DE102021115736A1

DE102021115736A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie

Info

Publication number: DE102021115736A1
Application number: DE102021115736.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Rensing; Michael Brendel; Michael Budach; Martin Reuß
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2041-06-18
Also published as: CN117501178A; WO2022263534A1; DE102021115736B4; TW202316196A; TWI807864B; JP2024522772A; EP4356197A1; KR20240011838A; US20240069434A1

Abstract

Verfahren zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts (D, D') einer Photomaske (100) für die Mikrolithographie, mit den Schritten:a) Bereitstellen (S1) eines Bildes (300) zumindest eines Teils der Photomaske (100),b) Ermitteln (S2) einer geometrischen Form eines Defekts (D, D') in dem Bild (300) als eine Reparaturform (302, 302'), wobei die Reparaturform (302, 302') eine Anzahl n Pixel (304) umfasst,c) computer-implementiertes Unterteilen (S3) der Reparaturform (302, 302') in eine Anzahl k Sub-Reparaturformen (306) in Abhängigkeit eines Schwellenwertes, wobei eine i-te der k Sub-Reparaturformen (306) eine Anzahl miPixel (304) aufweist, die eine Teilmenge der n Pixel (304) der Reparaturform (302, 302') sind,d) Bereitstellen (S4) eines aktivierenden Teilchenstrahls (202) und eines Prozessgases an jedem der mi Pixel (304) einer ersten der Sub-Reparaturformen (306),e) Wiederholen (S5) von Schritt d) für die erste der Sub-Reparaturformen (306) mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen, undf) Wiederholen (S6) der Schritte d) und e) für jede weitere der Sub-Reparaturformen (306).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Photomaske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Zur Erzielung kleiner Strukturgrößen und damit der Erhöhung der Integrationsdichte der mikrostrukturierten Bauelemente wird zunehmend Licht mit sehr kurzen Wellenlängen eingesetzt, das beispielsweise als tiefes Ultraviolett (DUV, von engl. „deep ultra-violet“) oder extremes Ultraviolett (EUV, von engl. „extreme ultra-violett“) bezeichnet wird. DUV weist beispielsweise eine Wellenlänge von 193 nm auf und EUV weist beispielsweise eine Wellenlänge von 13,5 nm auf.
Die Photomasken für die Mikrolithographie weisen dabei selbst Strukturgrößen auf, die im Bereich von einigen Nanometern bis zu mehreren 100 nm liegen. Die Herstellung solcher Photomasken ist sehr aufwändig und daher kostenintensiv. Dies ist insbesondere der Fall, da die Photomasken defektfrei sein müssen, weil andernfalls nicht sichergestellt werden kann, dass eine mittels der Photomaske auf dem Siliziumwafer erzeugte Struktur die erwünschte Funktion aufweist. Insbesondere ist die Qualität der Strukturen auf der Photomaske entscheidend für die Güte der mittels der Photomaske auf dem Wafer erzeugten integrierten Schaltungen.
Aus diesem Grund werden Photomasken für die Mikrolithographie auf das Vorhandensein von Defekten geprüft und gefundene Defekte gezielt repariert. Typische Defekte sind das Fehlen von vorgesehenen Strukturen, da beispielsweise ein Ätzvorgang nicht erfolgreich ablief, oder aber es sind nicht vorgesehene Strukturen vorhanden, da beispielsweise ein Ätzvorgang zu schnell vorangeschritten ist oder an einer falschen Stelle gewirkt hat. Diese Defekte lassen sich durch gezieltes Ätzen von überschüssigem Material oder gezieltes Abscheiden von zusätzlichem Material an den entsprechenden Positionen beseitigen, was beispielsweise mittels Elektronenstrahl-induzierten Prozessen (FEBIP, für engl. „focussed electron beam induced processing“) sehr gezielt möglich ist.
DE 10 2017 208 114 A1 beschreibt ein Verfahren zum Teilchenstrahl-induzierten Ätzen einer photolithographischen Maske. Hierbei wird ein Teilchenstrahl, insbesondere ein Elektronenstrahl, und ein Ätzgas an einer zu ätzenden Stelle der photolithographischen Maske bereitgestellt. Der Teilchenstrahl aktiviert eine lokale chemische Reaktion zwischen einem Material der photolithographischen Maske und dem Ätzgas, wodurch lokal Material von der photolithographischen Maske abgetragen wird.
Für großflächige Defekte hat man festgestellt, dass sich mit zunehmender Größe des Defekts die Zusammensetzung des bereitgestellten Prozessgases, z. B. des Ätzgases, unvorteilhaft verändern kann. Dadurch kann eine Bearbeitung des Defekts stark beeinträchtigt sein. Beispielsweise kann eine Ätzrate aufgrund einer ungünstigen Gaszusammensetzung signifikant verringert sein, so dass ein Defekt nicht vollständig oder nur mit höherer Elektronenstrahldosis (d.h. z.B. mit längerer Ätzdauer) entfernt werden kann.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie bereitzustellen.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie vorgeschlagen. Das Verfahren weist die Schritte auf:

a) Bereitstellen eines Bildes zumindest eines Teils der Photomaske,
b) Ermitteln einer geometrischen Form eines Defekts in dem Bild als eine Reparaturform, wobei die Reparaturform eine Anzahl von n Pixeln umfasst,
c) computer-implementiertes Unterteilen der Reparaturform in eine Anzahl k Sub-Reparaturformen in Abhängigkeit eines Schwellenwertes, wobei eine i-te der k Sub-Reparaturformen eine Anzahl m_i Pixel aufweist, die eine Teilmenge der n Pixel der Reparaturform sind,
d) Bereitstellen eines aktivierenden Teilchenstrahls und eines Prozessgases an jedem der m_i Pixel einer ersten der Sub-Reparaturformen,
e) Wiederholen von Schritt d) für die erste der Sub-Reparaturformen mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen, und
f) Wiederholen der Schritte d) und e) für jede weitere der Sub-Reparaturformen.

Insbesondere sind n, k, mi und j jeweils ganze Zahlen größer/gleich zwei. Außerdem ist i eine ganze Zahl, die einen Zähler angibt, der von 1 bis k gezählt wird
In Ausführungsformen werden die Schritte d) bis f) mit einer Anzahl p Wiederholungszyklen wiederholt, wobei p eine ganze Zahl größer/gleich zwei ist.
Die Reparaturform wird in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt, und somit ist eine Bearbeitungszeit für eine der Sub-Reparaturformen kürzer als für die gesamte Reparaturform. Dadurch kann eine für die Bearbeitung des Defekts erforderliche und/oder optimale Gaszusammensetzung des Prozessgases während der Bearbeitung einer Sub-Reparaturform besser gewährleistet werden. Dadurch kann der Defekt besser bearbeitet werden. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können beispielsweise auch großflächige Reparaturformen und/oder Reparaturformen mit vielen Pixeln bei günstiger und/oder optimaler Gaszusammensetzung des Prozessgases bearbeitet werden.
Das Bearbeiten des Defekts umfasst insbesondere ein Ätzen des Defekts, bei dem auf der Photomaske lokal Material abgetragen wird, oder ein Deponieren von Material auf der Photomaske im Bereich des Defekts. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann beispielsweise eine überflüssige Struktur im Bereich des Defekts besser weggeätzt werden, oder es kann eine fehlende Struktur im Bereich des Defekts besser ergänzt werden.
Das Bild des zumindest einen Teils der Photomaske wird beispielsweise mittels eines Rasterelektronenmikroskops (SEM, von engl. „scanning electron microscope“) aufgenommen. Das Bild des zumindest einen Teils der Photomaske weist beispielsweise eine räumliche Auflösung im Bereich weniger Nanometer auf. Das Bild kann auch mit einem Rastersondenmikroskop (SPM, von engl. „scanning probe microscope“), wie beispielsweise einem Rasterkraftmikroskop (AFM, von engl. „atomic force microscope“) oder einem Rastertunnelmikroskop (STM, von engl. „scanning tunneling microscope“) aufgenommen werden.
Das Verfahren kann insbesondere einen Schritt eines Erfassens des Bildes des zumindest eines Teils der Photomaske mittels eines Rasterelektronenmikroskops und/oder eines Rastersondenmikroskops aufweisen.
Die Photomaske für die Mikrolithographie ist beispielsweise eine Photomaske für eine EUV-Lithographieanlage. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (von engl. „extreme ultraviolet“) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm, insbesondere 13,5 nm. In einer EUV-Lithographieanlage wird mittels eines Strahlformungs- und Beleuchtungssystems EUV-Strahlung auf eine Photomaske (engl. „reticle“) geleitet, welche insbesondere als reflektives optisches Element ausgebildet ist (reflektive Photomaske). Die Photomaske weist eine Struktur auf, welche mittels eines Projektionssystems der EUV-Lithographieanlage verkleinert auf einen Wafer oder dergleichen abgebildet wird.
Die Photomaske für die Mikrolithographie kann beispielsweise auch eine Photomaske für eine DUV-Lithographieanlage sein. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (von engl. „deep ultraviolet“) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm, insbesondere 193 nm oder 248 nm. In einer DUV-Lithographieanlage wird mittels eines Strahlformungs- und Beleuchtungssystems DUV-Strahlung auf eine Photomaske geleitet, welche insbesondere als transmissives optisches Element ausgebildet ist (transmissive Photomaske). Die Photomaske weist eine Struktur auf, welche mittels eines Projektionssystems der DUV-Lithographieanlage verkleinert auf einen Wafer oder dergleichen abgebildet wird.
