DE102020201482B4 - Apparatus and method for repairing a defect in an optical component for the extreme ultraviolet wavelength range - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (700) zum Reparieren zumindest eines Defekts (150, 350, 550, 1450) einer optischen Komponente (100, 300, 500) für den extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich, wobei die optische Komponente (100, 300, 500) ein Substrat (110) und eine auf dem Substrat (110) angeordnete Mehrschichtstruktur (120) umfasst, aufweisend:a. zumindest eine Lichtquelle (610, 1010, 1020), die ausgebildet ist, einen Photonenstrahl (605, 1030, 1130) im EUV-Wellenlängenbereich und/oder im Wellenlängenbereich weicher Röntgenstrahlung zu erzeugen;b. eine Steuervorrichtung (750), die ausgebildet ist, den Photonenstrahl (605, 1030, 1130) einzustellen, um durch ein lokales Verändern der optischen Komponente (100, 300, 500) den zumindest einen Defekt (150, 350, 550, 1450) zu reparieren; undc. einen Detektor (690, 780), der eingerichtet ist, von der optischen Komponente (100, 300, 500) reflektierte Photonen zu detektieren.Device (700) for repairing at least one defect (150, 350, 550, 1450) of an optical component (100, 300, 500) for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range, wherein the optical component (100, 300, 500) comprises a substrate (110) and a multilayer structure (120) arranged on the substrate (110), comprising:a. at least one light source (610, 1010, 1020) which is designed to generate a photon beam (605, 1030, 1130) in the EUV wavelength range and/or in the wavelength range of soft X-rays;b. a control device (750) configured to adjust the photon beam (605, 1030, 1130) in order to repair the at least one defect (150, 350, 550, 1450) by locally changing the optical component (100, 300, 500); andc. a detector (690, 780) configured to detect photons reflected from the optical component (100, 300, 500).
Description
1. Technisches Gebiet1. Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reparieren zumindest eines Defekts einer optischen Komponente für den extrem ultravioletten (EUV)-Wellenlängenbereich, wobei die optische Komponente für den EUV-Wellenlängenbereich ein Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete Mehrschichtstruktur umfasst.The present invention relates to an apparatus and a method for repairing at least one defect of an optical component for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range, wherein the optical component for the EUV wavelength range comprises a substrate and a multilayer structure arranged on the substrate.
2. Stand der Technik2. State of the art
Als Folge der wachsenden Integrationsdichte in der Halbleiterindustrie müssen Photolithographiemasken zunehmend kleinere Strukturen auf Wafer abbilden. Auf der Photolithographieseite wird dem Trend wachsender Integrationsdichte Rechnung getragen, indem die Belichtungswellenlänge von Photolithographiegeräten zu immer kleineren Wellenlängen verschoben wird. In Photolithographiegeräten oder Lithographiegeräten wird derzeit häufig ein ArF- (Argonfluorid) Excimerlaser als Lichtquelle eingesetzt, der bei einer Wellenlänge von etwa 193 nm emittiert.As a result of the growing integration density in the semiconductor industry, photolithography masks must image increasingly smaller structures on wafers. On the photolithography side, the trend of increasing integration density is taken into account by shifting the exposure wavelength of photolithography devices to ever smaller wavelengths. In photolithography devices or lithography devices, an ArF (argon fluoride) excimer laser is currently often used as the light source, emitting at a wavelength of around 193 nm.
Gegenwärtig befinden sich Lithographiesysteme in der Entwicklung, die elektromagnetische Strahlung im EUV- (extremen ultravioletten) Wellenlängenbereich (vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 15 nm) verwenden. Diese EUV-Lithographiesysteme basieren auf einem völlig neuen Strahlführungskonzept, das reflektierende optische Elemente verwendet, da derzeit keine Materialien verfügbar sind, die im angegebenen EUV-Bereich optisch transparent sind. Die technologischen Herausforderungen bei der Entwicklung von EUV-Systemen sind enorm und riesige Entwicklungsanstrengungen sind notwendig, um diese Systeme bis zur industriellen Einsatzreife zu bringen.Lithography systems are currently under development that use electromagnetic radiation in the EUV (extreme ultraviolet) wavelength range (preferably in the range of 10 nm to 15 nm). These EUV lithography systems are based on a completely new beam guidance concept that uses reflective optical elements, since there are currently no materials available that are optically transparent in the specified EUV range. The technological challenges in developing EUV systems are enormous and huge development efforts are necessary to bring these systems to industrial maturity.
Ein maßgeblicher Anteil an der Abbildung immer kleinerer Strukturen in den auf einem Wafer angeordneten Photolack kommt den photolithographischen Masken, Belichtungsmasken, Photomasken oder einfach Masken zu. Mit jeder weiteren Steigerung der Integrationsdichte wird es zunehmend wichtiger, die minimale Strukturgröße der Belichtungsmasken zu verringern. Der Herstellungsprozess photolithographischer Masken wird deshalb zunehmend komplexer und damit zeitaufwändiger und letztlich auch teurer. Aufgrund der winzigen Strukturgrößen der Pattern-Elemente können Fehler bei der Maskenherstellung nicht ausgeschlossen werden. Diese müssen - wann immer möglich - repariert werden.Photolithographic masks, exposure masks, photomasks or simply masks play a significant role in the imaging of ever smaller structures in the photoresist arranged on a wafer. With every further increase in integration density, it becomes increasingly important to reduce the minimum structure size of the exposure masks. The production process for photolithographic masks is therefore becoming increasingly complex and thus more time-consuming and ultimately more expensive. Due to the tiny structure sizes of the pattern elements, errors in mask production cannot be ruled out. These must be repaired whenever possible.
Die Reparatur von Maskendefekten wird derzeit häufig durch Elektronenstrahlinduzierte lokale Abscheide- und/oder Ätzprozesse ausgeführt. Die nachfolgend beispielhaft angegebenen Dokumente beschäftigen sich mit der Reparatur von
Aufgrund der abnehmenden Strukturgrößen der Pattern-Elemente wird das Kontrollieren der lokalen Abscheide- bzw. Ätzprozesse immer herausfordernder. Darüber hinaus müssen die Reparaturstrategien individuell an die Anforderungen der einzelnen Fertigungsumgebungen angepasst werden. Jede Technologie-getriebene Anpassung der der EUV-Masken (beispielsweise deren Materialzusammensetzung, Abmessungen oder Aufbau) erfordert eine Neubewertung der etablierten Reparaturprozesse, was in manchen Fällen zu deren zeitaufwändiger Umgestaltung führt.Due to the decreasing structure sizes of the pattern elements, controlling the local deposition or etching processes is becoming increasingly challenging. In addition, the repair strategies must be individually adapted to the requirements of the individual manufacturing environments. Any technology-driven adaptation of the EUV masks (e.g. their material composition, dimensions or structure) requires a re-evaluation of the established repair processes, which in some cases leads to their time-consuming redesign.
Die nachfolgend genannten beispielhaften Dokumente beschreiben kohärente Lichtquellen für den EUV-Wellenlängenbereich:
In dem Artikel „
Die Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die es ermöglichen, das Reparieren von Defekten von optischen Komponenten für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich zu verbessern.The present invention is based on the problem of specifying a device and a method which make it possible to improve the repair of defects in optical components for the extreme ultraviolet wavelength range.
