DE102011008924B4

DE102011008924B4 - Defekt-Reparaturvorrichtung und -verfahren für EUV-Maske

Info

Publication number: DE102011008924B4
Application number: DE102011008924.1A
Authority: DE
Inventors: Takashi Ogawa; Hiroshi Oba; Fumio Aramaki; Anto Yasaka
Original assignee: Hitachi High Tech Science Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Science Corp
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: US20110189593A1; JP5662123B2; JP2011181894A; US8460842B2; DE102011008924A1

Abstract

Vorrichtung zur Reparatur einer EUV-Maske, die Defekte einer EUV-Maske unter Verwendung eines Ionenstrahls (2) repariert, aufweisend:eine Ionenquelle (12) vom Feldionisationstyp, die einen Wasserstoffionenstrahl erzeugt;ein ionenoptisches System (1), das den Wasserstoffionenstrahl auf die EUV-Maske fokussiert;einen Probentisch (8), auf dem die EUV-Maske angeordnet wird;einen Detektor (5), der von der EUV-Maske entstehende sekundäre Ladungsteilchen (4) detektiert;eine Abbildformeinheit (9), die auf Basis des Ausgangssignals des Detektors ein Beobachtungsbild der EUV-Maske bildet, welches auf einer Anzeigeeinrichtung (10) angezeigt wird;ein Ätzgasliefersystem (6), das ein Ätzgas zu der EUV-Maske liefert, wobei das Ätzgasliefersystem (6) das Ätzgas zu dem Defekt liefert und das ionenoptische System (1) den Wasserstoffionenstrahl auf die EUV-Maske fokussiert; undeine Wasserstoffgasversorgungsquelle (40), die Wasserstoffgas an die Ionenquelle (12) vom Feldionisationstyp liefert; undeine Reinigungsvorrichtung (41, 42), die zwischen der Ionenquelle vom Feldionisationstyp und der Wasserstoffgasversorgungsquelle (40) ausgebildet ist und das Wasserstoffgas reinigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reparatur von Defekten für eine EUV-Maske, die unter Verwendung eines Ladungsteilchenstrahls einen Defekt in einer EUV-Maske reparieren.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik gibt es ein Verfahren zum Reparieren eines Defektes in einer für ein lithografisches Verfahren eingesetzten Photoschablone unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahls. Vor kurzem wurde ein lithografisches Verfahren entwickelt, das EUV (extremes Ultraviolett) als Belichtungsquelle verwendet. Eine für EUV-Lithografie eingesetzte Maske ist aus einer Reflexionsschicht gebildet, die aus ultradünnen Filmen mit einer Mehrfachschichtstruktur und einer Absorptionsschicht einer Strukturform zusammengesetzt ist. Ein fokussierter Ionenstrahl wird auf einen Defekt in der Strukturform der Absorptionsschicht projiziert, um den Defekt durch Ätzprozess oder Aufdampfprozess zu reparieren. Ein Beispiel ist in JP 2009 - 210 805 A beispielsweise offenbart.
Gemäß dem wie oben erwähnten, offenbarten Verfahren wird es möglich, einen Defekt in der EUV-Maske zu reparieren.
Das Verfahren im Stand der Technik weist jedoch das Problem auf, dass ein auf die Reflexionsschicht in der EUV-Maske projizierter Ionenstrahl einen Schaden an der Mehrfachschichtstruktur verursachen kann, was den Reflexionsgrad deutlich verschlechtert.
Aus der US 2001 / 0 037 994 A1 ist ein Verfahren zum Ätzen eines Gegenstandes, ein Verfahren zum Reparieren eines Musters sowie ein Nitridmuster und ein Halbleiterbauelement zu entnehmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde im Hinblick auf das Vorhergehende ausgearbeitet und hat deshalb die Aufgabe der Bereitstellung einer Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske, die einen Defekt repariert, ohne den Reflexionsgrad der Reflexionsschicht in der EUV-Maske deutlich zu verschlechtern.
Um die Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske wie oben erwähnt bereitzustellen, ist es vorzuziehen, einen Ionenstrahl zu verwenden, der einen geringeren Bestrahlungsschaden an der EUV-Maske verursacht. Außerdem bewirkt eine erhebliche Abweichung der Strommenge eines Ionenstrahls während einer Defektreparatur eine übermäßige oder unzureichende Bearbeitung. Es ist deshalb notwendig, einen Ionenstrahl mit einer stabilen Strommenge auf die EUV-Maske zu projizieren. Weil die EUV-Maske eine feine Struktur aufweist, ist es ferner vorzuziehen, einen Defekt mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu reparieren. Im Hinblick auf das Vorhergehende stellt die Erfindung das Folgende zur Verfügung.
Eine Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst: eine Gasfeld-Ionenquelle, die einen Wasserstoffionenstrahl erzeugt; ein ionenoptisches System, das den Wasserstoffionenstrahl auf die EUV-Maske fokussiert; einen Probentisch, auf den die EUV-Maske zu legen ist; einen Detektor, der von der EUV-Maske erzeugte Sekundärladungsteilchen detektiert; und eine Abbildformeinheit, die auf der Basis eines Ausgangssignals von dem Detektor ein Beobachtungsbild der EUV-Maske formt. Bei einer solchen Anordnung kann durch Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske ein Beobachtungsbild erhalten werden. Somit wird es möglich, einen Schaden an der Mehrfachschichtstruktur von ultradünnen Filmen, die eine Reflexionsschicht in der EUV-Maske bilden, zu verringern.
