Revisiting mask contact hole measurements

Higuchi, Masaru; Gallagher, Emily; Ceperley, Daniel P.; Brunner, Timothy A.; Bowley, R. E.; McGuire, Anne

doi:10.1117/12.686957

Cited by 5 publications

(3 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…In general, the longer edge length yields better measurement repeatability because metrology noise is averaged. 1 Pattern edge length for each metric is shown in Table 2. CofG distance is calculated from boundary length of two features, SRA is from boundary length of one feature and CD is from Region of Interest (ROI).…”

Section: >> >mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Exploring new metrology for complex photomask patterns

Higuchi

Aihara

Saito

et al. 2008

Photomask Technology 2008

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Photomask pattern sizes are usually defined by a one-dimensional Critical Dimension (CD). As mask pattern shapes become more complex, a single CD no longer provides sufficient information to characterize the mask feature. For simple square contacts, an area measurement is generally accepted as a better choice for determining contact uniformity. However, the area metric may not adequately characterize complex shapes; it does not lend itself to CD metrology and it ignores pattern placement. This paper investigates new ways of measuring complex mask shapes with aggressive Optical Proximity Correction (OPC). An example of more informative metric is center of gravity. This new metric will be compared to more traditional mask characterization variables like CD mean to target, CD uniformity, and Image Placement (IP). Wafer simulations of the mask shapes will be used to understand which mask pattern metrics are most representative of the image transferred to wafer images. The results will be discussed in terms of their potential to improve mask quality for 32nm technology and beyond.

show abstract

Section: >> >mentioning

confidence: 99%

“…Patterns like square contacts do not have a long region. Recently, the Area metric has been deployed to achieve a longer edge 1 and is now accepted as a better option for determining contact uniformity. Another pattern without a long straight edge is the shifted pattern endend distance.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Exploring new metrology for complex photomask patterns

Higuchi

Aihara

Saito

et al. 2008

Photomask Technology 2008

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This variation in the aerial image will also cause variation in the size of the printed contact holes. Work has also been carried out to study the CD variation of the contact hole on the mask by area metrics [154]. The area metrics of the mask contact hole is the area of the contact in the mask.…”

Section: Focusmentioning

confidence: 99%

Contact edge roughness in EUV lithography

Kuppuswamy¹

View full text Add to dashboard Cite

Τα αυξημένα στοχαστικά φαινόμενα στις νανοκατασκευαστικές διεργασίες έχουν ως αποτέλεσμα αποκλίσεις των νανοδομών από το προβλεπόμενο σχήμα τους στο σχέδιο και την ομοιομορφία των διαστάσεών τους. Στην από πάνω προς το κάτω προσέγγιση της νανοτεχνολογίας (λιθογραφικές τεχνικές) τα φαινόμενα αυτά εκδηλώνονται κυρίως στην πλευρική τραχύτητα και στη διασπορά των διαστάσεών των νανοδομών. Ιδιαίτερα στη λιθογραφία της ακραία υπεριώδους ακτινοβολίας (Extreme Ultraviolet Lithography, EUVL) τα δύο αυτά προβλήματα είναι έντονα και αποτελούν δύο από τα θέματα που πρέπει να διευθετηθούν για να χρησιμοποιηθεί η EUVL στη γραμμή παραγωγής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων με μικρότερη διάσταση <20nm τα επόμενα χρόνια. Για να γίνει αυτό, ωστόσο, απαιτείται η ανάπτυξη εργαλείων μετρολογίας και προτυποποίησης για την καλύτερη αξιολόγηγη και κατανόηση των διεργασίων και υλικών που εμπλέκονται σε αυτή. Σε αυτή τη διατριβή αναπτύξαμε και εφαρμόσαμε μεθοδολογίες για τη μετρολογία και την προτυποποίηση της τραχύτητας και της ανομοιομορφίας της διάστασης οπών επαφής. Οι οπές επαφής που εξετάσαμε έχουν κατασκευαστεί με EUVL και θα χρησιμοποιηθούν στα ηλεκτρόδια των τρανζίστορ νέας γενιάς. Η μετρολογική προσέγγισή μας βασίζεται στην ανάλυση εικόνων κάτοψης μικροσκοπίου σάρωσης ηλεκτρονικής δέσμης ενώ η προτυποποίηση στοχεύει να συμπεριλάβει τα φαινόμενα του θορύβου πρόσπτωσης των φωτονίων (ΡSN), τη διάχυση των παραγόμενων οξέων και τις παραμέτρους σχεδιασμού των οπών (διάμετρος και μεταξύ τους απόσταση). Στη συνέχεια, εφαρμόσαμε αυτά τα εργαλεία στην ανάλυση και ερμηνεία των πειραματικών αποτελεσμάτων που αφορούν την επίδραση της δόσης ακτινοβολίας του φωτοπολυμερούς και των πρόσθετων συστατικών του (φωτοπαραγωγικού οξέος (PhotoAcid Generator, PAG) και ευαισθητοποιητή) στην πλευρική τραχύτητα των οπών και στη διασπορά των διαστάσεών τους. Βρήκαμε ότι οι εξαρτήσεις της διασποράς των διαστάσεων των οπών από τη δόση και τον ευαισθητοποιητή κυριαρχούνται από τα φαινόμενα PSN ενώ όταν αυξάνεται η συγκέντρωση των μορίων του PAG παρατηρούμε μετάβαση από την περιοχή που κυριαρχεί η στοχαστικότητα λόγω των τυχαίων θέσεων των PAGs στην περιοχή που κεντρικό ρόλο παίζουν τα φαινόμενα PSN . Οι παράμετροι πλευρικής τραχύτητας που υπολογίσαμε (τυπική απόκλιση από την κυκλικότητα και μήκος συσχέτισης των ακμών των οπών) από την ανάλυση όλων των πειραμάτων που πραγματοποίηθηκαν με διαφορετικές συνθέσεις του φωτοπολυμερούς και διαφορετικές δόσεις ακτινοβόλησης δείχνουν ότι αυτές συγχωνεύονται σε μία κοινή αυξητική καμπύλη όταν τοποθετηθούν σε διάγραμμα συναρτήσει της μέσης διαμέτρου των οπών. Επιπροσθέτως, η τυπική απόκλιση της πλευρικής τραχύτητας των οπών αυξάνει με τη δόση και τη συγκέντρωση του PAG, σε αντίθεση με ό,τι συμβαίνει στις γραμμικές δομές. Η ερμηνεία των παραπάνω πειραματικών ευρημάτων μπορεί να βοηθηθεί από την ανάλυση με φάσματα ισχύος της τραχύτητας των ακμών των οπών. Σε αυτά φαίνεται η κυρίαρχη συμμετοχή των χαμηλών συχνοτήτων στη διαμόρφωση της πλευρικής τραχύτητας η οποία μπορεί να αποδοθεί σε αυξημένη αλληλεπίδραση μεταξύ γειτονικών οπών ιδίως στις κατευθύνσεις που οι ακμές τους πλησιάζουν περισσότερο.

