DE102016205941B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Analysieren eines Defekts einer fotolithographischen Maske oder eines Wafers - Google Patents

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Abstract

Rastersondenmikroskop (200, 300) mit einer Sondenanordnung (310, 410) zum Analysieren zumindest eines Defekts (740, 745, 750, 755, 760) einer fotolithographischen Maske (720) oder eines Wafers, das Rastersondenmikroskop (300) aufweisend:a. Zumindest eine erste Sonde (415, 420), die ausgebildet ist, um den zumindest einen Defekt (740, 745, 750, 755, 760) zu analysieren;b. Mittel (425, 430, 435), um zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) zu erzeugen, mit der die Position des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) auf der Maske (720) bzw. dem Wafer angezeigt wird; undc. wobei die Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) so ausgebildet ist, dass sie von einem Rasterteilchenmikroskop (1100) detektiert werden kann.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Analysieren eines Defekts einer fotolithographischen Maske oder eines Wafers. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Analysieren eines Phasendefekts einer fotolithographischen Maske.
  • Stand der Technik
  • Rastersondenmikroskope tasten mit einer Sonde eine Probe bzw. deren Oberfläche ab und erzeugen so eine dreidimensionale Repräsentation der Topographie der Probenoberfläche. Im Folgenden werden Rastersondenmikroskope durch SPM - englisch für Scanning Probe Microscope - abgekürzt. Je nach Art der Wechselwirkung zwischen der Messspitze und der Probenoberfläche werden verschiedene SPM Typen unterschieden. Häufig werden Rastertunnelmikroskope (STM, Scanning Tunneling Microscope) eingesetzt, bei denen zwischen der Probe und der Messspitze, die einander nicht berühren, eine Spannung angelegt und der resultierende Tunnelstrom gemessen wird. Der Einsatz des STM ist damit auf leitfähige Proben oder Proben, die mit einer leitfähigen Oberflächenschicht versehen sind, beschränkt.
  • Das Rasterkraftmikroskop (RKM oder englisch: AFM für Atomic Force Microscope oder SFM für Scanning Force Microscope) weist diese Beschränkung der zu untersuchenden Probe nicht auf. Bei diesem SPM Typ wird die Sonde oder die Messspitze durch atomare Kräfte der Probenoberfläche, typischerweise Van-der-Waals-Kräfte ausgelenkt. Die Auslenkung der Messspitze ist proportional zu der zwischen der Sonde und der Probenoberfläche wirkenden Kraft und diese Kraft wird zum Bestimmen der Topographie verwendet.
  • Neben diesen gängigen SPM Typen gibt es eine Vielzahl weiterer Gerätetypen, die für spezielle Anwendungsgebiete eingesetzt werden, wie beispielsweise Magnetkraftmikroskope oder optische und akustische Rasternahfeldmikroskope.
  • Es ist weiterhin bekannt, dass Rastersondenmikroskope durch eine geeignete Gestaltung der Wechselwirkung zwischen der Messspitze und der Probe auch zum gezielten Verändern einer Probe bzw. deren Oberfläche eingesetzt werden können. Beispielsweise beschreibt das Patent US 5 043 578 A das Abscheiden von Gold-Nanostrukturen auf ein leitfähiges Substrat mit Hilfe einer leitfähigen Messspitze eines Rastertunnelmikroskops. In dem Übersichtsartikel „Nanoscale materials patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography“ in Materials and Engineering R 54, (2006), S. 1-48 geben die Autoren X.N. Xie, H.J. Chung, C.H. Sow und A.T.S. Wee einen Überblick über das Schreiben von Nanostrukturen in die Oberfläche einer Probe und das Abscheiden von Nanostrukturen auf die Oberfläche einer Probe.
  • Die WO 2012 / 110 602 A1 der Anmelderin offenbart eine Sondenanordnung für ein Rastersondenmikroskop, die eine oder mehrere Sonden zum Analysieren eines Defekts einer Probe aufweist und eine oder mehrere Sonden zum Beseitigen des analysierten Defekts umfasst. Das Patent US 7 281 419 B2 beschreibt eine multifunktionale Sondenanordnung für ein Rastersondenmikroskop mit Sonden zum Untersuchen einer Probenoberfläche und Sonden, um Nanostrukturen auf die Oberfläche der Probe zu schreiben.
  • Neben einem Rastersondenmikroskop ist ein Rasterteilchenmikroskop, insbesondere in Form eines Rasterelektronenmikroskops (SEM für Scanning Electron Microscope) ein wichtiges Werkzeug, um zum einen Proben mit hoher Auslösung zu vermessen und zum anderen, um identifizierte Defekte zu korrigieren. Beispielsweise beschreibt das Patent US 9 164 371 B2 das Kompensieren von in der Vielschichtstruktur einer reflektiven Fotomaske vergrabenen Defekten mit Hilfe eines Elektronenstrahls und eines Ätzgases.
  • Defekte im Mikro- und/oder Nanometerbereich können mit Hilfe verschiedener Messprinzipien detektiert werden. Dabei ist zu beachten, dass Defekte bei der Verwendung mehrerer Messprinzipien unterschiedlich dargestellt werden. Beispielsweise können Rastersondenmikroskop Phasendefekte, insbesondere Phasendefekte fotolithographischer Masken, nicht oder nur schlecht detektieren. Um Defekte im Mikro- oder Nanometerbereich umfassend zu analysieren, werden diese deshalb häufig mit Messverfahren, die verschiedene Wechselwirkungen mit der Probe ausnutzen, untersucht. Das Patent US 6 683 316 B2 bezieht sich auf die Analyse einer Probe mit Hilfe eines optischen Bildes und eines SEM Bildes. Die WO 2013 / 010 976 A2 beschreibt das Untersuchen eines Defekts mittels ultravioletter Strahlung, eines Rastersondenmikroskops und eines Rasterteilchenmikroskops sowie das Kombinieren der mittels der drei Messwerkzeuge aufgenommenen Daten.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 079 382 A1 betrifft ein Verfahren zum Analysieren eines Defekts eines optischen Elements für den extremen ultravioletten Wellenlängenbereich mit zumindest einem Substrat und zumindest einer Mehrschichtstruktur. Das Verfahren umfasst die Schritte: (a) Bestimmen erster Daten durch Belichten des Defekts mit ultravioletter Strahlung; (b) Bestimmen zweiter Daten durch Abtasten des Defekts mit einem Rastersondenmikroskop; (c) Bestimmen dritter Daten durch Scannen des Defekts mit einem Rasterteilchenmikroskop; und (d) Verknüpfen der ersten, der zweiten und der dritten Daten.
  • Die WO 2004 / 015 496 A2 beschreibt das Reparieren von Defekten photolithographischer Masken unter Verwendung eines geladenen Teilchenstrahls und topographischer Daten von einem Rastersondenmikroskop. Die topographischen Daten des Rastersondenmikroskops oder eines ähnlichen Geräts werden als ein Ersatz für eine Endpunkt-Detektion benutzt, um eine präzise Reparatur von Defekten von phasenschiebenden Photomasken unter Verwendung eines geladenen Teilchenstrahlsystems zu ermöglichen. Die topographischen Daten einer Defektfläche werden benutzt, um die Anzeige einer semitransparenten topographischen Karte zu erzeugen, die einem geladenen Teilchenstrahl-Bild überlagert werden kann. Die Dichte des topographischen Bildes und die Ausrichtung der beiden Bilder können von einem Bediener angepasst werden, um den Strahl präzise zu positionieren. Die topographischen Daten eines Rastersondenmikroskops können auch benutzt werden, um die Dosis des geladenen Teilchenstrahls für jeden Punkt innerhalb der Defektfläche anzupassen basierend auf der Höhe und dem Oberflächenwinkel des speziellen Punkts.
  • Der Artikel „Enhancing re-detection efficacy of defects on blank wafers using stealth fiducial markers“ von M.A.J. Bouwens et al., in Microelectronic Engineering 153 (2016) S. 48-54) beschreibt, dass es möglich ist, mit schnellen optischen Inspektions-Tools Teilchendefekte zu lokalisieren. Der nächste Schritt ist die Defektüberprüfung zur weiteren Defekt-Charakterisierung. Wenn die Wafer-Rohlinge zu einem anderen Tool transferiert werden, z.B. einem SEM oder einem AFM geht die absolute Defektposition verloren. Eine erneute Detektion der Defekte in dem Überprüfungs-Tool ist zeitaufwändig. Um die Detektionsgeschwindigkeit zu verbessern, kann ein Passermarken-System verwendet werden, das die Koordinaten des schnellen Inspektions-Tools und die Koordinaten des Charakterisierungs-Tools koppelt. Das Passermarken-System wird mittels Photolack und Elektronenstrahl-Lithographie abgeschieden.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2013 225 936 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Korrelieren von zumindest zwei Abbildungen einer photolithographischen Maske, die zumindest teilweise überlappen, wobei die Vorrichtung eine Korrelationseinheit aufweist, die ausgebildet ist, um zumindest eine zufällige in den zumindest zwei Abbildungen vorhandene Variation von zumindest einem Strukturelement der photolithographischen Maske zur Korrelation der zumindest zwei Abbildungen zu verwenden.
  • Die US-Patentschrift US 7 691 541 B2 beschreibt eine Photomasken-Reparatur unter Verwendung einer direkt-schreibenden Nanolithographie, die das Verwenden eines Rastersondenmikroskops (z.B. einer Atomkraftmikroskop-Spitze) zum Deponieren von Tinten-Materialien (ink materials) einschließlich von Sol-Gel-Tinten. Additive Verfahren können mit subtraktiven Verfahren kombiniert werden. Die Höhen von Nanostrukturen, die Löcher füllen, können kontrolliert werden, ohne die Kontrolle über die lateralen Abmessungen der Nanostrukturen zu verlieren. Phasenschieber von phasenschiebenden Masken können zusätzlich durch selektives Deponieren von Sol-Gel-Material repariert werden, das in ein festes Oxid umgewandelt wird, das optische Transparenz aufweist und einen Brechungsindex, der an die zu reparierenden Phasenschieber angepasst ist.
  • Der Artikel „Nanoscale materials patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography“ von X.N. Xie et al., in Materials Science and Engineering R 54 (2006) S. 1-48, stellt eine aktualisierte und umfassende Beschreibung der Atomkraftmikroskopie (AFM)-Nanolithographie zum Strukturieren und für die Herstellung auf einer Nanometerskala bereit. Die zahlreichen AFM-Nanolithographie-Techniken werden in zwei allgemeine Gruppen der kraftassistierten und bias-assistierten Nanoltihographie auf der Basis ihrer mechanistischen und ihrer Betriebseigenschaften klassifiziert. Die Fähigkeiten der AFM-Nanolithographie in der Strukturierung einer großen Familie von Materialien, die von einzelnen Atomen oder Molekülen bis zu großen biologischen Netzwerken reicht, wird präsentiert. Betonung wird auf die AFM-Nanolithographischen-Techniken, wie etwa Dip-Pen Nanolithographie, anodische Proben-Oxidation, usw. gelegt, wegen des schnellen Fortschritts und der breiten Anwendungen dieser Techniken.
  • Zum Überlagern von Messdaten, die mit Hilfe verschiedener Wechselwirkungen mit der Probe gewonnen wurden, werden häufig Markierungen eingesetzt. So beschreibt die Anmeldung der Anmelderin DE 10 2011 084 829 A1 , ähnlich wie die bereits oben erwähnte US 9 164 371 B2 , das Überlagern von optischen und SEM Bildern anhand von Registriermarkierungen.
  • Um die Überlagerungsproblematik von Messdaten, die mit verschiedenen Messmethoden gewonnen wurden, zu entschärfen, werden in jüngerer Zeit ein Rastersondenmikroskop und ein Rasterteilchenmikroskop in einem Gerät integriert. Die US 2015 / 0 380 210 A1 berichtet von einem derartigen Kombinationsgerät. Die WO 2012/ 163 518 A1 beschreibt Möglichkeiten, Messdaten, die mittels eines Rastersondenmikroskops und mit Hilfe eines Rasterteilchenmikroskops in einem Kombinationsgerät aufgenommen wurden, zu überlagern.
  • Die Integration eines Rastersondenmikroskops und eines Rasterteilchenmikroskops in einem Gerät schränkt jedoch die Flexibilität und die Einsatzmöglichkeiten der beiden integrierten Werkzeuge ein. Zum einen muss aus Platzgründen ein Kompromiss in der Funktionalität der beiden integrierten Werkzeuge eingegangen werden. Zum anderen ist der Einsatz der beiden Werkzeuge durch die verschiedenen Anforderungen an die Einsatzumgebung eines Rastersondenmikroskops und eines Rasterteilchenmikroskops eingeschränkt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Analysieren eines Defekts einer Probe anzugeben, die die Möglichkeiten der Defektanalyse verbessern und die oben genannten Nachteile zumindest zum Teil vermeiden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Rastersondenmikroskop mit einer Sondenanordnung zum Analysieren zumindest eines Defekts einer fotolithographischen Maske oder eines Wafers, wobei die Vorrichtung aufweist: (a) Zumindest eine erste Sonde, die ausgebildet ist, um den zumindest einen Defekt zu analysieren; (b) Mittel, um zumindest eine Markierung zu erzeugen, mit der die Position des zumindest einen Defekts auf der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer angezeigt wird; und (c) wobei die Markierung so ausgebildet wird, dass sie von einem Rasterteilchenmikroskop detektiert werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßes Rastersondenmikroskop analysiert in einem ersten Schritt einen Defekt einer fotolithographischen Maske oder eines Wafers mit einer oder mehrerer Sonden. Dann erzeugt das Rastersondenmikroskop eine oder mehrere Markierungen in der Nähe des analysierten Defekts. Die erzeugte(n) Markierung(en) weisen die Eigenschaft auf, dass diese von einem Teilchenstrahl eines Rasterteilchenmikroskops in einfacher Weise detektiert werden können. Dies ist eine der zentralen Forderungen an die zumindest eine Markierung: Anders als etwa der Defekt, muss die zumindest eine Markierung im Bild eines Rasterteilchenmikroskops deutlich sichtbar sein, um die Position des Defekts der Probe mit großer Genauigkeit bestimmen zu können. Dadurch erleichtert ein erfindungsgemäßes Rastersondenmikroskop einem Rasterteilchenmikroskop das Auffinden eines Defekts, der im Rasterteilchenmikroskop keinen Materialkontrast erzeugt und keinen oder nur einen schwachen Topographiekontrast aufweist.
  • Nach einem Aspekt ist die zumindest eine erste Sonde ausgebildet, einen Defekt zu analysieren, der von dem Rasterteilchenmikroskop nicht oder nicht zuverlässig detektiert werden kann. Die zumindest eine Markierung kann ausgebildet sein, einen Materialkontrast in einem Bild des Rasterteilchenmikroskops zu erzeugen.
  • Ein Beispiel eines solchen Defekts ist ein Phasendefekt einer fotolithographischen Maske. Ein Phasendefekt wird beispielsweise durch eine großflächige Unebenheit eines Substrats einer Fotomaske hervorgerufen. Bei Fotomasken oder einfach Masken, die für kurzwellige Fotolithographieanlagen ausgelegt sind, reichen bereits Abweichungen von einer vorgegebenen Kontur im einstelligen Nanometerbereich aus, um Phasendefekte zu erzeugen. Aufgrund des fehlenden Materialkontrasts und des kaum vorhandenen Topographiekontrasts sind Phasendefekte mit einem Rasterteilchenmikroskop kaum nachweisbar. Hingegen kann ein Rastersondenmikroskop Unebenheiten in Sub-Nanometerbereich nachweisen. Mit Hilfe einer oder mehreren Markierungen kann einem Rasterteilchenmikroskop die Position eines Phasendefekts einer fotolithographischen Maske angezeigt werden. Das Rasterteilchenmikroskop kann die Markierungen bei der Defektkorrektur benutzen. Die im einleitenden Teil ausgeführte Überlagerungsproblematik von Messdaten, die anhand zweier verschiedener Wechselwirkungen mit der Probe aufgenommen wurden, kann zum großen Teil vermieden werden.
  • Ein Rastersondenmikroskop kann ferner eine Steuereinheit aufweisen, die ausgebildet ist, die zumindest eine Markierung so auf der Probe anzubringen, dass sowohl die zumindest eine Markierung als auch zumindest ein Teil des zumindest einen Defekts in einem einzigen Scan-Bereich des Rastersondenmikroskops angeordnet sind.
  • Durch diese Bedingung wird sichergestellt, dass der Abstand zwischen dem Defekt und der bzw. den Markierungen mit großer Genauigkeit ermittelt werden können.