Die Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske umfasst außerdem eine Wasserstoffgas-Versorgungsquelle, die der Gasfeld-Ionenquelle ein Wasserstoffgas zuführt, und einen Reiniger, der das Wasserstoffgas reinigt.
Bei einer derartigen Anordnung kann der Gasfeld-Ionenquelle ein hochreines Wasserstoffgas zugeführt werden. Es wird somit möglich, einen Wasserstoffionenstrahl mit einer stabilen Strommenge des Strahls zu projizieren.
Es ist vorzuziehen, dass die Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske außerdem eine Ionenerzeugungskammer, in der Ionen erzeugt werden sollen, und eine zwischen der Ionenerzeugungskammer und einer Proben-Vakuumkammer vorgesehene Zwischenkammer umfasst. Bei einer derartigen Anordnung wird es möglich, das Einströmen eines Dotierungsgases aus der Proben-Vakuumkammer in die Ionenerzeugungskammer zu reduzieren.
Es ist vorzuziehen, dass die Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske außerdem eine Strommesselektrode enthält, die zwischen der Gasfeld-Ionenquelle und einer fokussierenden Linsenelektrode vorgesehen ist und eine Strommenge des Wasserstoffionenstrahls misst. Bei einer derartigen Anordnung wird es möglich, eine Strommenge des von der Gasfeld-Ionenquelle projizierten Wasserstoffionenstrahls zu messen. Folglich wird es möglich, Zustände einer Ionenstrahl-Bestrahlung basierend auf der gemessenen Strommenge für die Gasfeld-Ionenquelle zu steuern, um einen Wasserstoffionenstrahl mit einer stabilen Strommenge zu projizieren.
Bei der Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske ist es vorzuziehen, dass die Gasfeld-Ionenquelle und das ionenoptische System den Wasserstoffionenstrahl mit einem Strahldurchmesser von 5 nm oder weniger auf die EUV-Maske projizieren. Folglich wird es möglich, eine feine Struktur der EUV-Maske mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu reparieren.
Bei der Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske ist es vorzuziehen, dass ein oberer Grenzwert einer Bestrahlungsmenge des Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske 4 × 1016 Ionen/cm2 beträgt. Bei einer derartigen Anordnung wird es möglich, eine Beschädigung an der Mehrfachschichtstruktur der die Reflexionsschicht in der EUV-Maske bildenden, ultradünnen Filme weiter zu verringern.
Es ist vorzuziehen, dass die Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske ferner ein Aufdampfgas-Versorgungssystem umfasst, das der EUV-Maske ein Aufdampfgas zuführt. Bei einer solchen Anordnung kann durch Zuführen eines Aufdampfgases und Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske örtlich ein Aufdampffilm ausgebildet werden. Es wird somit möglich, einen defekten Teil der Absorptionsschicht in der EUV-Maske mit dem Aufdampffilm zu reparieren.
Es ist vorzuziehen, dass die Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske außerdem ein Ätzgas-Versorgungssystem umfasst, das der EUV-Maske ein Ätzgas zuführt. Bei einer derartigen Anordnung kann durch Zuführen eines Ätzgases und Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske örtlich eine Ätzbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit angewendet werden. Somit wird es möglich, einen Defekt zu reparieren, indem eine Ätzbearbeitung an einem defekten Teil der Absorptionsschicht in der EUV-Maske effektiv angewendet wird.
Ein Defekt-Reparaturverfahren für eine EUV-Maske nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst: Erhalten eines Beobachtungsbildes durch rasterartiges Führen und Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske; Einstellen einer Defekt-Reparaturposition aus dem Beobachtungsbild; und Reparieren eines Defektes durch Projizieren des Wasserstoffionenstrahls auf die Defekt-Reparaturposition. Bei einer derartigen Anordnung kann ein Beobachtungsbild durch rasterartiges Führen und Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske erhalten werden. Somit wird es möglich, einen Schaden an der Mehrfachschichtstruktur der die Reflexionsschicht in der EUV-Maske bildenden, ultradünnen Filme zu verringern.
Bei dem Defekt-Reparaturverfahren für eine EUV-Maske ist es vorzuziehen, dass ein oberer Grenzwert einer Bestrahlungsmenge des Wasserstoffionenstrahls 4 × 1016 Ionen/cm2 beträgt. Bei einer derartigen Anordnung wird es möglich, einen Schaden an der Mehrfachschichtstruktur der die Reflexionsschicht in der EUV-Maske bildenden, ultradünnen Filme weiter zu verringern.
Bei dem Defekt-Reparaturverfahren für eine EUV-Maske ist es vorzuziehen, dass dem Defekt ein Aufdampfgas zugeführt wird, wenn der Defekt repariert wird. Bei einer solchen Anordnung kann durch das Zuführen eines Aufdampfgases und Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske örtlich ein Aufdampffilm gebildet werden. So wird es möglich, einen defekten Teil der Absorptionsschicht in der EUV-Maske mit dem Aufdampffilm zu reparieren.
Bei dem Defekt-Reparaturverfahren für eine EUV-Maske ist es vorzuziehen, dass dem Defekt ein Ätzgas zugeführt wird, wenn der Defekt repariert wird. Bei einer derartigen Anordnung kann durch das Zuführen eines Ätzgases und Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf die EUV-Maske örtlich eine Ätzbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit angewendet werden. Es wird somit möglich, durch effektive Anwendung von Ätzbearbeitung an einem defekten Teil der Absorptionsschicht einen Defekt in der EUV-Maske zu beheben.