show abstract

Photomask applications of traceable atomic force microscope dimensional metrology at NIST

et al. 2007

View full text Add to dashboard Cite

The National Institute of Standards and Technology (NIST) has a multifaceted program in atomic force microscope (AFM) dimensional metrology. Three major instruments are being used for traceable measurements. The first is a custom in-house metrology AFM, called the calibrated AFM (C-AFM), the second is the first generation of commercially available critical dimension AFM (CD-AFM), and the third is a current generation CD-AFM at SEMATECH-for which NIST has established the calibration and uncertainties. All of these instruments have useful applications in photomask metrology.Linewidth reference metrology is an important application of CD-AFM. We have performed a preliminary comparison of linewidths measured by CD-AFM and by electrical resistance metrology on a binary mask. For the ten selected test structures with on-mask linewidths between 350 nm and 600 nm, most of the observed differences were less than 5 nm, and all of them were less than 10 nm. The offsets were often within the estimated uncertainties of the AFM measurements, without accounting for the effect of linewidth roughness or the uncertainties of electrical measurements. The most recent release of the NIST photomask standard-which is Standard Reference Material (SRM) 2059-was also supported by CD-AFM reference measurements. We review the recent advances in AFM linewidth metrology that will reduce the uncertainty of AFM measurements on this and future generations of the NIST photomask standard.The NIST C-AFM has displacement metrology for all three axes traceable to the 633 nm wavelength of the iodinestabilized He-Ne laser. One of the important applications of the C-AFM is step height metrology, which has some relevance to phase shift calibration. In the current generation of the system, the approximate level of relative standard uncertainty for step height measurements at the 100 nm scale is 0.1 %. We discuss the monitor history of a 290 nm step height, originally measured on the C-AFM with a 1.9 nm (k = 2) expanded uncertainty, and describe advances that bring the step height uncertainty of recent measurements to an estimated 0.6 nm (k = 2). Based on this work, we expect to be able to reduce the topographic component of phase uncertainty in alternating aperture phase shift masks (AAPSM) by a factor of three compared to current calibrations based on earlier generation step height references.

show abstract

Revisiting mask contact hole measurements

Cited by 5 publications

References 0 publications

Exploring new metrology for complex photomask patterns

Exploring new metrology for complex photomask patterns

Contact edge roughness in EUV lithography

Photomask applications of traceable atomic force microscope dimensional metrology at NIST

Contact Info

Product

Resources

About