CN115997166A - 设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的方法和设备 - Google Patents

设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115997166A
CN115997166A CN202180046680.9A CN202180046680A CN115997166A CN 115997166 A CN115997166 A CN 115997166A CN 202180046680 A CN202180046680 A CN 202180046680A CN 115997166 A CN115997166 A CN 115997166A
Authority
CN
China
Prior art keywords
particle beam
mask
defect
angle
chemical reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180046680.9A
Other languages
English (en)
Inventor
D.里诺
J.韦尔特
M.鲍尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of CN115997166A publication Critical patent/CN115997166A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24Reflection masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72Repair or correction of mask defects
    • G03F1/74Repair or correction of mask defects by charged particle beam [CPB], e.g. focused ion beam
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/76Patterning of masks by imaging
    • G03F1/78Patterning of masks by imaging by charged particle beam [CPB], e.g. electron beam patterning of masks
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84Inspecting
    • G03F1/86Inspecting by charged particle beam [CPB]
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明关于一种用于设定光刻掩模(150,200,700)的至少一个图案元素(120,220,230,250,260,280,290)的至少一个侧壁角度(170,670,1970,2470,2770,2780)的方法(2800),其包括以下步骤:(a)提供至少一个前驱气体;(b)提供至少一个大质量粒子束(910,1215,1515,1930,2120),其引起该至少一个前驱气体的局部化学反应;以及(c)在该局部化学反应期间改变该粒子束(910,1215,1515,1930,2120)的至少一个参数和/或一制程参数,以设定该至少一个图案元素(120,220,230,250,260,280,290)的至少一个侧壁角度(170,670,1970,2470,2770,2780)。

Description

设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的方法和设备
本专利申请案主张标题为“Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einesSeiten-wandwinkels eines Pattern-Elements einer fotolithographischen Maske”的德国专利申请案DE 10 2020 208 185.9的优先权,其于2020年6月30日在德国专利与商标管理局申请。德国优先权申请案DE 10 2020 208 185.9以引用方式全文并入本专利申请案中。
技术领域
本发明关于一种用于设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的方法及设备。进一步地,本发明关于一种用于检验光刻掩模的缺陷的方法及设备。
背景技术
由于半导体业的集成密度不断增加,光刻掩模必须在晶片上形成愈来愈小的结构的像。适应此趋势的一个选项是使用光刻掩模,其光化波长转移至较短的波长。目前,光刻技术通常使用以大约193nm的波长辐射的ArF(氟化氩)准分子激光器作为光源。
现今正开发使用在EUV(极紫外线)波长范围(较佳地在10nm至15nm的范围)的电磁辐射的光刻系统。该EUV光刻系统基于全新的射束导引概念,其使用反射光学元件,因为目前并无在所述的EUV范围内为光学透明的材料可用。开发EUV系统的技术挑战是巨大的,且需要付出巨大的开发努力以将上述系统提升到可在工业应用的等级。
对在配置于晶片上的光刻胶中甚至更小的结构的成像的明显贡献是来自光刻掩模、曝光掩模、光掩模或仅掩模。随着每次集成密度进一步增加,减少曝光掩模的最小结构尺寸变得愈来愈重要。该光刻掩模的制程因此变得更加复杂,且因此更加耗时,最终也更加昂贵。由于图案元素的微小结构尺寸,无法排除在掩模制造期间产生的缺陷。只要可能的话,这些都必须修复。
所述问题更适用于纳米压印光刻术。在纳米压印光刻术的情况下,该结构自纳米结构模板转移至应用在一基板的正片上是以1:1实行。因此,关于维持用于此光刻技术的结构维度和侧壁角度的需求增加。对纳米压印模板的缺陷修复的需求也增加。
由于新颖射束导引概念,其仅使用包括EUV掩模的反射光学元件,EUV掩模不能以垂直方式曝光。而是,目前EUV掩模曝光系统的EUV辐射以相对于法线5°至6°的角度撞击该EUV掩模的图案化表面。该光的倾斜入射造成各种困难。部分描述于示例性文件中,适当解决方案描述于其中:US 5 485 497、US 7 198 872 B2及US 9 285 672 B2。
目前,掩模缺陷通常以电子束诱导局部沉积和/或蚀刻程序修复。由于该结构元件或图案元素的结构尺寸减小,对修复程序的需求甚至更加困难。这是因为除了先前已知的光刻掩模的特性变数(诸如临界尺寸(CD)和/或边缘位置)外,更多描述变量变得更加重要。尤其,该结构元件或图案元素的边缘斜率或侧壁角度应在背景下提及。
如在DE 10 2019 201 468.2中所述,在缺陷修复期间之后,寻求修复图案元素的侧壁角度(SWA)或边缘斜率,其尽可能接近指定参考结构的设计。通常侧壁角度为90°。这尤其适用于针对EUV波长范围的掩模校正。
另一方面,在文章“Impact of EUV mask absorber sidewall angle onpatterning robustness,Proc.SPIE,Vol.10583,Extreme Ultraviolet(EUV)LithographyIX,1058314(2018年3月19日),https://doi.org/10.11117/12.2296865,作者L.S.MervinIII等人”中,描述提议以下的模拟:在某种环境下,自90°偏离的侧壁角度对于EUV掩模的成像行为可具有有利特性。
在此背景下,本发明因此解决了指明允许改善光刻掩模的修复的方法及设备的问题。
发明内容
根据本发明的一示例性实施例,通过根据权利要求1的方法及根据权利要求17的设备解决此问题。在进一步的一示例性实施例中,通过根据权利要求10的方法及根据权利要求19的设备解决此问题。
在一实施例中,用于设定光刻掩模的至少一个图案元素的至少一个侧壁角度的方法包括以下步骤:(a)提供至少一个前驱气体;(b)提供至少一个大质量粒子束,其实施为引起该至少一个前驱气体的局部化学反应;及(c)在该局部化学反应期间,改变该粒子束的至少一个参数和/或一制程参数以设定该至少一个图案元素的至少一个侧壁角度。
根据本发明的方法促进光刻掩模的图案元素的侧壁角度的目标设定。后者可在自90°偏离的角度区域中。这开辟了额外的自由度,其可用来改善光刻掩模的成像性质。举例而言,此自由度有助于制程容许范围增加,具有以经定义方式设定的侧壁角度的掩模可在该容许范围内操作。而且,考虑额外自由度,可补偿该掩模的其它弱点或不完美或非理想的性质。控制边缘斜率或侧壁角度的选项因此使得可改善光刻掩模的光学性质。
当在纳米压印光刻(nanoimprint lithography,NIL)内修复模板和/或基板时,根据本发明的方法可用来满足关于边缘斜率的严格需求。
在本申请案中,表达边缘斜率及侧壁角度被同义地使用。
该至少一个前驱气体可包含至少一个蚀刻气体且该局部化学反应可包含一蚀刻反应,或该至少一个前驱气体可包含至少一个沉积气体及该局部化学反应可包含一沉积反应。
该至少一个大质量粒子束可在待设定的侧壁角度位置处引起局部化学反应。该至少一个大质量粒子束可在光刻掩模的缺陷的位置处引起局部化学反应。
大质量粒子束(例如电子束或离子束)可聚焦在数纳米范围中的点直径上。此使得可进行具有紧密限定的反应区域的化学反应。举例而言,该局部化学反应的直径可限制在该粒子束的点直径的小倍数中,例如点直径的2至5倍。在一个维度中的局部化学反应的制程分辨率极限因此可在1nm至30nm,较佳地2nm至20nm,更佳地2nm至15nm,及最佳地2nm至10nm的范围中。
当修复该光刻掩模的缺陷时,可设定该至少一个侧壁角度。
掩模的图案元素的侧壁角度或边缘斜率(其具有实质上90°的角度)因此不表现该掩模的缺陷,而是精确地具有由设计指定的值。根据本发明的方法使得图案元素的侧壁角度可以标定方式改变,或使得其可设定为与90°不同的一特定值,以达成一个或多个上述优点,例如增加制程容许范围。此外,一个或多个图案元素的一个或多个侧壁角度的标定设定可补偿该掩模的弱点。光刻掩模的弱点是仍在指定数值范围内但接近范围极限的一参数。
然而,在掩模的修复制程期间图案元素的侧壁角度通常以定义方式设定。经常发生的光刻掩模的缺陷为暗缺陷,其因过量材料造成,例如过量的吸收材料。该过量材料通常通过进行EBIE(电子束诱导蚀刻)程序自该掩模移除。当移除过量材料时,将该图案元素的新形成侧壁的角度设定为所需或所指定的值。
若该缺失材料为吸收材料,则缺失材料缺陷称为白色缺陷。此通过沉积例如氮化铬或氮化钽的吸收材料来校正,例如在EBID(电子束诱导沉积)程序中。当进行该EBID程序时,注意新形成的侧壁具有在指定范围内的侧壁角度。
不言可喻,根据本发明的方法也可用来设定相移掩模的相移元件的侧壁角度。进一步地,根据本发明的方法自然地也可用来设定NIL模板的元件的侧壁角度。
在本描述的此处及其它地方,若使用根据现有技术的测量器具来确定测量变量,则表述“实质上”表示指出测量变量在常规测量误差内。
改变该至少一个粒子束的至少一个参数可包含至少改变以下群组的一要素:
-相对于该大质量粒子束的光轴的至少一个粒子束源的成像系统的至少一个聚光器孔径的中心对称设定,
-该至少一个粒子束源的成像系统的至少一个孔径的非圆形设定,
-相对于该光刻掩模的图案化表面的垂线倾斜该大质量粒子束的至少一个粒子束源的成像系统的调整,
-相对于该光刻掩模的图案化表面的垂线倾斜该大质量粒子束的偏转系统的设定,及
-在该局部化学反应期间设定该大质量粒子束的射束剖面。
在现有技术中,特性化该大质量粒子束的一组参数是在光刻掩模的处理程序开始时定义,且该处理程序(即,设定侧壁角度和/或修复缺陷)是使用这些参数进行的。通常,成像该大质量粒子束的系统的所述参数以下述方式选择:该粒子束尽可能精确地沿着该成像系统的光轴行进。此实现该粒子束源的光学成像,其实质上不具有像差或仅有小像差成分。
然而,发明人已认知若使用该大质量粒子束来引发一局部化学反应,则以自该粒子束源的成像系统的光轴偏离的方式小心地导引该粒子束可是有利的。同样地,选择自圆形对称性偏离的射束剖面可是有利的。此等设定增加所产生的粒子束的像差。然而,对该粒子束的成像性质的此等负面影响在粒子束用来引起局部化学反应时是可接受的,因为该粒子束仅用来供电。相较于基本上无像差的大质量粒子束,一变形粒子束甚至可能产生一能量剂量分布,其加速该局部化学反应。
通过在进行局部化学反应时该粒子束源的成像系统的一个或多个参数的上述改变开辟了额外自由度,其使得除了修复缺陷外,可将掩模的图案元素和/或NIL模板的元件的边缘斜率调整至一指定值。
目前扫描式电子系统(SEM)的聚光器孔径通常具有范围在10μm至60μm的直径。该聚光器孔径或简称孔径的开口或直径基本上决定入射在一样本上的一粒子束的孔径角或开口角。孔径开口愈大,粒子束的开口角度愈大。然而,在较大孔径开口处,像差也变得明显。此外,粒子束的粒子的较小动能也造成像差放大。
电子束的非中心对称设定可与圆形聚光器孔径的中心相关。该设定的两个极端值为:该电子束以垂直方式通过该聚光器孔径的中心,且该射束以垂直方式沿着该聚光器孔径的边缘通过。
设定该至少一个非圆形孔径可包含一偏心度ε,其在0<ε<0.1,较佳地0<ε<0.2,更佳地0<ε<0.5,及最佳地0<ε<0.8的范围中。
调整该至少一个粒子束的成像系统可包含:将该大质量粒子束在至少一个图案元素的表面上的一入射角在从89°至91°,较佳地从80°至93°,更佳地从70°至100°,及最佳地从60°至120°的范围中改变。在一范围中的改变可理解为应用具有大约落于该范围的上限(例如:对于80°至93°的间隔大约为93°)的至少一个数值的入射角的粒子束,和/或应用具有大约在该范围的下限(例如:再次对于80°至93°的间隔大约为80°)的数值的入射角的粒子束。
改变射束剖面的设定可包含:将该射束剖面的设定从圆形射束剖面改变成不对称射束剖面。该不对称射束剖面可包含椭圆形射束剖面。椭圆形射束剖面的偏心度ε可包含以下范围:0≤ε<0.1,较佳地0≤ε<0.2,更佳地0≤ε<0.5,及最佳地0≤ε<0.8。
改变该至少一个制程参数可包含以下群组中的至少一个要素:
-将一修复形状分成至少两个部分修复形状,用于以不同制程参数处理至少两个部分修复形状,
-改变以下群组中的至少一个参数:重复时间(帧更新时间)、驻留时间、大质量粒子束的相邻扫描点的间隔(行步长),及在该局部化学反应期间的至少一个大质量粒子束的加速电压,
-在该局部化学反应期间改变该修复形状的尺寸,及
-在该局部化学反应期间改变该修复形状的位置。