Nach der Defekt-Reparaturvorrichtung für eine wie oben gestaltete EUV-Maske wird es möglich, einen Defekt in der EUV-Maske zu reparieren, ohne den Reflexionsgrad der Reflexionsschicht in der EUV-Maske deutlich zu verschlechtern.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die die Gestaltung einer Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die die Gestaltung einer Ionenquelle in der Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 ist ein Querschnitt der Gestaltung einer EUV-Maske nach einer Ausführungsform der Erfindung;
4 ist ein Ablaufdiagramm nach einer Ausführungsform der Erfindung; und
5 ist eine Flächendarstellung, die die Gestaltung in einem Teil einer EUV-Maske nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer Defekt-Reparaturvorrichtung für eine EUV-Maske der Erfindung erläutert.
Defekt-Reparaturvorrichtung für EUV-Maske
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Defekt-Reparaturvorrichtung 100 für eine EUV-Maske gemäß einer Ausführungsform eine Ionenstrahlsäule 1, die mit einem ionenoptischen System versehen ist, das eine fokussierende Linsenelektrode 16 und eine Objektivlinsenelektrode 17 aufweist, die in einer Ionenquelle 12 erzeugte Ionen auf eine innerhalb einer Vakuumprobenkammer 11 angeordnete Probe 3 fokussieren.
Die Defekt-Reparaturvorrichtung 100 für eine EUV-Maske umfasst außerdem einen Sekundärelektronendetektor 5, der ein Detektor für Sekundärladungsteilchen ist und Sekundärelektronen 4 detektiert, die erzeugt werden, wenn ein Ionenstrahl 2 von der Ionenstrahlsäule 1 auf die Probe 3 projiziert wird. Hierbei wird ein Sekundärionendetektor als der Sekundärladungsteilchendetektor in dem Fall verwendet, wenn von der Probe 3 erzeugte Sekundärionen detektiert werden.
Die Defekt-Reparaturvorrichtung 100 für eine EUV-Maske umfasst auch ein Gasversorgungssystem 6, das der Oberfläche der Probe 3 ein Gas zuführt, einen Probenhalter 7, der die Probe 3 festhält und einen Probentisch 8, der die Probe 3 bewegt.
Die Defekt-Reparaturvorrichtung 100 für eine EUV-Maske nutzt einen Detektor für reflektierte Ionen als Sekundärladungsteilchendetektor in dem Fall, wenn von der Probe 3 erzeugte, reflektierte Ionen detektiert werden. Die Defekt-Reparaturvorrichtung 100 für eine EUV-Maske umfasst ferner eine Abbildformeinheit 9, die ein Beobachtungsbild aus einem Abtastsignal eines Ionenstrahls 2 und einem Detektionssignal von dem Sekundärelektronendetektor 5 formt, und eine Anzeigeeinheit 10, die darauf ein Beobachtungsabbild anzeigt.
Ionenquelle
Die Ionenquelle 12 ist eine Gasfeld-Ionenquelle und umfasst, wie es in 2 gezeigt ist, eine Ionenerzeugungskammer 21, einen Emitter 22, eine Absaugelektrode 23 und eine Kühlvorrichtung 24.
Die Kühlvorrichtung 24 ist an einem Wandabschnitt der Ionenerzeugungskammer 21 vorgesehen. Der nadelförmige Emitter 22 ist an der Kühlvorrichtung 24 auf einer Oberfläche, die der Ionenerzeugungskammer 21 zugewandt ist, befestigt.
Die Kühlvorrichtung 24 kühlt den Emitter 22 mit einem in ihrem Inneren gespeicherten Kühlmedium wie flüssiger Stickstoff und flüssiges Helium. Als Kühlvorrichtung 24 ist ein GM oder Pulsrohrkühler mit geschlossenem Kreislauf oder ein Gasstrom-Kühler vorhanden.
Die Absaugelektrode 23 mit einer Öffnung an einer dem Spitzenende 22a des Emitters 22 gegenüber liegenden Position ist in der Nähe eines Endes der Öffnung der Ionenerzeugungskammer 21 vorgesehen.
Das Innere der Ionenerzeugungskammer 21 wird durch eine Entlüftungsvorrichtung in einem Hochvakuumzustand gehalten. Eine Wasserstoffgas-Versorgungsquelle 40 ist über Gaseinleitungsrohre 43, 44 und 45 mit der Ionenerzeugungskammer 21 verbunden, so dass eine geringe Menge von Wasserstoffgas in die Ionenerzeugungskammer 21 zugeführt wird.
Der Emitter 22 ist ein Element, das durch Beschichtung eines aus Wolfram oder Molybdän hergestellten, nadelförmigen Schichtträgers mit einem Edelmetall wie beispielsweise Platin, Palladium, Iridium, Rhodium und Gold gebildet wird. Das Spitzenende 22a besitzt die Form einer Pyramide, die auf der atomaren Ebene scharf zugespitzt ist.
Alternativ dazu kann der Emitter 22 der sein, der aus einem aus Wolfram oder Molybdän hergestellten, nadelförmigen Schichtträger gebildet ist, wobei das Spitzenende 22a auf der atomaren Ebene dadurch scharf zugespitzt ist, dass in den Schichtträger ein Stickstoffgas oder ein Sauerstoffgas eingeleitet wird.
