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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Untersuchen einer Lithographiemaske mittels eines elektronischen Mikroskopieverfahrens.
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Die Lithographie verwendet ein Abbildungssystem, das Strahlung auf eine Maske richtet, um ein Muster zu bilden. Sie projiziert das Bild des Musters auf einen mit einem lichtempfindlichen Photoresist bedeckten Halbleiterwafer. Das Muster ist aus in die Maske geätzten absorbierenden Merkmalen oder Linien gebildet. Die bei der Lithographie verwendete Strahlung kann bei einer beliebigen geeigneten Wellenlänge liegen, wobei die Auflösung des Systems mit abnehmender Wellenlänge zunimmt. Die Fähigkeit zum Drucken kleinerer Merkmale auf den Halbleiterwafer wird mit zunehmender Auflösung besser.
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Laufende Verbesserungen bei der Lithographie haben das Schrumpfen von integrierten Halbleiterschaltungen (ICs) zum Produzieren von Bauelementen mit höherer Dichte und besserer Leistungsfähigkeit erlaubt. Ein sehr viel versprechendes Lithographiesystem verwendet Strahlung im extrem ultravioletten (EUV, Extreme UltraViolet) Wellenlängenbereich. Im Allgemeinen hat EUV-Strahlung Wellenlängen im Bereich von etwa 1 bis 40 Nanometer (nm), und die bei der Lithographie verwendete EUV-Strahlung hat Wellenlängen im Bereich von etwa 10 bis 15 nm. Die mit Strahlung in diesem Bereich ausgeführte Lithographie ist als EUV-Lithographie (EUVL) bekannt geworden.
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EUV-Strahlung wird in praktisch allen Materialien stark absorbiert, sogar in Gasen. Die Absorption schließt daher die Verwendung von optischen Brechungselementen wie beispielsweise Linsen und Transmissionsmasken aus. Daher sind alle EUVL-Abbildungssysteme reflektierend. Zum Erreichen von vernünftigen Reflexionsgraden nahe einem normalen Einfall müssen Oberflächen mit mehrschichtigen Dünnfilmbeschichtungen beschichtet sein, die als verteilte Bragg-Reflektoren bekannt sind. Reflektierende Masken sind typischerweise derart abgestimmt, dass sie EUV-Licht im Bereich von 10–15 nm (bright field area bzw. Hellfeldgebiet) reflektieren. Reflektierende Masken enthalten ferner typischerweise einen oben auf dem Bragg-Reflektor abgeschiedenen strukturierten Absorber, der geeignete Wellenlängen des einfallenden EUV-Lichts (dark field area bzw. Dunkelfeldgebiet) absorbiert. Die Höhe des strukturierten Absorbers ist mit den auf die Wafer abzubildenden seitlichen Merkmalsgrößen (lateral feature sizes) vergleichbar.
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EUV-Masken müssen frei von Defekten und Partikeln sein, da diese zwangsläufig ebenso auf den Wafer abgebildet werden und in den meisten Fällen die Anzahl von funktionsfähigen Chips pro Wafer drastisch verringern. Da die Merkmale auf den durch den EUVL-Prozess produzierten Halbleiterchips in der Größenordnung eines Bruchteils eines Mikrometers liegen, können irgendwelche Partikel oder Unvollkommenheiten auf der Maske in dem aktiven Gebiet des Musters auf die Strukturschaltung übertragen werden. Maskendefekte verursachen ein unkorrektes Schreiben der Schaltung und somit Fehlfunktionen. Folglich ist es notwendig, die EUVL-Maske zu untersuchen, um sicherzustellen, dass durch diesen Prozess keine Defekte im Strukturgebiet erzeugt worden sind.
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Aus der Druckschrift
US 2003/0000921 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reparieren einer EUV-Lithographiemaske bekannt, wobei zum Untersuchen der Lithographiemaske eine Elektronenquelle zum Bestrahlen der reflektierenden Lithographiemaske und ein Elektronenmikroskop zum Empfangen der reflektierten Elektronen vorgesehen ist.
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Ferner ist aus der Druckschrift
US 6,002,740 A eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Untersuchen von Lithographiemasken bekannt, wobei die emittierten Elektronen in einem Elektronenmikroskop als vergrößertes Bild dargestellt werden, das Bild ferner von einem Computer digitalisiert wird und ein Vergleich des digitalisierten Bildes mit einem Soll-Muster durchgeführt wird.
