DE102021210019A1

DE102021210019A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reparieren eines Defekts einer Probe mit einem fokussierten Teilchenstrahl

Info

Publication number: DE102021210019A1
Application number: DE102021210019.8A
Authority: DE
Inventors: Nicole Auth; Daniel RHINOW; Rainer Fettig
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2023-03-16
Also published as: TW202326292A; CN117980820A; WO2023036895A1; KR20240054378A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (1800) zum Reparieren zumindest eines Defekts (320) einer Probe (205, 300, 1500) mit einem fokussierten Teilchenstrahl (227) mit den Schritten: (a) Erzeugen (1850) zumindest einer ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400, 500) auf der Probe (205, 300,1500), wobei die erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht (400, 500) einen ersten Teilbereich (410, 510) und zumindest einen zweiten Teilbereich (420, 530, 540, 550, 560) aufweist, wobei der erste Teilbereich (410, 510) an den zumindest einen Defekt (320) angrenzt, und wobei der erste Teilbereich (410, 510) und der zumindest eine zweite Teilbereich (420, 530, 540, 550, 560) elektrisch leitend miteinander verbunden sind (570, 580); und (b) Erzeugen (1860) zumindest einer ersten Referenzmarkierung (425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565) auf dem zumindest einen zweiten Teilbereich (420, 530, 540, 550, 560) der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400. 500) zum Korrigieren einer Drift des fokussierten Teilchenstrahls (227) bezüglich des zumindest einen Defekts (320) während des Reparierens des zumindest einen Defekts (320).

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines Defekts einer Probe mit einem fokussierten Teilchenstrahl.
2. Stand der Technik
Als Folge der ständig steigenden Integrationsdichte in der Mikroelektronik müssen fotolithographische Masken und/oder Templates für die Nanoprägelithographie (NIL) immer kleiner werdende Strukturelemente in eine Fotolackschicht eines Wafers oder ein Positiv eines Substrats bzw. eines Wafers abbilden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird die Belichtungswellenlänge in der optischen Lithographie zu immer kleineren Wellenlängen verschoben. Derzeit werden für Belichtungszwecke hauptsächlich Argonfluorid (ArF) Excimer-Laser eingesetzt, die bei einer Wellenlänge von 193 nm strahlen. Zur Erhöhung des Auflösungsvermögens von Wafer-Belichtungsprozessen wurden neben herkömmlichen binären fotolithographischem Masken mehrere Varianten entwickelt. Beispiele hierfür sind phasenschiebene Masken mit verschiedenen Transmissivitäten oder alternierend phasenschiebende Masken und Masken für Mehrfachbelichtung. Durch den Einsatz von Mehrfachbelichtung kann die Auflösung weiter gesteigert werden.
An Lithographiesystemen, die Wellenlängen im extrem ultravioletten (EUV) Spektralbereich (10 nm bis 15 nm) nutzen, wird intensiv gearbeitet. Derzeit werden erste Speicher-Chips and Logikprodukte in den Markt eingeführt, bei deren Herstellung bereits einzelne Masken in EUV-Technologie eingesetzt werden. In zukünftigen Produkten wird der Anteil von EUV-lithographischen Schichten wachsen.
Fotolithographische Masken, Fotomasken oder einfach Masken können aufgrund der immer kleiner werdenden Abmessungen der Strukturelemente nicht immer ohne auf einem Wafer sichtbare oder druckbare Defekte hergestellt werden. Mit kleiner werdenden Strukturgrößen wächst die Dichte der sichtbaren oder druckbaren Defekte einer Fotomaske drastisch. Aufgrund der verwendeten Belichtungswellenlänge weisen derzeit EUV-Masken die größte Anzahl von Defekten auf. Die Problematik defekter Stempel oder Templates tritt in der Nanoprägelithographie in verschärfter Form ebenfalls auf. Dies ist hauptsächlich dem Umstand geschuldet, dass in der NIL - anders als in der optischen Lithographie - defekte Stempel oder Templates ihre Defekte 1:1 in das zu strukturierende Positiv, das auf einem Wafer oder allgemein auf einem Substrat angeordnet ist, übertragen.
Wegen der kostspieligen Herstellung von Fotomasken und/oder Templates für die NIL werden defekte Masken und/oder Stempel, wann immer möglich, repariert. Zwei wichtige Gruppen von Defekten von Masken bzw. Stempeln sind zum einen dunkle Defekte (dark defects). Dies sind Stellen, an denen Material vorhanden ist, die frei von diesem Material sein sollten. Diese Defekte werden repariert, indem das überschüssige Material vorzugsweise mit Hilfe eines lokalen Ätzprozesses entfernt wird.
Zum anderen gibt es sogenannte helle oder klare Defekte (clear defects). Dies sind lokale Defekte auf der Fotomaske, die bei optischer Belichtung in einem Wafer-Stepper oder Wafer-Scanner eine größere Lichtdurchlässigkeit aufweisen als eine identische defektfreie Referenzposition. Bei Reparaturprozessen können diese Defekte durch lokales Abscheiden eines Materials mit geeigneten optischen Eigenschaften auf die Maske bzw. den Stempel behoben werden.
Typischerweise werden die Masken- bzw. Stempelfehler durch Teilchenstrahl-induzierte lokale Ätzprozesse und/oder lokale Abscheideprozesse korrigiert. Während der lokalen Bearbeitungsprozesse kann es aufgrund verschiedener Einflüsse, wie zum Beispiel thermischer und/oder mechanischer Driften, zu einer Positionsverschiebung zwischen dem zu korrigierenden Element und einem zur Reparatur eingesetzten Teilchenstrahl kommen. Ferner weisen die zum Ausrichten des Defekts auf den zur Reparatur eingesetzten Teilchenstrahl verwendeten Mikromanipulatoren als Funktion der Zeit eine elektrische bzw. eine mechanische Drift auf.
Um diese Effekte zu minimieren, werden Referenzstrukturen oder Referenzmarkierungen in der Nähe der Bearbeitungsstelle einer Probe angebracht und in regelmäßigen Abständen abgetastet. Die gemessenen Abweichungen der Positionen der Referenzmarkierungen bezüglich einer Referenzposition werden zur Korrektur der Strahlposition des Teilchenstrahls während eines Bearbeitungsvorgangs der Probe verwendet. Der englische Ausdruck hierfür ist „drift correction“. Die hierfür verwendeten Referenzmarkierungen werden im Fachgebiet als „DC marks“ bezeichnet.
Die nachfolgend aufgeführten Dokumente beschäftigen sich mit der Thematik von Referenzmarkierungen: US 7 018 683 , EP 1662 538 A2 , JP 2003-007247 A , US 2007 / 0 023 689 , US 2007 / 0 073 580 , US 6 740 456 B2 , US 2010 / 0 092 876 A1 und US 5 504 339 .
Häufig werden Referenzstrukturen oder Referenzmarkierungen erzeugt, indem Material in der Nähe der zu bearbeitenden Stelle der Probe abgeschieden wird. Falls möglich, werden die Referenzmarkierungen an Stellen auf einer Fotomaske angebracht, an der diese den Betrieb einer Maske nicht stören. Bei binären Fotomasken sind dies beispielsweise Elemente des Absorber-Patterns. Durch die abnehmende Größe der Pattern-Elemente weisen die Referenzmarkierungen Abmessungen auf, die die Größe von Elementen des Absorber-Patterns erreichen oder zum Teil überschreiten. Zum anderen ist bei bestimmten Maskentypen immer eine Entfernung der Referenzmarkierungen nach einem erfolgten Bearbeitungsprozess notwendig, dies gilt beispielsweise für phasenschiebende Masken. Desgleichen müssen Referenzmarkierungen von einem reparierten, in der NIL einzusetzenden Stempel entfernt werden.
Die Patentschrift US 9 721 754 B2 der Anmelderin beschreibt Referenzmarkierungen, zu deren Herstellung Material verwendet wird, das mittels eines Standardmaskenreinigungsprozesses von der Maske entfernt werden kann. Die für diesen Prozess geeigneten Materialien weisen jedoch zumeist eine geringe Resistenz gegenüber den lokalen Ätzprozessen eines Bearbeitungsprozesses auf. Aufgrund dieses Mangels verändern sich die abgeschiedenen Referenzmarkierungen während eines Bearbeitungsprozesses der Maske so stark, dass sich die Genauigkeit, mit der die Position der jeweiligen Referenzmarkierung bestimmt werden kann, drastisch verschlechtert.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2018 217 925 A1 beschreibt das Anbringen von Referenzmarkierungen auf Opferschichten, um eine Probe beim Scannen der Referenzmarkierung durch einen Teilchenstrahl zu schützen.
Die Autoren A. Kannegulla und L.-J. Cheng beschreiben in dem Artikel „Metal assisted focused-ion beam nanopatterning“, Nanotechnology, 27 (2016) 36LT01, das Verwenden einer metallischen Opferschicht zur Verhinderung einer Kantenverrundung eines NIL-Stempels durch die Sputter-Wirkung eines fokussierten Ionenstrahls.
Neben der oben beschriebenen Veränderung der Referenzmarkierungen, die ihre Funktion in der Drift-Korrektur einschränkt oder sogar unmöglich macht, können weitere Probleme auftreten. Bei Bearbeitungsprozessen, die in Form von lokalen Depositionsprozessen ausgeführt werden, kann die Schwierigkeit auftreten, dass auf der Probe, während eines Abscheidevorgangs um den Defekt herum in unbeabsichtigter Weise Material deponiert wird, das zur Korrektur von hellen oder klaren Defekten verwendet wird. Dieses um den Defekt herum deponierte Material ist nur sehr schlecht von einer Probe entfernbar; soll doch das zur Defektkorrektur eingesetzte Material dauerhaft auf der reparierten Stelle haften. Das um den zu reparierenden Defekt in unbeabsichtigter Weise abgeschiedene Korrekturmaterial verschlechtert das Betriebsverhalten der reparierten Maske bzw. des reparierten Stempels.
Überdies können Teilchenstrahl-induzierte Reparaturprozesse zum Erzeugen und/oder zu einem Eintrag von Ladungen in Masken oder allgemeiner in Proben führen. Eine elektrostatische Aufladung der Probe, insbesondere eine inhomogene Verteilung des damit einhergehenden elektrostatischen Potentials führt zu Verzerrungen bei der Abbildung einer zu bearbeitenden Stelle und/oder beim Abtasten einer Referenzmarkierung durch einen geladenen Teilchenstrahl und verschlechtert dadurch die Qualität der Reparaturprozesse.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren die oben beschriebenen Schwierigkeiten beim Reparieren einer Probe mit einem fokussierten Teilchenstrahl zumindest zum Teil vermieden werden können.
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 einer Ausführungsform weist das Verfahren zum Reparieren zumindest eines Defekts einer Probe mit einem fokussierten Teilchenstrahl die Schritte auf: (a) Erzeugen zumindest einer ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht auf der Probe, wobei die erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht einen ersten Teilbereich und zumindest einen zweiten Teilbereich aufweist, wobei der erste Teilbereich an den zumindest einen Defekt angrenzt, und wobei der erste Teilbereich und der zumindest eine zweite Teilbereich elektrisch leitend miteinander verbunden sind; und (b) Erzeugen zumindest einer ersten Referenzmarkierung auf dem zumindest einen zweiten Teilbereich der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht zum Korrigieren einer Drift des fokussierten Teilchenstrahls bezüglich des zumindest einen Defekts während des Reparierens des zumindest einen Defekts.
Häufig sind zu reparierende Proben elektrische Isolatoren oder weisen bestenfalls halbleitende Eigenschaften auf. Beispiele für erstere sind die Quarz-Substrate von Fotomasken oder von NIL-Stempeln. Beispiele für letztere sind auf einem Wafer zu erzeugende integrierte Schaltungen (ICs). Beim Abtasten einer Referenzmarkierung kann ein Teilchenstrahl elektrische Ladungen in der Probe generieren. Dieser Prozess kann gleichfalls beim Scannen eines zu reparierenden Defekts stattfinden. Dadurch können während einer Defektreparatur, die mit Hilfe einer Drift-Korrektur ausgeführt wird, unterschiedliche lokale elektrostatische Aufladungen einer Probe erzeugt werden.
Beim Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt ein fokussierter Teilchenstrahl elektrische Ladungen (ausschließlich) in einer ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit der ersten Opferschicht können generierte elektrische Ladungen sich gleichmäßig über die erste Opferschicht verteilen. Ein geladener Teilchenstrahl sieht somit während des Abtastens einer Referenzmarkierung und eines Defekts im Wesentlichen das gleiche elektrostatische Potential. Unterschiedliche Ablenkungen des geladenen Teilchenstrahls beim Scannen über den Defekt und die Referenzmarkierung und damit verschiedene Verzerrungen der Abbildung der Referenzmarkierung und des Defekts unterbleiben. Die Qualität der Drift-Korrektur und somit des Defektkorrekturprozesses können dadurch verbessert werden.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bedeutet hier, wie an anderen Stellen dieser Beschreibung, eine Angabe einer gemessenen Größe innerhalb der üblichen Fehlergrenzen beim Verwenden von Messtechnik nach dem Stand der Technik.
Der Ausdruck „lokale Opferschicht“ bedeutet in dieser Anmeldung, die Opferschicht erstreckt sich nicht über die gesamte Probe. Vielmehr kann eine erste Opferschicht mit Hilfe eines lokalen Teilchenstrahl-induzierten Abscheideprozesses um einen Defekt herum bzw. ganz oder teilweise auf einem Defekt und um diesen herum deponiert werden. Die lateralen Ausdehnungen einer lokalen Opferschicht können zum Beispiel kleiner sein als 1 mm, kleiner als 500 µm oder kleiner als 100 µm.
Bei einer ersten elektrisch leitfähigen Opferschicht ist sowohl der erste Teilbereich als auch der zumindest eine zweite Teilbereich elektrisch leitfähig. Die elektrischen Leitfähigkeiten des ersten Teilbereichs, des zumindest einen zweiten Teilbereichs und der Verbindung(en) zwischen dem ersten und dem zumindest einen zweiten Teilbereich können gleich oder geringfügig verschieden sein. Der Ausdruck „elektrisch leitfähig“ bezeichnet in dieser Anmeldung eine Opferschicht, mit einem spezifischen elektrischen Widerstand im Bereich metallischer Leiter, d.h. ρ < 1 Ω·cm.
Das Angrenzen des ersten Teilbereichs an den zumindest einen Defekt kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Angrenzen des ersten Teilbereichs an einen Rand des zumindest einen Defekts, teilweises Überdecken des zumindest einen Defekts durch den ersten Teilbereich, und vollständiges Überdecken des zumindest einen Defekts durch den ersten Teilbereich.
Indem die Opferschicht zu Beginn eines Reparaturprozesses den Defekt berandet, „sieht“ ein geladener Teilchenstrahl beim Abtasten der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und des zu reparierenden Defekts im Wesentlichen das gleiche elektrostatische Potential. Zudem kann die den Defekt berandende erste Opferschicht die Probe wirksam vor dem Einfluss des Reparaturprozesses schützen. Beispielsweise kann sich in unbeabsichtigter Weise Depositionsmaterial um den Defekt herum auf der ersten Opferschicht abscheiden. Zudem schützt eine erste Opferschicht, die einen zu reparierenden Defekt überschüssigen Materials berandet, den Bereich der Probe um den Defekt herum während des Ausführens eines lokalen Ätzprozesses zum Reparieren der Probe.
Nach Beendigung des Reparaturprozesses kann die erste Opferschicht zusammen mit dem darauf befindlichen Depositionsmaterial von der Probe entfernt werden. Dadurch ermöglicht das Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein im Wesentlichen rückstandsfreies Korrigieren von Defekten und somit neben einer verbesserten Drift-Korrektur gleichzeitig eine weitere Steigerung der Qualität von Defektreparaturprozessen.
Das Angrenzen des ersten Teilbereichs an den Rand des zumindest einen Defekts kann umfassen: Angrenzen des ersten Teilbereichs an einen gesamten Rand des zumindest einen Defekts. Diese Ausführungsform ist insbesondere für isoliert auf einer Probe liegende Defekte vorteilhaft.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Bestimmen zumindest eines ersten Referenzabstands zwischen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und dem zumindest einen Defekt vor Beginn des Reparierens des zumindest einen Defekts.