Der Emitter 22 wird durch die Kühlvorrichtung 24 auf einer etwa 100°K tiefen Temperatur oder tiefer gehalten, während sich die Ionenquelle 12 in Betrieb befindet.
Durch eine Stromversorgung 27 wird zwischen dem Emitter 22 und der Absaugelektrode 23 eine Spannung angelegt.
Wenn zwischen dem Emitter 22 und der Absaugelektrode 23 eine Spannung angelegt ist, entwickelt sich an dem scharf zugespitzten Spitzenende 22a ein äußerst großes elektrisches Feld, während Wasserstoffmoleküle 25 polarisiert und von dem Emitter 22 angezogen werden und sich in Wasserstoffionen umwandeln, wenn sie durch Tunneleffekt an einer Hochfeld-Position des Spitzenendes 22a Elektronen verlieren. Die Wasserstoffionen werden durch den auf einem positiven Potenzial gehaltenen Emitter 22 abgestoßen und kommen auf die Absaugelektrode 23 zu heraus geflogen. Wasserstoffionen 28, die durch die Öffnung in der Absaugelektrode 23 zu einem ionenoptischen System 1 ausgelöst werden, bilden einen Ionenstrahl 2. In dem Fall einer Gasfeld-Ionenquelle enthalten Wasserstoffionen Wasserstoff-Molekularionen und Wasserstoff-Atomionen, wobei sich ein Verhältnis derselben mit einer Spannung ändert. Unter normalen Einsatzbedingungen sind die meisten der Wasserstoffionen Wasserstoff-Molekularionen.
Das Spitzenende 22a des Emitters 22 weist eine extrem zugespitzte Form auf. Weil aus dem Spitzenende 22a Wasserstoffionen heraus fliegen, ist die Energieverteilungsbreite eines von der Ionenquelle 12 emittierten Ionenstrahls 2 extrem schmal. Zum Beispiel kann im Vergleich mit einer Plasmagas-Ionenquelle oder einer Flüssigmetall-Ionenquelle ein Ionenstrahl mit einem kleineren Strahldurchmesser bei höherer Intensität erreicht werden.
Wenn eine an den Emitter 22 angelegte Spannung zu groß ist, fliegen Grundstoffelemente (Wolfram und Platin) des Emitters 22 zusammen mit Wasserstoffionen zu der Absaugelektrode 23 hin heraus. Folglich wird eine bei Betrieb an den Emitter 22 anzulegende Spannung (während ein Ionenstrahl emittiert wird) auf einer Spannung gehalten, die für Grundstoffelemente des Emitters 22 klein genug ist, um nicht aus dem Emitter 22 heraus zu fliegen.
Inzwischen kann die Form des Spitzenendes 22a eingestellt werden, indem die Fähigkeit der Technik der Grundstoffelemente des Emitters 22, wie oben beschrieben, ausgenutzt wird. Zum Beispiel kann der Ionenstrahldurchmesser erhöht werden, indem ein Bereich zum Ionisieren eines Gases dadurch verbreitert wird, dass Elemente, die an der Anstiegskante des Spitzenendes 22a positioniert sind, absichtlich entfernt werden.
Außerdem können durch das Erhitzen des Emitters 22 Edelmetallelemente auf der Oberfläche umgeordnet werden, während verhindert wird, dass die Edelmetallelemente heraus fliegen. Somit wird es möglich, die scharf zugespitzte Form des Spitzenendes 22a, die bei Verwendung stumpf geworden ist, wiederherzustellen.
Wenn Wassermoleküle in einem der Ionenerzeugungskammer 21 zugeführten Wasserstoffgas enthalten sind, haftet zufällig Wasser an dem Emitter 22 und bildet einen Vorsprung. Dann werden Wasserstoffionen in einer Richtung, die sich von der optischen Achse eines Ionenstrahls 2 unterscheidet, freigegeben. Weil eine Haftung von Wassermolekülen zufällig auftritt, kann die Strommenge eines in der optischen Achsenrichtung freigegebenen Ionenstrahls 2 möglicherweise erheblich abweichen. Um eine solche Unbequemlichkeit zu vermeiden, wird ein der Ionenerzeugungskammer 21 zuzuführendes Wasserstoffgas gereinigt.
Als Gaseinleitungsrohre 43, 44 und 45 werden Metallrohre verwendet. Es ist besonders vorzuziehen, SUS-EP Rohre mit einer durch elektrolytisches Polieren feiner gemachten Oberflächenrauhigkeit zu verwenden. Durch Vorheizen der Gaseinleitungsrohre 43, 44 und 45 auf mehrere hundert Grad Celsius kann das Haftvermögen von Wasser an der Innenfläche der Rohre verringert werden.
Außerdem sind Reiniger zum Reinigen eines von der Wasserstoffgas-Versorgungsquelle 40 zugeführten Wasserstoffgases vorgesehen. Ein erster Reiniger 41 reinigt ein Wasserstoffgas, indem zugelassen wird, dass ein verunreinigtes Gas in einem Getterstoff, der aus mehr als einem Typ eines aktivierten Metalls hergestellt ist, aufgenommen wird oder durch einen erhitzten Palladium-Dünnfilm geleitet wird. Ein zweiter Reiniger 42 entfernt eine Verunreinigung mit einer Kühlfalle unter Verwendung von flüssigem Stickstoff.
