DE102020208980A1

DE102020208980A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reparieren eines Defekts einer lithographischen Maske

Info

Publication number: DE102020208980A1
Application number: DE102020208980.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Bauer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2022-01-20
Also published as: CN116137901A; TWI781684B; US20230152685A1; JP2023534302A; TW202217438A; KR20230040354A; WO2022013302A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (1900) zum Reparieren zumindest eines Defekts (240, 750, 940, 1140, 1240, 1330, 1630, 1840) einer lithographischen Maske (200,400, 500, 600, 700, 800, 900, 1100, 1200, 1300, 1600, 1800), das den Schritt aufweist: Ermitteln von Parametern zumindest einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt, wobei das Ermitteln von Parametern umfasst: Zuweisen zumindest eines Zahlenwerts an einen Parameter, wobei der Zahlenwert von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht.

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines Defekts einer lithographischen Maske. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines Pattern-Elements einer lithographischen Maske.
2. Stand der Technik
Als Folge der wachsenden Integrationsdichte in der Halbleiterindustrie müssen lithographische Masken zunehmend kleinere Strukturen auf Wafer abbilden. Eine Möglichkeit diesem Trend Rechnung zu tragen, ist der Einsatz von lithographischen oder fotolithographischen Masken, deren aktinische Wellenlänge zu immer kleineren Wellenlängen verschoben wird. Derzeit werden in der Fotolithografie häufig ArF- (Argonfluorid) Excimerlaser als Lichtquellen eingesetzt, die bei einer Wellenlänge von etwa 193 nm emittieren. Durch den Einsatz von Masken für Zweifach- oder Mehrfachbelichtungen können Strukturen mit Abmessungen in einem Fotolack erzeugt werden, die mit einem einzigen Belichtungsschritt nicht erreicht werden können.
Gegenwärtig befinden sich Fotolithographiesysteme in der Entwicklung, die elektromagnetische Strahlung im ELTV- (extremen ultravioletten) Wellenlängenbereich (vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 15 nm) verwenden. Diese ELTV-Fotolithographiesysteme basieren auf einem völlig neuen Strahlführungskonzept, das reflektierende optische Elemente verwendet, da derzeit keine Materialien verfügbar sind, die im angegebenen ELTV-Bereich optisch transparent sind. Die technologischen Herausforderungen bei der Entwicklung von ELTV-Systemen sind enorm und riesige Entwicklungsanstrengungen sind notwendig, um diese Systeme bis zur industriellen Einsatzreife zu bringen.
Ein maßgeblicher Anteil an der Abbildung immer kleinerer Strukturen in den auf einem Wafer angeordneten Fotolack kommt den lithographischen Masken, fotolithographischen Masken, Belichtungsmasken, Fotomasken oder einfach Masken zu. Mit jeder weiteren Steigerung der Integrationsdichte wird es zunehmend wichtiger, die minimale Strukturgröße, die Belichtungsmasken abbilden können, zu verringern. Um die kleiner werdenden Strukturen einer Maske zuverlässig in einen auf einen Wafer aufgebrachten Fotolack abbilden zu können, werden in zunehmendem Maße auflösungsverbessernde Techniken (RETs, Resolution Enhancement Techniques) wie etwa optische Nahbereichskorrektur- (OPC, Optical Proximity Correction) Techniken eingesetzt. Die folgenden beispielhaften Dokumente beschreiben verschiedene Aspekte von RET- bzw. OPC-Techniken: W.-M. Gan et al.: „Placement of sub-resolution assist features based on a generic algorithm“, DOI 10.1109/ACCESS.2019.2926102, IEEE ACCESS, P. Gupta et al.: „Manufacturing-aware design methodology for assist feature correctness“, Design and Process Integration for Microelectronic Manufacturing III, Proc. of SPIE Vol. 4756, Bellingham, WA, 2005, doi: 10.1117/12.604872, US 2006 / 0 046 160 A1 , US 8 739 080 B1 , US 8 498 469 B2 , US 2008 / 0 077 907 A1 , US 2009 0 258 302 A1 und US 10 318 697 B2 .
Der Herstellungsprozess fotolithographischer Masken wird durch die Kombination aus kleiner werdenden Strukturelementen oder Pattern-Elementen und den Einsatz von RET-Techniken zunehmend komplexer und damit zeitaufwändiger sowie letztlich auch teurer.
Aufgrund der winzigen Strukturgrößen der Pattern-Elemente manifestieren sich immer kleinere Abweichungen der auf einem Wafer erzeugten Pattern-Elemente von den Designvorgaben bei der Maskenherstellung in sichtbaren bzw. druckbaren oder in „printable“ Fehlern. Diese müssen - wann immer möglich - repariert werden. Wegen der kleinen Abmessungen der auf einem Wafer sichtbaren Defekte, die beispielsweise bis in den niedrigen zweistelligen Nanometerbereich reichen, wird deren Detektion sehr aufwändig. Ferner wird die Reparatur zunehmend kleinerer Defekte immer schwieriger. Zum einen ist die Positionierung eines Reparatur-Tools relativ zu einem identifizierten Defekt nur mit einer sehr komplexen Messtechnik möglich und zum anderen erfordert das Einstellen des Reparatur-Tools auf einen spezifischen kleinen Defekt einen hohen Zeitaufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, die das Reparieren insbesondere von kleinen Defekten lithographischer Masken verbessern.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 19 gelöst. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird dieses Problem durch ein Verfahren nach Anspruch 15 und eine Vorrichtung nach Anspruch 20 gelöst.
In einer Ausführungsform weist das Verfahren zum Reparieren zumindest eines Defekts einer lithographischen Maske den Schritt auf: Ermitteln von Parametern zumindest einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt, wobei das Ermitteln von Parametern umfasst: Zuweisen zumindest eines Zahlenwerts an einen Parameter, wobei der Zahlenwert von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht. Insbesondere kann dies vorteilhaft sein für kleine Defekte, d.h. Defekte, die zumindest eine Abmessung haben, die kleiner als das Zehnfache der Auflösungsgrenze der Maske, kleiner als das Fünffache der Auflösungsgrenze, kleiner als das Dreifache der Auflösungsgrenze, oder kleiner als die Auflösungsgrenze ist. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn kleine Defekte zumindest eine Abmessung, innerhalb eines Bereichs von 2 % bis 50 % der Auflösungsgrenze aufweisen.
Typischerweise legt ein zu reparierender Defekt die Parameter der Reparaturform fest, die zum Reparieren des Defekts eingesetzt werden. Der Erfinder hat durch umfangreiche Analysen herausgefunden, dass das Kompensieren oder Reparieren insbesondere von sehr kleinen, bisher nur äußerst schwer zu beseitigenden Defekten wesentlich vereinfacht werden kann, wenn wenigstens einem der Parameter der Reparaturform ein anderer Zahlenwert zugewiesen wird, als die Reparatur des Defekts dies eigentlich erfordert. Insbesondere kann dies vorteilhaft sein für kleine Defekte, d.h. Defekte, die zumindest eine Abmessung haben, die innerhalb eines Bereichs von 2 % bis 50 % der Auflösungsgrenze der Maske ist.
Im Folgenden wird eine Reparaturform deren Parameter ausschließlich Zahlenwerte aufweisen, die auf Basis von Messwerten ermittelt wurden, auch als nominelle Reparaturform bezeichnet. Eine nominelle Reparaturform wird typerweise aus der Differenz eines gemessenen Maskenausschnitts, der einen Defekt aufweist, und einem gemessenen äquivalenten defektfreien Maskenausschnitts gebildet. Alternativ und/oder zusätzlich ist es auch möglich, eine nominelle Reparaturform zu erzeugen, indem von einem gemessenen, defektbehafteten Maskenausschnitt dessen Design-Daten abgezogen werden. Eine in einem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Reparaturform unterscheidet sich von einer nominellen Reparaturform, indem in der zuerst genannten Reparaturform zumindest ein Parameter einen Zahlenwert aufweist, der von dem aus Messergebnissen ermittelten Zahlenwert abweicht.
Vereinfacht gesprochen kann es vorteilhaft sein, eine Reparatur (z.B. eines Kantenfehlers) nicht ausschließlich anhand von Parametern vorzunehmen, deren Zahlenwerte durch den jeweiligen Defekt vorgegeben sind (z.B. bei einem Kantenfehler durch die Differenz der fehlerhaften Kantenposition zur Soll-Kantenposition, die durch das Maskendesign vorgegeben ist). Denn, insbesondere wenn sich der Zahlenwert eines Parameters im Bereich der Auflösungsgrenze bewegt oder sogar darunter liegt (z.B. die Kantenposition nur sehr leicht fehlerhaft ist), ist eine sehr präzise Reparatur nötig, um diesen (kleinen) Defekt zu korrigieren. Kleine Fehler bei der Reparatur können hier dazu führen, dass die Reparatur keine wesentliche Verbesserung bringt. Wenn jedoch zielgerichtet von einem durch den jeweiligen Defekt vorgegebenen Zahlenwert für den entsprechenden Parameter abgewichen wird, kann erreicht werden, dass sich jedoch Fehler bei der Reparatur deutlich weniger stark auswirken, sodass die Anforderungen an den Reparaturprozess ggf. relaxiert werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden am Beispiel eines Kantenplatzierungsfehlers eines Pattern-Elements erläutert. Eine Abweichung dx einer Kante eines Pattern-Elements von den Vorgaben des Maskendesigns überträgt die Maske bei einem Belichtungsprozess in einen Kantenplatzierungsfehler EPE (Edge Placement Error), der durch das Produkt aus der Abweichung dx, eines möglichen Verstärkungsfaktors der Maske MEEF (Mask Error Enhancement Factor) für den Defekt bzw. die Abweichung und der Vergrößerung bzw. Verkleinerung des der Maske nachgeschalteten Projektionsobjektivs gegeben ist. Häufig weist ein Projektionsobjektiv eines fotolithographischen Belichtungssystems eine Vergrößerung M = ¼ oder M = 1/5 auf.
Falls jedoch die Abweichung dx einer Kante eines Pattern-Elements kleiner als die Auflösungsgrenze der fotolithographischen Maske wird, übersetzt letztere die Abweichung dx in stark verringertem Ausmaß bei einem Belichtungsprozess in einen reduzierten Kantenplatzierungsfehler. Die Ursache hierfür ist eine Mittelung der aktinischen Strahlung einer Fotomaske über Strukturen, deren Abmessungen kleiner als das Auflösungsvermögen der Maske sind. Die Details dieses Mittelungsprozesses hängen von den betrachteten Strukturen und den Einzelheiten des zum Abbilden dieser Strukturelemente eingesetzten Belichtungsprozesses ab. Diesen Sachverhalt macht sich die vorliegende Anmeldung zunutze, um die Reparatur von Defekten, deren Abmessungen unterhalb der Auflösungsgrenze der lithographischen Maske sind, zu erleichtern.
So kann z.B. bei einer Kantenreparatur eines Pattern-Elements, deren Parameter (bzw. die Parameter der entsprechenden nominellen Reparaturform) eigentlich (numerisch durch den Defekt vorgegeben) ein Abscheiden von Material von der gemessenen Kante bis zur Soll-Kante erfordert, bewusst Material mit einem Abstand zur gemessenen Kante abgeschieden werden, wobei das Material ggf. über eine geringere Länge abgeschieden wird. Ein Fehler bei der genauen Platzierung des abgeschiedenen Materials kann sich so (z.B. aufgrund von Beugungseffekten) deutlich weniger auf die Qualität der reparierten Maske auswirken. Analog gilt dies auch für den Fall eines Fehlers, der ein Ätzen von Material erfordert, bei dem im Falle eines Kantenfehlers z.B. Material mit einem Abstand zur gemessenen Kante geätzt werden kann.
Eine Reparaturform fasst die Summe der Anweisungen zusammen, die von einem Reparatur-Tool ausgeführt werden, um einen Defekt einer Fotomaske zu beseitigen. Für das Beispiel eines Defekts überschüssigen Materials beschreibt die Reparaturform einen lokalen Ätzprozess, mit dessen Hilfe das überschüssige Material von der Maske entfernt werden kann. Eine Reparaturform weist typischerweise eine Grundfläche auf, die ein Teilchenstrahl in der in der Reparaturform definierten Weise abtastet. Dies bedeutet, die Reparaturform legt die Energie der Teilchen des Teilchenstrahls, die Fleckweite im Fokus des Teilchenstrahls, dessen Verweildauer auf einer Stelle, den Abstand benachbarter Auftreffpunkte des Teilchenstrahls auf die Maske bzw. den Defekt und die Zeitspanne bis der Teilchenstrahl wieder den Ausgangspunkt erreicht, fest. Im Laufe des Ausführens der Reparaturform kann sich die vom Teilchenstrahl gerasterte Fläche sowie die Zahlenwerte der oben angegebenen Parameter ändern. Im Falle eines lokalen Ätzprozesses spezifiziert die Reparaturform ferner den zeitlichen Verlauf des Bereitstellens des bzw. der Ätzgase, d.h. die Reparaturform steuert den Gasmengenstrom des bzw. der Ätzgase während der Bearbeitung des zumindest eines Defektes.
In dieser Anmeldung umfasst der Begriff lithographische Maske eine fotolithographische Maske.
Der zumindest eine Parameter kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: zumindest eine laterale Abmessung der zumindest einen Reparaturform, eine Höhenabmessung der zumindest einen Reparaturform, einen Abstand der zumindest einen Reparaturform von dem zumindest einen Defekt, eine Materialzusammensetzung des zumindest einen Defekts, eine geometrische Form der zumindest einen Reparaturform, und eine Umgebung des zumindest einen Defekts auf der lithographischen Maske. Die Materialzusammensetzung des zumindest einen Defekts bestimmt zum überwiegenden Teil dessen komplexen Brechungsindex.
Die Erleichterung oder Verbesserung der Reparatur bzw. Kompensation kleiner Defekte kann durch verschiedene Maßnahmen herbeigeführt werden. Zum einen muss der Defekt nicht 1:1, wie von den Parametern einer nominellen Reparaturform vorgegeben, repariert werden. So kann die Grundfläche der Reparaturform kleiner sein als die Grundfläche des Defekts. Zum anderen kann die Höhe der Reparaturform kleiner sein als die Höhe des Defekts. Somit ermöglicht das oben definierte Verfahren eine Defektkorrektur, bei der ein Materialabtrag von der Maske oder ein Materialaufbau auf der Maske geringer sein kann als das Volumen des Defekts. Dieser Umstand wirkt sich günstig auf die Defektbearbeitungszeit aus.
Zum anderen ermöglicht die oben erläuterte Mittelung der aktinischen Strahlung über Strukturen, die kleiner sind als das Auflösungsvermögen, das Platzieren der Reparaturform etwas abseits der Position des ursprünglichen Defekts. Dadurch werden die sehr hohen Anforderungen an die Positionsgenauigkeit beim Platzieren der Reparaturform Defekt deutlich entspannt, ohne die Qualität der Defektreparatur oder Defektkompensation signifikant nachteilig zu beeinflussen.
Darüber hinaus kann die geometrische Form der Reparaturform von der tatsächlichen Defektform abweichen. Dies erlaubt ein deutliches Vereinfachen der Defektreparatur, da die Form der Reparaturform zumindest zum Teil unabhängig von der Defektform und damit mit einer wesentlich einfacher herzustellenden geometrischen Form gewählt werden kann.
Der zumindest eine Parameter kann um einen vorbestimmten Betrag, von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweichen.
Die Abweichung des Zahlenwerts des zumindest eines lateralen Parameters kann aus einem Bereich ausgewählt werden, dessen Untergrenze größer als Null und dessen Obergrenze kleiner als eine Auflösungsgrenze eines defektfreien Bereichs der lithographischen Maske ist.
Die maskenseitige Auflösungsgrenze R ist proportional zur aktinischen Wellenlänge λ und umgekehrt proportional zur maskenseitigen numerischen Apertur NA. Die NA kann Zahlenwerte im Bereich von etwa 0,1 bis 0,5 aufweisen. Ferner hängt die Auflösungsgrenze von der Belichtungseinstellung σ des Belichtungssystems ab, das die Maske belichtet: $R = \frac{0,5 \cdot λ}{N A \cdot (1 + σ)},$
wobei σ einen Zahlenwert zwischen 0 (für eine zentrale Beleuchtung) und 1 (für eine maximal schräge Beleuchtung) aufweist. Eine schräge Belichtung wird im Fachgebiet auch als off-axis Belichtung bezeichnet.