Der zumindest eine erste Referenzabstand kann in Kombination mit der zumindest einen ersten Referenzmarkierung dafür eingesetzt werden, eine Drift des zumindest einen Defekts relativ zum fokussierten Teilchenstrahl während eines Defektreparaturprozesses zu korrigieren.
Der erste Teilbereich kann eine laterale Ausdehnung um den zumindest einen Defekt aufweisen, so dass das Reparieren des zumindest einen Defekts die Probe im Wesentlichen nicht beschädigt.
Der erste Teilbereich der ersten Opferschicht stellt eine Schutzschicht während eines Defektbearbeitungsprozesses bzw. eines Defektreparaturprozesses bereit. Diese kann zum einen an die Abmessungen des zu reparierenden Defekts, den Fokusdurchmesser des zur Reparatur verwendeten Teilchenstrahls und zum anderen an die auszuführende Art der Defektreparatur angepasst werden. Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bedeutet im obigem Kontext, dass nach der Defektreparatur keine Beeinträchtigung der Funktionsweise der Probe als Folge des ausgeführten Reparaturprozesses nachgewiesen werden kann.
Vorzugsweise findet eine Defektreparatur innerhalb eines Sichtfeldes (field of view) des fokussierten Teilchenstrahls statt. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die Parameter einer Vorrichtung, die den Teilchenstrahl bereitstellt, während des Reparaturprozesses zum Abtasten der ersten Referenzmarkierung nicht geändert werden müssen. Dadurch kann eine Drift bestmöglich korrigiert werden. Ein Sichtfeld eines Rasterteilchenmikroskops kann beispielsweise einen Bereich von 1000 µm × 1000 µm, bevorzugt 100 µm × 100 µm, mehr bevorzugt 10 µm × 10 µm, und am meisten bevorzugt 6 µm × 6 µm umfassen.
Es ist auch möglich, dass die lateralen Abmessungen der ersten Opferschicht das Gesichtsfeld des fokussierten Teilchenstrahls übersteigen. Dies kann beispielsweise bei großen zu reparierenden Defekten auftreten. Der erste Teilbereich kann eine laterale Ausdehnung um den Rand des zumindest einen Defekts aufweisen, die sich über einen Bereich von 1 nm bis 1000 µm, bevorzugt 2 nm bis 200 µm, mehr bevorzugt 5 nm bis 40 µm, und am meisten bevorzugt 10 nm bis 10 µm erstreckt.
Eine Dicke des ersten Teilbereichs kann einen Bereich 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt 0,5 nm bis 200 nm, mehr bevorzugt 0,5 nm bis 200 nm, und am meisten bevorzugt 2 nm bis 50 nm umfassen.
Das Erzeugen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung kann umfassen: Erzeugen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung in einem Abstand von dem zumindest einen Defekt, so dass das Reparieren des zumindest einen Defekts das Korrigieren der Drift im Wesentlichen nicht beeinflusst.
Dieses Merkmal stellt sicher, dass die Struktur einer ersten Referenzmarkierung während eines Bearbeitungsprozesses im Wesentlichen nicht verändert wird. Deshalb bleibt die Funktion der ersten Referenzmarkierung während des gesamten Reparaturprozesses ohne Einschränkung erhalten.
Das Erzeugen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung kann umfassen: Erzeugen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung in einem Abstand von dem zumindest einen Defekt, so dass das Reparieren des zumindest einen Defekts die zumindest eine erste Referenzmarkierung im Wesentlichen nicht ändert.
Erste Referenzmarkierungen, die zum Korrigieren einer Drift während eines Defektreparaturprozesses eingesetzt werden, und die in unmittelbarer Nähe eines zu reparierenden Defekts angebracht werden, können durch Reparaturprozesse verändert und dadurch in ihrer Funktion als Mittel zur Drift-Korrektur beeinträchtigt werden. Zum einen kann bei einem lokalen Abscheideprozess Material auf eine erste Referenzmarkierung deponiert werden und zum anderen kann ein Reparaturprozess in Form eines Ätzprozesses die Struktur der ersten Referenzmarkierung verändern. Das in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren erlaubt es, eine erste Referenzmarkierung in einem Abstand von dem zu reparierenden Defekt anzubringen, in dem der Reparaturprozess die zumindest eine erste Referenzmarkierung im Wesentlichen nicht ändert.
Die zumindest eine erste Referenzmarkierung kann eine laterale Ausdehnung von 1 nm bis 1000 nm, bevorzugt 2 nm bis 500 nm, mehr bevorzugt 5 nm bis 100 nm, und am meisten bevorzugt 10 nm bis 50 nm umfassen. Überdies ergibt sich eine weitere Forderung an die maximale Ausdehnung einer Referenzmarkierung aus der Bedingung, dass die laterale Ausdehnung einer Referenzmarkierung nicht größer sein darf las das Sichtfeld eines Rasterteilchenmikroskops.
Die zumindest eine erste Referenzmarkierung kann eine Höhe im Bereich von 1 nm bis 1000 nm, bevorzugt 2 nm bis 500 nm, mehr bevorzugt 5 nm bis 200 nm, und am meisten bevorzugt 10 nm bis 100 nm umfassen.
Die erste Opferschicht kann eine laterale Ausdehnung aufweisen, die durch die laterale Ausdehnung des ersten Teilbereichs und die Anzahl des zumindest einen zweiten Teilbereichs bestimmt ist.
Der erste Teilbereich und der zumindest eine zweite Teilbereich können vollflächig miteinander verbunden sein. Ein vollflächiges Verbinden des ersten und des einen oder der mehreren zweiten Teilbereiche erfordert den größten Aufwand zum Abscheiden einer entsprechenden ersten Opferschicht. Andererseits weist eine großflächige erste Opferschicht eine große Kapazität auf, sodass eine elektrostatische Aufladung, die durch das Scannen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und/oder während der Defektreparatur durch einen fokussierten Teilchenstrahl bewirkt wird, das elektrostatische Potential der ersten Opferschicht nur in geringem Maße ändert.
Die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem ersten und dem zumindest einen zweiten Teilbereich kann eine Breite im Bereich von 0,1 nm bis 1000 µm, bevorzugt 20 nm bis 100 µm, mehr bevorzugt 30 nm bis 10 µm, und am meisten bevorzugt 40 nm bis 3 µm umfassen.
Eine Dicke einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem ersten und dem zumindest einen zweiten Teilbereich kann einen Bereich von 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt 0,5 nm bis 200 nm, mehr bevorzugt 1 nm bis 100 nm, und am meisten bevorzugt 2 nm bis 50 nm umfassen.
Das Verbinden des ersten Teilbereichs und des zumindest einen zweiten Teilbereichs in Form einer elektrisch leitfähigen Verbindung kann vorteilhaft sein, wenn sich der erste und der zumindest eine zweite Teilbereich auf einer unterschiedlichen Höhe befinden. Beispielsweise kann der erste Teilbereich auf dem Substrat einer Fotomaske angeordnet sein und der zumindest eine zweite Teilbereich kann auf einem Pattern-Element der Fotomaske verortet sein.
Der fokussierte Teilchenstrahl kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: einen Photonenstrahl, einen Elektronenstrahl, einen Ionenstrahl, einen Atomstrahl, und einen Molekülstrahl. Der Photonenstrahl kann einen Photonenstrahl aus dem ultravioletten (UV), dem tief ultravioletten (DUV) oder aus dem extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich umfassen.
Vorzugsweise umfasst der fokussierte Teilchenstrahl einen fokussierten Elektronenstrahl und/oder einen fokussierten Ionenstrahl. Elektronenstrahlen und Ionenstrahlen können auf einen viel kleineren Fleck fokussiert werden als Photonenstrahlen und erlauben somit eine größere Ortsauflösung bei einer Defektreparatur. Zudem können Elektronenstrahlen und Ionenstrahlen in einfacherer Weise hergestellt und abgebildet werden als Atomstrahlen oder Molekülstrahlen.
Das Abtasten einer Probe mit einem fokussierten Teilchenstrahl kann Schäden in dem abgetasteten oder gescannten Bereich der Probe verursachen. Das Ausmaß der auftretenden Schäden hängt von der Art des Teilchenstrahls ab. So bewirkt etwa ein Ionenstrahl, ein Atomstrahl oder ein Molekülstrahl eine massive Beschädigung des gescannten Bereichs durch den großen Impulsübertrag der massiven Teilchen auf das Gitter der Probe. Zudem wird häufig ein Teil der Teilchen eines Ionen-, Atom- oder Molekülstrahls in das Gitter der Probe eingebaut, wodurch deren Eigenschaften, etwa deren optische Eigenschaften, lokal verändert werden.
Ein Elektronenstrahl hinterlässt - aufgrund der geringen Elektronenmasse - hingegen typischerweise nur sehr geringe Schäden in dem abgetasteten Bereich der Probe. Dadurch erlaubt der Einsatz von Elektronen beim Reparieren von Defekten eine weitgehend nebenwirkungsfreie Defektbearbeitung einer Probe. Deshalb ist in der Regel der Einsatz von Elektronen dem Einsatz von Ionen in einem fokussierten Teilchenstrahl vorzuziehen.
Der zumindest eine zweite Teilbereich kann sich über zumindest einen Scan-Bereich des fokussierten Teilchenstrahls zum Detektieren der zumindest einen ersten Referenzmarkierung erstrecken.
Zumindest eine Mehrheit der Teilchen eines fokussierten Teilchenstrahls kann während des Bestimmens der Position der zumindest einen ersten Referenzmarkierung auf den zumindest einen zweiten Teilbereich der ersten Opferschicht auftreffen. Eine laterale Ausdehnung des zumindest einen zweiten Teilbereichs kann den Scan-Bereich des fokussierten Teilchenstrahls zum Scannen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung um einen Faktor 1,2, bevorzugt einen Faktor 1,5, mehr bevorzugt einen Faktor 2, und am meisten bevorzugt einen Faktor 3 übersteigen.
Indem der zumindest eine zweite Teilbereich um die zumindest eine erste Referenzmarkierung um einen definierten Faktor größer ist als der Scan-Bereich, der von dem fokussierten Teilchenstrahl zum Bestimmen der Position der zumindest einen ersten Referenzmarkierung abgetastet wird, wird sichergestellt, dass auch bei einer signifikanten Drift des fokussierten Teilchenstrahls relativ zum Defekt, das Abtasten der zumindest einen ersten Referenzmarkierung im Wesentlichen vollständig auf der ersten Opferschicht erfolgt. Dadurch wird eine nicht kontrollierbare lokale Generation von elektrischen Ladungsträgern in der Probe ausgeschlossen.
Durch das Anbringen zumindest einer ersten Referenzmarkierung auf einer ersten Opferschicht - anstelle eines direkten Abscheidens auf der Probe - wird ein zusätzlicher Freiheitsgrad gewonnen. So kann die erste Opferschicht so ausgelegt werden, dass diese am Ende eines Bearbeitungsprozesses einer Probe in einfacher Weise und im Wesentlichen vollständig von der Probe entfernt werden kann. Von diesem Zwang unberührt, kann die zumindest eine erste Referenzmarkierung so designt werden, dass diese sowohl ein vielfaches Bestimmen der Position der ersten Referenzmarkierung als auch einen oder mehrere ausgedehnte Bearbeitungsprozesse der Probe im Wesentlichen unverändert übersteht.
Die Fläche des zumindest einen zweiten Teilbereichs der abgeschiedenen ersten Opferschicht kann beispielsweise quadratisch oder rechteckig sein. Die laterale Abmessung bezieht sich auf die kürzere der Seiten eines Rechtecks. Die Fläche des zumindest einen zweiten Teilbereichs kann an die Fläche des Scan-Bereichs des zumindest einen fokussierten Teilchenstrahls angepasst werden.
Eine laterale Ausdehnung des zumindest einen zweiten Teilbereichs kann laterale Abmessungen in einen Bereich von 10 nm bis 1000 µm, bevorzugt 50 nm bis 500 µm, mehr bevorzugt 200 nm bis 100 µm, und am meisten bevorzugt 500 nm bis 50 µm aufweisen.
Eine Dicke des zumindest einen zweiten Teilbereichs kann einen Bereich 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt 0,5 nm bis 200 nm, mehr bevorzugt 1 nm bis 100 nm, und am meisten bevorzugt 2 nm bis 50 nm umfassen.
Das Erzeugen der ersten Opferschicht kann umfassen: Abscheiden der ersten Opferschicht durch den fokussierten Teilchenstrahl in Kombination mit zumindest einem ersten Präkursor-Gas. Der fokussierte Teilchenstrahl kann einen Elektronenstrahl umfassen.
Das zumindest eine erste Präkursor-Gas kann umfassen: zumindest ein erstes Abscheidegas zum Abscheiden des ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht, zumindest ein zweites Abscheidegas zum Abscheiden des zumindest einen zweiten Teilbereichs der ersten Opferschicht, und zumindest ein drittes Abscheidegas zum Abscheiden der elektrisch leitfähigen Verbindung der ersten Opferschicht. Das zumindest eine erste, das zumindest eine zweite und das zumindest eine dritte Abscheidegas können ein einziges, zwei oder drei verschiedene Abscheidegase umfassen. Die verschiedenen Funktionen des ersten Teilbereichs und des einen oder der mehreren zweiten Teilbereiche sowie der elektrisch leitfähigen Verbindung können durch jeweils angepasste Materialzusammensetzungen optimiert werden.
Das zumindest eine erste Präkursor-Gas kann Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆) und Stickstoffdioxid (NO₂) als ein additives Gas umfassen, und/oder das erste Präkursor-Gas kann Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆) umfassen.
Das Erzeugen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung kann umfassen: Abscheiden der zumindest einen ersten Referenzmarkierung mit einem fokussierten Teilchenstrahl in Kombination mit zumindest einem zweiten Präkursor-Gas. Der fokussierte Teilchenstrahl zum Abscheiden der zumindest einen ersten Referenzmarkierung kann einen Elektronenstrahl umfassen.
Die erste Opferschicht und die zumindest eine erste Referenzmarkierung können mit einem Teilchenstrahl oder mit verschiedenen Teilchenstrahlen deponiert werden. Beispielsweise kann die erste Opferschicht mit einem Elektronenstrahl und die zumindest zweite eine Referenzmarkierung unter Verwendung eines Ionenstrahls abgeschieden werden.
Das zumindest eine erste Präkursor-Gas zum Abscheiden der ersten Opferschicht kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Metallalkyle, Übergangselementalkyle, Hauptgruppenakyle, Metallcarbonyle, Übergangselementcarbonyle, Hauptgruppencarbonyle, Metallalkoxyde, Übergangselementalkoxyde, Hauptgruppenalkoxyde, Metallkomplexe, Übergangselementkomplexe, Hauptgruppenkomplexe, und organische Verbindungen.
Das zumindest eine zweite Präkursor-Gas zum Abscheiden der zumindest einen Referenzmarkierung kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Metallalkyle, Übergangselementalkyle, Hauptgruppenakyle, Metallcarbonyle, Übergangselementcarbonyle, Hauptgruppencarbonyle, Metallalkoxyde, Übergangselementalkoxyde, Hauptgruppenalkoxyde, Metallkomplexe, Übergangselementkomplexe, Hauptgruppenkomplexe, und organische Verbindungen.
Die Metallalkyle, Übergangselementalkyle und Hauptgruppenalkyle können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Cyclopentadienyl- (Cp) Trimethyl-Platin (CpPtMe₃), Mehtylcylopentadienyl- (MeCp) Trimethyl-Platin (MeCpPtMe₃), Tetramethylzinn (SnMe₄), Trimethylgallium (GaMe₂), Ferrocen (Co₂Fe), und Bis-Aryl-Chrom (Ar₂Cr). Die Metallcarbonyle, Übergangselementcarbonyle und die Hauptgruppencarbonyle 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). Die Metallalkoxyde, Übergangselementalkoxyde und Hauptgruppenalkoxyde können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Tetraethylorthosilicat (TEOS, Si(OC₂H₅)₄), und Tetraisopropoxytitan (Ti(OC₃H₇)₄). Die Metallhalogenide, Übergangselementhalogenide und Hauptgruppenhalogenide können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Wolframhexafluorid (WF₆), Wolframhexachlorid (WCl₆), Titanhexachlorid (TiCl₆), Bortrichlorid (BCl₃) und Siliziumtetrachlorid (SiCl₄). Die Metallkomplexe, Übergangselementkomplexe und Hauptgruppenkomplexe können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Kupfer-Bis-Hexafluoroacetylacetonat (Cu(C₅F₆HO₂)₂) und Dimethyl-Gold-Trifluoroacetylacetonat (Me₂Au(C₅F₃H₄O₂)). Die organischen Verbindungen können zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO₂), aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Bestandteile von Vakuum-Pumpenölen, und volatile organische Verbindungen.
