) angeordnet ist. Test-Layout (100, 102) gemäß Anspruch 8, wobei S3 = W ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com