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Die 1 zeigt einen gemäß den in 2002 durch die Semiconductor Equipment and Materials International aus San Jose, Kalifornien, veröffentlichten EUV-Maskensubstrat- und EUV-Mask Blank Spezifikationen SEMI P37-1102 und SEMI P38-1103 hergestellten herkömmlichen EUV-Maskenrohling. Die Maske 105 umfasst ein EUV-Maskensubstrat 110, einen EUV-Bragg-Reflektor 120, eine optionale gewöhnlich als Abdeckschicht bezeichnete Schutzschicht 130, eine schützende Pufferschicht 140 zum Verhindern eines Schadens während einer Absorberstrukturierung und einer Maskenreparatur sowie eine EUV-Absorberschicht 150. Verschiedene Ausführungsbeispiele einer EUV-Maske gemäß dem Stand der Technik werden als Nächstes beschrieben.
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Wie es in der 1 gezeigt ist, wird das Substrat 110 mit einem niedrigen Defektniveau und einer glatten Oberfläche als Ausgangsmaterial, für eine EUV-Maske verwendet. Das Substrat 110 ist im Allgemeinen ein Glasmaterial oder ein glaskeramisches Material, das einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE, Coefficient of Thermal Expansion) hat. In einigen Fällen kann das Substrat 110 jedoch Silizium sein. Obwohl Silizium einen großen CTE hat, der zu einem nicht wünschenswerten Versatz von gedruckten Bildern führen kann, hat Silizium auch eine hohe thermische Leitfähigkeit und kann so ein brauchbares Substrat sein, solange während einer Bestrahlung bzw. Belichtung Wärme effizient von der Maske abgeführt werden kann.
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Wie es weiter in der 1 gezeigt ist, bedeckt ein mehrschichtiger (ML, Multi Layer) Spiegel oder Bragg-Reflektor 120 das Substrat 110. Der Bragg-Reflektor 120 enthält etwa 20–80 Paare von abwechselnden Schichten aus einem Material mit hoher Atomzahl, hohem Z, und einem Material mit niedrigem Z. Das Material mit hohem Z kann etwa 2,8 nm dickes Molybdän (Mo) sein, während das Material mit niedrigem Z etwa 4,1 nm dickes Silizium (Si) sein kann.
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Eine optionale Abdeckschicht 130 wie beispielsweise etwa 11,0 nm dickes Silizium (Si) kann das obere Ende des Bragg-Reflektors 120 bedecken, um eine Oxidation von Molybdän in der Umgebung zu verhindern. Der Bragg-Reflektor 120 kann bei einer Beleuchtungswellenlänge von etwa 13,4 nm einen Reflexionsgrad von etwa 60–75% erreichen.
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Wieder mit Bezug auf die 1 bedeckt eine Pufferschicht 140 die Oberseite des Bragg-Reflektors 120. Die Pufferschicht 140 kann eine Dicke von etwa 20 bis 105 nm haben. Sie kann Siliziumdioxid (SiO2) enthalten, wie beispielsweise ein Niedertemperaturoxid (LTO, Low Temperature Oxide). Andere Materialien wie beispielsweise Siliziumoxinitrid (SiOxNy) oder Kohlenstoff (C) können ebenfalls für die Pufferschicht 140 verwendet werden.
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Wie es in der 1 gezeigt ist, bedeckt eine Absorberschicht 150 die Pufferschicht 140. Die Absorberschicht 150 kann etwa 45 bis 215 nm eines Materials enthalten, das EUV-Licht abschwächt, während einer Bestrahlung mit EUV-Licht stabil bleibt und mit dem Maskenfertigungsprozess kompatibel ist.
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Verschiedene Metalle, Legierungen, und Keramiken können die Absorberschicht 150 bilden. Keramiken sind aus Metallen und Nichtmetallen gebildete Verbindungen. Beispiele für Metalle schließen Aluminium (Al), Aluminium-Kupfer (AlCu), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Tantal (Ta), Titan (Ti) und Wolfram (W) ein. In einigen Fällen kann die Absorberschicht 150 teilweise oder gänzlich aus Boriden, Karbiden, Nitriden, Oxiden, Phosphiden, Siliziden oder Sulfiden von bestimmten Metallen gebildet sein. Beispiele schließen Nickelsilizid (NiSi), Tantalborid (TaB), Tantalgermanium (TaGe), Tantalnitrid (TaN), Tantalsilizid (Ta-Si), Tantalsiliziumnitrid (TaSiN) und Titannitrid (TiN) ein.