Das Erzeugen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung kann umfassen: Ätzen zumindest einer Vertiefung in den zumindest einen zweiten Teilbereich der ersten Opferschicht. Das Ätzen der zumindest einen Vertiefung kann umfassen: Ausführen eines lokalen Ätzprozesses mit einem fokussierten Teilchenstrahl in Kombination mit zumindest einem dritten Präkursor-Gas. Der fokussierte Teilchenstrahl kann einen Elektronenstrahl und/oder einen Ionenstrahl umfassen.
Das zumindest eine dritte Präkursor-Gas kann zumindest ein Ätzgas umfassen. Das zumindest eine Ätzgas kann ein Element aus der Gruppe umfassen: eine Halogen-enthaltende Verbindung und eine Sauerstoff-enthaltende Verbindung. Die Halogen-enthaltende Verbindung kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Fluor (F₂), Chlor (Cl₂), Brom (Br₂), Jod (I₂), Xenondifluorid (XeF₂), Dixenontetrafluorid (Xe₂F₄), Flusssäure (HF), Hydrogenjodid (HI), Hydrogenbromid (HBr), Nitrosylchlorid (NOCl), Phosphortrichlorid (PCl₃), Phosphorpentachlorid (PCl₅), und Phosphortrifluorid (PF₃). Die Sauerstoff-enthaltende Verbindung kann zumindest ein Element aus der Gruppe enthalten: Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Wasserdampf (H₂O), Wasserstoffperoxid (H₂O₂), Distickstoffoxid (N₂O), Stickstoffoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), und Salpetersäure (HNO₃).
Das zumindest eine erste, das zumindest eine zweite, und/oder das zumindest eine dritte Präkursor-Gas können zumindest ein additives Gas 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), Flusssäure (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 erste Präkursor-Gas kann Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆) umfassen und das zumindest eine additive Gas kann Stickstoffdioxid (NO₂) umfassen, und/oder das zweite Präkursor-Gas kann Tetraethylorthosilicat (Si(OC₂H₅)₄) oder Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆) umfassen.
Das oben beschriebene Verfahren kann ferner aufweisen: Entfernen des Teils des ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht, der den zumindest einen Defekt überdeckt, vor dem Reparieren des zumindest einen Defekts.
Das Entfernen des ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht, der den zumindest einen Defekt überdeckt, kann umfassen: Ausführen eines Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses mit zumindest einem vierten Präkursor-Gas. Das zumindest eine vierte Präkursor-Gas kann zumindest ein zweites Ätzgas umfassen. Das zumindest eine zweite Ätzgas kann zumindest ein Element aus der Gruppe der oben aufgeführten ersten Ätzgase umfassen. Das erste Abscheidegas zum Abscheiden des ersten Teilbereichs der Opferschicht kann ein Element aus der Gruppe umfassen: Chromhexacarbonyl Cr(CO)₆ und Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆), und das zumindest eine zweite Ätzgas zum Entfernen des ersten Teilbereichs der Opferschicht kann Nitrosylchlorid (NOCl), allein oder in Kombination mit zumindest einem additiven Gas umfassen, etwa Wasser (H₂O).
Das Präkursor-Gas zum Ätzen zumindest eine erste Referenzmarkierung in den zumindest einen zweiten Teilbereich der ersten Opferschicht kann Xenondifluorid (XeF₂) in Kombination mit einem additiven Gas, beispielsweise Sauerstoff (O₂,), Wasser (H₂O) oder Chlor (Cl₂) umfassen. Alternativ kann zum Erzeugen einer ersten Referenzmarkierung beispielsweise Nitrosylchlorid (NOCl) allein oder in Kombination mit einem additiven Gas, etwa Wasser (H₂O) eingesetzt werden.
Der zumindest eine Defekt kann einen Defekt überschüssigen Materials umfassen, und das Verfahren kann ferner umfassen: Reparieren des zumindest einen Defekts zumindest teilweise durch die erste Opferschicht hindurch.
Eine erste Opferschicht bzw. ein erster Teilbereich einer ersten Opferschicht, der sich teilweise oder vollflächig über einen zu reparierenden Defekt überschüssigen Materials erstreckt, kann in einem einzigen Prozessschritt, beispielsweise mit einem lokalen Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess von der Probe entfernt werden. Dabei kann - falls die Ätzrate des Defekts und des Materials des ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht stark unterschiedlich sind - das Ätzgas und/oder ein additives Gas an den Fortschritt des Ätzprozesses angepasst werden. Überdies ist es möglich, weitere Strahlparameter des Teilchenstrahls und/oder weitere Prozessparameter an den Fortschritt des Ätzprozesses anzupassen. Der Fortschritt des lokalen Ätzprozesses kann durch eine Analyse der während des Ätzprozesses generierten rückgestreuten oder Sekundärelektronen ermittelt werden. Darüber hinaus oder alternativ kann eine Materialanalyse des entfernten Materials, etwa durch eine SIMS-Analyse (secondary ion mass spectroscopy), ausgeführt werden. Hierfür wird vorzugsweise ein Ionenstrahl als Teilchenstrahl eingesetzt. Ferner können die Ätzraten kalibriert werden, indem die Ätzprozesse der Opferschicht und für das zu entfernende Material getrennt voneinander optimiert werden. Dies kann beispielsweise durch Ausführen von Ätzreihen erfolgen.
Der erste und der zumindest eine zweite Teilbereich der ersten Opferschicht können laterale Ausdehnungen aufweisen, so dass das Reparieren des zumindest einen Defekts einen Bildausschnitt, der den zumindest einen Defekts umfasst, um nicht mehr als 10%, bevorzugt nicht mehr als 5%, mehr bevorzugt nicht mehr als 2%, und am meisten bevorzugt nicht mehr als 1% verzerrt. Das Reparieren eines Defekts mit Hilfe eines fokussierten Teilchenstrahls kann zu einer elektrostatischen Aufladung der elektrisch leitfähigen Opferschicht führen. Die elektrostatische Aufladung der Opferschicht kann zu einer Verzerrung des Bildausschnittes führen, der den Defekt bzw. einen Defektrest enthält. Die Verzerrung des Bildausschnitts ist auf den Bildausschnitt vor Beginn des Reparaturprozesses bezogen.
Durch eine elektrostatische Aufladung der Opferschicht können Abbildungsparameter des fokussierten Teilchenstrahls lokal beeinflusst werden und somit einer lokalen Variation unterliegen. Eine lokale Veränderung, etwa eine lokale Variation der Vergrößerung eines mit Hilfe eines rasternden fokussierten Teilchenstrahls erzeugten Bildes, resultiert in einer Verzerrung des Bildes im Vergleich mit einem Bild, dessen Vergrößerung keine lokale Variation der Abbildungsparameter, beispielswese der Vergrößerung, aufweist.
Der erste Teilbereich, der zumindest eine zweite Teilbereich und die elektrisch leitfähige Verbindung können eine Materialzusammensetzung aufweisen, die zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: ein Metall, eine ein Metall enthaltende Verbindung, eine leitfähige Keramik und eine dotierte Halbleiterverbindung.
Das Metall kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Molybdän, Kobalt, Chrom, Niob, Wolfram, Rhenium, Ruthenium und Titan. Die Metall enthaltende Verbindung kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: eine Molybdänlegierung, eine Kobalt enthaltende Verbindung, eine Chrom enthaltende Verbindung, eine Niob enthaltende Verbindung, eine Wolfram enthaltende Verbindung, eine Rhenium enthaltende Verbindung und eine Titan enthaltende Verbindung. Die Metall enthaltende Verbindung kann Elemente aus der Gruppe: Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Chlor, Kohlenstoff und Silizium umfassen. Die dotierte Halbleiterverbindung kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Indiumzinnoxid (ITO), mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (AZO), und mit Antimon dotiertes Zinnoxid (ATO), mit Fluor dotiertes Zinnoxid (FTO). Die leitfähige Keramik kann Molybdänsilicid umfassen.
Der erste Teilbereich, der zumindest eine zweite Teilbereich und die elektrisch leitfähige Verbindung können verschiedene Materialzusammensetzungen aufweisen.
Die erste Opferschicht und die zumindest eine erste Referenzmarkierung können eine unterschiedliche Materialzusammensetzung aufweisen.
Dadurch ergibt sich beim Scannen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung neben dem Topologiekontrast der ersten Referenzmarkierung zusätzlich ein Materialkontrast zwischen dem zumindest einen zweiten Teilbereich der ersten Opferschicht und der zumindest einen ersten Referenzmarkierung.
Der zumindest eine Defekt kann einen Defekt überschüssigen Materials umfassen, und das Reparieren des zumindest einen Defekts kann umfassen: Wählen einer Materialzusammensetzung des ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht, des zumindest einen zweiten Ätzgases, und/oder des zumindest einen additiven Gases, so dass eine Ätzrate eines durch einen fokussierten Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses für den zumindest einen Defekt und den ersten Teilbereich im Wesentlichen gleich ist.
Durch das Erfüllen dieser Bedingung kann eine beim lokalen Ätzen eines Defekts auftretende Kantenverrundung am Rand des Ätzbereichs minimiert werden. Ferner kann eine Unterätzung der Probe bei einer Defektkorrektur vermieden werden. Gleichzeitig ermöglicht das Einhalten dieser Bedingung das Erzeugen von maximal steilen Seitenwänden eines geätzten Bereichs der Probe.
Eine Probe kann eine lithographische Probe umfassen. Die lithographische Probe kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: eine Fotomaske und einen Stempel für die Nanoprägelithographie (NIL). Eine Probe kann aber auch zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: eine Fotomaske, einen Stempel für die NIL, eine integrierte Schaltung (IC), eine phonische integrierte Schaltung (PIC), ein Mikrosystem (ein MEMS, micro electromechanical system bzw. ein MOEMs, micro optoelectromecanical system) und eine Leiterplatte (PCB). Die integrierte Schaltung und/oder die photonische integrierte Schaltung können auf einem Wafer angeordnet sein. Eine Fotomaske kann eine transmissive oder eine reflektive Fotomaske eines beliebigen Typs sein, wie beispielsweise eine binäre oder eine phasenschiebende Maske.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Scannen der Probe mit dem fokussierten Teilchenstrahl zum Erzeugen einer Defektkarte der Probe.
Das Scannen der Probe kann das Abtasten des zumindest einen Defekts der Probe mit einem fokussierten Teilchenstrahl umfassen. Der fokussierte Teilchenstrahl zum Scannen der Probe kann den Teilchenstrahl umfassen, der zum Erzeugen der ersten Opferschicht, zum Generieren der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und/oder zum Initiieren eines lokalen Defektbearbeitungsprozesses eingesetzt wird. Es ist aber auch möglich, zum Scannen der Probe einen ersten Teilchenstrahl, etwa einen Photonenstrahl, zum Identifizieren des zumindest einen Defekts einzusetzen, und einen zweiten Teilchenstrahl, beispielsweise einen Elektronenstrahl, zum Detektieren einer Kontur einer Reparaturform des zumindest einen Defekts zu verwenden.
Die Vorrichtung, die das oben beschriebene Verfahren ausführt, kann die Koordinaten des zumindest einen Defekts der Probe von einer Probeninspektionsvorrichtung erhalten. Die Defektkarte der Probe kann den zumindest einen Defekt der Probe beinhalten. Insbesondere kann die Defektkarte eine Reparaturform zum Reparieren des zumindest einen Defekts beinhalten.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Erzeugen zumindest einer zweiten Referenzmarkierung auf der Probe, und Bestimmen zumindest eines zweiten Referenzabstands zwischen der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung und dem zumindest einen Defekt vor Beginn des Erzeugens der ersten Opferschicht.
Ferner kann das Verfahren umfassen: Erzeugen zumindest einer zweiten Opferschicht auf der Probe, Abscheiden zumindest einer zweiten Referenzmarkierung auf der zumindest einen zweiten Opferschicht, und Bestimmen zumindest eines zweiten Referenzabstands zwischen der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung und dem zumindest einen Defekt vor Beginn des Erzeugens der ersten Opferschicht.
Die zumindest eine zweite Referenzmarkierung wird zum Korrigieren einer Drift während des Abscheidens der ersten Opferschicht benötigt. Ferner wird die zumindest eine zweite Referenzmarkierung zum Korrigieren einer Drift während des Entfernens des ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht benötigt, der den zumindest einen Defekt überdeckt. Deshalb kann es aus Gründen der Prozessökonomie sinnvoll sein, auf das Abscheiden der zumindest einen zweiten Opferschicht zu verzichten und die zweite(n) Referenzmarkierung(en) direkt auf der Probe anzubringen. Andererseits ergibt das Deponieren der zumindest einen zweiten Opferschicht einen zusätzlichen Freiheitsgrad, der dazu genutzt werden kann, das Entfernen der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung von der Probe zu erleichtern.
Der zumindest eine zweite Referenzabstand kann größer sein als der zumindest eine erste Referenzabstand.
Der zumindest eine zweite Referenzabstand und die zumindest eine zweite Referenzmarkierung werden benötigt, um eine Drift zwischen dem fokussierten Teilchenstrahl und dem zumindest einen Defekt während des Abscheidens der ersten Opferschicht zu korrigieren. Deshalb ist es sehr vorteilhaft, wenn die zumindest eine zweite Referenzmarkierung von der ersten Opferschicht nicht überdeckt wird. Dadurch wird die Funktion der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung sichergestellt.
Zudem kann das Verfahren umfassen: Korrigieren einer Drift während des Ausführens zumindest eines Elements aus der Gruppe: Erzeugen der ersten Opferschicht und Entfernen eines ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht, der den zumindest einen Defekt überdeckt, von dem zumindest einen Defekt durch Verwenden der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung und des zumindest einen zweiten Referenzabstands.
Indem die erste Opferschicht so präzise wie möglich bezüglich des zu reparierenden Defekts abgeschieden wird, kann die Dauer der Prozessbearbeitung optimiert werden. Falls es beispielsweise gelingt, die erste Opferschicht um den Defekt herum abzuscheiden, ohne diesen im Wesentlichen zu überdecken, kann auf den Ätzprozess zum Entfernen des ersten Teilbereichs der ersten Opferschicht verzichtet werden, um den Defekt vor dessen Reparatur freilegen.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht und der zumindest einen ersten Referenzmarkierung von der Probe in einem nasschemischen und/oder einem mechanischen Reinigungsprozess.
Es ist ein Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens, dass die zumindest eine erste Referenzmarkierung zusammen mit der ersten Opferschicht in einem Standardreinigungsprozess von der Probe entfernt werden kann. Das Verfahren lässt es ferner zu, die Materialzusammensetzung der ersten Opferschicht so auf die Probe abzustimmen, dass die erste Opferschicht ihre verschiedenen Funktionen während eines Defektbearbeitungsprozesses voll erfüllen kann und überdies nach der Beendigung der Defektreparatur in einfacher Weise von der Probe entfernt werden kann.
Überdies kann das Verfahren umfassen: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht, der zumindest einen Referenzmarkierung und der zumindest einen ersten Referenzmarkierung von der Probe in einem nasschemischen Reinigungsprozess.
Das Verfahren kann zudem umfassen: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht, der zumindest einen zweiten Opferschicht, der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung von der Probe in einem nasschemischen und/oder einem mechanischen Reinigungsprozess.
Der nasschemische Reinigungsprozess kann mit Wasser und zumindest einem darin gelösten oxidierenden Gas ausgeführt werden. Das oxidierende Gase kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: Sauerstoff (O₂), Stickstoff (N₂) und Wasserstoff (H₂). Weiterhin ist es möglich, dass eine wässrige Reinigungslösung einen pH-Wert < 5, bevorzugt < 3,5, mehr bevorzugt < 2, und am meisten bevorzugt < 1 aufweist.
Der mechanische Reinigungsprozess kann das Anwenden von Ultraschall und/oder Megaschall umfassen. Auch das Reinigen durch Ausüben einer physischen Krafteinwirkung auf den zu reinigenden Bereich der Proben ist möglich.