Die Photomaske für die Mikrolithographie weist beispielsweise ein Substrat und eine auf dem Substrat durch eine Beschichtung gebildete Struktur auf. Die Photomaske ist beispielsweise eine transmissive Photomaske, bei der das abzubildende Muster in Form einer absorbierenden (d. h. undurchlässigen oder teilundurchlässigen) Beschichtung auf einem transparenten Substrat realisiert ist. Alternativ kann die Photomaske, insbesondere für den Einsatz bei der EUV-Lithographie, auch beispielsweise eine reflektive Photomaske sein.
Das Substrat umfasst beispielsweise Siliziumdioxid (SiO2), z. B. Quarzglas. Die strukturierte Beschichtung umfasst beispielsweise Chrom, Chromverbindungen, Tantalverbindungen und/oder Verbindungen aus Silizium, Stickstoff, Sauerstoff und/oder Molybdän. Das Substrat und/oder die Beschichtung können auch andere Materialien umfassen.
Das Substrat kann im Fall einer Photomaske für eine EUV-Lithographieanlage eine alternierende Folge von Molybdän- und Silizium-Schichten umfassen.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann ein Defekt einer Photomaske, insbesondere ein Defekt einer strukturierten Beschichtung der Photomaske, erkannt, lokalisiert und repariert werden. Ein Defekt ist insbesondere eine fehlerhaft auf dem Substrat aufgebrachte (z. b. absorbierende oder reflektierende) Beschichtung der Photomaske. Mittels des Verfahrens kann die Beschichtung an Stellen der Photomaske, an denen sie fehlt, ergänzt werden. Weiterhin kann die Beschichtung an Stellen der Photomaske, an denen sie fehlerhaft aufgetragen wurde, mittels des Verfahrens entfernt werden.
Dazu wird in dem aufgenommenen Bild des zumindest einen Teils der Photomaske eine geometrische Form des Defekts ermittelt. Beispielsweise wird eine zweidimensionale, geometrische Form des Defekts ermittelt. Die ermittelte geometrische Form des Defekts wird im Folgenden als sog. Reparaturform bezeichnet.
Zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten der Reparaturform werden in der Reparaturform n Pixel definiert. Im Laufe der Schritte d) bis f) des Verfahrens wird der Teilchenstrahl auf jedes der n Pixel der Reparaturform gerichtet. Insbesondere wird ein Intensitätsmaximum des Elektronenstrahls auf jeden Mittelpunkt jedes der n Pixel gerichtet. Mit anderen Worten stellen die n Pixel der Reparaturform eine Rasterung, insbesondere eine zweidimensionale Rasterung, der Reparaturform für die Teilchenstrahl-induzierte Bearbeitung dar. Die n Pixel der Reparaturform entsprechen beispielsweise Auftreffflächen des Teilchenstrahls bei der Teilchenstrahl-induzierten Bearbeitung des Defekts. Beispielsweise wird eine Pixelgröße so gewählt, dass eine Intensitätsverteilung eines auf ein Zentrum eines Pixels gerichteten Elektronenstrahls aufgrund seiner gaußförmigen Intensitätsverteilung bis zum Rand des Pixels auf eine vorbestimmte Intensität abgefallen ist. Die vorbestimmte Intensität kann einem Abfall auf die Hälfte des Intensitätsmaximums entsprechen oder auch einem Abfall auf einen anderen Bruchteil des Intensitätsmaximums des Elektronenstrahls. Eine Pixelgröße und/oder eine Elektronenstrahl-Halbwertsbreite beträgt beispielsweise Sub-Nanometer oder wenige Nanometer.
Die Reparaturform wird beispielsweise derart in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt, dass die Sub-Reparaturformen gleich groß sind und eine gleiche Anzahl Pixel mi aufweisen. Die Reparaturform kann beispielsweise auch derart in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt werden, dass die Anzahl Pixel mi der Sub-Reparaturformen voneinander um weniger als 30%, 20%, 10%, 5%, 3% und/oder 1% abweichen.
Die Reparaturform wird beispielsweise derart in Abhängigkeit des Schwellenwertes in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt, dass in Abhängigkeit des Schwellenwertes entschieden wird, ob Schritt c) ausgeführt wird oder nicht. Mit anderen Worten wird die Reparaturform beispielsweise derart in Abhängigkeit des Schwellenwertes in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt, dass oberhalb des Schwellenwertes eine Unterteilung in die mehreren Sub-Reparaturformen ausgeführt wird, während unterhalb des Schwellenwertes keine Unterteilung der Reparaturform vorgenommen wird.
Die Reparaturform wird beispielsweise derart in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt, dass die Anzahl k der Sub-Reparaturformen, in welche die Reparaturform unterteilt wird, in Abhängigkeit des Schwellenwertes ermittelt wird.
Der Schwellenwert kann auch einen ersten (z. B. oberen) und einen zweiten (z. B. unteren) Schwellenwert aufweisen (d.h. einen Parameterbereich).
Das Prozessgas ist beispielsweise ein Präkursorgas und/oder ein Ätzgas. Das Prozessgas kann beispielsweise ein Gemisch mehrerer gasförmiger Komponenten sein, d. h. ein Prozessgasgemisch. Das Prozessgas kann beispielsweise ein Gemisch mehrerer gasförmiger Komponenten sein, von denen jede nur eine bestimmte Molekülsorte aufweist.
Als Präkursor-Gase, die zur Abscheidung oder zum Aufwachsen von erhabenen Strukturen geeignet sind, kommen insbesondere Alkylverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen in Betracht. Beispiele hierfür sind Cyclopentadienyl-Trimethyl-Platin (CpPtMe₃ Me = CH₄), Methylcyclopentadienyl-Trimethyl-Platin (MeCpPtMe₃), Tetramethylzinn (SnMe₄), Trimethylgallium (GaMe₃), Ferrocen (Cp₂Fe), bis-Aryl-Chrom (Ar₂Cr), und/oder Carbonyl-Verbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Chrom-Hexacarbonyl (Cr(CO)₆), Molybdän-Hexacarbonyl (Mo(CO)₆), Wolfram-Hexacarbonyl (W(CO)₆), Dicobalt-Octacarbonyl (Co₂(CO)₈), Triruthenium-Dodecacarbonyl (Ru₃(CO)₁₂), Eisen-Pentacarbonyl (Fe(CO)₅), und/oder Alkoxydverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Tetraethoxysilan (Si(OC₂H₅)₄), Tetraisopropoxytitan (Ti(OC₃H₇)₄), und/oder Halogenidverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Wolfram-Hexafluorid (WF₆), Wolfram-Hexachlorid (WCl₆), Titan-Tetrachlorid (TiCl₄), Bor-Trifluorid (BCl₃), Silicium-Tetrachlorid (SiCl₄), und/oder Komplexe mit Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Kupfer-bis-Hexa-Fluoroacetylacetonat (Cu(C₅FsHO₂)₂), Dimethyl-Gold-Trifluoro-Acetylacetonat (Me₂Au(C₅F₃H₄O₂)), und/oder organische Verbindungen wie Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO₂), aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, und dergleichen mehr.
Das Ätzgas kann beispielsweise umfassen: Xenondifluorid (XeF₂), Xenondichlorid (XeCl₂), Xenontetrachlorid (XeCl₄), Wasserdampf (H₂O), schweres Wasser (D₂O), Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Ammoniak (NH₃), Nitrosylchlorid (NOCl) und/oder eine der folgenden Halogenidverbindungen: XNO, XONO₂, X₂O, XO₂, X₂O₂, X₂O₄, X₂O₆, wobei X ein Halogenid ist. Weitere Ätzgase zum Ätzen einer oder mehrerer der abgeschiedenen Prüfstrukturen sind in der US-Patentanmeldung der Anmelderin mit der Nr. 13/0 103 281 angegeben
Das Prozessgas kann weitere Zusatzgase umfassen, wie beispielsweise oxidierende Gase wie Wasserstoffperoxid (H₂O₂), Distickstoffoxid (N₂O), Stickstoffoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Salpetersäure (HNO₃) und weitere sauerstoffhaltige Gase, und/oder Halogenide wie Chlor (Cl₂), Chlorwasserstoff (HCl), Fluorwasserstoff (HF), Iod (I₂), Iodwasserstoff (HI), Brom (Br₂), Bromwasserstoff (HBr), Phosphortrichlorid (PCl₃), Phosphorpentachlorid (PCl₅), Phosphortrifluorid (PF₃) und weitere halogenhaltige Gase, und/oder reduzierende Gase, wie Wasserstoff (H₂), Ammoniak (NH₃), Methan (CH₄) und weitere wasserstoffhaltige Gase. Diese Zusatzgase können beispielsweise für Ätzprozesse, als Puffergase, als Passivierungsmittel und dergleichen mehr Verwendung finden.
Der aktivierende Teilchenstrahl wird beispielsweise mithilfe einer Vorrichtung bereitgestellt, welche aufweisen kann: eine Teilchenstrahlquelle zur Erzeugung des Teilchenstrahls; eine Teilchenstrahlführungseinrichtung (z. B. Scan-Einheit), welche dazu eingerichtet ist, den Teilchenstrahl auf ein Pixel mi der jeweiligen Sub-Reparaturform der Photomaske zu richten; eine Teilchenstrahlformungseinrichtung (z. B. Elektronen- oder Strahloptik), die dazu eingerichtet ist, den Teilchenstrahl zu formen, insbesondere zu bündeln; mindestens einen Vorratsbehälter, welcher dazu eingerichtet ist, das Prozessgas bzw. mindestens eine gasförmige Komponente des Prozessgases zu speichern; mindestens eine Gas-Bereitstellungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Prozessgas bzw. die mindestens eine gasförmige Komponente des Prozessgases mit einem vorbestimmten Gasmengenfluss an dem Pixel im der jeweiligen Sub-Reparaturform bereitzustellen.