3. Zusammenfassung der Erfindung3. Summary of the invention
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst. In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines Defekts einer optischen Komponente für den extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich, wobei die optische Komponente ein Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete Mehrschichtstruktur umfasst, auf: (a) zumindest eine Lichtquelle, die ausgebildet ist, einen Photonenstrahl im EUV-Wellenlängenbereich und/oder im Wellenlängenbereich weicher Röntgenstrahlung zu erzeugen; eine Steuervorrichtung, die ausgebildet ist, um durch ein lokales Verändern der optischen Komponente den zumindest einen Defekt zu reparieren; und (c) einen Detektor, der eingerichtet ist, von der optischen Komponente reflektierte Photonen zu detektieren.According to an embodiment of the present invention, this problem is solved by a device according to claim 1 and a method according to claim 15. In one embodiment, the device for repairing at least one defect of an optical component for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range, wherein the optical component comprises a substrate and a multilayer structure arranged on the substrate, comprises: (a) at least one light source designed to generate a photon beam in the EUV wavelength range and/or in the wavelength range of soft X-rays; a control device designed to repair the at least one defect by locally changing the optical component; and (c) a detector designed to detect photons reflected by the optical component.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt einen Paradigmenwechsel in der Reparatur von Komponenten für den EUV-Wellenlängenbereich dar. Bei den bisherigen indirekten Prozessen aktiviert ein Elektronenstrahl einen lokalen Abscheideprozess zum Abscheiden von fehlendem Material oder einen lokalen Ätzprozess zum Entfernen von überschüssigem Material durch Bereitstellen eines Präkursor-Gas am Reaktionsort. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt hingegen einen Photonenstrahl im EUV-Wellenlängenbereich und/oder im Wellenlängenbereich weicher Röntgenstrahlung, um direkt einen Defekt zu reparieren. Dadurch überwindet eine erfindungsgemäße Vorrichtung die laterale Auflösungsbegrenzung herkömmlicher Reparaturvorrichtungen, die durch den Einsatz eines Präkursor-Gases bewirkt wird. Aufgrund der kleinen Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung im EUV-Bereich stößt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in neue Dimensionen lateraler Ortsauflösung bei der Defektreparatur von optischen Komponenten für den EUV-Wellenlängenbereich vor. Überdies wird eine Verschmutzung der optischen Komponente bei einer Defektreparatur durch ein Präkursor-Gas und/oder dessen Bestandteile vermieden.The device according to the invention represents a paradigm shift in the repair of components for the EUV wavelength range. In the previous indirect processes, an electron beam activates a local deposition process to deposit missing material or a local etching process to remove excess material by providing a precursor gas at the reaction site. A device according to the invention, on the other hand, uses a photon beam in the EUV wavelength range and/or in the wavelength range of soft X-rays to directly repair a defect. As a result, a device according to the invention overcomes the lateral resolution limitation of conventional repair devices, which is caused by the use of a precursor gas. Due to the small wavelength of electromagnetic radiation in the EUV range, a device according to the invention advances into new dimensions of lateral spatial resolution when repairing defects in optical components for the EUV wavelength range. In addition, contamination of the optical component during a defect repair by a precursor gas and/or its components is avoided.
Der EUV-Spektralbereich umfasst Wellenlängen von 10 nm bis 121 nm. Dies entspricht Photonenenergien zwischen 10,3 eV (Elektronenvolt) und 124 eV. Unter dem Bereich weicher Röntgenstrahlung wird in dieser Anmeldung der Wellenlängenbereich von 0,1 nm bis 10 nm verstanden. Die zugehörigen Photonenenergien erstrecken sich über den Bereich von 124 eV bis 12,4 keV. Die aktinische Wellenlänge, d.h. die Wellenlänge, bei der die optische Komponente betrieben wird, umfasst vorzugsweise den Wellenlängenbereich von 10 nm bis 15 nm bzw. den Energiebereich von 124 eV bis 82,7 eV.The EUV spectral range includes wavelengths from 10 nm to 121 nm. This corresponds to photon energies between 10.3 eV (electron volts) and 124 eV. In this application, the range of soft X-rays is understood to mean the wavelength range from 0.1 nm to 10 nm. The associated photon energies extend over the range from 124 eV to 12.4 keV. The actinic wavelength, i.e. the wavelength at which the optical component is operated, preferably includes the wavelength range from 10 nm to 15 nm or the energy range from 124 eV to 82.7 eV.
Die zumindest eine Lichtquelle kann einen Photonenstrahl mit einer Wellenlänge im Bereich der aktinischen Wellenlänge erzeugen.The at least one light source can generate a photon beam having a wavelength in the range of the actinic wavelength.
Einerseits weist ein fokussierter Photonenstrahl im Bereich der aktinischen Wellenlänge eine hohe laterale Ortsauflösung auf, wodurch das Ausführen einer sehr präzisen Reparatur eines Defekts ermöglicht und gleichzeitig die Gefahr einer Beschädigung der optischen Komponente während des Reparaturprozesses verringert wird. Andererseits kann eine Lichtquelle, die einen Photonenstrahl im Bereich der aktinischen Wellenlänge generiert, zum Aufnehmen eines Luftbildes einer defekten Stelle und/oder einer reparierten Stelle eingesetzt werden.On the one hand, a focused photon beam in the actinic wavelength range has a high lateral spatial resolution, which enables a very precise repair of a defect to be carried out while reducing the risk of damage to the optical component during the repair process. On the other hand, a light source that generates a photon beam in the actinic wavelength range can be used to take an aerial image of a defect and/or a repaired area.
Das lokale Verändern der optischen Komponente kann eine lokale Änderung einer Reflektivität der optischen Komponente im Bereich einer aktinischen Wellenlänge umfassen.The local change of the optical component may comprise a local change of a reflectivity of the optical component in the range of an actinic wavelength.
Defekte einer reflektierenden optischen Komponente für den EUV-Wellenlängenbereich äußern sich typischerweise in einer ungleichmäßigen Verteilung der reflektierten optischen Intensität. Dabei kann es Bereiche der optischen Komponente geben, aus denen mehr bzw. weniger Licht, wie vom Design vorgesehen, reflektiert wird. Indem der EUV-Photonenstrahl eingesetzt wird, lokal die Reflektivität der optischen Komponente zu ändern, kann die ungleichmäßige Verteilung der von der optischen Komponente reflektierten optischen Intensität beseitigt werden oder zumindest deutlich verringert werden.Defects in a reflective optical component for the EUV wavelength range typically manifest themselves in an uneven distribution of the reflected optical intensity. There may be areas of the optical component from which more or less light is reflected than intended by the design. By using the EUV photon beam to locally change the reflectivity of the optical component, the uneven distribution of the optical intensity reflected by the optical component can be eliminated or at least significantly reduced.
Das lokale Verändern der optischen Komponente kann ein lokales Entfernen von Material von der optischen Komponente mit dem Photonenstrahl umfassen.Locally modifying the optical component may include locally removing material from the optical component with the photon beam.
Das Material wird von der optischen Komponente mit Hilfe des Photonenstrahls durch Verdampfen entfernt. Zum Verdampfen von Material muss dieses zum einen auf die materialspezifische Verdampfungstemperatur aufgeheizt werden, hierfür ist eine von der Dichte und der Wärmekapazität des Materials abhängige Energiemenge notwendig. Zum anderen muss die ebenfalls Material-spezifische Verdampfungswärme dem Material bereitgestellt werden. Ein fokussierter EUV-Photonenstrahl kann lokal diese spezifischen Energiedichten, d.h. Energie pro Volumen, aufbringen. Dies beruht im Wesentlichen auf zwei Eigenschaften eines EUV-Photonenstrahls. Dieser kann zum einen auf eine sehr kleine beugungsbegrenzte Fläche fokussiert werden und zum anderen können Pulse von EUV-Photonenstrahlen im Sub-Femtosekundenbereich erzeugt werden, die eine sehr große Leistungsdichte aufweisen.The material is removed from the optical component by evaporation using the photon beam. To evaporate material, it must first be heated to the material-specific evaporation temperature, which requires an amount of energy that depends on the density and heat capacity of the material. Secondly, the evaporation heat, which is also material-specific, must be made available to the material. A focused EUV photon beam can locally apply these specific energy densities, i.e. energy per volume. This is essentially based on two properties of an EUV photon beam. On the one hand, it can be focused on a very small diffraction-limited area, and on the other hand, pulses of EUV photon beams can be generated in the sub-femtosecond range, which have a very high power density.
Eine optische Komponente kann eine photolithographische Maske für den EUV-Wellenlängenbereich oder einen Spiegel für den EUV-Wellenlängenbereich umfassen.An optical component may include a photolithographic mask for the EUV wavelength range or a mirror for the EUV wavelength range.