Ferner kann das Verfahren umfassen: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht und der zumindest einen ersten Referenzmarkierung von der Probe mittels eines fokussierten Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses. Zudem ist es denkbar zum Entfernen der ersten Opferschicht und der zumindest einen ersten Referenzmarkierung einen Teilchenstrahl, beispielsweise einen Photonenstrahl, einzusetzen.
Das Verfahren kann zudem umfassen: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht, der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung von der Probe mittels eines durch einen fokussierten Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses.
Das Verfahren kann überdies umfassen: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht, der zumindest einen zweiten Opferschicht, der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung von der Probe mit Hilfe von einem durch einen fokussierten Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesss.
Es ist auch möglich, die zumindest eine erste Referenzmarkierung, die zumindest eine zweite Referenzmarkierung zusammen mit der ersten Opferschicht und/oder der zumindest einen zweiten Opferschicht mit Hilfe eines lokalen Ätzprozesses, der durch einen fokussierten Teilchenstrahl induziert wird, von der Probe zu entfernen. Der fokussierte Teilchenstrahl zum Entfernen der ersten und/oder der zweiten Referenzmarkierung(en) und der ersten und/oder der zweiten Opferschicht(en) kann der Teilchenstrahl sein, der zum Erzeugen der Referenzmarkierung(en) und/oder der Opferschicht(en) eingesetzt wird. Der fokussierte Teilchenstrahl kann zudem der Teilchenstrahl sein, mit dem die Defektbearbeitung ausgeführt wird. Die Materialzusammensetzung der Opferschicht(en) kann unter dem Aspekt der leichten Entfernbarkeit, etwa einer leichten Ätzbarkeit der Opferschicht(en) durch einen lokalen Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess, gewählt werden. Der bevorzugte Teilchenstrahl zum gemeinsamen Entfernen der Opferschicht(en) und der Referenzmarkierung(en) umfasst einen Elektronenstrahl.
Es ist ein Vorteil des in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahrens, dass sowohl die Opferschicht(en) als auch die Referenzmarkierung(en) mit einer einzigen Vorrichtung generiert werden können und die Vorrichtung gleichzeitig zum Bearbeiten des zumindest einen Defekts sowie zum Entfernen der Opferschicht(en) samt zugehöriger Referenzmarkierung(en) eingesetzt werden kann. Dies bedeutet, das in der Vorrichtung herrschende Vakuum muss während des gesamten Defektreparaturprozesses nicht gebrochen werden.
Eine Probe kann zumindest einen Defekt aufweisen, der mit dem oben beschriebenen Verfahren repariert wird.
Ein Computerprogramm kann Anweisungen umfassen, die ein Computersystem veranlassen, die oben ausgeführten Verfahrensschritte auszuführen. Das Computerprogramm kann in einem Computer-lesbaren Speichermedium gespeichert sein.
In einer Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Reparieren zumindest eines Defekts einer Probe mit einem fokussierten Teilchenstrahl auf: (a) Mittel zum Erzeugen zumindest einer ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht auf der Probe, wobei die erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht einen ersten Teilbereich und zumindest einen zweiten Teilbereich aufweist, wobei der erste Teilbereich an den zumindest einen Defekt angrenzt, und wobei der erste Teilbereich und der zumindest eine zweite Teilbereich elektrisch leitend miteinander verbunden sind; und (b) Mittel zum Erzeugen zumindest einer ersten Referenzmarkierung auf dem zumindest einen zweiten Teilbereich der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht zum Korrigieren einer Drift des fokussierten Teilchenstrahls bezüglich des zumindest einen Defekts während des Reparierens des zumindest einen Defekts.
Das Mittel zum Erzeugen der ersten Opferschicht kann zumindest einen Elektronenstrahl umfassen, und die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den Elektronenstrahl auf einen Durchmesser < 2 nm zu fokussieren bei einer kinetischen Energie der auf die Probe auftreffenden Elektronen < 3000 eV, bevorzugt < 2000 eV, mehr bevorzugt < 1000 eV, und am meisten bevorzugt < 600 eV.
Das Minimieren des Fokusdurchmessers des fokussierten Elektronenstrahls geht einher mit einer Verringerung der Fläche in der lokale Bearbeitungsprozesse, d.h. Ätzprozesse oder Abscheideprozesse, ablaufen. Ein minimaler Fokusdurchmesser < 2 nm ermöglicht einen minimalen Durchmesser einer lokalen Bearbeitungsfläche der < 10 nm ist. Indem für das Abtasten der zumindest einen Referenzmarkierung und zum Bearbeiten des zumindest einen Defekts Elektronen mit niedriger kinetischer Energie eingesetzt werden, werden zudem die Schäden der Probe, die durch den fokussierten Teilchenstrahl hervorgerufen werden, minimiert.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die Verfahrensschritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen. Die Vorrichtung kann auch als Computersystem ausgestaltet sein und das oben genannte Computerprogramm aufweisen.
Die Vorrichtung kann eine Elektronensäule mit einem einstufigen Kondensorsystem umfassen. Ferner kann die Elektronensäule eingerichtet sein, einen Satz unterschiedlicher Blenden einzusetzen. Die Regelung des Strahlstroms kann über die Wahl der Blende erfolgen. Das einstufige Kondensorsystem kann eingerichtet sein, Elektronen mit einer geringen kinetischen Energie auf einen kleinen Fleck zu fokussieren. Ein Arbeitsabstand zwischen einem Ausgang der Elektronensäule und einer Probe kann kleiner als 5 mm, bevorzugt kleiner als 4 mm, mehr bevorzugt kleiner 3 mm, und am meisten bevorzugt kleiner 2,5 mm sein.
Die Vorrichtung kann eine Steuerungseinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, den ersten Referenzabstand und/oder den zweiten Referenzabstand zu bestimmen. Die Steuerungseinrichtung kann ferner eingerichtet sein, einen Abstand zwischen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung und dem zumindest einen Defekt so festzulegen, dass das Bearbeiten des zumindest einen Defekts und das Abtasten der zumindest einen ersten Referenzmarkierung ohne eine Parameteränderung der Vorrichtung ausgeführt werden kann. Ferner kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, eine oder mehrere Stellen auf der Probe bestimmen, an denen eine oder mehrere erste Referenzmarkierungen erzeugt werden sollen. Aus der Kenntnis des Fokusdurchmessers des fokussierten Teilchenstrahls kann die Steuerungseinrichtung der Vorrichtung eine Größe der ersten Referenzmarkierung(en) bestimmen. Die Größe der ersten und der zweiten Referenzmarkierungen umfasst zum einen die Fläche der Referenzmarkierung(en) und zum anderen deren Höhe.
Figurenliste
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei

1a einen schematischen Schnitt eines lokalen Defektbearbeitungsprozesses einer Probe in Form eines Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses nach dem Stand der Technik präsentiert;
1b das Ergebnis des Defektbearbeitungsprozesses der 1a wiedergibt;
2 schematisch ein Blockdiagramm einiger wichtiger Komponenten einer Vorrichtung darstellt, die zum hoch präzisen Reparieren eines Defekts einer Probe eingesetzt werden kann;
3a schematisch eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines Substrats einer Fotomaske darstellt, der einen Defekt, vier zweite Opferschichten, vier zweite Referenzmarkierungen mit zugehörigen Scan-Bereichen für einen fokussierten Teilchenstrahl und vier zweite Referenzabstände zwischen den zweiten Referenzmarkierungen und dem Defekt zeigt;
3b eine Modifikation der 3a zeigt, bei der die Referenzmarkierungen direkt auf das Substrat bzw. das Pattern-Element der Fotomaske abgeschieden werden;
4 den Ausschnitt der 3a wiedergibt, auf den ein ersten Ausführungsbeispiel einer ersten Opferschicht deponiert ist, die erste Opferschicht weist einen ersten Teilbereich auf, der den Defekt überdeckt, und einem zweiten Teilbereich, auf dem vier erste Referenzmarkierungen erzeugt sind;
5 den Ausschnitt der 3a wiedergibt, auf den ein zweites Ausführungsbeispiel einer ersten Opferschicht deponiert ist, die erste Opferschicht weist einen ersten Teilbereich auf, der den Defekt sowie seine Umgebung überdeckt, und vier zweite Teilbereiche auf, auf denen jeweils eine erste Referenzmarkierung abgeschieden ist;
6 die 5 nach dem Freilegen des Defekts durch Ausführen eines lokalen Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses auf dem ersten Teilbereich der ersten Opferschicht darstellt;
7 die 6 reproduziert, wobei zusätzlich die ersten Referenzabstände zwischen den ersten Referenzmarkierungen und dem Defekt veranschaulicht sind;
8 die 7 am Ende des Defektbearbeitungsprozesses wiedergibt;
9 den reparierten Ausschnitt der 3a nach dem Entfernen der ersten Opferschicht und der vier zweiten Opferschichten samt der zugehörigen vier ersten und vier zweiten Referenzmarkierungen illustriert;
10 einen Ausschnitt eines Stempels für die Nanoprägelithographie mit einer ersten dicken Opferschicht zeigt, durch welche ein Teilchenstrahl-induzierter Ätzprozess ausgeführt ist;
11 die 10 mit einer zweiten dünnen Opferschicht darstellt;
12 Messdaten der Breite bzw. des Durchmessers der generierten Vertiefung bei einer Tiefe, die 10 % der nominellen Tiefe entspricht, als Funktion der Ätztiefe für die in den 10 und 11 veranschaulichten Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesse sowie einen Vergleichsprozess ohne Opferschicht darstellt;
13 die 12 reproduziert, wobei der Durchmesser der geätzten Vertiefung bei 50 % der nominellen Ätztiefe gemessen ist;
14 Messdaten der Seitenwandwinkel der Ätzprozesse der 10 und 11 sowie eines Vergleichsprozesses ohne Opferschicht präsentiert;
15 das Resultat eines Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses eines NIL-Stempels durch eine Opferschicht hindurch zeigt, wobei die Opferschicht mit einer größeren Rate geätzt wird als das Material des Stempels;
16 die 15 wiederholt, wobei die Ätzrate für die Opferschicht kleiner ist als die Ätzrate für das Material des Stempels;
17 die 15 wiederholt, wobei die Ätzraten für die Opferschicht und den Stempel im Wesentlichen gleich sind; und
18 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Reparieren zumindest eines Defekts einer Probe wiedergibt.

5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reparieren von Proben beispielhaft erläutert. Das Verfahren wird mit Bezug auf Fotomasken und Stempel für die Nanoprägelithographie (NIL) beschrieben. Ferner wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel eines modifizierten Rasterelektronenmikroskops genauer erläutert, das eingesetzt werden kann, Defekte fotolithographischer Masken oder Templates für die NIL zu reparieren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Vorrichtung sind jedoch nicht auf die nachfolgend beschriebenen Beispiele beschränkt. Vielmehr wird ein Fachmann unschwer erkennen, dass anstelle des diskutierten Rasterelektronenmikroskops ein beliebiges Rasterteilchenmikroskop eingesetzt werden kann, das beispielsweise einen fokussierten Ionenstrahl und/oder einen fokussierten Photonenstrahl als Energiequelle zum Initiieren eines lokalen Abscheideprozesses und/oder Ätzprozesses benutzt. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf den Einsatz der im Folgenden beispielhaft diskutierten Proben in Form von Fotomasken und NIL-Stempeln beschränkt. Vielmehr kann dieses zum Reparieren der im dritten Teil oben beispielhaft aufgelisteten Ausführungsformen einer Probe eingesetzt werden.
Die 1 a stellt einen schematischen Schnitt eines Reparaturprozesses eines Defekts 120 einer Probe 100 nach dem Stand der Technik dar. In dem in der 1a dargestellten Beispiel umfasst die Probe 100 einen Wafer 100, in den eine fehlende Vertiefung geätzt werden soll. D.h. die Probe 100 weist einen Defekt 120 überschüssigen Materials auf. Um eine Drift eines fokussierten Teilchenstrahls 130 relativ zur Probe 100 während eines Ätzprozesses zum Erzeugen der Vertiefung zu kontrollieren, sind auf der Probe 100 zwei Referenzmarkierungen 160 abgeschieden. Zum Schutz der Probe 100 vor Beschädigungen beim Abtasten der Referenzmarkierungen 160 mit dem Teilchenstrahl 130 sind die Referenzmarkierungen 160 auf Opferschichten 140 deponiert. Die Referenzmarkierungen 160 werden im englischen Sprachgebrauch DC (drift correction) marks genannt.
Beim Abtasten der Probe 100 mit einem Teilchenstrahl können auf deren Oberfläche elektrische Ladungen erzeugt werden, die ein elektrostatisches Potential φ₁ hervorrufen. Gleichermaßen können beim Abtasten der Referenzmarkierungen 160 mit einem Teilchenstrahl 130 in den Opferschichten 140 elektrische Ladungen erzeugt bzw. implantiert werden, die zu einer elektrostatischen Aufladung φ₂ der Opferschichten 140 führen können. Die elektrostatische Aufladung der Opferschichten 140 führt zur ersten Ablenkung eines geladenen Teilchenstrahls 130, beispielsweise eines Elektronenstrahls 130, beim Scannen der Probe 100 und zu einer zweiten Ablenkung beim Abtasten der Opferschichten 140 bzw. der Referenzmarkierungen 160.
Die Problematik einer lokalen elektrostatischen Aufladung φ₂ der Probe 100 tritt gleichfalls beim Abtasten des Defekts 120 mit einem fokussierten Teilchenstrahl 130 auf sowie beim Ausführen eines Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses zum Korrigieren des Defekts 120. Typischerweise sind die elektrostatischen Aufladungen φ₂ der Opferschichten 140 und die lokale Aufladung φ₁ der Probe 100 unterschiedlich. Demzufolge wird ein geladener Teilchenstrahl 130 beim Abtasten der Probe 100 im Bereich des Defekts 120 anders abgelenkt als beim Scannen der Opferschichten 140 zum Detektieren der Referenzmarkierungen 160.
Die 1b zeigt schematisch das Ergebnis des Defektreparaturprozesses der 1a. Zum einen bewirkt die Einwirkung des zur Defektkorrektur ausgeführten Teilchenstrahl-induzierten lokalen Ätzprozesses auf den Rand 170 um den Defekt 120 eine Verrundung 180 des Randes 170 der Probe 100 um den reparierten Defekt 120. Zum anderen weicht der durch die Defektreparatur erzeugte Seitenwandwinkel 190 deutlich von einem vorgegebenen Seitenwandwinkel von 90° ab.
Die im Folgenden beschriebene Vorrichtung 200 ermöglicht das Ausführen von Reparaturprozessen mit im Vergleich zur 1b verbesserten Resultaten. Die 2 zeigt schematisch wesentliche Komponenten einer Vorrichtung 200, die zum Analysieren und/oder Reparieren von Proben 205 eingesetzt werden kann. Die Probe 205 kann eine beliebige mikrostrukturierte Komponente oder Bauteil sein. Beispielsweise kann die Probe 205 eine transmissive, eine reflektive Fotomaske oder ein Template für die NIL umfassen. Ferner kann die Vorrichtung 200 zum Analysieren und/oder Reparieren beispielsweise einer integrierten Schaltung (IC), eines mikroskopischen Systems (MEMS, MOEMS) und/oder einer photonischen integrierten Schaltung (PIC) einsetzt werden. In den nachfolgend erläuterten Beispielen ist die Probe 205 eine fotolithographische Maske oder ein NIL-Stempel.
Die beispielhafte Vorrichtung 200 der 2 ist ein modifiziertes Rasterelektronenmikroskop (SEM für Scanning Electron Microscope). Eine Elektronenkanone 215 erzeugt einen Elektronenstrahl 227, der von den Strahl-formenden Elementen 220 und Strahlablenkenden Elementen 225 als fokussierter Elektronenstrahl 227 auf die Probe 205 gerichtet wird, die auf einem Probentisch 210 (englisch: Stage) angeordnet ist.