Der aktivierende Teilchenstrahl umfasst beispielsweise einen Elektronenstrahl, einen Ionenstrahl und/oder einen Laserstrahl.
Beispielsweise wird ein Elektronenstrahl mithilfe eines modifizierten Rasterelektronenmikroskops bereitgestellt. Beispielsweise wird das Bild des zumindest einen Teils der Photomaske mit demselben modifizierten Rasterelektronenmikroskop aufgenommen, mit dem der aktivierende Elektronenstrahl bereitgestellt wird.
Der aktivierende Teilchenstrahl aktiviert insbesondere eine lokale chemische Reaktion zwischen einem Material der Photomaske und dem Prozessgas, die lokal zu einem Abscheiden von Material aus der Gasphase auf der Photomaske führt oder zu einem Übergang von Material der Photomaske in die Gasphase.
Der aktivierende Teilchenstrahl wird, zum Beispiel mittels der Teilchenstrahlführungseinrichtung, nacheinander an jedem der mi Pixel einer jeweiligen Sub-Reparaturform bereitgestellt. Der aktivierende Teilchenstrahl verbleibt in Schritt d) des Verfahrens auf jedem der mi Pixel für eine vorbestimmte Verweilzeit (engl. „dwell time“). Die Verweilzeit beträgt beispielsweise 100 ns.
Die Schritte d) bis f) werden insbesondere ohne Unterbrechung in einer einzigen Reparatursequenz ausgeführt. Das heißt, der Teilchenstrahl wird insbesondere, nach dem er an dem letzten Pixel der ersten (oder einer weiteren) der Sub-Reparaturform bereitgestellt wurde, unmittelbar an einem ersten Pixel der als nächstes zu bearbeitenden Sub-Reparaturform bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein empirisch ermittelter Wert, der vor Schritt a) ermittelt wird.
Dadurch kann der Schwellenwert vor der Anwendung des Verfahrens zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten des Defekts festgelegt werden. Beispielsweise kann der Schwellenwert von einem Hersteller einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Vorfeld in einem separaten Verfahren zum Ermitteln des Schwellenwertes ermittelt werden. Dadurch kann das Verfahren zum Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für einen Anwender einfacher durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Teilchenstrahl-induzierte Bearbeiten ein Ätzen des Defekts oder ein Deponieren von Material an dem Defekt, und wird der Schwellenwert aus empirischen Werten einer Ätzrate oder einer Deponierrate in Abhängigkeit einer Anzahl n Pixeln einer Reparaturform ermittelt.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass bei einem Defekt einer Photomaske, welcher einer Reparaturform mit n Pixeln entspricht, eine gewünschte Ätzrate oder Deponierrate erreicht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Schwellenwert ein empirisch ermittelter Wert, der basierend auf Parametern ermittelt wird, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche umfasst: die Anzahl n der Pixel der Reparaturform, eine Größe der Pixel, eine Auftrefffläche des Teilchenstrahls, eine Verweilzeit des aktivierenden Teilchenstrahls auf einem jeweiligen Pixel, einen Gasmengenfluss, mit dem das Prozessgas bereitgestellt wird, eine Zusammensetzung des Prozessgases und ein Gasmengenflussverhältnis verschiedener gasförmiger Komponenten des Prozessgases.
Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass eine Unterteilung der Reparaturform in die mehreren Sub-Reparaturformen derart und dann vorgenommen wird, wenn ohne eine solche Unterteilung eine Zusammensetzung, Gasmenge und/oder Dichte des Prozessgases an den zu bearbeitenden Pixeln der Reparaturform zum Zeitpunkt, zu dem ein bestimmtes Pixel bearbeitet werden soll, ungünstig ist.
Der Schwellenwert ist insbesondere ein empirisch ermittelter Wert, der derart ermittelt wird, dass ein Defekt einer Photomaske durch Teilchenstrahl-induzierte Bearbeitung mit mindestens einer vorgegebenen Güte repariert, z.B. geätzt, werden kann. Die Güte der Reparatur wird beispielsweise durch Ermittlung der Glattheit der Reparaturstelle (z. B Glattheit einer Ätzung), der Breite von Reparaturkanten (z. B. Ätzkanten) und/oder der Geschwindigkeit der Reparatur (z. B. Ätzung) ermittelt.
Ein Gasmengenfluss ist insbesondere ein Volumenstrom oder eine Durchflussrate, der/die angibt, wieviel Volumen des Prozessgases pro Zeiteinheit durch einen festgelegten Querschnitt, z. B. ein Ventil einer Gas-Bereitstellungseinheit, transportiert wird. Der Gasmengenfluss wird beispielsweise durch Einstellen der Temperatur des Prozessgases festgelegt. Die Temperatur des Prozessgases wird beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich zwischen -40°C und +20°C eingestellt.
Die Verweilzeit ist die Zeitdauer, die der aktivierende Teilchenstrahl auf eines der m_i Pixel einer Sub-Reparaturform zum Initiieren einer lokalen Reaktion (chemischen Reaktion, Ätzreaktion und/oder Materialabscheidungsreaktion) an der Photomaske am Ort dieses Pixels gerichtet wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Reparaturform mit Hilfe eines Voronoi-Ansatzes in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt.
Mittels eines Voronoi-Ansatzes oder Voronoi-Diagramms kann die geometrische Form des Defekts, d. h. die Reparaturform, einfach in die Sub-Reparaturformen unterteilt werden. Insbesondere kann auch ein unregelmäßig geformter Defekt und damit eine unregelmäßig geformte Reparaturform einfach in Sub-Reparaturformen zerlegt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Sub-Reparaturformen in Schritt c) als Voronoi-Regionen ausgehend von Voronoi-Zentren ermittelt. Jede Sub-Reparaturform umfasst das dem zugehörigen Voronoi-Zentrum entsprechende Pixel der Reparaturform sowie alle Pixel der Reparaturform, die näher an dem zugehörigen Voronoi-Zentrum angeordnet sind als an jedem anderen Voronoi-Zentrum der Reparaturform.
Insbesondere wird in Schritt c) ein Abstand zwischen Voronoi-Zentren basierend auf dem Schwellenwert vorbestimmt, und werden die Voronoi-Zentren basierend auf dem vorbestimmten Abstand ermittelt. Beispielsweise werden die Voronoi-Zentren dadurch derart in der Reparaturform festgelegt, dass sie gleichmäßig über die Reparaturform verteilt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Reparaturform derart in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt, dass die mi Pixel einer jeweiligen Sub-Reparaturform in einer Abtastrichtung gleichen Abstand zueinander haben.
Die Reparaturform ist beispielsweise eine zweidimensionale geometrische Form, welche eine XY-Ebene definiert. Die n Pixel der Reparaturform sind beispielsweise in X-Richtung und Y-Richtung angeordnet. Der Teilchenstrahl wird beispielsweise mithilfe einer Teilchenstrahlführungseinrichtung (Scan-Einheit) in der X-Richtung und der Y-Richtung geführt. Eine Abtastrichtung entspricht beispielsweise der X-Richtung und/oder der Y-Richtung.
Dadurch, dass die Pixel einer jeweiligen Sub-Reparaturform in der Abtastrichtung gleichen Abstand zueinander haben, wird vermieden, dass der Teilchenstrahl während des Scannens über Lücken der Sub-Reparaturform, d.h. Bereiche außerhalb der Sub-Reparaturform, während des Bearbeitens einer Sub-Reparaturform geführt werden muss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Reparaturform mindestens zwei voneinander beabstandete Bereiche. Weiterhin wird die Reparaturform derart in die mehreren Sub-Reparaturformen unterteilt, dass jede Sub-Reparaturform höchstens einen der mindestens zwei voneinander beabstandeten Bereiche umfasst.
Dadurch kann vermieden werden, dass der Teilchenstrahl während des Bearbeitens einer Sub-Reparaturform zwischen nicht-zusammenhängenden Bereichen, d.h. voneinander beabstandeten Bereichen, hin- und hergeführt werden muss. Dies ist insbesondere von Vorteil, da eine Sub-Reparaturform mittels des Teilchenstrahls mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen bearbeitet wird, welche in der Größenordnung von 100, 1.000, 10.000, 100.000 oder einer Million liegen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren vor Schritt d) den Schritt auf: Berechnen einer Reihenfolge, in der der aktivierende Teilchenstrahl an den mi Pixeln der ersten der Sub-Reparaturformen nacheinander bereitgestellt wird, so dass ein Abbau des Prozessgases durch eine durch den aktivierenden Teilchenstrahl aktivierte chemische Reaktion gleichmäßig über die Sub-Reparaturform erfolgt.
Insbesondere kann ein zeilenweises Rastern der mi Pixel der Sub-Reparaturform vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in Schritt f) die Reihenfolge, in der die Schritte d) und e) für die weiteren Sub-Reparaturformen ausgeführt werden, verschieden von einer zeilenweisen und/oder spaltenweisen Reihenfolge und/oder zufallsverteilt.
Insbesondere ist die Reihenfolge, in welcher die Sub-Reparaturformen mittels der Schritte d) und e) bearbeitet werden, verschieden von einer zeilenweisen und/oder spaltenweisen Reihenfolge und/oder zufallsverteilt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Reparaturform in Schritt c) in eine Anzahl h voneinander verschiedener Unterteilungen in Sub-Reparaturformen unterteilt. Weiterhin werden die Schritte d) bis f) für jede der h Unterteilungen ausgeführt.