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Die 2a–2h zeigen die Abfolge von Hauptprozessschritten während der Maskenherstellung. Die Anfangsschritte umfassen ein Beschichten der Maske mit einem Resist 160 in der 2a, ein Bestrahlen des Resists 160 in der 2b und ein Entwickeln des Musters in der 2c (nicht gezeigt). In dem in der 2d veranschaulichten Schritt wird das Muster unter Verwendung einer Absorberätzung von dem Resist 160 auf den Absorber übertragen. Bei dem Absorberätzschritt, der 2d, ist es vorzuziehen, dass der Absorber und der Puffer eine hohe Ätzselektivität haben. In dem nächsten Schritt, der 2e, wird die Maske nach der Absorberätzung und der Resistentfernung hinsichtlich Defekten untersucht.
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Zum Lokalisieren von Defekten wie beispielsweise einem Absorberrest in einem Hellfeldgebiet erfordert die derzeitige Technologie einen hohen optischen Kontrast zwischen der Absorberschicht 150 und der Pufferschicht 140. Da sowohl der Absorber als auch der Puffer sehr dünne Schichten sind, ist ein Wählen der richtigen Schichtdicke für einen optimalen Untersuchungskontrast ebenso wichtig wie ein Wählen der richtigen Schichtmaterialien.
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Wieder mit Bezug auf die 2a–2h folgt der Untersuchung gemäß 2e ein Maskenreparaturschritt gemäß 2f. Gemäß einem Reparaturverfahren kann ein fokussierter Ionenstrahl (FIB, Focused Ion Beam) unerwünschten Absorber aus einem Hellfeldgebiet verdampfen. Ein fokussierter Ionenstrahl kann auch eine lokale Abscheidung von einem Absorber tragenden Gas bei einem Klarfleckdefekt (clear spot defect) bewirken (dark field repair bzw. Dunkelfeldreparatur).
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In dem in der 2g veranschaulichten Schritt wird die Pufferschicht 140 mit einer weiteren Ätzung strukturiert. Der Ätzprozess hört entweder bei der optionalen schützenden Abdeckschicht 130 oder bei der obersten Schicht des Bragg-Reflektors 120 auf.
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Nachdem die Pufferschicht 140 aus den hellen Gebieten entfernt worden ist, ist die Maskenstrukturierung abgeschlossen. Das in dem hellen Gebiet bestrahlte Material (die Abdeckschicht oder die oberste Schicht des Bragg-Reflektors) und die Seitenwände (der Absorber und das Puffermaterial) müssen ohne einen Schaden an der Maske einer wiederholten Maskenreinigung gemäß 2h standhalten.
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Die Anforderungen mit Bezug auf die einzelnen Schichten in den in den 2a–2h gezeigten Prozessschritten sind sehr schwer gleichzeitig zu erfüllen. Die Schichten müssen für eine Strukturierung eine gute Ätzselektivität haben. Die Maskenschichten müssen dick genug sein, um eine EUV-Maskenreparatur ohne Beschädigung des Bragg-Reflektors zu ermöglichen. Demgegenüber vermindern dünne Schichten die zum Entfernen von Hellfelddefekten (bright field defects) benötigte Zeit. Die Maske muss ausreichend widerstandsfähig sein, um eine wiederholte Reinigung zu tolerieren, was wieder für dicke Schichten spricht. Ein Ausbalancieren dieser konkurrierenden Verarbeitungsanforderungen ist für die Pufferschicht besonders schwierig, insbesondere für eine Untersuchung. Die Pufferschicht muss für die Untersuchung einen hohen optischen Kontrast mit Bezug auf das Absorbermaterial haben.