Als Folge kann ein hochreines Wasserstoffgas mit einer Reinheit von 9N (99,9999999%) oder darüber zugeführt werden. Als Reiniger können entweder der erste Reiniger oder der zweite Reiniger allein verwendet werden. Außerdem können die Reiniger in die Wasserstoffgas-Versorgungsquelle 40 einbezogen werden.
Um das Einströmen eines verunreinigtes Gases aus der Vakuumprobenkammer 11 in die Ionenerzeugungskammer 21 zu reduzieren, ist außerdem eine Zwischenkammer 13 in einem Vakuumzustand im Inneren der Ionenstrahlsäule 1 vorgesehen. Das Innere der Zwischenkammer 13 wird durch eine Vakuumpumpe 14 luftleer gepumpt, die sich von der Entlüftungsvorrichtung unterscheidet, die verwendet wird, um die Ionenerzeugungskammer 21 luftleer zu pumpen.
Ein in der Ionenerzeugungskammer 21 erzeugter Ionenstrahl 2 durchläuft ein Loch mit kleinem Durchmesser zwischen den Vakuumkammern, um auf die Vakuumprobenkammer 11 projiziert zu werden. Zwischen der Ionenerzeugungskammer 21 und der Zwischenkammer 13 ist ein Loch 111 vorgesehen, und zwischen der Zwischenkammer 13 und der Vakuumprobenkammer 11 ist ein Loch 112 vorgesehen. Hier kann sie derart gestaltet sein, dass die Zwischenkammer 13 die Objektivlinsenelektrode 17 aufnimmt und das Loch 112 näher zu der Vakuumprobenkammer 11 positioniert ist als die Objektivlinsenelektrode 17. Insbesondere in dem Fall, wenn das Gas eines Aufdampfmaterials oder ein Ätzgas für einen Aufdampffilm für eine Defektreparatur in der Vakuumprobenkammer 11 verwendet wird, kann das Einströmen eines verunreinigten Gases in dem Gas des Aufdampfmaterials oder dem Ätzgas in die Ionenerzeugungskammer 21 verringert werden.
Ionenoptisches System
Das ionenoptische System umfasst von der Ionenquelle 12 zu der Vakuumprobenkammer 11 aufeinander folgend die fokussierende Linsenelektrode 16, die einen Ionenstrahl 2 konvergent macht, und die Objektivlinsenelektrode 17, die den Ionenstrahl 2 auf die Probe 3 fokussiert.
Mit der Ionenstrahlsäule 1, die wie oben erwähnt gestaltet ist, kann ein Strahldurchmesser auf 5 nm oder kleiner reduziert werden, weil eine Quellengröße auf 1 nm oder kleiner und die Energieverteilung eines Ionenstrahls 2 auf 1eV oder kleiner eingestellt werden können. Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann die Ionenstrahlsäule 1 mit einem Massefilter, wie ein ExB-Massefilter versehen sein, um die Ordnungszahl von Ionen scharf zu unterscheiden.
Strommengenmessung
Die Ionenstrahlsäule 1 umfasst eine Strommesselektrode 18 zur Messung der Strommenge eines Ionenstrahls 2 zwischen der Ionenquelle 12 und der fokussierenden Linsenelektrode 16. Ein an die Strommesselektrode 18 angeschlossenes Amperemeter 19 misst die Strommenge eines auf die Strommesselektrode 18 projizierten Ionenstrahls 2.
Die Absaugelektrode 23 in der Ionenquelle 12 wird gesteuert, so dass eine durch das Amperemeter 19 gemessene Strommenge konstant bleibt. Es wird somit möglich, einen Ionenstrahl 2 mit einer stabilen Strommenge auf die Probe 3 zu projizieren.
Gasversorgungssystem
Das Gasversorgungssystem 6 ist so gestaltet, um das Aufdampfmaterialgas eines Aufdampffilms (zum Beispiel ein Gas auf Kohlenstoffbasis wie Phenanthren und Naphthalin, ein Metall enthaltendes Gas einer Metallverbindung wie Platin und Wolfram) aus einem Aufdampfmaterialbehälter durch eine Gasdüse auf die Oberfläche der Probe 3 zuzuführen.
In dem Fall, da wo ein Ätzverfahren angewandt wird, ist das Gasversorgungssystem 6 imstande, ein Ätzgas (zum Beispiel Xenonfluorid, Chlor, Jod, Chlortrifluorid, Fluormonoxid und Wasser) aus dem Aufdampfmaterialbehälter durch die Gasdüse zuzuführen.
EUV-Maske
Eine als die Probe 3 genutzte EUV-Maske ist, wie in 3 gezeigt, aus einer Reflexionsschicht 33 einer Molybdän-Silizium-Mehrfachschichtstruktur, einer Pufferschicht 32, einem Absorber 31 (Strukturform), die aufeinander folgend auf einem Glassubstrat 34 vorgesehen sind, gebildet. Der EUV-Lithografie entsprechend wird extremes UV-Licht auf die EUV-Maske projiziert, und unter Verwendung von Reflexlicht wird eine Maskenstruktur übertragen. Wenn es in der Strukturform des Absorbers 31 der EUV-Maske einen Defekt gibt, wird die Maskenstruktur zusammen mit dem Defekt übertragen. Um eine solche Unbequemlichkeit zu vermeiden, ist es notwendig, den Defekt zu reparieren.