In Abhängigkeit von der numerischen Apertur NA und der Belichtungseinstellung σ liegt die Auflösungsgrenze für Fotomasken, die mit der tiefen ultravioletten (DUV) Wellenlänge λ = 193 nm belichtet werden, zwischen 150 nm ≤ R ≤ 300 nm. Für EUV-Masken mit einer aktinischen Wellenlänge von λ = 13,5 nm liegt die Auflösungsgrenze derzeit in einem Bereich von 50 nm ≤ R ≤ 100 nm. Dies bedeutet, der Bereich, innerhalb dessen ein Zahlenwert eines oder die Zahlenwerte mehrerer Parameter der Reparaturform gewählt werden können, schrumpft mit abnehmender aktinischer Wellenlänge der fotolithographischen Maske. Anders ausgedrückt, das oben definierte Verfahren eröffnet im DUV-Wellenlängenbereich einen größeren Bereich neuer Freiheitsgrade als im EUV-Bereich.
Die Abweichung des Zahlenwerts des zumindest einen Parameters kann einen Bereich von 2 % bis 80 %, bevorzugt 2 % bis 50 %, und am meisten bevorzugt 2 % bis 30 % einer Auflösungsgrenze der lithographischen Maske umfassen.
Eine Abmessung zumindest einer Dimension der zumindest einen Reparaturform kann einen Bereich von 10 % bis 90 %, bevorzugt 20 % bis 80 %, mehr bevorzugt 30 % bis 70 %, und am meisten bevorzugt 40 % bis 60 % einer Abmessung der entsprechenden Dimension des zumindest einen Defekts umfassen.
Die Abmessung der zumindest einen Dimension der zumindest einen Reparaturform kann zumindest eine laterale Dimension und/oder eine Höhe der zumindest einen Reparaturform umfassen.
Ein Abstand der zumindest einen Reparaturform von dem zumindest einen Defekt kann einen Bereich von 2 % bis 80 %, bevorzugt 2 % bis 50 %, mehr bevorzugt 2 % bis 30 %, und am meisten bevorzugt 2 % bis 10 % einer Auflösungsgrenze eines defektfreien Bereichs der lithographischen Maske umfassen.
Die Reparaturform kann eine laterale Verschiebung bezüglich der nominellen Reparaturform aufweisen, die Reparaturform kann laterale Abweichungen ihrer Abmessungen bezüglich der nominellen Reparaturform aufweisen und die Reparaturform kann eine Abweichung ihrer Höhe bezüglich der nominellen Reparaturform aufweisen, so dass die Reparaturform und die nominelle Reparaturform im Wesentlichen die gleiche optische Intensitätsverteilung in einem Fotolack erzeugen. Dies bedeutet, dass die Laterale(n) Abmessung(en) und die Höhe einer Reparaturform gekoppelt oder korreliert sein können. Beispielsweise kann eine geringe Höhe einer Reparaturform durch Vergrößern von einer oder beider lateralen Abmessungen kompensiert werden und umgekehrt. Ferner ist auch eine Korrelation zwischen der Höhe bzw. der lateralen Abmessung(en) einer Reparaturform und einer lateralen Verschiebung der Reparaturform bezüglich eines Defekts möglich. Die Details hängen von der Reparaturform, der Umgebung der Maske, in der die Reparaturform erzeugt wird, und dem Belichtungsprozess ab.
Der zumindest eine Defekt kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: einen Kantenplatzierungsfehler eines Pattern-Elements, eine unterbrochene und/oder eine überbrückte Verbindung eines Pattern-Elements, einen Ausreißer einer Kantenrauigkeit eines Pattern-Elements, ein auf der lithographischen Maske haftendes Partikel, einen nur wenig druckenden lateralen Defekt, einen Defektrest einer ausgeführten Defektreparatur, einen Seitenwandwinkelfehler eines Pattern-Elements, und einen Schwerpunktfehler eines Pattern-Elements und/oder eines Abstandsbereichs zwischen zwei Pattern-Elementen.
Das Ermitteln der Parameter für die zumindest eine Reparaturform kann umfassen: Aufnehmen zumindest eines Luftbildes des zumindest einen Defekts. Ein Luftbild kann mit Hilfe einer Maskeninspektionsanlage gemessen werden. Eine Maskeninspektionsanlage kann eine optische Inspektionsanlage und/oder eine die Maskenoberfläche abtastende Inspektionsanlage umfassen. Eine optische Maskeninspektionsanlage kann beispielsweise ein Laser-Interferometer umfassen und eine die Maskenoberfläche abtastende Maskeninspektionsanlage kann beispielsweise ein Rasterkraftmikroskop umfassen. Eine optische Maskeninspektionsanlage kann dafür ausgelegt sein, ein Luftbild und/oder einen Luftbild-Fokusstapel einer Fotomaske aufzunehmen.
Das Aufnehmen des zumindest einen Luftbildes kann umfassen: Aufnehmen des zumindest einen Luftbildes des zumindest einen Defekts bei einer aktinischen Wellenlänge der lithographischen Maske, und/oder Aufnehmen eines Luftbild-Fokusstapels des zumindest einen Defekts. Das Aufnehmen des Luftbildes bei der aktinischen Wellenlänge zeigt im Luftbild die Details, die bei einer späteren Belichtung der Fotomaske in den Fotolack abgebildet werden. Deshalb ist das Aufnehmen eines Luftbildes bei deren aktinischer Wellenlänge vorteilhaft. Noch günstiger ist es, das Abbildungsverhalten eines defektbehafteten Bereichs einer fotolithographischen Maske beim Durchstimmen durch deren Fokus zu bestimmen.
Das Ermitteln der Parameter für die zumindest eine Reparaturform kann umfassen: Abtasten des zumindest einen Defekts mittels eines Rasterteilchenmikroskops und/oder eines Rastersondenmikroskops. Ferner kann das Ermitteln der Parameter für die zumindest eine Reparaturform umfassen: Aufnehmen zumindest eines Luftbildes des zumindest einen Defekts und Abtasten des zumindest einen Defekts mittels eines Rasterteilchenmikroskops und/oder eines Rastersondenmikroskops.
Ein Rasterteilchenmikroskop kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: ein Rasterelektronenmikroskop (SEM, Scanning Electron Microscope), ein Rasterionenmikroskop (FIB, Focused Ion Beam), und ein Rasterelektronenmikroskop mit Polarisationsanalyse (SEMPA, Scanning Electron microscope with Polarization Analysis).
Ein Rastersondenmikroskop kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: ein Rastertunnelmikroskop (STM, Scanning Tunneling Microscope), ein Rasterkraftmikroskop (AFM, Atomic Force Microscope), ein Magnetkraftmikroskop (MFM, Magnetic Force Microscope), ein optisches Rasternahfeldmikroskop (SNOM, Scanning Near-field Optical Microscope) und ein akustisches Rasternahfeldmikroskop (SNAM, Scanning Near-field Acoustic Microscope).
Das Ermitteln der Parameter der zumindest einen Reparaturform kann zusätzlich auf zumindest einem Element aus der Gruppe basieren: einer Belichtungseinstellung, mit der die lithographische Maske im Betrieb belichtet wird, Design-Daten der lithographischen Maske Brechungsindexdaten eines Deponats zum Reparieren eines Defekts fehlenden Materials, und auflösungsverbessernde RET-Techniken der lithographischen Maske.
Das Ermitteln der Parameter der zumindest einen Reparaturform kann umfassen: Anwenden zumindest eines Algorithmus auf Messdaten des zumindest einen Defekts und Design-Daten der lithographischen Maske.
Der zumindest eine Algorithmus kann in Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination hiervor realisiert werden. Ferner kann der zumindest eine Algorithmus in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden. Insbesondere kann der zumindest eine Algorithmus in einem in Festkörperspeicher (SSD, Solid State Drive) gespeichert werden.
Das Zuweisen des Zahlenwerts kann umfassen: Anwenden eines trainierten Modells maschinellen Lernens zum Bestimmen der Abweichung des Zahlenwerts des zumindest einen Parameters von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert.
Das Modell maschinellen Lernens kann ein Transformationsmodell umfassen, das zumindest zwei Transformationsblöcke aufweist, wobei die zumindest zwei Transformationsblöcke zumindest jeweils eine generisch lernbare Funktion umfassen, die Eingaben in Ausgaben überführt, die als Eingaben für einen nachfolgenden Transformationsblock verwendet werden. Das Modell maschinellen Lernens kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: eine parametrische Abbildung, ein künstliches neuronales Netz, ein tiefes neuronales Netz, ein zeitverzögertes neuronales Netz, ein faltendes neuronales Netz, ein rekurrentes neuronales Netz, ein Long short-term memory Netz, ein generatives Modell, einen Kerndichteschätzer, ein statistisches Modell, einen Entscheidungsbaum, ein lineares Modell, und ein zeitinvariantes Modell.
Das Modell maschinellen Lernens kann umfassen: (a) zumindest einen Encoder-Block zum Bestimmen von informationstragenden Merkmalen von einem Bild des zumindest einen Defekts und den dem Bild des zumindest einen Defekts zugeordneten Design-Daten; und (b) zumindest einen Decoder-Block zum Erzeugen zumindest einer Auswirkung des zumindest einen Defekts aus den bestimmten informationstragenden Merkmalen, wobei die zumindest eine Auswirkung des zumindest einen Defekts zeigt, wie eine Überlagerung des Bildes des zumindest einen Defekts mit den entsprechenden Design-Daten aussieht.
Das Ermitteln der Parameter der zumindest einen Reparaturform kann umfassen: Anwenden eines trainierten Modells maschinellen Lernens zum Ermitteln der Parameter der zumindest einen Reparaturform.
Ein trainiertes Modell maschinellen Lernens kann in zumindest zwei Ausführungsformen eines oben beschriebenen Verfahrens benutzt werden. Zum einen kann ein entsprechend trainiertes Modell maschinellen Lernens eingesetzt werden, um einem oder mehreren Parametern einer Reparaturform einen Zahlenwert oder Zahlenwerte zuzuweisen, die von dem bzw. den durch den zumindest einen Defekt abweichen. Es ist aber auch möglich, - und dies ist die derzeit bevorzugte Ausführungsform - dass ein entsprechend trainiertes Modell maschinellen Lernens sämtliche Parameter der zumindest einen Reparaturform zum Reparieren des zumindest einen Defekts basierend auf Messdaten, beispielsweise einem oder mehreren Luftbildern des Defekts, Design-Daten der Maske und ggf. von Strukturen einer oder mehrerer RET-Techniken ermittelt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner den Schritt aufweisen: Erzeugen zumindest eines Reparaturelements auf der lithographischen Maske mittels der ermittelten Reparaturform. Das Ausführen der Reparaturform erzeugt auf der Fotomaske ein Reparaturelement, das dafür ausgelegt ist, den zumindest einen Defekt soweit wie möglich zu beseitigen, d.h. zu reparieren bzw. zu kompensieren.
Das zumindest eine Reparaturelement kann beim Belichten der fotolithographischen Maske nicht abgebildet werden. Das zumindest eine Reparaturelement kann beim Belichten der lithographischen Maske ein Abbildungsverhalten des zumindest einen Defekts ändern.
Ein erzeugtes Reparaturelement weist typischerweise Abweichungen bezüglich einer nominellen Reparaturform auf, die unterhalb der Auflösungsgrenze der fotolithographischen Maske liegen und kann aus diesem Grund beim Belichten der Maske mit der aktinischen Wellenlänge nicht in einen Fotolack und somit in den darunter befindlichen Wafer abgebildet werden. Das auf der Maske generierte Reparaturelement ist jedoch so ausgelegt, dass dieses das Abbildungsverhalten des defekten Bereichs der Fotomaske ändert, so dass der defektbehaftete Bereich in Kombination mit dem Reparaturelement ein Abbildungsverhalten bewirkt, das einem defektfreien Bereich mit einer gleichen Pattern-Anordnung sehr ähnlich ist. Dadurch erzeugt die reparierte Maske bei einem Belichtungsprozess im Wesentlichen die gleiche Kantenposition wie eine defektfreie Maske. Die Wirkung des zumindest einen Reparaturelements beruht zumindest zum Teil auf Beugungseffekten der aktinischen Belichtungsstrahlung an dem Reparaturelement.
Das Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements kann umfassen: Ausführen zumindest eines lokalen Ätzprozesses und/oder Ausführen zumindest eines lokalen Abscheideprozesses mittels zumindest eines fokussierten Teilchenstrahls und zumindest eines Präkursor-Gases.
Der zumindest eine fokussierte Teilchenstrahl kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: einen Photonenstrahl, einen Elektronenstrahl, einen Ionenstrahl, einen Atomstrahl und einen Molekülstrahl.
Das zumindest eine Präkursor-Gas kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: ein Ätzgas, ein Abscheidegas und ein additives Gas.
Das Ätzgas kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: ein Halogen (F₂, Cl₂, Br₂, J2), Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Salzsäure (HCl), Fluorwasserstoff (HF), Xenondifluorid (XeF₂), Xenontetrafluorid (XeF₄), Xenonhexafluorid (XeF₆), Xenonchlorid (XeCl), Argonfluorid (ArF), Kryptonfluorid (KrF), Schwefeldifluorid (SF2), Schwefeltetrafluorid (SF₄), Schwefelhexafluorid (SF₆), Nitrosylchlorid (NOCl), Phosphortrichlorid (PCl₃), Phosphorpentachlorid (PCl₅), Phosphortrifluorid (PF₃), Stickstofftrifluorid (NF₃), Wasserdampf (H₂O), Wasserstoffperoxid (H₂O₂), Distickstoffoxid (N₂O), Stickstoffoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂) und Salpetersäure (HNO₃).
Das zumindest eine Abscheidegas kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: ein Metallalkyl, ein Übergangselementalkyl, ein Hauptgruppenalkyl, ein Metallcarbonyl, ein Übergangselementcarbonyl, ein Hauptgruppencarbonyl, ein Metallalkoxyd, ein Übergangselementalkoxyd, ein Hauptgruppenalkoxyd, einen Metallkomplex, einen Übergangselementkomplex, einen Hauptgruppenkomplex, und eine organische Verbindung.
Das Metallalkyl, das Übergangselementalkyl und das Hauptgruppenalkyl können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Cyclopentadienyl- (Cp) Trimethyl-Platin (CpPtMe₃), Mehtylcylopentadienyl- (MeCp) Trimethyl-Platin (MeCpPtMe₃), Tetramethylzinn (SnMe₄), Trimethylgallium (GaMe₃), Ferrocen (Co₂Fe), und Bis-Aryl-Chrom (Ar₂Cr).
Das Metallcarbonyl, das Übergangselementcarbonyl und das Hauptgruppencarbonyl können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆), Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆), Wolframhexacarbonyl (W(CO)₆), Dikobaltoctacarbonyl (Co₂(CO)₈), Trirutheniumdodecadecarbonyl (Ru₃(CO)₁₂), und Eisenpentacarbonyl (Fe(CO)₅).
Das Metallalkoxyd, das Übergangselementalkoxyd und das Hauptgruppenalkoxyd können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Tetraethylorthosilicat (TEOS, Si(OC₂H₅)₄) und Tetraisopropoxytitan (Ti(OC₃H₇)₄). Das Metallhalogenid, das Übergangselementhalogenid und das Hauptgruppenhalogenid können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Wolframhexafluorid (WF₆), Wolframhexachlorid (WCl₆), Titanhexachlorid (TiCl₆), Bortrichlorid (BC1₃) und Siliziumtetrachlorid (SiCl₄).
Der Metallkomplex, der Übergangselementkomplex und der Hauptgruppenkomplex können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Kupfer-Bis-Hexafluoroacetylacetonat (Cu(C₅F₆HO₂)₂) und Dimethyl-Gold-Trifluoroacetylacetonat (Me₂Au(C₅F₃H₄O₂)).
Die organische Verbindung kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO₂), einen aliphatischen Kohlenwasserstoff, einen aromatischen Kohlenwasserstoff, einen Bestandteil von Vakuum-Pumpenölen, und eine volatile organische Verbindung. Ein aromatischer Kohlenwasserstoff kann Styrol umfassen.
Das zumindest eine additive Gas kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: ein Oxidationsmittel, ein Halogenid, und ein Reduktionsmittel.
Das Oxidationsmittel kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Wasserdampf (H₂O), Wasserstoffperoxid (H₂O₂), Distickstoffoxid (N₂O), Stickstoffoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), und Salpetersäure (HNO₃). Das Halogenid kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Chlor (Cl₂), Salzsäure (HCl), Xenondifluorid (XeF2), Fluorwasserstoff (HF), Jod (I2), Hydrogenjodid (HI), Brom (Br2), Hydrogenbromid (HBr), Nitrosylchlorid (NOCl), Phosphortrichlorid (PCl₃), Phosphorpentachlorid (PCl₅), und Phosphortrifluorid (PF₃). Das Reduktionsmittel kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Wasserstoff (H2), Ammoniak (NH₃), und Methan (CH₄).