  • Der Scan-Bereich einer Sonde eines Rastersondenmikroskops kann ein Quadrat oder ein Viereck mit einer Seitenlänge von 0,1 µm bis 400 µm, bevorzugt 0,5 µm bis 10 µm, und am meisten bevorzugt 1 µ bis 5 µm umfassen.
  • Der Scan-Bereich eines Rastersondenmikroskops oder dessen Gesichtsfeld ist die Fläche, die eine Messspitze einer Sonde durch Betätigen eines Aktuators der Sonde, vorzugsweise eines Piezoaktuators, überstreichen kann, ohne dass das Rastersondenmikroskop und die fotolithographische Maske oder der Wafer bzw. der Probentisch auf dem die Maske oder Wafer angeordnet ist, relativ zueinander bewegt werden.
  • Wie bereits oben angesprochen, indem zumindest eine Markierung so in Bezug auf einen Defekt auf der Oberfläche einer Probe angebracht wird, dass die zumindest eine Markierung und zumindest ein Teil eines Defekts innerhalb eines Scan-Bereichs angeordnet werden, sind die Koordinaten der Grundfläche des Defekts relativ zu den Koordinaten der zumindest einen Markierung mit großer Präzision bekannt.
  • Im Folgenden werden die Ausdrücke „fotolithographische Maske“, „Fotomaske“ und „Maske“ als Synonyme verwendet. Die fotolithographische Maske kann eine reflektive oder eine transmissive Fotomaske umfassen. Der Begriff Wafer umfasst eine unbearbeitete Halbleiterscheibe und reicht bis zum fertigen Halbleiterbauelement.
  • In einem weiteren Aspekt umfasst das Analysieren des zumindest einen Defekts das Bestimmen von Topographiedaten des zumindest einen Defekts und von Positionsdaten der zumindest einen Markierung durch die Steuereinheit des Rastersondenmikroskops.
  • Die Steuereinheit kann ferner ausgebildet sein, die Positionsdaten der zumindest einen Markierung in Bezug zu den Topographiedaten des zumindest einen Defekts zu setzen.
  • Wie bereits angedeutet, können Sonden eines Rastersondenmikroskops die Oberfläche eine Probe und damit einer Maske oder eines Wafers mit einer Auflösung im Sub-Nanometerbereich abtasten. Dadurch kann ein genaues dreidimensionales Abbild eines Defekts einer Probe bestimmt werden.
  • Topographiedaten eines Defekts umfassen die Punkte einer Grundfläche eines Defekts, d.h. die xy-Koordinaten in Bezug auf die Position oder die Koordinaten der zumindest einen Markierung. Ferner enthalten die Topographiedaten eines Defekts die Höhe bzw. die Vertiefung des Defekts, d.h. seine z-Koordinate relativ zu einer defektfreien Oberfläche der Maske oder des Wafers.
  • Die Maske oder der Wafer können zumindest eine Passermarke (fiducial mark) aufweisen. Die zumindest eine Passermarke wird mit dem markierten Defekt im Koordinatensystem des Rastersondenmikroskops korreliert. Diese Korrelation wird in das Koordinatensystem des Rastersondenmikroskops übertragen. Mittels der Korrelation kann somit eine Abbildung vom Koordinatensystem des Rastersondenmikroskops in das Koordinatensystem des Rasterteilchenmikroskops überführt werden.
  • Die Steuereinheit kann ferner ausgebildet sein, Positionsdaten der zumindest einen Markierung und/oder die Topographiedaten des zumindest einen Defekts in einem nicht-flüchtigen Speicher zu speichern.
  • Die von dem Rastersondenmikroskop bestimmten Messdaten können dadurch in einfacher Weise einer Vorrichtung zum Korrigieren eines Defekts, d.h. beispielsweise einem Rasterteilchenmikroskop zur Verfügung gestellt werden. Das Auffinden eines Defekts in einem Rasterteilchenmikroskop wird dadurch erleichtert. Dies gilt insbesondere für Phasendefekte einer fotolithographischen Maske, die - wie bereits oben ausgeführt - mit dem Teilchenstrahl eines Rasterteilchenmikroskops nicht oder nur sehr schwer abbildbar sind.
  • Die Steuereinheit kann ferner ausgebildet sein, aus den Topographiedaten des zumindest einen Defekts eine Reparaturform zum Korrigieren des zumindest einen Defekts zu bestimmen.
  • Eine Reparaturform definiert die räumliche und eine zeitliche Verteilung der Intensität eines Teilchenstrahls und den zeitlichen Verlauf eines Gasmengenstroms eines Ätzgases oder eines Depositionsgases zum Korrigieren bzw. Kompensieren eines Defekts einer Maske bzw. eines Wafers.
  • In einem Aspekt weist die zumindest eine erzeugte Markierung einen definierten Bezug zu zumindest einer auf der Maske bzw. dem Wafer vorhandenen Referenzmarkierung auf.
  • Die Position eines Defekts ist damit über deren Bezug zu der zumindest einen Markierung im Koordinatensystem der Maske oder des Wafers bekannt. Dadurch wird es beispielsweise möglich, die Position eines Defekts zu dessen Korrektur zu lokalisieren, selbst dann falls der Defekt (z.B. ein Phasendefekt einer fotolithographischen Maske) in einem von dem Teilchenstrahl erzeugten Bild nicht sichtbar ist.
  • Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, zumindest zwei Markierungen an gegenüberliegenden Seiten des zumindest einen Defekts anzubringen. Ferner kann die Steuereinheit ausgebildet sein, vier Markierungen zu erzeugen, die an Ecken eines Rechtecks angeordnet sind, das den zumindest einen Defekt einschließt.
  • Das Anbringen von zwei oder mehr Markierungen für einen einzigen Defekt erhöht zum einen den Aufwand zum Erzeugen der Markierungen und zum anderen zum Entfernen der Markierungen nach dem Korrigieren des Defekts. Dafür ist auf der Basis von zwei oder mehr Markierungen eine genauere Lokalisierung eines Defekts während dessen Reparatur möglich.
  • Das Mittel zum Erzeugen der zumindest einen Markierung kann die zumindest eine erste Sonde umfassen, die ausgebildet ist zumindest eine Vertiefung in der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer zu erzeugen.
  • In der einfachsten Ausführungsform umfasst die Sondenanordnung eines Rastersondenmikroskops eine einzige Sonde, die in einer ersten Betriebsart zum Analysieren eines oder mehrerer Defekte eingesetzt wird. In einer zweiten Betriebsart wird die einzige Sonde benutzt, um eine oder mehrere Markierungen für den aufgefundenen Defekt zu erzeugen. Dies kann beispielsweise durch das Generieren einer bzw. mehrerer Vertiefungen in der Maske oder in dem Wafer erfolgen.
  • In einem Aspekt umfasst die zumindest eine erste Sonde zumindest zwei Sonden, die ausgebildet sind, um den zumindest einen Defekt zu analysieren.
  • Mit einer Sondenanordnung, die zwei oder mehr Analysesonden umfasst, die beispielsweise über einen anderen Mechanismus mit der Probe in Wechselwirkung treten können oder einen verschiedenen Krümmungsradius der Messspitze aufweisen, kann ein umfassendes Bild von der Maske oder dem Wafer bzw. eines oder mehrerer auf der Oberfläche vorhandener Defekte bestimmt werden. Die Optimierung der zwei oder mehr Analysesonden kann beispielsweise über die Geometrie und die Materialwahl für diese Sonden erfolgen. Zum anderen kann die Halterung dieser Sonden für das Erfüllen dieser Funktion optimiert sein.
  • Zudem können verschiedene Defekte, die verschiedene Defektarten umfassen und/oder spezifische Positionen aufweisen, auf der Maske oder dem Wafer vorhanden sein. Eine der zumindest zwei Sonden kann zusätzlich zum Erzeugen einer oder mehrerer Markierungen auf der Maske oder dem Wafer eingesetzt werden.
  • Das Mittel zum Erzeugen der zumindest einen Markierung kann zumindest eine zweite Sonde umfassen, die ausgebildet ist, zumindest eine Vertiefung in der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer zu erzeugen. Die zumindest eine Vertiefung kann in einem Element der Absorberstruktur der fotolithographischen Maske erzeugt werden.
  • Die Techniken zum Erzeugen einer Struktur in der Oberfläche einer Maske bzw. eines Wafers werden in dem im einleitenden Teil genannten Übersichtsartikel unter dem Begriff „force-assisted nanolithography“ erläutert.
  • Eine Sondenanordnung, die wenigstens zwei Sonden aufweist, ist günstig, da diese für das Ausführen von verschiedenen Funktionen oder Aufgaben optimiert werden können. Die zumindest eine zweite Sonde kann gezielt dafür ausgelegt werden, die Maske bzw. den Wafer in einer vorgegebenen Weise zu verändern und dadurch eine Markierung auf der Maske bzw. dem Wafer zu erzeugen. Die Parameter für das Design einer Spitze einer solchen Sonde hängen beispielsweise davon ab, ob eine Markierung auf der Probe durch Abscheiden von Material auf der Probe oder durch Erzeugen einer Struktur in der Oberfläche der Probe generiert wird. Die Halterung der zweiten Sonde - die im Folgenden, wie im Fachgebiet üblich, auch Cantilever genannt wird - und die Messspitze der zweiten Sonde werden so ausgeführt, dass die Spitze optimal zur Erfüllung der vorgegebenen Funktion eingesetzt werden kann. Zusätzlich ermöglicht die Steuereinheit eines erfindungsgemäßen Rastersondenmikroskops, die Betriebsart der zweiten Sonde an die auszuführende Funktion anzupassen. Weiterhin kann eine Sondenanordnung mehrere zweite Sonden zum Erzeugen von mehr als einer Markierung umfassen. Beispielsweise kann eine Sondenanordnung eine erste zweite Sonde umfassen, die durch Erzeugen einer Vertiefung in der Probe eine erste Markierung erzeugt und eine weitere zweite Sonde zum Abscheiden von Material auf der Probe aufweisen, um eine zweite Markierung durch Abscheiden von Material auf die Oberfläche der Probe zu generieren. Somit können Sondenanordnungen für ein erfindungsgemäßes Rastersondenmikroskop gefertigt werden, deren einzelne Sonden für spezifische Einsatzgebiete optimiert sind.
  • Vorzugsweise wird von einer Sondenanordnung zu jedem Zeitpunkt nur eine Sonde betrieben, während die andere oder die anderen Sonden sich in einer Ruheposition befinden, in der die Spitze dieser Sonde bzw. dieser Sonden bevorzugt in einem Abstand von der Oberfläche des Wafers bzw. der Maske gehalten werden, der groß genug ist, um im Wesentlichen eine Wechselwirkung dieser Sonde(n) mit der Maske oder dem Wafer bzw. dem Defekt der Maske oder des Wafers zu verhindern. Damit ist der apparative Aufwand für den Einbau einer oben definierten Sondenanordnung in ein herkömmliches Rastersondenmikroskop gering. Wichtig ist allerdings, dass jede der Sonden durch ein Bewegungselement oder mehrere Bewegungselemente aus ihrer jeweiligen Ruheposition schnell und reproduzierbar in eine definierte Arbeitsposition gebracht werden kann.
  • Das Mittel zum Erzeugen der zumindest einen Markierung kann zumindest eine zweite Sonde umfassen, die ausgebildet ist, durch Anlegen einer Spannung an eine Messspitze der zumindest einen zweiten Sonde Material als zumindest eine Markierung auf der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer abzuscheiden. Das Material der zumindest einen Markierung kann auf ein Element der Absorberstruktur der fotolithographischen Maske abgeschieden werden.
  • Das Abscheiden von Material auf die Oberfläche einer Maske oder eines Wafers kann durch Anlegen einer Gleichspannung oder durch Spannungspulse zwischen der Probe und der Messspitze der zweiten Sonde in einem Wassermeniskus zwischen der Messspitze und der Probenoberfläche erfolgen. Der im zweiten Abschnitt erwähnte Übersichtartikel „Nanoscale material patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography“ von X.N. Xie, H.J. Chung, C.H. Sow und A.T.S. Wee beschreibt diese Technik, die zum Anbringen einer Markierung auf die Oberfläche einer Probe eingesetzt werden kann, als „bias-assisted nanolithography“.
  • Die Spitze einer zweiten Sonde wird nicht zum Messen der Oberfläche eingesetzt und stellt somit streng genommen keine Messspitze dar. Im Folgenden wird eine Spitze einer zweiten Sonde, die zum Abscheiden von Material auf die Oberfläche einer Maske bzw. eines Wafers oder zum Verändern der Oberfläche der Maske bzw. des Wafers eingesetzt wird, ebenfalls als Messspitze bezeichnet.
  • Das Mittel zum Erzeugen der zumindest einen Markierung kann zumindest eine zweite Sonde umfassen, die ausgebildet ist, die zumindest eine Markierung durch direktes Schreiben von Tinte in einem Dip Pen Nanolithographieprozess zu erzeugen. Die zumindest eine Markierung kann durch Abscheiden von Material auf einem Substrat und/oder auf einem Element der Absorberstruktur der fotolithographischen Maske erzeugt werden.
  • Das Erzeugen einer oder mehrerer Markierungen durch direktes Schreiben mittels eines DPN (Dip Pen Nanolithography) Prozesses weist die Vorteile auf, dass die Markierung(en) im Wesentlichen ohne Beschädigung der Maske oder des Wafers erzeugt werden können und mit geringem Aufwand wieder von der Maske bzw. dem Wafer entfernt werden können. Die Techniken zum Abscheiden einer Struktur und damit einer Markierung auf die Oberfläche einer Maske oder eines Wafers werden in dem oben genannten Übersichtsartikel unter dem Begriff „dip pen nanolithography“ diskutiert.
  • Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, Design-Daten der fotolithographischen Maske zum Bestimmen einer Position zum Anbringen der zumindest einen Markierung zu benutzen.
  • Damit kann sichergestellt werden, dass eine Markierung beispielsweise nicht an einer Kante eines Elements der Absorberstruktur einer Fotomaske angebracht wird. Die dann nur schwer von einem Teilchenstrahl eines Rasterteilchenmikroskop detektiert werden kann. Darüber hinaus kann durch das Einbeziehen der Design-Daten der Maske das Anbringen und das Entfernen einer Markierung von einer Maskenoberfläche erleichtert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass bei einer Fotomaske die Markierungen vorzugsweise auf Elemente der Absorberstruktur generiert werden, die hinsichtlich druckbarer Defekte (printable defects) weniger kritisch sind als das Substrat einer transparenten Maske oder die Vielschicht-Reflexionsstruktur einer reflektiven Maske.
  • Die zumindest eine Markierung kann zumindest eine Kantenrauigkeit zumindest eines Elements der Absorberstruktur umfassen.
  • Bei einer ausgeprägten Kantenrauigkeit wenigstens eines Elements der Absorberstruktur kann diese als einzige Markierung für einen in der Nähe befindlichen Defekt der Fotomaske benutzt werden. Vorzugsweise wird eine Kantenrauigkeit jedoch als eine zusätzliche Markierung verwendet, neben zumindest einer weiteren Markierung, die auf der Maske mit Hilfe einer der zweiten Sonden des Rastersondenmikroskops erzeugt wird. Es kann ferner notwendig sein, eine ausgeprägte Kantenrauigkeit als einen Defekt der Fotomaske zu betrachten und entsprechend zu beseitigen.
  • Die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite Sonde können einen Abstand von 1000 µm bis 50 µm, bevorzugt 500 µm bis 100 µm, und am meisten bevorzugt 250 µm bis 200 µm aufweisen. Die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite Sonde einer Sondenanordnung können als ein mikro-elektromechanisches System ausgebildet (MEMS) ausgebildet sein, in dem die Genauigkeit des Abstandes der zumindest einen ersten und der zumindest einen zweiten Sonde kleiner als 1 µm, bevorzugt kleiner als 200 nm, und am meisten bevorzugt kleiner als 50 nm ist.
  • Das Rastersondenmikroskop kann eine Schnittstelle aufweisen zum Übertragen der Positionsdaten der zumindest einen Markierung, und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts, und/oder der Reparaturform des zumindest einen Defekts an das Rasterteilchenmikroskop.
  • Das Übertragen der Positionsdaten der Markierung(en) und zusätzlich wenigstens der Topographiedaten des Defekts bzw. der Defekte der Maske bzw. des Wafers an ein Reparaturwerkzeug, wie etwa einem Rasterteilchenmikroskop, erleichtert das Beseitigen bzw. Kompensieren des Defekts bzw. der Defekte durch das Reparaturwerkzeug ganz wesentlich.
  • Das Rastersondenmikroskop kann ein Rasterkraftmikroskop umfassen.
  • Ein Messsystem kann ein Rastersondenmikroskop nach einem der oben beschriebenen Aspekte und ein Rasterteilchenmikroskop aufweisen, wobei letzteres eine Schnittstelle aufweist zum Empfangen von Positionsdaten der zumindest einen Markierung, und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts, und/oder der Reparaturform des zumindest einen Defekts.
  • Die zumindest eine Markierung wird so ausgeführt, dass diese von dem Rasterteilchenmikroskop mit hoher Ortsauflösung bestimmt werden kann. Indem dem Rasterteilchenmikroskop die Topographiedaten des Defekts bzw. der Defekte oder gar deren Reparaturform(en) bereitgestellt werden, kann das Rasterteilchenmikroskop den bzw. die Defekte mit großer Genauigkeit lokalisieren und dadurch mit hoher Präzision beseitigen. Das im einleitenden Teil erörterte Überlagerungsproblem von Messdaten, die durch verschiedene Wechselwirkungsmechanismen mit der Maske bzw. dem Wafer ermittelt wurden, entfällt zum großen Teil. Dadurch werden die Einsatzmöglichkeiten sowohl eines erfindungsgemäßen Rastersondenmikroskops als auch eines Rasterteilchenmikroskops optimiert.
  • Das Rasterteilchenmikroskop kann eine Steuereinheit aufweisen, die ausgebildet ist, zumindest einen Teilchenstrahl zum Detektieren der zumindest einen Markierung und des zumindest einen Defekts über die fotolithographische Maske bzw. den Wafer zu scannen.
  • Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann ausgebildet sein, eine Reparaturform für den zumindest einen Defekt aus Scan-Daten des Teilchenstrahls, den Positionsdaten der zumindest einen Markierung und den Topographiedaten des zumindest einen Defekts zu bestimmen.
  • Das Rasterteilchenmikroskop kann ferner aufweisen: (a) Zumindest einen ersten Vorratsbehälter, der ausgebildet ist zumindest ein Ätzgas zu speichern; und/oder (b) Zumindest einen zweiten Vorratsbehälter, der ausgebildet ist zumindest ein Depositionsgas zu speichern; und/oder (c) zumindest ein Zuleitungssystem mit zumindest einem ersten Ventil für den zumindest einen ersten Vorratsbehälter und zumindest einem zweiten Ventil für den zumindest einen zweiten Vorratsbehälter, wobei das Zuleitungssystem ausgebildet ist, das zumindest eine Ätzgas und/oder das zumindest eine Depositionsgas an einer Position des Defekts und der zumindest einen Markierung bereitzustellen.
  • Durch diese zusätzlichen Komponenten kann das Rasterteilchenmikroskop neben der Analyse eines Defekts auch zu dessen Korrektur eingesetzt werden.
  • Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann ferner ausgebildet sein, anhand der Reparaturform den zumindest einen Teilchenstrahl und den Gasmengenstrom des zumindest einen Ätzgases oder den Gasmengenstrom des zumindest einen Depositionsgases zum Korrigieren des zumindest einen Defekts zu steuern.
  • Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann ferner ausgebildet sein, den Gasmengenstrom des zumindest einen Ätzgases oder den Gasmengenstrom des zumindest einen Depositionsgases zum Korrigieren des zumindest einen Defekts zu steuern. Das Korrigieren des zumindest einen Defekts kann in einer Vakuumumgebung erfolgen.
  • Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann ausgebildet sein, den zumindest einen Teilchenstrahl und den Gasmengenstrom des zumindest einen Ätzgases oder den Gasmengenstrom des zumindest einen Depositionsgases zum Entfernen der zumindest einen Markierung zu steuern. Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann ferner ausgebildet sein, den zumindest einen Teilchenstrahl und einen Gasmengenstrom des zumindest einen Ätzgases oder einen Gasmengenstrom des zumindest einen Depositionsgases zum Entfernen der zumindest einen Markierung zu steuern.
  • Neben der präzisen Korrektur des Defekts bzw. der Defekte kann das definierte Rasterteilchenmikroskop zusätzlich die Markierung(en) weitgehend rückstandsfrei von der Maske bzw. dem Wafer entfernen. Die Markierung(en) können in mittels eines Ätzprozesses entfernt werden, falls die Markierung(en) von Form abgeschiedenen Materials realisiert wurden. Falls die Markierung(en) in Form von Vertiefungen erzeugt werden, könnten diese durch Abscheiden von Material über der/den Markierung(en) entfernt werden.
  • Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann zudem ausgebildet sein, die zumindest eine Markierung aus den Positionsdaten der Markierung automatisch zu erkennen.
  • Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann ferner ausgebildet sein, die Positionsdaten der zumindest einen Markierung den Scan-Daten des zumindest einen Teilchenstrahls automatisch zu überlagern.
  • Das Messsystem kann überdies eine Reinigungsvorrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, die zumindest eine Markierung mittels eines chemischen Reinigungsprozesses zu entfernen.
  • Das Entfernen der Markierung(en) im Rahmen eines notwendigen Reinigungsschrittes während eines Herstellungsprozesses einer Maske oder eines Wafers vermeidet einen zusätzlichen Prozessschritt für das Entfernen der Markierung(en).
  • Das zumindest eine Ätzgas kann umfassen: Xenondifluorid (XeF2), Sauerstoff (02), Ozon (O3), Wasserdampf (H2O), Wasserstoffperoxid (H2O2), Distickstoffoxid (N20), Stickstoffoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Salpetersäure (HNO3), Chlor (Cl2), Chlorwasserstoff (HCl), Flusssäure (HF), Jod (I2), Wasserstoffjodid (HI), Brom (Br2), Wasserstoffbromid (HBr), Nitrosylchlorid (NOCl), Phosphortrichlorid ((PCl3), Phosphorpentachlorid (PCl5), Phosphortrifluorid (PF3) und Stickstofftrifluorid (NF3).
  • Dass zumindest eine Depositionsgas kann umfassen: ein Metallcarbonyl, wie etwa Chromhexacarbonyl (Cr(CO)6), Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)6), Wolframhexacarbonyl (W(CO)6), Dikobaltoctocarbonyl (Co2(CO)8), Trirutheniumdodecarbonyl (RU3(CO)12) oder Eisenpentapentacarbonyl (Fe(CO)5), ein Metallalkyl, wie etwa Cyclopentadienyl (Cp) Trimethylplatin (CpPtMe3), Methylcyclopentadienyl (MeCp) Trimethylplatin (MeCpPtMe3), Tetramethylzinn (SnMe4), Trimethylgallium (GaMe3) oder Ferrocencyclopentadienyl (Cp2Fe), ein Metallhalogenid, wie etwa Wolframhexachlorid (WCl6), Titantetrachlorid (TiCl4), Bortrichlorid (BCl3) oder Siliziumtetrachlorid (SiCl4), ein Metallalkoxid, wie etwa Tetraethylorthosilicat (Si(OC2H5)4) oder Titaniisopropoxid (Ti(OCH(CH3)2)4). Ferner kann das zumindest eine Depositionsgas eine organische Kohlenstoffverbindung umfassen. Die organische Kohlenstoffverbindung kann umfassen: Ethylen (C2H4), Styrol (C8H8), Pyren (C16H10), Hexadecan (C16H34), Flüssige Paraffine (C12H26 bis C18H38), Methansäure (CH2O2), Essigsäure (C2H4O2), Acylsäure (C3H4O2), Proprionsäure (C3H6O2) und/oder Metacylsäuremethylester (MMA) (C5H8O2).
  • Die zumindest eine Schnittstelle des Rasterteilchenmikroskops kann eine Sender-/Empfängerkombination zum drahtlosen Senden einer Anfrage an ein Rastersondenmikroskop und zum Empfangen von Positionsdaten der zumindest einen Markierung, und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts, und/oder einer Reparaturform des zumindest einen Defekts umfassen.
  • Die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops kann ferner ausgebildet sein, eine Position der zumindest einen Markierung in einem definierten Bezug zu zumindest einer auf der Maske oder dem Wafer vorhandenen Referenzmarkierung zu bestimmen.
  • Ein Rasterteilchenmikroskop kann ein Rasterelektronenmikroskop umfassen.
  • Ein Verfahren zum Analysieren zumindest eines Defekts einer fotolithographischen Maske oder eines Wafers weist die Schritte auf: (a) Analysieren des zumindest einen Defekts mit einem Rastersondenmikroskop; (b) Erzeugen zumindest einer Markierung auf der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer mit dem Rastersondenmikroskop, wobei die zumindest eine Markierung so ausgebildet ist, dass sie in von einem Rasterteilchenmikroskop detektiert werden kann; und (c) Detektieren der zumindest einem Markierung mit zumindest einem Teilchenstrahl des Rasterteilchenmikroskops.
  • Das Beginnen eines Prozesses zum Analysieren von Defekten einer Fotomaske oder eines Wafers mit einem Rastersondenmikroskop anstelle eines Rasterteilchenmikroskops bietet zumindest zwei Vorteile: Zum einen können mit dem Rastersondenmikroskop Defekte untersucht werden, die für das Rasterteilchenmikroskop unsichtbar sind. Dadurch wird die Verlässlichkeit der Defektanalyse gesteigert. Zum anderen können Markierungen mit Hilfe eines Rastersondenmikroskops - verglichen mit den Möglichkeiten eines Rasterteilchenmikroskops - in einfacherer Weise erzeugt werden. Da das Rastersondenmikroskop eine Vielzahl von Möglichkeiten zum Generieren einer oder mehrerer Markierungen eröffnet, kann die Markierung so ausgelegt werden, dass sie sich optimal von ihrer Umgebung abhebt. Zudem kann die Markierung so erzeugt werden, dass diese nach Abschluss eines Defektreparaturprozesses leicht von der Maske bzw. dem Wafer entfernt werden kann. Schließlich setzt das Anbringen einer oder mehrerer Markierungen durch das Rastersondenmikroskop kostbare Zeit für die Reparaturvorrichtung, nämlich das Rasterteilchenmikroskop frei.
  • Der zumindest eine Defekt kann einen Defekt umfassen, der von dem Rasterteilchenmikroskop nicht oder nicht zuverlässig detektiert werden kann.
  • Eine wichtige Klasse solcher Defekte sind die bereits oben diskutierten Phasendefekte fotolithographischer Masken.
  • In einem Aspekt wird die zumindest eine Markierung so nahe an dem zumindest einen Defekt erzeugt, dass zumindest ein Teil des Defekts und die zumindest eine Markierung in einem einzigen Scan-Bereich des Rastersondenmikroskops angeordnet sind.
  • Das Analysieren des zumindest einen Defekts kann das Bestimmen von Topographiedaten des zumindest einen Defekts und Positionsdaten der zumindest einen Markierung umfassen.
  • Ein anderer Aspekt weist ferner den Schritt auf: Bestimmen einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt aus den Topographiedaten des zumindest einen Defekts.
  • Ein weiterer Aspekt weist ferner den Schritt auf: Speichern von Positionsdaten der zumindest einen Markierung, und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts, und/oder einer Reparaturform des zumindest einen Defekts in einem nichtflüchtigen Speicher des Rastersondenmikroskops.
  • Ferner kann das Verfahren den Schritt aufweisen: Übertragen der Positionsdaten der zumindest einen Markierung, und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts, und/oder der Reparaturform vom Rastersondenmikroskop zum Rasterteilchenmikroskop.
  • Das Verfahren kann den Schritt aufweisen: Scannen des zumindest einen Defekts und der zumindest einen Markierung mit dem zumindest einen Teilchenstrahl des Rasterteilchenmikroskops.
  • Ein Aspekt umfasst den Schritt des Überlagerns von Daten des Teilchenstrahl-Scans mit den Positionsdaten der zumindest einen Markierung und den Topographiedaten des zumindest einen Defekts zum Bestimmen einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt.
  • Das Detektieren der Positionsdaten der zumindest einen Markierung kann mittels eines Computer-unterstützen Erkennens von Markierungen erfolgen.
  • Das Erzeugen der zumindest einen Markierung kann umfassen: Benutzen von Design-Daten einer fotolithographischen Maske zum Bestimmen einer Position zum Anbringen der zumindest einen Markierung.
  • Ein Aspekt weist ferner den Schritt auf: Korrigieren des zumindest einen Defekts mittels der Reparaturform, des zumindest einen Teilchenstrahls und zumindest einem Ätzgas oder zumindest einem Depositionsgas. Ein anderer Aspekt weist zudem den Schritt auf: Korrigieren des zumindest einen Defekts mittels der Reparaturform und zumindest einem Ätzgas oder zumindest einem Depositionsgas.
  • Ein weiterer Aspekt weist ferner den Schritt auf: Entfernen der zumindest einen Markierung von der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer mit dem zumindest einen Teilchenstrahl und zumindest einem Ätzgas oder zumindest einem Depositionsgas. Ein anderer Aspekt weist ferner den Schritt auf: Entfernen der zumindest einen Markierung von der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer mit zumindest einem Ätzgas oder zumindest einem Depositionsgas.
  • Das Verfahren kann überdies den Schritt aufweisen: Entfernen der zumindest einen Markierung von der fotolithographischen Maske bzw. dem Wafer mittels eines chemischen Reinigungsschritts. Der chemische Reinigungsschritt kann ein nasschemischer Reinigungsschritt sein.
  • Das Verfahren kann ferner den Schritt aufweisen: Erzeugen der zumindest einen Markierung in einem definierten Bezug zu zumindest einer auf der Maske bzw. dem Wafer vorhandenen Referenzmarkierung. Zudem kann Verfahren den Schritt aufweisen: Bestimmen der Positionsdaten der zumindest einen Markierung in Bezug auf zumindest eine Passermarke (fiducial mark) eines Probentisches, auf dem die Maske oder der Wafer angeordnet ist.
  • Das Erzeugen der zumindest einen Markierung kann umfassen: Erzeugen zumindest einer Vertiefung in einem Element einer Absorberstruktur einer fotolithographischen Maske. Ferner kann das Erzeugen der zumindest einen Markierung umfassen: Abscheiden von Material auf einem Substrat und/oder auf einem Element der Absorberstruktur einer fotolithographischen Maske.
  • Figurenliste
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
    • 1 ein Ablaufdiagramm zum Erzeugen einer Reparaturform nach dem Stand der Technik für einen Defekt repräsentiert;
    • 2 eine schematische Darstellung einiger wichtiger Komponenten eines Rastersondenmikroskops zeigt;
    • 3 eine schematische Darstellung eines Rastersondenmikroskops der 2 mit einer Sondenanordnung darstellt;
    • 4 eine schematische Darstellung einer Sondenanordnung in Aufsicht einschließlich eines Umschalters und einer Steuereinheit wiedergibt;
    • 5 eine schematische vergrößerte Darstellung einer Sondenanordnung mit für verschiedene Funktionen optimierten Messspitzen veranschaulicht;
    • 6 die 5 mit einer aus der Ruheposition in die Arbeitsposition abgesenkten Sonde darstellt;
    • 7 schematisch zwei Arten von Defekten auf einer Fotomaske und von Sonden eines Rastersondenmikroskops (SPM) zeigt, die zur Defektanalyse eingesetzt werden;
    • 8 schematisch zwei Defekte fehlenden Absorbermaterials einer fotolithographischen Maske veranschaulicht und Sonden eines SPM zu deren Analyse angibt;
    • 9 eine Aufsicht auf die Defekte der 7 darstellt, nachdem die Defekte durch Markierungen gekennzeichnet wurden;
    • 10 eine Aufsicht auf die Defekte der 8 wiedergibt, nachdem die Defekte durch Markierungen gekennzeichnet wurden;
    • 11 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zeigt, mit der Markierungen gelesen und Defekte fotolithographischer Masken oder Wafern korrigiert werden können;
    • 12 eine schematische Darstellung eines Messsystem repräsentiert, das das Rastersondenmikroskop der 3 und die Vorrichtung der 11 kombiniert; und
    • 13 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens genauer erläutert. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die im Folgenden beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sind.
  • Das Flussdiagramm 100 der 1 veranschaulicht den derzeitigen Stand zum Ermitteln einer Reparaturform eines Defekts, der mit Hilfe eines Atomkraftmikroskops (AFM) als Beispiel eines Rastersondenmikroskops und einem Rasterelektronenstrahlgeräts (SEM englisch für Scanning Electron Microscope) als Beispiel eines Rasterteilchenmikroskops analysiert wurde. Das AFM und das SEM sind in einem einzigen Gerät integriert. In dem in der 1 beschriebenen Beispiel ist der Defekt im Bild eines SEMs sichtbar.
  • Das Verfahren beginnt bei Schritt 105. Bei Schritt 110 wird die Position eines Defekts einer Probe mit Hilfe eines Inspektionswerkzeugs (inspection tool) beispielsweise eines Lasersystems oder eines AIMS™ (Aerial Image Measurement System) ermittelt. Bei Schritt 115 wird der Defekt mit Hilfe eines Elektronenstrahls des SEM gescannt. Sodann erzeugt das SEM bei Schritt 120 eine oder mehrere Markierungen auf der Probenoberfläche. Dies ist ein aufwändiger Prozess, da neben dem Elektronenstrahl des SEM wenigstens ein Depositionsgas in der Nähe des Defekts bereitgestellt werden muss, um Material für eine Markierung abscheiden zu können. Alternativ kann ein Ätzgas bereitgestellt werden, um durch einen Elektronenstrahl-induzierten Ätzprozess eine oder mehrere Markierungen in die Probe zu ätzen.
  • Nachfolgend wird der Ausdruck „Probe“ als Überbegriff verwendet, der unter anderem fotolithographische Masken und Wafer umfasst.
  • Bei Schritt 125 wird der Defekt mit Hilfe eines AFM gescannt. Das Auffinden des Defekts auf der Probe erfolgt mit Hilfe der zuvor erzeugten Markierungen. Anschließend werden die durch die Scans des AFM erhobenen Daten bei Schritt 130 bearbeitet. Bei Schritt 135 werden die bearbeiteten AFM Daten in das Bild eingespielt, das der Elektronenstrahl des SEM durch Abtasten der Probe im Bereich des Defekts erzeugt hat. Im nächsten Schritt 1140 werden die Markierungen in den bearbeiteten AFM Daten mit den Markierungen des SEM Bildes in einem manuellen Prozess überlagert. Danach wird bei Schritt 145 aus den überlagerten Daten des SEM Bildes und der bearbeiteten AFM Daten ein Bild des Defekts erzeugt. Bei Schritt 150 wird anhand des Defektbildes eine Reparaturform für den Defekt generiert und das Verfahren endet dann bei Schritt 155.
  • Falls der Defekt ein Defekt ist, der von einem SEM nicht oder nur schwer sichtbar gemacht werden kann, entfallen in dem Diagramm 100 die Schritte 115 und 135. Darüber hinaus wird der Schritt 140 des Flussdiagramms modifiziert. Bei Schritt werden die Markierungen der SEM und der AFM Daten überlagert, ohne dass der Defekt im Bild des SEM sichtbar ist. Diese Modifikationen sind in der 1 nicht gezeigt. Ein Phasendefekt ist ein Beispiel eines Defekts der von einem SEM nicht oder nicht zuverlässig detektiert werden kann.
  • Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen einer Vorrichtung diskutiert, die eine Verbesserung des beschriebenen Prozesses ermöglichen. Abschließend wird dann eine Ausführungsform eines verbesserten Verfahrens zum Bestimmen einer Reparaturform für einen Defekt einer Probe erläutert.
  • Die 2 zeigt schematisch einige Komponenten eines Rastersondenmikroskops 200. Das Rastersondenmikroskop 200, wie auch eine der nachfolgend beschriebenen Sondenanordnungen können unter Umgebungsbedingungen oder in einer Vakuumkammer (in der 2 nicht dargestellt) betrieben werden. Die Probe 220 wird auf einem Probentisch 210 angeordnet. Der Probentisch 210 kann in einer Richtung (beispielsweise in z-Richtung) in zwei Richtungen (z.B. in x- und y-Richtung) oder in drei Richtungen zum Beispiel durch ein oder mehrere Mikroverschiebeelemente oder Mikromanipulatoren verschiebbar sein (in 2 nicht gezeigt).
  • Die Sonde 230 umfasst eine Messspitze 240 und einen Balken, der im Folgenden, wie in dem Fachgebiet üblich, Cantilever 250 genannt wird. Der Cantilever 250 der Sonde 230 ist an dem Piezoaktuator 260 angebracht. Das freie Ende 270 des Piezoaktuators 260 ist an einer Haltevorrichtung befestigt (in der 2 nicht angegeben). Die Haltevorrichtung weist Verschiebelemente auf, die die Sonde 230 an den zu untersuchenden Bereich der Probe 220 bringen. Alternativ oder zusätzlich kann der Probentisch 210 Verschiebelemente für diese Aufgabe aufweisen (in 2 nicht gezeigt).
  • Die Sonde 230 weist ferner ein Sensorelement auf (in der 2 nicht dargestellt), das die Auslenkung des Cantilevers 250 der Sonde 230 misst. Das Signal des Sensorelements liegt an dem Eingang 265 der Steuereinheit 280 des SPM 200 an. Über den Ausgang 275 der Steuereinheit 280 kann die Steuereinheit 280 ein entsprechendes Stellsignal an den Piezoaktuator 260 ausgeben. Damit lässt sich der Piezoaktuator 260 in einer geschlossenen Regelschleife betreiben. Über den Ausgang 285 kann die Steuereinheit 280 ferner ein Signal an den Piezoaktuator 260 ausgeben, so dass die Messspitze 240 der Sonde 230 über die Probe 220 scannt. Dadurch kann die Sonde 230 in einem zweidimensionalen (2D) Scan über einen Teil der Probe 220 rastern, um eine 2D Kontur der Probenoberfläche 215 im Bereich eines Defekts zu bestimmen.
  • Ferner kann die Steuereinheit 280 den Piezoaktuator 260 so steuern, dass die Messspitze 240 der Sonde 230 eine oder mehrere Vertiefungen in der Probenoberfläche 215 in einem definierten Abstand des gescannten Defekts erzeugt. Das Rastersondenmikroskop 200 stellt somit ein einfaches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.
  • In der in der 2 veranschaulichten Bauform weist der Piezoaktuator 260 eine Röhrchenform auf und hat vier Außen- sowie eine Innenelektrode. Piezoaktuatoren 260 gibt es in verschiedenen Ausführungsformen. Zum Bewegen einer Sondenanordnung mit mehreren Sonden können neben der Röhrenform alle Bauformen eingesetzt werden, die die notwendigen Bewegungen der Messspitze 240 der Sonde 230 ausführen können. Insbesondere kann der Piezoaktuator 260 verschiedene Segmente umfassen, so dass die Bewegungen in der x-/y-Ebene und senkrecht dazu mittels getrennter elektrischer Anschlüsse kontrolliert werden können (in 2 nicht dargestellt). Der Anschluss 290 kann die Steuereinheit 280 mit einem Computersystem verbinden (in der 2 nicht gezeigt).
  • Das Rastersondenmikroskop 300 der 3 weist eine Sondenanordnung 310 mit vier Sonden 330 auf, wobei jede der Sonden 330, ähnlich wie in der 2, ein Sensorelement aufweist. Die Spannungsversorgung 350 wird mittels des Schalters 315 an eines der Sensorelemente der Sonden 330 gelegt. Mit der Hilfe des Schalters 325 wird das Signal des Sensorelements an den Eingang 265 der Steuereinheit 280 des SPM 300 gelegt. Über die Stellung des Schalters 325 kann unter sämtlichen Sonden 330 der Sondenanordnung 310 diejenige Sonde 330 ausgewählt werden, deren Sensorelement mit der Spannungsversorgung 350 und mit dem Eingang 265 der Steuereinheit 280 verbunden ist. Damit kann, wie in der 2 an dem Beispiel einer einzelnen Sonde 230 beschrieben, für jede der Sonden 330 eine geschlossene Rückkoppel- bzw. Regelschleife aufgebaut werden.
  • Das Diagramm 400 der 4 veranschaulicht schematisch eine Aufsicht einer Sondenanordnung 410 und ihrer elektrischen Verbindungen zu der Steuereinheit 480 des Rastersondenmikroskops 300 der 3. Anders als in dem Beispiel der 3 umfasst die Sondenanordnung 410 in diesem Beispiel fünf parallel angeordnete Sonden 415, 420, 425, 430 und 435. Analog zu der 3 ist der Piezoaktuator 470 auf der Sondenanordnung 410 angebracht. Das entgegengesetzte oder freie Ende des Piezoaktuators 470 ist an einer Haltevorrichtung des SPM 300 der 3 befestigt (in der 4 nicht dargestellt).
  • Das Diagramm 400 der 4 stellt schematisch sechs Anschlüsse für die Bewegung des Piezoaktuators 470 dar. Dabei sind die beiden Anschlüsse für die Bewegung in z-Richtung, die mit der innen liegenden Metallisierung des Piezoaktuators 470 verbunden sind, aus Übersichtlichkeitsgründen in der 4 unterdrückt. Durch die sechs Anschlüsse kann die Steuereinheit 480 des Rastersondenmikroskops 300 sowohl die Bewegung des Piezoaktuators 470 in der Ebene der Sondenanordnung 410 (x/y-Ebene) als auch in senkrechter Richtung dazu (z-Richtung) steuern. Ferner kann die Steuereinheit 480, wie während der Diskussion der 2 erläutert, durch Anlegen elektrischer Signale an die x- und/oder y- Anschlüsse des Piezoaktuators 470 die Sonden 415, 420, 425, 430 und 435 parallel zu der Ebene der Sondenanordnung 410 über die Probe 220 scannen und/oder zusätzlich in die dazu senkrechte z-Richtung bewegen.
  • Darüber hinaus ermöglicht der Piezoaktuator 470 das Ausführen einer kontrollierten und reproduzierbaren Bewegung der Sondenanordnung 410 relativ zu der Oberfläche der Probe 220 der 2 und 3.
  • Auf den Oberseiten der Cantilever 416, 421, 426, 431, 436 der Sonden 415-435 sind die Stellelemente oder Bewegungselemente 417, 422, 427, 432 und 437 angebracht. Die Stellelemente 417, 422, 427, 432 und 437 ermöglichen durch das Anlegen entsprechender Steuersignale der Steuereinheit 480 den Cantilever 416-436 der entsprechenden Sonde 415-435 aus der Ruheposition in die Arbeits- oder Betriebsposition und umgekehrt zu bringen. Die Stellelemente 417-437 können beispielsweise als ein Piezoaktuator oder als ein Bimetall-Element mit resistiver Heizung ausgeführt sein. Letzteres biegt aufgrund der in Wärme umgesetzten elektrischen Energie den Cantilever 416-436 der Sonde 415-435 in definierter Weise in eine vorgegebene Richtung. Derzeit ist es bevorzugt, jedes der Stellelemente 417-437 als ein digitales Element auszuführen, das lediglich zwei definierte Zustände aufweist, nämlich eine definierte Ruheposition und eine definierte Arbeitsposition aufweist und mit der Funktion ausgestattet ist, zwischen der Ruhe- und der Arbeitsposition hin und her zu schalten. Jedes der Stellelemente 417-437 kann jedoch auch als Element ausgestaltet sein, das mehr als zwei definierte Zustände aufweist, so dass sie den Cantilever 416-436 der entsprechenden Sonde 415-435 zu Schwingungen, etwa bei dessen Resonanzfrequenz anregen kann.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann ein Laserstrahl eingesetzt werden, um eine Sonde 415-435 von der Ruheposition in die Arbeitsposition zu bringen (in der 4 nicht dargestellt). Dazu wird der Cantilever 416-436 der Sonde 415-435 in Form eines Bimetall-Elements ausgeführt. Durch Einstrahlen von Licht auf einen der Cantilever 416-435 biegt sich dieser in Richtung Probe 220 und bringt dadurch die Sonde 415-435 von der Ruheposition in die Arbeitsposition.
  • Wie bereits bei der Diskussion der 2 und 3 angesprochen, sind an den Cantilevern 416-436 der Sonden 415-435 der Sondenanordnung 410 Sensorelemente 418, 423, 428, 433 und 438 angeordnet. In dem Beispiel der 4 sind diese an den Unterseiten der Cantilever 416-436 der Sonden 415-435 angebracht und deshalb in der Aufsicht der 4 nicht zu erkennen. Ihre Lage ist in der 4 durch Linien ohne Endpunkte angegeben. Jedes der Sensorelemente 418-438 detektiert sowohl die Verbiegung des jeweiligen Cantilevers 416-436 und damit sowohl die von dem Piezoaktuator 470 als auch die von dem dem jeweiligen Cantilever 416-436 zugeordneten Stellelement 417-437 verursachte Verbiegung des Cantilevers 416-436 sowie zusätzlich eine durch eine Kraftwirkung zwischen der Probe 220 und der Sonde 415-435 verursachte Verbiegung des Cantilevers 416-436 und damit insgesamt die Position der an dem freien Ende angebrachten Messspitze. Die Sensorelemente 418-438 können zum Beispiel als piezoresistive Elemente in einer Wheatstone-Brückenschaltung ausgeführt sein.
  • Die Anordnung des Stellelements 417-437 und der Sensorelemente 418-438 auf den Cantilevern 416-436 der Sonden 415-435 kann gegenüber der in der 4 dargestellten Anbringung vertauscht sein. Darüber hinaus kann sowohl das Stellelement 417-437 als auch das Sensorelement 418-438 auf einer Seite des Cantilevers 416-436 der Sonde 415-435 angebracht sein.
  • Wie bereits in dem Kontext der 2 und 3 erläutert, lässt sich mit Hilfe der Messdaten des entsprechenden Sensorelements 418-438 für die jeweils in Betrieb befindliche Sonde 415-435 eine geschlossene Regelschleife aufbauen. Damit können die einzelnen Sonden 415-435 des Sondenarrays 410 in den verschiedenen Betriebsarten der Einzelsonde 230 der 2 arbeiten.
  • Um den Änderungsaufwand für den Einbau der Sondenanordnung 410 in ein bestehendes SPM 200 gering zu halten, ist in dem Beispiel der 4 zwischen dem Sondenarray 410 und der Steuereinheit 480 des SPM 200 der 2 ein Umschalter 475 vorhanden. Damit kann die Steuereinheit 480 des SPM 200 gegenüber der Steuereinheit 280 für den Betrieb einer einzelnen Sonde 230 unverändert bleiben. Der Umschalter 475 schaltet durch Verschieben des Schalters 478 die sich in Betrieb befindliche Sonde 415-435 der Sondenanordnung 410 zu der Steuereinheit 280 des SPM 200 durch. In dem in der 4 gezeigten Beispiel befindet sich die Sonde 420 in der Arbeitsposition während sich alle anderen Sonden 415, 425, 430 und 435 in ihren Ruhepositionen befinden.
  • Als Umschalter 475 können elektrische oder mechanische Schaltelemente eingesetzt werden. Im Gegensatz zu der beispielhaften Darstellung der 4 ist es nicht notwendig, die elektrischen Anschlüsse der Stellelemente 417-437 über den Umschalter 475 zu führen. Vielmehr können diese direkt mit der Steuereinheit 480 verbunden sein. Dadurch lässt sich der Umschalter 475 verkleinern und die Anforderungen an den Umschalter 475 insbesondere im Hinblick auf seine Spannungsfestigkeit reduzieren sich deutlich.
  • Die Steuereinheit 480 umfasst eine Recheneinheit 482, die in Form eines Prozessors ausgeführt sein kann. Ferner beinhaltet die Steuereinheit 480 einen nichtflüchtigen Speicher 484, beispielsweise in Form eines Halbleiterspeichers. Zudem umfasst die Steuereinheit 480 eine Schnittstelle 486, die es der Steuereinheit 480 ermöglicht, über ein Netzwerk Daten auszutauschen. Die Schnittstelle 486 kann eine drahtgebundene und/oder eine drahtlose Verbindung zu einem entsprechenden Netzwerk herstellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 480 über das Computersystem 490 mit externen Geräten, wie etwa einem Rasterteilchenmikroskop, kommunizieren.
  • Die Ausführungsform der Sondenanordnung 410 der 4 hat neben einer geringfügigen Modifikation des Rastersondenmikroskops 200 den Vorteil, dass nur an einer Sonde 415-435 der Sondenanordnung 410 elektrische Signale anliegen. Eine gegenseitige Beeinflussung oder Störung der Signale parallel betriebener Sonden 415-435 ist damit ausgeschlossen.
  • Die Sondenanordnung 410 kann jedoch auch ohne den Umschalter 475 betrieben werden, indem ihre elektrischen Anschlüsse direkt mit einer modifizierten Steuereinheit des SPM 300 verbunden sind. Damit können zwei oder alle Sonden 415-435 parallel von einer modifizierten Steuereinheit des SPM 200 kontrolliert bzw. betrieben werden.
  • Das Computersystem 490 kontrolliert über die Steuereinheit 480 den Betrieb der Sondenanordnung 410. Das Computersystem 490 weist eine Recheneinheit 492 auf, die in Form eines oder mehrerer Prozessoren ausgeführt sein kann. Ferner enthält das Computersystem 490 einen nichtflüchtigen Speicher 484, beispielsweise in Form einer Festplatte und/oder eines Halbleiterspeichers. Überdies umfasst das Computersystem 490 eine Schnittstelle 496, um mit einem entfernten Computer über ein Netzwerk zu kommunizieren. Die Schnittstelle 496 kann eine drahtgebundene und/oder eine drahtlose Verbindung zu einem oder mehreren Netzwerken herzustellen.
  • Die 5 zeigt die Sondenanordnung 410 der 4 von einer Seite, so dass die Messspitzen 419, 424, 429, 434 und 439 der Sonden 415-435 der Sondenanordnung 410 zu sehen sind. Zwei Spitzen 419 und 424 der Sonden 415 und 420 sind zum Analysieren der Probe 220 ausgelegt. Eine dieser beiden Messspitzen 419 verjüngt sich zu ihrem unteren Ende hin (d.h. sie verjüngt sich mit zunehmendem Abstand vom Cantilever 416) und weist ein spitzes Ende auf. Dadurch kann eine hohe Ortsauflösung beim Abtasten der Probe 220 sichergestellt werden.
  • Die Messspitze 419 weist dasselbe Material wie der Cantilever 416 der Sonde 415 auf. Als Material kommt etwa Silizium oder Siliziumnitrid in Frage. Das Sondenarray 410 kann jedoch aus jedem Halbleitermaterial oder einer Kombination von Halbleitermaterialien gefertigt sein, die die Herstellung von MEMS (mikro-elektromechanische System) gestattet. Alternativ können die Sonde 415 und deren Messspitze 419 auch aus Metall, einer Metalllegierung oder Diamant gefertigt sein.
  • Die Messspitze 419 kann zudem mit einer Beschichtung versehen sein, um beispielsweise deren Oberfläche härter und damit langlebiger zu machen. Zudem kann durch eine Beschichtung die Wechselwirkung der Spitze 419 auf die Probe 220 abstimmt werden. Beispielsweise ist für die Ausführung des SPM 300 in Form eines Rastertunnelmikroskops eine gute Leitfähigkeit der Messspitze wichtig, so dass in einem solchen Fall eine Beschichtung mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit vorgesehen sein kann. Andere Modifikationen der Spitze 419,die für einzelne Sonden 415-435 entwickelt wurden, können auch auf die Messspitzen 419-439 der Sondenanordnung 410 angewendet werden.
  • Die zweite Mess- oder Analysesonde 420 weist eine lange nadelförmige Spitze 424 auf. Diese nadelförmige Messspitze 424 kann zum Beispiel eine Kohlenstoff-Nanoröhre aufweisen. Mittels eines Klebstoffes kann die Messspitze 424 an dem freien Ende des Cantilevers 421 der Sonde 420 angebracht sein oder mittels Dampfphasenabscheidung kann die Messspitze 424 auf dem freien Ende des Cantilevers 421 aufgewachsen sein. Mit dieser zweiten Analysesonde 420 lassen sich Bereiche der Oberfläche der Probe 220 abtasten, die ein sehr großes Aspektverhältnis, d.h. ein Verhältnis aus der Tiefe bzw. Höhe einer Struktur zu ihrer kleinsten lateralen Ausdehnung aufweisen.
  • Die Sonden zum Analysieren der Probe 220 sind jedoch nicht auf die Messspitzen 419 und 424 der 5 beschränkt. Vielmehr können die Analysespitze(n) auf den jeweiligen Typ des Rastersondenmikroskops abgestimmt sein. Neben dem Tunnelstrom (Rastertunnelmikroskop) und den van-der-Waals-Kräften (Rasterkraftmikroskop oder AFM) werden viele weitere physikalische Größen zum Untersuchen einer Probe verwendet. So nutzt ein Magnetkraftmikroskop die magnetische Wechselwirkung zwischen der Probe und der Sonde bzw. deren Spitze aus. Ein akustisches Rastermikroskop setzt Phononen ein und ein optisches Rasternahfeldmikroskop verwendet Photonen zum Untersuchen der Probe. Diese Aufzählung verschiedener SPM Typen ist nur beispielhaft und keinesfalls vollzählig. Allen diesen SPM Typen ist jedoch gemeinsam, dass ihre Analysesonde(n) 415, 420 wie auch ihre Sonde(n), die eine oder mehrere Markierungen erzeugen, für die jeweilige Art der Wechselwirkung optimiert sind. Zudem kann die Analysesonde oder können die Analysesonden 415, 420 auf jeden einzelnen der vorgenannten SPM Typen optimiert ausgebildet sein.
  • Darüber hinaus kann/können die zum Analysieren der Defekte der Probe 220 verwendete(n) Messspitze(n) 415,420 zusätzlich an die jeweilige Probe oder auch an bestimmte Prozessparameter angepasst sein. Neben dem bereits angesprochenen Aspektverhältnis der Defekte kann dies beispielsweise die geforderte Ortsauflösung sein, mit der die Topographie der Defekte der Probe 220 erfasst werden soll. Zudem kann die Optimierung der Messspitzen 419,424 der Analysesonde(n) 415,420 davon abhängen, ob das SPM 300 bei Atmosphärenbedingungen, in einer Flüssigkeit oder im Vakuum betrieben wird.
  • Die Sonden 425,430 und 435 der Sondenanordnung 410 sind zum Erzeugen von Markierungen auf bzw. in der Probe 220 konzipiert.
  • Die Sonde 425 ist ausgelegt, um in einem Dip-Pen-Nanolithographie (DPN) Prozess Moleküle auf der Probe 220 abzuscheiden und dadurch Strukturen mit Abmessungen im Nanometerbereich (< 100 nm) zu erzeugen. Bei dieser Technik wird die Spitze 429 der Sonde 425,die mit einer chemischen Verbindung überzogen ist, als Füller oder Federhalter (englisch: dip pen) benutzt, um durch Scannen der Spitze 429 über die Oberfläche 215 der Probe 220 direkt Strukturen als Markierungen auf die Probe 220 zu schreiben. Die chemische Verbindung, die die Spitze 429 der Sonde 425 überzieht, wird - in Analogie zum manuellen Schreibvorgang - als Tinte (englisch: ink) bezeichnet. Es werden molekulare Tinten und flüssige Tinten unterschieden. Molekulare Tinten enthalten die auf der Probe 220 abzuscheidenden Moleküle in einer Lösung. Durch Eintauchen der Spitze 429 in die Tintenlösung wird die Spitze 429 mit Tinte überzogen. In einem Wassermeniskus, der sich zwischen der Spitze 429 und der Probe unter entsprechenden Feuchtigkeitsbedingungen aufgrund von Kapilarkondensation bildet, diffundieren die gelösten Moleküle auf die Probenoberfläche 215.
  • In Form flüssiger Tinten können alle Materialien abgeschieden werden, die unter Abscheidebedingungen in flüssiger Form vorliegen. Flüssige Tinten werden von der Spitze 429 direkt auf die Probenoberfläche 215 geschrieben. Dabei werden die Abscheidebedingungen durch die Wechselwirkung der Flüssigkeit mit der Spitze 429, der Flüssigkeit mit der Probenoberfläche 215 und der Viskosität der Flüssigkeit oder der flüssigen Tinte bestimmt. Zum Abscheiden flüssiger Tinten weist der Cantilever 426 der Sonde 425 eine Zuleitung für eine Flüssigkeit auf. Die Zuleitung, die in der 5 nicht gezeigt ist, endet an der Spitze 429 der Sonde 425 oder führt in eine hohle Spitze 429 der Sonde 425.
  • Abhängig von der Auswahl der gelösten Moleküle kann die Sonde 425 Markierungen aus verschiedenen Materialien generieren, wie etwa Metalle, anorganische Verbindungen oder organische Verbindungen. Zum Erzeugen oder Schreiben von Markierungen sind zum einen Metalle und zum anderen organische Verbindungen vorteilhaft. Zum Beispiel führen Markierungen, die in Form von metallischen Nanostrukturen auf einem Substrat einer transmissiven Fotomaske abgeschieden werden, zu einem ausgeprägten Materialkontrast im Bild eines Elektronenstrahls eines SEM. Dies gilt ebenso für organische Verbindungen, die auf Elementen der Absorberstruktur deponiert werden. Die Elemente der Absorberstruktur fotolithographischer Masken enthalten als Hauptbestandteile Chrom oder Titannitrid.
  • Die Spitze 434 der Sonde 430 der Sondenanordnung 410 ist konfiguriert, um durch Verdampfen von Material in einem elektrischen Feld zwischen der Spitze 434 und der Probe 220 Markierungen in Form von metallischen Nanostrukturen auf der Probe 220 zu erzeugen. Durch den geringen Abstand zwischen der Spitze 434 der Sonde 430 und der Probenoberfläche 215 (einige Nanometer oder weniger) reicht bereits eine elektrische Spannung im Bereich einiger Volt zwischen der Spitze 434 und der Oberfläche 215 aus, um elektrische Feldstärken im Bereich von 108 V/m bis 1010 V/m zu erzeugen. Solch extrem hohen Feldstärken ermöglichen das Generieren oder das Schreiben von Markierungen durch Feldemission oder elektrochemisches Abscheiden.
  • Die Spitze 434 der Sonde 430 weist im Wesentlichen das Material auf, das als nanostrukturierte Markierung auf der Probe 220 deponiert werden soll. Neben der Spannung zum Auslenken der Sonde 430 durch die Spannungsquelle 350 der 3 wird an die Spitze 434 der Sonde 430 eine Spannung angelegt, um das Abscheiden der Markierung(en) durch Feldemission zu initiieren. Aufgrund des elektrochemischen Abscheidens der Markierung(en) baut die sich die Spitze 434 der Sonde 430 allmählich ab. Aus diesem Grund weist die Spitze 434 in der beispielhaften Sondenanordnung 410 die Spitze 434 der Sonde 430 einen größeren Krümmungsradius auf als, Spitze 429 der Sonde 425,die zum Ausführen eines Dip-Pen Prozess eingesetzt wird.
  • Eine abgenutzte Spitze 434 kann in manchen Fällen im Wesentlichen wieder hergestellt werden, indem die Probe 220 durch ein Substrat aus dem Material der Spitze 434 ersetzt wird und die Spannung zwischen der Sonde 530 und dem Substrat umgepolt wird. Die Sonde 430 kann deshalb auch eingesetzt werden, um durch lokalen Abtrag von Material von der Probe 220 eine Markierung in die Oberfläche der Probe 220 zu schreiben. Meistens wird jedoch bei einer abgenutzten Spitze 434, die Sonde 430 ersetzt.
  • Schließlich ist die Sonde 435 dafür optimiert, durch das Generieren oder Schreiben von Nanostrukturen in die Oberfläche 215 der Probe 220 Markierungen zu erzeugen. Da die Bearbeitungsspitze 439 in direkten Kontakt mit dem Material der Probe 220 kommt, sollte ihre Oberfläche härter als die Oberfläche 215 der Probe 220 sein, um eine wirtschaftliche Lebensdauer der Spitze 439 zu gewährleisten. Durch den Einsatz von hartem Material, wie etwa Siliziumnitrid und/oder eine entsprechende Vergütungsschicht für die Bearbeitungsspitze 439, kann diese Zielsetzung erreicht werden. Ferner kann durch ein geeignetes Design des Cantilevers 436 die Sonde 435 für ihre Aufgabe optimiert werden.
  • Durch die Wahl des Krümmungsradius der Spitze 439 der Sonde 435 kann ein Kompromiss zwischen einer großen Ortsauflösung (kleiner Krümmungsradius) einerseits und einer kurzen Bearbeitungszeit für das Herstellen der Markierung(en) (großer Krümmungsradius) andererseits eingestellt werden.
  • Ähnlich wie im Kontext der Beschreibung der Analysesonden 415 und 420 diskutiert, sind auch die Sonden 425, 430 und 435 zum Erzeugen von Markierungen auf der Probe 220 für die jeweils auszuführende Funktion optimiert.
  • In der im Diagramm 500 in der 5 dargestellten Sondenanordnung 410 sind sowohl die Analysesonden 415 und 420 als auch die Sonden 425, 430 und 435 zum Erzeugen von Markierungen für eine einzige Funktion ausgelegt. Eine Sondenanordnung 410 kann jedoch auch Sonden umfassen, die zum Ausführen mehrerer Funktion ausgelegt sind.
  • Des Weiteren weist die Sondenanordnung 410 in dem Beispiel der 4 und 5 nur zufällig fünf Sonden auf. Wie bereits bei der Diskussion der 2 ausgeführt, kann ein Rastersondenmikroskop 200, das eine einzige Sonde 230 aufweist, einen Defekt einer Probe 220 untersuchen und eine oder mehrere Markierungen auf der Probe 220 anbringen. Allerdings ist die Funktionalität für beide Funktionen eingeschränkt. Bevorzugt ist deshalb eine Sondenanordnung, die mindestens zwei Sonden aufweist: eine Sonde zum Analysieren der Probe 220 und eine weitere zum Erzeugen von wenigstens einer Markierung. Nach oben ist die Anzahl der Sonden durch die Anzahl in einem MEMS fertigbarer Sonden begrenzt.
  • Die 6 zeigt die Sondenanordnung 410 der 4 und 5, bei der die Steuereinheit 480 die Sonde 420 durch Anlegen eines Steuersignals an das Stellelement 422 von der Ruheposition in eine Arbeitsposition bewegt hat und in der Arbeitsposition festhält. In der Arbeitsposition ist die Sonde 420 um 500 nm relativ zu der Ruheposition abgesenkt. In der Arbeitsposition weist die Messspitze 424 der Sonde 420 einen Abstand von der Probenoberfläche 215 von 0 nm - 50 nm auf. Damit haben die sich in der Ruheposition befindenden Spitzen 419, 429, 434 und 439 der Sonden 415, 425, 430 und 435 einen Abstand von der Oberfläche der Probe 220 von ungefähr 500 nm - 550 nm. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei einem dynamischen Betriebsmodus der Analysespitze 424 durch den Piezoaktuator 470 und Cantilevern 416, 426, 431, 436 mit weichen Federkonstanten die anderen die Spitzen 419, 429, 434 und 439 die Oberfläche 215 der Probe 220 nicht erreichen.
  • Das Diagramm 700 der 7 zeigt als Probe eine fotolithographische Maske 720 mit einem Substrat 710 und drei Elementen einer Absorberstruktur 730. Im oberen Teilbild weist das linke Element der Absorberstruktur 730 einen Defekt 740 überschüssigen Materials auf. Der Defekt 740 kann überschüssiges Material der Absorberstruktur oder anderes Material umfassen, beispielsweise Material des Substrats 710 der Fotomaske 720. Der Defekt 740 kann mit der Sonde 415 des SPM 300, die die Messspitze 419 aufweist, untersucht werden. Dazu wird die Messspitze 419 der Sonde 415 über den Defekt 740 gerastert oder gescannt (in der 7 nicht dargestellt).
  • Zwischen dem mittleren und dem rechten Element der Absorberstruktur 730 ist ein Phasendefekt 750 der Fotomaske 720 dargestellt, der sich durch eine geringe Aufwölbung des Substrats 710 über einen größeren Substratbereich manifestiert. Wie bereits oben ausgeführt, reichen für Fotomasken für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich bereits Unebenheiten im einstelligen Nanometerbereich aus, um Defekte in der Phase der von der Maske 720 reflektierten Strahlung hervorzurufen. Der Phasendefekt 750 kann ebenfalls mit der Sonde 415 des SPM 300 durch ein zweidimensionales Abtasten mittels der Messspitze 419 analysiert werden.
  • Das untere Teilbild des Diagramms 700 der 7 repräsentiert einen zweiten Defekt 745 überschüssigen Materials. Die Analyse des Defekts 745 wird durch seine Lage an einer Kante eines Elements der Absorberstruktur 730 erschwert. Das Scannen des Defekts mit der Sonde 415 liefert, aufgrund der durch den Krümmungsradius der Messspitze 419 bedingten begrenzten Auflösung, nur ein grobes Abbild der Oberflächenkontur des Defekts 745. Die Steuereinheit 480 des SPM 300 führt deshalb die zweite Analysesonde 420, die - wie oben ausgeführt - eine sehr feine Messspitze 424 aufweist, über den Defekt 745, um die Topographie des Defekts 745 zu genauer zu bestimmen.
  • Das Diagramm 800 der 8 veranschaulicht einen weiteren Defekttyp. Das linke Element der Absorberstruktur 730 der Fotomaske 720 ist nur zum Teil ausgebildet. Dies bedeutet, es weist einen Defekt fehlenden Absorbermaterials 755 auf. Der Defekt 755 wird in einem ersten Schritt mit der Analysesonde 415 analysiert. Bedingt durch die Lage des Defekts 755 kann die Messspitze 424 der Analysesonde 415 die Kontur des Defekts 755 nur mit begrenzter Auflösung anzeigen. Die Steuereinheit 480 des SPM 300 rastert deshalb die Sonde 420 mit der Messspitze 424 in einem zweiten Scan über den Defekt 755, um dessen Topographie mit größtmöglicher Präzision zu ermitteln. Dies ist im linken Teil des unteren Teilbildes des Diagramms 800 veranschaulicht.
  • Im oberen Teilbild des Diagramms 800 ist im rechten Element der Absorberstruktur 730 ein weiterer Defekt fehlenden Absorbermaterials 760 dargestellt. Anders als beim Defekt 755 fehlt das Absorbermaterial der Fotomaske 720 nicht am Rande eines Elements der Absorberstruktur sondern innerhalb eines Elements. Zudem ist im Bereich des Defekts 760 eine dünne Schicht absorberierenden Materials vorhanden. Die Problematik der Bestimmung einer präzisen Kontur des Defekts 760 ist gegenüber dem Defekt 755 nochmals verschärft. Nachdem die Auswertung der Scan-Daten durch die Steuereinheit 480 oder das Computersystem 490 ergibt, dass der Defekt 760 steile Flanken aufweist, wird der Defekt 760 erneut mit der zweiten Analysesonde 420 gerastert, die für die Analyse von Strukturen mit hohem Aspektverhältnis ausgelegt ist.
  • Die Steuereinheit 480 und/oder das Computersystem 490 des SPM 300 können aus den Topographiedaten der Defekte 740, 745, 750, 755 und 760 jeweils eine Reparaturform für den entsprechenden Defekt bestimmen. Die Reparaturform gibt an, wie der Defekt 740, 745, 750, 755 und 760 zu beseitigen bzw. zu kompensieren ist. Die Defekte 740, 745 überschüssigen Materials werden vorzugsweise durch einen Ätzprozess, beispielsweise einen Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess mit Hilfe eines Ätzgases beseitigt. Die Reparaturform zeigt für die Defekte 740, 745 an, wie lange der Teilchenstrahl auf jeden Teil des Defekts 740, 745 einwirkt und wie groß der Gasmengenstrom eines oder mehrerer Ätzgase während des Reparaturprozesses ist.
  • Die Defekte 755 und 760 werden durch Abscheiden von absorbierendem Material, wie etwa Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung an den Stellen fehlenden Absorbermaterials korrigiert. Das absorbierende Material wird typischerweise mit Hilfe eines Teilchenstrahls und eines Depositionsgases an den defekten Stellen abgeschieden. Die Reparaturformen für die Defekte 755 und 760 legen fest, wie der Teilchenstrahl und der Gasmengenfluss während des Korrekturprozesses zu steuern sind.
  • Der Phasendefekt 750 wird häufig durch eine sogenannte Compensational Repair kompensiert. Dabei wird nicht der Defekt 750 selber beseitigt, sondern Elemente der Absorberstruktur 720, die den Defekt 750 umgeben, werden modifiziert, um die Auswirkungen des Phasendefekts 750 auf das von der Fotomaske 720 erzeugte Bild soweit wie möglich abzumildern. Die Modifikation der Elemente der Absorberstruktur 730 kann durch Entfernen von Teilen der Absorberstruktur 730 oder durch Abscheiden von Teilchen der Absorberstruktur 730 erfolgen. Dies erfolgt typischerweise durch einen Teilchenstrahl-induzierten Ätz- oder Abscheideprozess unter Verwendung eines Ätz- oder Depositionsgases. Die Reparaturformen für den Defekt 750 beschreibt, wie der Teilchenstrahl und der Gasmengenfluss des Ätz- bzw. des Depositionsgases während des Kompensationsprozesses zu steuern sind.
  • Das Diagramm 900 der 9 zeigt die Defekte 740 und 750 der 7 in Aufsicht. Ferner sind in der 9 Markierungen auf der Fotomaske 720 dargestellt, die durch Sonden des SPM 300 angebracht wurden. Die Markierungen 910 und 915 für den Defekt 740 weisen eine punktförmige Gestalt auf. Die beiden auf dem Substrat 710 der Fotomaske 720 angebrachten Markierungen 910 können beispielsweise durch die Sonde 425 des SPM 300 ausgeführt werden, die in einem Dip-Pen Prozess Material als Nanostruktur auf dem Substrat 710 der Maske 720 deponiert. Falls das transparente Substrat 710 der Maske 720 Quarz umfasst, ist es günstig, die Markierungen 910 als metallische Punkte auf dem Substrat 710 zu erzeugen. Metallische Markierungen 910 führen neben einem Topographiekontrast insbesondere zu einem ausgeprägten Materialkontrast im Bild eines Rasterteilchenmikroskops, beispielsweise eines Rasterelektronenmikroskops (SEM).
  • Die beiden Markierungen 915 zum Bezeichnen des Defekts 740 werden auf einem Element der Absorberstruktur 730 erzeugt. Die Elemente der Absorberstrukutr 730 werden typischerweise aus Chrom gebildet, die auf ihrer Oberseite eine dünne Oxidschicht aufweisen. Das Abscheiden von Markierungen 915 in Form mikrostrukturierter metallischer Punkte führt nur zu einem geringen Materialkontrast in einer von einem Rasterteilchenstrahlmikroskop aufgenommenen Abbildung. Es ist deshalb günstig, zum Abscheiden der Markierungen 915 durch die Sonde 425 in einem Dip-Pen Prozess organische Materialien zu benutzen, wie etwa Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung. Die Markierungen 915 auf einem Element einer Absorberstruktur 730 haben den Vorzug, dass sie - anders als die Markierungen 910 nach Beendigung der Defektkorrektur auf dem Element der Absorberstruktur 730 verbleiben können.
  • Es ist in einer alternativen Ausführungsform möglich, die Markierungen 915 in Form von Vertiefungen auszuführen. Die Vertiefungen der Markierungen 915 können bis auf das Substrat 710 der Maske 720 reichen und somit einen deutlichen Materialkontrast in Bild eines Teilchenstrahls bewirken. Die Spitze 439 der Sonde 430 der Sondenanordnung 410 des SPM 300 ist dafür ausgelegt, die Oberfläche einer Probe 220 zu bearbeiten und damit Vertiefungen in einem Element der Absorberstruktur 730 der Fotomaske 720 zu erzeugen (in der 9 nicht dargestellt).
  • Darüber hinaus können die Markierungen 915 auch durch Abscheiden von Material in einem starken elektrischen Feld zwischen der Spitze einer Sonde und der Probenoberfläche 215 generiert werden. Der Cantilever 431 und die Spitze 434 der Sonde 430 sind konfiguriert, um eine metallische Mikrostruktur als Markierung 915 auf einem Element der Absorberstruktur 730 durch Feldemission zu erzeugen. Eine metallische Markierung 915, beispielsweise aus Gold, kann zudem einen deutlichen Materialkontrast im Bild eines Teilchenstrahlmikroskops ergeben.
  • Im Beispiel des Diagramms 900, wie auch in der nachfolgenden 10, werden jeweils vier Markierungen 910, 915 für einen Defekt 740 erzeugt. Zum Kennzeichnen eines Defekts ist dies jedoch nicht notwendig. Vielmehr ist eine einzige Markierung 910 oder 915 ausreichend, um eine Beziehung zwischen den Koordinaten des Defekts 740 und den Positionsdaten der Markierung 910 oder 915 herzustellen. Die Koordinaten eines Defekts bezeichnen die Fläche einer Maske oder eines Wafers, die eine Abweichung zu einer entsprechenden defektfreien Fläche der Maske oder des Wafers aufweist. Die Positionsdaten einer Markierung bezeichnen einen Punkt der Markierung, beispielsweis dessen Schwerpunkt. Alternativ kann eine Ecke einer Markierung als Positionsdaten (x/y-Wert) der Markierung vereinbart werden. Ferner ist es möglich, die Koordinaten der höchsten Stelle einer Markierung als deren Positionsdaten zu vereinbaren.
  • Die Maske 720 kann Referenzmarkierungen als ein zweidimensionales Gitter aufweisen (in der 9 nicht dargestellt). Indem das SPM 300 die Positionsdaten der Markierungen 910, 915 relativ zu den Referenzmarkierungen bestimmt, kann das SPM 300 die Koordinaten des Defekts 740 in absoluten Einheiten bezüglich des Koordinatensystems der Maske 720 bestimmen. Falls die Maske 720 darüber hinaus noch eine Passermarke aufweist, können die Koordinaten des Defekts bzw. die Positionsdaten der Markierung 910, 915 in dem Koordinatensystem eines SPM 300 und/oder einem Koordinatensystem einer Reparaturvorrichtung angegeben werden.
  • Die 9 zeigt auf der rechten Seite einen Defekt 750, der durch eine geringe Aufwölbung des Substrats 710 der Fotomaske 720 verursacht wird. Um den Defekt 750 herum wurde mit der Sonde 425 der Sondenanordnung 410 des SPM 300 vier kreuzförmige Markierungen 920 auf dem Substrat 710 angebracht. Wie bereits anhand der Diskussion der Markierungen 910 ausgeführt, können die Markierungen 920 durch direktes Schreiben in einem Dip-Pen Prozess erzeugt werden. Neben dem Erzeugen von metallischen kreuzförmigen Markierungen 920 können beispielsweise auch Markierungen 920 aus Kohlenstoff oder Kohlenstoff-haltigen Verbindungen mittels eines Dip-Pen Prozesses mit Hilfe der Spitze 429 der Sonde 425 auf das Substrat 710 der Maske 720 geschrieben werden.
  • Das Erzeugen von Markierungen 910, 920 in einem DPN Prozess hat den Vorteil, dass die Markierungen 910, 920 durch Adsorption auf dem Substrat 710 oder einem Element der Absorberstruktur haften und dadurch nach Beendigung der Defektkorrektur leicht entfernt werden können.
  • Um den Defekt 750 herum zeigt das Diagramm 900 als gestricheltes Quadrat den maximalen Scan-Bereich einer Sonde 415-435 der Sondenanordnung 410 des SPM 300. Die Markierungen 920 sind innerhalb des maximalen Scan-Bereichs einer Sonde 415-435 angeordnet. Damit wird die größtmögliche Genauigkeit beim Ermitteln der Beziehung zwischen den Koordinaten des Defekts 750 und den Positionsdaten der Markierungen 920 erreicht. Dies ist insbesondere für den Phasendefekt 750 von entscheidender Bedeutung, da - wie bereits erörtert - der Phasendefekt 750 keinen Materialkontrast und nur einen sehr schwachen oder keinen Topographiekontrast im Bild eines Rasterteilchenmikroskops generiert.
  • Das Diagramm 1000 der 10 zeigt eine Aufsicht auf die Defekte fehlenden Materials 755, 760 zweier Elemente der Absorberstruktur 730 der Fotomaske 720 der 8. Um den Defekt 755 wurden wiederum vier Markierungen 1010 und 1015 in Form kleiner Quadrate auf dem Substrat 710 bzw. einem Element der Absorberstruktur 730 der Fotomaske 720 angebracht. Die Details des Anbringens der Markierungen 1010 und 1015 sind bereits im Kontext der Diskussion der 9 ausgeführt worden. Da sich der Defekt 755 in Bild eines Rasterteilchenmikroskops durch einen Topographie- und Materialkontrast auszeichnet, ist es ausreichend, die Position dieses Defekts mit weniger als vier Markierungen zu charakterisieren.
  • Zur Kennzeichnung des Defekts 760 fehlenden Absorbermaterials sind ebenfalls vier Markierungen 1020 in Form mikrostrukturierter Winkel um den Defekt 760 herum erzeugt werden. Diese kann beispielsweise die Sonde 435 der Sondenanordnung 410 mit der Spitze 439 durch direktes Schreiben von Vertiefungen in das Element der Absorberstruktur 730 schreiben. Alternative Möglichkeiten des Erzeugens der Markierungen sind im Rahmen der Diskussion der 9 bereits erörtert worden.
  • Der Defekt 760 ist vollumfänglich von Absorbermaterial begrenzt. Der Teilchenstrahl eines Rasterteilchenmikroskops kann somit den Defekt 760 präzise abbilden. Eine Korrektur des Defekts 760 ist ebenfalls unproblematisch. Selbst eine geringe Drift zwischen Teilchenstrahl und dem Defekt während dessen Reparatur würde noch nicht zum Verursachen eines neuen Defekts führen. Somit könnten zur Kennzeichnung des Defekts 760 ebenfalls weniger Markierungen 1020 auf dem Element der Absorberstruktur generiert werden.
  • Der Übergang von dem Analysemodus zu dem Bearbeitungs- oder Markierungsmodus beinhaltet einen Wechsel von einer Analysesonde 415 oder 420 zu einer der Sonden 425, 430 oder 435 zum Generieren einer Markierung 910, 915, 920, 1010, 1015. Ein solcher Wechsel wird nun anhand des Übergangs von der Analysesonde 415 zu der Markierungssonde 435 beispielhaft erläutert. Der Vorgang beginnt mit dem Abschalten des Stellelements 417 der Sonde 415. Dadurch bewegt sich die Sonde 415 von der Arbeits- in die Ruheposition. Im nächsten Schritt wird die Sondenanordnung 410 mit Hilfe des Piezoaktuators 470 von der Fotomaske 720 zurückgezogen. Dadurch wird der Abstand zwischen der Oberfläche der Fotomaske 720 und den Spitzen 419, 424, 429, 434 und 439 vergrößert, so dass die nachfolgende Verschiebung der Sondenanordnung 410 um den Abstand zwischen den gegeneinander auszuwechselnden Sonden 415 und 435 ohne Kontakt zwischen den Spitzen 419-439 der Sonden 415-435 und der Fotomaske 720 ausgeführt werden kann. In einer alternativen Realisierung des SPM 300 führt eine an dem Probentisch 210 angebrachte Verschiebeeinheit diesen Schritt durch Bewegen des Probentisches 210 aus. Diese beiden Schritte können jeweils innerhalb einer Sekunde durchgeführt werden.
  • Danach verschiebt der Piezoaktuator 470 die Sondenanordnung 410 um den Abstand zwischen der Analysesonde 415 und der Markierungssonde 435. In einer alternativen Ausführung verschieben an dem Probentisch 210 angebrachte Verschiebeelemente den Probentisch 210 um den Abstand zwischen der Analysesonde 415 und der Markierungssonde 435. Die laterale Bewegung des Probentisches 210 kann beispielsweise von einem oder mehreren Servo-Elementen ausgeführt werden. Es ist ferner möglich, die Verschiebung von dem Sondenarray 410 und der Fotomaske 720 relativ zueinander um den Abstand zwischen den Sonden 415 und 435 durch eine gemeinsame Bewegung des Probentisches 210 und der Sondenanordnung 410 zu realisieren. Dieser Verschiebevorgang ist nach einigen Sekunden abgeschlossen.
  • Sodann wird das Stellelement 437 der Sonde 435 eingeschaltet. Dieser Schritt benötigt wiederum weniger als eine Sekunde.
  • Ein optionaler Teil des gesamten Sondenwechsels ist das Einstellen oder Optimieren der Steuerungsparameter für die Sonde 435 zum Erzeugen einer Markierung. Dieser Schritt muss unter anderem bei dem erstmaligen Einsatz der Sonde 435 für die Fotomaske 720 durchgeführt werden. Das Einstellen der Steuerungsparameter für die Sonde 435 erfolgt innerhalb von einigen Sekunden.
  • Als Abschluss des Sondenwechselvorgangs bringt der Piezoaktuator 470 die Sondenanordnung 410 wieder in die Nähe der Fotomaske 720 zurück. In einer alternativen Ausführungsform kann dieser Schritt von einem Verschiebelement des Probentisches 210 ausgeführt werden. Die Zeitdauer dieses letzten Schrittes beträgt wiederum einige Sekunden.
  • Die 11 zeigt im Schnitt eine schematische Darstellung von bevorzugten Komponenten einer Vorrichtung 1100, die verwendet werden kann, um die Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015 und 1020 zu detektieren und die Defekte 740, 745, 750, 755 und 760 der Fotomaske 720 zu reparieren bzw. zu kompensieren. Eine beispielhafte Vorrichtung 1100 der 11 umfasst ein modifiziertes Rasterelektronenmikroskop (SEM). Eine Elektronenkanone 1150 erzeugt einen Elektronenstrahl 1170 und die Strahl-formenden und Strahl-abbildenden Elemente 1120 und 1125 richten den fokussierten Elektronenstrahl 11170 auf entweder das Substrat 710 der Maske 720 oder auf ein Element der auf dem Substrat 710 angeordneten Absorberstruktur 730.
  • Das Substrat 710 der Maske 720 ist auf einem Probentisch 1110 angeordnet. Der Probentisch 1110 umfasst eine Verschiebeeinheit, die in der 11 nicht dargestellt ist, mit deren Hilfe die Maske 720 in einer Ebene senkrecht zum Elektronenstrahl 1170 verschoben werden kann, so dass der Defekt 740, 745, 755 oder 760 der Maske 720 unter dem Elektronenstrahl 1170 zu liegen kommt. Zum Kompensieren des Phasendefekts 750 wird der Elektronenstrahl auf die den Defekt 750 umgebenden Elemente der Absorberstruktur 730 gerichtet. Der Probentisch 1110 kann ferner ein oder mehrere Elemente beinhalten, mittels derer die Temperatur des Substrats 710 der Maske 720 auf eine vorgegebene Temperatur eingestellt und kontrolliert werden kann (in der 11 nicht eingezeichnet).
  • Die beispielhafte Vorrichtung 1100 in der 11 verwendet als Teilchenstrahl einen Elektronenstrahl 1170. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Vielmehr kann jeder Teilchenstrahl benutzt werden, der in der Lage ist, die Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015 und 1020 zu detektieren und eine lokale chemische Reaktion eines Präkursorgases an der Stelle zu induzieren, an der der Teilchenstrahl auf die Maske 720 auftrifft und an der ein entsprechendes Gas bereitgestellt wird. Beispiele alternativer Teilchenstrahlen sind: Ionenstrahlen, Atomstrahlen, Molekülstrahlen und/oder Photonenstrahlen.
  • Der Elektronenstrahl 1170 kann durch Scannen über die Oberfläche der Maske 720 zum Aufnehmen von Bildern der Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015, 1020 und der Defekte 740, 745, 750, 755 und 760 der Maske 720 eingesetzt werden. Ein Detektor 1130 für rückgestreute und/oder sekundäre Elektronen, die durch die Elektronen des einfallenden Elektronenstrahls 1170 erzeugt werden, stellt ein Signal bereit, das proportional zur Zusammensetzung des Materials des Substrats 710 oder zur Zusammensetzung des Materials der Elemente der Absorberstruktur 730 ist.
  • Das Computersystem 1140 kann Algorithmen enthalten, die in Hardware und/oder Software realisiert sind, die es ermöglichen, aus dem Datensignal des Detektors 1130 ein Bild der Maske 720 zu ermitteln. Ein Bildschirm, der mit dem Computersystem 1140 verbunden ist, kann das berechnete Bild darstellen (in der 11 nicht gezeigt). Das Computersystem 1140 kann ferner die Signaldaten des Detektors 1130 und/oder das berechnete Bild speichern (ebenfalls in der 11 nicht angegeben). Darüber hinaus kann das Computersystem 1140 eine Steuereinheit 1160 umfassen, die die Elektronenkanone 1150 und die Strahl-formenden und Strahl-abbildenden Element 1120 und 1125 steuert bzw. regelt. Zudem kann die Steuereinheit 1160 die Bewegung des Probentisches 1110 steuern (in der 11 nicht veranschaulicht).
  • Das Computersystem 1140 umfasst eine Schnittstelle 1175, über welche das Computersystem 1140 Positionsdaten der Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015, 1020 und Topographiedaten der Defekte 740, 745, 750, 755, 760 empfangen kann. Ferner kann das Computersystem 1140 Reparaturformen für die Defekte 740, 745, 750, 755, 760 von der Steuereinheit 480 und/oder dem Computersystem 490 des SPM 300 abfragen.
  • Die Steuereinheit 1160 und/oder das Computersystem 1140 kann die Daten des Empfängers 1130, die mit Hilfe eines Scan des Elektronenstrahls 1170 über eine der Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015, 1020 und/oder einen der Defekte 740, 745, 750, 755, 760 ermittelt wurden, mit den Positionsdaten der entsprechenden Markierung und den Topographiedaten des entsprechenden Defekts überlagern. Aus den kombinierten Daten kann die Steuereinheit 1160 und/oder das Computersystem 1140 eine Reparaturform des Defekts 740, 745, 750, 755, 760 ermitteln, die dann anstelle der vom SPM 300 übermittelten Reparaturform zur Korrektur des entsprechenden Defekts benutzt werden kann.
  • Zur Bearbeitung des bzw. der Defekte 740, 745, 750, 755 760, d.h. deren Korrektur oder Kompensation, weist die beispielhafte Vorrichtung 1100 der 11 bevorzugt vier verschiedene Vorratsbehälter für verschiedene Gase oder Präkusorgase auf. Der erste Vorratsbehälter 1150 speichert ein erstes Präkursorgas oder ein Depositionsgas, das im Zusammenwirken mit dem Elektronenstrahl 1170 zum Abscheiden von absorbierendem Material an der Stelle der Defekte 755, 760 benutzt wird. Der zweite Vorratsbehälter 1155 beinhaltet ein erstes Ätzgas, wie etwa Xenondifluorid (XeF2), mit dessen Hilfe die Defekte 740, 745 vom Substrat 710 der Maske 720 entfernt werden können.
  • Der dritte Vorratsbehälter 1165 speichert ein zweites Ätzgas, beispielsweise ein Chlor enthaltendes Präkursorgas, das parallel oder optional zum ersten Ätzgas zum lokalen Entfernen von überschüssigem Material vom Substrat 710 der Fotomaske 720 eingesetzt wird. Der vierte Speicherbehälter 1170 bevorratet ein zweites Präkursorgas ebenfalls zum lokalen Abscheiden fehlenden Absorbermaterials auf die Oberfläche des Substrats 710 der Fotomaske 720.
  • Jeder Vorratsbehälter ist mit einem eigenen Ventil 1151, 1156, 1166, 1171 ausgestattet, um die Menge der pro Zeiteinheit bereitgestellten Gaspartikel oder den Gasmengenstrom am Ort des Auftreffens des Elektronenstrahls 1170 auf die Maske 720 zu kontrollieren. Außerdem hat jeder Vorratsbehälter 1150, 1155, 1165, 1170 seine eigene Gaszuführung 1152, 1157, 1167, 1172, die mit einer Düse nahe am Auftreffpunkt des Elektronenstrahls 1170 auf der Fotomaske 720 endet. Der Abstand zwischen dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls 1179 auf die Maske 720 und den Düsen der Gaszuführungen 1152, 1157, 1167, 1172 liegt im Bereich von einigen Millimetern.
  • In dem in der 11 dargestellten Beispiel sind die Ventile 1151, 1156, 1061, 1171 in der Nähe der Vorratsbehälter eingebaut. In einer alternativen Ausführungsform können alle oder ein Teil der Ventile 1151, 1156, 1166, 1171 in der Nähe der entsprechenden Düse angeordnet werden (in der 11 nicht gezeigt). Überdies können die Gase von zwei oder mehreren Vorratsbehältern mittels einer gemeinsamen Gaszuführung bereitgestellt werden; dies ist ebenfalls in der 11 nicht veranschaulicht.
  • Jeder der Vorratsbehälter kann sein eigenes Element zur individuellen Temperatureinstellung und Kontrolle aufweisen. Die Temperatureinstellung ermöglicht sowohl eine Kühlung als auch eine Heizung für jedes Gas. Zusätzlich kann jede Gaszuführung 1152, 1157, 1167, 1172 ebenfalls ein eigenes Element zur Einstellung und zur Überwachung der Bereitstellungstemperatur jedes Gases am Reaktionsort aufweisen (in der 11 ebenfalls nicht gezeigt).
  • Die Vorrichtung 1100 der 11 weist ein Pumpensystem auf, um das erforderliche Vakuum zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Der Druck in der Vakuumkammer beträgt vor Beginn eines Bearbeitungsprozesses typischerweise etwa 10-5 Pa bis 2·10-4 Pa. Der lokale Druck an Reaktionsort kann typischerweise bis auf einen Bereich um 10 Pa ansteigen.
  • Zur Initialisierung der Ätzreaktion wird in der beispielhaften Vorrichtung 1100 der 11 vorzugsweise ausschließlich ein fokussierter Elektronenstrahl 1170 verwendet. Die Beschleunigungsspannung der Elektronen liegt in dem Bereich von 0,01 keV bis 50 keV Die Stromstärke des eingesetzten Elektronenstrahls variiert in einem Intervall zwischen 1 pA und 1 nA.
  • Die Vorrichtung 1100 der 11 ist ferner ausgelegt, die Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015, 1020 von der Fotomaske 720 zu entfernen. Die Markierungen 910, 920, 1010 können beispielsweise durch Scannen des Elektronenstrahls 1170 und gleichzeitigem Bereitstellen eines Ätzgases aus einem der Vorratsbehälter 1155 oder 1165 entfernt werden. Es ist selbstredend auch möglich zum Entfernen der Markierungen 910, 920, 1010 eine Kombination aus zwei oder mehr Ätzgasen einzusetzen. Zudem ist es möglich, die Markierungen 910, 920, 1010 durch Bereitstellen eines oder mehrerer Ätzgase ohne das Vorhandensein des Elektronenstrahls 1170 vom Substrat 710 der Maske 720 zu entfernen.
  • Die Markierungen 915, 1015, die durch Abscheiden von Mikrostrukturen auf einem Element der Absorberstruktur 730 hergestellt werden, können in der Mehrzahl der Fälle auf der Absorberstruktur 730 verbleiben. Falls ihre Beseitigung jedoch gewünscht oder notwendig ist, können diese Markierungen in einem Elektronenstrahl-induzierten Ätzprozess unter Einsatz eines oder mehrerer Ätzgase von den entsprechenden Elementen der Absorberstruktur 730 eliminiert werden.
  • Die Markierung 1020, die durch Herstellen einer Vertiefung in ein Element der Absorberstruktur generiert wurde, kann mit Hilfe des Elektronenstrahls 1170 und eines oder mehrerer der in den Vorratsbehältern 1150 und 1170 gespeicherten Depositionsgase korrigiert werden.
  • Die Vorrichtung 1100 weist zudem eine Reinigungsvorrichtung 1190 auf. Die Reinigungsvorrichtung 1195 enthält eine Reinigungsflüssigkeit 1195 oder ein Gas. In einer alternativen Ausführungsform können die Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015 1020 von der Maske im Rahmen eines für die Maskenherstellung notwendigen Reinigungsschrittes der Maske 720 entfernt werden. Ein eigener Prozessschritt zum Entfernen der Maske kann dadurch entfallen. Eine Reinigungsflüssigkeit in der Maskenherstellung kann beispielsweise Peroxomonoschwefelsäure in Kombination mit Ultraschall eingesetzt werden.
  • Die 12 zeigt ein Messsystem 1200. Das Messsystem 1200 umfasst das oben diskutierte Rastersondenmikroskop (SPM) 300 und die ebenfalls oben erläuterte Vorrichtung 1100. Das SPM 300 weist die Schnittstelle 486 auf und die Vorrichtung 1100 umfasst die Schnittstelle 1175. Die beiden Komponenten 300 und 1100 des Messsystems 1200 können über die Verbindung 1210 miteinander kommunizieren. Die Verbindung kann ein Intranet sein. Über die Verbindung 1210 können das SPM 300 und die Vorrichtung 1100 Positionsdaten der Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015, 1020 und Topographiedaten der Defekte 740, 745, 750, 755, 760 und/oder Reparaturformen der Defekte austauschen.
  • Das Flussdiagramm 1300 der 13 stellt die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens graphisch dar. Im Diagramm 1300 wird für ein Rasterteilchenmikroskop die Abkürzung SBM für Scanning particle Beam Microscope verwendet.
  • Das Verfahren beginnt bei Schritt 1305. Bei Schritt 1310 wird ein Defekt 740, 745, 750, 755, 760 einer Fotomaske 720 oder eines Wafers mit Hilfe einer Sonde 415, 420 eines SPM 300 analysiert. Vorzugsweise wird der Defekt 740, 745, 750, 755, 760 vor Schritt 1310 nicht mit einem SBM untersucht. Wie im Rahmen der Diskussion der 1 erläutert, erhält das SPM 300 typischerweise Informationen über die Existenz eines Defekts 740, 745, 750, 755, 760 aus Untersuchungen mit einem optischen Metrologie-Tool, wie etwa einem Inspektionswerkwerkzeug oder einem AIMS™. Diese Tools liefern zwar die Koordinaten eines Defekts 740, 745, 750, 755, 760 ermöglichen jedoch keine Defektcharakterisierung.
  • Bei Schritt 1315 wird eine oder mehrere Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015, 1020 auf der Fotomaske 720 oder dem Wafer durch das SPM 300 erzeugt. Das SBM ist von dieser Aufgabe befreit und kann dadurch verstärkt für andere Zwecke eingesetzt werden, wie etwa zur Reparatur des vom SPM 300 detektierten Defekts.
  • Die Markierungen 910, 915, 920, 1010, 1015, 1020 werden bei Schritt 1320 von einem Rasterteilchenmikroskop (SBM) detektiert.
  • Die nachfolgenden Schritte sind optionale Verfahrensschritte und sich deshalb im Diagramm 1300 gestrichelt wiedergegeben.
  • Bei Schritt 1325 analysiert der Teilchenstrahl des SBM den Defekt 740, 745, 750, 755, 760. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Defekt 740, 745, 755, 760 von dem Teilchenstrahl des SBM zuverlässig detektiert werden kann. Hingegen hat, wie bereits oben erläutert, ein Rasterteilchenmikroskop Schwierigkeiten einen Phasendefekt 750 nachzuweisen.
  • Sodann werden bei Schritt 1330 die vom SPM 300 erzeugten Daten den vom SBM aufgenommenen Daten überlagert. Im nächsten Schritt 1335 werden die in den Daten des SPM 300 vorhandenen Markierungen bestmöglich zu den Markierungen, die in den vom SBM aufgenommenen Daten vorhandenen sind, ausgerichtet. Dies kann durch ein manuelles Ausrichten der Markierungen erfolgen. Ein automatisches Ausrichten auf der Basis eines automatisierten Erkennens von Markierungen ist jedoch bevorzugt.
  • Bei Schritt 1340 wird aus den überlagerten Daten des SPM 300 und des SBM ein Bild des Defekts erzeugt. Schließlich wird bei Schritt 1345 aus dem Defektbild eine Reparaturform für den Defekt erzeugt. Das Verfahren endet bei Schritt 1350.
  • In einer alternativen Ausführungsform wird direkt aus den mit Hilfe des SPM 300 gewonnenen Daten eine Reparaturform ermittelt und dem SBM zur Verfügung gestellt. Diese Vorgehensweise ist insbesondere für Phasendefekte 750 vorteilhaft.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren vermeidet den aufwändigen Prozessschritt des Erzeugens einer oder mehrerer Markierungen durch ein SBM. Der Durchsatz des SBM als Reparatur-Tool kann dadurch gesteigert werden.

Claims (29)

  1. Rastersondenmikroskop (200, 300) mit einer Sondenanordnung (310, 410) zum Analysieren zumindest eines Defekts (740, 745, 750, 755, 760) einer fotolithographischen Maske (720) oder eines Wafers, das Rastersondenmikroskop (300) aufweisend: a. Zumindest eine erste Sonde (415, 420), die ausgebildet ist, um den zumindest einen Defekt (740, 745, 750, 755, 760) zu analysieren; b. Mittel (425, 430, 435), um zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) zu erzeugen, mit der die Position des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) auf der Maske (720) bzw. dem Wafer angezeigt wird; und c. wobei die Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) so ausgebildet ist, dass sie von einem Rasterteilchenmikroskop (1100) detektiert werden kann.
  2. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine erste Sonde (415, 420) ausgebildet ist, einen Defekt (750) zu analysieren, der von dem Rasterteilchenmikroskop (1100) nicht oder nicht zuverlässig detektiert werden kann.
  3. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, ferner eine Steuereinheit (280, 480) aufweisend, die ausgebildet ist, die zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) so auf der fotolithographischen Maske (720) bzw. dem Wafer anzubringen, dass sowohl die zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) als auch zumindest ein Teil des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) in einem einzigen Scan-Bereich (940) des Rastersondenmikroskops (200, 300) angeordnet sind.
  4. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach Anspruch 3, wobei das Analysieren des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) umfasst: Bestimmen von Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und von Positionsdaten der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) durch die Steuereinheit (280, 480).
  5. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuereinheit (280, 480) ferner ausgebildet ist, aus den Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) eine Reparaturform zum Korrigieren des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) zu bestimmen.
  6. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (425, 430, 435) zum Erzeugen der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1020) zumindest eine zweite Sonde (435) umfasst, die ausgebildet ist, zumindest eine Vertiefung (1020) in der fotolithographischen Maske (720) bzw. dem Wafer zu erzeugen.
  7. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (425, 430, 435) zum Erzeugen der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) zumindest eine zweite Sonde (430) umfasst, die ausgebildet ist, durch Anlegen einer Spannung an eine Messspitze der zumindest einen zweiten Sonde (430) Material als zumindest eine Markierung (915, 1015) auf der fotolithographischen Maske (720) bzw. dem Wafer abzuscheiden.
  8. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (425, 430, 435) zum Erzeugen der zumindest einen Markierung (915, 1015) zumindest eine zweite Sonde (425) umfasst, die ausgebildet ist, die zumindest eine Markierung (910, 920, 1010) durch direktes Schreiben in einem Dip-Pen-Nanolithographieprozess zu erzeugen.
  9. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach einen der Ansprüche 3-8, wobei die Steuereinheit (280, 480) ausgebildet ist, Design-Daten der fotolithographischen Maske (720) zum Bestimmen einer Position zum Anbringen der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) zu benutzen.
  10. Rastersondenmikroskop (200, 300) nach einem der Ansprüche 3-9, ferner aufweisend: eine Schnittstelle (486, 496) zum Übertragen der Positionsdaten der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und/oder der Reparaturform des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) an das Rasterteilchenmikroskop (1100).
  11. Messsystem (1200) aufweisend ein Rastersondenmikroskop (200, 300) nach einem der Ansprüche 1-10 und ein Rasterteilchenmikroskop (1100) mit einer Schnittstelle (1175) zum Empfangen von Positionsdaten der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und/oder der Reparaturform des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760).
  12. Messsystem (1200) nach Anspruch 11, wobei das Rasterteilchenmikroskop (1100) eine Steuereinheit (1160) aufweist, die ausgebildet ist, zumindest einen Teilchenstrahl (1170) zum Detektieren der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) und des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) über die fotolithographische Maske (720) bzw. den Wafer zu scannen.
  13. Messsystem (1200) nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (1160) des Rasterteilchenmikroskops (1100) ausgebildet ist, eine Reparaturform für den zumindest einen Defekt (740, 745, 750, 755, 760) aus Scan-Daten des Teilchenstrahls (1170), den Positionsdaten der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) und den Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) zu bestimmen.
  14. Messsystem (1200) nach Anspruch 11-13, wobei das Rasterteilchenmikroskop (1100) ferner aufweist: a. Zumindest einen ersten Vorratsbehälter (1165, 1170), der ausgebildet ist zumindest ein Ätzgas zu speichern; und/oder b. Zumindest einen zweiten Vorratsbehälter (1150,1155), der ausgebildet ist zumindest ein Depositionsgas zu speichern; und/oder c. Zumindest ein Zuleitungssystem (1152, 1157, 1167, 1172) mit zumindest einem ersten Ventil (166, 1171) für den zumindest einen ersten Vorratsbehälter (1165, 11770) und zumindest einem zweiten Ventil (1151, 1156) für den zumindest einen zweiten Vorratsbehälter (1150, 1155), wobei das Zuleitungssystem (1152, 1157, 1167, 1172) ausgebildet ist, das zumindest eine Ätzgas und/oder das zumindest eine Depositionsgas an einer Position des Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) bereitzustellen.
  15. Messsystem (1200) nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit (1160) des Rasterteilchenmikroskops (1100) ferner ausgebildet ist, anhand der Reparaturform den zumindest einen Teilchenstrahl (1170) und den Gasmengenstrom des zumindest einen Ätzgases oder den Gasmengenstrom des zumindest einen Depositionsgases zum Korrigieren des zumindest einen Defekts (745, 750, 755, 760) zu steuern.
  16. Messsystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Steuereinheit des Rasterteilchenmikroskops ausgebildet ist, den zumindest einen Teilchenstrahl und den Gasmengenstrom des zumindest einen Ätzgases oder den Gasmengenstrom des zumindest einen Depositionsgases zum Entfernen der zumindest einen Markierung zu steuern.
  17. Messsystem (1200) nach einem der Ansprüche 11-16, ferner aufweisend: eine Reinigungsvorrichtung (1190), die ausgebildet ist, die zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) mittels eines chemischen Reinigungsprozesses zu entfernen.
  18. Verfahren zum Analysieren zumindest eines Defekts (740, 745, 750, 755, 760) einer fotolithographischen Maske (720) oder eines Wafers, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a. Analysieren des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) mit einem Rastersondenmikroskop (200, 300); b. Erzeugen zumindest einer Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) auf der fotolithographischen Maske (720) bzw. dem Wafer mit dem Rastersondenmikroskop (200, 300) , wobei die zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) so ausgebildet ist, dass sie von einem Rasterteilchenmikroskop (1100) detektiert werden kann; und c. Detektieren der zumindest einem Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) mit zumindest einem Teilchenstrahl (1170) des Rasterteilchenmikroskops (1100).
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der zumindest eine Defekt (740, 745, 750, 755, 760) einen Defekt (750) umfasst, der von dem Rasterteilchenmikroskop (1100) nicht oder nicht zuverlässig detektiert werden kann.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei die zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) so nahe an dem zumindest einen Defekt (z40, 745, 750, 755, 760) erzeugt wird, dass zumindest ein Teil des Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und die zumindest eine Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) in einem einzigen Scan-Bereich des Rastersondenmikroskops (200, 300) angeordnet sind.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-20, wobei das Analysieren des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) umfasst: Bestimmen von Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und Positionsdaten der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020).
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-21, ferner den Schritt aufweisend: Bestimmen einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt (740, 745, 750, 755, 760) aus den Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760).
  23. Verfahren nach Anspruch 22, ferner den Schritt aufweisend: Übertragen der Positionsdaten der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) und/oder der Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und/oder der Reparaturform vom Rastersondenmikroskop (200, 300) zum Rasterteilchenmikroskop (1100).
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-23, ferner den Schritt aufweisend: Scannen des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) und der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) mit dem zumindest einen Teilchenstrahl (1170) des Rasterteilchenmikroskops (1100).
  25. Verfahren nach Anspruch 24, ferner den Schritt aufweisend: Überlagern von Daten des Teilchenstrahl-Scans mit den Positionsdaten der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) und den Topographiedaten des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) zum Bestimmen einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt (740, 745, 750, 755, 760).
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-25, wobei das Erzeugen der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) umfasst: Benutzen von Design-Daten einer fotolithographischen Maske (720) zum Bestimmen einer Position zum Anbringen der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020).
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22-25, ferner den Schritt aufweisend: Korrigieren des zumindest einen Defekts (740, 745, 750, 755, 760) mittels der Reparaturform, des zumindest einen Teilchenstrahls (1170) und zumindest einem Ätzgas oder zumindest einem Depositionsgas.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-27, ferner den Schritt aufweisend: Entfernen der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) von der fotolithographischen Maske (720) bzw. dem Wafer mit dem zumindest einen Teilchenstrahl (1170) und zumindest einem Ätzgas oder zumindest einem Depositionsgas.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-27, ferner den Schritt aufweisend: Entfernen der zumindest einen Markierung (910, 915, 920, 1010, 1015, 1020) von der fotolithographischen Maske (720) bzw. dem Wafer mittels eines chemischen Reinigungsschritts.
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TW106111752A TWI682165B (zh) 2016-04-08 2017-04-07 用於分析微影光罩或晶圓之缺陷的裝置與方法
US15/481,693 US10983075B2 (en) 2016-04-08 2017-04-07 Device and method for analysing a defect of a photolithographic mask or of a wafer
JP2017077274A JP6643273B2 (ja) 2016-04-08 2017-04-10 フォトリソグラフィマスクまたはウェハの欠陥を分析するためのデバイスおよび方法
US17/220,330 US11733186B2 (en) 2016-04-08 2021-04-01 Device and method for analyzing a defect of a photolithographic mask or of a wafer

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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016205941B4 (de) 2016-04-08 2020-11-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Analysieren eines Defekts einer fotolithographischen Maske oder eines Wafers
DE102017211957A1 (de) * 2017-07-12 2019-01-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Untersuchen einer Messspitze eines Rastersondenmikroskops
KR102370458B1 (ko) * 2017-07-21 2022-03-04 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 포토리소그래피 마스크의 과잉 재료의 폐기를 위한 방법 및 장치
US11331291B2 (en) * 2017-09-14 2022-05-17 Phoenix Biotechnology, Inc. Method of and improved composition for treating triterpene-responsive conditions, diseases or disorders
EP3495827A1 (de) * 2017-12-05 2019-06-12 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Rasterkraftmikroskopiesystem
DE102018206278A1 (de) * 2018-04-24 2019-10-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen eines Partikels von einer photolithographischen Maske
EP3627225A1 (de) * 2018-09-19 2020-03-25 ASML Netherlands B.V. Teilchenstrahlvorrichtung, defektreparaturverfahren, verfahren zur lithographischen belichtung und lithographisches system
CA3127252A1 (en) * 2019-02-15 2020-08-20 Quantum Silicon Inc. Automated atomic scale fabrication
DE112019007535T5 (de) * 2019-08-07 2022-03-31 Hitachi High-Tech Corporation Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung
EP3809143B1 (de) 2019-10-17 2023-07-19 Imec VZW Verfahren für rastersondenmikroskopie
DE102020208568A1 (de) * 2020-07-08 2022-01-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Entfernen eines einzelnen Partikels von einem Substrat
DE102020118150A1 (de) * 2020-07-09 2022-01-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren, Prüfstruktur, Prüfvorrichtung und Vorrichtung
DE102020208883B4 (de) * 2020-07-16 2023-06-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Computerprogramm zur Reparatur einer Maske für die Lithographie
EP4044217A1 (de) * 2021-02-10 2022-08-17 Siltronic AG Verfahren und vorrichtung zum markieren von defekten auf einer oberfläche einer halbleiterscheibe
KR20230147143A (ko) 2021-03-26 2023-10-20 주식회사 히타치하이테크 주사형 프로브 현미경, 시료 관찰 가공 시스템 및 전기 특성 평가 장치
KR20240085718A (ko) * 2022-12-08 2024-06-17 한국외국어대학교 연구산학협력단 제품의 표면에 미세 패턴을 형성하는 방법 및 이를 적용하여 형성한 미세 패턴을 포함하는 제품
CN116013800B (zh) * 2022-12-30 2024-02-27 胜科纳米(苏州)股份有限公司 一种缺陷定位方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5043578A (en) * 1990-04-05 1991-08-27 International Business Machines Corporation Writing atomic scale features with fine tip as source of deposited atoms
US6683316B2 (en) * 2001-08-01 2004-01-27 Aspex, Llc Apparatus for correlating an optical image and a SEM image and method of use thereof
WO2004015496A2 (en) * 2002-08-08 2004-02-19 Fei Company Using scanning probe microscope topographic data to repair photomask defect using charged particle beams
US7281419B2 (en) * 2005-09-21 2007-10-16 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Multifunctional probe array system
US7691541B2 (en) * 2002-10-21 2010-04-06 Nanoink, Inc. Methods for additive repair of phase shift masks by selectively depositing nanometer-scale engineered structures on defective phase shifters
WO2012110602A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Carl Zeiss Sms Gmbh Apparatus and method for analyzing and modifying a specimen surface
WO2012163518A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Carl Zeiss Sms Gmbh Apparatus and method for investigating an object
DE102011079382A1 (de) * 2011-07-19 2013-01-24 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren und zum Beseitigen eines Defekts einer EUV Maske
DE102011084829A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Carl Zeiss Ag Mikroskopie mehrerer Proben mit optischer Mikroskopie und Teilchenstrahlmikroskopie
DE102013225936A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Carl Zeiss Sms Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Korrelieren von Abbildungen einer photolithographischen Maske
US9164371B2 (en) * 2011-05-30 2015-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of correcting defects in a reflection-type mask and mask-defect correction apparatus
US20150380210A1 (en) * 2014-06-30 2015-12-31 Carl Zeiss Sms Gmbh Scanning particle microscope and method for determining a position change of a particle beam of the scanning particle microscope

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69012644T2 (de) * 1989-05-17 1995-04-06 Canon Kk Vorrichtung zur Ermittlung einer Position.
JP3185295B2 (ja) 1991-11-20 2001-07-09 日本電気株式会社 マーキング装置
JP3104640B2 (ja) * 1997-03-19 2000-10-30 住友金属工業株式会社 半導体基板の欠陥の検出方法と試料の作製方法及び欠陥の観察方法
US6122562A (en) 1997-05-05 2000-09-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for selectively marking a semiconductor wafer
JP3843671B2 (ja) * 1999-10-29 2006-11-08 株式会社日立製作所 半導体デバイスパターンの検査装置及びその欠陥検査・不良解析方法
US6734687B1 (en) * 2000-02-25 2004-05-11 Hitachi, Ltd. Apparatus for detecting defect in device and method of detecting defect
US6190062B1 (en) * 2000-04-26 2001-02-20 Advanced Micro Devices, Inc. Cleaning chamber built into SEM for plasma or gaseous phase cleaning
TWI255339B (en) 2004-12-23 2006-05-21 Powerchip Semiconductor Corp Method of applying micro-protection in defect analysis
WO2007027757A2 (en) * 2005-08-30 2007-03-08 Georgia Tech Research Corporation Direct write nanolithography using heated tip
JP2009003321A (ja) 2007-06-25 2009-01-08 Sii Nanotechnology Inc フォトマスク欠陥修正装置及びフォトマスク欠陥修正方法
JP2010182896A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Hitachi High-Technologies Corp 吸収電流像を利用した半導体検査方法及び装置
US9390490B2 (en) * 2010-01-05 2016-07-12 Hitachi High-Technologies Corporation Method and device for testing defect using SEM
JP5471835B2 (ja) 2010-05-26 2014-04-16 大日本印刷株式会社 反射型マスクの位相欠陥補正方法および反射型マスクの製造方法
JP5592299B2 (ja) 2011-03-24 2014-09-17 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランクの欠陥分析方法
US9583401B2 (en) * 2014-02-12 2017-02-28 International Business Machines Corporation Nano deposition and ablation for the repair and fabrication of integrated circuits
TWI634331B (zh) * 2014-06-25 2018-09-01 美商Ｄｃｇ系統公司 電子裝置的奈米探測系統及其奈米探針
DE102016205941B4 (de) 2016-04-08 2020-11-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Analysieren eines Defekts einer fotolithographischen Maske oder eines Wafers

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5043578A (en) * 1990-04-05 1991-08-27 International Business Machines Corporation Writing atomic scale features with fine tip as source of deposited atoms
US6683316B2 (en) * 2001-08-01 2004-01-27 Aspex, Llc Apparatus for correlating an optical image and a SEM image and method of use thereof
WO2004015496A2 (en) * 2002-08-08 2004-02-19 Fei Company Using scanning probe microscope topographic data to repair photomask defect using charged particle beams
US7691541B2 (en) * 2002-10-21 2010-04-06 Nanoink, Inc. Methods for additive repair of phase shift masks by selectively depositing nanometer-scale engineered structures on defective phase shifters
US7281419B2 (en) * 2005-09-21 2007-10-16 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Multifunctional probe array system
WO2012110602A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Carl Zeiss Sms Gmbh Apparatus and method for analyzing and modifying a specimen surface
US9164371B2 (en) * 2011-05-30 2015-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of correcting defects in a reflection-type mask and mask-defect correction apparatus
WO2012163518A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Carl Zeiss Sms Gmbh Apparatus and method for investigating an object
DE102011079382A1 (de) * 2011-07-19 2013-01-24 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren und zum Beseitigen eines Defekts einer EUV Maske
DE102011084829A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Carl Zeiss Ag Mikroskopie mehrerer Proben mit optischer Mikroskopie und Teilchenstrahlmikroskopie
DE102013225936A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Carl Zeiss Sms Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Korrelieren von Abbildungen einer photolithographischen Maske
US20150380210A1 (en) * 2014-06-30 2015-12-31 Carl Zeiss Sms Gmbh Scanning particle microscope and method for determining a position change of a particle beam of the scanning particle microscope

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.A.J. Bouwens et al.: "Enhancing re-detection efficacy of defects on blank wafers using stealth fiducial markers", Microelectronic Engineering 153, pp. 48-54 (Jan. 2016) *
X.N. Xie et al.: "Nanoscale materials patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography", Materials Science and Engineering R 54, pp. 1-48 (2006) *

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