Die strahlformenden Elemente 220 beinhalten ein einstufiges Kondensorsystem 218. Das einstufige Kondensorsystem 218 ermöglicht das Erzeugen eines fokussierten Elektronenstrahls 227 auf der Probe 205 mit einem sehr kleinen Fleckdurchmesser auf der Probe 205 (D < 2 nm) bei gleichzeitig niedriger kinetischer Energie der Elektronen des Elektronenstrahls 227 auf der Probe 205 (E < 1 keV). Um den kleinen Fleckdurchmesser auf der Probe 205 zu erreichen, weist das SEM einen geringen Arbeitsabstand (working distance) zur Probe 205 auf. Der Arbeitsabstand kann Abmessungen unterhalb von 3 mm aufweisen. Die Elektronen mit niedriger Energie ermöglichen ein nahezu beschädigungsfreies Bearbeiten der Probe 205 mit einer sehr hohen Ortsauflösung. Die niedrige kinetische Energie der Elektronen des Elektronenstrahls 227 macht diesen jedoch besonders empfindlich für unerwünschte Ablenkungen aufgrund elektrostatischer Aufladungen der Probe 100 φ₂ und/oder der Opferschichten 160 φ₁. Die in den folgenden Figuren beschriebenen Maßnahmen vermeiden diese Problematik.
Zudem beinhalten die strahlformenden Elemente 220 einen Satz unterschiedlicher Blenden. Die Regelung des Strahlstroms des Elektronenstrahls 227 erfolgt über die Wahl der entsprechenden Blende.
Der Probentisch 210 weist Mikromanipulatoren auf (in der 2 nicht gezeigt), mit deren Hilfe eine defekte Stelle 120 der Probe 205 unter den Auftreffpunkt des Elektronenstrahls 229 auf die Probe 205 gebracht werden kann. Zudem kann der Probentisch 210 in der Höhe, d.h. in Strahlrichtung des Elektronenstrahls 227 verschoben werden, so dass der Fokus des Elektronenstrahls 227 auf der Oberfläche der Probe 205 zu liegen kommt (in der 2 ebenfalls nicht dargestellt). Ferner kann der Probentisch 210 eine Vorrichtung zum Einstellen und Kontrollieren der Temperatur beinhalten, die es ermöglicht, die Probe 205 auf eine vorgegebene Temperatur zu bringen und bei dieser Temperatur zu halten (in der 2 nicht angegeben).
Die Vorrichtung 200 der 2 verwendet einen Elektronenstrahl 227 als Energiequelle 215 zum Initiieren einer lokalen chemischen Reaktion auf der Probe 205. Wie oben ausgeführt, verursachen Elektronen, die auf die Oberfläche der Probe 205 auftreffen, weniger Schäden an der Probe 205 verglichen beispielsweise mit einem Ionenstrahl, selbst wenn deren kinetische Energie über einen großen Energiebereich variiert. Die Vorrichtung 200 und das hier vorgestellte Verfahren sind jedoch nicht auf den Einsatz eines Elektronenstrahls 227 beschränkt. Vielmehr kann ein beliebiger Teilchenstrahl 227 benutzt werden, der in der Lage ist, lokal eine chemische Reaktion eines Präkursor-Gases am Auftreffpunkt 229 des Teilchenstrahls 227 auf der Oberfläche der Probe 205 zu bewirken. Beispiele alternativer Teilchenstrahlen sind ein Ionenstrahl, ein Atomstrahl, ein Molekularstrahl und/oder ein Photonenstrahl. Ferner ist es möglich, zwei oder mehrere Teilchenstrahlen parallel zu verwenden. Insbesondere ist es möglich, gleichzeitig einen Elektronenstrahl 227 und einen Photonenstrahl als Energiequelle 215 einzusetzen (in der 2 nicht gezeigt).
Der Elektronenstrahl 227 kann zum Aufnehmen eines Bildes der Probe 205, etwa einer Fotomaske, insbesondere einer defekten Stelle 120 der Probe 205 einer Fotomaske benutzt werden. Ein Detektor 230 zum Detektieren rückgestreuter Elektronen und/oder von Sekundärelektronen liefert ein Signal, das proportional zur Oberflächenkontur und/oder zur Zusammensetzung der Probe 205 ist.
Durch Scannen oder Rastern des Elektronenstrahls 227 über die Probe 205 mit Hilfe einer Steuerungseinrichtung 245 kann ein Computersystem 240 der Vorrichtung 200 ein Bild der Probe 205 erzeugen. Die Steuerungseinrichtung 245 kann Teil des Computersystems 240 sein, wie in der 2 veranschaulicht, oder kann als eine separate Einheit ausgeführt sein (in der 2 nicht dargestellt). Das Computersystem 240 kann Algorithmen beinhalten, die in Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination hiervon realisiert sind und die es ermöglichen, ein Bild aus den Messdaten des Detektors 230 zu extrahieren. Ein Bildschirm des Computersystems 240 (in der 2 nicht gezeigt) kann das berechnete Bild darstellen. Darüber hinaus kann das Computersystem 240 die Messdaten des Detektors 230 und/oder das berechnete Bild speichern. Ferner kann die Steuerungseinheit 245 des Computersystems 240 die Elektronenkanone 215, die Strahl-abbildenden und Strahl-formenden Elemente 220 und 225 sowie das einstufige Kondensorsystem 218 kontrollieren. Steuersignale der Steuerungseinrichtung 245 können ferner die Bewegung des Probentisches 210 durch die Mikromanipulatoren kontrollieren (in der 2 nicht angegeben).
Die Vorrichtung 200 kann einen zweiten Detektor 235 aufweisen. Der zweite Detektor 235 kann zum Detektieren der Energieverteilung der von der Probe 205 emittierten Sekundärelektronen eingesetzt werden. Damit macht es der Detektor 235 möglich, die Komposition des von Probe 205 in einem lokalen Ätzprozess entfernten Materials zu analysieren. In einer alternativen Ausführungsform kann der Detektor 235 einen SIMS-Detektor (secondary ion mass syectroscopy) umfassen.
Der auf die Probe 205 einfallende Elektronenstrahl 227 oder allgemein ein fokussierter Teilchenstrahl 227 kann die Probe 205 elektrostatisch aufladen. Dadurch kann der Elektronenstrahl 227 abgelenkt werden und die Ortsauflösung beim Aufnehmen eines Defekts 120 und/oder bei dessen Reparatur kann verringert werden. Überdies können die Mikromanipulatoren, die zum Ausrichten der Probe 205 bezüglich eines zu analysierenden und/oder zu reparierenden Bereichs der Probe 205 mit dem Elektronenstrahl 227 verwendet werden, einer Drift unterliegen. Zur Verringerung der Auswirkung einer lokalen elektrostatischen Aufladung der Probe 205 und/oder einer thermischen Drift weist die Vorrichtung 200 Vorratsbehälter auf, um Opferschichten 140 und Referenzmarkierungen 160 auf die Probe 205 anzubringen, die es ermöglichen, während des Analysierens, d.h. des Untersuchens und/oder des Reparierens der Probe 205 die oben beschriebenen nachteiligen Wirkungen zum großen Teil zu vermeiden.
Zum Abscheiden einer Opferschicht 140 weist die Vorrichtung 200 einen ersten Behälter 250 auf, der ein erstes Präkursor-Gas speichert. Der erste Behälter kann hierfür beispielsweise ein Metallcarbonyl, wie etwa Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆), speichern.
Der zweite Vorratsbehälter 255 kann ein zweites Präkursor-Gas bevorraten, das zum Erzeugen von Referenzmarkierungen 160 eingesetzt werden kann. Das zweite Präkursor-Gas kann beispielsweise Tetraethylorthosilicat (TEOS, Si(OC₂H₅)₄) oder Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆) speichern. In einer alternativen Ausführungsform kann der zweite Vorratsbehälter 255 ein zweites Präkursor-Gas in Form eines ersten Ätzgases speichern, das zum Erzeugen erster Referenzmarkierungen in der Form von lokalen Vertiefungen in einem zweiten Teilbereich einer ersten Opferschicht ermöglicht. Ferner kann das erste Ätzgas zum Entfernen des Teils einer ersten Opferschicht eingesetzt werden, der einen zu reparierenden Defekt überdeckt. Das erste Ätzgas kann Xenondifluorid (XeF) in Kombination mit einem additiven Gas, etwa Sauerstoff (O₂) oder Chlor (Cl₂) umfassen. Alternativ kann das erste Ätzgas Nitrosylchlorid (NOCl) umfassen.
Ein dritter Speicherbehälter 260 kann ein additives Gas, beispielsweise ein Halogenid, wie etwa Chlor (Cl₂), ein Reduktionsmittel, beispielsweise Ammoniak (NH₃), oder ein Oxidationsmittel, wie etwa Stickstoffdioxid (NO₂), oder Wasser (H₂O) speichern. Ein additives Gas kann zum Unterstützen des Abscheidens einer Opferschicht 140 und/oder zum Unterstützen beim Generieren von Referenzmarkierungen 160 eingesetzt werden. Zudem kann das additive Gas des dritten Gasspeichers 260 zum Freilegen des Defekts nach dem Erzeugen einer ersten Opferschicht eingesetzt werden. Es ist bevorzugt, das additive Gas Stickstoffdioxid (NO₂) zum Abscheiden von Opferschichten und/oder Wasser (H₂O) zum Ausführen von Ätzprozessen zu verwenden.
Um die auf dem Probentisch 210 angeordnete Probe 205 zu bearbeiten, d.h. deren Defekt(e) 120 zu reparieren, weist die Vorrichtung 200 zumindest drei Vorratsbehälter für zumindest ein drittes und ein viertes Präkursor-Gas auf. Das dritte in dem vierten Behälter 265 gespeicherte Präkursor-Gas kann in der beispielhaften Vorrichtung 200 der 2 drei verschiedene Bearbeitungsgase umfassen. Diese können zum Abscheiden des ersten Teilbereichs, des zumindest einen zweiten Teilbereichs und der elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem ersten und dem zumindest einen zweiten Teilbereich der ersten Opferschicht eingesetzt werden.
Ferner kann der vierte Vorratsbehälter 265 ein drittes Präkursor-Gas in Form eines weiteren Abscheidegases speichern. Letztes wird zum Abscheiden von fehlendem Material auf die Probe 205 mit Hilfe eines Elektronenstrahl-induzierten Abscheideprozesses (EBID, Electron Beam Induced Deposition) verwendet. Anders als etwa das Material der Opferschicht 140 soll das aus dem vierten Vorratsbehälter abgeschiedene Material sehr gut auf der Probe 205 haften und dessen physikalische und optische Eigenschaften soweit wie möglich nachbilden. In dem vierten Vorratsbehälter 265 kann beispielsweise ein Hauptgruppenelementalkoxd gespeichert werden, wie etwa TEOS, oder ein Metallcarbonyl, etwa Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆) oder Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆).
Der fünfte Vorratsbehälter 270 kann ein viertes Präkursor-Gas in Form eines zweiten Ätzgases speichern. Das zweite Ätzgas des fünften Speicherbehälters 270 kann benutzt werden, um überschüssiges Material von der Probe 205 mit Hilfe eines lokalen Elektronenstrahl-induzierten Ätzprozesses (EBIE, Electron Beam Induced Etching) von der Probe 205 zu entfernen. Ein Beispiel eines häufig verwendeten Ätzgases ist Xenondifluorid (XeF₂). Falls der Defekt ein schwer zu ätzendes Material umfasst kann das zweite Ätzgas Nitrosylchlorid (NOCl) umfassen.
Der sechste Vorratsbehälter 275 kann ein weiteres Präkursor-Gas, etwa ein weiteres Abscheidegas oder ein drittes Ätzgas speichern. In einer weiteren Ausführungsform kann der sechste Vorratsbehälter ein zweites additives Gas bevorraten.
Jeder Vorratsbehälter 250, 255, 260, 265, 270, 275 hat in der beispielhaften Vorrichtung 200 der 2 sein eigenes Steuerventil 251, 256, 261, 266, 271, 276, um den pro Zeiteinheit bereitgestellten Betrag des entsprechenden Gases, d.h. den Gasmengenstrom an der Stelle des Auftreffens des Elektronenstrahls 227 zu kontrollieren bzw. zu steuern. Die Steuerventile 251, 256, 261, 266, 271 und 276 werden durch die Steuerungseinheit 245 des Computersystems 240 gesteuert und kontrolliert. Damit lassen sich die Partialdruckverhältnisse der am Bearbeitungsort 229 bereitgestellten Gase in einem weiten Bereich einstellen.
Ferner hat in der beispielhaften Vorrichtung 200 jeder Vorratsbehälter 250, 255, 260, 265, 270, 275 sein eigenen Gaszuleitungssystem 252, 257, 262, 267, 272, 277, das mit einer Düse in der Nähe des Auftreffpunkts des Elektronenstrahls 227 auf der Probe 205 endet. In einer alternativen Ausführungsform (in der 2 nicht repräsentiert) wird ein Gaszuleitungssystem eingesetzt, um mehrere oder alle Bearbeitungsgase in einem gemeinsamen Strom auf die Oberfläche der Probe 205 zu bringen.
In dem in der 2 dargestellten Beispiel sind die Ventile 251, 256, 261, 266, 271, 276 in der Nähe der entsprechenden Behälter 250, 255, 260, 265, 270, 275 angeordnet. In einer alternativen Anordnung können die Steuerventile 251, 256, 261, 266, 271, 276 in der Nähe der entsprechenden Düsen eingebaut werden (in der 2 nicht gezeigt). Anders als in der 2 dargestellt und gegenwärtig nicht bevorzugt, ist es auch möglich, ein oder mehrere der in den Behältern 250, 255, 260, 265, 270, 275 gespeicherten Gase ungerichtet im unteren Teil der Vakuumkammer 202 der Vorrichtung 200 bereitzustellen. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Vorrichtung 200 eine Blende (in der 2 nicht dargestellt) zwischen dem unteren Reaktionsraum 202 und dem oberen Teil der Vorrichtung 200 einzubauen, der den Elektronenstrahl 227 bereitstellt, um ein zu geringes Vakuum in dem oberen Teil der Vorrichtung 200 zu verhindern.
Jeder der Vorratsbehälter 250, 255, 260, 265, 270 und 275 kann sein eigenes Temperatureinstellelement und Kontrollelement haben, das sowohl ein Kühlen wie auch ein Heizen der entsprechenden Vorratsbehälter ermöglicht. Dies ermöglicht das Speichern und das Bereitstellen der Abscheidegase, der additiven Gase und der Ätzgase bei der je-weils optimalen Temperatur (in der 2 nicht gezeigt). Ferner kann bei festen oder flüssigen Präkursoren über die Temperatur des bzw. der Vorratsbehälter der Dampfdruck des bzw. der Präkursor-Gase reguliert. Der Gasmengenstrom gasförmiger Präkursoren kann mit Hilfe eines Massenfluss-Reglers (MFC, mass flow controller) gesteuert werden.
Darüber hinaus kann jedes Zuführungssystem 252, 257, 262, 267, 272 und 277 sein eigenes Temperatureinstellelement und Temperaturkontrollelement umfassen, um alle Prozessgase bei ihrer optimalen Bearbeitungstemperatur an dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls 227 auf der Probe 205 bereitzustellen (in der 2 ebenfalls nicht angegeben). Die Steuerungseinrichtung 245 des Computersystems 240 kann die Temperatureinstellelemente, und die Temperaturkontrollelemente sowohl der Vorratsbehälter 250, 255, 260, 265, 270, 275 als auch der Gaszuleitungssysteme 252, 257, 262, 267, 272, 277 steuern und den Gasmengenstrom durch den bzw. die MFCs regulieren.
Die Vorrichtung 200 der 2 weist ein Pumpensystem zum Erzeugen und zum Aufrechterhalten eines in der Reaktionskammer 202 geforderten Vakuums auf (in der 2 nicht gezeigt). Bei geschlossenen Steuerventilen 251, 256, 261, 266, 271, 276 wird in der Reaktionskammer 202 der Vorrichtung 200 ein Restgasdruck ≤ 10^-6 mbar erreicht. Das Pumpensystem kann separate Pumpensysteme für den oberen Teil der Vorrichtung 200 zum Bereitstellen des Elektronenstrahls 227 und des unteren Teils, der die Reaktionskammer 202 mit dem Probentisch 210 mit der Probe 205 beinhaltet, umfassen. Ferner kann die Vorrichtung 200 in der Nähe des Bearbeitungspunktes 229 des Elektronenstrahls 227 eine Absaugvorrichtung umfassen, um eine definierte lokale Druckbedingung an der Oberfläche der Probe 205 zu definieren (in der 2 nicht dargestellt). Der Einsatz einer zusätzlichen Absaugvorrichtung kann weitgehend verhindern, dass ein oder mehrere volatile Reaktionsprodukte der Abscheidegase, additiven Gase und der Ätzgase, die nicht in den lokalen Teilchenstrahl-induzierten Prozessen gebraucht werden, sich auf der Probe 205 und/oder in der Reaktionskammer 202 abscheiden. Die Funktionen des bzw. der Pumpensysteme und der zusätzlichen Absaugvorrichtung können ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 245 des Computersystems 240 gesteuert und/oder überwacht werden.