Hinsichtlich der Strukturabmessung der EUV-Maske, zum Beispiel im Fall eines einem 22-nm- Knoten entsprechenden Verfahrens, ist eine halbe Teilung einer Zeile und ein Abstand 88 nm, wobei die erforderliche Genauigkeit einer Defektreparatur etwa 2 nm oder kleiner für drei Sigma ist.
Ionenstrahl-Bestrahlungsschaden an EUV-Maske
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung führten eine Simulation und ein Experiment zur Beschädigung durch Ionenstrahlbestrahlung an einer EUV-Maske durch. In dem Experiment wurde ein beschädigter Zustand der EUV-Maske durch Bestrahlung eines Ionenstrahls auf die Molybdän-Silizium-Mehrfachschichtstruktur, welche die Reflexionsschicht ist, geprüft.
Heliumionenstrahlen mit Strahlbestrahlungsmengen von 4 × 1015 Ionen/cm2, 4 × 1016 Ionen/cm2 und 4 × 1017 Ionen/cm2 wurden mit einer Beschleunigungsspannung von 30 kV projiziert, und nach einer Bestrahlung wurden TEM-Schnittbilder (Transmissionselektronenmikroskopie) der Molybdän-Silizium-Mehrfachschichtstruktur erhalten.
Dann wurde herausgefunden, dass in der Molybdän-Silizium-Mehrfachschichtstruktur bis zu einer Tiefe von 280 nm von der Probenoberfläche eine Vermischung in den durch Heliumionen mit Strahlbestrahlungsmengen von 4 ×1016 Ionen/cm2 und 4 × 1017 Ionen/cm2 bestrahlten EUV-Masken eingetreten war. Anschließend wurde auch eine Simulation im Prozess einer Ionenimplantation durch die Monte-Carlo-Methode durchgeführt, wobei sich die Tiefe der Ionenimplantation in Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Experimentes befand.
Es wurde der Reflexionsgrad von EUV-Masken für extremes UV-Licht nach Bestrahlung von Ionenstrahlen gemessen. Anschließend wurde herausgefunden, dass der Reflexionsgrad durch Bestrahlung von Ionenstrahlen mit Strahlbestrahlungsmengen von 4 × 1016 Ionen/cm2 und 4 ×1017 Ionen/cm2 deutlich verschlechtert war.
Im Hinblick auf das Vorhergehende kann gesagt werden, dass eine Vermischung in der Mehrschichtstruktur durch Projizieren eines Ionenstrahls auf die Reflexionsschicht eintritt und folglich der Reflexionsgrad der EUV-Maske für extremes UV-Licht verschlechtert ist. Ferner wird eine Beschädigung größer, wenn eine Strahlbestrahlungsmenge zunimmt. Mit einem Heliumionenstrahl wurde herausgefunden, dass eine Verschlechterung des Reflexionsgrades klein ist, wenn eine Strahlbestrahlungsmenge 4 × 1015 Ionen/cm2 war, was jedoch nicht ausreichend ist, um einen defekten Abschnitt zu reparieren.
Unter diesen Umständen haben die Erfinder der Anmeldung den Wasserstoffionen Beachtung geschenkt, die eine kleinere Ordnungszahl als Heliumionen besitzen. Es wurde bei dem Prozess einer Ionenimplantation durch die Monte-Carlo-Methode eine Simulation durchgeführt und ein Vergleich hinsichtlich der Anzahl von abgestoßenen Atomen innerhalb der Probe vorgenommen, wenn einfallende Ionen implantiert wurden. Anschließend wurde herausgefunden, dass wenn die einfallenden Ionen Wasserstoffionen waren, die Anzahl von abgestoßenen Ionen etwa ein Zehntel von dem war, wenn die einfallenden Ionen Heliumionen waren. Auf der Basis dieser Erkenntnisse haben die Erfinder die Vorstellung erlangt, dass ein Wasserstoffionenstrahl als ein zum Reparieren eines Defektes in einer EUV-Maske verwendeter Strahl wirksam ist.
Daher haben die Erfinder der Anmeldung ein Experiment durchgeführt, um eine Beziehung zu prüfen zwischen der Bestrahlungsmenge eines Wasserstoffionenstrahls und einem beschädigten Zustand der Reflexionsschicht in der EUV-Maske. Wasserstoffionenstrahlen mit Strahlbestrahlungsmengen von 4 × 1016 Ionen/cm2 und 4 × 1017 Ionen/cm2 wurden mit einer Beschleunigungsspannung von 30 kV projiziert, und nach einer Bestrahlung wurden TEM-Schnittbilder (Transmissionselektronenmikroskopie) der Molybdän-Silizium-Mehrfachschichtstruktur erhalten.
Es wurde dann herausgefunden, dass ein beschädigter Zustand bei dem TEM-Schnittbild in dem Fall einer Strahlbestrahlungsmenge von 4 × 1016 Ionen/cm2 im Wesentlichen dem beschädigten Zustand in dem Fall eines Heliumionenstrahls mit einer Strahlbestrahlungsmenge von 4 × 1015 Ionen/cm2 entspricht. Mit anderen Worten, ein Wasserstoffionenstrahl mit einer Strahlbestrahlungsmenge von 4 × 1016 Ionen/cm2 ist praktisch anwendbar, weil eine Verschlechterung des Reflexionsgrades der Reflexionsschicht klein und eine Bestrahlungsmenge ausreichend ist, um einen defekten Abschnitt zu reparieren, selbst wenn er auf die Reflexionsschicht projiziert wird.