Dadurch kann eine ungleichmäßige Bearbeitung des Defekts an Grenzen zwischen den Sub-Reparaturformen vermieden werden. Hierbei ist h eine ganze Zahl größer/gleich zwei.
Beispielsweise können die ersten Sub-Reparaturformen aller h Unterteilungen miteinander überlappen, können die zweiten Sub-Reparaturformen aller h Unterteilungen miteinander überlappen, etc. Das heiß, es können für i = 1 bis k die i-ten Sub-Reparaturformen aller h Unterteilungen miteinander überlappen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Schritte d) bis f) für jede der h Unterteilungen mit einer Anzahl g Wiederholungszyklen, wobei g kleiner als j ist, und/oder einer Anzahl j/h Wiederholungszyklen ausgeführt.
Dadurch kann die Gesamtzahl j der Wiederholungszyklen auf die h Unterteilungen aufgeteilt werden. Hierbei ist g eine ganze Zahl größer/gleich zwei.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die Anzahl h Unterteilungen voneinander durch eine Verschiebung, insbesondere eine Lateralverschiebung, von Grenzen ihrer Sub-Reparaturformen relativ zu der Reparaturform.
Auf diese Weise kann eine Berechnung weiterer Unterteilungen der Reparaturform besonders einfach realisiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist auf:

Mittel zum Bereitstellen eines Bildes zumindest eines Teils einer Photomaske,
Rechenvorrichtung zum Ermitteln einer geometrischen Form eines Defekts in dem Bild als eine Reparaturform, wobei die Reparaturform eine Anzahl n Pixel umfasst, und zum computer-implementierten Unterteilen der Reparaturform in mehrere Sub-Reparaturformen in Abhängigkeit eines Schwellenwertes eingerichtet ist, und
Mittel zum Bereitstellen eines aktivierenden Teilchenstrahls und eines Prozessgases an jedem Pixel jeder Sub-Reparaturform mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie von einer Rechenvorrichtung zur Steuerung einer Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie ausgeführt werden, die Vorrichtung veranlassen, die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Die vorliegend und nachstehend genannten Einheiten, z. B. die Rechenvorrichtung, die Steuereinrichtung, die Ermittlungseinrichtung, die Unterteilungseinrichtung, können jeweils hardwaretechnisch und/oder software-technisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die entsprechende Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann beispielsweise eine zentrale Recheneinheit (central processing unit, CPU), eine Graphikprozessor-Einheit (graphical pro-cessing unit, GPU), eine programmierbare Hardware-Logik (z. B. ein feldprogrammierbares Gate-Array, field programmable gate array, FPGA), einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (application-specific integrated circuit, ASIC) oder dergleichen aufweisen. Außerdem können die eine oder mehreren Einheiten, zusammen in einer einzigen Hardware-Vorrichtung implementiert sein, und sie können zum Beispiel einen Speicher, Schnittstellen und dergleichen teilen. Die Einheiten können auch in separaten Hardware-Bauteilen realisiert sein.
Die für das Verfahren beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten für die Vorrichtung und das Computerprogrammprodukt entsprechend.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Photomaske für die Mikrolithographie mit einem Defekt in einer strukturierten Beschichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt eine Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten des Defekts der Photomaske aus 1 gemäß einer Ausführungsform;
3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Defekts der Photomaske aus 1, wobei eine geometrische Form des Defekts in mehrere Sub-Reparaturformen unterteilt ist;
4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 3;
5 zeigt eine Ansicht ähnlich 3, wobei die geometrische Form des Defekts durch zwei voneinander verschiedene Unterteilungen in mehrere Sub-Reparaturformen unterteilt ist;
6 zeigt ein weiteres Beispiel eines Defekts der Photomaske aus 1;
7 zeigt ein weiteres Beispiel eines Defekts der Photomaske aus 1;
8 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts der Photomaske aus 1 gemäß einer Ausführungsform; und
9 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Schwellenwertes gemäß einer Ausführungsform, wobei der dabei ermittelte Schwellenwert in dem Verfahren von 8 angewendet werden kann.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Photomaske 100 für die Mikrolithographie. In dem gezeigten Beispiel ist die Photomaske 100 eine transmissive photolithographische Maske 100. Die Photomaske 100 weist ein Substrat 102 auf. Das Substrat 102 ist insbesondere bei der Wellenlänge, mit der die Photomaske 100 belichtet wird, optisch transparent. Beispielsweise umfasst ein Material des Substrats 100 Quarzglas.
Auf dem Substrat 102 ist eine strukturierte Beschichtung 104 (Pattern-Elemente 104) aufgebracht. Die Beschichtung 104 ist insbesondere eine Beschichtung aus einem absorbierenden Material. Beispielsweise umfasst ein Material der Beschichtung 104 eine Chromschicht. Eine Dicke der Beschichtung 104 liegt beispielsweise im Bereich von 50 nm bis 100 nm. Eine Strukturgröße B der durch die Beschichtung 104 auf dem Substrat 102 der Photomaske 100 gebildeten Struktur kann an verschiedenen Positionen der Photomaske 100 unterschiedlich sein. Beispielhaft ist in der 1 als Strukturgröße die Breite B eines Bereichs eingezeichnet. Die Strukturgröße B liegt beispielsweise in einem Bereich von 20 bis 200 nm. Die Strukturgröße B kann auch größer als 200 nm sein, beispielsweise im Mikrometerbereich liegen.
In anderen Beispielen können auch andere Materialien für das Substrat und die Beschichtung als die genannten verwendet werden. Weiterhin kann die Photomaske 100 anstatt einer transmissiven Photomaske auch eine reflektive Photomaske sein. In diesem Fall wird anstatt einer absorbierenden Schicht 104 eine reflektierende Schicht aufgetragen.
Bei der Herstellung von Photomasken kann es vereinzelt zu Defekten D kommen, da beispielsweise Ätzprozesse nicht exakt wie vorgesehen ablaufen. In der 1 ist ein solcher Defekt D schraffiert dargestellt. Es handelt sich um einen Materialüberschuss, da die Beschichtung 104 in diesem Bereich nicht entfernt wurde, obwohl in der Vorlage für die Photomaske 100 die beiden nebeneinanderliegenden Beschichtungsbereiche 104 getrennt vorgesehen sind. Man kann auch sagen, dass der Defekt D einen Steg bildet. Eine Größe des Defekts D entspricht in diesem Fall der Strukturgröße B. Es sind auch andere Defekte bekannt, die kleiner als die Strukturgröße B sind, beispielsweise in einem Bereich von 5 bis 20 nm liegen. Um sicherzustellen, dass eine in einer Lithographieanlage mit der Photomaske erzeugte Struktur auf einem Wafer die gewünschte Form aufweist und damit das auf diese Weise hergestellte Halbleiterbauelement die gewünschte Funktion erfüllt, ist es erforderlich, Defekte, wie den in 1 gezeigten Defekt D oder auch Defekte anderer Art, zu reparieren. In diesem Beispiel ist es notwendig, den Steg gezielt zu entfernen, beispielsweise durch Teilchenstrahl-induziertes Ätzen.
2 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie, wie beispielsweise des Defekts D der Photomaske 100 aus 1. In 2 sind schematisch im Schnitt einige Komponenten der Vorrichtung 200 gezeigt, die zum Teilchenstrahl-induzierten Reparieren, hier Ätzen, des Defekts D der Photomaske 100 eingesetzt werden können. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 200 auch zum Abbilden der Photomaske, insbesondere der strukturierten Beschichtung 104 der Maske 100 und des Defekts D vor, während und nach dem Ausführen eines Reparaturprozesses benutzt werden.
Die in der 2 gezeigte Vorrichtung 200 repräsentiert ein modifiziertes Rasterelektronenmikroskop 200. Hierbei wird ein Teilchenstrahl 202 in Form eines Elektronenstrahls 202 zum Reparieren des Defekts D eingesetzt. Die Verwendung eines Elektronenstrahls 202 als aktivierender Teilchenstrahl hat den Vorteil, dass der Elektronenstrahl 202 die Photomaske 100, insbesondere deren Substrat 102, im Wesentlichen nicht oder nur in geringem Umfang schädigen kann.
In Ausführungsformen kann anstatt des Elektronenstrahls 202 oder zusätzlich zu dem Elektronenstrahl 202 ein Laserstrahl zum Aktivieren eines lokalen Teilchenstrahl-induzierten Reparaturprozesses der Photomaske 100 eingesetzt werden (in der 2 nicht gezeigt). Ferner ist es möglich, anstelle eines Elektronenstrahls und/oder eines Laserstrahls einen Ionenstrahl, einen Atomstrahl und/oder einen Molekülstrahl zum Aktivieren einer lokalen chemischen Reaktion einzusetzen (in 2 nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 200 ist Großteils in einem Vakuum-Gehäuse 204, das von einer Vakuum-Pumpe 206 auf einem bestimmten Gasdruck gehalten wird, angeordnet.
Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 200 um ein Reparaturtool für Photomasken für die Mikrolithographie, zum Beispiel für Photomasken für eine DUV- oder EUV-Lithographieanlage.
Eine zu bearbeitende Photomaske 100 wird auf einen Probentisch 208 angeordnet. Der Probentisch 208 ist beispielsweise dazu eingerichtet, die Position der Photomaske 100 in drei Raumrichtungen und in drei Drehachsen auf wenige Nanometer genau einzustellen.