Das zumindest eine erzeugte Reparaturelement kann zumindest teilweise mit dem zumindest einen Defekt überlappen. Ein abgeschiedenes Reparaturelement kann ein Material der lithographischen Maske umfassen. Das abgeschiedene Reparaturelement kann umfassen: ein Metall, etwa Chrom (Cr), eine Metallverbindung, etwa Tantalnitrid (TaN), Silizium (Si), Siliziumdioxid (SiO₂) und Molybdänsiliziumoxinitrid (Mo_xSiO_yN_z), wobei 0 < x ≤ 0,5, 0 ≤ y ≤ 2 und 0 ≤ z ≤ 4/3 ist. Ein geätztes Reparaturelement kann ein Material der fotolithographischen Maske ätzen. Das geätzte Reparaturelement kann die oben aufgeführten Maskenmaterialen umfassen.
Das oben definierte Verfahren kann die Schritte aufweisen: (a) Erzeugen zumindest eines Reparaturelements mittels zumindest einer Reparaturform, für die die Parameter durch den zumindest einen Defekt festgelegt werden; und (b) Ermitteln von Parametern einer Reparaturform für einen verbleibenden Defektrest, wobei das Ermitteln von Parametern für die Reparaturform für den verbleibenden Defektrest umfasst: Zuweisen zumindest eines Zahlenwerts an einen Parameter, der von dem durch den verbleibenden Defektrest für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht.
Das oben definierte Verfahren kann als zweite Stufe eines allgemeinen Defektreparaturprozesses eingesetzt werden. Dabei kann in einer ersten Stufe ein großer Defekt, d.h. ein Defekt, der groß gegenüber der Auflösungsgrenze der Fotomaske ist, durch Ausführen einer Reparaturform in Form eines lokalen Ätzprozesses oder in Form eines lokalen Abscheideprozesses bzw. durch das Erzeugen des entsprechenden Reparaturelements repariert werden. Die reparierte Maske wird sodann inspiziert. Wird bei der Inspektion der Maske festgestellt, dass eine reparierte Stelle noch immer nicht die Spezifikation erfüllt, wird für den verbliebenen Defektrest eine Reparaturform bestimmt, deren Parameter gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass der verbliebene Defektrest einen kleinen Defekt darstellt, d.h. einen Defekt, der zumindest eine Abmessung in zumindest einer Dimension aufweist, die kleiner ist als das Auflösungsvermögen oder die Auflösungsgrenze der fotolithographischen Maske. Anschließend kann der verbliebene Defektrest durch Erzeugen des entsprechenden Reparaturelements auf Basis, der im zweiten Schritt ermittelten Reparaturform, repariert bzw. kompensiert werden.
In einer zweiten Ausführungsform weist das Verfahren zum Reparieren zumindest eines defekten Pattern-Elements einer lithographischen Maske die Schritte auf: (a) Bestimmen zumindest eines Reparaturelements der lithographischen Maske, das die lithographische Maske bei deren Belichtung nicht abbildet, wobei das zumindest eine Reparaturelement ausgebildet ist, ein Abbildungsverhalten des zumindest einen defekten Pattern-Elements zu ändern; und (b) Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements auf der lithographischen Maske mittels zumindest eines fokussierten Teilchenstrahls und zumindest eines Präkursor-Gases.
Das erzeugte zumindest eine Reparaturelement kann in zumindest einer Dimension eine Abmessung aufweisen, die kleiner als die Auflösungsgrenze R der Fotomaske ist. Wie bereits oben ausgeführt, führt die Mittelung der aktinischen Strahlung über Strukturen mit Abmessungen unterhalb des Auflösungsvermögens der Maske zu einer verringerten Auswirkung eines Platzierungsfehlers eines Reparaturelements. Dieser Umstand erleichtert das Positionieren des bzw. der Reparaturelemente bezüglich der Position eines zu reparierenden Defekts deutlich. Darüber hinaus können durch das Nichtabbilden des bzw. der Reparaturelemente deren geometrische Form(en) in signifikanter Weise von der Form des Defekts abweichen, ohne die Kompensation des Defekts in nennenswerter Weise negativ zu beeinflussen. Dieser Fakt vereinfacht das Reparieren bzw. das Kompensieren kleiner Defekte erheblich.
Das bzw. die auf der Maske erzeugten Reparaturelemente ändern jedoch lokal das Beugungsverhalten der Maske bei der aktinischen Wellenlänge. Das bzw. die Reparaturelemente werden nun so ausgelegt, dass diese in Kombination mit dem defekten Pattern-Element das Abbildungsverhalten eines entsprechenden defektfreien Bereichs der fotolithographischen Maske im Wesentlichen realisieren.
Das zumindest eine Reparaturelement kann zumindest eine Abmessung aufweisen, die einen Bereich von 10 % bis 90 %, bevorzugt 20 % bis 80 %, mehr bevorzugt 30 % bis 70 %, und am meisten bevorzugt 40 % bis 60 % einer Auflösungsgrenze der lithographischen Maske umfasst.
Ein Abstand des zumindest einen Reparaturelements von dem zumindest einen defekten Pattern-Element kann einen Bereich von 2 % bis 80 %, bevorzugt 2 % bis 50 %, mehr bevorzugt 2 % bis 30 %, und am meisten bevorzugt 2 % bis 10 % der Auflösungsgrenze der lithographischen Maske umfassen.
Zumindest eine Abmessung des zumindest einen Reparaturelements kann einen Bereich von 10 % bis 90 %, bevorzugt 20 % bis 80 %, mehr bevorzugt 30 % bis 70 %, und am meisten bevorzugt 40 % bis 60 % der Auflösungsgrenze der lithographischen Maske umfassen.
Weitere Aspekte eines Reparaturelements sind oben in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben.
Ein Computerprogramm kann Anweisungen aufweisen, die, wenn diese von einem Computersystem ausgeführt werden, das Computersystem veranlassen, die Verfahrensschritte eines der oben angegebenen Aspekte auszuführen.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines Defekts einer lithographischen Maske Mittel zum Ermitteln von Parametern zumindest einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt auf, wobei das Mittel zum Ermitteln von Parametern umfasst: Mittel zum Zuweisen eines Zahlenwerts an zumindest einen Parameter, der von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht.
Die Vorrichtung kann ferner Mittel zum Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements auf der lithographischen Maske mittels der ermittelten Reparaturform aufweisen.
Das Mittel zum Ermitteln von Parametern der zumindest einen Reparaturform kann zumindest einen Co-Prozessor umfassen, der ausgebildet ist, aus Messdaten des zumindest einen Defekts und Design-Daten der lithographischen Maske die Parameter der zumindest einen Reparaturform zu bestimmen. Ferner kann der zumindest eine Co-Prozessor ausgebildet sein, dem zumindest einen entsprechenden Parameter zumindest einen Zahlenwert zuzuweisen, der von dem durch den zumindest einen Defekt vorgegebenen Zahlenwert abweicht. Das Zuweisen des abweichenden Zahlenwerts des zumindest einen entsprechenden Parameters kann auf Basis der Auflösungsgrenze der lithographischen Maske und der Auflösungsgrenze beim Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements erfolgen.
Die Auflösungsgrenze beim Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements wird wesentlich durch zwei Parameter beeinflusst. Der erste Parameter ist der minimale Fleckdurchmesser auf den ein Teilchenstrahl zum Erzeugen eines Reparaturelements fokussiert werden kann. Bei einem Photonenstrahl wird der erreichbare Fleckdurchmesser durch die Wellenlänge der Photonen bestimmt. Um mit Hilfe eines Photonenstrahls ein Reparaturelement auf einer Maske für den DLTV-Wellenlängenbereich zu erzeugen, sind Photonen aus dem EUV-Wellenlängenbereich notwendig. ELTV-Photonenquellen sind derzeit noch sehr teuer. Es ist deshalb vorteilhaft zum Generieren eines Reparaturelements einen massebehafteten Teilchenstrahl, beispielsweise einen Elektronenstrahl, einzusetzen, dessen Auflösungsgrenze durch die De-Broglie-Wellenlänge gegeben ist. Elektronenstrahlen können derzeit auf einen Fleckdurchmesser im Bereich weniger Nanometerbereich fokussiert werden. Die Positioniergenauigkeit eines Elektronenstrahls ist deutlich höher und reicht bis in den Sub-Nanometerbereich.
Der zweite Parameter, der die Auflösungsgrenze beim Erzeugen eines Reparaturelements bestimmt, ist der Wechselwirkungsbereich oder die Streubirne der von einem massebehafteten Teilchenstrahl erzeugten Sekundärelektronen. Der Durchmesser dieses Wechselwirkungsbereichs auf der Maskenoberfläche bestimmt die Ausdehnung der lokalen chemischen Reaktion, die der Teilchenstrahl und das zumindest eine Präkursor-Gas initiieren. Die Größe des Wechselwirkungsbereichs hängt von der Energie der auf die Fotomaske auftreffenden Teilchen ab. Ferner hat die lokale Materialzusammensetzung der Fotomaske am Wechselwirkungsort einen wesentlichen Einfluss auf die Größe des Wechselwirkungsbereichs. Derzeit können lokale chemische Reaktionen auf laterale Abmessungen von etwa 5 nm beschränkt werden.
Das Mittel zum Ermitteln von Parametern der zumindest einen Reparaturform kann zumindest einen Algorithmus umfassen, der als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit), als komplexe programmierbare logische Schaltung (CPLD, Complex Programmable Logic Device) und/oder als im Feld programmierbare Gatteranordnung (FPGA, Field Programmable Gate Array) ausgeführt ist.
Das Mittel zum Ermitteln von Parametern der zumindest einen Reparaturform kann zumindest ein trainiertes Modell maschinellen Lernens umfassen. Ferner kann das Mittel zum Zuweisen zumindest einem entsprechenden Parameter einen Zahlenwert, der von dem durch den zumindest einen Defekt vorgegebenen Zahlenwert abweicht, ein trainiertes Modell maschinellen Lernens umfassen.
Das Mittel zum Ermitteln von Parametern der zumindest einen Reparaturform kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: eine Maskeninspektionsanlage, ein Interferometer, ein Konfokalmikroskop, ein Rasterteilchenmikroskop und ein Rastersondenmikroskop. Ein Element aus dieser Gruppe kann Messdaten von dem zumindest einen Defekt aufnehmen.
Das Mittel zum Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements kann umfassen: zumindest einen fokussierten Teilchenstrahl und zumindest ein Präkursor-Gas, die ausgebildet sind, eine lokale chemische Reaktion auszuführen.
In einer zweiten Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines defekten Pattern-Elements einer lithographischen Maske auf: (a) Mittel zum Bestimmen zumindest eines Reparaturelements der lithographischen Maske, das die lithographische Maske bei deren Belichtung nicht abbildet, wobei das Reparaturelement ausgebildet ist, ein Abbildungsverhalten des zumindest einen defekten Pattern-Elements zu ändern; und (b) Mittel zum Bereitstellen eines fokussierten Teilchenstrahls und zumindest eines Präkursor-Gases, die ausgebildet sind, das zumindest eine Reparaturelement auf der lithographischen Maske zu erzeugen.
Das Mittel zum Bestimmen zumindest eines Reparaturelements kann zumindest einen Co-Prozessor umfassen, der ausgebildet ist, aus Messdaten des zumindest einen Defekts und Design-Daten der lithographischen Maske das zumindest eine Reparaturelement zu bestimmen. Das Bestimmen des zumindest einen Reparaturelements kann auf Basis der Auflösungsgrenze der lithographischen Maske und einer minimalen Fleckgröße des fokussierten Teilchenstrahls in dessen Fokus erfolgen.
Das Mittel zum Bestimmen des zumindest einen Reparaturelements der lithographischen Maske kann zumindest einen Algorithmus umfassen, der als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit), als komplexe programmierbare logische Schaltung (CPLD, Complex Programmable Logic Device) und/oder als im Feld programmierbare Gatteranordnung (FPGA, Field Programmable Gate Array) ausgeführt ist.
Das Mittel zum Bestimmen des zumindest einen Reparaturelements kann zumindest ein trainiertes Modell maschinellen Lernens umfassen.
Das Mittel zum Bestimmen des zumindest einen Reparaturelements kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: eine Maskeninspektionsanlage, ein Interferometer, ein Konfokalmikroskop, ein Rasterteilchenmikroskop und ein Rastersondenmikroskop.
Figurenliste
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei

1 im oberen Teilbild einen schematischen Schnitt eines Pattern-Elements einer fotolithographischen Maske darstellt, das eine Kante, an der vom Design vorgegebenen Position aufweist, und im unteren Teilbild schematisch eine effektive Dosisverteilung der optischen Intensität um den im oberen Teilbild präsentierten Maskenausschnitt in einem Fotolack beim Belichten der Fotomaske wiedergibt;
2 im oberen Teilbild einen schematischen Schnitt durch eine Maske mit einem defekten Pattern-Element aufweist, und im unteren Teilbild die Auswirkung des defekten Pattern-Elements auf die in einen Fotolack applizierte effektive Dosisverteilung veranschaulicht;
3 im oberen Teilbild eine Reparatur des defekten Pattern-Elements der fotolithographischen Maske der 2 nach dem Stand der Technik zeigt, und im unteren Teilbild die Auswirkung der Defektreparatur auf die optische Intensitätsverteilung des reparierten Maskenausschnitts des oberen Teilbildes illustriert;
4 im oberen Teilbild eine ideale Reparatur des defekten Pattern-Elements der fotolithographischen Maske der 2 auf Basis eines erfindungsgemäßen Verfahrens präsentiert, und im unteren Teilbild die von der optimal reparierten Fotomaske im Fotolack eines Wafers generierte optische Intensitätsverteilung zeigt;
5 im oberen Teilbild eine reale Reparatur des defekten Pattern-Elements der Maske der 2 auf Basis eines erfindungsgemäßen Verfahrens präsentiert, und im unteren Teilbild die Auswirkung der reparierten Fotomaske auf die in einem Fotolack erzeugte optische Intensitätsverteilung illustriert;
6 schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Reparaturelements zum Kompensieren des Defekts des 2 veranschaulicht;
7 im oberen Teilbild 715 schematisch eine perfekt platzierte Kante eines Pattern-Elements präsentiert, im Teilbild 735 ein Pattern-Element wiedergibt, das einen Defekt überschüssigen Absorber-Materials aufweist, im Teilbild 755 das Reparieren des Defekts des Teilbildes 735 gemäß dem Stand der Technik repräsentiert, im Teilbild 775 das Kompensieren des Defekts des Teilbildes 735 durch Erzeugen eines in dieser Anmeldung beschriebenen Reparaturelements illustriert, und im Teilbild 795 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reparaturelements veranschaulicht;
8 im oberen Teilbild 805 ein Pattern-Element einer fotolithographischen Maske wiedergibt, dessen Kante exakt an der vom Design vorgesehenen Stelle positioniert ist, im mittleren Teilbild 835 das Reparieren eines Defekts fehlenden Absorber-Materials durch Erzeugen eines erfindungsgemäßen Reparaturelements darstellt, und im unteren Teilbild 855 das Reparieren eines Defekts überschüssigen Absorber-Materials durch Generieren eines erfindungsgemäßen Reparaturelements präsentiert;
9 im oberen Teilbild eine schematische Aufsicht auf eine Streifenstruktur mit einem Defekt präsentiert, und im unteren Teilbild die Streifenstruktur nach dem Reparieren des Defekts gemäß dem Stand der Technik wiedergibt;
10 im oberen Teilbild das obere Teilbild der 9 reproduziert, im mittleren Teilbild eine beispielhafte Reparatur des Defekts des oberen Teilbildes gemäß einem der in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren veranschaulicht, und im unteren Teilbild das Mitteln der komplexen Amplitude der aktinischen Strahlung auf einer Längenskale der optischen Auflösung illustriert;
11 im oberen Teilbild 1105 schematisch eine Aufsicht auf ein absorbierendes, abgewinkeltes Pattern-Element darstellt, im Teilbild 1125 ein Pattern-Element wiedergibt, das einen Defekt überschüssigen Absorber-Materials aufweist, im Teilbild 1145 das Reparieren des Defekts des Teilbildes 1125 gemäß dem Stand der Technik repräsentiert, im Teilbild 1165 das Kompensieren des Defekts des Teilbildes 1125 durch Erzeugen eines in dieser Anmeldung beschriebenen Reparaturelements illustriert, und im Teilbild 1185 das Generieren eines zweiten Beispiels eines erfindungsgemäßen Reparaturelements veranschaulicht;
12 das Reparieren eines Defekts fehlenden Absorber-Materials nach dem in der 11 präsentierten Schema wiedergibt;
13 im oberen Teilbild 1305 eine auf einem Substrat angeordnete Streifenstruktur einer Maske wiedergibt, wobei ein Pattern-Element einen Defekt fehlenden Absorber-Materials aufweist, das mittlere Teilbild 1335 eine rigorose Simulation des defekten Maskenausschnitts darstellt, und das untere Teilbild 1365 die optische Intensitätsverteilung des defektbehafteten Maskenausschnitts zeigt;
14 den Maskenausschnitt der 13 nach einer optimalen Reparatur des Defekts mit einem erfindungsgemäßen Verfahren darstellt;
15 den Maskenausschnitt der 13 nach einer Reparatur des Defekts der 13 mit einem Reparaturelement repräsentiert, das nicht optimal positioniert wurde;
16 im oberen linken Teilbild 1605 einen mit einem Rasterelektronenmikroskop gemessenen Maskenausschnitt darstellt, der einen Defekt aufweist, im oberen rechten Teilbild 1635 ein Reparaturelement in dem Maskenausschnitt des oberen linken Teilbildes wiedergibt, das den Defekt kompensiert, und im unteren linken Teilbild 1665 den reparierten Maskenausschnitt des linken oberen Teilbildes 1605 präsentiert;
17 im oberen Teilbild 1705 die normierte CD-Variation innerhalb des defekten Maskenausschnitts des linken oberen Teilbildes der 16 repräsentiert, und im unteren Teilbild 1755 die normierte CD-Variation des reparierten Maskenausschnitts des unteren linken Teilbildes 1665 der 16 darstellt;
18 im oberen Teilbild 1805 einen schematischen Schnitt durch eine Streifenstruktur mit einem Defekt wiedergibt, im Teilbild 1825 den Maskenausschnitt des Teilbildes 1805 um den reparierten Defekt illustriert, im Teilbild 1835 die Variation der CD darstellt, die von dem Defekt des oberen Teilbildes verursacht wird, und im unteren Teilbild 1865 die nach der Defektreparatur noch verbleibende CD-Variation präsentiert;
19 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Reparieren zumindest eines Defekts einer lithographischen Maske angibt;
20 ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Reparieren zumindest eines Defekts einer lithographischen Maske wiedergibt;
21 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Reparieren eines oder mehrerer Defekte einer lithographischen Maske präsentiert;
22 einen schematischen Schnitt durch eine optische Maskeninspektionsanlage und einen Vergleich zu einem Scanner eines fotolithographischen Belichtungssystems illustriert;
23 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines defekten Pattern-Elements einer lithographischen Maske präsentiert; und
24 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung darstellt, die eine Teilchenstrahlquelle und ein Gasbereitstellungssystem der 23 realisiert.