目前,光刻掩模的缺陷是通过确定用于该缺陷修复制程的参数组来修正。使用此组制程参数组,则通过在提供适当的前驱气体下在该缺陷上扫描该大质量粒子束来移除缺陷,或以一指定角度产生图案元素的侧壁。然而若所述制程参数的至少一个在缺陷修复期间针对待修复的各别缺陷局部地和/或暂时地调整,则修复许多缺陷更有希望。
修复形状描述待修复的缺陷在其基底上的投影。此处,对该基底的各像素指派待沉积的能量剂量,其反应在相应像素的位置处的局部化学反应的持续时间,且其对应于在各别像素位置处缺陷的范围。
通过将一修复形状分成两个或多个部分修复形状,并对各部分修复形状指派不同的制程参数组,由于额外的自由度首先可能改善缺陷的修复,且其次可以在一指定间隔内的一角度塑形在该缺陷修复期间形成的边缘斜率。
重复时间明显取决于在各情况下待进行的制程。举例而言,修复形状的尺寸是重要变量。进一步地,重复时间应以在该重复时间内重建修复形状的气体覆盖的方式选择。若遵守此等限制,则在局部化学反应开始时的重复时间可具有范围自10-8s至10-6s的持续时间,且在其结束时的重复时间可具有范围自10-7s至10-5s的持续时间。
在该局部化学反应开始时的驻留时间可具有范围自10-9s至10-7s的持续时间,且在其结束时的重复时间可具有范围自10-7s至10-6s的持续时间。
在该局部化学反应开始时该大质量粒子束的相邻扫描点的间隔可包含40nm至20nm的范围,且在其结束时可包含10nm至1nm的范围。
在该局部化学反应开始时该大质量粒子束的加速电压可包含5keV至1keV的范围,且在其结束时可包含1keV至0.1keV的范围。此加速电压范围尤其适用于呈电子束形式的大质量粒子束。一般而言,例如对于更大质量粒子(诸如离子)需要更高的加速电压。
额外自由度通过设定最后提及的四个制程参数中的一个或多个产生,其首先可用来改善缺陷修复,且其次可用来将在该缺陷修复期间产生的一个或多个边缘或侧壁的边缘斜率调整在一指定角度范围内。
进一步地,可调整该至少一个前驱气体的供应以改变一个或多个制程参数。供应该至少一个前驱气体可包含设定该至少一个前驱气体的气体质量流、温度和/或组成。
相对于在一个维度中的制程分辨率极限,在一个维度中修复形状的尺寸可从该局部化学反应开始到结束改变至少5%,较佳地至少30%,更佳地至少50%,且最佳地至少100%。
在一个维度中的修复形状的时间相依改变使得可以定义方式设定在该修复形状的双侧上产生的两个侧壁的边缘斜率。
相关于在一个维度中的制程分辨率极限,该修复形状的边缘的位置可从该局部化学反应开始到结束改变至少5%,较佳地至少30%,更佳地至少50%,且最佳地至少100%。
在进行一局部化学反应的同时在一个方向上置换该修复形状使得一边缘斜率可在经置换的修复形状的方向上设定。
改变该粒子束的至少一个参数和/或在该局部化学反应期间的制程参数可将该至少一个侧壁角度设定在85°至95°,较佳地80°至100°,更佳地75°至105°,最佳地70°至110°的范围内。
根据本发明的方法可进一步包括以下步骤:(a)中断该局部化学反应;及(b)检验该至少一个缺陷的缺陷残余物和/或在该局部化学反应期间产生的侧壁的缺陷残余物。
进一步地,根据本发明的方法可包括以下步骤:(c)若该经检验的缺陷残余物和/或所产生的侧壁需要,则将先前在该局部化学反应期间保持未改变的粒子束的至少一个参数和/或一制程参数改变;及(d)若所检验的缺陷残余物和/或所产生的侧壁不需要,则以至少一个经改变的参数继续该局部化学反应或以未改变的参数继续该局部化学反应。
先前产生的边缘斜率用来决定是否必须改变先前保持未改变的一个或多个参数。若该先前产生的边缘斜率落在一指定角度范围外,则需要改变。
当以本申请案中所定义的方法进行局部化学反应时,改变一个或多个参数。所述方法可在进行时额外地中断,并可检验其余缺陷或所产生的侧壁。若该检验结果显示所需边缘斜率无法以改变的一个或多个参数达成时,则改变在迄今为止的修复程序范围内未改变的这些参数中的一个或多个,并以所述额外改变的参数继续该局部化学反应。在该程序中,可能改变在迄今为止的修复程序中变化的参数或将其保持恒定。
在第二实施例中,用于使用至少一个大质量粒子束检验光刻掩模的至少一个缺陷的方法包括以下步骤:(a)提供至少一个大质量粒子束;及(b)在检验该至少一个缺陷期间改变在至少一个缺陷上该大质量粒子束的平均入射角。
通常,大质量粒子束以垂直方式撞击待检验的物体,例如:光刻掩模的缺陷。在该光刻掩模与面向该掩模的粒子-光学系统的部分之间的工作距离为小的情况下,此等两个部件仅可能实质上彼此平行地对准,结果该粒子束以实质上垂直的方式入射在该光刻掩模上。如上文已说明,大质量粒子束可聚焦在数纳米至次纳米范围中的点直径上。这造成一极高的横向分辨率。然而,在该射束方向上的分辨率显著地较低。结果,该高度分辨率在使用一大质量粒子束检验三维(3D)物体期间遇到问题。因此,由测量数据产生的3D物体(例如缺陷的影像)遇到很大的不确定性的问题。举例而言,缺陷的3D影像的此不确定性转变成由所述检验确定的修复形状的参数的大误差间隔。
此不确定性可通过使用大质量粒子束从不同角度扫描该缺陷而显著地减少。结果,可确定所检验缺陷的精确3D轮廓。
如上文已讨论,相较于垂直地入射在样本(例如:光刻掩模)上的粒子束,偏转粒子束可增加其像差。然而,相较于新自由度所开创的机会(例如其使得可将缺陷成像成3D物体),此不利影响是小的。
通常,通过粒子束在扫描区域上逐行扫描,粒子束可感测光刻掩模或缺陷的扫描区域。当扫描一行时,该粒子束入射在样本的表面上的角度有极小的改变。在上文(b)点指出的入射在光刻掩模的表面上的角度的改变并非指在行扫描期间,或一般而言在感测一扫描区域期间,粒子束角度上的改变。引用该术语“平均入射角”以区别入射角中上述定义的改变与入射角在行扫描期间的改变。该术语描述在行扫描期间粒子束入射在样本上的平均角度。举例而言,该平均入射角可定义为行扫描或一般而言粒子束的扫描区域的所有入射角的算术平均值。
至少一个缺陷可包含以下群组中的至少一个要素:
-图案元素的材料缺失,
-图案元素的材料过量,
-光刻掩模的基板的材料缺失,
-光刻掩模的基板的材料过量,
-在NIL基板和/或NIL模板上的元件的材料缺失,
-在NIL基板和/或NIL模板的元件的材料过量,
-在指定范围外的侧壁角度,
-相对于其表面的至少一个图案元素的侧壁的曲率半径,该曲率半径在指定范围外,及
-相对于光刻掩模的基板的至少一个图案元素的侧壁的曲率半径,该曲率半径在指定范围外。
改变至少一个大质量粒子束的入射角可包含:在一电场和/或在一磁场中偏转该大质量粒子束。
通过将具有缺陷的掩模绕垂直于该掩模的图案化侧的法线的轴旋转,可最容易地改变在缺陷上的大质量粒子束的入射角。然而,此实施例常遇到此问题:在大质量粒子束的粒子束源的成像系统的射束发生点与掩模的图案化表面之间的距离通常仅如此之小以致于该掩模无法倾斜或仅可相对于粒子束的射束方向倾斜至很小的程度。由于相同的原因,通常同样地仅可能相对于掩模的图案化表面倾斜粒子束源的成像系统至一有限的程度。
通过从成像系统的大质量粒子束的射束出口与掩模之间和/或在与射束出口相邻的成像系统的部分中形成电场和/或磁场,可能大幅地避免空间限制,且大质量粒子束可相对于粒子束的成像系统的光轴偏转一定义的角度。
检验至少一个缺陷的方法可进一步包括以下步骤:由在检验期间获得的测量数据确定至少一个缺陷的三维轮廓。
如上文说明,在不同角度下扫描缺陷会增加其在z-方向或射束方向上的空间分辨率。结果,可能以良好的精确度确定缺陷的3-D轮廓,其是以大质量粒子束在不同角度下扫描的。
用于检验至少一个缺陷的方法可进一步包括以下步骤:对于至少一个经检验的缺陷确定修复形状的参数。
修复设备可基于其参数经确定的参数化修复形状(即,一修复形状)修复一缺陷。然而,也可能为一修复形状定义设定一个或多个图案元素的经定义的侧壁角度,其侧壁角度位在指定角度范围外。举例而言,一图案元素可具有实质上90°的边缘斜率,而其侧壁角度应例如落在95°至98°的角度范围内。
改变入射角可包含:相对于至少一个大质量粒子束垂直入射在光刻掩模的基板上,改变入射角>5°,较佳地>10°,较佳地>20°,且最佳地>40°。
用于检验至少一个缺陷的加速电压可包含100keV至0.01keV,较佳地20keV至0.02keV,更佳地5keV至0.05keV,及最佳地3keV至0.1keV的范围。
若使用电子束作为大质量粒子,其加速电压在1keV(千电子伏特)的范围中,则在数个100V的区域中的电子电压可产生电场,其可偏转所述电子束前述角度。
当入射在光刻掩模时,该大质量粒子束可具有0.1nm至1000nm,较佳地0.2nm至200nm,更佳地0.4nm至50nm,及最佳地0.5nm至20nm的焦点直径。
该大质量粒子束的这些焦点直径较佳地适用于在不同入射角下曝光缺陷以检验该缺陷。考虑该粒子束的所接受的像差,当通过进行一局部化学反应设定一侧壁角度时,该焦点直径通常较大。此增加取决于该粒子束入射在各别缺陷位点的角度。所述像差以及因此该焦点直径的增加可通过适当设定该粒子光学系统来最小化。
该大质量粒子束可具有0.1°至60°,较佳地0.2°至40°,更佳地0.5°至20°及最佳地1°至10°的孔径角度。
因此,对于该大质量粒子束的最佳孔径角度,该入射角的改变或变化可大于其孔径角。该大质量粒子束的孔径角度的改变或变化可超出其最佳孔径角度1.5倍,较佳地2倍,更佳地4倍,及最佳地6倍。若该大质量粒子束的孔径角度接近下限,即在约0.5°至2.0°的角度范围中,则该入射角的变化可超出该孔径角度2倍,较佳地5倍,更佳地10倍,及最佳地20倍。
该粒子束的孔径角度愈大,其焦点直径愈小。因此,具有大孔径角度的粒子束通常用来检验一缺陷,而取决于所需精确度,较小的孔径角度也可用来借助于一局部化学反应来设定一侧壁角度。
该至少一个大质量粒子束可包含以下群组中的至少一个要素:电子束、离子束、原子束及分子束。
光刻掩模可包含透射掩模及反射掩模。光刻掩模可包含二元掩模或相移掩模。进一步地,该光刻掩模可包含用于多重曝光的掩模。
通常,光刻掩模包含一基板,其具有配置于其上的结构元件或图案元素,或具有蚀刻于该基板内的图案元素。
在本申请案中,该光刻掩模的表面经了解为意指掩模的表面的区域,该区域不具有成像入射光的结构元件。
计算机程序可包含指令,当以一计算机系统执行指令时,所述指令使得该计算机系统可执行根据设定至少一个侧壁角度的方面中一者的方法步骤。
计算机程序可包含指令,当以一计算机系统执行指令时,所述指令使得该计算机系统可执行根据检验至少一个缺陷的方面中一者的方法步骤。
在一实施例中,用来设定光刻掩模的至少一个图案元素的至少一个侧壁角度的设备包含:(a)至少一个气体供应系统,其实施为提供至少一个前驱气体;(b)至少一个粒子束源,其实施为产生至少一个大质量粒子束,其中该至少一个大质量粒子束实施为引起该至少一个前驱气体的局部化学反应;及(c)至少一个调整单元,其实施为在该局部化学反应期间改变该至少一个粒子束源的至少一个参数和/或至少一个制程参数,以设定该至少一个图案元素的至少一个侧壁角度。
调整单元可进一步实施为获得以下群组中的至少一个要素:
-至少一个缺陷的测量数据,其以不同入射角记录,
-至少一个缺陷的三维轮廓的数据,
-至少一个缺陷的修复形状的参数,
-至少一个缺陷的缺陷残余物的数据,
-至少一个图案元素的侧壁角度;及
-所产生侧壁的角度。
该至少一个气体供应系统可实施为在指定温度下和/或在指定前驱气体成分下提供具有指定气体质量流的至少一个前驱气体。该气体供应系统可包含以下群组中的至少一个元件:至少一供应容器,其实施为储存该至少一个前驱气体;至少一控制阀,其实施为控制该至少一个前驱气体的气体质量流;至少一个气体馈入线系统,其实施为将该至少一个前驱气体自该至少一供应容器导引至在该光刻掩模上的大质量粒子束的一入射点;以及至少一个喷嘴,其实施为将该前驱气体集中在该光刻掩模的表面上的大质量粒子束的入射点处。
该至少一个前驱气体可包含以下群组中的至少一个要素:至少一个蚀刻气体、至少一个沉积气体以及至少一个添加气体。
该至少一个蚀刻气体可包含至少一个含卤素的化合物。含卤素化合物可包含以下群组中的至少一个要素:氟(F2),氯(Cl2)、溴(Br2)、碘(I2)、二氟化氙(XeF2)、四氟化氙(XeF4)、六氟化氙(XeF6)、氯化氙(XeCl)、氟化氢(HF)、氟化氩(ArF)、氟化氪(KrF)、二氟化硫(SF2)、四氟化硫(SF4)、六氟化硫(SF6)、三氟化磷(PF3)与五氟化磷(PF5),以及亚硝酰氯(NOCl)。
该至少一个沉积气体可包含以下群组中的至少一个要素:金属烷、过渡元素烷、主族烷、金属羰基化合物、过渡元素羰基化合物、主族羰基化合物、金属醇盐、过渡元素醇盐、主族醇盐、金属错合物、过渡元素错合物、主族错合物以及有机化合物。
该金属烷基、该过渡元素烷基及该主族烷基可包含以下群组中的至少一个要素:环戊二烯基(Cp)三甲基铂(CpPtMe3)、甲基环戊二烯基(MeCp)三甲基铂(MeCpPtMe3)、四甲基锡(SnMe4)、三甲基镓(GaMe3)、二茂铁(Cp2Fe)及双芳基铬(Ar2Cr)。
该金属羰基化合物、该过渡元素羰基化合物及该主族羰基化合物可包含以下群组中的至少一个要素:六羰基铬(Cr(CO)6)、六羰基钼(Mo(CO)6)、六羰基钨(W(CO)6)、八羰基二钴(Co2(CO)8)、十二羰基三钌(Ru3(CO)12)及五羰基铁(Fe(CO)5)。
该金属醇盐、该过渡元素醇盐及该主族醇盐可包含以下群组中的至少一个要素:四乙基原硅酸盐(TEOS,Si(OC2H5)4)及四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)。该金属卤化物、该过渡元素卤化物及该主族卤化物可包含以下群组中的至少一个要素:六氟化钨(WF6)、六氯化钨(WCl6)、六氯化钛(TiCl6)、三氯化硼(BCl3)及四氯化硅(SiCl4)。
该金属错合物、该过渡元素错合物及该主族错合物可包含以下群组中的至少一个要素:双(六氟乙酰丙酮酸)铜(Cu(C5F6HO2)2)及二甲基(三氟乙酰丙酮)金(Me2Au(C5F3H4O2))。
该有机化合物可包含以下群组中的至少一个要素:一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、脂肪烃、芳香烃、真空泵油的成分及挥发性有机化合物。
该至少一个添加气体可包含以下群组中的至少一个要素:氧化剂、卤化物及还原剂。
该氧化剂可包含以下群组中的至少一个要素:氧(O2)、臭氧(O3)、水蒸气(H2O)、过氧化氢(H2O2)、氧化二氮(N2O)、氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)及硝酸(HNO3)。该卤化物可包含以下群组中的至少一个要素:氯(Cl2)、盐酸(HCl)、二氟化氙(XeF2)、氟化氢(HF)、碘(I2)、碘化氢(HI)、溴(Br2)、溴化氢(HBr)、亚硝酰氯(NOCl)、三氯化磷(PCl3)、五氯化磷(PCl5)及三氟化磷(PF3)。该还原剂可包含以下群组中的至少一个要素:氢(H2)、氨(NH3)及甲烷(CH4)。