Es wurde außerdem herausgefunden, dass ein Bereich, in dem eine Vermischung auftrat, 140 nm tief von der Probenoberfläche war. Dieses Ergebnis befindet sich in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Simulation bei dem Prozess einer Ionenimplantation durch die Monte-Carlo-Methode.
Im Hinblick auf das Vorhergehende kann gesagt werden, dass es möglich wird, einen Defekt in einer EUV-Maske zu reparieren, während eine Beschädigung an der EUV-Maske durch Verwendung eines Wasserstoffionenstrahls verringert wird.
Erste Ausführungsform
Es wird jetzt eine Ausführungsform der Anmeldung zusammen mit dem Ablaufdiagramm von 4 beschrieben. Eine defekte Position in einer EUV-Maske, die die auf den Probenhalter 7 gelegte Probe 3 ist, wird auf dem Probentisch 8 bewegt, so dass sie sich in einem Bestrahlungsbereich eines Ionenstrahls 2 befindet.
Ein Wasserstoffionenstrahl wird rasterartig geführt und von der Ionenstrahlsäule 1 auf die EUV-Maske projiziert, wobei durch den Sekundärelektronendetektor 5 von der EUV-Maske erzeugte Sekundärelektronen 4 detektiert werden. Aus einem Abtastsignal des Wasserstoffionenstrahls und einem Detektionssignal von dem Sekundärelektronendetektor 5 (Schritt S1, Erhalten eines Beobachtungsbildes) wird ein Beobachtungsbild der EUV-Maske in der Abbildformeinheit 9 erhalten.
Anschließend wird das erhaltene Beobachtungsbild auf der Anzeigeeinrichtung 10 abgebildet, und es wird eine Einstellung der Reparaturposition durchgeführt, um den Ionenstrahl-Bestrahlungsbereich auf einem defekten Abschnitt einzustellen (Schritt S2, Einstellen einer Reparaturposition). Somit ist die Ionenstrahl-Bestrahlungsposition festgelegt.
Danach wird in dem Fall, dass der Defekt ein Redundanzdefekt der Absorberstruktur ist, aus dem Gasversorgungssystem 6 Xenonfluorid als Ätzgas auf die Oberfläche der Probe 3 zugeführt; und durch das Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf den Ionenstrahl-Bestrahlungsbereich wird eine Defekt-Reparaturbearbeitung angewendet (Schritt 3, Defektreparatur). Die Bearbeitung ist beendet, wenn der Abschnitt des Redundanzdefekts weggeätzt ist.
In dem Fall, dass der Defekt ein Defekt der fehlenden Absorberstruktur ist, wird aus dem Gasversorgungssystem 6 ein Phenanthrengas als ein Aufdampfgas auf die Oberfläche der Probe 3 zugeführt, und die Defekt-Reparaturbearbeitung wird durch Projizieren eines Wasserstoffionenstrahls auf den Ionenstrahl-Bestrahlungsbereich angewendet. Der Defekt ist behoben, wenn ein Aufdampffilm auf dem defekten Abschnitt aufgetragen ist.
Das Reparaturergebnis wird bestätigt (S4) und der Ablauf endet, wenn die Reparatur abgeschlossen ist. In dem Fall, dass die Reparatur nicht abgeschlossen ist, kehrt der Ablauf zum Schritt S1, Erhalten eines Beobachtungsbildes zurück, um den defekten Abschnitt nochmals zu reparieren.
Durch Verwendung von Wasserstoffionen als das Ionen-Impfelement eines Ionenstrahls kann ein durch Bestrahlung eines Ionenstrahls verursachter Ionenstrahl-Bestrahlungsschaden auf der Reflexionsschicht beim Reparieren eines defekten Abschnitts bedeutender verringert werden als in einem Fall, bei dem Heliumionen verwendet werden. Somit wird es möglich, eine Verschlechterung des Reflexionsgrades der Reflexionsschicht für extremes UV-Licht zu verringern.
Zweite Ausführungsform
Es wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der der obere Grenzwert einer Bestrahlungsmenge eines Wasserstoffionenstrahls auf eine EUV-Maske auf 4 × 1016 Ionen/cm2 eingestellt ist. 5 ist die Ansicht auf die Oberfläche eines Teils einer EUV-Maske, bei der die Struktur des Absorbers 31 auf der Reflexionsschicht 33 vorgesehen ist.
Ein Ionenstrahl 2 wird rasterartig geführt und auf einen Beobachtungsbereich 52 projiziert, der einen Defekt 51 in der EUV-Maske enthält. Sekundärelektronen 4, die erzeugt werden, werden durch den Sekundärelektronendetektor 5 detektiert, und es wird ein Beobachtungsbild des Beobachtungsbereiches 52 erhalten. Auf dem erhaltenen Beobachtungsbild wird eine Reparaturposition eingestellt, und der Defekt wird behoben.
In dem Fall, dass die Reparatur nicht abgeschlossen ist, wird ein Ionenstrahl 2 rasterartig geführt und wieder auf den Beobachtungsbereich 52 projiziert, um ein Beobachtungsbild zu erhalten. Dann wird auf dem Beobachtungsbild eine Reparaturposition für zusätzliches Bearbeiten eingestellt.