5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reparieren eines oder mehrerer Defekte einer lithographischen Maske genauer erläutert. Ferner werden nachfolgend Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reparieren eines defekten Pattern-Elements einer lithographischen Maske im Detail ausgeführt. Die erfindungsgemäßen Verfahren werden am Beispiel einer binären Fotomaske für den tiefen ultravioletten (DUV) Wellenlängenbereich beschrieben. Diese sind jedoch nicht darauf beschränkt das Reparieren von defekten DUV-Masken zu verbessern. Ferner werden die erfindungsgemäßen Verfahren hauptsächlich anhand von Kantenplatzierungsfehlern von Pattern-Elementen erläutert. Diese Verfahren sind jedoch nicht auf das Reparieren dieser Fehlerart begrenzt. Vielmehr können diese eingesetzt werden, um das Reparieren insbesondere von kleinen Defekten jeder Art sowie für die verschiedenen Typen fotolithographischer Masken zu erleichtern. Die Masken können transmissive und reflektierende Fotomasken umfassen. Ferner können kleine Defekte binärer und/oder phasenschiebender Masken genauso wie kleine Defekte von Masken für eine Mehrfachbelichtung repariert werden. Im Folgenden soll der Begriff Maske oder Fotomaske auch ein Template für die Nanoprägelithographie umfassen.
Ferner werden die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Reparieren eines oder mehrerer Defekte lithographischer Masken am Beispiel eines modifizierten Rasterelektronenmikroskops erläutert. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können jedoch nicht nur auf der Basis eines Rasterelektronenmikroskops realisiert werden. Vielmehr können erfindungsgemäße Vorrichtungen auf einem beliebigen Rasterteilchenmikroskop beruhen, d.h. eine in dieser Anmeldung definierte Vorrichtung kann eine beliebige Teilchenart, vorzugsweise eine massebehaftete Teilchenart, zum Untersuchen und/oder zum Erzeugen eines oder mehrerer Reparaturelemente einer Fotomaske einsetzen.
Das obere Teilbild 105 der 1 zeigt einen schematischen Schnitt eines eindimensionalen (1D) Ausschnitts einer fotolithographischen Maske 100. Die Maske 100 kann eine transmittierende oder eine reflektierende Maske 100 sein. Im Beispiel der 1 umfasst die Fotomaske 100 eine binäre transmissive Maske 100. Die fotolithographische Maske 100 weist ein Substrat 110 mit einer Oberfläche 115 auf. Auf der Oberfläche 115 des Substrats 110 ist ein Pattern-Element 120 oder ein Struktur-Element 120 mit einer Oberfläche 125 angeordnet. Das Substrat 110 kann ein Quarz-Substrat und/oder ein Material mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten (LTE- (Low Thermal Expansion) Substrat) umfassen. Bei einer transmissiven Fotomaske 100 ist deren Substrat 110 für elektromagnetische Strahlung bei der aktinischen Wellenlänge im Wesentlichen optisch transparent. Das Pattern-Element 120 kann ein Struktur-Element 120 einer binären Fotomaske 100 sein. In diesem Fall kann das Pattern-Element 120 ein Element einer Absorber-Struktur 120 umfassen und beispielsweise Chrom aufweisen. Ein absorbierendes Pattern-Element 120 absorbiert im Wesentlichen die gesamte auf das Pattern-Element 120 auftreffende elektromagnetische Strahlung der aktinischen Wellenlänge. Für DUV-Masken liegt die Dicke eines Pattern-Elements 120 im Bereich von 60 nm bis 200 nm. Absorbierende Pattern-Elemente von EUV-Masken weisen derzeit eine Schichtdicke im Bereich von 50 nm bis 70 nm auf (in der 1 nicht dargestellt).
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bedeutet hier - wie auch an anderen Stellen der Beschreibung - eine Angabe einer Messgröße innerhalb der üblichen Messfehler, wenn bei der Bestimmung der Messgröße Messgeräte gemäß dem Stand der Technik eingesetzt werden.
Ferner ist es möglich, dass das Pattern-Element 120 ein Struktur-Element 120 umfasst, das sowohl die Phase der aktinischen Strahlung relativ zur auf das Substrat 110 auftreffenden Strahlung verschiebt als auch einen Teil des auf das Pattern-Element 120 einfallenden Lichts der aktinischen Wellenlänge absorbiert. Beispiele derartiger Masken sind Molybdänsilicid basierte oder Siliziumnitrid basierte AttPSM- (Attenuated Phase Shifting Maske. Derartige Masken transmittieren üblicherweise im Dunkelbereich 6% bis 20% der auftreffenden optischen Intensität mit einer Phasenverschiebung um 180° im Vergleich zu einem transparenten Bereich der Fotomaske.
Das Pattern-Element 120 kann aber auch ein Struktur-Element 120 einer rein phasenschiebenden Fotomaske 100 sein. Eine rein phasenschiebene Maske 100 kann zum Beispiel durch Ätzen eines entsprechenden Musters in das Substrat 110 der Maske 100, das in diesem Fall im Wesentlichen Quarz (SiO₂) umfasst, hergestellt werden. Dieser Maskentyp wird CPL- (Cromeless Phase Shifting) Maske genannt. Ein weiteres Beispiel eines rein phasenschiebenden Maskentyps sind AltPSM- (Alternating Phase Shifting Mask) Masken.
Das obere Teilbild 105 der 1 zeigt eine ideale vom Design vorgegebene Kante 130, die einen Seitenwandwinkel 135 von im Wesentlichen 90° aufweist. Ferner ist die Kante 130 exakt an der vom Design vorgegebenen Stelle platziert.
Das untere Teilbild 155 der 1 präsentiert schematisch eine effektive Dosisverteilung der optischen Intensität 160 beim Belichten des Pattern-Elements 120 der Fotomaske 100. Das Pattern-Element 120 absorbiert die von oben auf die Maske 100 auftreffende Strahlung, sodass in einiger Entfernung von der Kante 130 unterhalb des Pattern-Elements 120 im Wesentlichen keine optische Intensität im Fotolack eines Wafers anzutreffen ist. In dem transparenten Substratbereich 110 der Maske 100, der einen Abstand von der Kante 130 des Pattern-Elements 120 aufweist, wird ein auf einen Wafer aufgebrachter Fotolack mit der maximalen optischen Intensität belichtet. Typischerweise wird die Kante 130 eines Pattern-Elements 120 als die Stelle definiert, bei der die optische Intensität in dem Fotolack 50 % der maximalen optischen Intensität oder der maximalen effektiven Dosis erreicht. Im unteren Teilbild 155 der 1 ist dies durch den Schnittpunkt der gestrichelten vertikalen 180 und horizontalen Geraden 170 veranschaulicht.
Im oberen Teilbild 205 der 2 ist die Kante 230 des Pattern-Elements 220 nicht an der vom Design vorgegebene Position platziert. Vielmehr weist die Kante 230 einen Abstand dx auf, der durch den horizontalen Doppelpfeil 240 veranschaulicht ist. Der Abstand dx von der vom Design vorgegebenen Soll-Position der Kante 230 kann durch eine fehlerhafte Platzierung des Pattern-Elements 220 entstehen, dessen Abmessungen die vom Design vorgegebenen Werte aufweisen. In diesem Fall kann das Pattern-Element 220 korrigiert werden, in dem zwei Reparaturformen ermittelt werden und mit deren Hilfe zwei Reparaturelemente erzeugt werden. Zum einen definiert ein erstes Reparaturelement das Abscheiden fehlenden Absorber-Materials in dem durch den Doppelpfeil 240 in der 2 gekennzeichneten Bereich. Zum anderen spezifiziert eine zweite Reparaturform das Entfernen des überschüssigen bzw. des an der falschen Stelle positionierten Absorber-Materials des Pattern-Elements 220 (in der 2 nicht dargestellt).
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die in der 1D-Darstellung der 2 nicht wiedergegebene Kante des Pattern-Elements 220 richtig platziert ist, und dass das Pattern-Element 220 lediglich im Bereich der Kante 230 durch das Abscheiden von fehlendem Absorber-Material korrigiert werden muss. Ferner wird nachfolgend angenommen, dass es sich bei dem Defekt 240 um einen kleinen Defekt handelt. Dies bedeutet, die Abmessung dx des eindimensionalen Defekts 240 ist kleiner als die Auflösungsgrenze der fotolithographischen Maske 200 bei deren aktinischer Wellenlänge. Die Positionierungs- oder Platzierungsgenauigkeit einer Kante 130, 230 eines Pattern-Elements 120, 220 ist insbesondere aufgrund der Overlay-Problematik für Lithographiesysteme von entscheidender Bedeutung, die mehrere Belichtungsschritte vornehmen, um ein Pattern-Element in einem Fotolack zu fixieren.
Das untere Teilbild 255 der 2 zeigt die optische Intensitätsverteilung 260 oder die effektive Dosisverteilung 260, die die fehlerhafte Platzierung oder Positionierung der Kante 230 des Pattern-Elements 220 in einem auf einem Wafer angeordneten Fotolack beim Belichten der fotolithographischen Maske 200 mit aktinischer elektromagnetischer Strahlung erzeugt. Der Positionsfehler der Kante 230 des Pattern-Elements 220, der in dem eindimensionalen Beispiel der 2 durch dx beschrieben wird, übersetzt die Maske 200 beim Belichten eines Wafers in einen Kantenplatzierungsfehler EPE (Edge Placement Error), der in dem unteren Teilbild 255 der 2 schematisch durch den Doppelpfeil 280 veranschaulicht ist. Der Zusammenhang zwischen dem EPE 280 auf dem Wafer und dem Maskendefekt 240 oder mask defect wird durch den Zusammenhang: EPE = mask error - MEEF - M beschrieben. Dabei bezeichnet in dem in der 2 wiedergegebenen Beispiel der Maskendefekt 240 oder der mask error 240 die um dx fehlerhafte Positionierung der Kante 230 des Pattern-Elements 220. Der Maskenverstärkungsfaktor MEEF (Mask Error Enhancement Factor) steht für eine eventuell durch die Maske 200 bewirkte Vergrößerung oder Verstärkung des Maskendefekts 240. Im Folgenden wird aus Einfachheitsgründen davon ausgegangen, dass gilt: MEEF = 1. Der Faktor M bezeichnet die Vergrößerung bzw. die Verkleinerung, mit der ein Projektionsobjektiv eines Belichtungssystems das Pattern-Element 220 der Maske 200 auf einen Wafer abbildet. Für derzeit eingesetzte Projektionsobjektive gilt: M = 1/4 oder M = 1/5. Die 2 ebenso wie die nachfolgenden Figuren stellen den Zusammenhang zwischen einem Maskendefekt 240 und einen EPE 280 nicht maßstabsgetreu dar.
Eine ideale Reparatur des Maskendefekts 240 durch ein perfektes Ausführen einer perfekten Reparaturform würde ein Reparaturelement an der defekten Kante 230 des Pattern-Elements 220 platzieren, sodass das defekte Pattern-Element 220 wie das in der 1 dargestellte Pattern-Element 120 aussehen würde. Dies würde jedoch ein ideales Positionieren eines Reparatur-Tools bezüglich der Kante 230 des defekten Pattern-Elements 220 erfordern. Zudem würde ein perfektes Reparieren des Defekts 240 voraussetzen, dass die Auflösungsgrenze des Reparatur-Tools sehr klein, idealerweise bei Null liegen würde.
Das obere Teilbild 305 der 3 illustriert eine reale Reparatur des Defekts 240 der 2 gemäß dem Stand der Technik. Aufgrund der endlichen Positioniergenauigkeit des Reparatur-Tools kann dieses nicht perfekt zur Kante 230 des defekten Pattern-Elements 220 ausgerichtet werden. Das von der Reparaturform erzeugte Reparaturelement 310 stimmt deshalb nicht ideal mit der 1D-Abmessung dx des Defekts 240 überein. Vielmehr erzeugt die Reparaturform des Defekts 240 aufgrund der begrenzten Positioniergenauigkeit des Reparatur-Tools einen kleinen Teil 320 des Reparaturelements 310 auf der Oberfläche 125 des defekten Pattern-Elements 220. Aus diesem Grund weicht die Kante 330 des Reparaturelements 310 von der vom Design vorgegebenen Position ab. Der verbleidende Defekt 340 weist eine Abmessung dx' auf.
Das untere Teilbild 355 der 3 veranschaulicht die Änderung der optischen Intensitätsverteilung 360 oder des EPE in einem Fotolack beim Belichten des reparierten Maskenausschnitts 300 des oberen Teilbildes der 3. Verglichen mit der Belichtung der nicht reparierten Maske 200 kommt die reparierte Maske 300 der vom Design vorgegebenen Pattern-Geometrie der 1 deutlich näher. Es verbleibt jedoch noch eine Diskrepanz oder ein EPE 380, der durch den Doppelpfeil 380 veranschaulicht ist, der eine CD- (Critical Dimension) Abweichung des reparierten Pattern-Elements 220 hervorruft, die außerhalb des zulässigen Fehlerbudgets der Maske 300 liegt. Der nach der Reparatur gemäß dem Stand der Technik verbleibende Defekt 340 kann, wie nachfolgend erläutert, repariert bzw. kompensiert werden. Es ist jedoch vorteilhafter, den Defekt 240 direkt, d.h. in einem einzigen Schritt, wie nachfolgend anhand der 4 beschrieben, zu reparieren.
Die 4 illustriert im oberen Teilbild 405 das bestmögliche Reparieren des defekten Pattern-Elements 220 der 2 nach einem der in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren. Die Reparaturform zum Korrigieren des defekten Pattern-Elements 200 der 2 ist so ausgelegt, dass das Ausführen der Reparaturform ein Reparaturelement 410 generiert, das einen Abstand 420 von der Kante 230 des defekten Pattern-Elements 220 aufweist. Der ideale Abstand 420 zwischen der Kante 230 des defekten Pattern-Elements 220 und dem Reparaturelement 410 beträgt etwa dx/2, d.h. die Hälfte des Abstandes der Kante 230 von der vertikalen Linie 170 bzw. des Kantenfehlers 240 des defekten Pattern-Elements 220. Für eine Höhe 430 des Reparaturelements 410, die im Wesentlichen gleich der Höhe des Pattern-Elements 220 entspricht, weist das Reparaturelement 410 und damit die dem Reparaturelement 410 zugrunde liegende Reparaturform eine Abmessung auf, die etwa 80 % des Abstandes 240 der Kante 230 des Pattern-Elements 220 von der vertikalen Linie 170 entspricht. Wie bereits oben ausgeführt, liegt die maskenseitige Auflösungsgrenze von DUV-Masken im Bereich von 150 nm bis etwa 300 nm und von EUV-Masken in einem Bereich von etwa 50 nm bis 100 nm.