此外,用来设定光刻掩模的至少一个图案元素的侧壁角度的设备可实施为执行用来设定光刻掩模的至少一个图案元素的侧壁角度的以上定义方法的步骤。
在第二实施例中,用于使用至少一个大质量粒子束以不同角度检验一光刻掩模的至少一个缺陷的设备包含:(a)至少一个粒子束源,其实施为产生至少一个大质量粒子束;以及(b)至少一个调整单元,其实施为在检验期间改变该大质量粒子束的入射角。
该调整单元可进一步实施为控制该粒子束在该光刻掩模的至少一个缺陷上的平均入射角的改变。此外,该调整单元可实施为改变或变化聚光器孔径。此可通过更换该聚光器孔径(或简称孔径)来达成。结果,该调整单元可变化该孔径角度及该大质量粒子束的焦点。
此外,对于较低的孔径角度范围(例如:大约0.5°至2.0°的孔径角度范围),该调整单元可实施为在该光刻掩模的至少一个缺陷上相对于一样本表面的法线改变该粒子束的平均入射角,其超出该孔径角度2倍,较佳地5倍,更佳地10倍,及最佳地20倍。
该调整单元可包含以下群组中的至少一个要素:电偏转系统及磁偏转系统。
该电偏转系统可是粒子束源的部分;尤其,该电偏转系统可是粒子束源的成像系统的部分。该磁偏转系统可非粒子束源的部分。此意指该磁偏转系统可配置在粒子束源的成像系统外。
然而,该电偏转系统及磁偏转系统也可皆为该大质量粒子束的粒子束源的部分。因此,例如,该电偏转系统可配置在该粒子束源的成像系统的电子光学透镜上游,且该磁偏转系统可配置在该粒子束源的成像系统的电子光学透镜下游。
该电偏转系统可包含至少一个偏转板对。该电偏转系统可包含至少两个偏转板对,其彼此平行地配置。该电偏转系统可配置在该大质量粒子束的粒子束源的成像系统的电子光学物镜上游。
该磁偏转系统可包含至少一个线圈对。然而,该磁偏转系统也可包含至少一个永磁体。
该检验设备和/或用来设定一侧壁角度的设备可进一步包含:至少一个样本台,其实施为绕垂直于该光刻掩模的图案化表面的轴旋转一光刻掩模。该至少一个样本台可进一步实施为垂直于图案化样本表面法线将光刻掩模旋转一角度。该调整单元可进一步实施以用于开环或闭环控制该样本台的旋转。
当以球体坐标考虑及假设该光刻掩模的光轴平行于球体坐标的坐标系统的z-轴时,该至少一个样本台实施为改变在该粒子束与该光轴之间的极角。由于该至少一个样本台除了改变极角外也有助于改变方位角,因此通过局部化学反应改善该光刻掩模的处理可在该掩模的图案元素的任何位点处或任何侧上进行。
该粒子束源的成像系统可实施为可绕垂直于一光刻掩模的图案化表面的法线的一轴旋转。该调整单元可进一步实施用于开环或闭环控制该成像系统的旋转。进一步地,该粒子束源可实施为可绕垂直于一光刻掩模的图案化表面的法线的一轴旋转。此外,该调整单元可实施用于开环或闭环控制该粒子束源的旋转。而且,该调整单元可体现用于开环或闭环控制该样本台及该成像系统两者或用于改变入射角的粒子束源。
该至少一个样本台可绕第三轴旋转,其中该样本台的第三旋转轴实质上垂直于该光刻掩模的图案化表面的法线。若该第三旋转轴也垂直于该样本台的第二旋转轴则是有利的,其使得该样本台的三个旋转轴横跨直角坐标系统。
改变在该光刻掩模(其减少在一个方向上的平均入射角)以及一样本台(其可绕该光刻掩模的光轴旋转)的表面上大质量粒子束的平均入射角的组合使得该大质量粒子束的平均入射角可在两个空间方向上设定。这有助于到达在该光刻掩模上的任何处理位置。这使得可设定一光刻掩模的图案元素的任何所需侧壁角度。
进一步地,该调整单元可实施为在两个方向上偏转该大质量粒子束。该调整单元的两个偏转方向可相对于彼此以实质上90°的角度设定。
此外,该检验设备和/或用来设定光刻掩模的至少一个图案元素的侧壁角度的设备可包含至少一个检测器,其实施为检测源自该光刻掩模的粒子,所述粒子由该大质量粒子束产生。源自该光刻掩模的粒子可包含该大质量粒子束的粒子类型。源自该光刻掩模的粒子可不同于该大质量粒子束的粒子类型。
该检验设备和/或用来设定一侧壁角度的设备可进一步包含:评估单元,其实施为分析至少一个缺陷的数据,其以不同入射角记录。
该评估单元可进一步实施为从以不同入射角记录的数据产生至少一个缺陷的三维轮廓。尤其,该评估单元可从大质量粒子束的扫描数据产生图像数据。可储存该图像数据和/或该图像数据可显示在用于检验至少一个缺陷的设备和/或用来设定侧壁角度的设备的监视器上。
进一步地,该评估单元可实施为由分析的扫描数据确定在光刻掩模表面上的大质量粒子束的平均入射角中的至少一改变。
此外,该评估单元可实施为从用来进行该局部化学反应的粒子束的动能确定在该大质量粒子束的平均入射角中待设定的改变。而且,该评估单元可实施为从该局部化学反应的材料组成确定在该大质量粒子束的平均入射角中待设定的改变。
该大质量粒子束的粒子的动能以及该粒子束的粒子所撞击的材料组成影响该粒子束与该光刻掩模的相互作用区域的尺寸,以及因此影响可因进行局部化学反应而受损的掩模面积。
该评估单元可进一步实施为确定在一缺陷的处理位点周围或用于设定一边缘斜率的处理位点的一局部受限保护层的面积及材料组成。
在进行局部化学反应之前,可在一缺陷周围的掩模基板上沉积一局部受限保护层,以保护掩模基板在该局部化学反应期间不受损害。可借助于EBIE程序在该局部化学反应完成后再次将局部受限保护层自该基板移除。或者,可通过一掩模清洁步骤再次自该掩模移除保护层。
进一步地,该评估单元可实施为由分析的数据确定在该光刻掩模上的大质量粒子束的入射角中待设定的至少一改变。
此外,该评估单元可实施为从所分析的数据确定一修复形状的参数。
该检验设备可将该测量数据传输至用来设定一侧壁角度的设备,且用来设定该侧壁角度的设备或其评估单元可确定一修复形状的参数,其可用来移除该缺陷和/或用来设定所检验掩模的一个或多个图案元素的所需的边缘斜率。然而,以下也为可能的:该检验设备或其评估单元根据以不同角度记录的测量数据计算一参数化修复形状,其用来修复该缺陷和/或用来设定一个或多个图案元素的一个或多个侧壁的边缘斜率,并将该参数化修复形状传输至用来设定侧壁角度的设备。
进一步地,该检验设备及用来设定侧壁角度的设备皆可包含一评估单元。或者,也可能为一评估单元分在检验设备及用来设定侧壁角度的设备之间。该检验设备及用来设定侧壁角度的设备可经由无线或有线接口通信。
此外,该检验设备及用来设定侧壁角度的设备可能整合在单一设备中。
该调整单元可进一步实施为基于一参数化修复形状控制在该光刻掩模的至少一个图案元素上该大质量粒子束的入射角的改变。
此外,该调整单元可实施为以自动形式进行该至少一个大质量粒子束的至少一个参数、制程参数的改变,和/或在该大质量粒子束的入射角中的改变。
最后,检验光刻掩模的至少一个缺陷的设备可实施为执行用于检验光刻掩模的至少一个缺陷的以上定义方法的步骤。
附图说明
下面的详细描述参考附图描述了本发明当前优选的工作实例,其中:
图1在上方的部分图像中描述如设计所预定的光刻掩模的图案元素的边缘的示意性截面,以及在下方的部分图像中,再显示该上方部分图像的图案元素的边缘,其无缺陷产生;
图2a显示通过用于极紫光(EUV)波长范围的掩模的示意性截面,其图案元素具有α=90°的边缘斜率;
图2b再显示图2a的EUV掩模的截面,其中该图案元素的侧壁角度(SWA)向上开放,即,α<90°;
图2c表示图2a的EUV掩模的截面,其中图案元素具有一底切,即,α>90°;
图3示意性地说明EUV辐射对图2a的部分图像的EUV掩模的影响及其反射;
图4示意性地说明EUV辐射入射在图2b的部分图像的EUV掩模上及其经由该EUV掩模的多层结构的反射;
图5示意性地说明EUV辐射对EUV掩模的影响,该EUV掩模具有一开放图案元素(α<90°)及边缘斜率为α=90°的图案元素;
图6A:表示通过一掩模的理想切口的示意性截面,B:显示一掩模的理想边缘,C:示意性地说明电子束诱导蚀刻(EBIE)程序,D:再显示通过EBIE程序产生的实际切口,以及E:描绘通过EBIE程序产生的实际边缘;
图7显示光刻掩模的图案元素的边缘的示意性截面,其具有呈过量材料形式的缺陷;
图8表示在进行根据现有技术用来移除缺陷的局部化学反应或局部修复程序之后,图7的图案元素的边缘的示意性截面;
图9在上方部分图像中,再显示图1的下方部分图像,其中孔径角度β的粒子束入射在该光刻掩模上,以及在下方部分图像中,说明图9的上方部分图像的粒子束的焦点中的强度分布;
图10描绘当根据现有技术处理图1的下方部分图像的光刻掩模的图案元素的边缘或侧壁时,图9的粒子束的一相互作用区域(“散射锥”);
图11根据进行的现有技术示意性地可视化粒子束-诱导沉积程序;
图12显示通过用于检验一光刻掩模的设备的数个部件的示意性截面;
图13表示图12的设备的放大细节,其偏转系统呈在扫描式电子显微镜的柱输出处的磁偏转系统的形式;
图14再显示图12的设备的放大细节,其偏转系统呈在扫描式电子显微镜的柱的样本侧端处的电偏转系统的形式;
图15描绘通过用来设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的设备的一些部件的示意性截面;
图16再显示通过图12及15的设备的组合的示意性截面;
图17显示使用已自光轴偏转的大质量粒子束检验EUV掩模的多层结构的边缘;
图18表示用于检验光刻掩模的缺陷的方法的流程图;
图19示意性地说明通过EBIE程序使用经偏转的大质量粒子束蚀刻在样本中的切口及边缘;
图20示意性地再显示根据现有技术的离子束-诱导蚀刻制程的实施;
图21示意性地描绘离子束-诱导蚀刻程序的实施,其中离子束以少于90°的角度入射在样本上;
图22示意性地说明具有大孔径角的电子束对图案元素的侧壁的影响,该电子束已自该光轴偏转;
图23示意性地再显示使用图22的电子束在图案元素的侧壁上的检验程序或蚀刻制程的实施;
图24示意性地描绘使用经偏转电子束在图案元素上沉积材料;
图25示意性地表示通过根据现有技术的修复形状蚀刻缺陷;
图26示意性地显示使用在蚀刻程序期间改变的修复形状蚀刻图25的缺陷;
图27显示当使用具不对称射束剖面的大质量粒子束在掩模的基板中蚀刻一切口时产生不同的侧壁角度;以及
图28指明用来设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的方法的流程图。
具体实施方式
用来设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的根据本发明的方法及根据本发明的设备的目前较佳实施例在下文中详细说明。进一步地,用于检验光掩模缺陷的根据本发明的方法及根据本发明的设备的示例性实施例在下文中详细说明。根据本发明的方法使用用于极紫外线(EUV)波长范围的光掩模的实例来描述。然而,它们未限于改善EUV掩模的成像行为。而是,它们也可用来修正任何类型的光掩模缺陷,以及设定任何类型的光掩模的图案元素的侧壁角度或边缘斜率。下文中,术语掩模(mask)或光掩模(photomask)也应包含用于纳米压印光刻术(NIL)的模板。
使用经修正的扫描式电子显微镜的实例说明根据本发明的用来设定图案元素的侧壁角度和/或用于检验光刻掩模的缺陷的设备。然而,根据本发明的设备不仅可基于扫描式电子显微镜实现。而是,根据本发明的设备也可基于任何扫描式粒子显微镜,即,如在本申请案中定义的设备可使用用于检验和/或处理光掩模的任何类型的大质量粒子。进一步地,根据本发明的设备及根据本发明的方法的使用未仅限于处理光刻掩模。而是,本文说明的设备及方法也可用来分析和/或处理各种微结构化部件。此方面的实例包括:晶片、IC(集成电路)、MEMS(微电机系统)及PIC(光子集成电路)。
图1的上方部分图像105示意性地显示通过光刻掩模100的细节的截面。该掩模100可是一透射掩模或一反射掩模100。在图1的实例中,掩模100包含一基板110以及一图案元素120或一结构元件120。该基板110可包含石英基板和/或具有低热膨胀系数的材料(LTE(低热膨胀)基板)。该图案元素120可是二元掩模100的结构元件120。在此情况下,该图案元素120可包含吸收结构120的元件,且可例如包括铬。然而,该图案元素120也可包含相移掩模100的结构元件120。举例而言,相移掩模100可通过将适当的图案蚀刻至掩模100的基板110内产生。进一步地,该图案元素120可包含结构元件120,其相对于入射在基板110上的辐射移动光化辐射的相位,且也吸收一些入射在图案元素120上在光化波长下的光。此实例包括OMOG(玻璃上不透明的MoSi(硅化钼))掩模。
图1的上方部分图像105显示理想边缘130,如设计所预定,或通过侧壁130的截面。该图案元素120的边缘130由边缘斜率140或侧壁角度140所确定。进一步地,该边缘130或该侧壁130的特征为半径135及145或曲率半径135及145,由此,该侧壁130首先合并在掩模100的基板110的表面115内,其次,合并在图案元素120的平面表面125内。通常,该设计规定实质上为α=90°的边缘斜率140或侧壁角度140。该图案元素120的边缘130或侧壁130的曲率半径135及145应尽可能小,即,尽可能接近零。
图1的下方部分图像155表示在掩模150的基板110上方通过根据以上讨论的设计规定产生的图案元素120的截面。该侧壁160或该边缘160的边缘斜率170或侧壁角度170实质上为α=90°,因此与设计规定展现良好的对应。该侧壁160的曲率半径165及175不为零,但极小以使得该图案元素120可实行其功能。此意指光刻掩模100符合规格,其结构元件120具有含侧壁角度170的侧壁160或边缘160,如在图1的下方部分图像155中所描述。
图2a显示通过用于EUV波长范围的光刻掩模200的一部分的示意性截面。许多层结构210或多层结构210应用在其基板110上。举例而言,该多层结构可具有20至60个由钼(Mo)及硅(Si)制成的交替层。两个结构或图案元素220及230沉积在该多层结构210上。举例而言,该EUV掩模200的图案元素220、230可包含氮化钽(TaN)。一坐标系统235(其用来定义边缘斜率170或侧壁角度170)绘制在右边图案元素220中。在图2a中,该两个图案元素220、230的侧壁角度170实质上具有α=90°的值。
图2b说明一EUV掩模240的细节,其具有类似于图2a的EUV掩模200的结构。相比于图2a的EUV掩模200,该图案元素250及260具有自90°偏离的边缘斜率170。该图案元素250及260向上开口,并且如该坐标系统235所阐明,具有少于90°的侧壁角度170。由该图案元素250及260形成的开口245在向上方向上变得较大。
图2c表示一EUV掩模270的细节,其图案元素280及290具有一底切,即,该开口275向上逐渐变小。此构造的特征为侧壁角度α>90°。