Die Steuerungseinrichtung 245, das Computersystem 240 oder eine dedizierte Komponente des Computersystems 240 können für einen identifizierten Defekt 120 die Größe einer oder mehrerer Referenzmarkierungen 160 ermitteln. Die Größe einer Referenzmarkierung 160 umfasst sowohl das Bestimmen von deren Grundfläche als auch von deren Höhe. Ferner können die Steuerungseinrichtung 245, das Computersystem 240 oder eine spezielle Komponente des Computersystems 240 einen Scan-Bereich des Elektronenstrahls 227 ermitteln, der eingesetzt wird, um die Position der Referenzmarkierung(en) 160 abzutasten. Auf Basis dieser Kenntnis kann die Steuerungseinrichtung 245 und/oder das Computersystem 240 eine Größe der Opferschicht(en) 130 bestimmen.
Die Fläche der Opferschicht 140 wählt die Steuerungseinrichtung 245 typischerweise zweimal so groß wie die Fläche des Scan-Bereichs, um eine Drift zwischen der Probe 205 und dem Teilchenstrahl 227 während einer Analyse und/oder eines Reparaturprozesses zu berücksichtigen. Ferner kann die Steuerungseinrichtung 245 aus der Kenntnis der Materialzusammensetzung der Probe 205 ein Präkursor-Gas zum Abscheiden einer oder mehrerer Opferschichten 140 auswählen. Überdies kann die Steuerungseinrichtung 245 ein oder mehrere Präkursor-Gase und ggf. ein additives Gas zum Deponieren einer oder mehrerer Referenzmarkierungen 160 auf den Opferschichten 140 auswählen. Durch die Wahl geeigneter Materialzusammensetzungen der Opferschicht(en) 140 und der Referenzmarkierungen 160 kann die Sichtbarkeit der Referenzmarkierungen 160 vor dem Hintergrund der Opferschicht(en) 140 optimiert werden.
Ähnlich wie für die Referenzmarkierung 160 umfasst die Größe einer Opferschicht 140 neben deren lateralen Abmessungen auch die Dicke der Opferschicht 140. Diese wird so ausgelegt, dass sie einer vorgegebenen Anzahl von Scan-Vorgängen des Teilchenstrahls 227 widersteht. Ferner wird die Dicke der Opferschicht 140 so gewählt, dass sich Komponenten eines in unmittelbarer Nachbarschaft ausgeführten Reparaturprozesses auf der Opferschicht 140 absetzen können, ohne diese zu zerstören. Schließlich wird die Materialzusammensetzung der Opferschicht 140 so gewählt, dass diese mittels eines Reinigungsprozesses, beispielsweise eines nasschemischen und/oder eines mechanischen Reinigungsprozesses, von der Probe 205 entfernt werden kann.
Das untere Teilbild der 2 zeigt eine Reinigungsvorrichtung 290, die eine Reinigungsflüssigkeit 295 aufweist, die eingesetzt wird, um die Probe 205 vor, während und/oder nach Abschluss eines Bearbeitungsvorgangs in der Vorrichtung 200, in dessen Verlauf eine oder mehrere Opferschichten 140 und eine oder mehrere Referenzmarkierungen 160 abgeschieden werden, zu reinigen. Die Opferschicht(en) 140 und die Referenzmarkierung(en) 160 werden gemeinsam in einem üblichen Reinigungsprozess von der Probe 205 entfernt. Die Reinigungsvorrichtung 290 kann eine oder mehrere Ultraschall-Quellen und/oder mehrere Megaschall-Quellen aufweisen (in der 2 nicht dargestellt), die eine Ultraschall- und/oder eine Megaschall-Anregung der Reinigungsflüssigkeit 295 erzeugen können. Darüber hinaus kann die Reinigungsvorrichtung 290 eine oder mehrere Lichtquellen umfassen, die im ultravioletten (UV) und/oder im infraroten (IR) Spektralbereich emittieren, und eingesetzt werden können, einen Reinigungsprozess zu unterstützen.
Die 3a veranschaulicht eine Aufsicht auf einen Ausschnitt 305 auf das Substrat 310 einer Fotomaske 300. Der Ausschnitt 305 der Maske 300 weist ein Pattern-Element 315 und einen Defekt 320 des Substrats 310 auf. In dem in der 3a dargestellten Beispiel weist das Substrat 310 einen Defekt 320 fehlenden Materials auf, der mit einem Teilchenstrahl-induzierten Bearbeitungsprozess repariert werden soll. Der Defekt 320 kann jedoch auch ein Defekt überschüssigen Materials sein. Um eine Drift des Teilchenstrahls bzw. des Elektronenstrahls 227 während des Bearbeitungsvorgangs kompensieren zu können, weist der Ausschnitt 305 vier zweite Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 auf. In dem in der 3a dargestellten Beispiel - wie in den nachfolgenden Beispielen weisen die Referenzmarkierungen 335, 355, 365 und 385 eine zylinderförmige Form auf. Der Durchmesser der Referenzmarkierungen 335, 355, 365 und 385 kann 50 nm betragen und deren Höhe kann 100 nm umfassen.
Die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365 und 385 sind auf den zweiten Opferschichten 330, 350, 370, 380 abgeschieden. Dabei sind die beiden zweiten Opferschichten 330 und 360 auf dem Pattern-Element 315 der Maske 300 deponiert und die beiden zweiten Opferschichten 350 und 380 auf dem Substrat 310 der Maske 300. Die zweiten Opferschichten 330, 350, 370, 380 können aus einem Material oder einer Materialkomposition gefertigt werden, so dass diese nach der Reparatur des Defekts 320 in einfacher Weise von der Maske 300 entfernt werden können, beispielsweise mit Hilfe eines Standardmaskenreinigungsprozesses. Beispielsweise kann Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆) als Präkursor-Gas zum Abscheiden der zweiten Opferschichten 330, 350, 370 und 380 eingesetzt werden.
Die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 werden vorzugsweise mit Hilfe eines anderen oder eines zweiten Präkursor-Gases auf den Opferschichten 330, 350, 360, 380 abgeschieden. Beispiele eines zweiten Präkursor-Gases sind Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆) und Tetraethylorthosilicat (TEOS, Si(OC₂H₅)₄), Es ist günstig, die zweiten Opferschichten 330, 350, 360, 380 und die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 aus verschiedenen Materialien zu fertigen. Dadurch ergibt sich beim Scannen der zweiten Referenzmarkierungen, 335, 355, 365, 385 mit dem geladenen Teilchenstrahl 227 neben einem Topographiekontrast zusätzlich ein Materialkontrast. Dies erleichtert das Bestimmen der Positionen der zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385.
Die gestrichelten Rechtecke geben in der 3a die Scan-Bereiche 332, 352, 362 und 382 an, die der Teilchenstrahl 227 abtastet, um die Positionen der zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 zu bestimmen. Durch die vier Doppelpfeile sind in der 3a die zweiten Referenzabstände 340, 345, 370, 390 zwischen dem Defekt 320 und den Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 veranschaulicht. In der beispielhaften Darstellung der 3a sind vier zweite Referenzmarkierungen 335, 355, 365 und 385 wiedergegeben, um eine Drift während eines Teils des Bearbeitungsprozesses des Defekts 320 zu kompensieren. Eine zweite Referenzmarkierung 335, 355, 365, 385 und ein Referenzabstand 340, 345, 370, 390 sind zum Kompensieren einer Drift ausreichend.
Wie nachfolgend erläutert, werden die vier zweiten Referenzabstände 340, 345, 370 und 390 und die vier zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 verwendet, um eine Drift während des Deponierens einer ersten Opferschicht zum Reparieren des Defekts 320 zu kompensieren. Ferner können die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 zum Kompensieren einer Drift während eines lokalen Ätzprozesses zum Freiätzen des Defekts 320 von einer Opferschicht benutzt werden. Daher dienen die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 lediglich zum Positionieren einer ersten Opferschicht sowie zum Kompensieren einer Drift während des Strukturierens der Opferschicht bezüglich des zu reparierenden Defekts. Zum Kompensieren der Drift während der eigentlichen Defektreparatur werden sie jedoch nicht verwendet.
Die Anforderungen an das Platzieren der ersten Opferschicht sind geringer verglichen mit der eigentlichen Defektreparatur. Aus Gründen der Prozessökonomie kann es daher sinnvoll sein, die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365 und 385 direkt auf der Fotomaske 300 zu deponieren. Diese Modifikation ist in der 3b veranschaulicht.
Die 4 illustriert ein erstes Ausführungsbeispiel des Anbringens einer ersten Opferschicht 400 über den Defekt 320 und um den Defekt 320 des Maskenausschnitts 305 der 3a herum. Die erste Opferschicht 400 ist vollständig auf dem Substrat 310 der Fotomaske 310 deponiert. Der erste Teilbereich 410 der Opferschicht 400 überdeckt den Defekt 320 vollständig und erstreckt sich um den Defekt 320 herum. In einer Modifikation kann der erste Teilbereich 410 der Opferschicht 400 den Defekt 320 nur zum Teil überdecken (in der 4 nicht dargestellt). In einer weiteren bevorzugten Modifikation wird die erste Opferschicht 400 bzw. deren erster Teilbereich 410 so auf dem Substrat 310 der Maske 300 abgeschieden, dass der erste Teilbereich 410 der ersten Opferschicht 400 den Defekt 320 möglichst vollständig berandet (in der 4 ebenfalls nicht gezeigt). Die beiden zuletzt genannten Modifikationen können den Reparaturprozess für den Defekt 320 erleichtern. Wie oben ausgeführt, können die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 zum Kompensieren einer Drift und damit einer präzisen Deposition der ersten Opferschicht bezüglich des Defekts 320 benutzt werden.
In dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste Teilbereich 410 und der zweite Teilbereich 420 der ersten Opferschicht 400 vollflächig miteinander verbunden. Im Bereich der Ecken des zweiten Teilbereichs 420 der ersten Opferschicht 400 sind vier erste Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455 auf dem zweiten Teilbereich 420 der Opferschicht 400 deponiert. Die Scan-Bereiche 422, 432, 442, 452, die ein fokussierter Teilchenstrahl, beispielsweise der Elektronenstrahl 227, abtastet, um die Positionen der ersten Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455 zu bestimmen, sind in der 4 durch die gestrichelten Rechtecke 422,432,442,452 veranschaulicht.
Die 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer ersten Opferschicht 500, die auf und um den Defekt 320 der Maske 300 deponiert ist. In dem Beispiel der 5 überdeckt der erste Teilbereich 510 der ersten Opferschicht 500 den Defekt 320 ebenfalls vollständig und erstreckt sich zusätzlich über den Rand des Defekts 320 hinaus. Ferner umfasst die erste Opferschicht 500 einen ersten zweiten Teilbereich 530, einen zweiten zweiten Teilbereich 540, einen dritten zweiten Teilbereich 550 und einen vierten zweiten Teilbereich 560. Der zweite zweite 540 und der dritte zweite Teilbereich 550 der Opferschicht 500 sind auf dem Substrat 310 der Maske 300 deponiert und weisen eine Überlappung mit dem ersten Teilbereich 510 auf. Der erste zweite 530 und der vierte zweite Teilbereich 560 sind auf dem Pattern-Element 315 der Maske 300 abgeschieden und mit dem ersten Teilbereich 510 der ersten Opferschicht 500 über die elektrisch leitfähigen Stege 570 und 580 bzw. die elektrisch leitfähigen Verbindungen 570 und 580 verbunden. Die Größe des ersten Teilbereichs 510 der ersten Opferschicht 500 ist durch die Größe des Defekts 320 sowie den Fokusdurchmesser des Teilchenstrahls 227 bestimmt, der zur Reparatur des Defekts 320 eingesetzt wird.
Das zweite Ausführungsbeispiel einer ersten Opferschicht 500 veranschaulicht die Flexibilität, mit der eine erste Opferschicht ausgelegt werden kann. Indem ein Teil der zweiten Teilbereiche auf dem Pattern-Element 315 angeordnet wird, können eventuell durch die Defektreparatur verursachte Beschädigungen der Maske minimiert werden. Zudem kann vermieden werden, dass der fokussierte Teilchenstrahl 227 zum Ermitteln der Positionen der Referenzmarkierungen 535, 565 über die Kante des Pattern-Elements 315 scannen muss. Dadurch kann die Präzision der Positionsbestimmung der Referenzmarkierungen 535, 565 optimiert werden.
Auf den vier zweiten Teilbereichen 530, 540, 550, 560 der Opferschicht 500 ist jeweils eine erste Referenzmarkierung 535, 545, 555, 565 abgeschieden. Ferner sind in den zweiten Teilbereichen 530, 540, 550, 560 der ersten Opferschicht 500 die Scan-Bereiche 532, 542, 552, 562 eines fokussierten Teilchenstrahls zum Detektieren der ersten Referenzmarkierungen 535, 545, 555, 565 eingezeichnet. Die Flächen der vier zweiten Teilbereiche 530, 540, 550, 560 der ersten Opferschicht 500 werden so dimensioniert, dass auch bei einer größeren Drift des fokussierten Teilchenstrahls 227 zum Reparieren des Defekts 320 der fokussierte Teilchenstrahl 227 ausschließlich über die zweiten Teilbereiche 530, 540, 550, 560 der ersten Opferschicht 500 rastert. Eine unkontrollierbare lokale elektrostatische Aufladung der ersten Opferschicht 500 kann so zuverlässig vermieden werden. Der Durchmesser der Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555 und 565 kann 50 nm betragen und deren Höhe kann 100 nm aufweisen.
Die erste Opferschicht 400, 500 weist eine elektrisch leitfähige Materialzusammensetzung auf. Beispielsweise kann die Opferschicht 400, 500 durch Ausführen eines lokalen Teilchenstrahl-induzierten Abscheideprozesses mit Hilfe eines Präkursor-Gases, etwa mittels Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆) und ggf. unter Zugabe eines additiven Gases, beispielsweise eines Oxidationsmittels auf das Substrat 310 der Maske 300 bzw. das Pattern-Element 315 der Maske 300 abgeschieden werden. Selbstredend ist es natürlich möglich, ein anderes Material zum Deponieren der ersten leitfähigen Opferschicht 400, 500 zu verwenden, etwa Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆).
Bei der ersten Opferschicht 400 der 4 weist der erste 410 und der zweite Teilbereich 420 die gleiche Materialzusammensetzung auf. Bei der ersten Opferschicht 500 der 5 können der erste Teilbereich 510 und die vier zweiten Teilbereich 530, 540, 550,560 sowie die beiden leitfähigen Verbindungen 570, 580 ebenfalls aus einem einzigen Präkursor-Gas deponiert werden. Es ist aber auch möglich, den ersten Teilbereich 510 und die zweiten Teilbereiche 530, 540, 550, 560 ebenso wie die elektrisch leitfähigen Verbindungen mit Hilfe verschiedener Präkursor-Gase auf dem Substrat 310 bzw. dem Pattern-Element 315 der Maske 300 abzuscheiden.
Es ist günstig, die Fläche der ersten Opferschicht 400, 500 möglichst groß zu dimensionieren. Dadurch kann sich eine elektrostatische Ladung, die beim Scannen der ersten Referenzmarkierungen 530, 540, 550, 560 bei Freiätzen des Defekts 320 und/oder beim Reparieren des Defekts erzeugt werden, über eine große Fläche verteilen. Die erzeugten elektrischen Ladungen ändern somit das elektrostatische Potential der ersten Opferschicht 400,500 nur wenig. Von besonderer Wichtigkeit ist jedoch, dass sich das elektrostatische Potential über die gesamte erste Opferschicht 400, 500 hinweg gleichmäßig oder homogen ändert. Dies bedeutet, der fokussierte Teilchenstrahl 227 sieht beim Abtasten der ersten Referenzmarkierungen 535, 545, 555, 565, beim Ätzen des ersten Teilbereichs 410, 510 sowie beim Bearbeiten des Defekts 320 im Wesentlichen das gleiche elektrostatische Potential und erfährt demzufolge überall die gleiche Ablenkung.