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In der Vergangenheit war die optische Lithographie auch mit Defekten in Masken beschäftigt. Die mit der Maskenfertigung verbundenen großen Unkosten erfordern es, dass eine Maske nicht wegen kleiner Defekte verworfen wird. Noch wichtiger ist es, dass eine defekte Maske häufig zu defekten Bauelementen führt. Für bei Schritt- und Wiederholungsoperationen verwendete Masken, d. h. Retikel (reticles), kann ein einzelner Maskendefekt einen ganzen Wafer zerstören. Im Allgemeinen können die bei der optischen Lithographie verwendeten Transmissionsmasken mühelos untersucht werden, da der Kontrast zwischen den opaken Bereichen und den klaren Bereichen bei den meisten Wellenlängen hoch ist. Für die Lithographie der nächsten Generation wie beispielsweise die EUV-Lithographie ist die Untersuchung schwieriger.
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Die Untersuchung hinsichtlich Defekten an der EUV-Maske wird üblicherweise bei UV/DUV-Wellenlängen von 150–500 nm durchgeführt. Ein Problem besteht darin, dass der Kontrast zwischen den EUV-Maskenschichten häufig unzulänglich ist. Die Hersteller haben dieses Problem erkannt und haben Schritte unternommen, um den EUV-Maskenkontrast zu verbessern (siehe
US 6,720,118 B2 und
US 6,583,068 B2 ). Einige dieser Verfahren bleiben jedoch immer noch auf die Untersuchung bei den UV/DUV-Wellenlängen begrenzt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Untersuchen einer Lithographiemaske mittels eines elektronischen Mikroskopieverfahrens zu schaffen, das nicht durch UV/DUV-Kontrastanforderungen beschränkt ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Insbesondere durch die Verwendung einer Lithographiemaske mit einem hohen magnetischen Kontrast zwischen mehreren Schichten, werden diese und andere Probleme allgemein gelöst oder umgangen, und es werden technische Vorteile allgemein erreicht.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Maskenuntersuchungsanforderungen von den Anforderungen anderer Schritte in dem Maskenherstellungsprozess entkoppelt werden. Maskenmaterialien erfordern im Allgemeinen keinen hohen EUV-Kontrast oder optischen Kontrast, um Untersuchungsanforderungen zu entsprechen. Die Maskenuntersuchung wird daher im Allgemeinen keine Anforderung auferlegen, die mit durch andere Prozessschritte wie beispielsweise eine Maskenätzung oder eine Maskenreparatur auferlegten Schichtanforderungen inkompatibel ist.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es gleichzeitig die Anforderungen für einzelne Schichten, insbesondere für die Pufferschicht, mit Bezug auf ein Seitenverhältnis, eine Strukturierung, eine Kompatibilität mit Reparaturtechniken und einen hohen Untersuchungskontrast erfüllen kann.
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In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine gemäß den EUV-Spezifikationen SEMI P37-1102 und SEMI P38-1103 ausgebildete herkömmliche EUV-Maske;
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2a eine Querschnittsveranschaulichung des Resistbeschichtungsschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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2b eine Querschnittsveranschaulichung des Resistbestrahlungsschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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2c eine Querschnittsveranschaulichung des Resistentwicklungsschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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2d eine Querschnittsveranschaulichung des Absorberätzschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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2e eine Querschnittsveranschaulichung des Maskenuntersuchungsschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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2f eine Querschnittsveranschaulichung des Maskenreparaturschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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2g eine Querschnittsveranschaulichung des Pufferätzschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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2h eine Querschnittsveranschaulichung des Maskenreinigungsschritts bei einem herkömmlichen EUV-Maskenherstellungsprozess;
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3 ein Blockschaltbild eines Maskenabbildungssystems mit hohem Kontrast;
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4a eine Querschnittsveranschaulichung eines von einer Oberfläche, die eine Stufe hat, reflektierten Elektronenstrahls;
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4b eine Querschnittsveranschaulichung eines von einer Oberfläche, die einen Graben hat, reflektierten Elektronenstrahls;
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4c eine Querschnittsveranschaulichung eines von einer flachen, magnetischen Oberfläche reflektierten Elektronenstrahls;
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5a eine Querschnittsveranschaulichung einer EUV-Maske, die eine weichmagnetische Abdeckschicht, eine weichmagnetische Pufferschicht und eine hartmagnetische Absorberschicht umfasst; und
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5b eine Querschnittsveranschaulichung einer EUV-Maske, die eine hartmagnetische Abdeckschicht, eine hartmagnetische Pufferschicht und eine weichmagnetische Absorberschicht umfasst.