图3示意性地说明使用光化波长下的光曝光图2a的EUV掩模细节200。由于该EUV掩模200实施为一反射掩模200,其以≠0°的角度被照射。目前,主光线角度310(CRA)自该EUV掩模200的法线偏离5°至6°的范围。在图3中说明的实例中,如在随后的图4及5中,该EUV掩模使用偶极辐射进行曝光。此以两射束320及330标示,它们入射在该掩模200上。该射束320经图案元素230部分遮蔽或吸收并以强度减弱的射束325撞击该EUV掩模200的多层结构220。该射束325由该多层结构210反射成EUV光束360,而该光束330反射成射束350。经反射的CRA 310使用图3中的参考记号340再显示。在经由该EUV掩模200光刻成像的情况下,由该图案元素230部分遮蔽该光束320造成对比度损失。为尽可能减少此问题,选择尽可能小的EUV掩模200的吸收图案元素220、230的厚度。该图案元素220、230的典型厚度少于50nm。
图4示意性地说明图2b的EUV掩模细节240的曝光,其同样地使用在光化波长下的光。如图3的内容所说明,照明以5°的CRA角度410实行。不像图3中所述,射束420可入射在该多层结构210上,而不受该图案元素250及260的侧壁角度170α<90°所阻碍。因此,所述两个入射光束420及430以相同的强度反射为EUV射束450及460,结果当成像该EUV掩模240时,其可避免对比度损失。
图5显示一EUV掩模500的细节,其中左侧图案元素220具有α=90°的边缘斜率170。相对地,右侧图案元素260具有α<90°的侧壁角度170。在非垂直入射的情况下,此边缘斜率170的优点描述在图4的内容中。偶极辐射源的光束520及530依次入射在该EUV掩模500的多层结构210上。如图5的箭头560所阐明,该多层结构210所反射的EUV辐射中的一些由该图案元素220吸收。另一部分由该图案元素220的侧壁570反射并在该图案元素220的侧壁570附近形成一干涉图案(未在图5中说明)。
由于具有一侧壁角度α=90°的侧壁570的反射,由该多层结构210反射的EUV辐射中的一些被重新分布。取决于各别应用,此重新分布可是有利的,且对该EUV掩模500是成像行为具有正面的影响。此意指EUV掩模500(其图案元素220、260具有不对称侧壁角度170)原则上可造成由该EUV掩模500反射的辐射540、565的分布,其可通过该边缘斜率170调整,结果达到所需效应。
在部分图像A中,图6说明通过一示例性EBIE(电子束诱导蚀刻)程序在一光刻掩模600中产生矩形剖面610,如该掩模600的设计所指定。举例而言,该矩形剖面610可产生在基板110中、在多层结构210中或在图案元素220、230、250、260、280、290中。该矩形剖面600的曲率半径605及615具有极小的数值。图6的部分图像B再显示一理想边缘620,其经蚀刻在掩模600内。该理想边缘620的曲率半径625及635同样地具有极小的值,且很接近零的理想曲率半径。
图6的部分图像C示意性地描绘用来产生图6的部分图像A的矩形剖面610的EBIE程序的实施,其由该设计所指定。呈蚀刻气体640的形式的前驱气体提供在待产生的剖面610的区域中。经聚焦的电子束630或通过该经聚焦的电子束630自掩模600的材料释出的二次电子650通过分解该蚀刻气体的分子及因此产生至少一反应性类型的粒子而引发该EBIE程序。这些反应性粒子与掩模600的材料反应。
虽然该电子束630在该剖面的基底区域上周期性地扫描,如在图6的部分图像D中再显示的实际EBIE制程未产生该设计所指定的矩形剖面610,而是产生接近于具有槽形的剖面660。该边缘斜率670或该侧壁角度670显著地自该设计所需的侧壁角度α=90°偏离。此外,所产生的槽的曲率半径665及675具有明显较该矩形剖面610的曲率半径605及615大的数值。
部分图像E表示通过EBIE程序产生的实际边缘680。该蚀刻边缘680的边缘斜率670显著地较如该设计所指定的侧壁角度α=90°小。此外,该实际上产生的曲率半径685及695具有实质上较如在部分图像B中所指定的理想边缘620的曲率半径625及635大的数值。
如在图6的部分图像C中所指定,该电子束630以直角撞击该光刻掩模600。当进行EBIE制程时,如在部分图像D及E中所说明的至少一些缺点可追溯到在掩模600上的电子束630的垂直入射。
图7显示通过包含基板110及图案元素120的光刻掩模700的示意性截面,其在边缘160或侧壁160处具有过量材料750。该过量材料750可包含吸收或相移图案元素120的材料或基板110的材料。然而,过量材料750的缺陷也可为沉降在图案元素120的边缘160处的粒子。呈粒子形式的过量材料750通常具有与掩模700的材料组成不同的材料组成。
在图7中再显示的实例中,过量材料750的缺陷具有与图案元素120相同的高度。然而,这并非如在本申请案中描述的方法的应用或用于检验缺陷750和/或用于处理缺陷的过量材料750或用来设定侧壁角度170、670的所述设备的先决条件。而是,以下说明的设备也可检验和/或处理几乎任何形式的缺乏材料和/或过量材料750的缺陷。
图8表示在过量材料750或过量材料750的缺陷已借助于局部粒子束-诱导蚀刻程序(例如根据现有技术的EBIE制程)移除后,通过图7的掩模700的细节的截面。由在图8中呈现的修复的掩模细节800可知,侧壁870(其由局部蚀刻程序产生)的侧壁角度α’显著地自该设计所需的角度α=90°偏离。进一步地,所产生的图案元素820的侧壁860的曲率半径880、885已相对于图1的下方部分图像155中所指定的实例而大幅地增加。而且,在先前由过量材料750覆盖的区域中及在其周围的掩模700的基板110的一部分850已通过局部蚀刻程序移除。由于局部蚀刻程序的所说明的不利影响,经修复掩模800仍未始终符合掩模指定的成像规格。
图8在上文中用来说明当通过进行粒子束-诱导局部蚀刻程序处理过量材料750的缺陷的困难。第二类常发生的光刻掩模的缺陷是缺失材料的缺陷,例如在二元掩模的情况下缺失吸收材料(在图8中未描绘)。如在局部蚀刻的情况中,所沉积的图案元素的侧壁的边缘斜率(其明显地自90°偏离)是在缺失材料的局部沉积的范围内产生,例如缺失吸收材料,其借助于粒子束-诱导沉积程序,例如EBID(电子束诱导沉积)程序。此外,在修复期间不可能影响侧壁形成或仅可能以极小的程度影响这些侧壁形成。而且,所沉积的图案元素的曲率半径通常也显著地较无缺陷掩模150的原始制造制程中产生的图案元素120的曲率半径165、175大。此外,由于局部沉积程序,该基板110的表面115的部分上累积有不想要的材料(该基板110应不含沉积材料)或该基板110的部分以不想要的方式被蚀刻。
这意指该局部沉积程序在局部处理位点周围产生一种环状。在该基板110的表面115的部分上额外沉积的材料及局部EBID制程的上述缺陷通常造成经修复光刻掩模的功能的局部损害。
导致以上在图8内容中讨论的问题的至少一些原因在下文中基于图9及10说明。
图9的上方部分图像905再显示图1的光刻掩模150的下方部分图像的细节。具有孔径角度β的粒子束910撞击该掩模150的基板110。该孔径角度β可包含几分之一度至数度的角度范围。该粒子束910以实质上垂直的方式撞击该掩模150的基板110的表面115。
该孔径角度β基本上由扫描式粒子显微镜的聚光器孔径的开口的尺寸确定。通过选择具有各别开口的孔径,可固定该粒子束910的孔径角度β。然而,放大该孔径的尺寸或直径对该粒子束910的像差量可具有不利影响。
图9的下方部分图像955显示该粒子束910在其尖端920内或其焦点920内或在图1的掩模150的基板110的表面115上的粒子束910的入射点处的强度分布。通常,该粒子束910在其焦点920处具有高斯或类高斯的强度分布。最小可达成的半峰全幅值(FWHM)950取决于粒子束910的粒子类型。目前,可能在该焦点处将电子束聚焦至自纳米范围至亚纳米范围的点直径上。
为了获得用于检验一样本(例如缺陷750)的空间分辨率(其尽可能高),该粒子束910必须聚焦在检验位置处的小点950上。此通常也适用于处理一样本,例如修复一缺陷750和/或设定一掩模700的图案元素120的侧壁角度170、670。然而如在光学范围中,在该焦点的小点直径的要求需要该粒子束910的大孔径角度β。然而如在图9的上方部分图像905中所见,该粒子束910的大孔径角度β损害该粒子束910接近位在图案元素120的边缘160或陡侧壁160附近的检验、处理和/或修复位置的能力。
图10再次再显示图1的掩模细节150,其中图9的粒子束910另外入射于该光刻掩模150的材料上。在图10中,参考记号1010表示当入射于该光刻掩模150的基板110上时,该粒子束910产生的相互作用区域。当该粒子束910入射在该基板110上时,该粒子束的粒子(例如:电子)在该基板材料110的原子核的静电场中散射。该粒子束910的入射粒子的能量在相互作用体积1010中或在散射锥1010中产生二次产物。举例而言,入射粒子与原子核的散射程序将能量转移至该掩模150的基板材料110的晶格,结果局部地加热该基板材料110。该基板材料110的电子也可通过散射程序吸收来自在该点1020处入射在该基板110上的粒子束910的一次粒子的能量,且可释出为二次电子和/或为反向散射电子。该相互作用区域1010的尺寸及形状取决于该粒子束910的粒子类型以及入射于该基板110上的粒子束910的粒子的动能。进一步地,该基板110的材料或材料组成影响该散射锥1010的尺寸及形式。
在例如修复缺陷750和/或设定侧壁角度670的处理程序期间,前驱气体的分子被吸收在待处理的位点附近的基板110的表面115。前驱气体分子(其存在于该掩模150、200的基板110的表面115上的粒子束910的入射点1020的区域中)通过在该相互作用区域1010中运行的过程(例如,通过吸收二次电子和/或反向散射电子)分解成其组成部分。
当粒子束910入射在基板110上时,相互作用区域1010或散射锥1010实质上位在掩模150的基板110内。若该粒子束910入射在掩模150的图案元素120的边缘160或侧壁160上,则在相互作用区域1010中运行的过程仅一些发生在掩模150的图案元素120的材料内。此在图10中通过经变形或实质上截半的交互作用区域1050可视化。所述二次粒子或反向散射粒子560中一些(其在变形的相互作用区域1050中产生)可离开该相互作用区域1050并到达该掩模100的基板110的表面115。这通过图10中的箭头1060说明。不像在图案元素120的材料中,在检验程序和/或处理程序期间,在掩模150、200通常所在的真空环境中几乎没有任何相互作用程序。
如已在上文说明,在该光刻掩模150的处理制程期间,该掩模150的基板110的表面115已由在该图案元素120的边缘160或侧壁160的区域中的前驱气体640的分子覆盖。该二次粒子1060(其由在该变形相互作用区域1050中的粒子束910释出且入射在该基板110的表面115上)在该基板110上引发不想要的局部处理过程。若该前驱气体640以蚀刻气体640的形式存在,则这为该基板110的蚀刻制程,其在该基板110中造成一局部凹陷850,如在图8中指出。相对地,以沉积气体的形式存在的前驱气体通常造成呈一环状形式的不想要的局部沉积过程,例如在该光刻掩模150、700的基板110上。
图11的图示1100将校正缺失材料的一缺陷可视化,其是通过沿着该图案元素120的侧壁170在该光刻掩模150的基板110上沉积材料1150。图11说明待进行的根据现有技术的EIBD制程。在图10的内容内说明该电子束910在入射于该掩模150的基板110的表面115上时,在该基板中产生一相互作用区域1010。在该相互作用区域1010中运行的过程有助于分开在该基板110的表面115处吸收的前驱气体640的分子。若在该基板110的表面115上吸收的前驱气体的分子为沉积气体,则由该电子束910的作用分开的沉积气体的分子的组成部分或成分可沉积在该基板110的表面115上。因此,例如,金属羰基化合物通过该电子束910的直接作用分解成金属原子或金属离子及一氧化碳。该金属原子可沉降在该基板110的表面115上,同时该挥发性一氧化碳分子可主要地离开处理位置。
通过在缺失材料1150的区域上方依序扫描经聚焦的电子束910,该缺失材料在该沉积气体存在下逐层沉积在该基板110上。然而,在该基板110或在该沉积物1150或沉积材料1150中由该电子束910产生的相互作用区域1110的尺寸避免具有实质上α=90°的侧壁角度670的侧壁170或边缘可被沉积。而是,该相互作用区域1110的尺寸至少部分地设定该沉积物1150的侧壁1160或边缘1160的边缘斜率1170α”的大小。如同当进行局部蚀刻制程时,该相互作用区域1110的尺寸及形状取决于该电子束910的电子的动能及该沉积物1150的材料组成。然而,并不实行局部粒子束-诱导蚀刻制程,也不实行局部粒子束-诱导沉积制程有助于设定侧壁角度170、670、1170。
图12显示通过一设备1200的一些重要部件的示意性截面,其可用来检验光刻掩模700的一个或多个缺陷750。图12中的示例性设备1200包含经修正的扫描式粒子显微镜1210,其呈扫描式电子显微镜(SEM)1210的形式。
该设备1200包含呈电子束源1205的形式的粒子束源1205,其产生电子束1215作为大质量粒子束1215。电子束1215与离子束相比具有优点,撞击在样本1225或光刻掩模700上的电子实质上不会伤害该样本1225或掩模700。然而,可能在该设备1200中使用离子束、原子束或分子束(未在图12中说明)以用于处理该样本1225。
该扫描式粒子显微镜1210由电子束源1205及柱1220构成,其中配置有射束光学单元1213,例如呈SEM 1210的电子光学单元的形式。在图12的SEM 1210中,该电子束源1205产生一电子束1215,其作为一聚焦的电子束1215通过配置在该柱1220中的成像元件定向在该位置1222处的样本1225上(其可包含光刻掩模700),该成像元件未在图12中说明。该射束光学单元1213因此形成该SEM 1200的电子束源1205的成像系统1213。
进一步地,该SEM 1210的柱1220的成像元件可在样本1225上扫描电子束1215。可使用该SEM 1210的电子束1215检验样本1225。通常,该电子束1215以直角撞击该样本1225(未示于图12)。替代地,该设备1200的SEM 1210包含一偏转系统1203。后者可将该电子束1215自垂线偏转,因此该电子束1215以少于90°的角度入射在该样本1225上。结果,该样本1225可用较高层级的细节来分析。这可至少部分地克服在射束方向上大质量粒子束1215的有限空间分辨率。
通过该电子束1215在该样本1225的相互作用区域1010、1050、1110中产生的反向散射电子及二次电子由检测器1217记录。配置在该电子柱1220中的检测器1217称为“透镜内检测器(in lens detector)”。在各种实施例中,该检测器1217可安装在该柱1220中。该检测器1217将在该测量点1222由电子束1215产生的二次电子和/或由该样本1225反向散射的电子转换成电测量信号,并将后者传输至该设备1200的计算机系统1280的评估单元1285。该检测器1217可包含过滤器或过滤器系统,以就能量和/或立体角辨别所述电子(未再显示于图12中)。该检测器1217由该设备1200的设定单元1290控制。