Das lokale Entfernen von Material kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Entfernen von überschüssigem Material zumindest eines Elements eines Absorber-Patterns einer photolithographischen Maske, Entfernen von Material der Mehrschichtstruktur der optischen Komponente, und Entfernen zumindest eines Partikels von der optischen Komponente.The local removal of material may comprise at least one element from the group: removing excess material from at least one element of an absorber pattern of a photolithographic mask, removing material from the multilayer structure of the optical component, and removing at least one particle from the optical component.
Die Lichtquelle einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht sowohl das Reparieren oder Korrigieren von Defekten überschüssigen Materials als auch von Defekten fehlenden Materials. Ein Defekt fehlenden Absorber-Materials eines oder mehrerer Pattern-Elemente einer photolithographischen Maske wird durch ein lokales Entfernen eines Teils der Mehrschichtstruktur kompensiert. Dadurch werden aus dem bearbeiteten Teil der photolithographischen Maske im Wesentlichen keine Photonen mehr reflektiert und in einem Luftbild oder in einem Bild in einem Photolack ist die reparierte Stelle nicht von einer defektfreien Stelle zu unterscheiden.The light source of a device according to the invention enables both the repair or correction of defects in excess material and defects in missing material. A defect in missing absorber material of one or more pattern elements of a photolithographic mask is compensated by locally removing part of the multilayer structure. As a result, essentially no more photons are reflected from the processed part of the photolithographic mask and in an aerial photograph or in an image in a photoresist, the repaired area cannot be distinguished from a defect-free area.
Nach dem gleichen Prinzip kann eine ungleichmäßige Reflexion eines EUV-Spiegels repariert werden. Zudem kann ein auf der optischen Komponente vorhandenes Partikel, der in einem Luftbild der optischen Komponente sichtbar ist, durch Verdampfen mittels eines fokussierten EUV-Photonenstrahls von einer Oberfläche der optischen Komponente entfernt werden.Using the same principle, an uneven reflection of an EUV mirror can be repaired. In addition, a particle present on the optical component, which is visible in an aerial image of the optical component, can be removed from a surface of the optical component by evaporation using a focused EUV photon beam.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bedeutet hier, wie auch an anderen Stellen der vorliegenden Anmeldung, eine Messung einer physikalischen Größe innerhalb ihrer Fehlergrenzen, wenn Messgeräte gemäß dem Stand der Technik für die Messung verwendet werden.The term “substantially” here, as elsewhere in the present application, means a measurement of a physical quantity within its error limits when measuring instruments according to the state of the art are used for the measurement.
Die zumindest eine Lichtquelle kann ferner ausgebildet sein, eine Energiedichte des Photonenstrahls zum Reparieren des zumindest einen Defekts der optischen Komponente einzustellen.The at least one light source may further be configured to adjust an energy density of the photon beam for repairing the at least one defect of the optical component.
Die Energiedichte des Photonenstrahls durch zumindest zwei Parameter eingestellt werden. Zum einen kann die Fokusbedingung und dadurch die Fleckgröße eingestellt werden, mit der der Photonenstrahl der Lichtquelle auf den Defekt bzw. die optische Komponente auftrifft. Zum anderen kann die mittlere Leistung und damit auch die Pulsleistung des Photonenstrahls variiert werden.The energy density of the photon beam can be adjusted using at least two parameters. Firstly, the focus condition and thus the spot size with which the photon beam of the light source hits the defect or the optical component can be adjusted. Secondly, the average power and thus also the pulse power of the photon beam can be varied.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner einen Energiesensor zum Nachweisen von der optischen Komponente und/oder von dem zumindest einen Defekt während einer Reparatur reflektierten Photonen zum Überwachen der Reparatur.The device according to the invention can further comprise an energy sensor for detecting photons reflected from the optical component and/or from the at least one defect during a repair for monitoring the repair.
Falls die Vorrichtung einen Detektor aufweist, kann dieser vor, während und nach einem Reparaturvorgang eines Defekts eingesetzt werden, um die Auswirkung des Defekts oder eines verbliebenen Defektteils zu untersuchen. Insbesondere kann der Detektor in Kombination mit dem Photonenstrahl zum Überprüfen des Erfolgs einer Defektreparatur benutzt werden.If the device has a detector, this can be used before, during and after a defect repair process to examine the effect of the defect or a remaining defect part. In particular, the detector can be used in combination with the photon beam to check the success of a defect repair.
Ein Energiesensor kann eingesetzt werden, um von der reparierten Stelle während eines Reparaturvorgangs reflektierte Photonen zu detektieren und dadurch eine Änderung der Photonenflussdichte, insbesondere eine Abnahme der Photonenflussdichte während des Reparaturprozesses zu bestimmen.An energy sensor can be used to detect photons reflected from the repaired site during a repair process and thereby determine a change in the photon flux density, in particular a decrease in the photon flux density during the repair process.
Der Detektor kann eine CCD- (Charge Coupled Device) Kamera für den EUV-Wellenlängenbereich umfassen. Der Energiesensor kann ein Detektorelement einer CCD-Kamera sein.The detector may comprise a CCD (charge coupled device) camera for the EUV wavelength range. The energy sensor may be a detector element of a CCD camera.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen energiedispersiven Röntgenstrahldetektor umfassen. Der energiedispersive Röntgenstrahldetektor kann von der optischen Komponente und/oder dem Defekt der optischen Komponente als Folge der Bestrahlung mit dem Photonenstrahl erzeugte Photonen nachweisen. Dadurch wird es möglich, eine Materialzusammensetzung des Materials, das der Photonenstrahl bearbeitet, zu bestimmen.Furthermore, the device according to the invention can comprise an energy-dispersive X-ray detector. The energy-dispersive X-ray detector can detect photons generated by the optical component and/or the defect in the optical component as a result of irradiation with the photon beam. This makes it possible to determine a material composition of the material that the photon beam processes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ausgebildet sein, die zumindest eine Lichtquelle und den Energiesensor in einer geschlossenen Rückkopplungsschleife zu betreiben.The device according to the invention can be designed to operate the at least one light source and the energy sensor in a closed feedback loop.
Dadurch wird es möglich, einen Reparaturprozess in Echtzeit zu überwachen. Die Wahrscheinlichkeit für das Fehlschlagen eines Reparaturvorgangs kann deutlich verringert werden. Insbesondere kann das Beschädigen der optischen Komponente weitgehend verhindert werden, kann doch in Realzeit festgestellt werden, ob Material eines Defekts oder der optischen Komponente abgetragen wird.This makes it possible to monitor a repair process in real time. The probability of a repair process failing can be significantly reduced. In particular, damage to the optical component can be largely prevented, as it can be determined in real time whether material from a defect or the optical component is being removed.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner zumindest einen ersten Spiegel zum Scannen des Photonenstrahls über den zumindest einen Defekt der optischen Komponente aufweisen, und kann zumindest einen zweiten Spiegel zum Richten des Photonenstrahls auf einen Bereich der optischen Komponente, der den zumindest einen Defekt umfasst, aufweisen.The device according to the invention can further comprise at least one first mirror for scanning the photon beam over the at least one defect of the optical component, and can comprise at least one second mirror for directing the photon beam to a region of the optical component comprising the at least one defect.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Spiegeln erleichtert ein Umschalten der Vorrichtung von einem Untersuchungsmodus der optischen Komponente bzw. des Defekts der optischen Komponente in einen Reparaturmodus zum Reparieren des Defekts und umgekehrt.An embodiment of the device according to the invention with two mirrors facilitates switching of the device from an examination mode of the optical component or the defect of the optical component to a repair mode for repairing the defect and vice versa.
Der zumindest eine erste Spiegel kann ausgebildet sein, den Photonenstrahl auf den zumindest einen Defekt der optischen Komponente zu fokussieren. Ferner kann der zumindest eine erste Spiegel ausgebildet sein, den fokussierten Photonenstrahl über die optische Komponente und/oder den zumindest einen Defekt der optischen Komponente zu rastern.The at least one first mirror can be designed to focus the photon beam on the at least one defect of the optical component. Furthermore, the at least one first mirror can be designed to scan the focused photon beam over the optical component and/or the at least one defect of the optical component.
Die zumindest eine Lichtquelle kann ausgebildet sein, einen kohärenten Photonenstrahl im EUV-Wellenlängenbereich und/oder im Wellenlängenbereich weicher Röntgenstrahlung zu erzeugen.The at least one light source can be designed to generate a coherent photon beam in the EUV wavelength range and/or in the wavelength range of soft X-rays.
Die zumindest eine Lichtquelle kann einen High Harmonic Generation (HHG)-Laser umfassen. Das Spektrum hoher Harmonischer eines fokussierten Femtosekunden-Lasersystems reicht bis in den EUV-Wellenlängenbereich und teilweise darüber hinaus in den noch kurzwelligeren Spektralbereich. Ein HHG-Laser erzeugt ultrakurze EUV- bzw. Röntgenpulse mit einer kleinen Strahldivergenz.The at least one light source can comprise a high harmonic generation (HHG) laser. The spectrum of high harmonics of a focused femtosecond laser system extends into the EUV wavelength range and partially beyond that into the even shorter wavelength spectral range. An HHG laser generates ultrashort EUV or X-ray pulses with a small beam divergence.
Ein Photonenstrahl kann einen Fleckdurchmesser von 0,5 nm bis 200 nm, bevorzugt 1 nm bis 100 nm, mehr bevorzugt 1 nm bis 50 nm, und am meisten bevorzugt 1 nm bis 20 nm aufweisen. Der Fleckdurchmesser bezeichnet die FWHM- (Full Width Half Maximum) Halbwertsbreite des Photonenstrahls.A photon beam may have a spot diameter of 0.5 nm to 200 nm, preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 1 nm to 50 nm, and most preferably 1 nm to 20 nm. The spot diameter refers to the FWHM (Full Width Half Maximum) half-width of the photon beam.
Ein Photonenstrahl kann Pulse mit einer Pulslänge im Bereich von 0,5 fs bis 200 fs, bevorzugt 1 fs bis 100 fs, mehr bevorzugt 2 fs bis 50 fs und am meisten bevorzugt von 3 fs bis 30 fs umfassen. Die Abkürzung „fs“ steht für Femtosekunde.A photon beam may comprise pulses with a pulse length in the range of 0.5 fs to 200 fs, preferably 1 fs to 100 fs, more preferably 2 fs to 50 fs, and most preferably 3 fs to 30 fs. The abbreviation "fs" stands for femtosecond.
Die Pulse des Photonenstrahls können eine Pulsleistung im Bereich von 0,5 nW bis 2 nW, bevorzugt 0,2 nW bis 5 nW, mehr bevorzugt 0,1 nW bis 10 nW, und am meisten bevorzugt 0,05 nW bis 20 nW aufweisen.The pulses of the photon beam may have a pulse power in the range of 0.5 nW to 2 nW, preferably 0.2 nW to 5 nW, more preferably 0.1 nW to 10 nW, and most preferably 0.05 nW to 20 nW.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, den zumindest einen ersten Spiegel und/oder den zumindest einen zweiten Spiegel über eine makroskopische Distanz zu bewegen.The device according to the invention can further comprise a control device which is designed to move the at least one first mirror and/or the at least one second mirror over a macroscopic distance.
Indem der zumindest eine erste oder der zumindest eine zweite Spiegel in den Photonenstrahl der zumindest einen Lichtquelle gebracht wird, kann zwischen dem Reparatur- und dem Untersuchungsmodus hin und her geschaltet werden, ohne die optische Komponente zu bewegen.By bringing the at least one first or the at least one second mirror into the photon beam of the at least one light source, it is possible to switch back and forth between the repair mode and the examination mode without moving the optical component.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Fresnel-Zonenplatte umfassen, und/oder die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, die Fresnel-Zonenplatte in den Photonenstrahl hinaus und aus dem Photonenstrahl heraus zu bewegen.The device according to the invention can comprise a Fresnel zone plate, and/or the control device can be designed to move the Fresnel zone plate into and out of the photon beam.
In einer zweiten Ausführungsform weist die oben definierte Vorrichtung eine Fresnel-Zonenplatte auf, die es ermöglicht, zwischen einer Reparaturbetriebsart und einer Untersuchungsbetriebsart zu wechseln.In a second embodiment, the device defined above comprises a Fresnel zone plate which makes it possible to switch between a repair mode and an inspection mode.
Die Steuereinrichtung kann ferner ausgebildet sein, die Vorrichtung für einen Untersuchungsmodus mit dem Photonenstrahl zu konfigurieren, und/oder die Steuereinrichtung kann zudem ausgebildet sein, die Vorrichtung zwischen dem Untersuchungsmodus und einem Reparaturmodus zu schalten.The control device can further be designed to configure the device for an examination mode with the photon beam, and/or the control device can also be designed to switch the device between the examination mode and a repair mode.
Es ist ein entscheidender Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass diese einerseits ein Untersuchen der optischen Komponente bzw. eines Defekts der optischen Komponente ermöglicht und andererseits das Reparieren des Defekts erlaubt, ohne dass die optische Komponente vom Reparatur-Tool zu einem Review-Tool bewegt und damit neu ausgerichtet werden muss. Überdies bedingt der Transport der optischen Komponente von einem ersten Tool zu einem zweiten Tool typischerweise ein Brechen des Vakuums, was den Prozessablauf zusätzlich verlangsamt. Aus den genannten Gründen beschleunigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen Reparaturprozess gegenüber dem Stand der Technik drastisch.A crucial advantage of a device according to the invention is that it enables the optical component or a defect in the optical component to be examined on the one hand and, on the other hand, allows the defect to be repaired without the optical component having to be moved from the repair tool to a review tool and thus realigned. In addition, transporting the optical component from a first tool to a second tool typically causes the vacuum to be broken, which further slows down the process. For the reasons mentioned, a device according to the invention drastically speeds up a repair process compared to the prior art.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner einen Probenhalter zum Fixieren der optischen Komponente aufweisen, der ausgebildet ist, die optische Komponente um zumindest eine Achse zu rotieren, und/oder der Probenhalter kann ferner ausgebildet sein, die optische Komponente in zumindest einer lateralen Richtung zu verschieben, um einen im Wesentlichen defektfreien Bereich der optischen Komponente mit dem Photonenstrahl zu untersuchen.The device according to the invention can further comprise a sample holder for fixing the optical component, which is designed to rotate the optical component about at least one axis, and/or the sample holder can further be designed to displace the optical component in at least one lateral direction in order to examine a substantially defect-free region of the optical component with the photon beam.
Das Reparieren eines Defekts kann durch einen im Wesentlichen senkrechten Einfall des Photonenstrahls auf die optische Komponente ausgeführt werden. Zum Untersuchen der optischen Komponente, etwa zum Überprüfen des Erfolgs des Reparaturprozesses ist es notwendig, dass der Photonenstrahl unter dem Winkel gegenüber der Normalenrichtung auf der optischen Komponente auftrifft, der vom Design hierfür vorgesehen ist. Durch das Rotieren der optischen Komponente kann diese Bedingung hergestellt werden. Dadurch kann im Untersuchungsmodus ein bestmögliches Luftbild des reparierten Bereichs der optischen Komponente erhalten werden.Repairing a defect can be carried out by a substantially perpendicular incidence of the photon beam on the optical component. To examine the optical component, for example to check the success of the repair process, it is necessary that the photon beam hits the optical component at the angle to the normal direction that is intended for this purpose by the design. This condition can be created by rotating the optical component. This allows the best possible aerial image of the repaired area of the optical component to be obtained in the examination mode.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsform wird anstelle der optischen Komponente zumindest ein Spiegel der Vorrichtung bewegt, um die Bragg-Bedingung für die optische Komponente zu erfüllen.In an alternative embodiment of the second embodiment, instead of the optical component, at least one mirror of the device is moved to satisfy the Bragg condition for the optical component.
Die zumindest eine Lichtquelle kann eine erste Lichtquelle umfassen, die ausgebildet ist, einen fokussierten Photonenstrahl über den zumindest einen Defekt zu rastern zum Reparieren des zumindest einen Defekts, und kann eine zweite Lichtquelle umfassen, die ausgebildet ist, einen Photonenstrahl auf den Bereich der optischen Komponente zu richten, der zumindest den zumindest einen Defekt umfasst.The at least one light source may comprise a first light source configured to scan a focused photon beam across the at least one defect to repair the at least one defect, and may comprise a second light source configured to direct a photon beam at the region of the optical component comprising at least the at least one defect.
In einer dritten Ausführungsform umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zwei getrennte Lichtquellen, die für Ihre jeweilige Aufgabe optimiert sind. Die Anordnung der beiden Lichtquellen kann so gewählt werden, dass zum Umschalten zwischen einem Reparaturmodus und einem Untersuchungsmodus keine Teile über makroskopische Entfernungen bewegt werden müssen.In a third embodiment, a device according to the invention comprises two separate light sources that are optimized for their respective tasks. The arrangement of the two light sources can be selected such that no parts have to be moved over macroscopic distances to switch between a repair mode and an examination mode.
Die erste und die zweite Lichtquelle können einen Photonenstrahl im aktinischen Wellenlängenbereich der optischen Komponente erzeugen. Die erste Lichtquelle kann einen Photonenstrahl außerhalb des aktinischen Wellenlängenbereichs generieren und die zweite Lichtquelle kann einen Photonenstrahl innerhalb des aktinischen Wellenlängenbereichs erzeugen.The first and second light sources may generate a photon beam in the actinic wavelength range of the optical component. The first light source may generate a photon beam outside the actinic wavelength range and the second light source may generate a photon beam within the actinic wavelength range.
Die optische Komponente kann während der Reparatur und/oder während einer Untersuchung ein Pellikel umfassen, das der Photonenstrahl durchstrahlt.The optical component may comprise a pellicle through which the photon beam passes during repair and/or during an examination.
Es ist ein Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass diese sowohl einen Reparaturprozess als auch einen Untersuchungsprozess der optischen Komponente ausführen kann, bei der die optische Komponente ein Pellikel aufweist. Dadurch wird ein Defekt so untersucht, wie er sich im Betrieb der optischen Komponente manifestiert. Ferner wird der Reparaturprozess unter einsatznahen Bedingungen der optischen Komponente ausgeführt. Es ist ein weiterer Vorteil, dass Reparaturen durch ein Pellikel hindurch ausgeführt werden können, wobei das Pellikel nach Beendigung des Reparaturprozesses voll funktionsfähig bleibt und deshalb nicht gewechselt werden muss. Überdies verhindert ein auf einer optischen Komponente montiertes Pellikel, dass sich das von der optischen Komponente entfernte Material in der Vorrichtung oder an entfernten Stellen der optischen Komponente niederschlägt und diese dadurch verunreinigt.It is an advantage of a device according to the invention that it can carry out both a repair process and an inspection process of the optical component, in which the optical component has a pellicle. This allows a defect to be examined as it manifests itself in the operation of the optical component. Furthermore, the repair process is carried out under conditions similar to those in which the optical component is used. It is a further advantage that repairs can be carried out through a pellicle, whereby the pellicle remains fully functional after the repair process has been completed and therefore does not have to be replaced. Moreover, a pellicle mounted on an optical component prevents the material removed from the optical component from accumulating in the device or at remote locations on the optical component and thereby contaminates it.
Ein Verfahren zum Reparieren zumindest eines Defekts einer optischen Komponente für den extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich, wobei die optische Komponente ein Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete Mehrschichtstruktur umfasst, weist die Schritte auf: (a) Erzeugen eines Photonenstrahls im EUV-Wellenlängenbereich und/oder im Wellenlängenbereich weicher Röntgenstrahlung; (b) Einstellen des Photonenstrahls, so dass durch ein lokales Verändern der optischen Komponente der zumindest eine Defekt repariert wird; und (c) Detektieren von von der optischen Komponente reflektierten Photonen durch einen Detektor.A method for repairing at least one defect of an optical component for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range, wherein the optical component comprises a substrate and a multilayer structure arranged on the substrate, comprises the steps of: (a) generating a photon beam in the EUV wavelength range and/or in the wavelength range of soft X-rays; (b) adjusting the photon beam so that the at least one defect is repaired by locally changing the optical component; and (c) detecting photons reflected from the optical component by a detector.
Das Einstellen des Photonenstrahls kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Fokussieren des Photonenstrahls, Ändern einer Pulsleistung des Photonenstrahls, Ändern einer Polarisation des Photonenstrahls, und Ändern eines Einfallswinkes des Photonenstrahls bezüglich einer Normalenrichtung der optischen Komponente.Adjusting the photon beam may include at least one element from the group: focusing the photon beam, changing a pulse power of the photon beam, changing a polarization of the photon beam, and changing an angle of incidence of the photon beam with respect to a normal direction of the optical component.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner den Schritt aufweisen: Umschalten zwischen einem Reparieren des zumindest einen Defekts der optischen Komponente mit dem Photonenstrahl und einem Untersuchen der optischen Komponente und/oder des zumindest einen Defekts der optischen Komponente mit dem Photonenstrahl.The method according to the invention can further comprise the step of switching between repairing the at least one defect of the optical component with the photon beam and examining the optical component and/or the at least one defect of the optical component with the photon beam.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner zumindest einen der Schritte aufweisen:
- (a) Untersuchen des zumindest einen Defekts mit dem Photonenstrahl und/oder Untersuchen einer im Wesentlichen defektfreien Referenzposition mit dem Photonenstrahl; (b) Bestimmen einer Reparaturform für den zumindest einen untersuchten Defekt, falls der zumindest eine untersuchte Defekt eine vorgegebene Schwelle übersteigt;
- (c) Reparieren des zumindest einen Defekts mit dem Photonenstrahl; (d) Untersuchen einer reparierten Stelle der optischen Komponente mit dem Photonenstrahl; und (e) Wiederholen der Schritte a. und b., falls ein verbleibender Rest des zumindest einen Defekts die vorgegebene Schwelle übersteigt.
- (a) examining the at least one defect with the photon beam and/or examining a substantially defect-free reference position with the photon beam; (b) determining a repair shape for the at least one examined defect if the at least one examined defect exceeds a predetermined threshold;
- (c) repairing the at least one defect with the photon beam; (d) examining a repaired location of the optical component with the photon beam; and (e) repeating steps a. and b. if a remaining residue of the at least one defect exceeds the predetermined threshold.
Die Vorrichtung nach einem der oben beschriebenen Aspekte kann ausgebildet sein, die Verfahrensschritte eines der oben angegebenen Verfahren auszuführen.The device according to one of the aspects described above can be designed to carry out the method steps of one of the methods specified above.
Schließlich umfasst ein Computerprogramm Anweisungen, die, wenn sie von einem Computersystem ausgeführt werden, das Computersystem veranlassen, die Verfahrensschritte der oben beschriebenen Aspekte auszuführen.Finally, a computer program comprises instructions which, when executed by a computer system, cause the computer system to perform the method steps of the aspects described above.
4. Beschreibung der Zeichnungen4. Description of the drawings
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
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1 im oberen Teilbild schematisch einen Ausschnitt eines Schnitts einer Seitenansicht einer Maske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich (EUV) zeigt, mit einem Pattern-Element, das einen Defekt in Form überschüssigen Absorber-Materials aufweist, und im unteren Teilbild eine Aufsicht auf die Seitenansicht des oberen Teilbildes wiedergibt; -
2 schematisch die Änderung der normierten Intensität während der Reparatur des Defekts überschüssigen Absorber-Materials der EUV-Maske der1 veranschaulicht; -
3 im oberen Teilbild schematisch einen Ausschnitt eines Schnitts einer Seitenansicht einer EUV-Maske darstellt, mit einem Pattern-Element, das einen Defekt in Form fehlenden Absorber-Materials aufweist, und im unteren Teilbild eine Aufsicht auf die Seitenansicht des oberen Teilbildes präsentiert; -
4 schematisch die Änderung der normierten Intensität während der Reparatur des Defekts fehlenden Absorber-Materials der EUV-Maske der3 veranschaulicht; -
5 im oberen Teilbild schematisch einen Ausschnitt eines Schnitts einer Seitenansicht einer EUV-Maske zeigt, die einen Defekt in Form eines Partikels aufweist, und im unteren Teilbild eine Aufsicht auf die Seitenansicht des oberen Teilbildes wiedergibt; -
6 schematisch einen Schnitt durch eine EUV-Maske mit einem Defekt und ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Reparatur des Defekts präsentiert, wobei die Vorrichtung im Reparaturmodus arbeitet; - Fig. 7 die
6 reproduziert, wobei jedoch die Vorrichtung im Untersuchungsmodus arbeitet; -
8 die EUV-Maske der6 mit einem zweiten Aufführungsbeispiel der Vorrichtung zur Reparatur des Defekts darstellt, wobei die Vorrichtung im Reparaturmodus arbeitet; -
9 die8 reproduziert, wobei jedoch die Vorrichtung im Untersuchungsmodus betrieben wird; -
10 die EUV-Maske der6 mit einem dritten Aufführungsbeispiel der Vorrichtung zur Reparatur des Defekts wiedergibt, wobei die Vorrichtung im Reparaturmodus arbeitet; -
11 die10 reproduziert, wobei jedoch die Vorrichtung im Untersuchungsmodus arbeitet; -
12 die Vorrichtung der10 und11 wiedergibt, wobei die Vorrichtung gleichzeitig im Reparaturmodus und im Untersuchungsmodus arbeitet; -
13 die Konfiguration der6 zeigt, wobei während des Reparaturprozesses ein Pellikel auf die EUV-Maske montiert ist; -
14 im linken Teilbild eine Streifenstruktur einer EUV-Maske mit einem Defekt und rechten Teilbild eine defektfreie Referenz-Streifenstruktur präsentiert, wobei beide Teilbilder mit EUV-AIMS™ aufgenommen wurden; -
15 in den oberen Teilbildern die Streifenstrukturen der EUV-Maske der Teilbilder der14 darstellt, wie diese in Bildern erscheinen, die eine Reparaturvorrichtung im Untersuchungsmodus erzeugt, das untere linke Teilbild das obere linke Teilbild nach Abschluss des Defektreparaturprozesses präsentiert und das untere rechte Teilbild die Referenz-Streifenstruktur des oberen rechten Teilbildes reproduziert; -
16 die Bilder der14 nach der Defektreparatur wiedergibt; -
17 ein Flussdiagramm einen Reparaturprozess einer optischen Komponente für den EUV-Wellenlängenbereich zeigt; und -
18 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reparieren eines Defekts einer optischen Komponente für den EUV-Wellenlängenbereich darstellt.
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1 in the upper part of the image schematically shows a section of a side view of a mask for the extreme ultraviolet wavelength range (EUV), with a pattern element which has a defect in the form of excess absorber material, and in the lower part of the image shows a plan view of the side view of the upper part of the image; -
2 schematically the change of the normalized intensity during the repair of the defect of excess absorber material of the EUV mask of the1 illustrated; -
3 in the upper part of the image schematically shows a section of a side view of an EUV mask, with a pattern element having a defect in the form of missing absorber material, and in the lower part of the image presents a top view of the side view of the upper part of the image; -
4 schematically the change of the normalized intensity during the repair of the defect of missing absorber material of the EUV mask of the3 illustrated; -
5 in the upper part of the image schematically shows a section of a side view of an EUV mask having a defect in the form of a particle, and in the lower part of the image shows a plan view of the side view of the upper part of the image; -
6 schematically presents a section through an EUV mask with a defect and a first embodiment of a device for repairing the defect, wherein the device operates in repair mode; - Fig. 7 the
6 reproduced, but the device operates in examination mode; -
8th the EUV mask of the6 with a second embodiment of the device for repairing the defect, wherein the device operates in repair mode; -
9 the8th reproduced, but the device is operated in examination mode; -
10 the EUV mask of the6 with a third embodiment of the device for Repair of the defect, with the device operating in repair mode; -
11 the10 reproduced, but the device operates in examination mode; -
12 the device of10 and11 reproduces, the device operating simultaneously in repair mode and in examination mode; -
13 the configuration of the6 shows a pellicle mounted on the EUV mask during the repair process; -
14 The left part of the image presents a stripe structure of an EUV mask with a defect and the right part of the image presents a defect-free reference stripe structure, both images were taken with EUV-AIMS™; -
15 in the upper parts of the image the stripe structures of the EUV mask of the parts of the14 represents how they appear in images generated by a repair device in inspection mode, the lower left panel presents the upper left panel after completion of the defect repair process, and the lower right panel reproduces the reference stripe structure of the upper right panel; -
16 the pictures of the14 after the defect has been repaired; -
17 a flow chart shows a repair process of an optical component for the EUV wavelength range; and -
18 a flow chart of a method according to the invention for repairing a defect of an optical component for the EUV wavelength range.
5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele5. Detailed description of preferred embodiments
Im Folgenden werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reparieren eines oder mehrerer Defekte einer photolthographischen Maske für den extrem ultravioletten(EUV)-Wellenlängenbereich genauer erläutert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind jedoch nicht auf die im Folgenden diskutierten Beispiele beschränkt. Vielmehr können diese allgemein zum Reparieren von Defekten optischer Komponenten für den extrem ultravioletten (EUV)-Wellenlängenbereich benutzt werden. Beispiele für optische Komponenten für den EUV-Wellenlängenbereich sind neben EUV-Photomasken auch EUV-Spiegel, d.h. Spiegel für den EUV-Wellenlängenbereich.In the following, currently preferred embodiments of a device according to the invention and of a method according to the invention for repairing one or more defects in a photolithographic mask for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range are explained in more detail. However, the device according to the invention and the method according to the invention are not limited to the examples discussed below. Rather, they can be used generally for repairing defects in optical components for the extreme ultraviolet (EUV) wavelength range. In addition to EUV photomasks, examples of optical components for the EUV wavelength range are also EUV mirrors, i.e. mirrors for the EUV wavelength range.
Die
Auf die Vorderseite des Substrats 110 wird ein Mehrschichtfilm oder eine Mehrschichtstruktur 120 abgeschieden, die 20 bis 80 Paare alternierender Molybdän- (Mo) und Silizium- (Si) Schichten umfasst, die im Folgenden auch als MoSi-Schichten bezeichnet werden. Die Dicke der Mo-Schichten beträgt 4,15 nm und die Si-Schichten weisen eine Dicke von 2,80 nm auf. Um die Mehrschichtstruktur 120 zu schützen, wird eine Deckschicht 130, beispielsweise aus Siliziumdioxid, typischerweise mit einer Dicke von etwa 7 nm auf der obersten Silizium-Schicht aufgebracht. Andere Materialien wie beispielsweise Ruthenium (Ru) können ebenfalls zum Bilden einer Deckschicht 130 eingesetzt werden. Anstelle von Molybdän können für die MoSi-Schichten auch Schichten aus anderen Elementen mit hoher Nukleonenzahl, wie etwa Kobalt (Co), Nickel (Ni), Wolfram (W), Rhenium (Re), Zirconium (Zn) oder Iridium (Ir) verwendet werden. Das Abscheiden der Mehrschichtstruktur 120 kann beispielsweise durch Ionenstrahl-Abscheiden (IBD, Ion Beam Deposition) erfolgen.A multilayer film or structure 120 is deposited on the front side of the substrate 110, which comprises 20 to 80 pairs of alternating molybdenum (Mo) and silicon (Si) layers, which are also referred to below as MoSi layers. The thickness of the Mo layers is 4.15 nm and the Si layers have a thickness of 2.80 nm. To protect the multilayer structure 120, a cover layer 130, for example made of silicon dioxide, is typically applied to the top silicon layer with a thickness of about 7 nm. Other materials such as ruthenium (Ru) can also be used to form a cover layer 130. Instead of molybdenum, layers of other elements with a high nucleon number, such as cobalt (Co), nickel (Ni), tungsten (W), rhenium (Re), zirconium (Zn) or iridium (Ir), can also be used for the MoSi layers. The deposition of the multilayer structure 120 can be carried out, for example, by ion beam deposition (IBD).
Auf die Deckschicht 130 der EUV-Maske 100 wird eine Absorptionsschicht abgeschieden. Für die Absorptionsschicht 150 geeignete Materialien sind unter anderem Cr, Titannitrid (TiN) und/oder Tantalnitrid (TaN). Auf die Absorptionsschicht kann eine Antireflexionsschicht aufgebracht werden, beispielsweise aus Tantaloxynitrid (TaON) (in der
Der Defekt 150 überschüssigen Absorber-Materials kann mit Hilfe eines EUV-Laserstrahls 160 oder eines EUV-Photonenstrahls 160 entfernt. Ein EUV-Photonenstrahl kann beispielsweise erzeugt werden, indem ultrakurze Pulse eines Pumplasers fokussiert werden und im Fokus bzw. in der Nähe des Fokus einem Gasstrom ausgesetzt werden. Als Pumplaser kann zum Beispiel ein Titan:Saphir-Laser eingesetzt werden, der vorzugsweise Femtosekunden-Lichtpulse bei einer Wellenlänge von 800 nm emittiert. Als Gase zum Erzeugen von EUV-Photonenstrahlen 160 werden derzeit bevorzugt Edelgase, wie etwa Krypton oder Xenon, eingesetzt. Ab einer zweidimensionalen Leistungsdichte von etwa 1014 W/cm2 oder einer Photonenflussdichte von etwa 1014 J/(cm2·s) des Pumplaser-Strahls werden in dem Gasstrom hohe Harmonische erzeugt. Die Erzeugung hoher Harmonischer wird im Fachgebiet als High Harmonic Generation (HHG) bezeichnet. Bei den oben angegebenen extrem hohen Intensitäten erreicht das elektrische Feld des Pumpstrahls eine Feldstärke, die vergleichbar dem elektrischen Feld in einzelnen Atomen ist. Das inneratomare elektrische Feld wird durch das elektrische Feld im Fokus des Pumplaser-Strahls so deformiert oder gestört, dass Elektronen die Bindung an das Atom überwinden können und ins Kontinuum tunneln können. Die freien Elektronen werden dann im Laserfeld durch Absorption von mehreren oder vielen (bis zu mehreren Hundert) Photonen beschleunigt. Beim Vorzeichenwechsel des elektrischen Laser-Feldes wird ein Teil der Elektronen im elektrischen Feld des Atoms, von dem das Elektron stammt, gebremst und gibt seine Energie in Form eines hochenergetischen oder einiger weniger hochenergetischer Photonen ab. Die höchste mit diesem Prinzip erzeugbare Photonenenergie ist durch die maximale Anzahl der von einem Elektron in der Beschleunigungsphase aufgenommen Photonen begrenzt. Während einer Schwingungsdauer des Pumplaser-Lichts werden zwei kohärente ultrakurze Sub-Femtosekundenpulse mit einer kleinen Strahldivergenz erzeugt.The defect 150 of excess absorber material can be removed with the aid of an EUV laser beam 160 or an EUV photon beam 160. An EUV photon beam can be generated, for example, by focusing ultrashort pulses of a pump laser and exposing them to a gas flow in the focus or in the vicinity of the focus. A titanium:sapphire laser, for example, can be used as a pump laser, which preferably emits femtosecond light pulses at a wavelength of 800 nm. Noble gases such as krypton or xenon are currently preferred as gases for generating EUV photon beams 160. From a two-dimensional power density of approximately 10 14 W/cm 2 or a photon flux density of approximately 10 14 J/(cm 2 ·s) of the pump laser beam, high harmonics are generated in the gas flow. The generation of high harmonics is known in the field as high harmonic generation (HHG). At the extremely high intensities specified above, the electric field of the pump beam reaches a field strength that is comparable to the electric field in individual atoms. The intraatomic electric field is deformed or disturbed by the electric field in the focus of the pump laser beam in such a way that electrons can overcome the bond to the atom and tunnel into the continuum. The free electrons are then accelerated in the laser field by absorbing several or many (up to several hundred) photons. When the electric laser field changes sign, some of the electrons are slowed down in the electric field of the atom from which the electron originates and release their energy in the form of one high-energy photon or a few high-energy photons. The highest photon energy that can be generated using this principle is limited by the maximum number of photons absorbed by an electron in the acceleration phase. During one oscillation period of the pump laser light, two coherent ultrashort sub-femtosecond pulses with a small beam divergence are generated.
Aus der Vielzahl der erzeugten Harmonischen kann mit Hilfe eines EUV-Spektrometers eine Harmonische ausgewählt werden, die im Bereich der aktinischen Wellenlänge liegt oder dem Bereich der aktinischen Wellenlänge am nächsten kommt. Derzeit erreichen HHG-Lasersysteme in aktinischen Wellenlängenbereich eine mittlere Leistung etwa 1 µW, dies entspricht bei einer angenommenen Photonenenergie von 100 eV pro Photon einem Photonenstrom von etwa 7·1010 Photonen/s.From the multitude of harmonics generated, a harmonic can be selected using an EUV spectrometer that is in the range of the actinic wavelength or is closest to the range of the actinic wavelength. Currently, HHG laser systems in the actinic wavelength range achieve an average power of about 1 µW, which corresponds to a photon flux of about 7·10 10 photons/s, assuming a photon energy of 100 eV per photon.
Es wird nun angenommen, dass 10% der EUV-Photonen in einen Fleckdurchmesser von 100 nm konzentriert werden können. Dies entspricht einer Photonenflussdichte von ungefähr 7·106 Photonen/(nm2·s). Dies entspricht einer Energieflussdichte von etwa 103 J/cm2 und ist damit sehr deutlich über der Schwellenenergiedichte für Femtosekunden-Laserpulse. Wie bereits oben ausgeführt, tragen zwei sich verstärkende Faktoren zu der enormen Energieflussdichte eines Photonenstrahls eines EUV-Lasers, beispielsweise eines HHG-Lasersystem bei. Zum einem können die EUV-Photonen aufgrund ihrer sehr kurzen Wellenlänge auf kleine Flächen fokussiert werden. Zum anderen trägt ein einzelnes EUV-Photon verglichen mit einem Photon aus dem sichtbaren Spektralbereich eine große Energiemenge.It is now assumed that 10% of the EUV photons can be concentrated into a spot diameter of 100 nm. This corresponds to a photon flux density of approximately 7·10 6 photons/(nm 2 ·s). This corresponds to an energy flux density of about 10 3 J/cm 2 and is thus well above the threshold energy density for femtosecond laser pulses. As already explained above, two reinforcing factors contribute to the enormous energy flux density of a photon beam from an EUV laser, for example a HHG laser system. Firstly, the EUV photons can be focused onto small areas due to their very short wavelength. Secondly, a single EUV photon carries a large amount of energy compared to a photon from the visible spectral range.
Die Wechselwirkungszone des EUV-Photonenstrahls 160 ist in der
Die ultrakurzen Pulse des EUV-Photonenstrahls 160 werden über den Defekt 150 gerastert. Dabei können ein, mehrere oder viele, beispielsweise mehrere Hundert Pulse auf die gleiche Stelle des Defekts 150 gerichtet werden, bevor der Photonenstrahl 160 auf eine neue Position des Defekts 150 fokussiert wird. Um den Defekt 150 besser bearbeiten zu können, kann der Photonenstrahl 160 und/oder die EUV-Maske 100 bei Bedarf aus der Normalenrichtung gekippt werden.The ultrashort pulses of the EUV photon beam 160 are scanned over the defect 150. One, several or many, for example several hundred pulses can be directed at the same location of the defect 150 before the photon beam 160 is focused on a new position of the defect 150. In order to be able to process the defect 150 better, the photon beam 160 and/or the EUV mask 100 can be tilted from the normal direction if necessary.