Die Vorrichtung 200 weist eine Elektronensäule 210 auf. Die Elektronensäule 210 umfasst eine Elektronenquelle 212 zum Bereitstellen des aktivierenden Elektronenstrahls 202. Weiterhin umfasst die Elektronensäule 210 eine Elektronen- oder Strahloptik 214. Die Elektronenquelle 212 erzeugt den Elektronenstrahl 202 und die Elektronen- oder Strahloptik 214 bündelt den Elektronenstrahl 202 und richtet ihn am Ausgang der Säule 210 auf die Photomaske 100. Die Elektronensäule 210 umfasst außerdem eine Ablenkeinheit 216 (Scan-Einheit 216), welche dafür eingerichtet ist, den Elektronenstrahl 202 über die Oberfläche der Photomaske 100 zu führen, d. h. zu rastern oder zu scannen.
Die Vorrichtung 200 umfasst weiterhin einen Detektor 218 zum Nachweisen der von dem einfallenden Elektronenstrahl 202 an der Photomaske 200 erzeugten Sekundärelektronen und/oder rückgestreuten Elektronen. Der Detektor 218 ist beispielsweise, wie gezeigt, in der Elektronensäule 210 ringförmig um den Elektronenstrahl 202 angeordnet. Alternativ und/oder zusätzlich zu dem Detektor 218 kann die Vorrichtung 200 auch andere/weitere Detektoren zum Nachweisen von Sekundärelektronen und/oder rückgestreuten Elektronen aufweisen (in 2 nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 200 kann zudem ein oder mehrere Rastersondenmikroskope, beispielsweise Atomkraftmikroskope umfassen, die zum Analysieren des Defekts D der Photomaske 100 verwendet werden können (in 2 nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 200 umfasst weiterhin eine Gas-Bereitstellungseinheit 220 zum Zuführen von Prozessgas zur Oberfläche der Photomaske 100. Die Gas-Bereitstellungseinheit 220 weist beispielsweise ein Ventil 222 und eine Gasleitung 224 auf. Der von der Elektronensäule 210 an einen Ort auf der Oberfläche der Photomaske 100 gerichtete Elektronenstrahl 202 kann in Zusammenwirkung mit dem von der Gas-Bereitstellungseinheit 220 von außen über das Ventil 222 und die Gasleitung 224 zugeführten Prozessgas einen Elektronstrahl-induzierten Bearbeitungsprozess (EBIP: „electron-beam induced processing“) durchführen. Dies umfasst insbesondere ein Abscheiden und/oder ein Ätzen von Material.
Die Vorrichtung 200 weist außerdem eine Rechenvorrichtung 226, wie beispielsweise einen Computer, mit einer Steuereinrichtung 228, einer Ermittlungseinrichtung 230 und einer Unterteilungseinrichtung 232 auf. Die Rechenvorrichtung 226 ist in dem Beispiel von 2 außerhalb des Vakuum-Gehäuses 204 angeordnet.
Die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Steuereinrichtung 228, dient zur Steuerung der Vorrichtung 200. Insbesondere steuert die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Steuereinrichtung 228, die Bereitstellung des Elektronenstrahls 202 über die Ansteuerung der Elektronensäule 210. Insbesondere steuert die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Steuereinrichtung 228, über die Ansteuerung der Scan-Einheit 216 das Rastern des Elektronenstrahls 202 über die Oberfläche der Photomaske 100. Des Weiteren steuert die Rechenvorrichtung 226 die Bereitstellung des Prozessgases über die Ansteuerung der Gas-Bereitstellungseinheit 220.
Die Rechenvorrichtung 226 empfängt außerdem Messdaten des Detektors 218 und/oder anderer Detektoren der Vorrichtung 200 und erzeugt aus den Messdaten Bilder, die auf einem Monitor (nicht gezeigt) dargestellt werden können. Zudem können aus den Messdaten erzeugte Bilder auf einer Speichereinheit (nicht gezeigt) der Rechenvorrichtung 226 gespeichert werden.
Zur Überprüfung der Photomaske 100 und insbesondere der strukturierten Beschichtung 104 der Photomaske 100 ist die Vorrichtung 200 insbesondere dazu eingerichtet, aus Messdaten des Detektors 218 und/oder anderer Detektoren der Vorrichtung 200 ein Bild 300 der Photomaske 100 (1) oder ein Bild 300 eines Ausschnitts der Photomaske 100 zu erfassen. Eine räumliche Auflösung des Bildes 300 liegt beispielsweise im Bereich weniger Nanometer.
Die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Ermittlungseinrichtung 230, ist dazu eingerichtet, in dem aufgenommenen Bild 300 einen Defekt D (1) zu erkennen, zu lokalisieren und eine geometrische Form 302 (Reparaturform 302) des Defekts D zu ermitteln. Die ermittelte geometrische Form 302 des Defekts D, d. h. die Reparaturform 302, ist beispielsweise eine zweidimensionale geometrische Form.
3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Defekts D' einer strukturierten Beschichtung 104 der Photomaske 100. In diesem Beispiel hat der Defekt D' und somit seine Reparaturform 302' eine quadratische Form.
Die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Ermittlungseinrichtung 230, ist dazu eingerichtet, die Reparaturform 302, 302' (1 und 3) in ein eine Anzahl n Pixel 304 umfassendes Raster einzuteilen. In 3 sind beispielhaft wenige Pixel 304 der Reparaturform 302' eingezeichnet. Die Reparaturform 302' umfasst beispielsweise 1 Millionen Pixel 304 (n = 1.000.000). Eine Seitenlänge a (4) der Pixel 304 beträgt beispielsweise wenige Nanometer, z. B. 1,5 nm. Beispielsweise beträgt eine Größe der Pixel 304 1,5 nm × 1,5 nm. Im Laufe eines Reparaturverfahrens wird der Elektronenstrahl 202 mittels der Scan-Einheit 216 mehrmals auf jeden Mittelpunkt jedes Pixels 304 gerichtet. Insbesondere wird ein Intensitätsmaximum des gaußförmigen Intensitätsprofils des Elektronenstrahls 202 im Laufe des Verfahrens mehrmals auf jeden Mittelpunkt jedes Pixels 304 gerichtet.
Die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Unterteilungseinrichtung 232, ist dazu eingerichtet, die Reparaturform 302, 302' in mehrere, insbesondere in eine Anzahl k, Sub-Reparaturformen 306 in Abhängigkeit eines Schwellenwertes zu unterteilen. Beispielsweise ist die Rechenvorrichtung 226 dazu eingerichtet, eine Unterteilung der Reparaturform 302, 302' dann vorzunehmen, wenn die Anzahl n der Pixel 304 der Reparaturform einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Beispielsweise wird die Gesamtzahl k der Sub-Reparaturformen, in die eine vorgegebene Reparaturform 302' unterteilt wird, im Vorfeld basierend auf einem vorbestimmten Schwellenwert festgelegt.
In dem in 3 gezeigten Beispiel wird die Reparaturform 302' in neun Sub-Reparaturformen 306 unterteilt (k = 9). Jede Sub-Reparaturform 306 weist eine Anzahl m_i Pixel 304 auf, die eine Teilmenge der n Pixel 304 der Reparaturform 302' sind. Insbesondere ist die Summe über m_i für i = 1 bis k gleich n. In dem in 3 gezeigten Beispiel sind die Sub-Reparaturformen 306 alle gleich groß. Mit anderen Worten umfasst jede der neun Sub-Reparaturformen 306 die gleiche Anzahl m_i Pixel 304 (d.h. m_i(_{i = 1 bis 9}) = n/k). In anderen Beispielen kann die Anzahl m_i Pixel 304 einer i-ten Sub-Reparaturform 306 auch von einer, mehreren oder allen der anderen (k-1) Sub-Reparaturformen 306 verschieden sein.
4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 3, in dem die fünf in 3 beispielhaft gezeigten Pixel 304 der ersten Sub-Reparaturform 306 vergrößert dargestellt sind. Jedes Pixel 304 hat eine quadratische Form mit einer Seitenlänge a. Somit ist auch der Abstand zweier benachbarter Pixelmittelpunkte M gleich a. Die mit den Bezugszeichen 308 gekennzeichneten Kreise mit Durchmesser c stellen Auftreffflächen des Elektronenstrahls 202 auf der Oberfläche der Photomaske 100 dar. Der Durchmesser c entspricht hier der Seitenlänge a. Der Elektronenstrahl 202 weist insbesondere ein radialsymmetrisches gaußförmiges Intensitätsprofil auf. Der Elektronenstrahl 202 wird insbesondere auf einen Mittelpunkt M der Auftrefffläche 308 oder des Pixels 304 gerichtet, so dass ein Maximum seiner Intensitätsverteilung im Rahmen des technisch Möglichen auf den Mittelpunkt M auftrifft. Die Auftreffflächen 308 können beispielsweise einer Halbwertsbreite des Intensitätsprofils des Elektronenstrahls 202 entsprechen. Die Auftreffflächen 308 können aber auch jeder anderen von dem Maximum der Intensitätsverteilung des Elektronenstrahls 202 abgefallenen Intensität entsprechen.
Beispielsweise wird die Reparaturform 302' (3) mittels eines Voronoi-Ansatzes (Voronoi-Diagramm) in die k Sub-Reparaturformen 306 unterteilt. Hierbei wird mittels der Rechenvorrichtung 226, insbesondere der Unterteilungseinrichtung 232, ein Abstand s zwischen Voronoi-Zentren 310 in der Reparaturform 302' festgelegt (3). Basierend auf diesem Abstand s werden mittels der Rechenvorrichtung 226, insbesondere der Unterteilungseinrichtung 232, Voronoi-Zentren (310) in der Reparaturform 302' ermittelt.
Weiterhin ist die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Unterteilungseinrichtung 232, in diesem Beispiel dazu eingerichtet, die Sub-Reparaturformen 306 als Voronoi-Regionen ausgehend von den Voronoi-Zentren 310 zu ermitteln. Damit umfasst jede derartig ermittelte Sub-Reparaturform 306 das dem zugehörigen Voronoi-Zentrum 310 entsprechende Pixel 304 der Reparaturform 302' sowie alle Pixel 304 der Reparaturform 302', die näher an dem zugehörigen Voronoi-Zentrum 310 angeordnet sind als an jedem anderem Voronoi-Zentrum 310 der Reparaturform 203'.
Während 3 eine relativ einfache Reparaturform 302' zeigt, nämlich ein Quadrat, können mittels eines Voronoi-Ansatzes auch komplexe Reparaturformen geeignet in Sub-Reparaturformen unterteilt werden. Beispiele hierfür sind Wabenstrukturen oder allgemeinere zweidimensionale Polyeder.
Die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Steuereinrichtung 228, ist dazu eingerichtet, die in die Sub-Reparaturformen 306 unterteilte Reparaturform 302' mittels des Elektronenstrahls 202 und unter Bereitstellung des Prozessgases derart abzutasten, dass der Defekt D', dessen geometrische Form die Reparaturformen 302' ist, bearbeitet und behoben wird. Dabei wird der aktivierende Elektronenstrahl 202 nacheinander auf jedes der m_i=1 Pixel 304 der ersten Sub-Reparaturform 306 gerichtet. Der Elektronenstrahl 202 verweilt an jedem der m_i=1 Pixel 304 der ersten Sub-Reparaturform 306 für eine vorbestimmte Verweilzeit (engl. „dwell time“). Dabei wird an jedem der m_i=1 Pixel 304 der ersten Sub-Reparaturform 306 durch den Elektronenstrahl 202 eine chemische Reaktion des Prozessgases aktiviert. Das Prozessgas umfasst beispielsweise ein Ätzgas. Die chemische Reaktion führt beispielsweise dazu, dass volatile Reaktionsprodukte mit dem Material des zu ätzenden Defekts D' entstehen, welche zumindest teilweise bei Raumtemperatur gasförmig sind und mit einem Pumpensystem (nicht gezeigt) abgepumpt werden können.
Nachdem der Elektronenstrahl 202 einmal auf jedes der m_i=1 Pixel 304 der ersten Sub-Reparaturform 306 gerichtet wurde (Schritt d)), wird dieser Vorgang mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen wiederholt (Schritt e)).
Nachdem die erste Sub-Reparaturform 306 an allen m_i=1 Pixeln 304 der ersten Sub-Reparaturform 306 mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen bearbeitet wurde, wird jede weitere der übrigbleibenden k-1 Sub-Reparaturformen 306 der Reparaturform 302' entsprechend bearbeitet (Schritt f)). Dabei kann die Reihenfolge, in der die Sub-Reparaturformen 306 bearbeitet werden, verschieden von einer zeilenweise und/oder spaltenweise Reihenfolge sein. Mit anderen Worten können in dem Beispiel von 3 die Sub-Reparaturformen 306 anstatt der Reihe nach von links oben nach rechts unten auch in einer anderen Reihenfolge bearbeitet werden. Beispielsweise kann eine Reihenfolge, in der die Sub-Reparaturformen 306 bearbeitet werden, zufallsverteilt sein.
In Ausführungsformen werden die Schritte d) bis f) mit einer Anzahl p Wiederholungszyklen wiederholt, so dass die Gesamtzahl an Widerholungszyklen für jedes der m_i=1 Pixeln 304 j × p beträgt.
Zum (vollständigen) Entfernen der Beschichtung 104 im Bereich des Defekts D' sind beispielsweise eine Gesamtanzahl j (oder j × p) Wiederholungszyklen von 100, 1.000, 10.000, 100.000 oder einer Million an jedem Pixel m_i=1 erforderlich.
Da die Reparaturform 302', welche n Pixel aufweist, in die mehreren Sub-Reparaturformen 306 (k Sub-Reparaturformen 306, hier neun), welche im Beispiel von 3 jeweils n/k Pixel aufweisen, unterteilt wird, ist eine Bearbeitungszeit für eine der k Sub-Reparaturformen 306 kürzer als für die gesamte Reparaturform 302'. Dies ist von Vorteil, da eine für die Bearbeitung des Defekts D' erforderliche und/oder optimale Gaszusammensetzung des Prozessgases während der Bearbeitung einer Sub-Reparaturform 306 besser gewährleistet werden kann. Beispielsweise kann die Gaszusammensetzung des Prozessgases pro Sub-Reparaturform 306 anstatt pro Reparaturform 302' erneuert werden. Somit kann beispielsweise vermieden werden, dass eine Ätzrate aufgrund einer ungünstigen Gaszusammensetzung des Prozessgases stark abnimmt.
Bei der in 3 gezeigten Unterteilung 312 der Reparaturform 302' in die Sub-Reparaturformen 306 und dem beschriebenen Abtastverfahren mittels des Elektronenstrahls 202 kann es zu ungewünschten Erscheinungen in Grenzbereichen 314 zwischen den Sub-Reparaturformen 306 kommen. Beispielhaft ist in 3 ein Grenzbereich 314 zwischen der ersten Sub-Reparaturform 306 und der zweiten Sub-Reparaturform 306 mit einem Bezugszeichen versehen. In solchen Grenzbereichen 314 kann eine Bearbeitung mittels des Elektronenstrahls 202 zu einem übermäßigen oder zu geringem Materialabtrag oder einem übermäßigen oder zu geringem Deponieren von Material führen.
Um solche Intra-Reparaturform-Artefakte zu vermeiden, kann die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Unterteilungseinrichtung 232, dazu eingerichtet sein, die Reparaturform 302' in eine Anzahl h voneinander verschiedener Unterteilungen 312, 316 zu unterteilen.
5 zeigt eine Ansicht ähnlich 3, wobei die in 3 gezeigte Unterteilung 312 der Reparaturform 302' in die Sub-Reparaturformen 306 in 5 gestrichelt gezeichnet ist. Außerdem ist in 5 eine weitere von der Rechenvorrichtung 226, insbesondere der Unterteilungseinrichtung 232, berechnete Unterteilung 316 gezeigt. Somit veranschaulicht 5 eine Unterteilung der Reparaturformen 302' in zwei voneinander verschiedene Unterteilungen 312, 316.
In dem in 4 gezeigten Beispiel unterscheidet sich die Unterteilung 316 von der Unterteilung 312 dadurch, dass Grenzen 318 der Sub-Reparaturformen 306 gemäß der ersten Unterteilung 312 lateral relativ zu der Reparaturform 302' verschoben wurden, so dass auf diese Weise neue Sub-Reparaturformen 306' ermittelt werden. Wie in 5 zu sehen, haben die Sub-Reparaturformen 306' gemäß der zweiten Unterteilung 316 voneinander unterschiedliche Größen und eine voneinander unterschiedliche Anzahl m'_i von Pixeln.
Wenn zur Vermeidung von Intra-Reparaturform-Artefakten für eine Reparaturform 302' mehrere Unterteilungen 312, 316 (h Unterteilungen, hier zwei) berechnet werden, dann wird beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl j (oder j × p) von Wiederholungszyklen auf die mehreren Unterteilungen 312, 316 aufgeteilt. Beispielsweise wird in dem Beispiel von 5 jede Sub-Reparaturform 306 der ersten Unterteilung 312 sowie jede Sub-Reparaturform 306' der zweiten Unterteilung 316 mit einer Anzahl g Wiederholungszyklen mittels des Elektronenstrahls 202 bearbeitet, wobei g jeweils gleich j/h (oder (j × p)/h) beträgt. Mit anderen Worten wird die vorbestimmte Anzahl j (oder j × p) Wiederholungszyklen gleichmäßig auf die beiden Unterteilungen 312, 316 aufgeteilt.
Im Falle komplexerer Reparaturformen, kann die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Unterteilungseinrichtung 232, dazu eingerichtet sein, die Unterteilung der Reparaturformen unter Berücksichtigung weiterer Randbedingungen auszuführen, wie in den 6 und 7 veranschaulicht.
6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Reparaturform 402. Die Reparaturform 402 weist einen konkaven Bereich 404 derart auf, dass der Elektronenstrahl 202 der Vorrichtung 200 entlang einer Abtastrichtung X wiederholt eine innerhalb des konkaven Bereichs 404 bestehende Lücke 408 überfahren würde. In einem solchen Fall kann die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Unterteilungseinrichtung 232, dazu eingerichtet sein, die Reparaturform 402 derart in mehrere Sub-Reparaturformen 406 zu unterteilen, dass die m"i Pixel einer jeweiligen Sub-Reparaturform 406 in der Abtastrichtung X gleichen Abstand zueinander haben. Mit anderen Worten wird die Reparaturform 402 derart in die mehreren Sub-Reparaturformen 406 unterteilt, dass der Elektronenstrahl 202 beim Bearbeiten einer Sub-Reparaturform 406 entlang der Abtastrichtung X keine Lücke überfahren muss.
Beispielhaft sind drei Pixel 410, 412, 414 der Reparaturform 402 in 6 eingezeichnet. Die Pixel 410 und 412 gehören zur ersten Sub-Reparaturform 406, und das Pixel 414 gehört zur zweiten Sub-Reparaturform 406. Wie zu sehen, sind die beiden Pixel 410 und 412 der ersten Sub-Reparaturform 406 direkt nebeneinander angeordnet. Insbesondere besteht keine Lücke zwischen ihnen, auch nicht in der Abtastrichtung X. Demgegenüber sind das Pixel 412 der ersten Sub-Reparaturform und das Pixel 414 der zweiten Sub-Reparaturform nicht direkt nebeneinander angeordnet und es besteht zwischen ihnen ein der Lücke 408 entsprechender Abstand e in der Abtastrichtung X.
7 zeigt ein weiteres Beispiel einer Reparaturform 502. Die Reparaturform 502 weist in dem Beispiel zwei voneinander beabstandete Bereiche 504 auf. In anderen Beispielen kann die Reparaturform 502 auch mehr als zwei voneinander beanstandete Bereiche 504 aufweisen. Zur Unterteilung der Reparaturform 502 kann die Rechenvorrichtung 226, insbesondere die Unterteilungseinrichtung 232, dazu eingerichtet sein, die Reparaturform 502 derart in mehrere Sub-Reparaturformen 506 zu unterteilen, dass jede Sub-Reparaturform 506 höchstens einen der zwei voneinander beabstandeten Bereiche 504 umfasst. Mit anderen Worten wird die Reparaturform 502 derart in die mehreren Sub-Reparaturformen 506 unterteilt, dass der Elektronenstrahl 202 beim Bearbeiten einer Sub-Reparaturform 506 keine Lücke entlang der Abtastrichtung X überfahren muss.
8 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeitung eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie. Mittels des Verfahrens kann ein Defekt D, D' einer Photomaske 100 (1) bearbeitet werden. Der Defekt D, D' hat beispielsweise eine wie in 1 gezeigte Reparaturform 302, eine wie in 3 gezeigte Reparaturform 302', eine wie in 6 gezeigte Reparaturform 402, eine wie in 7 gezeigte Reparaturform 502 oder eine andere Reparaturform.
In Schritt S1 des Verfahrens wird ein Bild 300 zumindest eines Teils der Photomaske 100 bereitgestellt. Insbesondere wird mittels der Vorrichtung 200 ein Rasterelektronenmikroskop-Bild 300 eines Teils der Photomaske 100 erfasst, in welchem ein Defekt D, D' einer strukturierten Beschichtung 104 der Photomaske 100 abgebildet ist.
In Schritt S2 des Verfahrens wird eine geometrische Form des Defekts D, D' in dem Bild 300 als eine Reparaturform 302, 302', 402, 502 ermittelt.
In Schritt S3 des Verfahrens wird die Reparaturform 302, 302', 402, 502 computer-implementiert in mehrere Sub-Reparaturformen 306, 406, 506 in Abhängigkeit eines Schwellenwerts unterteilt.
In Schritt S4 des Verfahrens wird ein aktivierender Teilchenstrahl 202 und ein Prozessgas an jedem Pixel einer ersten der Sub-Reparaturformen 306, 406, 506 bereitgestellt.
In Schritt S5 des Verfahrens wird Schritt S4 für die erste der Sub-Reparaturformen mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen wiederholt.
In Schritt S6 des Verfahrens werden die Schritte S4 und S5 für jede weitere der Sub-Reparaturformen wiederholt.
In Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Ermitteln des Schwellenwertes durchgeführt, wie in 9 durch ein Flussablaufdiagramm illustriert. Dieses Verfahren wird insbesondere zeitlich vor dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeitung eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie (8) ausgeführt.
In dem in Bezug zu 9 beschriebenen Beispiel eines Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes ist der ermittelte Schwellenwert eine Reparaturformgröße, d.h. eine Defektgröße. Insbesondere weist in diesem Beispiel der Schwellenwert eine maximale Reparaturformgröße auf. Die Reparaturformgröße kann als Flächeneinheit oder als Anzahl von Pixeln angegeben werden.
Des Weiteren kann der Schwellenwert auch eine minimale Reparaturformgröße aufweisen. Mit anderen Worten kann der Schwellenwert auch einen Bereich einer Reparaturformgröße mit einer unteren Grenze (minimale Reparaturformgröße) und einer oberen Grenze (maximale Reparaturformgröße) aufweisen.
In anderen Ausführungsformen des Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes kann der Schwellenwert auch ein anderer Parameter als eine Reparaturformgröße sein.
Der Schwellenwert wird in dem Verfahren von 9 ermittelt, so dass bei Anwendung des ermittelten Schwellenwertes auf das Reparaturverfahren von 8 ein Defekt D bzw. D' (1 bzw. 3) einer Photomaske 100 durch Teilchenstrahl-induzierte Bearbeitung mit mindestens einer vorgegebenen Güte repariert, z.B. geätzt, werden kann. Bei dem Verfahren zum Ermitteln des Schwellenwertes von 9 werden Test-Defekte ähnlich dem Defekt D bzw. D' der Photomaske 100 in 1 bzw. 3 durch Teilchenstrahl-induzierte Bearbeitung beispielsweise mit der Vorrichtung 200 (2) testweise repariert. Dann wird die Güte der Reparatur ermittelt.
Die Güte der Reparatur wird beispielsweise durch Erfassen der Glattheit einer Ätzung, der Breite von Ätzkanten und/oder der Geschwindigkeit der Ätzung ermittelt. Die Güte ist von verschiedenen mittels der Vorrichtung 200 (2) einstellbaren Parametern abhängig, wie beispielsweise der Verweildauer des Elektronenstrahls 202 (2) auf einem Pixel 304 (3), der Wartezeit zwischen der Belichtung eines Pixels 304 und eines weiteren Pixels 304, der Art der Führung des Elektronenstrahls 202 (Rastern) über die Pixel 304 der Reparaturform 302' (z. B. Linienscan oder randomisiertes Ansteuern der Pixel) und dem Gasmengenfluss (Flussrate) des Prozessgases. Außerdem ist die Güte der Reparatur von der Art des Maskenmaterials der Photomaske (z.B. Photomaske 100 in 1) und dem ausgewählten Prozessgas (z. B. Prozessgasgemisch) abhängig. Zudem ist die Güte der Reparatur von der zu reparierenden Reparaturform (beispielsweise Reparaturform 302, 302', 402, 502 in 1, 3, 6, 7) abhängig. Insbesondere ist die Güte der Reparatur von der Reparaturformgröße (Defektgröße) abhängig und - wenn die Reparaturform in mehrere Sub-Reparaturformen (z. B. 306 in 3) unterteilt wird - auch von der Größe dieser Sub-Reparaturformen.
In dem in Bezug zu 9 beschriebenen Beispiel eines Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes wird in Schritt S1' für ein vorgegebenes Maskenmaterial (z. B. das Maskenmaterial der Photomaske 100 in 1) und für eine erste vorgegebene Defektgröße (z. b. eine typische oder mittlere Defektgröße beispielsweise mit einer Größe von 300 × 400 nm²) ein Test-Defekt (ähnlich dem Defekt D bzw. D' der Photomaske 100 in 1 bzw. 3) mittels Teilchenstrahl-induzierter Bearbeitung mit der Vorrichtung 200 repariert, z.B. geätzt.
Dabei werden die folgenden mittels der Vorrichtung 200 einstellbaren Reparaturparameter eingestellt:

i) Verweildauer des Elektronenstrahls 202 auf einem Pixel (beispielsweise 100 ns, 10 ns oder wenige µs),
ii) Wartedauer, in denen kein Pixel mit dem Elektronenstrahl 202 „belichtet“ wird, um zu gewährleisten, dass wieder genug adsorbiertes Prozessgas an der Oberfläche nahe der Reparaturstelle vorhanden ist (beispielsweise ein Wert zwischen 100 µs und 5000 µs),
iii) Art der Führung des Elektronenstrahls 202 über die Pixel der Reparaturform (Rastern), z. B. Linienscan, Serpentinenscan, randomisiertes Ansteuern der Pixel und/oder schrittweises Ansteuern der Pixel (beispielsweise wird zunächst jedes x-te Pixel angesteuert und sodann die noch nicht „belichteten“ Pixel), und
iv) Gasmengenfluss des Prozessgases (der Gasmengenfluss wird beispielsweise durch Einstellen der Temperatur des Prozessgases festgelegt, wobei die Temperatur beispielsweise im Bereich zwischen -40°C und +20°C liegt).

In Schritt S2' des Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes wird die Güte der Reparatur, z. B. der Ätzung, des in Schritt S1' bearbeiteten ersten Test-Defekts ermittelt. Die Güte der Reparatur wird beispielsweise durch Ermittlung der Glattheit der Reparaturstelle (z. B Glattheit der Ätzung), der Breite von Reparaturkanten (z. B. Ätzkanten) und/oder der Geschwindigkeit der Reparatur (z. B. Ätzung) ermittelt.
In Schritt S3' des Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes wird ermittelt, ob die in Schritt S2' ermittelte Güte der Reparatur besser oder gleich einer vorgegebenen Güte ist.
Die Schritte S 1' bis S3' werden solange wiederholt ausgeführt bis die in Schritt S3' ermittelte Güte der Reparatur besser oder gleich der vorgegebenen Güte ist. Insbesondere werden dabei die in Schritt S2' eingestellten Parameter variiert, um die optimalen Parametereinstellungen für die vorgegebene Güte zu ermitteln.
In Schritt S4' des Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes wird eine Testreihe für verschiedene Defektgrößen unter Anwendung der in den Schritten S 1' bis S3' ermittelten optimalen Parametereinstellungen durchgeführt. Die Testreihe wird insbesondere für voneinander und von der ersten vorgegebenen Defektgröße verschiedene Defektgrößen weiterer Test-Defekte durchgeführt. Bei der Testreihe werden die Test-Defekte mit den verschiedenen Defektgrößen mittels Teilchenstrahl-induzierter Bearbeitung repariert, z.B. geätzt. Dabei wird beispielsweise die Reparaturgeschwindigkeit (z. B. die Ätzrate) variiert. Die Reparaturgeschwindigkeit wird beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Bereiches (d.h. innerhalb einer minimalen und maximalen Reparaturgeschwindigkeit) variiert.
In Schritt S5' des Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes wird für jede in Schritt S4' angewendete Defektgröße (d.h. für jeden in Schritt S4' reparierten Test-Defekt) die Güte der Reparatur ermittelt.
In Schritt S6' des Verfahrens zum Ermitteln des Schwellenwertes wird der Schwellenwert basierend auf dem Ergebnis der Testreihe ermittelt. Der Schwellenwert wird beispielsweise als die maximale Defektgröße ermittelt, für die die in Schritt S5' ermittelte Güte der Reparatur besser oder gleich der vorgegebenen Güte ist. Der Schwellenwert kann auch als der Bereich der Defektgröße (von minimaler bis maximaler Defektgröße) ermittelt werden, für den die Güte der Reparatur besser oder gleich der vorgegebenen Güte ist.
Der in dem vorstehend beschriebenen Verfahren (9, Schritte S 1' bis S6') im Vorfeld der eigentlichen Maskenreparatur (8, Schritte S1 bis S6) ermittelte Schwellenwert kann bei der Durchführung der eigentlichen Maskenreparatur (8) angewendet werden. Insbesondere kann in Schritt c) des Verfahrens zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts (8), die Reparaturform (302, 302' in 1 bzw. 3) dann in Sub-Reparaturformen (306 in 3) unterteilt werden, wenn die Größe des Defekts größer als der ermittelte Schwellenwert (in dem Beispiel größer als die maximale Defektgröße) ist. Des Weiteren kann die Anzahl k der Sub-Reparaturformen (306 in 3), in welche die Reparaturform (302, 302' in 1, 3) in Schritt c) unterteilt wird, derart in Abhängigkeit des Schwellenwertes eingestellt werden, dass die Größe jeder der Sub-Reparaturformen (306 in 3) kleiner oder gleich dem ermittelten Schwellenwert (z. B. der maximalen Defektgröße) ist und/oder die Größe jeder der Sub-Reparaturformen (306 in 3) innerhalb des ermittelten Bereichs der Defektgröße liegt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

100: Photomaske
102: Substrat
104: Beschichtung
200: Vorrichtung
202: Teilchenstrahl
204: Vakuum-Gehäuse
206: Vakuum-Pumpe
208: Probentisch
210: Elektronensäule
212: Elektronenquelle
214: Elektronen- oder Strahloptik
216: Scan-Einheit
218: Detektor
220: Gas-Bereitstellungseinheit
222: Ventil
224: Gasleitung
226: Rechenvorrichtung
228: Steuereinrichtung
230: Ermittlungseinrichtung
232: Unterteilungseinrichtung
300: Bild
302, 302': Reparaturform
304: Pixel
306: Sub-Reparaturform
310: Voronoi-Zentrum
312: Unterteilung
314: Grenzbereich
316: Unterteilung
318: Grenze
402: Reparaturform
404: konkaver Bereich
406: Sub-Reparaturform
408: Lücke
410: Pixel
412: Pixel
414: Pixel
502: Reparaturform
504: voneinander beanstandete Bereiche
506: Sub-Reparaturform
a: Pixelgröße
B: Strukturbreite
c: Durchmesser
D, D': Defekt
e: Abstand
M: Mittelpunkt
s: Abstand
S1 - S6: Verfahrensschritte
S1' - S6': Verfahrensschritte
X: Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017208114 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts (D, D') einer Photomaske (100) für die Mikrolithographie, mit den Schritten: a) Bereitstellen (S1) eines Bildes (300) zumindest eines Teils der Photomaske (100), b) Ermitteln (S2) einer geometrischen Form eines Defekts (D, D') in dem Bild (300) als eine Reparaturform (302, 302'), wobei die Reparaturform (302, 302') eine Anzahl von n Pixeln (304) umfasst, c) computer-implementiertes Unterteilen (S3) der Reparaturform (302, 302') in eine Anzahl k Sub-Reparaturformen (306) in Abhängigkeit eines Schwellenwertes, wobei eine i-te der k Sub-Reparaturformen (306) eine Anzahl m_i Pixel (304) aufweist, die eine Teilmenge der n Pixel (304) der Reparaturform (302, 302') sind, d) Bereitstellen (S4) eines aktivierenden Teilchenstrahls (202) und eines Prozessgases an jedem der mi Pixel (304) einer ersten der Sub-Reparaturformen (306), e) Wiederholen (S5) von Schritt d) für die erste der Sub-Reparaturformen (306) mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen, und f) Wiederholen (S6) der Schritte d) und e) für jede weitere der Sub-Reparaturformen (306).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert ein empirisch ermittelter Wert ist, der vor Schritt a) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Teilchenstrahl-induzierte Bearbeiten ein Ätzen des Defekts (D, D') oder ein Deponieren von Material an dem Defekt (D, D') umfasst, und der Schwellenwert aus empirischen Werten einer Ätzrate oder einer Deponierrate in Abhängigkeit einer Anzahl n Pixeln (304) einer Reparaturform (302, 302') ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schwellenwert ein empirisch ermittelter Wert ist, der basierend auf Parametern ermittelt wird, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche umfasst: die Anzahl n der Pixel (304) der Reparaturform (302, 302'), eine Größe (a) der Pixel (304), eine Auftrefffläche (308) des Teilchenstrahls (202), eine Verweilzeit des aktivierenden Teilchenstrahls (202) auf einem jeweiligen Pixel (304), einen Gasmengenfluss, mit dem das Prozessgas bereitgestellt wird, eine Zusammensetzung des Prozessgases und ein Gasmengenflussverhältnis verschiedener gasförmiger Komponenten des Prozessgases.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Reparaturform (302, 302') mit Hilfe eines Voronoi-Ansatzes in die mehreren Sub-Reparaturformen (306) unterteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Sub-Reparaturformen (306) in Schritt c) als Voronoi-Regionen ausgehend von Voronoi-Zentren (310) ermittelt werden, wobei jede Sub-Reparaturform (306) das dem zugehörigen Voronoi-Zentrum (310) entsprechende Pixel (304) der Reparaturform (302, 302') umfasst und alle Pixel (304) der Reparaturform (302, 302'), die näher an dem zugehörigen Voronoi-Zentrum (310) angeordnet sind als an jedem anderen Voronoi-Zentrum (310) der Reparaturform (302, 302').
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Reparaturform (402) derart in die mehreren Sub-Reparaturformen (406) unterteilt wird, dass die m"_i Pixel (410, 412) einer jeweiligen Sub-Reparaturform (406) in einer Abtastrichtung (X) gleichen Abstand zueinander haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Reparaturform (502) mindestens zwei voneinander beabstandete Bereiche (504) umfasst, und die Reparaturform (502) derart in die mehreren Sub-Reparaturformen (506) unterteilt wird, dass jede Sub-Reparaturform (506) höchstens einen der mindestens zwei voneinander beabstandeten Bereiche (504) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, wobei es vor Schritt d) den Schritt aufweist: Berechnen einer Reihenfolge, in der der aktivierende Teilchenstrahl (202) an den mi Pixeln (304) der ersten der Sub-Reparaturformen (306) nacheinander bereitgestellt wird, so dass ein Abbau des Prozessgases durch eine durch den aktivierenden Teilchenstrahl (202) aktivierte chemische Reaktion gleichmäßig über die Sub-Reparaturform (306) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, wobei in Schritt f) die Reihenfolge, in der die Schritte d) und e) für die weiteren Sub-Reparaturformen (306) ausgeführt werden, verschieden von einer zeilenweisen und/oder spaltenweisen Reihenfolge und/oder zufallsverteilt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, wobei die Reparaturform (302, 302') in Schritt c) in eine Anzahl h voneinander verschiedener Unterteilungen (312, 316) in Sub-Reparaturformen (306, 306') unterteilt wird, und die Schritte d) bis f) für jede der h Unterteilungen (312, 316) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Schritte d) bis f) für jede der h Unterteilungen (312, 316) mit einer Anzahl g Wiederholungszyklen, wobei g kleiner als j ist, und/oder einer Anzahl j/h Wiederholungszyklen ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei sich die Anzahl h Unterteilungen (312, 316) voneinander durch eine Verschiebung, insbesondere eine Lateralverschiebung, von Grenzen (318) ihrer Sub-Reparaturformen (306) relativ zu der Reparaturform (302, 302') unterscheiden.
Vorrichtung (200) zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts (D, D') einer Photomaske (100) für die Mikrolithographie, aufweisend: Mittel (210) zum Bereitstellen eines Bildes (300) zumindest eines Teils einer Photomaske (100), Rechenvorrichtung (226) zum Ermitteln einer geometrischen Form eines Defekts (D, D') in dem Bild (300) als eine Reparaturform (302, 302'), wobei die Reparaturform (302, 302') eine Anzahl n Pixel (304) umfasst und zum computer-implementierten Unterteilen der Reparaturform (302, 302') in mehrere Sub-Reparaturformen (306) in Abhängigkeit eines Schwellenwertes eingerichtet ist, und Mittel (210, 220) zum Bereitstellen eines aktivierenden Teilchenstrahls und eines Prozessgases an jedem Pixel (304) jeder Sub-Reparaturform (306) mit einer Anzahl j Wiederholungszyklen.
Computerprogrammprodukt, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie von einer Rechenvorrichtung (226) zur Steuerung einer Vorrichtung (200) zum Teilchenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie ausgeführt werden, die Vorrichtung (200) veranlassen, die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.