该示例性设备1200可包括第二检测器1219。该第二检测器1219可设计来检测电磁辐射,尤其在X-射线范围。结果,该检测器1219使得可在其检验期间分析由该样本1225产生的辐射的材料组成。该检测器1219同样地由该设定单元1290控制。
进一步地,该设备1200可包含第三检测器(未在图12中说明)。第三检测器通常以Everhart-Thornley检测器的形式体现且通常配置在该柱1220外侧。通常,其用来检测二次电子。
该设备1200可包含离子源,其在该样本1225的区域中提供具有低动能的离子(未在图12中说明)。具有低动能的离子可补偿样本1225的充电。此外,该设备1200在经修正的SEM 1210的柱1220的输出处可包含一网格(同样地未示于图12)。可同样地通过向该网格施加电压以补偿样本1225的静电充电。此外,可将该网格接地。
该样本1225配置在一样本台1230或一样本固持器1230上以用来检验。样本台1230在本技术中也称为“台”。如由图12中的箭头所标示,该样本台1230可相对于该SEM 1210的柱1220在三个空间方向上移动,例如通过未在图12中说明的微操纵器。
除了平移运动外,该样本台1230可至少绕着平行于该粒子束源1205的射束方向定向的一轴旋转。此外,该样本台1230可实施为使得其可绕一个或两个其它轴旋转,此轴或这些轴配置在该样本台1230的平面中。该两个或三个旋转轴较佳地形成矩形坐标系统。如图12所示,该样本台1230绕配置在该样本台1230的平面中的旋转轴旋转,由于在该柱末端与该样本1235之间的距离小,该旋转通常仅可在一有限范围中。
待检验的样本1225可为任何微结构化部件或部件部分,其需要分析及可能后续的处理,例如修复一局部缺陷750和/或设定一光刻掩模700的图案元素120的侧壁角度670。因此,该样本1225例如可包含一透射或反射掩模700和/或用于纳米压印技术的模板。该透射及该反射掩模150、700可包含所有类型的掩模,例如:二元掩模、相移掩模、OMOG掩模、或用于双重曝光或多重曝光的掩模。
进一步地,图12中的设备1200可包含一个或多个扫描探针显微镜,例如呈原子力显微镜(AFM)的形式(未示于图12),其可用来分析和/或处理该样本1225。
通过在图12中举例说明的扫描式电子显微镜1210在真空室1270中操作。为产生及维持在该真空室1270中所需的减压,在图12中的SEM 1210具有泵系统1272。
该设备1200包括计算机系统1280。该计算机系统1280包含扫描单元1282,其在样本1225上扫描电子束1215。进一步地,当使用该电子束1215检验该样本1225时,该计算机系统1280包含用来设定该设备1200的经修正的扫描式粒子显微镜1210的各种参数及用来改变一个或多个这些参数的设定单元1290。此外,该设定单元1290可控制该偏转系统1203及该样本台1230的旋转。
而且,该计算机系统1280包含评估单元1285,其分析来自该检测器1217及1219的测量信号且自其产生该样本1225的图像,该图像显示在该计算机系统1280的显示器1295上。尤其,该评估单元1285经设计以从该检测器1217的测量数据确定样本1225(例如该光刻掩模700)的缺失材料的缺陷和/或过量材料的缺陷750的相对位置及轮廓。该评估单元1285可另外含有一个或多个算法,其使得可确定对应于该掩模700的所分析的缺陷750的修复形状。该计算机系统1280的评估单元1285可另外含有一个或多个算法,其可确定该偏转系统1203的参数。用于该电子束1215的偏转系统1203的实例在以下基于图13及14说明。该评估单元1285的算法可使用硬件、软件或其组合实施。尤其,所述一个或多个算法可以ASIC(特定应用集成电路)和/或FPGA(现场可程序化栅极阵列)的形式实现。
该计算机系统1280和/或该评估单元1285可包括一存储器(未在图12中说明),较佳地一非挥发性存储器,其针对各种掩模类型储存修复形状的一个或多个模型。该评估单元1285可经设计以从检测器1217的测量数据基于修复模型计算用于光刻掩模700的一个或多个缺陷750的修复形状。此外,该计算机系统1280可包含用来与因特网、内部网络和/或一些其它设备交换数据的接口1287,例如用来设定侧壁角度的设备。该接口1287可包含无线或有线接口。
如在图12中指出,该评估单元1285和/或该设定单元1290可整合在该计算机系统1280内。然而,也可能将该评估单元1285和/或该设定单元1290实施为在该设备1200内或外侧的独立单元。尤其,该评估单元1285和/或该设定单元1290可经设计以通过专用硬件实施来执行其一些任务。
该计算机系统1280可整合在该设备1200内或实施为一独立装置(未示于图12中)。该计算机系统1280可使用硬件、软件、固件或一组合实施。
图13的示图1300显示该设备1200在图7的光刻掩模700上的电子束1215的入射点1322的区域中的放大细节。在图13说明的实例中,该光刻掩模700的基板110通过三点轴承配置在该样本台1340上。掩模700通过重力作用固持在其位置中。该示图1300的截面显示该三点轴承的三个球1320中的两个。
一偏转系统1350安装在该设备1200中,在该SEM 1210的柱1220的输出1390与掩模700之间。该偏转系统1350包含一磁偏转系统1330,其可以例如线圈对或一个或多个永磁体(未示于图13中)的形式实施。在图13中描绘的实例中,该磁偏转系统1330产生一磁场1310,其场线垂直于纸平面并指向纸平面内。该电子束1215的电子在离开该柱1220时以由该磁偏转系统1330产生的磁场1310偏转,且所述电子沿着曲线路径1315在该入射点1322处到达该光刻掩模700。举例而言,该电子束1215的电子到达过量材料的缺陷750。经该磁偏转系统1330的磁场1310偏转的电子束1215以小于未偏转电子束的入射角
Figure BDA0004026272770000291
的一角度
Figure BDA0004026272770000292
撞击该掩模700。当聚焦该电子束1215时,考虑到通过该磁偏转系统1330延长的电子路径1315。
该磁偏转系统1330可产生均匀或非均匀磁场1310。该磁场1310的强度可通过该计算机系统1280的设定单元1290设定,例如通过通过产生该磁场1310的线圈对的电流的强度设定。
在图13中再显示的实例中,该磁偏转系统1330产生一均匀磁场1310,其场线以垂直方式通过该纸平面。然而,该磁偏转系统1330也可产生第二磁场,例如其场线平行该纸平面延伸。借助于实质上彼此垂直的两个磁场,该磁偏转系统1330不仅可设定该电子束1215的极角度,也可通过修改所述两个磁场的场强度设定其方位角。这使得该电子束1215可以入射角
Figure BDA0004026272770000293
到达光刻掩模700的图案元素120的不同侧。举例而言,在分析该样本1225或该光刻掩模700期间,该磁偏转系统1330可通过改变线圈电流来设定磁场强度,以及因此动态地调整至目前检验的缺陷的入射角
Figure BDA0004026272770000294
在图13中,该磁偏转系统1330安装在该设备1200内作为一单元1350,其与该SEM1210的柱1220分离或独立于其。然而,该磁偏转系统1330也可在该柱1220的出口处整合在该SEM 1210内(未在图13中说明)。
图14的示图1400表示一偏转系统1203、1350的第二示例性实施例。在图14中再显示的实例中,该偏转系统1203、1350包含一电偏转系统1430。在图14中,该电偏转系统1430由两个额外偏转板对1410及1420实现,其安装在该SEM 1210的柱1220中的SEM 1210的电子-光学物镜1450上游。第一偏转板对1410将该电子束1215自该SEM 1210的轴1460或电子-光轴1460偏转。第二偏转板对1420以使得经偏转电子束1415实质上通过电子-光学物镜1450的中心的方式设计及配置。此射束导引避免了该经偏转电子束1415因该电子-光学物镜1450而发生明显的成像像差。
由图14中可见,经该电偏转系统1430偏转的电子束1415以一角度
Figure BDA0004026272770000295
入射在该样本1225上,
Figure BDA0004026272770000296
相对于未偏转电子束的入射角显著地减少。而且,该经偏转电子束1415撞击在该样本1225的表面115上的位点1422,其与未偏转电子束的入射点不同。在该样本1225的表面115上的入射角
Figure BDA0004026272770000297
可通过改变施加在该电偏转系统1430的偏转板对1410及1420上的电压来设定。进一步地,通过改变施加在偏转板对1410及1420上的电压,可能以可调整的方式在扫描或检验样本1225期间改变入射角
Figure BDA0004026272770000301
。设定单元1290可设定及控制电偏转系统1430。评估单元1285可基于针对一缺陷确定的测量数据来确定电偏转系统1430的设定。
在图14描绘的实例中,该电偏转系统1430经设计以在相对于该电子-光轴1460的方向上偏转该电子束1215。自然地,该电偏转系统1430也可以使得后者可在相对于SEM1210的电子-光轴1460的两个不同方向上偏转通过偏转系统1430的电子束1215的方式设计。
进一步地,磁偏转系统1330及电偏转系统1430可组合在偏转系统1203、1350中。该偏转系统1330及1430不仅可用来偏转呈电子束910形式的大质量粒子。并且,这些偏转系统1330及1430也可用来偏转离子束。
图15显示通过一设备1500的一些重要部件的示意性截面,其可避免当局部处理一样本1525(例如一光刻掩模700)时上述困难中的至少一者的发生。该设备1500可例如用来修正掩模700的缺陷750,且可能设定图案元素120的侧壁角度170、670。在图15中的示例性设备1500包含经修改扫描式粒子显微镜1210,再次其呈扫描式电子显微镜(SEM)1510的形式。为避免不必要的拉长本文,未再次描述或仅简短地描述该设备1500的部件(其与图12的设备1200相同或与之极相似)。替代地,参照图12的讨论。
该样本1525配置在一样本台(台)1530上。该SEM 1510的柱1520的成像元件可聚焦该电子束1515,且后者在该样本1525上方扫描。该SEM1510的电子束1515可用来诱发一粒子束诱导沉积过程(EBID,电子束诱导沉积)和/或一粒子束诱导蚀刻过程(EBIE,电子束诱导蚀刻)。此外,该SEM 1510的电子束1515也可用来分析该样本1525或该样本1525的缺陷,例如在该光刻掩模700上的过量材料的缺陷750。
通过该电子束1515在该样本1525的相互作用区域1010、1050、1110中产生的经反向散射的电子及二次电子由该检测器1517记录。配置在该电子柱1520中的检测器1517称为“透镜内检测器(in lens detector)”。在各种实施例中,该检测器1517可安装在该柱1520中。该检测器1517将在测量点1522处由电子束1515产生的二次电子和/或由该样本1525反向散射的电子转换成电测量信号,并将后者传输至该设备1500的计算机系统1580的评估单元1585。该检测器1517可包含一过滤器或一过滤器系统以就能量和/或立体角(未再显示于图15中)辨别所述电子。该检测器1517由该设备1500的设定单元1590控制。
该设备1500的第二检测器1519经设计以检测电磁辐射,尤其在x-射线范围中。因此,该检测器1519促进在处理该样本1525的过程期间产生的辐射的分析。该检测器1519通常同样地由该设定单元1590控制。
如已在上文说明,该电子束1515除了分析该样本1525外,也可用来诱发电子射束诱导沉积过程和EBIE过程。此外,该设备1500的SEM 1510的电子束1515也可用来进行EBID过程。图15的示例性设备1500具有用来储存各种前驱气体的三个不同的供应容器1540、1550及1560,以用来进行这些过程。
第一供应容器1540储存一前驱气体,例如金属羰基化合物,如六羰基铬(Cr(CO)6),或主族金属醇盐,诸如TEOS。例如在局部化学沉积反应的范围内,借助于在第一供应容器1540中储存的前驱气体,自该光刻掩模700缺失的材料可沉积在其上。掩模700的缺失材料可包含缺失吸收材料(例如铬),缺失基板材料110(例如石英),OMOG掩模的缺失材料(例如硅化钼),或反射掩模的多层结构的缺失材料(例如钼和/或硅)。
如上文在图10内容中所描述,该SEM 1510的电子束1515作用为用来在材料应沉积在该样本1525上的位点处分离该前驱气体的能量供应器,该前驱气体储存在第一供应容器1540中。这意指组合提供电子束1515及前驱气体导致进行EBID过程以用于局部沉积缺失材料,例如自该掩模700缺失的材料。该设备1500的修正的SEM 1510结合第一供应容器1540以形成一沉积设备。
电子束1515可聚焦在一点直径上,范围由纳米范围至亚纳米范围。结果,EBID过程使得可以低个位数纳米范围的空间分辨率局部沉积缺失材料。然而,该电子束1515的小聚焦直径与大孔径角β相关,如在图9的内容中讨论。
在图15描绘的设备1500中,第二供应容器1550储存一蚀刻气体,其使得可进行局部电子束诱导蚀刻(EBIE)过程。过量材料可借助于电子束诱导蚀刻过程自样本1525移除,例如自该光刻掩模700的基板110的表面115移除过量材料750或过量材料的缺陷750。举例而言,蚀刻气体可包含二氟化氙(XeF2)、卤素或亚硝酰氯(NOCl)。因此,修改的SEM 1510结合第二供应容器1550形成局部蚀刻设备。
添加或额外气体可储存在第三供应容器1560中,该添加气体(若必要时)可添加至保存于该第二供应容器1550中的蚀刻气体中,或添加至储存在第一供应容器1540的前驱气体中。或者,第三供应容器1560可储存第二前驱气体或第二蚀刻气体。
在图15中说明的扫描电子显微镜1510中,所述供应容器1540、1550及1560各具有其自己的控制阀1542、1552及1562,以监测或控制相应气体的量(以每单位时间表示),即,在样本1525上的电子束1515的入射的位点1522处的气体体积流量。所述控制阀1542、1552及1562由设定单元1590控制及监测。使用此,可设定在处理位置1522处提供的一个或多个气体的分压条件,以用于在宽广范围中进行EBID和/或EBIE过程。