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Entsprechende Bezugszeichen und Symbole in verschiedenen Figuren beziehen sich im Allgemeinen auf entsprechende Teile, sofern es nicht anders angegeben ist. Die Figuren sind zum klaren Veranschaulichen der relevanten Aspekte der bevorzugten Ausführungsbeispiele gezeichnet und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.
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Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele in einem spezifischen Zusammenhang, nämlich einer EUV-Maske mit magnetischem Kontrast, beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere Lithographieverfahren der nächsten Generation wie z. B. Röntgenstrahl oder Elektronenstrahl angewendet werden.
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Ein Spiegel-Elektronenmikroskop (EMM bzw. Electron Mirror Microscope) ist eine bevorzugte Einrichtung zum Abbilden und Untersuchen einer magnetischen EUV-Maske. Eine Untersuchung nach der Absorberätzung wird bevorzugt, da an diesem Punkt in der Maskenfertigung Defekte am besten repariert oder Partikel entfernt werden. In einem EMM wird die Probe auf einem hohen negativen Potential gehalten, so dass ein ankommender Strahl von Elektronen mit hoher Energie verlangsamt und schließlich, gerade bevor er die Probe erreicht, reflektiert wird. Die reflektierten Elektronen werden daraufhin in einem optischen System für Elektronen (electron optical system) abgebildet, das dem eines Transmissionselektronenmikroskops ähnelt. Das EMM ist sehr empfindlich gegen Mikrofelder in der Nähe der Probe und gegen die Stufenhöhe von in der Untersuchung befindlichen Objekten. Die niedrigste in dem EMM erfassbare Stufenhöhe liegt in der Größenordnung von 1 nm.
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Unter nachstehender Bezugnahme auf die 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Abbilden und Untersuchen einer EUV-Maske gezeigt. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung ein EMM. Eine Maske 310 wird mit Bezug auf eine Elektronenquelle 320, die eine Kathode enthalten kann, auf einem negativen Potential gehalten. Die Maske 310 fungiert als eine Anodenelektrode, bei der die Elektronen gespiegelt werden. Von der Elektronenquelle 320 kommende Elektronen 325 gehen durch eine Elektronenoptik 323 hindurch und werden daraufhin in einem Magnetfeld 330 (dessen Feldvektor aus der Zeichnung herauszeigt) auf die Maske 310 zu abgelenkt, die als ein Elektronenspiegel arbeitet.
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Die sich dem Objekt nähernden Elektronen 325 werden durch ein homogenes elektrisches Feld 340 vor der Maske 310 verlangsamt. Das Feld 340 verlangsamt die ankommenden Elektronen 325 direkt vor der Maske 310 und beschleunigt sie zuruck auf das ablenkende Magnetfeld 330 zu. Die Kombination der Maske 310 und des homogenen elektrischen Felds vor der Maske 340 wirkt als ein Elektronenspiegel, wodurch Elektronen reflektiert werden.
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Das ablenkende Magnetfeld 330 trennt Quellenelektronen 325 von von der Maske 310 kommenden reflektierten Elektronen 350, wobei die reflektierten Elektronen 350 auf eine Projektionsoptik 355 und eine geeignete Erfassungseinrichtung 360 (CCD, Fluoreszenzschirm, usw.) zum Anzeigen eines vergrößerten Bilds der Maske hingerichtet sind.
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Die Vorrichtung in der 3 enthält ferner einen Computer 380 zum Digitalisieren und Speichern des vergrößerten Bilds der Maske. Der Computer 380 umfasst Software und Hardware zum Vergleichen des digitalisierten Maskenbilds mit einer Soll-Maske (wie entworfen bzw. as-designed). Unter Verwendung von statistischen Abtasttechniken zusammen mit Prozesssteueralgorithmen und Hardware, die in den Herstellungsfachgebieten allgemein bekannt sind, kann die in der 3 veranschaulichte Maskenuntersuchungsvorrichtung eine Komponente eines (nicht gezeigten) Prozesssystems, das Maskendefekte automatisch erfasst und repariert, sein.