Der obere Grenzwert einer Bestrahlungsmenge eines Wasserstoffionenstrahls, auf den hier hingewiesen ist, bedeutet den oberen Grenzwert einer Menge von Ionen, die auf einen gegebenen Bestrahlungsbereich projiziert werden. Bei der oben erwähnten Reparaturbearbeitung wird er so gesteuert, dass eine Gesamtmenge von auf den Defekt 51 projizierten Ionen nicht den oberen Grenzwert erreicht.
Der Defekt 51 ist von einer Größe im Bereich von mehreren Nanometern bis zu 1 µm, wobei ein Bearbeitungsbereich in Abhängigkeit von der Größe eines Defektes eingestellt wird. Als Ionenstrahlstrom wird ein Strom von 5 pA oder darunter genutzt, wobei der Ionenstrahlstrom vorher gemessen wird. Auf der Grundlage von Bearbeitungsbereich und Strom wird eine Bestrahlungsdosis pro Flächeneinheit berechnet, um die maximale Zeit anzugeben, über die eine Bestrahlung gestattet ist. Dies ermöglicht es einer Bedienungsperson, einen Reparaturvorgang auszuführen, indem dem oberen Grenzwert einer Bestrahlungsmenge Beachtung geschenkt wird.
In einem Fall, bei dem eine Bestrahlungsmenge den oberen Grenzwert erreicht hat, ist es möglich, eine Steuerung durchzuführen, um eine Bestrahlung des Ionenstrahls 2 auf den gleichen Beobachtungsbereich zu blockieren. Somit wird es möglich zu verhindern, dass der Ionenstrahl 2 auf die EUV-Maske mit einer Bestrahlungsmenge projiziert wird, die den oberen Grenzwert überschreitet.

Claims

Vorrichtung zur Reparatur einer EUV-Maske, die Defekte einer EUV-Maske unter Verwendung eines Ionenstrahls (2) repariert, aufweisend: eine Ionenquelle (12) vom Feldionisationstyp, die einen Wasserstoffionenstrahl erzeugt; ein ionenoptisches System (1), das den Wasserstoffionenstrahl auf die EUV-Maske fokussiert; einen Probentisch (8), auf dem die EUV-Maske angeordnet wird; einen Detektor (5), der von der EUV-Maske entstehende sekundäre Ladungsteilchen (4) detektiert; eine Abbildformeinheit (9), die auf Basis des Ausgangssignals des Detektors ein Beobachtungsbild der EUV-Maske bildet, welches auf einer Anzeigeeinrichtung (10) angezeigt wird; ein Ätzgasliefersystem (6), das ein Ätzgas zu der EUV-Maske liefert, wobei das Ätzgasliefersystem (6) das Ätzgas zu dem Defekt liefert und das ionenoptische System (1) den Wasserstoffionenstrahl auf die EUV-Maske fokussiert; und eine Wasserstoffgasversorgungsquelle (40), die Wasserstoffgas an die Ionenquelle (12) vom Feldionisationstyp liefert; und eine Reinigungsvorrichtung (41, 42), die zwischen der Ionenquelle vom Feldionisationstyp und der Wasserstoffgasversorgungsquelle (40) ausgebildet ist und das Wasserstoffgas reinigt.
Vorrichtung zur Reparatur einer EUV-Maske nach einem von Anspruch 1, aufweisend: eine Ionenerzeugungskammer (21), die den Wasserstoffionenstrahl erzeugt; und eine Zwischenkammer (13), die zwischen der Ionenerzeugungskammer (21) und einer Vakuum-Probenkammer (11), die den Probentisch (8) aufnimmt, angeordnet ist.
Vorrichtung zur Reparatur einer EUV-Maske nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Ionenquelle (12) vom Feldionisationstyp und das ionenoptische System (1) den Wasserstoffionenstrahl mit einem Strahldurchmesser von höchstens 5 nm auf die EUV-Maske strahlen.
Vorrichtung zur Reparatur einer EUV-Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der obere Grenzwert der Dosis der Bestrahlung der EUV-Maske mit dem Wasserstoffionenstrahl als 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² beträgt.
Vorrichtung zur Reparatur einer EUV-Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die zwischen der Ionenquelle (12) vom Feldionisationstyp und der Fokussierlinsenelektrode (16) eine Strommesselektrode zum Messen einer Strommenge des Wasserstoffionenstrahls aufweist.
Verfahren zur Reparatur einer EUV-Maske, das Defekte einer EUV-Maske unter Verwendung eines Ionenstrahls (2) repariert, aufweisend: einen Beobachtungsprozess, in dem ein Wasserstoffionenstrahl abtastend auf eine EUV-Maske gestrahlt wird und ein Beobachtungsbild erlangt wird; einen Reparaturpositionsfestlegungsprozess, in dem aus dem Beobachtungsbild eine Defektreparaturposition festgelegt wird; und einen Defektreparaturprozess, in dem ein Ätzgas zu dem Defekt geliefert wird, der Wasserstoffionenstrahl auf die Defektreparaturposition gestrahlt wird und der Defekt repariert wird.
Verfahren zur Reparatur einer EUV-Maske nach Anspruch 6, wobei der obere Grenzwert der Dosis der Bestrahlung der EUV-Maske mit dem Wasserstoffionenstrahl als 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² beträgt.