此外,在图15中的示例性SEM 1510中,各供应容器1540、1550及1560具有其自己的气体馈送线系统1545、1555及1565,其在样本1525上电子束1515的入射点1522附近以喷嘴1547、1557及1567结束。
该供应容器1540、1550及1560可具有其自己的温度设定元件和/或控制元件,其使得可冷却及加热相应供应容器1540、1550及1560。这使得可能在各别最佳温度下储存且尤其提供前驱气体和/或一种或多种蚀刻气体640(未在图15中示出)。该设定单元1590可控制供应容器1540、1550、1560的温度设定元件及温度控制元件。在EBID及EBIE处理过程期间,该供应容器1540、1550及1560的温度设定元件可进一步用来通过选择一适当的温度以设定储存于其中的前驱气体的蒸气压。
该设备1500可包含多于一个供应容器1540以储存两个或多个前驱气体。此外,该设备1500可包含多于一个供应容器1550以储存两个或多个蚀刻气体640(未在图15示出)。
在图15中说明的扫描电子显微镜1510在一真空室1570中操作。通常,实行EBID及EBIE过程需要相对于环境压力在真空室1570中的负压。为此,在图15中的SEM 1510包含用于产生及用于维持在真空室1570中所需的负压的泵系统1572。使用封闭控制阀1542、1552及1562,在真空室1570中实现<10-4Pa的气体残压。该泵系统1572可包含分开的泵系统,其用于真空室1570的上方部分以提供SEM 1510的电子束1515,以及用于下方部分1575或反应室1575(未在图15示出)。
该设备1500包括一计算机系统1580。该计算机系统1580包含一扫描单元1582,其在该样本1525上扫描该电子束1515。此外,该计算机系统1580包含用于设定及控制设备1500的修改的扫描粒子显微镜1510的各种参数的设定单元1590。此外,该设定单元1590可控制该样本台1530的旋转。尤其,该调整单元1590可在处理过程期间(例如在修复缺陷750期间和/或在设定侧壁角度170、670期间)改变该电子束1515的一个或多个参数和/或一个或多个制程参数。
此外,该计算机系统1580包含一评估单元1585,其分析来自检测器1517及1519的测量信号并从其产生图像,该图像显示在该计算机系统1580的显示器1595上。尤其是,该评估单元1585经设计以自该检测器1517的测量数据确定一样本1525(例如一光刻掩模700)的缺失材料的缺陷和/或过量材料的缺陷750的位置及3D轮廓。该评估单元1585经由设备1500的接口1587可接收用于进行此任务的测量数据。基于这些数据,该评估单元1585能够确定一修复形状的参数,借助其可修复所识别的缺陷750。
然而,该设备1500也可能借助于电子束1515以及一个或多个检测器1517及1519自行确定测量数据。在一替代性实施例中,该评估单元1585自用于检验缺陷750的设备1200接收待处理的缺陷750的位置及3D轮廓。然而,该设备1500的评估单元1585也可能经由其接口1287及1587自设备1200获得修复形状的参数。
此外,该评估单元1585可含有一个或多个算法,其使得可确定对应于该掩模700的所分析缺陷750的修复形状。此外,该计算机系统1580的评估单元1585可含有一个或多个算法。所述一个或多个算法可根据粒子束1515的电子的动能、待蚀刻或沉积的材料组成和/或缺陷750的3D轮廓确定在样本1525(例如掩模700的图案元素120的缺陷750)上的电子束1515的入射角的改变。
此外,该评估单元1585的算法可确定一偏转系统1330、1430、1503的参数。为此,它们确定在该样本1525上的电子束1515的入射角
Figure BDA0004026272770000331
的改变,使得由该电子束1515引发的EBIE或EBID过程具有在指定范围内的图案元素120的侧壁160的边缘斜率670。该电子束1515的偏转系统的实例是基于图13及14说明的。该评估单元1585的算法可使用硬件、软件或其组合实行。
该评估单元1585可进一步设计以根据该检测器1519的测量数据确定一暂时、局部受限保护层相对于待处理的位点的区域及定位。至少部分地在局部处理位点周围应用一暂时、局部受限保护层可大幅地防止该样本1525的区域(其未涉及正进行的局部处理过程,例如该掩模700的基板110的部分)被损害或破坏。该计算机系统1580的设定单元1590可控制一暂时、局部受限保护层的沉积(例如通过EBID过程)及其移除(例如通过进行一EBIE过程)。在一替代性实施例中,该暂时、局部受限保护层可在该样本1525的清洁过程(例如一湿式化学清洁过程)期间自该样本1525移除。
该计算机系统1580和/或该评估单元1585可包括一存储器(未在图15中说明),较佳地一非挥发性存储器,其储存用于各种掩模类型的修复形状的一个或多个模型。该评估单元1585可经设计以基于一修复模型自该检测器1517的测量数据计算用于该光刻掩模700的缺陷750的修复形状。然而,该评估单元1585也可能经由接口1287及1587自该设备1200接收测量数据并基于其确定一修复形状的参数。
如已在上文在图12的内容中说明,如在图15中再显示的评估单元1585可整合在该计算机系统1580中。然而,也可能将该评估单元1585和/或该设定单元1590实施为在该设备1500内或外侧的独立单元。尤其,该评估单元1585和/或该设定单元1590可经设计以通过专用硬件实施执行其一些任务。
最后,该计算机系统1580可整合在该设备1500内或实施为一独立装置(未在图15中示出)。该计算机系统1580可构造在硬件、软件、固件或其组合中。
图16显示设备1200及1500的组合1600,其可经由接口1287及1587及链接1650交换数据。因此,用于检验光刻掩模700的缺陷750的设备1200可将该缺陷750的测量数据转移至用于设定侧壁角度170、670的设备1500。然而,设备1200也可将该缺陷750的经确定的3D轮廓传输至设备1500。此外,设备1200可将所识别缺陷750的修复形状的参数经由链接1650转移至设备1500。此外,设备1200可部分或全部整合在设备1500内。
图17的示图1700示意性地表示使用设备1200检验EUV掩模200的掩模细节的边缘1760。在第一步骤中,其仅由图17中的箭头1710说明,该电子束910扫描该基板110的表面115、该多层结构210的表面215及该边缘1760。在该过程中,该电子束910以垂直方式撞击该基板110及该多层结构210的表面115及215。
在第二步骤中,该设备1200的设定单元1290启动电偏转系统1430并对一个或多个偏转板对1410、1420施加电压,其已通过设备1200的评估单元1285根据用于精确扫描边缘1760的第一扫描的测量数据来确定。该电偏转系统1430将电子束910从射束方向1720偏转,且经偏转电子束1730以显著地小于90°的入射角
Figure BDA0004026272770000351
撞击EUV掩模200的边缘1760。该边缘1760及曲率半径1755及1765使用经偏转的电子束1730重新扫描。当扫描边缘1760时,由该电子束1730产生的二次电子以参考符号1750再显示在图17中。该二次电子1750用来通过评估单元1285产生边缘1760及其周围的图像。
该设备1200的评估单元1285从第一扫描(使用未经偏转电子束910)及第二扫描(使用经偏转电子束1730)的测量数据产生EUV掩模200的掩模细节的实际图像。自此图像或自所述两次扫描的测量数据,可以良好精确度确定边缘1760的边缘斜率1770以及曲率半径1755及1765两者。若在评估测量数据期间发生所选偏转角度
Figure BDA0004026272770000352
并非最佳地适于扫描边缘1760时,可能选择不同(较大或较小)的偏转角度
Figure BDA0004026272770000353
且该边缘1760可与该曲率半径一起被重新扫描。此外,当扫描边缘1760时,该评估单元1285可确定在偏转角度
Figure BDA0004026272770000356
中的改变,且调整单元1290改变电子束1730的偏转角度。
如同在图17的内容中,若扫描缺陷750代替扫描边缘1760,则该设备1200的评估单元1285可根据缺陷750的两个或更多个扫描的测量数据记录确定缺陷750的3D轮廓,其中至少一个扫描以经偏转的大质量粒子束1730实行。
在一替代示例性实施例中,可使用用来设定侧壁角度170、670的设备1500检验缺陷750。
图18的流程图1800表示用于检验光刻掩模700的至少一个缺陷750的方法的步骤,其使用至少一个大质量粒子束910。该方法在步骤1810开始。在下一步骤1820提供至少一个大质量粒子束910。此大质量粒子束910较佳地包含电子束910。接着,在步骤1830中,在检验至少一个缺陷750时改变在至少一个缺陷750上的大质量粒子束910的平均入射角
Figure BDA0004026272770000354
该平均入射角
Figure BDA0004026272770000355
可借助于偏转系统1203、1330、1430、1503来改变。该方法在步骤1840中结束。
图19的示图1900示意性地显示通过进行EBIE过程借助于设备1500在样本1910内蚀刻一凹陷,其中电子束1930以
Figure BDA0004026272770000361
的角度入射在样本1910上。举例而言,该凹陷可为以垂直于示图平面的方向蚀刻在样本1910内的线。举例而言,该样本1910可是基板110、多层结构210和/或EUV掩模200的图案元素220。图19的部分图像再显示以经偏转电子束1930实行EBIE过程。为简化起见,蚀刻气体640已在图19中省略。由粒子束源1505产生的电子束910沿着光轴通过SEM1510的柱1520行进。电偏转系统1430将电子束1930自该柱1520的光轴偏转,使得所述电子束以
Figure BDA0004026272770000362
的角度撞击样本1910的表面1915。由EBIE过程产生的凹陷的平均方向实质上平行于入射电子束1930的方向。
图19的部分图像B显示所产生的凹陷。由EBIE过程产生的两个侧壁角度1970及1990彼此不同。然而,二者均取决于在样本1910上的电子束1930的入射角
Figure BDA0004026272770000363
所述两个曲率半径1925及1945同样地具有不同的数值。所产生的凹陷在其下端为圆形1935。为设定侧壁角度1970和/或曲率半径1925,可在蚀刻凹陷时改变电子束1930的入射角
Figure BDA0004026272770000364
图19的部分图像C显示部分图像B的凹陷,其是在绕SEM 1510的柱1520的光轴旋转样本180°后或通过在相对于部分图像A的相反方向上偏转电子束910以使得该凹陷变宽而形成一对称凹陷来产生。如图19的部分图像A至C显然得知,可借助于EBIE过程将结构蚀刻至样本1910内,该EBIE过程使用电子束1930,其在样本表面1915上的入射角
Figure BDA0004026272770000365
少于90°,该结构的侧壁角度1970可通过在样本表面1915上的入射角
Figure BDA0004026272770000366
调整。此外,该入射角
Figure BDA0004026272770000367
影响经蚀刻结构至样本表面1915的转变的曲率半径1925。
图19的部分图像D再显示在借助于EBIE过程将该凹陷左侧的样本1910的部分蚀刻至一给定深度之后,具有边缘斜率1970的部分图像B的凹陷的右边缘。针对此蚀刻过程,能量-供应电子束可未偏转地(即,如电子束910)或具偏转地(即,如电子束1930)入射在样本1910上。若边缘斜率1970未在一指定间隔内和/或曲率半径1925及1965不具有所需数值时,可借助于EBIE过程重新处理经蚀刻的边缘1960,其中该电子束1930具有不同的入射角
Figure BDA0004026272770000368
不言可喻,自然也可能在蚀刻凹陷时改变电子束1930的入射角
Figure BDA0004026272770000369
图20的示图2000说明配置在EUV掩模200的多层结构210上的图案元素220中的开口2020的蚀刻。不像之前,以垂直方式入射在EUV掩模200的图案元素220上的离子束2010用来产生该开口2020。使用一离子束2010的蚀刻与电子束-诱导蚀刻相比具有至少两个明显的优点。首先,通过进行溅射工艺,离子束可产生开口2020。在溅射程序期间,通过离子束2010的离子的动量转移,图案元素220的晶格的原子实质上自其键剥离。因此,以离子束2010进行的蚀刻过程显著地比EBIE过程快。其次,该离子束2010通常可在不提供蚀刻气体640的情况下蚀刻开口2020。
然而,这些优点与同样明显的缺点相反。首先,图案元素220的晶格在离子与晶格原子之间的相互作用区域中受到重大的损害,此是由于在图案元素220的原子上的高质量离子的动量转移。其次,离子的重要成分被引入图案元素220的受损的晶格内或位于其下的多层结构210内,结果性质(例如光学性质)在相互作用区域中显著地改变。在图20中,相互作用区域或损害区域通过灰色散射锥2030来说明。在图20中说明的蚀刻过程中,产生图案元素220的开口2020对多层结构220的上方–决定–层造成损害。
图21的示图2100显示通过非垂直入射一离子束可如何实质上避免离子束诱导蚀刻过程的缺点。沿着FIB(经聚焦的离子束)设备的光轴行进的离子束2010借助于偏转系统1203、1330、1430、1503偏转,且经偏转的离子束2120以
Figure BDA0004026272770000371
的角度撞击图案元素220的表面225。在离子束2120的平面入射角
Figure BDA0004026272770000372
的情况下,溅射速率及因此工艺速度到达其最大值。此外,通过离子束2120溅射的大多数原子2150离开图案元素220。此为以经偏转离子束2120进行的蚀刻工艺的一项额外优点。同时,较少能量及较少离子的经偏转的离子束2120被引入图案元素220内。然而,甚至更重要的是在低于开口2020的多层结构210中几乎没有任何损害,这是由于以经偏转离子束2120进行蚀刻或溅射过程。这意指多层结构210的光学性质实质上未受到离子束诱导蚀刻过程损害。
图22及23说明在图9及10中所说明因在局部检验和/或处理样本1225、1525(例如掩模150、700)期间造成的困难可如何通过减少在图案元素120的侧壁160上的大质量粒子束1215、1515、1930的平均入射角而大幅地去除。图22的上方部分图像2205说明在光刻掩模上的电子束1215、1515、1930的入射,其已通过角度
Figure BDA0004026272770000373
偏转。用于偏转电子束1215、1515、1930的示例性设备在图13及14的内容中得到说明。