Die Dicke des ersten Teilbereichs 410, 510 der Opferschicht 400, 500 wird so gewählt, dass der erste Teilbereich 410, 510 den Bearbeitungsprozess des Defekts 320 ohne fundamentale Beschädigung übersteht. Die Dicke des zweiten Teilbereichs 420 bzw. der zweiten Teilbereiche 420, 530, 540, 550, 560 der ersten Opferschicht 400, 500 wird so ausgelegt, dass auch durch ein mehrfaches oder ein vielfaches Scannen der ersten Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 der 420 bzw. die zweiten Teilbereiche 420, 530, 540, 550, 560 nicht nachhaltig verändert werden. Die Steuerungseinrichtung 245 und/oder das Computersystem 240 der Vorrichtung 200 kann die Dicken des ersten 410, 510 und/oder des zweiten 420 bzw. der zweiten Teilbereiche 530, 540, 550, 560 der Opferschicht 400, 500 auf der Basis der Kenntnis des Defekts 320 und des fokussierten Teilchenstrahls 227 bestimmen.
Ebenso wie oben im Kontext der zweiten Opferschichten 330, 350, 360, 380 und der zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 beschrieben, ist es auch für den zweiten Teilbereich 420 bzw. die zweiten Teilbereiche 530, 540, 550, 560 günstig, wenn die ersten Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 eine andere Materialzusammensetzung aufweisen als der zweite 420 bzw. die zweiten Teilbereiche 530, 540, 550, 560 der Opferschicht 400, 500. Der zusätzlich zum Topolographiekontrast auftretende Materialkontrast erleichtert das Detektieren der ersten Referenzmarkierungen 425,435, 445,455, 535, 545, 555, 565.
Nach der anhand der 4 und 5 erläuterten Deposition der ersten Opferschicht 400, 500 wird der in den 4 und 5 vollständig von dem ersten Teilbereich 410, 510 überdeckte Defekt 320 freigelegt. Dies erfolgt typischerweise durch einen lokalen Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess. Das hierzu einzusetzende Ätzgas und ein zusätzlich benötigtes additives Gas wird auf Basis der Materialzusammensetzung des ersten Teilbereichs 410, 510 der ersten Opferschicht 400, 500 gewählt. Die Auswahl des bzw. der zu verwendenden Präkursor-Gase kann die Steuerungseinrichtung 245 und/oder das Computersystem 240 vornehmen. Mögliche Ätzgase sind Xenondifluorid (XeF₂) allein oder in Kombination mit Wasser (H₂O). Falls der erste Teilbereich 410, 510 der ersten Opferschicht 400, 500 Chrom als wesentlichen Bestandteil umfasst, kann Nitrosylchlorid (NOCl) in Kombination mit Wasser (H₂O) als Präkursor-Gas in dem lokalen Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess zum Freiätzen des Defekts 320 eingesetzt werden.
Eine Drift des fokussierten Teilchenstrahls 227 relativ zum Defekt wird mit Hilfe der zweiten Referenzabstände 340, 345, 370, 390 und der zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 kompensiert. Hierfür wird der lokale Ätzprozess in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen unterbrochen und der fokussierte Teilchenstrahl 227 der Vorrichtung 200 scannt über die zweiten Opferschichten 330, 350, 360, 380, um die Positionen der zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 zu bestimmen. Aus den Messdaten ermittelt die Steuerungseinrichtung 245 und/oder das Computersystem 240 eine auftretende Drift und korrigiert diese.
Der in der 3a dargestellte Defekt 320 ist ein Defekt fehlenden Materials des Substrats 310 der Fotomaske 300. Falls es sich bei dem Defekt 320 um einen Defekt überschüssigen Materials handelt, kann das Freiätzen des Defekts und das Ätzen des Defekts in einem Prozessschritt erfolgen. Eine Drift des ersten Teils des lokalen Ätzprozesses wird mit Hilfe der zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 korrigiert. Die Drift des zweiten Teils des lokalen Ätzprozesses, indem der eigentliche Defekt geätzt wird, wird mit Hilfe der ersten Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 korrigiert. Die Vorrichtung 200 kann anhand des detektierten Rückstreuelektronen- und/oder Sekundärelektronenspektrums erkennen, ob der erste Teilbereich 410, 510 der ersten Opferschicht 400, 500 oder der Defekt 320 geätzt wird. Bei Bedarf kann das Ätzgas oder die Kombination aus Ätzgas und additivem Gas an den Ätzfortschritt angepasst werden.
In den Beispielen der 4 und 5 überdeckt die Opferschicht 400, 500 den Defekt 320 vollständig. Vor dem Bearbeiten des Defekts 320, eines Defekts fehlenden Substrat-Materials, muss der Teil des ersten Teilbereichs 410, 510 der ersten Opferschicht 400, 500, der den Defekt 320 überdeckt, von dem Defekt 320 entfernt werden. Es ist deshalb günstig, wenn der erste Teilbereich 410, 510 der ersten Opferschicht 400, 500 den Defekt nicht vollflächig überdeckt (in den 4 und 5 nicht dargestellt). Falls der erste Teilbereich 410, 510 sich nur über Teile des Defekts 320 erstreckt, musss vor der eigentlichen Defektreparatur weniger Material von dem Defekt 320 entfernt werden. Im bestmöglichen Fall erstreckt der erste Teilbereich 410, 510 der ersten Opferschicht 400, 500 sich über den gesamten Rand 325 des Defekts 320. Der Ätzschritt des ersten Teilbereichs 410, 510 der Opferschicht 400, 500 kann dadurch eingespart werden. Wie bereits oben ausgeführt, können zum präzisen Abscheiden des ersten Teilbereichs 410, 510 der Opferschicht 400, 500, durch Korrigieren einer Drift während des Abscheidevorgangs, die zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365 und 385 benutzt werden.
Vor Beginn des eigentlichen Defektbearbeitungsprozesses werden noch die Referenzabstände 720, 730, 740, 750 zwischen den ersten Referenzmarkierungen 525, 535, 545, 555 und dem freigeätzten Defekt 320 bestimmt. Die Referenzabstände 720, 730, 740, 750 sind in der 7 wiedergegeben. Im Übrigen entspricht die 7 der 6. Das Bestimmen der Referenzabstände 720, 730, 740, 750 kann durch Scannen des Defekts 320 und der ersten Referenzmarkierungen 525, 535, 545, 555 mit dem fokussierten Teilchenstrahl 227 erfolgen. Die Steuerungseinrichtung 245 und/oder das Computersystem 240 der Vorrichtung 200 können aus den Messdaten die Referenzabstände 720, 730, 740, 750 ermitteln.
Die ersten Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 und die ersten Referenzabstände 720, 730, 740, 750 können nun während der Bearbeitung des Defekts 320 mit Hilfe eines Teilchenstrahl-induzierten Abscheideprozesses benutzt werden, um eine Drift des fokussierten Teilchenstrahls 227 relativ zum zu reparierenden Defekt 320 zu korrigieren. Hierzu wird der lokale Abscheideprozess in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen unterbrochen und die ersten Referenzmarkierungen 535, 545, 555, 565 werden mit dem fokussierten Teilchenstrahl 227 abgetastet. Aus den so gewonnenen Messdaten kann die Steuerungseinrichtung 245 und/oder das Computersystem 240 eine erfolgte Drift bestimmen und korrigieren. Zum Auffüllen des Defekts 320 mit Material des Substrats 310 der Maske 300 kann ein Silizium enthaltendes Präkursor-Gas, wie etwa Tetraethylorthosilicat (TEOS, Si(OC₂H₅)₄), eingesetzt werden.
Wie in den 6 und 7 veranschaulicht, erstreckt sich der erste Teilbereich 410, 510 der Opferschicht 400, 500 um den gesamten Defekt 320. Dadurch kann der erste Teilbereich 410, 510 der Opferschicht 400, 500 das den Defekt 320 umgebende Substrat 310 der Fotomaske 300 wirksam von den Auswirkungen des in unmittelbarer Nähe stattfindenden lokalen Depositionsprozesses schützen. Die 8 illustriert den Maskenausschnitt 305 nach Beendigung des Reparaturprozesses des Defekts 320. Der Defekt 320 ist durch Abscheiden von Substrat-Material 800 vollständig beseitigt. Der lokale Depositionsprozess hat jedoch in unerwünschter Weise auch Substrat-Material 800 auf den ersten Teilbereich 410,510 der ersten Opferschicht 400, 500 um den Defekt 320 herum abgeschieden. In der 8 ist dies durch das Bezugszeichen 850 veranschaulicht.
Die 9 gibt ein SEM-Bild eines Ausschnitts 305 der fotolithographischen Maske 300 der 3a nach dem Entfernen der zweiten Opferschichten 330, 350, 360, 380 samt zugehörigen zweiten Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385 sowie der ersten Opferschicht 400, 500 mit den entsprechenden ersten Referenzmarkierungen 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 wieder. Die Opferschichten 330, 350, 360, 380, 400, 500 mit den darauf befindlichen Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385, 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 sowie dem Substrat-Material 800 im Randbereich 850 des ersten Teilbereichs 510 der Opferschicht 500 hat die Reinigungsflüssigkeit 295 der Reinigungsvorrichtung 290 im Wesentlichen rückstandsfrei von der Fotomaske 300 entfernt. Es ist ein großer Vorteil des beschriebenen Verfahrens, dass die auf einer Probe 205 deponierten Hilfsstrukturen nach Beendigung eines Defektkorrekturprozesses mit Hilfe eines Standardreinigungsprozesses (beispielsweise einer konventionellen Maskenreinigung) von der Probe 205 entfernt werden können.
Es ist aber auch möglich, einen Teil oder die kompletten Opferschichten 330, 350, 360, 380, 400, 500 mit den darauf befindlichen Referenzmarkierungen 335, 355, 365, 385, 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 mit Hilfe eines lokalen Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses von der Maske 300 zu entfernen. Diese Vorgehensweise kann vorteilhaft sein, wenn ein oder mehrere weitere Defekte von einer Probe 205 repariert werden sollen, wobei die deponierten Hilfsstrukturen stören können. Das alternative Entfernen kann in der Vorrichtung 200 ausgeführt werden, ohne dass die Probe 205 unter Brechen des Vakuums aus der Vorrichtung 200 entnommen werden muss.
Das Diagramm 1095 der 10 zeigt eine Aufnahme eines Ausschnitts eines Stempels 1000 für die Nanoprägelithographie (NIL). Die Aufnahme des Diagramms 1095 der 10 gibt - ebenso wie das nachfolgende Diagramm 1195 der 11 - eine Rastertransmissionselektronenmikroskop- (STEM)-Aufnahme wieder, die mit Hilfe einer ringförmigen Anordnung von Dunkelfelddetektoren (HAADF, high-angle annular dark field) aufgenommen ist.
In den NIL-Stempel 1000 sollen in periodischem Abstand oder in unregelmäßigen Abständen Vertiefungen 1010 geätzt werden. Der Ätzprozess wird mit der anhand der 2 beschriebenen Vorrichtung 200 ausgeführt. Dies bedeutet, es wird ein EBIE-Prozess ausgeführt. Um den Stempel 1000 während des lokalen Ätzprozesses zu schützen, ist auf den zu bearbeitenden Bereich des Stempels 1000, d.h. den Bereich, in dem die Vertiefungen 1020 erzeugt werden sollen, ganzflächig eine Opferschicht 1010 in Form einer „hard mask“ abgeschieden. Die Opferschicht 1010 wird mit Hilfe eines EBID-Prozesses unter Verwendung eines Präkursor-Gases auf dem Stempel 1000 deponiert. In den Beispielen der 10 und 11 wird das Präkursor-Gas Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆) eingesetzt. Das Diagramm 1095 weist eine dicke Opferschicht 1010 auf. Eine dicke Opferschicht 1010 kann eine Dicke im Bereich von 100 nm aufweisen.
In den in den 10 und 11 wiedergegebenen Beispielen erfolgt das Ätzen der Vertiefungen 1020 durch die Opferschicht 1010 hindurch. Die Opferschicht 1010 hat die Funktion die Oberfläche 1030 des Stempels 1000 um die zu erzeugenden Vertiefungen 1020 während des Ätzprozesses wirksam zu schützen. Ferner soll die Opferschicht 1010 die beim Ätzen an der Oberfläche 1030 des NIL-Stempels 1000 auftretende Kantenverrundung 1040 minimieren. Zudem hat die Opferschicht 1010 die Aufgabe, den Seitenwandwinkel 1050 der erzeugten Vertiefung 1020 zu maximieren, so dass die geätzten Vertiefungen 1020 einen Seitenwandwinkel 1050 aufweisen, der einem rechten Winkel bezogen auf die Oberfläche 1030 des Stempels 1000 möglichst nahekommt.
Das Diagramm 1195 der 11 reproduziert das Diagramm 1095 der 10 mit dem Unterschied, dass die auf Basis des Präkursor-Gases Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆) abgeschiedene Opferschicht 1120 lediglich eine geringere Dicke aufweist. Beispielsweise kann die Opferschicht 1110 der 11 etwa halb so dick sein wie Opferschicht 1010 der 10.
Die Diagramme 1200, 1300 und 1400 der 12 bis 14 präsentieren Messdaten der in den 10 und 11 dargestellten Vertiefungen 1020, 1120 der NIL-Stempel 1000 und 1100. Die Messdaten der Vertiefungen 1120, die durch eine dünne Opferschicht 1110 hindurch geätzt wurden, sind in den Diagrammen 1200 bis 1400 durch den Buchstaben (b) bezeichnet. Die Messdaten der Lamellen 1020, die durch eine dicke Opferschicht 1010 hindurch geätzt wurden, sind in den Diagrammen 1200 bis 1400 durch den Buchstaben (c) repräsentiert. Für Vergleichszecke wurden an einem NIL-Stempel ein Ätzprozess zum Erzeugen der Vertiefungen 1020, 1120 ausgeführt, ohne vorheriges Aufbringen einer schützenden Opferschicht 1010, 1110. Die Messdaten dieses Ätzprozesses sind in den nachfolgenden Diagrammen 1200 bis 1400 durch den Buchstaben (a) gekennzeichnet.
Das Diagramm 1200 der 12 zeigt die Breite der erzeugten Vertiefungen 1020, 1120 als Funktion der Ätztiefe. Die Breite oder der Durchmesser der geätzten Vertiefungen 1020, 1120 wird bei den in der 12 präsentierten Messdaten bei einer Tiefe gemessen, die 10 % der vorgegebenen Ätztiefe entspricht. Im Vergleich mit einer Ätzung bei der der NIL-Stempel 1000, 1100 mit keiner Opferschicht 1010, 1110 überdeckt ist, weisen die geätzten Vertiefungen ohne schützende Opferschicht 1010,1110 (a) einen signifikant größeren Durchmesser auf.
Im Diagramm 1300 der 13 sind die Messdaten der geätzten Vertiefungen 1020, 1120 wiedergegeben, wobei die Breite der Vertiefungen 1020, 1120 bzw. deren Durchmesser bei einer Tiefe gemessen wurde, die 50 % der nominellen Ätztiefe entspricht. Ohne Opferschicht 1010,1110 erzeugte Vertiefungen 1020, 1120 weisen auch bei einer Tiefe von 50 % noch immer einen größeren Durchmesser auf als Vertiefungen 1020, 1120, die durch eine Opferschicht 1010,1110 hindurch geätzt wurden. Aus einem Vergleich der Diagramme 1200 und 1300 wird jedoch ersichtlich, dass sich die Unterschiede mit wachsendem Abstand von der Oberfläche 1030, 1130 verringern.
Das Diagramm 1400 der 14 stellt den gemessenen Seitenwandwinkel der drei beschriebenen Messdatensätze als Funktion der generierten Vertiefung 1020, 1120 dar. Mit aufgebrachter Opferschicht 1010, 1110 ist der Seitenwandwinkel einer geätzten Vertiefung 1020,1120 vergrößert im Vergleich zu einem EBIE-Prozesses, der ohne Schutz einer Opferschicht 1010, 1110 ausgeführt wird.
Die Diagramme 1595, 1695 und 1795 der 15 bis 17 zeigen einen vergrößerten Ausschnitt der in den 10 und 11 veranschaulichten Ätzprozesse zum Erzeugen einer Vertiefung in einem NIL-Stempel mit Hilfe eines EBIE-Prozesses. Der EBIE-Prozess wird durch den fokussierten Teilchenstrahl 227 der Vorrichtung 200 in Kombination mit einem Ätzgas und ggf. einem additiven Gas ausgeführt. Wie bereits oben erläutert, sind die bevorzugten Teilchen des fokussierten Teilchenstrahls 227 Elektronen.
Vor dem Ätzen der Vertiefung 1520, 1620, 1720 wird auf die Oberfläche 1530 des Teils, in dem die Vertiefung 1520, 1020, 1720 gefertigt werden soll, eine Opferschicht 1510 deponiert. Dies bedeutet, der Ätzprozess erfolgt - wie in den Beispielen der 10 und 11 erläutert - durch die Opferschicht 1510 hindurch. Die Opferschicht 1510 kann eine der Opferschichten 1010, 1110 der 10 oder 11 sein. Es ist natürlich auch möglich, zum Abscheiden der Opferschicht 1510 ein anderes Präkursor-Gas, etwa ein anderen Metallcarbonyl, beispielsweise Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆), zu verwenden.
Das Diagramm 1595 der 15 veranschaulicht das Ergebnis eines Ätzprozesses, bei dem ein Ätzgas, eine Kombination aus zwei oder mehr Ätzgasen oder ein Ätzgas und ein additives Gas eingesetzt wird, das die Opferschicht 1510 mit einer größeren Rate ätzt als das Material des NIL-Stempels 1500. Durch die größere Ätzrate der Opferschicht 1510 weicht diese mit zunehmender Ätzdauer immer mehr vom Rand der geplanten Vertiefung 1520 zurück. Die dadurch freigelegte Oberfläche 1530 des Stempels 1500 ist schutzlos der weiteren Einwirkung des EBIE-Prozesses ausgesetzt. Die Kante der Oberfläche 1530 entlang der Vertiefung 1520 erfährt durch den Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozess eine starke Verrundung 1540. Zudem generiert der EBIE-Prozess eher eine Vertiefung 1520 mit einer trichterförmigen Struktur mit einem Seitenwandwinkel 1550, der deutlich kleiner als 90° ist.
Das Diagramm 1695 der 16 illustriert das Ergebnis eines EBIE-Prozesses, bei dem das Material des Stempels 1500 mit einer größeren Rate geätzt wird als das Material der Opferschicht 1010. Nachdem der Teilchenstrahl-induzierte Ätzprozess eine Öffnung in der Opferschicht 1510 erzeugt hat, schreitet dieser in dem Stempel 1500 mit größerer Rate voran als in der Opferschicht 1510. Dadurch wird eine unerwünschte Unterätzung 1640 der Opferschicht 1510 generiert. Zudem weicht der Seitenwandwinkel 1650 der Vertiefung 1620 deutlich von dem vorgegebenen rechten Winkel bezogen auf die Oberfläche 1530 des Stempels 1500 ab. Insgesamt weicht die generierte Vertiefung 1620 drastisch von der vorgegebenen Zylinderform ab.
Das Diagramm 1795 der 17 präsentiert eine Vertiefung 1720 nach Abschluss eines EBIE-Prozesses, dessen Ätzgas das Material der Opferschicht 1510 und das Material des NIL-Stempels 1500 mit der gleichen Rate ätzt. Die Kantenverrundung 1740 beim Übergang von der Oberfläche 1530 in die Vertiefung 1720 wird durch gleichförmiges Ätzen der Opferschicht 1510 und des Stempels 1500 minimiert. Darüber hinaus erzeugt ein EBIE-Prozess, der die Opferschicht 1510 und den Stempel 1500 mit gleicher Rate ätzt, einen maximal großen Seitenwandwinkel 1750.
Beim Ausführen eines Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses durch eine Opferschicht 1510 hindurch ist es deshalb besonders vorteilhaft, den EBIE-Prozess so zu gestalten, dass die Bedingung einer gleichen Ätzrate für eine Opferschicht 1510 und eine Probe 205,300,1500 erfüllt ist. Bei vorgegebenem Ätzgas kann dies durch Wahl eines geeigneten Materials für die Opferschicht 1510 erfolgen. Bei vorgegebenem Material der Opferschicht 1510 kann ein Ätzgas, eine Kombination verschiedener Ätzgase und/oder ein Ätzgas und zumindest ein additives Gas gewählt werden, das die Opferschicht 1510 und die Probe 205, 300,1500 mit im Wesentlichen der gleichen Rate ätzt. Besonders günstig ist es, wenn sowohl das Material der Opferschicht 1510 als auch das Ätzgas wählbar sind.
Schließlich zeigt die 18 ein Flussdiagramm 1800 eines in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahrens zum Reparieren eines Defekts 320 einer Probe 205, 300, 1500. Das Verfahren beginnt bei Schritt 1810. In einem ersten Schritt 1820 wird eine Defektkarte für eine Probe 205, 300, 1500 mit einem fokussierten Teilchenstrahl 227 bestimmt. Die Defektkarte weist zumindest einen Defekt 320 auf. Der zumindest eine Defekt 320 einer Probe 205, 300, 1500 kann mit dem fokussierten Teilchenstrahl 227 der Vorrichtung 200 abgetastet werden. Die Steuerungsvorrichtung 245 und/oder das Computersystem 240 der Vorrichtung 200 kann aus den durch den fokussierten Teilchenstrahl 227 generierten Messdaten eine Defektkarte für die Probe 205, 300, 1500 bestimmen.
Im nächsten Schritt 1830 wird zumindest eine zweite lokale Opferschicht 330, 350, 370, 380 auf der Probe 205, 300, 1500 erzeugt. Die zumindest eine zweite lokale Opferschicht 330, 350, 370, 380 kann von der Vorrichtung 200 durch Ausführen eines E-BID-Prozesses auf der Probe 205, 300,1500 abgeschieden werden.
Sodann wird bei Schritt 1840 zumindest eine zweite Referenzmarkierung 335, 355, 365, 385 auf der zumindest einen zweiten lokalen Opferschicht 330, 350, 360, 380 erzeugt. Die zumindest eine zweite Referenzmarkierung 335, 355, 365, 385 weist einen größeren Abstand von dem zumindest einen Defekt 320 auf als zumindest eine erste Referenzmarkierung 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565. Die zumindest eine zweite Referenzmarkierung 335, 355, 365, 385 kann von der Vorrichtung 200 durch Ausführen eines Teilchenstrahl-induzierten Abscheideprozesses erzeugt werden.
Die Schritte 1820, 1830 und 1840 sind optionale Schritte eines Verfahrens zum Reparieren zumindest eines Defekts 320 einer Probe 205, 300, 1500. In der 18 sind diese Schritte deshalb durch gestrichelte Umrandungen symbolisiert.
In Schritt 1850 wird zumindest eine erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht 400, 500 erzeugt, wobei die erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht 400, 500 einen ersten Teilbereich 410,510 und zumindest einen zweiten Teilbereich 420, 530, 540, 550,560 aufweist, wobei der erste Teilbereich 410, 510 an den zumindest einen Defekt 320 angrenzt, und wobei der erste Teilbereich 410,510 und der zumindest eine zweite Teilbereich 420, 530, 540, 550, 560 elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. Die Vorrichtung 200 kann durch Ausführen eines EBID-Prozesses die erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht 400, 500 auf der Probe 205, 300, 1500 erzeugen.
Im nächsten Schritt 1860 wird zumindest eine erste Referenzmarkierung 425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565 auf dem zumindest einen zweiten Teil 420, 530, 540, 550, 560 der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht 400, 500 zum Korrigieren einer Drift des fokussierten Teilchenstrahls 227 bezüglich des zumindest einen Defekts 320 während des Reparierens des zumindest einen Defekts 320 erzeugt. Dieser Prozessschritt kann mit Hilfe des fokussierten Teilchenstrahls 227 der Vorrichtung 200 in Kombination mit zumindest einem Präkursor-Gas ausgeführt werden. Schließlich endet das Verfahren bei Schritt 1870.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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DE 102018217925 A1 [0012]

Claims

Verfahren (1800) zum Reparieren zumindest eines Defekts (320) einer Probe (205, 300, 1500) mit einem fokussierten Teilchenstrahl (227), das Verfahren (1800) die Schritte aufweisend: a. Erzeugen (1850) zumindest einer ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400, 500) auf der Probe (205, 300, 1500), wobei die erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht (400, 500) einen ersten Teilbereich (410, 510) und zumindest einen zweiten Teilbereich (420, 530, 540,550,560) aufweist, wobei der erste Teilbereich (410, 510) an den zumindest einen Defekt (320) angrenzt, und wobei der erste Teilbereich (410,510) und der zumindest eine zweite Teilbereich (420, 530, 540, 550,560) elektrisch leitend miteinander verbunden sind (570, 580); und b. Erzeugen (1860) zumindest einer ersten Referenzmarkierung (425, 435, 445,455, 535, 545, 555, 565) auf dem zumindest einen zweiten Teilbereich (420, 530, 540, 550, 560) der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400, 500) zum Korrigieren einer Drift des fokussierten Teilchenstrahls (227) bezüglich des zumindest einen Defekts (320) während des Reparierens des zumindest einen Defekts (320).
Verfahren (1800) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Angrenzen des ersten Teilbereichs (410,510) an den zumindest einen Defekt (320) zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: Angrenzen des ersten Teilbereichs (410,510) an einen Rand (325) des zumindest einen Defekts (320), teilweises Überdecken des zumindest einen Defekts (320) durch den ersten Teilbereich (410,510), und vollständiges Überdecken des zumindest einen Defekts (320) durch den ersten Teilbereich (410, 510).
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen zumindest eines ersten Referenzabstands (720, 730, 740, 750) zwischen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung (425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565) und dem zumindest einen Defekt (320) vor Beginn des Reparierens des zumindest einen Defekts (320).
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine zweite Teilbereich (430, 530, 540, 550. 560) sich über zumindest einen Scan-Bereich (422, 432, 442, 452, 532, 542, 552, 562) des fokussierten Teilchenstrahls (227) zum Detektieren der zumindest einen ersten Referenzmarkierung (425,435,445,455, 535, 545, 555, 565) erstreckt.
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400, 500) umfasst: Abscheiden der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400, 500) durch den fokussierten Teilchenstrahl (227) in Kombination mit zumindest einem ersten Präkursor-Gas.
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen der zumindest einen ersten Referenzmarkierung (425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565) umfasst: Abscheiden der zumindest einen ersten Referenzmarkierung (425,435, 445,455, 535, 545, 555, 565) mit dem fokussierten Teilchenstrahl (227) in Kombination mit zumindest einem zweiten Präkursor-Gas.
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Entfernen des Teils des ersten Teilbereichs (410,510) der ersten Opferschicht (400, 500), der den zumindest einen Defekt (320) überdeckt, vor dem Reparieren des zumindest einen Defekts (320).
Verfahren (1800) nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der zumindest eine Defekt (320) einen Defekt überschüssigen Materials umfasst, und wobei das Verfahren (1800) ferner umfasst: Reparieren des zumindest einen Defekts (320) zumindest teilweise durch die erste Opferschicht (400, 500,1510) hindurch.
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste (410,510) und der zumindest eine zweite Teilbereich (420, 530, 540, 550, 560) der ersten Opferschicht (400, 500) laterale Ausdehnungen aufweisen, so dass das Reparieren des zumindest einen Defekts (320) einen Bildausschnitt, der den zumindest einen Defekt (320) umfasst, um nicht mehr als 10%, bevorzugt nicht mehr als 5%, mehr bevorzugt nicht mehr als 2%, und am meisten bevorzugt nicht mehr als 1% verzerrt.
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Defekt (320) einen Defekt überschüssigen Materials umfasst, und wobei das Reparieren des zumindest einen Defekts umfasst: Wählen einer Materialzusammensetzung des ersten Teilbereichs (410,510) der ersten Opferschicht (400, 500, 1510), eines zweiten Ätzgases, und/oder zumindest eines additiven Gases, so dass eine Ätzrate eines durch einen fokussierten Teilchenstrahl-induzierten Ätzprozesses für den zumindest einen Defekt (320) und den ersten Teilbereich (410, 510) im Wesentlichen gleich ist.
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Scannen der Probe (205, 300, 1500) mit dem fokussierten Teilchenstrahl (227) zum Erzeugen einer Defektkarte der Probe (205, 300, 1500).
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Erzeugen zumindest einer zweiten Referenzmarkierung (335, 355, 365, 385) auf der Probe (205, 300,1500), und Bestimmen zumindest eines zweiten Referenzabstands (340, 345, 370, 390) zwischen der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung (335, 355, 365, 385) und dem zumindest einen Defekt (320) vor Beginn des Erzeugens der ersten Opferschicht (400, 500).
Verfahren (1800) nach einem der Ansprüche 1-11, ferner umfassend: Erzeugen zumindest einer zweiten Opferschicht (330, 350, 360, 380) auf der Probe (205, 300, 1500), Abscheiden zumindest einer zweiten Referenzmarkierung (335. 355, 365, 385) auf der zumindest einen zweiten Opferschicht (330, 350, 360, 380), und Bestimmen zumindest eines zweiten Referenzabstands (340, 345, 370, 390) zwischen der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung (335, 345, 365, 385) und dem zumindest einen Defekt (320) vor Beginn des Erzeugens der ersten Opferschicht (400, 500).
Verfahren (1800) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der zumindest eine zweite Referenzabstand (340, 345, 370, 390) größer als der zumindest eine erste Referenzabstand (720, 730, 740, 750) ist.
Verfahren (1800) nach einem der Ansprüche 12-14, ferner umfassend: Korrigieren einer Drift während des Ausführens zumindest eines Elements aus der Gruppe: Erzeugen der ersten Opferschicht (400, 500) und Entfernen eines Teils des ersten Teilbereichs (410,510) der ersten Opferschicht (400, 500), der den zumindest einen Defekt (320) überdeckt, von dem zumindest einen Defekt (320) durch Verwenden der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung (335, 355, 365, 385) und des zumindest einen zweiten Referenzabstands (340, 345, 370, 390).
Verfahren (1800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht (400, 500) und der zumindest einen ersten Referenzmarkierung (425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565) von der Probe (205, 300,1500) in einem nasschemischen und/oder einem mechanischen Reinigungsprozess.
Verfahren (1800) nach einem der Ansprüche 12-15, ferner umfassend: Gemeinsames Entfernen der ersten Opferschicht (400, 500), der zumindest einen ersten Referenzmarkierung (425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565) und der zumindest einen zweiten Referenzmarkierung (335, 355, 365, 385) von der Probe (205, 300, 150000) in einem nasschemischen und/oder einem mechanischen Reinigungsprozess.
Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, die ein Computersystem (240) veranlassen, die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen.
Vorrichtung (200) zum Reparieren zumindest eines Defekts (320) einer Probe (205, 300, 1500) mit einem fokussierten Teilchenstrahl (227) aufweisend: a. Mittel zum Erzeugen zumindest einer ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400, 500) auf der Probe (205, 300, 1500), wobei die erste lokale, elektrisch leitfähige Opferschicht (400, 500) einen ersten Teilbereich (410, 510) und zumindest einen zweiten Teilbereich (420, 530,540,550,560) aufweist, wobei der erste Teilbereich (410, 510) an den zumindest einen Defekt (320) angrenzt, und wobei der erste Teilbereich (410, 510) und der zumindest eine zweite Teilbereich (420, 530, 540, 550, 560) elektrisch leitend miteinander verbunden sind; und b. Mittel zum Erzeugen zumindest einer ersten Referenzmarkierung (425, 435, 445, 455, 535, 545, 555, 565) auf dem zumindest einen zweiten Teilbereich (420, 530, 540, 550, 560) der ersten lokalen, elektrisch leitfähigen Opferschicht (400, 500) zum Korrigieren einer Drift des fokussierten Teilchenstrahls (227) bezüglich des zumindest einen Defekts (320) während des Reparierens des zumindest einen Defekts (320).
Vorrichtung (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Mittel zum Erzeugen der ersten Opferschicht (400, 500) zumindest einen Elektronenstrahl (227) umfasst, und wobei die Vorrichtung (200) eingerichtet ist, den Elektronenstrahl (227) auf einen Durchmesser < 2 nm zu fokussieren bei einer kinetischen Energie der auf die Probe (205, 300, 1500) auftreffenden Elektronen < 3000 eV, bevorzugt < 1500 eV, mehr bevorzugt < 1000 eV, noch mehr bevorzugt < 800 eV, und am meisten bevorzugt < 600 eV.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 19 oder 20, eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1-17.