Die
Das Überwachen des Reparaturprozesses kann auf mehrere Arten erfolgen. Zum einen kann mittels eines Energiesensors während des Reparaturvorgangs permanent die aus dem defektbehafteten Bereich reflektierte optische Intensität im EUV-Wellenlängenbereich gemessen werden. Dies ist in der
Das obere Teilbild 305 der
Zur Reparatur des Defekts 350 kann es auch ausreichend sein, nur einen Teil der Mehrschichtstruktur 120 im Bereich des Defekts 350 zu entfernen. Typischerweise tragen die obersten Schichten einer Mehrschichtstruktur 120 den Großteil zur Reflexion von EUV-Photonen bei. Ferner kann es, insbesondere für kleinflächige Defekte 350 fehlenden Absorber-Materials bereits ausreichend sein, die Oberfläche der Mehrsichtstruktur 120 im Bereich des Defekts lokal aufzuschmelzen, so dass die Ebenheit der Deckschicht 130 und ggf. der obersten Schichten der Mehrschichtstruktur 120 lokal gestört bzw. zerstört sind.To repair the defect 350, it may also be sufficient to remove only a part of the multilayer structure 120 in the area of the defect 350. Typically, the uppermost layers of a multilayer structure 120 contribute the majority to the reflection of EUV photons. Furthermore, it may already be sufficient, especially for small-area defects 350 where absorber material is missing, to locally melt the surface of the multilayer structure 120 in the area of the defect, so that the flatness of the cover layer 130 and possibly the uppermost layers of the multilayer structure 120 are locally disturbed or destroyed.
Der anhand der
Die
Das obere Teilbild 505 der
Beim Entfernen eines Partikels 550 ist es günstig, während des Ablationsprozesses einen energiedispersiven Röntgenstrahlungs-Detektor einzusetzen, um die Materialzusammensetzung des Partikels 550 in situ zu analysieren (in der
Das Diagramm 695 der
Die
Der Energiesensor 690 detektiert, die aus dem Bereich des Defekts 650 reflektierten EUV-Photonen 680 während der fokussierte EUV-Photonenstrahl 630 von der Steuervorrichtung 750 über den Defekt 650 gerastert wird. Der Energiesensor 690 ist über die Verbindung 720 ebenfalls mit der Steuervorrichtung 750 der Vorrichtung 700 verbunden. Mit Hilfe des Energiesensors 690 kann die Steuervorrichtung 750 das EUV-Lasersystem 610 oder die EUV-Lichtquelle 610 in einer geschlossenen Rückkopplungsschleife betreiben. Wie in den
Die
Die
Die
Falls - wie in der
Das Diagramm 1000 der
In der
Nach einer vorgegebenen Zeit wird der Reparaturvorgang unterbrochen und die behandelte oder repartierte Stelle 650 der EUV-Maske 600 wird untersucht. Hierzu wird - wie in der
In den
Die
Die
Die anhand der
Anhand der
Die
Durch den Pfeil 1580 ist in der
Die Reparatur des Defekts 1450 kann von Zeit zu Zeit unterbrochen werden, um den verbliebenen Defektrest zu analysieren. Das Unterbrechen der Reparatur kann periodisch erfolgen oder kann durch die Reparaturform vorgegeben werden.The repair of defect 1450 may be interrupted from time to time to analyze the remaining defect residue. The interruption of the repair may be periodic or may be specified by the repair form.
Das untere linke Teilbild 1550 der
Die
Die
Bei Entscheidungsblock 1720 wird dann auf der Basis des bestimmten Bildes des Defekts 150, 350, 550, 1450 ggf. unter Zuhilfenahme eines Referenzbildes bestimmt, ob eine Reparatur des Defekts 150, 350, 550, 1450 notwendig ist oder nicht. Falls eine Reparatur nicht notwendig ist, springt das Verfahren zu Block 1775, bei dem entschieden wird, ob die EUV-Maske 100, 300, 500 weitere Defekte 150, 350, 550, 1450 aufweist. Falls dies nicht der Fall ist, endet das Verfahren bei Block 1780 und die optische EUV-Komponente 100, 300, 500 ist einsatzbereit. Falls die optische EUV-Komponente 100, 300, 500 eine EUV-Maske 100, 300, 500 umfasst, ist diese zum Verwenden in einem Scanner bereit. Falls weitere Defekte 150, 350, 550, 1450 auf der EUV-Maske 100, 300, 500 vorhanden sind, springt das Verfahren zu Block 1710, bei dem ein Bild des nächsten Defekts 150, 350, 550, 1450 mit einem EUV-AIMS™ aufgenommen wird.At
Falls eine Reparatur der defekten Position 150, 350, 550, 1450 notwendig ist, schreitet das Verfahren zu Block 1725 fort, bei dem mit der Vorrichtung 700 oder der Reparaturvorrichtung 700 ein Bild der defekten Position 150, 350, 550, 1450 bzw. des Defekts 150, 350, 550, 1450 im Untersuchungsmodus aufgenommen wird. Sodann wird bei Block 1730 eine Reparaturform für die defekte Position 150, 350, 550, 1450 ermittelt. Die Reparaturform für den Defekt 150, 350, 550, 1450 kann mit dem bei Schritt 1710 mit einem Review-Tool aufgenommenen Bild ggf. in Kombination mit dem Referenzbild bestimmt werden. Alternativ kann die Reparaturform aus dem oder den mit der Vorrichtung 700 oder Reparaturvorrichtung 700 im Untersuchungsmodus aufgenommenen Bild bzw. Bildern ermittelt werden. Alternativ ist es auch möglich, die Reparaturform für den Defekt 150, 350, 550, 1450 aus der kombinierten Betrachtung der bei Schritt 1710 und 1725 gemessenen Bildern der defekten Position 150, 350, 550, 1450 zu bestimmen.If a repair of the defective position 150, 350, 550, 1450 is necessary, the method proceeds to block 1725, in which an image of the defective position 150, 350, 550, 1450 or of the defect 150, 350, 550, 1450 is taken in examination mode using the device 700 or the repair device 700. A repair shape for the defective position 150, 350, 550, 1450 is then determined in
Bei Entscheidungsblock 1735 wird entschieden, ob die Bearbeitung oder Reparatur des Defekts 150, 350, 550, 1450 zu einer der lokalen Zunahme 1740 oder einer lokalen Abnahme 1755 der Reflektivität der EUV-Maske 100, 300, 500 führen soll. Falls der Defekt 150, 350 550, 1450 ein Defekt 150, 550 überschüssigen Materials ist, wird bei Block 1750 mit dem Photonenstrahl 630, 840, 1030 überschüssiges Absorber-Material eines oder mehrerer Pattern-Elemente 140 oder das überschüssige Material des Partikels 550 durch Ablation von der EUV-Maske 100, 500 entfernt.At
Falls die beabsichtigte Änderung der Defektreparatur eine lokale Abnahme der reflektierten optischen Intensität ist, wird bei Block 1755 die Mehrschichtstruktur 120 der EUV-Maske 300 mit dem Photonenstrahl 630, 840, 1030 bearbeitet, um einen Teil der Mehrschichtstruktur 120 der EUV-Maske 100, 300, 500 abzutragen oder zumindest den Planarität zu verringern.If the intended change in the defect repair is a local decrease in the reflected optical intensity, at
Beide Bearbeitungsprozesse 1750 und 1755 leiten das Verfahren zu Block 1765 weiter, bei dem ein Bild der reparierten Position 150, 350, 550, 1450 der EUV-Maske 100, 300, 500 mit dem Untersuchungsmodus der Vorrichtung 700 aufgenommen wird. Bei Entscheidungsblock 1770 wird entschieden, ob die Reparatur des Defekts 150, 350, 550, 1450 abgeschlossen ist. Falls dies nicht der Fall ist, springt das Verfahren zu Block 1725, bei dem mit der Reparaturvorrichtung 700 im Untersuchungsmodus ein Bild des verbliebenen Defektrestes aufgenommen wird. Wenn bei Entscheidungsblock 1770 bestimmt wird, dass die Reparatur des Defektes 150, 350, 550, 1450 abgeschlossen ist, schreitet das Verfahren zu Entscheidungsblock 1775 fort. Bei Entscheidungsblock 1775 wird festgestellt, ob die EUV-Maske 100, 300, 500 weitere Defekte 150, 350, 550, 1450 aufweist. Falls dies der Fall ist, springt das Verfahren zu Block 1710 und misst ein Bild des nächsten Defekts. Falls keine weiteren Defekte 150, 350, 550, 1450 auf der Maske 100, 300, 500 vorhanden sind, endet das Verfahren bei Block 1780.Both
Schließlich zeigt das Flussdiagramm 1800 der
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