图22的下方部分图像2255表示在其焦点1940中的经偏转电子束1215、1515、1930的强度分布。如在图22中说明,减少在该光刻掩模150、700的侧壁160上的电子束1215、1515、1930的平均入射角使得该电子束1215、1515、1930可聚焦在焦点处的小点直径1980上,而不会发生由此引起的大孔径角β明显地由掩模150、700的图案元素120遮蔽。
图23表示当检验和/或当处理光刻掩模150、700的侧壁160时(例如当蚀刻时)的电子束1215、1515、1930的相互作用区域2310、2350,其中在侧壁160处的电子束1215、1515、1930的平均入射角
Figure BDA0004026272770000381
少于90°,如在部分图像2205中指定。使用未经偏转的电子束检验和/或处理侧壁160的问题已在图10的内容中说明。不像在图10中,当以入射角
Figure BDA0004026272770000382
检验和/或处理侧壁160时,相互作用区域2350几乎不再变形。举例而言,这意指侧壁160可在无导致掩模150的基板110受损的相互作用区域2310及2350存在下通过电子束1215、1515、1930来扫描。
此外,侧壁160可通过经偏转的电子束1215、1515、1930处理,例如通过EBIE过程蚀刻,其中在图23中说明的示例性过程中的边缘斜率170未显著地改变。然而,此为特定地选择入射角
Figure BDA0004026272770000383
的结果。此外,在蚀刻过程期间入射角
Figure BDA0004026272770000384
以及制程参数均未改变。可能通过改变入射角
Figure BDA0004026272770000385
和/或制程参数设定边缘斜率170,如在图19的内容中说明。经偏转电子束1215、1515、1930的进一步优点为在进行局部蚀刻工艺时,基板110的表面115未明显受到侵蚀。
图24的示图2400表示通过沿着在光刻掩模150的基板110上的图案元素120的侧壁160沉积材料2420以修正缺失材料的缺陷。相比于实行如图11中说明的沉积过程,在过程开始前在掩模150的表面115、125、160上的大质量粒子束1930的平均入射角
Figure BDA0004026272770000386
减少,类似于图22及23。自图24可得知,沉积沉积物2420,其侧壁2460或边缘斜率2470自角度90°稍微偏离,如掩模150设计所预定。所产生的侧壁2460的边缘斜率2470可通过选择入射角
Figure BDA0004026272770000387
以及尤其通过在沉积过程期间的改变来设定。若必要,在沉积过程期间可额外地改变一个或多个制程参数。此外,所产生的侧壁2460的曲率半径2475未显著地大于掩模150的无缺陷图案元素120的曲率半径。此外,在图24的范围内说明的沉积过程实质上未沉积材料2420在光刻掩模150的基板110的表面115上。
图25的示图2500显示根据现有技术的方法,修正毗邻掩模的图案元素2510的缺陷2550。举例而言,该图案元素2510可配置在掩模150的基板110上或在EUV掩模200的多层结构220上。该缺陷2550借助于EBIE过程修复。修复形状2520的平面图(其用于修正缺陷2550)配置在缺陷2550下。灰色背景的区域2530、2535及2540表示在缺陷的蚀刻工艺过程期间修复形状2520暴露在缺陷2550上的区域。这意指在缺陷上扫描修复形状2520以灰色背景依次地暴露缺陷2550的区域2530、2535及2540。
当如通过修复形状2520指定以暴露或扫描缺陷2550时,在缺陷2550上提供蚀刻气体640,例如二氟化氙(XeF2),或一般而言一含卤素气体(在图25未示出)。在进行EBIE过程之前设定制程参数,例如:重复时间,即,直到电子束910返回在修复形状内的相同点的时间间隔;驻留时间,即,电子束910驻留在经扫描点的时间段;个别扫描点的间隔;以及电子束910的电子的加速电压。该区域2530指定在缺陷2550上的修复形状2520的第一扫描。该区域2535再显示在缺陷2550上修复形状的扫描,其大约在用于移除缺陷2550的蚀刻时间的一半之后。举例而言,在缺陷2550上实行修复形状2520数千次后可达到缺陷2550的一半(尤其是其高度的一半)。该区域2540描述在蚀刻过程结束时修复形状2520的实施。在图25的实例中,时间由顶部运行至底部。如由暴露区域2530、2535及2540明显看出,由修复形状2520暴露的面积在蚀刻过程期间不改变。
曲线2560指明在图案元素2510的侧壁的x-方向及z-方向上由蚀刻过程新形成的蚀刻剖面。在边缘2580处生成的蚀刻剖面产生一边缘斜率2570或一侧壁角度2570,其由修复形状2520及制程参数定义。边缘斜率2570具有显著地小于90°的角度的一角度,如由设计所指定。
图26的示图2600再次显示图25的初始情况,其中缺陷2550邻接一图案元素2510。然而,不像在图25中,使用电子束910由修复形状2620暴露的缺陷2550的面积在蚀刻工艺过程中增加,即,随着缺陷暴露2630、2635及2640数目增加而增加。此由在图26中的箭头2605及2615说明。自2630至2640的暴露面积的动态改变在图案元素2510的形成侧壁的边缘2680处造成蚀刻剖面2660。由于由修复形状2620暴露的面积动态增加,在蚀刻过程期间形成的图案元素2510的侧壁的边缘斜率2670增加。这意指新形成的侧壁的侧壁角度2670可通过动态改变修复形状2620来设定。
代替或除了改变修复形状2620,可在进行蚀刻过程时改变EBIE过程的一个或多个制程参数(图26中未描绘)。
图27的示图2700表示在上方部分图像A中的掩模的基板2710,一凹陷2720再次通过EBIE过程蚀刻于基板内。接着通过金属2730的沉积填充凹陷2720。当蚀刻凹陷2720时,电子束910具有一不对称射束剖面。在图27中,两条白色、随后引入的线指明凹陷2720的边缘斜率2770、2780。如可由图27的部分图像A所示,电子束910的不对称射束剖面表达成具有不同数值的左侧壁角度2770及右侧壁角度2780。
图27的下方部分图像B显示一凹陷2750的蚀刻,其中射束剖面的不对称性改变了180°。图27说明改变大质量粒子束910的一个或多个参数使得可产生具有可调整的侧壁角度2770、2780的凹陷。
最后,图28的流程图2800表示用于设定光刻掩模150、200、700的图案元素120、220、230、250、260、280、290的至少一个侧壁角度170、670、1970、2470、2770、2780的方法步骤。该方法在步骤2810开始。在下一步骤2820中提供至少一个前驱气体。一个或多个前驱气体可储存在设备1500的供应容器1540、1550、1560中的一个中,且通过一气体馈入线系统1545、1555、1565可导引至大质量粒子束910、1215、1515、1930入射在样本1225、1525上的位置上。
于是,在步骤2830中,提供至少一个大质量粒子束910、1215、1515、1930、2120,其引发至少一个前驱气体的局部化学反应。在步骤2840中,在局部化学反应期间改变粒子束的至少一个参数和/或制程参数,以用于设定至少一个图案元素的至少一个侧壁角度170、670、1970、2470、2770、2780。该方法在步骤2850中结束。

Claims (20)

1.一种用于设定光刻掩模(150、200、700)的至少一个图案元素(120、220、230、250、260、280、290)的至少一个侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780)的方法(2800),该方法包括以下步骤:
a.提供至少一个前驱气体;
b.提供至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120),
其引起该至少一个前驱气体的局部化学反应;
c.在该局部化学反应期间改变该粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的至少一个参数和/或一制程参数以设定该至少一个图案元素(120、220、230、250、260、280、290)的至少一个侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780);以及
d.其中相对于在一个维度中的制程分辨率极限,在一个维度中的修复形状(2620)的尺寸从该局部化学反应的起始至结束改变至少5%。
2.根据权利要求所述的方法(2800),其中该至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)在待设定的侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780)的位置引起局部化学反应。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(2800),其中该至少一个侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780)在修复该光刻掩模(150、200、700)的缺陷时设定。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(2800),其中改变至少一个粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的至少一个参数包含改变以下群组中的至少一个要素:
-相对于该大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的光轴的至少一个粒子束源(1205、1505)的成像系统(1213、1513)的至少一个聚光器孔径的中心对称设定,
-该至少一个粒子束源(1205、1505)的成像系统(1213、1513)的至少一个孔径的非圆形设定,
-相对于该光刻掩模(150、200、700)的图案化表面的垂线调整用于倾斜该大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的至少一个粒子束源(1205、1505)的成像系统(1213、1513),
-相对于该光刻掩模(150、200、700)的图案化表面的垂线设定用于倾斜该大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的偏转系统(1350),以及
-在该局部化学反应期间设定该大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的射束剖面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(2800),其中改变该至少一个制程参数包含以下群组中的至少一个要素:
-将修复形状(2520、2620)分成至少两个部分修复形状以使用不同制程参数处理所述至少两个部分修复形状,
-改变以下群组中的至少一个参数:重复时间、驻留时间、该大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的相邻扫描点的间隔以及在该局部化学反应期间的至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的加速电压,
-在该局部化学反应期间改变该修复形状(2620)的尺寸;以及
-在该局部化学反应期间改变该修复形状(2520、2620)的位置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(2800),其中相对于在一个维度中的制程分辨率极限,在一个维度中的修复形状(2620)的尺寸从该局部化学反应开始到结束改变至少30%,较佳地至少50%,更佳地至少100%。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(2800),其中相对于在一个维度中的制程分辨率极限,修复形状(2520,2620)的边缘的位置从该局部化学反应开始到结束改变至少5%,较佳地至少30%,更佳地至少50%,且最佳地至少100%。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(2800),进一步包含以下步骤:
a.中断该局部化学反应;以及
b.检验在该局部化学反应期间产生的至少一个缺陷(750)和/或侧壁(2460)的缺陷残余物。
9.根据权利要求8所述的方法(2800),进一步包含以下步骤:
c.若所检验的缺陷残余物和/或所产生的侧壁(2460)需要,更改先前在该局部化学反应期间保留未改变的粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的至少一个参数和/或制程参数;以及
d.若所检验的缺陷残余物和/或所产生的侧壁(2460)不需要,
则以至少一个经改变的参数继续该局部化学反应或以未改变的参数继续该局部化学反应。
10.一种用于使用至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)检验光刻掩模(150、200、700)的至少一个缺陷(750)的方法(1800),该方法包括以下步骤:
a.提供至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120);以及
b.在检验该至少一个缺陷(750)期间改变在该至少一个缺陷(750)上的大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的平均入射角
Figure FDA0004026272760000031
11.根据权利要求10所述的方法(1800),其中该至少一个缺陷(750)包含以下群组中的至少一个要素:
-图案元素(120、220、230、250、260、280、290)的材料缺失,
-图案元素(120、220、230、250、260、280、290)的材料过量,
-该光刻掩模(150、200、700)的基板(110)的材料缺失,
-该光刻掩模(150、200、700)的基板(110)的材料过量,侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780)在指定范围外,
-在NIL基板和/或NIL模板上的元件的材料缺失,
-在NIL基板和/或NIL模板上的元件的材料过量,
-侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780)在指定范围外,