Das untere Teilbild 455 der 4 präsentiert die optische Intensitätsverteilung 460 der reparierten Fotomaske 400, die das Reparaturelement 410 aufweist, das in einem Abstand 420 von der Kante 230 des defekten Pattern-Elements 220 der Fotomaske 200 angeordnet ist. Aus einem Vergleich der 1 und 4 wird ersichtlich, dass die optische Intensitätsverteilung 460, die durch die kombinierte Wirkung des defekten Pattern-Elements 220 mit dem Reparaturelement 410 hervorgebracht wird, ein Pattern-Element in einem Fotolack generiert, das präzise die vom Design vorgegebene Kante 130 realisiert. Das Reparaturelement 420 bewirkt das ideale Erzeugen eines vom Design vorgegebenen Pattern-Elements in einem Fotolack und damit auf einem Wafer, obwohl weder das Reparaturelement 410 an die Kante 230 angrenzt noch die Ausdehnung des Defekts 240 der eindimensionalen Abmessung 440 des Reparaturelements 410 entspricht.
Das Reparaturelement 410 kann ein Reparatur-Tool, das nachfolgend im Kontext der 21 bis 24 erläutert wird, auf der Basis einer entsprechenden Reparaturform auf der Fotomaske 400 erzeugen. Hierfür kann das Reparatur-Tools mittels eines Teilchenstrahls und zumindest eines Präkursor-Gases eine lokale chemische Abscheidereaktion ausführen. Die Materialzusammensetzung des Reparaturelements 410 kann der Materialzusammensetzung des Pattern-Elements 220 entsprechen. Die Materialzusammensetzung des Reparaturelements 410 kann jedoch auch von dem Material des Pattern-Elements 220 abweichen, solange das Material des Reparaturelements 410 die aktinische Wellenlänge der fotolithographischen Maske 420 im Wesentlichen vollständig absorbiert.
Die 4 repräsentiert eine perfekte Kompensation des defekten Pattern-Elements 220 durch das Erzeugen des Reparaturelements 410 in einem Abstand 420 von der Kante 230 des defekten Pattern-Elements 220. Das obere Teilbild 505 der 5 gibt eine real ausführbare Reparatur des defekten Pattern-Elements 220 wieder. Aufgrund der endlichen Positioniergenauigkeit eines Reparatur-Tools kann die ermittelte Reparaturform das Reparaturelement 510 nicht exakt an der für eine optimale Kompensation des defekten Pattern-Elements vorgesehenen Stelle positionieren. In dem in der 5 dargestellten Beispiel ist der Abstand 520 der Kante 230 des defekten Pattern-Elements 220 kleiner als in der in der 4 dargestellten optimalen Reparatur des defekten Pattern-Elements 220. Wie aus dem unteren Teilbild 555 der 5 ersichtlich ist, führt der Platzierungsfehler 540 des Reparaturelements 510 zu einer kaum wahrnehmbaren Abweichung der optischen Intensitätsverteilung 560 verglichen mit der idealen optischen Intensitätsverteilung 460 der 4 in einem auf einen Wafer aufgebrachten Fotolack. Dies bedeutet, der EPE der Maske 500, der in der 5 durch den Pfeil 580 veranschaulicht ist, ist nach deren Reparatur durch das Erzeugen des Reparaturelements 510 vernachlässigbar klein.
Die Ursache hierfür liegt in einer Untersetzung des Platzierungsfehlers 540 des Reparaturelements 510 beim Übertragen in einen Fotolack, um etwa den Faktor 1/R, wobei R die Auflösungsgrenze der fotolithographischen Maske bezeichnet. Dies ist einer der wesentlichen Vorteile der hier beschriebenen Reparaturverfahren kleiner Defekte fotolithographischer Masken. Die Sensitivität des Platzierens eines Reparaturelements 410, 510 auf den EPE 580 ist beim Ausführen der erfindungsgemäßen Verfahren deutlich reduziert. Beschrieben wird diese Verringerung der Platzierungsempfindlichkeit von einem oder mehreren Reparaturelementen 410, 510 durch die Auflösungsgrenze R der fotolithographischen Maske 400, 500. Das Reparaturelement 410, 510 kann einen Abstand von etwa 1 % bis 30 % der Auflösungsgrenze R der fotolithographischen Maske 400, 500 platziert werden, ohne dass der EPE 580, d.h. die Reparatur bzw. Kompensation des Pattern-Elements 220 um mehr als 10 % von der bestmöglichen optischen Intensitätsverteilung 460 der 4 abweicht.
Die 6 illustriert ein zweites Beispiel eines Reparaturelements 610, das zum Reparieren oder Kompensieren des defekten Pattern-Elements 220 der 2 eingesetzt werden kann. Anders als die Höhe 530 des Reparaturelements 510 der 5 ist die Höhe 630 des Reparaturelements 610 des oberen Teilbildes 605 der 6 geringer als die Höhe oder Dicke des Pattern-Elements 220 der Maske 600. Um die geringere Höhe 630 des Reparaturelements 610 zu kompensieren, weist das Reparaturelement 610 eine größere 1D-Abmessung 635 auf als das Reparaturelement 510 der 5. Wie dem unteren Teilbild 655 der 6 zu entnehmen ist, führt das geänderte Reparaturelement 610 im Wesentlichen nicht zu einer Änderung der optischen Intensitätsverteilung 660 in einem Fotolack. Der EPE 680 ist - ähnlich wie in der 5 - vernachlässigbar klein.
Neben der verringerten Platzierungsempfindlichkeit der Reparaturelemente 410, 510, 610 kann durch das Ausführen einer ermittelten Reparaturform ein Reparaturelement 410, 510, 610 erzeugt werden, dessen laterale Abmessung 435, 535, 635 deutlich von der 1D-Abmessung dx des Defekts 240 abweicht. Somit reduzierten die in dieser Anmeldung vorgestellten Verfahren zur Defektreparatur die Sensitivität, mit der eine parametrisierte Reparaturform eine oder mehrere laterale Abmessungen eines Defekts 240 in ein Reparaturelement 410, 510, 610 überträgt, deutlich. Dies ist neben der relaxierten Platzierungssensitivität der zweite signifikante Vorteil der in dieser Anmeldung beschriebenen Reparaturverfahren für kleine Defekte fotolithographischer Masken. Insbesondere kann das Reparaturelement 410, 510, 610 signifikant kleiner als ein zu reparierender Defekt 240 sein. Dieser Umstand wirkt sich günstig auf die für die Defektreparatur benötigte Zeit aus, d.h. das Erzeugen des Reparaturelements 410, 510, 610.
In den 1 bis 6 ist das Anwenden der in dieser Anmeldung vorgestellten Verfahren zum Reparieren eines Defekts fehlenden Absorber-Materials, d.h. eines klaren Defekts, erläutert. In der 7 wird ausgeführt, wie diese Verfahren zum Reparieren eines Defekts überschüssigen Materials, d.h. eines sogenannten dunklen Defekts, eingesetzt werden können. Das obere Teilbild 705 der 7 präsentiert ein auf der Oberfläche 715 eines Substrats 710 der Maske 700 angeordnetes Pattern-Element 720. Die Kante 730 des Pattern-Elements 720 ist exakt an der vom Design vorgesehenen Stelle platziert, die durch die gestrichelte vertikale Linie 170 gekennzeichnet ist.
In dem zweitobersten Teilbild 735 weist das Pattern-Element 740 einen Defekt 750 überschüssigen Materials auf. Der Defekt 750 weist eine 1D-Abmessung 725 auf, die über die Kante 730 des defektfreien Pattern-Elements 720 hinausreicht. Der Defekt 750 kann durch eine fehlerbehaftete Platzierung eines Pattern-Elements 720 verursacht werden, dessen Abmessungen präzise die vom Design vorgesehene Größe aufweisen. Wie bereits im Kontext der 2 diskutiert, ist es aber auch möglich, dass in dem Bereich der Kante 730 beim Strukturieren der Maske 700 zu wenig Absorber-Material entfernt wurde.
Das Teilbild 755 gibt das Reparieren des Defekts 750 gemäß dem Stand der Technik wieder. Falls ein ideales Erzeugen des Reparaturelements 760 gelingt, kann der Defekt 750, wie in dem Teilbild 755 angedeutet, perfekt repariert werden. Die Herausforderungen, die mit einer Reparatur insbesondere kleiner Defekte 750 gemäß dem Stand verbunden sind, sind bei der Diskussion der 3 bereits ausgeführt worden.
In dem Teilbild 775 ist das Reparieren des Defekts 750 überschüssigen Materials durch das Erzeugen eines erfindungsgemäßen Reparaturelements 770 veranschaulicht. Das Reparaturelement 770 ist nicht dafür ausgelegt, das überschüssige Material des Defekts 750 durch Ausführen eines lokalen Ätzprozesses zu entfernen. Vielmehr beseitigt das Erzeugen des Reparaturelements 770 einen Teil des Defekts 750 und einen kleinen Teil des defekten Pattern-Elements 740. Nach dem Erzeugen des Reparaturelements 770 beeinflusst der verbleibende Defektrest 780 in Kombination mit dem reparierten Pattern-Element 740 das Abbildungsverhalten der reparierten Maske 700 im Bereich des reparierten Pattern-Elements, so dass dieser ein Abbildungsverhalten wie das Pattern-Element 720 aufweist.
Das unterste Teilbild 795 der 7 präsentiert schließlich ein zweites Reparaturelement 790, das alternativ zum Reparaturelement 770 erzeugt werden kann. Das Generieren des Reparaturelements 790 entfernt einen Teil des Materials des defekten Pattern-Elements 740 im Bereich der Kante 730 des fehlerfreien Pattern-Elements 720. Die 1D-Abmessung des Reparaturelements 790 ist größer als das Reparaturelement 770. Die größere 1D-Abmessung des Reparaturelements 790 wird dadurch kompensiert, dass das Ausführen der Reparaturform, das dem Reparaturelement 790 zugrunde liegt, das Patten-Element 740 nicht bis auf die Oberfläche 715 des Substrats 710 der Maske 700 ätzt.
Das Ausführen der Reparaturelemente 770, 790 zum Reparieren des Defekts 740 eröffnet die zusätzlichen Freiheitsgrade, die oben im Kontext der 5 und 6 ausgeführt wurden.
Die 8 präsentiert im oberen Teilbild 805 ein absorbierendes Pattern-Element 720 mit einer Oberfläche 725, das auf der Oberfläche 715 eines für die aktinische Wellenlänge der fotolithographischen Maske 800 optisch transparenten Substrats 710 angeordnet ist. Die Kante 730 des Pattern-Elements 720 ist präzise an der vom Design vorgesehenen Stelle positioniert. Diese Stelle ist in der 8 durch die gestrichelte vertikalen Linie 170 markiert.
Das mittlere Teilbild 835 der 8 gibt ein defektbehaftetes Pattern-Element 840 wieder. Die Kante 830 des Pattern-Elements 840 ist nicht an der vom Design der Maske vorgesehenen Stelle positioniert. Dadurch bildet das Pattern-Element 840 einen klaren Defekt oder einen Defekt fehlenden Absorber-Materials. Der Defekt wird im Teilbild 835 durch das Ausführen einer entsprechenden Reparaturform zum Erzeugen eines Reparaturelements 850 kompensiert. Das Reparaturelement 850 schließt in dem Beispiel der 8 an die Kante 830 des defekten Pattern-Elements 840 an. Das Reparaturelement 850 umfasst deponiertes Absorber-Material, dessen 1D-Abmessung über die Grenze fehlenden Absorber-Materials hinausreicht. Die Höhe des beispielhaften Reparaturelements 850 beträgt etwa die Hälfte der Höhe des Pattern-Elements 820, 840.
Das untere Teilbild 855 der 8 präsentiert ein Pattern-Element 860, das einen Defekt überschüssigen Absorber-Materials aufweist. Der Defekt überschüssigen Materials wird durch das Entfernen eines oberen Teils des überschüssigen Absorber-Materials durch das Erzeugen der Reparaturform 870 repariert. Die Kante 880 des reparierten Pattern-Elements 860 stimmt nicht mit der vom Design vorgegebenen Position überein, die durch die gestrichelte Linie 170 in der 8 angedeutet ist. Trotzdem beseitigt das Reparaturelement 870 die Auswirkung des Defekts überschüssigen Materials bis auf einen vernachlässigbar kleinen Anteil.
Aufgrund der verringerten Platzierungsanforderungen an das Reparatur-Tool kann das Erzeugen der Reparaturelemente 850, 870 mit weniger Aufwand ausgeführt werden, verglichen mit dem Erzeugen der Reparaturelemente 310, 760 gemäß dem Stand der Technik.
Die 9 präsentiert im oberen Teilbild 905 eine schematische Aufsicht auf einen Maskenausschnitt 900, der eine Streifenstruktur („lines and space pattern“) mit zwei absorbierenden Streifen 920 und 930 aufweist, die auf einem optisch transparenten Substrat 910 angeordnet sind. In dem in der 9 dargestellten Beispiel weist das linke Pattern-Element 920 einen zweidimensionalen (2D) Defekt 940 überschüssigen absorbierenden Materials auf.
Das untere Teilbild 955 der 9 illustriert das Reparieren des Defekts 940 durch das Ausführen eines lokalen Ätzprozesses mit Hilfe eines Teilchenstrahls und einem Ätzgas. In dem Beispiel eines Reparaturprozesses, das im unteren Teilbild 955 der 9 wiedergegeben ist, ist der Defekt 940 bis auf einen vernachlässigbaren Defektrest 950 nahezu perfekt beseitigt worden. In der Regel kann der lateral ausgedehnte Defekt 940 nicht so exakt entfernt werden, wie im unteren Teilbild 955 der 9 wiedergegeben. Wie bereits oben ausgeführt, ist die Präzision, mit der ein Reparatur-Tool bzw. die Reparaturform des Defekts 940 bezüglich des Defekts 940 bzw. relativ zu dem Pattern-Element 920 positionieren kann, endlich. Zudem unterliegt sowohl die Fotomaske 900 als auch die Reparaturform während des Erzeugens eines Reparaturelements einer Drift, etwa einer thermischen Drift. Das reparierte Pattern-Element 920 weist deshalb häufig entlang der bearbeiteten rechten Kante eine Kantenrauigkeit auf, die außerhalb eines vorgegebenen Fehlerintervalls ist (in der 9 nicht wiedergegeben). Das Ausführen einer entsprechenden Reparaturform zum Entfernen des sich entlang des Pattern-Elements 930 erstreckenden Defekts 940 ist deshalb ein sehr komplexer und zeitaufwändiger Prozess.
Die 10 illustriert das Reparieren des 2D-Defekts 940 der 9 mit Hilfe eines der in dieser Anmeldung präsentierten Verfahren. Das obere Teilbild 1005 der 10 reproduziert nochmals das obere Teilbild 905 der 9. Das mittlere Teilbild 1035 der 10 veranschaulicht das Kompensieren des Defekts 940 überschüssigen Materials durch das Generieren der Reparaturelemente 1010. Die Reparaturelemente 1010 erzeugten lokale geätzte Strukturen in dem Defekt 940, teilweise in dem Substrat 910 der Maske 900 und teilweise auch in dem Pattern-Element 920. Die verschiedenen Reparaturelemente 1010 können auf Basis einer einzigen Reparaturform hergestellt werden, die an verschiedenen Positionen entlang des sich an rechten Kante des Pattern-Elements erstreckenden Defekts erzeugt werden. Es ist aber auch möglich, eine einzige Reparaturform zu ermitteln, die die verschiedenen Reparaturelemente 1010, wie im mittleren Teilbild 1035 der 10 veranschaulicht, erzeugt.
Der große Vorteil der im Teilbild 1035 wiedergegebenen Reparatur des Defekts 940 ist die signifikant verringerte Empfindlichkeit des Platzierens oder des Positionierens der Reparaturelemente 1010 bezüglich des Defekts 940. Das untere Teilbild 1065 der 10 veranschaulicht schematisch die reduzierte Sensitivität beim Platzieren der Reparaturelemente 1010. Die gestrichelten Ellipsen 1050 illustrieren den Flächenbereich einer fotolithographischen Maske 900 oder die Längenskala, über die die Maske 900 die komplexe Amplitude der aktinischen elektromagnetischen Strahlung einer Mittelung unterwirft. Falls auf einer Fotomaske Strukturen vorhanden sind, deren Abmessungen in einer oder zwei Dimensionen kleiner als die Auflösungsgrenze der Fotomaske sind, mittelt die aktinische Strahlung über die Details dieser Strukturen hinweg. Dies bedeutet, die Mikrorauigkeit von Pattern-Elementen beeinflusst das Abbildungsverhalten der fotolithographischen Maske nicht bzw. kaum, wohingegen die über eine Abmessung im Bereich der Auflösungsgrenze gemittelte komplexe Amplitude der elektromagnetischen aktinischen Strahlung Einfluss auf das Abbildungsverhalten der Fotomaske nimmt.
Die gestrichelten Ellipsen 1050 zeigen die Bereiche einer Maske, die optische Intensitätsanteile zu einem Punkt einer Abbildung der Maske in einem Fotolack beitragen. Die Skala dieses Mittelungsbereichs ist - wie bereits oben ausgeführt - durch die Auflösungsgrenze R der fotolithographischen Maske bestimmt. Solange die Abmessungen der Reparaturelemente 1010 klein gegenüber der Auslösungsgrenze R sind, ist deren Größe und Platzierung um bis zu dem Faktor R-1 unempfindlicher verglichen sowohl mit der Größe als auch der Positionierung von Reparaturelementen aus dem Stand der Technik. Dies bedeutet, ein sehr großer Bereich unterschiedlicher Reparaturelemente 1010 führt hinsichtlich des Abbildungsverhaltens einer fotolithographischen Maske zum gleichen bzw. einem sehr ähnlichen Ergebnis. Die in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren nutzen diesem Umstand aus, um die Reparatur kleiner Defekte, die bisher besonders schwierig zu reparieren sind, zu verbessern.
Die Auflösungsgrenzen derzeitiger DUV- und EUV-Masken sind oben angegeben.
In den 11 und 12 wird das Reparieren eines Defekts überschüssigen und fehlenden Absorber-Materials erläutert, wobei das Reparatur-Element eine andere geometrische Form wie der zu reparierende Defekt aufweisen kann. Das Teilbild 1105 zeigt einen Maskenausschnitt 1100 mit einem abgewinkelten Pattern-Element 1120, das auf einem Maskensubstrat 1110 angeordnet ist, und dessen Form die Design-Vorgaben erfüllt. In dem Teilbild 1125 der 11 weist das Pattern-Element 1130 einen Defekt 1140 überschüssigen Absorber-Materials auf, der an der innen liegenden Seite des Winkelbereichs des Pattern-Elements 1130 verortet ist.
Das Teilbild 1145 der 11 präsentiert das Reparieren des Defekts durch das Ausführen einer dem Defekt zugeordneten Reparaturform gemäß dem Stand der Technik, die das Reparaturelement 1150 im Bereich des Defekts 1140 erzeugt. Die hiermit einhergehende Problematik ist bereits oben im Kontext der 3 und 9 eingehend erläutert worden.
Das Teilbild 1165 der 11 stellt ein erstes Beispiel des Erzeugens eines Reparaturelements 1170 dar, das den Defekt 1140 kompensiert, und das sowohl hinsichtlich des Platzierens des Reparaturelements 1170 relativ zu dem Defekt 1140 einerseits als auch den lateralen Abmessungen des Reparaturelements 1170 bezüglich der Abmessungen des Defekts 1140 andererseits viel weniger sensitiv ist als das Reparaturelement 1150 des Teilbildes 1145. Schließlich gibt das Teilbild 1185 ein Reparaturelement 1190 wieder, dessen geometrische Form von der Form des zu reparierenden Defekts deutlich verschieden ist. Das Generieren eines kreisförmigen oder kreisähnlichen Reparaturelements 1190 ist deutlich einfacher zu realisieren als ein rechteckiges oder quadratisches Reparaturelement 1170. Trotzdem bewirkt das Reparaturelement 1190 des Teilbildes 1185 eine Kompensation des Defekts 1140, das der Kompensation des Reparaturelements 1170 in nichts nachsteht. Die Gründe hierfür sind bei der Diskussion der 10 erläutert worden.
Anhand der 12 wird nun das Reparieren eines Defekts fehlenden Absorber-Materials beschrieben. Das Teilbild 1205 der 12 zeigt ein quadratisches Patten-Element 1220, das auf einem optisch transparenten Substrat 1210 einer fotolithographischen Maske 1200 platziert ist. In dem Pattern-Element 1230 des Teilbildes 1225 fehlt ein Teil 1240 des Pattern-Elements 1230. Dies bedeutet, letzteres weist einen klaren Defekt 1240 oder einen Defekt 1240 fehlenden absorbierenden Materials auf.
Das Teilbild 1245 der 12 stellt das Reparieren des Defekts 1240 fehlenden Materials durch das Anbringen eines entsprechenden Reparaturelements 1250 über den Defekt 1240 durch aus Ausführen der für den Defekt ermittelten Reparaturform dar. Das Reparaturelement 1250 wird gemäß dem Stand der Technik ausgeführt.
Das Teilbild 1245 der 12 zeigt ein erstes Beispiel eines Reparaturelements 1270, das gemäß einem der in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, und das die Sensitivität des Reparaturverfahrens des Teilbildes 1245 umgeht. Darüber hinaus illustriert das Reparaturelement 1290 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Reparaturelements 1290, das die komplizierte Kontur des Defekts 1240 nur zum Teil nachbildet, und deshalb nochmals einfacher herzustellen ist als das Reparaturelement 1270.
Die 13 präsentiert im oberen Teilbild 1305 eine Aufsicht auf einen Maskenausschnitt 1300, der eine Streifenstruktur mit absorbierenden streifenförmigen Pattern-Elementen 1320 aufweist, die auf einem Substrat 1310 der Fotomaske 1300 aufgebracht sind. Das zweite Pattern-Element 1320 von links weist einen Defekt 1330 fehlenden Materials auf. Die Breite des Defekts 1330 wurde zu 15 % des Half-Pitches der Streifenstruktur gewählt. Das mittlere Teilbild 1335 der 13 präsentiert eine rigorose Simulation des Abbildungsverhaltens des Maskenausschnitts 1300 des oberen Teilbildes 1305. Der Defekt 1330 ist in dem mittleren Teilbild 1335 deutlich als Defekt 1340 sichtbar.
Das untere Teilbild 1365 der 13 repräsentiert die optische Intensitätsverteilung des defekten Maskenausschnitts 1300. Die gestrichelte horizontale Linie 1360 gibt das Maximum der optischen Intensitätsverteilung oder die effektive Dosisverteilung eines fehlerfreien Maskenausschnitts an. Die Schnittpunkte der Intensitätsverteilung mit der gestrichelten horizontale Linie 1370 beschreibt die Punkte, an denen ein Fotolack als belichtet gilt. Damit repräsentieren diese Schnittpunkte die Breite des auf einem Wafer von dem Maskenausschnitt 1300 erzeugten streifenförmigen Pattern-Elements. Der Defekt 1330 spiegelt sich in einem breiteren mittleren auf einem Wafer erzeugten Pattern-Element wieder. Eine Variation der Breite des in einen Fotolack von dem Maskenausschnitt 1300 abgebildeten Pattern-Elements resultiert in einer Variation der CD (Critical Dimension) entlang des abgebildeten Pattern-Musters.
Die 14 gibt im oberen Teilbild 1405 den defekten Maskenausschnitt 1300 der Reparatur des Defekts 1330 durch das Erzeugen eines Reparaturelements 1440 wieder. Das Reparaturelement 1440 wurde in dem in der 14 dargestellten Beispiel nicht, wie im Stand der Technik üblich, auf den Defekt 1330 platziert, sondern unmittelbar neben den Defekt 1330 fehlenden Absorber-Materials positioniert. Wie dem mittleren Teilbild 1435 zu entnehmen ist, ist der reparierte Defekt 1330 in der Abbildungssimulation nicht mehr sichtbar. Zudem ist aus dem unteren Teilbild 1465 klar ersichtlich, dass das Reparaturelement 1450 den Defekt 1330 perfekt repariert, so dass eine Variation der optischen Intensität über die Länge der Pattern-Elemente 1320 unterbleibt.
Die 15 illustriert im oberen Teilbild 1505 eine Reparatur des Defekts 1330 der 13, bei der das Reparaturelement 1540 um 15 % des Half-Pitches von dem Pattern-Element 1320 entfernt platziert wurde. In der Abbildungssimulation, die im mittleren Teilbild 1535 der 15 dargestellt ist, ist keine Abweichung von einer defektfreien Maskenstruktur erkennbar. Im unteren Teilbild 1565 der 15 ist eine geringfügige Verringerung des Maximums der optischen Intensitätsverteilung sichtbar, die in einer geringeren Breite des mittleren Pattern-Elements in einem Wafers resultiert. Die Abweichung der Breite ist jedoch noch innerhalb des der Maske 1300 vorgegebenen Fehlerbudgets.
Das linke obere Teilbild der 16 zeigt einen mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommenen Maskenausschnitt 1600, der ein Streifenmuster (lines & space pattern) mit einem Half-Pitch von 152 nm auf der Maske 1600 aufweist. Wie durch die gestrichelte, einen Knick aufweisende, vertikalen Linie 1625 angedeutet, weist ein Pattern-Element 1620 des Maskenausschnitts 1600 einen Defekt 1630 fehlenden absorbierenden Materials auf. Der beispielhafte Defekt 1630 der 16 weist senkrecht zu dem Pattern-Element 1620 eine Ausdehnung im Bereich von 10 nm auf. Diese Ausdehnung ist deutlich kleiner als die Auflösungsgrenze R der fotolithographischen Maske 1600.
In dem rechten oberen Teilbild 1635 ist schematisch das Reparaturelement 1640 eingezeichnet, das so ausgelegt ist, dass es in Kombination mit den benachbarten Pattern-Elementen 1620 den Defekt 1630 kompensiert. Das untere linke Teilbild 1665 der 16 gibt den reparierten Maskenausschnitt des oberen linken Teilbildes 1605 als Differenzbild zum rechten oberen Teilbild 1635 wieder. Wie durch die gerade vertikale Linie 1645 angedeutet, ist der Defekt 1630 in der Aufnahme des Maskenausschnitts 1600 nicht mehr sichtbar.
Das obere Teilbild 1705 der 17 zeigt die Variation der CD für die verschiedenen Pattern-Elemente des oberen linken Teilbildes 1605 der Fig. \16 entlang der Pattern-Elemente. Die gestrichelte Line 1710 gibt die vom Design vorgegebene CD eines mit der Maske 1600 auf einem Wafer erzeugten Pattern-Elements vor; in dem in der 17 dargestellten Beispiel beträgt diese: CD = 37,68 nm. Die gestrichelten horizontalen Linien 1720 und 1730 stellen die untere bzw. die obere Grenze der zulässigen CD-Variation (ΔCD) dar. Der CD-Variationsbereich ΔCD beträgt in dem Beispiel der 17 ±2,5 %. Den Kurven des oberen Teilbildes 1705 ist zu entnehmen, dass die Kurve 1750 die obere Grenze des CD-Toleranzintervalls berührt und die CD-Kurve 1760 über den größten Teil ihres Verlaufs weit außerhalb des CD-Toleranzintervalls von ±2,5 % verläuft. Das Maximum der normierten CD-Variation beträgt für die Kurve 1760: ΔCD/CD = 8,6 %.
Das untere Teilbild 1755 der 17 präsentiert die CD-Variation für die verschiedenen Pattern-Elemente 1620 des reparierten Maskenausschnitts des linken unteren Teilbildes 1665 der 16. Sämtliche CD-Kurvenverläufe liegen innerhalb des zulässigen Toleranzintervalls, d.h. sämtliche CD-Kurven erfüllen die Forderung: ΔCD/CD < ±2,5 %. Dies bedeutet, das Reparaturelement 1640 kompensiert den Defekt 1630 vollständig.
Das obere Teilbild 1805 der 18 zeigt einen 1D-Schnitt durch einen Maskenausschnitt 1800 mit acht Pattern-Elementen 1820 in Form einer Streifenstruktur, die auf einem optisch transparenten Substrat 1810 der Maske 1800 angeordnet sind. Die acht Pattern-Elemente 1820 generieren sieben optisch transparente Streifen, die im Teilbild 1805 von 0 bis 6 durchnummeriert sind. Der Half-Pitch der Streifenstruktur auf der Maske 1800 beträgt 152 nm bzw. 38 nm auf einem Wafer. In dem oberen Teilbild 1805 weist das zweite Pattern-Element 1820 von links an seiner rechten Kante einen Defekt 1840 überschüssigen, absorbierenden und phasenschiebenden Molybdänsilicid- (MoSi) Materials auf. Um die Auswirkung des Defekts 1840 zu analysieren, wird die im Teilbild 1805 wiedergegebene Streifenstruktur des defektbehafteten Maskenausschnitts 1800 simuliert. Die Simulationsparameter sind: NA = 1,35, λ = 193 nm, äußerer σ-Wert: 1,0, innerer σ-Wert: 0,88, Belichtungseinstellung: Disar, Polarisation: y-Richtung, Pattern: L&S (lines & space) MoSi mit 6 % Absorption bei der aktinischen Wellenlänge. Die auf die Maske 1800 auftreffende elektromagnetische Strahlung wird als kohärent angenommen.
Das mittlere Teilbild 1835 der 18 präsentiert der Variation der CD für die sieben optisch transparenten Streifen 0 bis 6 entlang der Streifenrichtung, d.h. senkrecht zur Papierebene, in einer Simulation. Zusätzlich wird mit Hilfe der Simulation die Verschiebung des Schwerpunktes der optischen Intensitätsverteilung (englisch: CoG, Center of Gravity) ermittelt. Die gestrichelte horizontale Linie 1870 repräsentiert die der Maske 1800 vorgegeben Soll-CD. Die Kurven des mittleren Teilbildes 1835 beschreiben die Variation der kritischen Dimension, d.h. ΔCD, entlang der Pattern-Elemente 1820. Die Tabelle des mittleren Teilbildes 1835 fasst die ΔCD und ΔCoG für die optisch transparenten Streifen 0, 1 und 2 zusammen. Der Tabelle zeigt, dass die Variation der CD für den nullten Streifen 3,1 nm beträgt, und damit deutlich größer ist als das Fehlerbudget der Maske 1800 von 2,5 %. Die Wirkung des Defekts 1840 auf den zweiten optisch transparenten Streifen ist eine Folge der Belichtung der Maske 1800 mit kohärenter Strahlung. Die Simulation wurde mittels des rigorosen Optik-Abbildungsprogramms DrLitho des Fraunhofer-Instituts für integrierte Bauelementtechnologie (IISB) Erlangen ausgeführt.
Der vergrößerte Ausschnitt 1825 zeigt die Pattern-Elemente 1820 um den defekten transparenten Streifen 1 nach dem Reparieren des Defekts 1840 durch das Ausführen der für den Defekt ermittelten entsprechenden Reparaturform. Beim Ausführen der Reparaturform zum lokalen Ätzen des Defekts 1840 wird angenommen, dass der lokale Ätzprozess einen Seitenwandwinkel 1850 mit einem negativen Winkel von -20° erzeugt. Der negative Seitenwandwinkel 1860 verursacht einen Amplitudendefekt in einem Luftbild oder beim Belichten eines Wafers. Er wird durch einen Vergrößerungsfaktor MEEF = 1,4 berücksichtigt. Durch eine (positive) Verschiebung des Fußpunktes 1860 der Kante 1830, so dass die Weite oder Breite des Streifens 1 in etwa der halben Höhe der nominellen Breite des optisch transparenten Streifens entspricht, wird der negative Seitenwandwinkel 1850 kompensiert. Fehler des Seitenwandwinkels können für einen Winkelbereich von etwa ±20° durch eine entsprechende Verschiebung des Fußpunktes der Kante 1830 des reparierten Pattern-Elements 1820 im Wesentlichen vollständig kompensiert werden. Die hierfür benötigte laterale Verschiebung liegt für λ = 193 nm in einem Bereich von etwa ±3,3 nm.
Das untere Teilbild 1865 gibt die simulierte Variation der CD für die optisch transparenten Streifen 0 bis 6 entlang der Streifenrichtung an. Ferner wird mit Hilfe der Simulation die CoG-Verschiebung der optischen Intensitätsverteilung bestimmt. Die gestrichelte horizontale Linie 1870 beschreibt den Sollwert der CD auf einem Wafer. Aus einem Vergleich der Kurvenscharen der Teilbilder 1835 und 1865 ist unmittelbar ersichtlich, dass das Reparieren des Defekts 1840, die Variation der CD drastisch verringert. Die Tabelle des unteren Teilbildes 1865 fasst - ähnlich wie die Tabelle des mittleren Teilbildes 1865 - die ΔCD und ΔCoG für die optisch transparenten Streifen 0, 1 und 2 zusammen. Im Vergleich zur Tabelle des mittleren Teilbildes 1835 hat die Reparatur des Defekts 1840 die Variation der CD um mehr als eine Größenordnung verringert.
Im Zusammenhang mit der 18 ist die Reparatur eines Defektes 1840 überschüssigen Materials diskutiert worden, der an die Kante 1820 eines Pattern-Elements angrenzt, ohne den transparenten Streifen vollständig zu überdecken. Es ist selbstredend auch möglich, einen Defekt überschüssigen Materials zu reparieren, der zwei Pattern-Elemente vollständig überbrückt. Ferner kann das im Kontext der 18 erläuterte Verfahren auch zur Reparatur von Defekten fehlenden Materials herangezogen werden.
Das Flussdiagramm 1900 der 19 beschreibt ein erstes Ausführungsbeispiel des in dieser Anmeldung diskutierten Verfahrens zum Reparieren zumindest eines Defekts 240, 750, 940, 1140, 1240, 1330, 1630, 1840 einer lithographischen Maske 200, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1100, 1200, 1300, 1600, 1800. Das Verfahren beginnt bei Schritt 1910. Im nächsten Schritt 1920 werden Parameter zumindest einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt 240, 750, 940, 1140, 1240, 1330, 1630, 1840 ermittelt, wobei das Ermitteln von Parametern umfasst: Zuweisen zumindest einem entsprechenden Parameter einen Zahlenwert, der von dem durch den zumindest einen Defekt 240, 750, 940, 1140, 1240, 1330, 1630, 1840 vorgegebenen Zahlenwert abweicht. Das Verfahren endet bei Schritt 1920.
Ferner präsentiert das Ablaufdiagramm 2000 der 20 die Schritte eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Reparieren zumindest eines defekten Pattern-Elements 220, 740, 840, 860, 920, 1130, 1230, 1320, 1620, 1820 einer lithographischen Maske 200, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1600, 1800. Das Verfahren beginnt bei Schritt 2010. Im nächsten Schritt 2020 wird zumindest ein Reparaturelement 410, 510, 610, 770, 790, 850, 870, 1010, 1170, 1190, 1270, 1290, 1440, 1540, 1640 der lithographischen Maske bestimmt, das die lithographische Maske bei deren Belichtung nicht abbildet, wobei das Reparaturelement ein Abbildungsverhalten des zumindest einen defekten Pattern-Elements ändert.
Sodann wird bei Schritt 2030 zumindest ein Reparaturelement auf der lithographischen Maske mittels eines fokussierten Teilchenstrahls und zumindest eines Präkursor-Gases erzeugt. Das Verfahren endet bei Schritt 2040.
Die 21 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung 2100, die dafür ausgelegt ist, Parameter für eine Reparaturform für zumindest einen Defekt 240 zu ermitteln. Hierfür weist die Vorrichtung 2100 eine optische Maskeninspektionsanlage 2110 auf. Die 22 veranschaulicht das Prinzip einer optischen Maskeninspektionsanlage, die zum Aufnehmen eines Luftbildes einer transmissiven Maske 200 ausgelegt ist. Im linken Teilbild 2205 der 22 sind schematisch einige Komponenten eines Scanners dargestellt. Ein Belichtungssystem fokussiert elektromagnetische Strahlung der aktinischen Wellenlänge auf eine fotolithographische Maske. Eine Projektionsoptik oder ein Projektionsobjektiv bildet die durch die Fotomaske hindurchtretende Strahlung verkleinert (typischerweise 1:4 oder 1:5) auf einen Wafer, bzw. auf einen auf dem Wafer verteilten Fotolack mit großer numerischer Apertur (NA) ab.
Im rechten Teilbild 2255 der 22 sind einige Komponenten einer optischen Maskeninspektionsanlage 2110 gezeigt, die für die aktinische Wellenlänge des Scanners des linken Teilbildes 2205 designt ist. Das Belichtungssystem des Scanners und einer optischen Maskeninspektionsanlage 2110 sind im Wesentlichen identisch. Dies bedeutet, die Bilderzeugung ist für beide Systeme im Wesentlichen gleich. Die optische Maskeninspektionsanlage 2110 bildet somit einen Ausschnitt der optischen Intensitätsverteilung einer Maske ab, wie dieser auf einen auf dem Wafer angeordneten Fotolack trifft. Anders als bei einem Scanner bildet jedoch bei einer optischen Maskeninspektionsanlage 2110 ein Objektiv einen kleinen Ausschnitt der optischen Intensitätsverteilung einer Fotomaske stark vergrößert auf eine CCD- (Charge-Coupled Device) Kamera ab. Dadurch wird es möglich, Defekte, die eine Fotomaske bei der aktinischen Wellenlänge aufweist, in deren Luftbild darzustellen und mit Hilfe eines CCD-Sensors oder einer CCD-Kamera nachzuweisen.
Die optische Maskeninspektionsanlage 2110 der Vorrichtung 2100 kann die Messdaten eines oder mehrerer Luftbilder über die Verbindung 2120 einem Computersystem 2130 der Vorrichtung 2100 bereitstellen. Das Computersystem 2130 der Vorrichtung 2100 kann aus den Messdaten des bzw. der Luftbilder die Parameter einer dem Defekt des Luftbildes zugeordneten Reparaturform ermitteln. Hierfür kann das Computersystem 2130 einen Co-Prozessor 2140 aufweisen, der speziell dafür ausgelegt ist, effizient einen Algorithmus ausführen, der aus dem bzw. den Luftbildern der optischen Maskeninspektionsanlage die Parameter einer dem Defekt zugeordneten Reparaturform bestimmt. Ferner kann das Computersystem 2130 der Vorrichtung 2100 einen zweiten Algorithmus aufweisen, der dafür konzipiert ist, einem oder mehreren Parametern der Reparaturform einen Wert oder einen Zahlenwert zuzuweisen, der von dem durch den Defekt vorgegebenen Zahlenwert abweicht. Der zweite Algorithmus kann ebenfalls von dem Co-Prozessor 2140 ausgeführt werden.
Es ist aber auch möglich, dass das Computersystem 2130 eine dedizierte Hardware-Komponente 2150 aufweicht, die einen oder beide der oben beschriebenen Algorithmen ausführt. Die Hardware-Komponente 2150 des Computersystems kann in Form eines ASIC (Application Specific Integrated Circuit), einer komplexen programmierbaren logischen Schaltung (CPLD, Complex Programmable Logic Device) und/oder einer im Feld programmierbare Gatteranordnung (FPGA, Field Programmable Gate Array) ausgeführt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Computersystem 2130 einen dedizierten Graphik-Prozessor 2160 aufweisen, der dafür ausgelegt ist, ein trainiertes Modell maschinellen Lernens auszuführen. Ein Modell maschinellen Lernens kann auf zumindest zwei Arten trainiert werden, bzw. der Graphik-Prozessor kann zwei verschiedene für die jeweilige Problemstellung designte trainierte Modelle maschinellen Lernens ausführen. Einerseits kann ein Modell maschinellen Lernens darauf trainiert werden, aus den Messdaten des der optischen Maskeninspektionsanlage 2110, aus Design-Daten der lithographischen Maske 200, Einstellungen des Belichtungssystems und ggf. von auf der Maske 200 erzeugten RET-Strukturen, die Parameter einer oder mehrerer Reparaturformen zu ermitteln, die ausgeführt werden, um den bzw. die Defekte zu reparieren bzw. zu kompensieren, d.h. um ein oder mehrere Reparaturelemente 410, 610, 610 zu generieren.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Modell maschinellen Lernens für eine bereits parametrisierte Reparaturform einem oder mehreren Parametern einen anderen Zahlenwert zuweisen zum Ermitteln der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Reparaturelemente 410, 510, 610. Die derzeit bevorzugte Ausführungsform ist jedoch, dass ein Modell maschinellen Lernens aus den oben angegebenen Input-Daten direkt die Parameter einer Reparaturform prädiziert zum Bilden eines der in dieser Anmeldung beschriebenen Reparaturelemente 410, 510, 610. Auf den Prozess des Trainierens eines Modells maschinellen Lernens wird in dieser Anmeldung nicht eingegangen.
Ferner kann das Computersystem 2130 einen nichtflüchtigen Speicher 2170 aufweisen, in dem der bzw. die Algorithmen, das bzw. die Modelle maschinellen Lernens, und/oder das bzw. die trainierten Modelle maschinellen Lernens gespeichert sind. Der nichtflüchtige Speicher 2170 kann einen Festkörperspeicher (SSD, Solid State Drive) umfassen.
Ferner kann das Computersystem 2130 eine Steuereinrichtung 2180 umfassen, die dafür ausgelegt ist, die optische Maskeninspektionsanlage 2110 zu steuern.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung 2100 ein Rasterteilchenmikroskop, ein Rastersondenmikroskop, und/oder ein Konfokalmikroskop umfassen, die dafür ausgelegt sind, einen Defekt 240 einer fotolithographischen Maske 200 abzutasten und eine bildliche Darstellung der Messdaten zu erzeugen. Falls die Vorrichtung 2100 eines oder mehrere dieser Messgeräte aufweist, kann die Steuereinrichtung 2180 diese Messeinrichtungen ebenfalls steuern.
Die 23 präsentiert schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung 2300, die zumindest ein defektes Pattern-Element 220 reparieren kann. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 2300 eine optische Maskeninspektionsanlage 2310 auf. Dieser Messgerätetypus ist bereits oben im Kontext der Diskussion der 22 beschrieben.
Die optische Maskeninspektionsanlage 2310 der Vorrichtung 2300 kann die Messdaten eines oder mehrerer Luftbilder bzw. eines Luftbildstapels über die Verbindung 2320 einem Computersystem 2330 der Vorrichtung 2300 bereitstellen. Das Computersystem 2330 der Vorrichtung 2300 kann dem Computersystem 2130 der Vorrichtung 2100 der 21 ähnlich sein. Um Längen zu vermeiden, wird auf eine Beschreibung des Computersystems 2330 verzichtet. Es wird vielmehr auf die Diskussion der 21 verwiesen.
Die Vorrichtung 2300 weist ferner eine Teilchenstrahlquelle 2350 auf, die einen fokussierten Teilchenstrahl bereitstellen kann. Der fokussierte Teilchenstrahl der Teilchenstrahlquelle 2350 kann einerseits zum Analysieren eines Defekts 240 einer fotolithographischen Maske 200 eingesetzt werden. Auf Basis der Messdaten des fokussierten Teilchenstrahls und/oder der Messdaten der optischen Maskeninspektionsanlage 2310 kann mit Hilfe eines oder mehrerer Algorithmen bzw. eines oder mehrerer Modelle maschinellen Lernens eine Reparaturform für den Defekt bestimmt werden. Andererseits kann der fokussierte Teilchenstrahl der Teilchenstrahlquelle 2350 in Kombination mit dem Gasbereitstellungssystem 2370 der Vorrichtung 2300 zur Reparatur des analysierten Defekts 240 eingesetzt werden. Sowohl die Teilchenstrahlquelle 2450 als auch das Gasbereitstellungssystem 2370 können über die Verbindungen 2340 und 2360 mit dem Computersystem 2330 Daten austauschen. Ferner kann die Steuereinheit 2370 des Computersystems 2330 die optische Maskeninspektionsanlage 2310, die Teilchenstrahlquelle 2350 und das Gasbereitstellungssystem 2370 steuern.
Die 24 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung 2400, die eine Teilchenstrahlquelle 2350 und ein Gasbereitstellungssystem 2370 der Vorrichtung 2300 kombiniert. Mit der Vorrichtung 2400 kann eine Reparaturelement 410, 510, 610 zur Reparatur des Defekts 240 erzeugt werden. Die beispielhafte Vorrichtung 2400 der 24 umfasst ein modifiziertes Rasterteilchenmikroskop 2410 in Form eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) 2410. Die Vorrichtung 2400 weist eine Teilchenstrahlquelle 2350 in Form einer Elektronenstrahlquelle 2405 auf, die einen Elektronenstrahl 2415 als massebehafteten Teilchenstrahl 2415 erzeugt. Ein Elektronenstrahl 2415 kann auf einen Fleck fokussiert werden, der deutlich kleiner ist als der Fokusdurchmesser eines Photonenstrahls. Aufgrund der kleinen de-Broglie-Wellenlänge von Elektronen kann der Elektronenstrahl 2415 auf einen Fleckdurchmesser im Bereich einiger Nanometer fokussiert werden. Als Analyse- oder Messwerkzeug weist ein Elektronenstrahl 2415 somit ein sehr großes laterales Auflösungsvermögen auf.
Ferner hat ein Elektronenstrahl 2415 - verglichen mit einem Ionenstrahl - den Vorteil, dass die auf die Probe 2425 beispielsweise die fotolithographische Maske 200 auftreffenden Elektronen die Probe 2425 bzw. die Fotomaske 200 im Wesentlichen nicht schädigen können. Es ist jedoch auch möglich, in der Vorrichtung 2400 einen Ionenstrahl, einen Atomstrahl oder einen Molekülstrahl zur Bearbeitung der Probe 2425 einzusetzen (in der 24 nicht dargestellt).
Das Rasterteilchenmikroskop 2410 setzt sich aus einer Elektronenstrahlquelle 2405 und einer Säule 2420 zusammen, in der die Strahloptik 2413 etwa in Form einer Elektronenoptik des SEM 2410 angeordnet ist. In dem SEM 2410 der 24 erzeugt die Elektronenstrahlquelle 2405 einen Elektronenstrahl 2415, der von den in der Säule 2420 angeordneten Abbildungselementen, die in der 24 nicht dargestellt sind, als fokussierter Elektronenstrahl 2415 an der Stelle 2422 auf die Probe 2425, die die fotolithographische Maske 200 umfassen kann, gerichtet wird. Damit bildet die Strahloptik 2413 das abbildende System 2413 der Elektronenstrahlquelle 2405 der Vorrichtung 2400.
Die Abbildungselemente der Säule 2420 des SEM 2410 können ferner den Elektronenstrahl 2415 über die Probe 2425 rastern oder scannen). Mit Hilfe des Elektronenstrahls 2415 der Vorrichtung 2400 kann die Probe 2425 untersucht werden. In der Regel trifft der Elektronenstrahl 2415 senkrecht auf die Probe 2425 auf.
Die von dem Elektronenstrahl 2415 in einem Wechselwirkungsbereich oder einer Streubirne der Probe 2425 erzeugten rückgestreuten Elektronen und Sekundärelektronen werden von dem Detektor 2417 registriert. Der Detektor 2417, der in der Elektronensäule 2420 angeordnet ist, wird als „in lens detector“ bezeichnet. Der Detektor 2417 kann in verschiedenen Ausführungsformen in der Säule 2420 installiert werden. Der Detektor 2417 setzt die von dem Elektronenstrahl 2415 an dem Messpunkt 2422 erzeugten Sekundärelektronen und/oder die von der Probe 2425 rückgestreuten Elektronen in ein elektrisches Messsignal um und leitet dieses an eine Auswerteeinheit 2480 der Vorrichtung 2400 weiter. Die Auswerteeinheit 2480 analysiert die Messsignale der Detektoren 2417 und 2419 und erzeugt daraus ein Bild der Probe 2425, das in dem Display 2495 der Auswerteeinheit 2480 angezeigt wird. Der Detektor 2417 kann zudem einen Filter oder ein Filtersystem enthalten, um die Elektronen in der Energie und/oder im Raumwinkel zu diskriminieren (in der 24 nicht wiedergegeben).
Die beispielhafte Vorrichtung 2400 kann einen zweiten Detektor 2419 beinhalten. Der zweite Detektor 2419 kann dafür ausgelegt sein, elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Röntgenbereich zu detektieren. Dadurch ermöglicht der Detektor 2419 das Analysieren einer Materialzusammensetzung der von der Probe 2425 erzeugten Strahlung während ihrer Untersuchung. Die Detektoren 2417 und 2419 können von der Steuereinheit 2370 des Computersystems 2330 kontrolliert werden. In einer alternativen Ausführungsform weist die Vorrichtung 2400 eine eigene Steuereinheit auf (in der 24 nicht dargestellt).
Ferner kann die Vorrichtung 2400 einen dritten Detektor umfassen (in der 24 nicht bezeigt). Der dritte Detektor kann in Form eines Everhart-Thornley-Detektors ausgeführt sein und wird typischerweise außerhalb der Säule 2420 angeordnet. Er wird in der Regel zum Detektieren von Sekundärelektronen eingesetzt.
Die Vorrichtung 2400 kann eine Ionenquelle umfassen, die Ionen mit niedriger kinetischer Energie im Bereich der Probe 2425 bereitstellt (in der 24 nicht wiedergegeben). Die Ionen mit geringer kinetischer Energie können eine Aufladung der Probe 2425 kompensieren.
Die Probe 2425 wird zum Untersuchen auf einem Probentisch 2430 oder einer Probenhalterung 2430 angeordnet. Ein Probentisch 2430 ist im Fachgebiet auch unter dem Ausdruck „Stage“ bekannt. Wie in der 24 durch die Pfeile symbolisiert, kann der Probentisch 2430, beispielsweise durch Mikromanipulatoren, die in der 24 nicht dargestellt sind, in drei Raumrichtungen relativ zu der Säule 2415 des SEM 2410 bewegt werden.
Neben der translatorischen Bewegung kann der Probentisch 2430 zumindest um eine Achse gedreht werden, die parallel zur Strahlrichtung der Teilchenstrahlquelle 2405 orientiert ist. Es ist ferner möglich, dass der Probentisch 2430 um eine oder zwei weitere Achsen drehbar ausgeführt ist, wobei diese Achse(n) in der Ebene des Probentisches 2430 angeordnet sind. Vorzugsweise bilden die zwei oder drei Drehachsen ein rechtwinkliges Koordinatensystem.
Die zu untersuchende Probe 2425 kann jede beliebige mikrostrukturierte Komponente oder Bauteil sein, das einer Analyse und ggf. einer anschließenden Bearbeitung bedarf, beispielsweise die Reparatur eines lokalen Defekts 240 eines Pattern-Elements 220 einer fotolithographischen Maske 200.
Die Vorrichtung 2400 der 24 kann ferner ein oder mehrere Rastersondenmikroskope, beispielsweise in Form eines Rasterkraftmikroskops (AFM, Atomic Force Microscope) aufweisen (in der 24 nicht gezeigt), das zum Analysieren und/oder Bearbeiten der Probe 2425 eingesetzt werden können.
Das in der 24 beispielhaft dargestellte Rasterelektronenmikroskop 2410 wird in einer Vakuumkammer 2470 betrieben. Zum Erzeugen und Aufrechterhalten eines in der Vakuumkammer 2470 geforderten Unterdrucks weist das SEM 2410 der 24 ein Pumpensystem 2472 auf.
Im Folgenden wird auf das Gasbereitstellungssystem 2370 eingegangen, das die Vorrichtung 2400 realisiert. Wie bereits oben ausgeführt, ist die Probe 2425 auf einem Probentisch 2430 angeordnet. Die Abbildungselemente der Säule 2420 des SEM 2410 können den Elektronenstrahl 2415 fokussieren und über die Probe 2525 rastern oder scannen. Mit dem Elektronenstrahl 2415 des SEM 2410 kann ein Teilchenstrahl-induzierter Abscheideprozess (EBID, Electron Beam Induced Deposition) und/oder ein Teilchenstrahl-induzierter Ätzprozess (EBIE, Electron Beam Induced Etching) induziert werden. Zum Ausführen dieser Prozesse weist die beispielhafte Vorrichtung 2400 der 24 drei verschiedene Vorratsbehälter 2440, 2450 und 2460 zum Speichern verschiedener Präkursor-Gase auf.
Der erste Vorratsbehälter 2540 speichert ein Präkursor-Gas, beispielsweise ein Metallcarbonyl, etwa Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆) oder ein Hauptgruppenmetallalkoyd, wie etwa TEOS. Mit Hilfe des im ersten Vorratsbehälter 2440 gespeicherten Präkursor-Gases kann in einer lokalen chemischen Abscheidereaktion beispielsweise fehlendes Material der fotolithographischen Maske 200 auf diese abgeschieden werden. Fehlendes Material einer Maske 200 kann fehlendes Absorber-Material, beispielsweise Chrom, fehlendes Substrat-Material 210, etwa Quarz, fehlendes Material einer OMOG-Maske, etwa Molybdänsilizid oder fehlendes Material einer Mehrschichtstruktur einer reflektierenden Fotomaske, etwa Molybdän und/oder Silizium, umfassen.
Der Elektronenstrahl 2415 des SEM 2410 fungiert als Energielieferant, um das im ersten Vorratsbehälter 2540 bevorratete Präkursor-Gas an der Stelle zu spalten, an der Material auf der Probe 2425 abgeschieden werden soll. Dies bedeutet, durch das kombinierte Bereitstellen eines Elektronenstrahls 2415 und eines Präkursor-Gases wird ein EBID-Prozess zum lokalen Abscheiden fehlenden Materials beispielsweise fehlenden Materials der Fotomaske 20 ausgeführt. Das modifizierte SEM 2410 der Vorrichtung 2400 kann in Kombination mit dem im ersten Vorratsbehälter 2440 speicherten Präkursor-Gas eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Reparaturelements 410, 510, 610 auf einer fotolithographischen Maske umfassen.
Wie bereits oben ausgeführt, kann ein Elektronenstrahl 2415 kann auf einen Fleckdurchmesser im Bereich einiger Nanometer fokussiert werden. Der Wechselwirkungsbereich oder die Streubirne, in der ein Elektronenstrahl 2415 Sekundärelektronen erzeugt, hängt zum einen von der Energie des Elektronenstrahls 2415 und zum anderen von der Materialzusammensetzung ab, auf die der Elektronenstrahl 2415 trifft. Die Durchmesser von Wechselwirkungsbereichen reichen in den niedrigen einstelligen Nanometerbereich. Damit limitiert der Durchmesser einer Streubirne eines Elektronenstrahls 2415 die erreichbare Auflösungsgrenze beim Generieren einer Reparaturelements 410, 510, 610 durch Ausführen der entsprechenden Reparaturform. Diese Auflösungsgrenze liegt derzeit im einstelligen Nanometerbereich.
In der in der 24 dargestellten Vorrichtung 2400 speichert der zweite Vorratsbehälter 2450 ein Ätzgas, das das Ausführen eines lokalen Elektronenstrahl-induzierten Ätzprozesses (EBIE) möglich macht. Mit Hilfe eines Elektronenstrahl-induzierten Ätzprozesses kann überschüssiges Material von der Probe 2425, etwa das überschüssige Material des Pattern-Elements 860 von der fotolithographischen Maske 800 entfernt werden. Ein Ätzgas kann beispielsweise Xenondifluorid (XeF2), ein Halogen oder Nitrosylchlorid (NOCl) umfassen. Somit bildet die Teilchenstrahlquelle 2350 in Kombination mit dem Gasbereitstellungssystem 2370 eine Vorrichtung 2400 zum Erzeugen eines Reparaturelements 410, 510, 610.
In dem dritten Vorratsbehälter 2460 kann ein additives oder ein zusätzliches Gas gespeichert werden, das dem im zweiten Vorratsbehälter 2450 bereitgehaltenen Ätzgas oder dem im ersten Vorratsbehälter 2440 gespeicherten Präkursor-Gas bei Bedarf hinzugegeben werden kann. Alternativ kann der dritte Vorratsbehälter 2460 ein zweites Präkursor-Gas oder ein zweites Ätzgas speichern.
Jeder der Vorratsbehälter 2440, 2450 und 2460 hat in dem in der 24 dargestellten Vorrichtung 2400 sein eigenes Steuerventil 2442, 2452 und 2462, um den pro Zeiteinheit bereitgestellten Betrag des entsprechenden Gases, d.h. den Gasmengenstrom an der Stelle 2422 des Auftreffens des Elektronenstrahls 2415 auf die Probe 2425 zu kontrollieren bzw. zu steuern. Die Steuerventile 2442, 2452 und 2462 können durch die Steuereinheit 2370 des Computersystems 2330 gesteuert bzw. kontrolliert werden. Damit lassen sich die Partialdruckverhältnisse des bzw. der am Bearbeitungsort 2422 zum Ausführen eines EBID- und/oder eines EBIE-Prozesses bereitgestellten Gase in einem weiten Bereich einstellen.
Ferner hat in der beispielhaften Vorrichtung 2400 der 24 jeder Vorratsbehälter 2440, 2450 und 2460 sein eigenes Gaszuleitungssystem 2445, 2455 und 2465, das mit einer Düse 2447, 2457 und 2467 in der Nähe des Auftreffpunkts 2422 des Elektronenstrahls 2415 auf die Probe 2425 endet.
Die Vorratsbehälter 2440, 2450 und 2460 können ihr eigenes Temperatureinstellelement und/oder Kontrollelement haben, das sowohl ein Kühlen wie auch ein Heizen der entsprechenden Vorratsbehälter 2440, 2450 und 2460 erlaubt. Dies ermöglicht das Speichern und insbesondere das Bereitstellen des Präkursor-Gases bei der jeweils optimalen Temperatur (in der 24 nicht gezeigt). Die Steuereinheit 2370 kann die Temperatureinstellelemente und die Temperaturkontrollelemente der Vorratsbehälter 2440, 2450, 2460 steuern. Während der EBID- und der EBIE-Bearbeitungsvorgänge können die Temperatureinstellelemente der Vorratsbehälter 2440, 2450 und 2460 ferner eingesetzt werden, um durch die Wahl einer entsprechenden Temperatur den Dampfdruck der darin gespeicherten Präkursor-Gase einzustellen.
Die Vorrichtung 2400 kann mehr als einen Vorratsbehälter 2440 umfassen, um zwei oder mehr Präkursor-Gase zu bevorraten. Ferner kann die Vorrichtung 2400 mehr als einen Vorratsbehälter 2450 zum Speichern von zwei oder mehr Ätzgasen aufweisen (in der 24 nicht gezeigt).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2006/0046160 A1 [0004]
US 8739080 B1 [0004]
US 8498469 B2 [0004]
US 2008/0077907 A1 [0004]
US 20090258302 A1 [0004]
US 10318697 B2 [0004]

Claims

Verfahren (1900) zum Reparieren zumindest eines Defekts (240, 750, 940, 1140, 1240, 1330, 1630, 1840) einer lithographischen Maske (200, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1100, 1200, 1300, 1600, 1800), das Verfahren den Schritt aufweisend: Ermitteln von Parametern zumindest einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt, wobei das Ermitteln von Parametern umfasst: Zuweisen zumindest eines Zahlenwerts an einen Parameter, wobei der Zahlenwert von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht.
Verfahren (1900) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der zumindest eine Parameter zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: zumindest eine laterale Abmessung der zumindest einen Reparaturform, eine Höhenabmessung der zumindest einen Reparaturform, einen Abstand der zumindest einen Reparaturform von dem zumindest einen Defekt, eine Materialzusammensetzung des zumindest einen Defekts, eine geometrische Form der zumindest einen Reparaturform, und eine Umgebung des zumindest einen Defekts auf der lithographischen Maske.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Parameter um einen vorbestimmten Betrag von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abweichung des Zahlenwerts des zumindest einen Parameters aus einem Bereich ausgewählt wird, dessen Untergrenze größer als Null und kleiner als eine Auflösungsgrenze eines defektfreien Bereichs der lithographischen Maske ist.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abweichung des Zahlenwerts des zumindest einen entsprechenden Parameters einen Bereich von 2 % bis 80 %, bevorzugt 2 % bis 50 %, und am meisten bevorzugt 2 % bis 30 % einer Auflösungsgrenze der lithographischen Maske umfasst.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Abmessung zumindest einer Dimension der zumindest einen Reparaturform einen Bereich von 10 % bis 90 %, bevorzugt 20 % bis 80 %, mehr bevorzugt 30 % bis 70 %, und am meisten bevorzugt 40 % bis 60 % einer Abmessung der entsprechenden Dimension des zumindest einen Defekts umfasst.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Defekt zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: einen Kantenplatzierungsfehler (240) eines Pattern-Elements (220), eine unterbrochene und/oder eine überbrückte Verbindung eines Pattern-Elements, einen Ausreißer einer Kantenrauigkeit eines Pattern-Elements, ein auf der lithographischen Maske haftendes Partikel, einen nur wenig druckenden lateralen Defekt, einen Defektrest (340) einer ausgeführten Defektreparatur, einen Seitenwandwinkelfehler (1850) eines Pattern-Elements (1820), und einen Schwerpunktfehler eines Pattern-Elements und/oder eines Abstandsbereichs zwischen zwei Pattern-Elementen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Parameter für die zumindest eine Reparaturform umfasst: Aufnehmen zumindest eines Luftbildes des zumindest einen Defekts.
Verfahren (1900) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Aufnehmen des zumindest einen Luftbildes umfasst: Aufnehmen des zumindest einen Luftbildes des zumindest einen Defekts bei einer aktinischen Wellenlänge der lithographischen Maske, und/oder Aufnehmen eines Luftbild-Fokusstapels des zumindest einen Defekts.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zuweisen des Zahlenwerts umfasst: Anwenden eines trainierten Modells maschinellen Lernens zum Bestimmen der Abweichung des Zahlenwerts des zumindest einen Parameters von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Parameter der zumindest einen Reparaturform umfasst: Anwenden eines trainierten Modells maschinellen Lernens zum Ermitteln der Parameter der zumindest einen Reparaturform.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner den Schritt aufweisend: Erzeugen zumindest eines Reparaturelements (410, 510, 610, 770, 790, 850, 870, 1010, 1170, 1190, 1270, 1290, 1440, 1540, 1640) auf der lithographischen Maske mittels der ermittelten Reparaturform.
Verfahren (1900) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements umfasst: Ausführen zumindest eines lokalen Ätzprozesses und/oder Ausführen zumindest eines lokalen Abscheideprozesses mittels zumindest eines fokussierten Teilchenstrahls und zumindest eines Präkursor-Gases.
Verfahren (1900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Schritte aufweisend: a. Erzeugen zumindest eines Reparaturelements (310) mittels zumindest einer Reparaturform, für die die Parameter durch den zumindest einen Defekt (240) festgelegt werden; und b. Ermitteln von Parametern einer Reparaturform für einen verbleibenden Defektrest (340), wobei das Ermitteln von Parametern für die Reparaturform für den verbleibenden Defektrest umfasst: Zuweisen zumindest eines Zahlenwerts an einen Parameter, der von dem durch den verbleibenden Defektrest für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht.
Verfahren (2000) zum Reparieren zumindest eines defekten Pattern-Elements (220, 740, 840, 860, 920, 1130, 1230, 1320, 1620, 1820) einer lithographischen Maske (200,400, 500, 600, 700, 800, 900, 1100, 1200, 1300, 1600, 1800), das Verfahren die Schritte aufweisend: a. Bestimmen zumindest eines Reparaturelements (410, 510, 610, 770, 790, 850, 870, 1010, 1170, 1190, 1270, 1290, 1440, 1540, 1640) der lithographischen Maske, das die lithographische Maske bei deren Belichtung nicht abbildet, wobei das zumindest eine Reparaturelement ausgebildet ist, ein Abbildungsverhalten des zumindest einen defekten Pattern-Elements zu ändern; und b. Erzeugen des zumindest einen Reparaturelements auf der lithographischen Maske mittels zumindest eines fokussierten Teilchenstrahls (2415) und zumindest eines Präkursor-Gases.
Verfahren (2000) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zumindest eine Reparaturelement zumindest eine Abmessung aufweist, die einen Bereich von 10 % bis 90 %, bevorzugt 20 % bis 80 %, mehr bevorzugt 30 % bis 70 %, und am meisten bevorzugt 40 % bis 60 % einer Auflösungsgrenze der lithographischen Maske umfasst.
Verfahren (2000) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand (420, 520, 620) des zumindest einen Reparaturelements (410, 510, 610) von dem zumindest einen defekten Pattern-Element (220) einen Bereich von 2 % bis 80 %, bevorzugt 2 % bis 50 %, mehr bevorzugt 2 % bis 30 %, und am meisten bevorzugt 2 % bis 10 % einer Auflösungsgrenze der lithographischen Maske umfasst.
Computerprogramm, das Anweisungen aufweist, die, wenn diese von einem Computersystem ausgeführt werden, das Computersystem veranlassen, die Verfahrensschritte der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen.
Vorrichtung (2100) zum Reparieren zumindest eines Defekts (240, 750, 940, 1140, 1240, 1330, 1630, 18,4o) einer lithographischen Maske (200, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1100, 1200, 1300, 1600, 1800), aufweisend: Mittel zum Ermitteln von Parametern zumindest einer Reparaturform für den zumindest einen Defekt, wobei das Mittel zum Ermitteln von Parametern umfasst: Mittel zum Zuweisen eines Zahlenwerts an zumindest einen Parameter, der von dem durch den zumindest einen Defekt für diesen Parameter vorgegebenen Zahlenwert abweicht.
Vorrichtung (2300) zum Reparieren zumindest eines defekten Pattern-Elements (220, 740, 840, 860, 920, 1130, 1230, 1320, 1620, 1820) einer lithographischen Maske (200,400, 500, 600, 700, 800, 900, 1100, 1200, 1300, 1600, 1800), aufweisend: a. Mittel zum Bestimmen zumindest eines Reparaturelements (410, 510, 610, 770, 790, 850, 870, 1010, 1170, 1190, 1270, 1290, 1440, 1540, 1640) der lithographischen Maske, das die lithographische Maske bei deren Belichtung nicht abbildet, wobei das zumindest eine Reparaturelement ausgebildet ist, ein Abbildungsverhalten des zumindest einen defekten Pattern-Elements zu ändern; und b. Mittel zum Bereitstellen eines fokussierten Teilchenstrahls (2415) und zumindest eines Präkursor-Gases, die ausgebildet sind, das zumindest eine Reparaturelement auf der lithographischen Maske zu erzeugen.