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Wie es vorstehend erwähnt ist, ist das EMM sehr empfindlich gegen Stufen in der Oberfläche der Probe. Wenn die Probe auf einem hohen elektrischen Potential gehalten wird, werden Oberflächenstufen bei der Probe in Oberflächen, die ein ungleichförmiges elektrisches Potential haben, oder Nichtäquipotentialoberflächen (non-equipotential surfaces) umgesetzt. Ein von einer nicht ebenen Nichtäquipotentialoberfläche reflektierter gleichmäßiger Elektronenstrahl bekommt eine Geschwindigkeitskomponente tangential zu der Oberfläche. Auf diese Weise wird die Oberflächentopographie der Oberfläche als Intensitätsvariationen bei der Erfassungseinrichtung registriert.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Magnetspule 370 in der Nähe der Maske 310 in das EMM integriert. Durch ein Einstellen der relativen Orientierungen der Maske 310 und der Magnetspule 370 ist es möglich, die Magnetisierung (Dunkel- oder Hellfeldgebiete) relativ zu einer Maskenmerkmalsorientierung einzustellen. Ein Befestigen der Maske 310 an einem (nicht gezeigten) Objektträger ermöglicht z. B. eine Drehung einer Maskenstruktur und ihrer Magnetisierung. Auf diese Weise werden die magnetischen Orientierungen von Schichten für eine optimale Abbildung eines Defekts oder eines anderen Maskenmerkmals eingestellt.
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Ein Drehen der Maske ist z. B. ein bevorzugtes Mittel zum Abbilden einer weichmagnetisch strukturierten Schicht auf einer darunter liegenden hartmagnetischen Schicht. Wenn mehrere derartige Bilder bei verschiedenen Magnetfeldorientierungen aufgenommen werden, dann ist es möglich, Defekte mit einer verschiedenen Magnetisierung für die von Dunkel- oder Hellfeldgebieten zu isolieren. Dies trifft auch für Partikel zu. Falls die weichmagnetische Schicht z. B. entmagnetisiert wird, wird nur der geometrische Aufbau der Maske abgebildet. Der Spulenstrom des Magneten sowie die Spulengeometrie sind andere Parameter, die zum Optimieren von Abbildungsbedingungen eingestellt werden können.
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Noch ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel schließt ein Verwenden von geeigneten magnetischen Materialien in der EUV-Maske in Kombination mit gegen eine Spinpolarisation empfindliche elektrooptische Abbildungsvorrichtungen wie beispielsweise dem EMM ein. Eine derartige Kombination kann eine höhere Auflösung erreichen als optische Verfahren.
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Die 4a, b, c zeigen Beispiele für eine Reflexion eines normalen, einfallenden, monoenergetischen (oder monochromatischen) Elektronenstrahls 410 an einer Nichtäquipotentialoberfläche 420(a, b, c) eines Objekts. Wie es in dieser Figur schematisch gezeigt ist, verursachen Änderungen bei Oberflächenpotentialkonturen 430 eine tangentiale Ablenkung und Beschleunigung der reflektierten Elektronen und ermöglichen daher eine Abbildung auf die in der 3 gezeigte Erfassungseinrichtung. Die Oberflächentopographie ist ein Faktor, der das Oberflächenpotential beeinflusst. Eine Stufe 420a oder ein Graben 420b lenkt z. B. einfallende Elektronen 410 ab. Andere Faktoren schließen die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Probe ein.
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Die magnetische Orientierung des Objekts kann z. B. gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen mit einem angelegten bzw. angewendeten Magnetfeld geändert werden. Falls ein Abschnitt 420c der Probe ein weichmagnetisches Material enthält, wird eine Hinzufügung eines Magnetfelds das EMM-Bild beeinflussen, da die magnetische Orientierung der Probe zur Streuung des Elektronenstrahls beitragen wird. Auf dem Wege eines anderen Beispiels wird dann, wenn zwei Materialien sich mit Bezug auf ihre Interaktion mit den Elektronenspins der sich nähernden Elektronen unterscheiden, dies auch zu einer jeweiligen Intensitätsvariation in der Erfassungseinrichtungsebene führen. Zusätzlich zu der Abbildung der Oberflächentopographie erlaubt das EMM eine Abbildung der elektrischen und magnetischen Variationen der Probe, da diese den Abbildungselektronenstrahl ebenso ändern.
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Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen enthält die Photomaske magnetische Materialien. Wenn z. B. der Maskenabsorber oder -puffer magnetische Eigenschaften hat, sind die Eigenschaften mit der Oberflächentopographie der Maske zusammenwirkend zum Streuen des Abbildungselektronenstrahls tätig, wodurch der Bildkontrast weiter vergrößert wird. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen enthält die Maske entweder hartmagnetische oder weichmagnetische Materialien. Wenn z. B. eine EUV-Absorber-/Pufferschicht-Kombination mit einem hohen magnetischen Kontrast ausgewählt wird, dann kann der Untersuchungsschritt 250 in der 2 unter Verwendung eines EMM wie in der 3 skizziert durchgeführt werden, und die Anforderung des optischen Kontrasts fur die Absorber-/Pufferschicht kann zugunsten der Anforderung des magnetischen Kontrasts gesenkt werden. Dies erlaubt ein Optimieren der Pufferschicht mit Bezug auf die anderen Anforderungen (Ätzung, Reparatur), ohne gleichzeitig die sich häufig gegenseitig ausschließenden Anforderungen der optischen Untersuchung erfüllen zu müssen.
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Wie es vorstehend angeführt ist, behält ein hartmagnetisches Material seine Magnetisierung nach einer Entfernung des magnetisierenden Felds, und ein weichmagnetisches Material verliert seine Magnetisierung schnell. Der unterscheidende Parameter ist die Koerzitivfeldstärke (coercivity) des Materials. Die Koerzitivfeldstärke, die Einheiten A/cm hat, ist das zum Umkehren der Magnetisierung eines Materials auf null erforderliche externe Magnetfeld. Materialien mit einer Koerzitivfeldstärke größer als annähernd 10 A/cm werden im Allgemeinen als hartmagnetische Materialen betrachtet, während die mit einer geringeren Koerzitivfeldstärke im Allgemeinen als weichmagnetische Materialien betrachtet werden. Beispielsweise schließen weichmagnetische Materialien ein: Fe, Ni, Co, Gd, Dy, Mn, MnBi, FeSi. Weichmagnetische Materialien können auch die folgenden Legierungen einschließen: FeCo, FeAl und FeNi. Hartmagnetische Materialien können z. B. CoFeNi, FeCoCr, FeCoV, FeCrCo, AlNiCo, CuNiFe, MnAlCo, PtCo, NdFeCo einschließen.
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Die 5a zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer EUV-Maske. Die Maske umfasst ein Substrat 510 und einen EUV-Bragg-Reflektor 520. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen kann der Bragg-Reflektor z. B. (nicht gezeigte) abwechselnde Schichten aus einem Material mit hohem Z, etwa 2,8 nm dickem Mo, und einem Material mit niedrigem Z, etwa 4,1 nm dickem Si, enthalten.
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel in der 5a umfasst ferner eine ein weichmagnetisches Material umfassende optionale Abdeckschicht 530a, eine ein weichmagnetisches Material umfassende Pufferschicht 540a und eine ein hartmagnetisches Material umfassende EUV-Absorberschicht 550a. Die magnetischen Eigenschaften der Abdeckschicht 530a sind derart gewählt, dass nach einem Entfernen der Pufferschicht 540a ein hoher magnetischer Untersuchungskontrast mit Bezug auf die Absorberschicht 550a beibehalten wird. Die magnetische Orientierung der weichmagnetischen Schichten (d. h. der optionalen Abdeckschicht 530a und der Pufferschicht 540a) können unter Verwendung eines externen Felds eingestellt werden, um den magnetischen Kontrast zwischen dem Puffer 540a und der Absorberschicht 550a zu maximieren.
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Die 5b zeigt ein alternatives bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer EUV-Maske. Die Maske umfasst ein Substrat 510, einen EUV-Bragg-Reflektor 520, eine ein hartmagnetisches Material umfassende optionale Abdeckschicht 530b, eine ein hartmagnetisches Material umfassende Pufferschicht 540b und eine ein weichmagnetisches Material umfassende EUV-Absorberschicht 550b. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die magnetische Orientierung der weichmagnetischen Absorberschicht 550b mit einem externen Magnetfeld eingestellt, um einen optimalen Abbildungskontrast zu erreichen. Andere Ausführungsbeispiele können verschiedene Kombinationen von magnetischen und nicht magnetischen Materialien für den Absorber, den Puffer und die optionale Abdeckschicht enthalten.