-该至少一个图案元素(170、670、1970、2470、2770、2780)的侧壁(1960)相对于其表面的曲率半径(1935、1945),该曲率半径在指定范围外,以及
-该至少一个图案元素(170、670、1970、2470、2770、2780)的侧壁(1960)相对于该光刻掩模(150、200、700)的基板(110)的曲率半径(1935、1945),该曲率半径在指定范围外。
12.根据权利要求10或11所述的方法(1800),其中改变该至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的平均入射角
Figure FDA0004026272760000032
包含:在电场和/或在磁场中偏转该大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法(1800),进一步包含以下步骤:确定用于该至少一个经检验缺陷(750)的修复形状(2520、2620)的参数。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法(1800),其中改变该平均入射角
Figure FDA0004026272760000041
包含:相对于在该光刻掩模(150、200、700)的基板(110)上的至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的垂直入射,改变该入射角>5°,较佳地>10°,较佳地>20°,且最佳地>30°。
15.一种包含指令的计算机程序,当通过计算机系统执行所述指令时,所述指令使该计算机系统执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法步骤。
16.一种包含指令的计算机程序,当通过计算机系统执行所述指令时,所述指令使该计算机系统执行根据权利要求10至14中任一项所述的方法步骤。
17.一种设备(1500),用于设定光刻掩模(160、200、700)的至少一个图案元素(170、670、1970、2470、2770、2780)的至少一个侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780),包含:
a.至少一个气体供应系统(1540、1542、1545、1547、1550、1552、1555、1547、1560、1562、1565、1567),其实施为提供至少一个前驱气体;
b.至少一个粒子束源(1205、1505),其实施为产生至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120),其中该至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)实施为引起该至少一个前驱气体的局部化学反应;以及
c.至少一个调整单元(1590),其实施为在该局部化学反应期间改变该至少一个粒子束源(1205、1505)的至少一个参数和/或至少一个制程参数以设定该至少一个图案元素(120、220、230、250、260、280、290)的至少一个侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780);以及
d.其中该至少一个调整单元(1590)进一步实施为相对于在一个维度中的制程分辨率极限,从该局部化学反应开始到结束改变在一个维度中的修复形状(2620)的尺寸至少5%。
18.根据前述权利要求所述的设备(1500),其中该调整单元(1590)进一步实施为接收以下群组中的至少一个要素:
-至少一个缺陷(750)的测量数据,其以不同的入射角
Figure FDA0004026272760000051
记录,
-至少一个缺陷(750)的三维轮廓的数据,
-至少一个缺陷(750)的修复形状(2520、2620)的参数,
-至少一个缺陷(750)的缺陷残余物的数据,
-至少一个图案元素(120、220、230、250、260、280、290)的侧壁角度(170、670、1970、2470、2770、2780),以及
-所产生侧壁(2460)的角度。
19.一种用于检验光刻掩模(150、200、750)的至少一个缺陷(750)的设备(1200),其使用不同角度的至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120),所述设备包含:
a.至少一个粒子束源(1205),其实施为产生至少一个大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120);以及
b.至少一个调整单元(1290),其实施为在检验期间改变该大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的平均入射角
Figure FDA0004026272760000052
20.根据权利要求19所述的设备(1200),其中该调整单元(1290)进一步实施为基于参数化修复形状(2520、2560),控制在该光刻掩模(150、200、700)的至少一个图案元素(120、220、230、250、260、280、290)上的大质量粒子束(910、1215、1515、1930、2120)的平均入射角
Figure FDA0004026272760000053
Figure FDA0004026272760000054
的改变。
CN202180046680.9A 2020-06-30 2021-06-29 设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的方法和设备 Pending CN115997166A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020208185.9 2020-06-30
DE102020208185.9A DE102020208185A1 (de) 2020-06-30 2020-06-30 Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Seitenwandwinkels eines Pattern-Elements einer fotolithographischen Maske
PCT/EP2021/067838 WO2022002931A1 (en) 2020-06-30 2021-06-29 Method and apparatus for setting a side wall angle of a pattern element of a photolithographic mask

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115997166A true CN115997166A (zh) 2023-04-21

Family

ID=76796984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180046680.9A Pending CN115997166A (zh) 2020-06-30 2021-06-29 设定光刻掩模的图案元素的侧壁角度的方法和设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230109566A1 (zh)
JP (1) JP7558378B2 (zh)
KR (1) KR20230027285A (zh)
CN (1) CN115997166A (zh)
DE (1) DE102020208185A1 (zh)
TW (1) TWI816149B (zh)
WO (1) WO2022002931A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021115736B4 (de) 2021-06-17 2024-05-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie
CN116819884B (zh) * 2023-08-31 2023-11-14 光科芯图(北京)科技有限公司 掩模倾斜角度测量装置及曝光设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5485497A (en) 1991-11-12 1996-01-16 Hitachi, Ltd. Optical element and projection exposure apparatus employing the same
JP2003133203A (ja) * 2001-10-23 2003-05-09 Seiko Instruments Inc ステンシルマスクの欠陥修正方法
JP2003228161A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Seiko Instruments Inc マスクの欠陥修正方法
KR101101698B1 (ko) * 2002-10-21 2011-12-30 나노잉크, 인크. 나노미터-수준으로 제어된 구조, 이의 제작을 위한 방법 및장치, 및 마스크 복구, 강화, 및 제작에의 적용
JP4219715B2 (ja) * 2003-03-26 2009-02-04 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 フォトマスクの欠陥修正方法
US7198872B2 (en) 2004-05-25 2007-04-03 International Business Machines Corporation Light scattering EUVL mask
US20060147814A1 (en) * 2005-01-03 2006-07-06 Ted Liang Methods for repairing an alternating phase-shift mask
US20090097004A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-16 Qimonda Ag Lithography Apparatus, Masks for Non-Telecentric Exposure and Methods of Manufacturing Integrated Circuits
JP2010109164A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Toshiba Corp Euvマスクの欠陥修正方法
EP2750164B1 (en) 2011-08-25 2018-08-01 Toppan Printing Co., Ltd. Reflective mask and method for manufacturing same
US20160111254A1 (en) 2014-10-16 2016-04-21 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Workpiece Processing Method And Apparatus
DE102017203841A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Reparaturform zum Bearbeiten eines Defekts einer photolithographischen Maske
US10866197B2 (en) * 2018-09-20 2020-12-15 KLA Corp. Dispositioning defects detected on extreme ultraviolet photomasks
DE102019201468A1 (de) 2019-02-05 2020-08-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Reparieren einer fotolithographischen Maske

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022002931A1 (en) 2022-01-06
TWI816149B (zh) 2023-09-21
JP2023532956A (ja) 2023-08-01
DE102020208185A9 (de) 2022-03-17
TW202217436A (zh) 2022-05-01
US20230109566A1 (en) 2023-04-06
JP7558378B2 (ja) 2024-09-30
KR20230027285A (ko) 2023-02-27
DE102020208185A1 (de) 2021-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7437441B2 (ja) マスクブランクの欠陥を補償する方法及び装置
TWI756617B (zh) 修復微影光罩的裝置和方法以及包括指令的電腦程式
US20230109566A1 (en) Method and apparatus for setting a side wall angle of a pattern element of a photolithographic mask
KR20160137695A (ko) 집속 입자빔을 사용한 기판 처리 방법 및 장치
WO2024156599A1 (en) Methods and devices for the contactless setting of an electro-static charge of a sample
US20230152685A1 (en) Method and apparatus for repairing a defect of a lithographic mask
TW202206937A (zh) 處理微影光罩的方法和裝置
JP7510468B2 (ja) マイクロリソグラフィフォトマスクの欠陥の粒子ビーム誘起処理のための方法
TW202433530A (zh) 用於樣品靜電電荷的非接觸式設定的方法和裝置
JP2024153689A (ja) リソグラフィマスクの欠陥を修復する方法および装置
CN117471845A (zh) 用于微光刻光掩模的缺陷的电子束诱导处理的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination