DE102022121129A1

DE102022121129A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie

Info

Publication number: DE102022121129A1
Application number: DE102022121129.0A
Authority: DE
Inventors: Daniel RHINOW; Michael Budach; Daniel Alexander Emmrich; Petra Spies; Julian Braun; Christian Rensing; Robert Stelzner; Nicole Auth; George-Gabriel Baralia; Christian Felix Hermanns; David Lämmle; Hans-Michael Solowan
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2023-08-17

Abstract

Verfahren zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts (D) einer Photomaske (100) für die Mikrolithographie, mit den Schritten:a) Bereitstellen (S1) eines aktivierenden Elektronenstrahls (202) und mindestens eines Prozessgases (222) im Bereich (228) eines Defekts (D) der Photomaske (100) zum Reparieren des Defekts (D), wobei der Elektronenstrahl (202) mithilfe einer Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') bereitgestellt wird, und ein Teil des mindestens einen bereitgestellten Prozessgases (222) in einen Bereich (250) eines Bauteils (218, 218', 278) der Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') gelangt, undb) Bereitstellen (S2) mindestens eines Spülgases (238) zum Spülen des Bauteils (218, 218', 278).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden.
Die Masken (Photomasken) für die Mikrolithographie weisen dabei selbst Strukturgrößen auf, die im Bereich von einigen Nanometern bis zu mehreren 100 nm liegen. Die Herstellung solcher Photomasken ist sehr aufwändig und daher kostenintensiv. Dies ist insbesondere der Fall, da die Photomasken defektfrei sein müssen, um sicherzustellen, dass eine mittels der Photomasken auf dem Siliziumwafer erzeugte Struktur die erwünschte Funktion aufweist. Insbesondere ist die Qualität der Strukturen auf der Photomaske entscheidend für die Güte der mittels der Photomaske auf dem Wafer erzeugten integrierten Schaltungen.
Aus diesem Grund werden Photomasken für die Mikrolithographie auf das Vorhandensein von Defekten geprüft und gefundene Defekte gezielt repariert. Typische Defekte umfassen das Fehlen von vorgesehenen Strukturen, da beispielsweise ein Ätzvorgang nicht erfolgreich ablief, und das Vorhandensein von nicht vorgesehenen Strukturen, da beispielsweise ein Ätzvorgang zu schnell vorangeschritten ist oder an einer falschen Stelle gewirkt hat. Diese Defekte lassen sich durch gezieltes Ätzen von überschüssigem Material oder gezieltes Abscheiden von zusätzlichem Material an den entsprechenden Positionen beseitigen, was beispielsweise mittels Elektronenstrahl-induzierten Prozessen (FEBIP, für engl. „focussed electron beam induced processing“) sehr gezielt möglich ist.
DE 10 2017 208 114 A1 beschreibt ein Verfahren zum Teilchenstrahl-induzierten Ätzen einer photolithographischen Maske. Hierbei wird ein Teilchenstrahl, insbesondere ein Elektronenstrahl, und ein Ätzgas an einer zu ätzenden Stelle der photolithographischen Maske bereitgestellt. Der Teilchenstrahl aktiviert eine lokale chemische Reaktion zwischen einem Material der photolithographischen Maske und dem Ätzgas, wodurch lokal Material von der photolithographischen Maske abgetragen wird.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie bereitzustellen.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

a) Bereitstellen eines aktivierenden Elektronenstrahls und mindestens eines Prozessgases im Bereich eines Defekts der Photomaske zum Reparieren des Defekts, wobei der Elektronenstrahl mithilfe einer Elektronenstrahleinrichtung bereitgestellt wird, und ein Teil des mindestens einen bereitgestellten Prozessgases in einen Bereich eines Bauteils der Elektronenstrahleinrichtung gelangt, und
b) Bereitstellen mindestens eines Spülgases zum Spülen des Bauteils.

Der Defekt der Photomaske wird mittels eines Elektronenstrahl-induzierten Prozesses repariert, bei dem es zum Ätzen von Material der Photomaske oder zum Deponieren von Material auf der Photomaske kommt. Die dabei verwendeten Prozessgase wechselwirken allerdings nicht nur mit der Oberfläche der Photomaske, sondern können auch mit anderen Oberflächen der Reparaturvorrichtung, insbesondere der Elektronenstrahleinrichtung wechselwirken. Da der fokussierte Elektronenstrahl auf den zu reparierenden Defekt gelenkt wird, ist ein Gasaustausch zwischen dem Reaktionsraum oberhalb der Photomaske und der Elektronenstrahleinrichtung (z. B. der Elektronensäule) möglich. Insbesondere kann ein Teil des Prozessgases und etwaige Reaktionsprodukte in Kontakt mit Bauteilen und Komponenten der Elektronenstrahleinrichtung kommen. Dies gilt besonders für den Fall, dass Elektronenstrahl-induzierte Prozesse mit hohen Partialdrücken und -flüssen der Prozessgase durchgeführt werden. Die in die Elektronenstrahleinrichtung (z. B. Elektronensäule) gelangenden Prozessgase können die Oberflächen von Bauteilen beispielsweise chemisch verändern und damit möglicherweise die Funktion der Bauteile beeinträchtigen. Beispielsweise können korrosive Prozessgase wie Xenondifluorid (XeF₂) die Oberfläche elektrisch isolierender Bauteile eines Rückstreuelektronendetektors der Elektronenstrahleinrichtung so verändern, dass sie ihre Isolationsfähigkeit sukzessive verlieren.
Durch Spülen des Bauteils mit dem mindestens einen Spülgas wird eine physikalische und/oder chemische Veränderung des Bauteils, insbesondere der Oberfläche des Bauteils, und damit eine Beeinträchtigung einer Funktion des Bauteils verhindert oder zumindest teilweise rückgängig gemacht.
Das Spülen des Bauteils mit dem mindestens einen Spülgas erfolgt insbesondere durch Einbringen des mindestens einen Spülgases (direkt oder indirekt) in den Bereich des Bauteils.
Das Spülen in Schritt a) erfolgt insbesondere derart, dass während des Spülens und/oder durch das Spülen mindestens ein Bereich benachbart zu einer Oberfläche (insbesondere einer freiliegenden Oberfläche) des Bauteils und/oder die Oberfläche (z. B. im Wesentlichen) frei von dem Prozessgas ist, wobei der Bereich benachbart zu der Oberfläche die Oberfläche beispielsweise umfasst. Mit anderen Worten ist während des Spülens und/oder durch das Spülen mindestens eine Oberfläche des Bauteils (insbesondere eine freiliegende Oberfläche) und/oder ein Abschnitt der Oberfläche lediglich mit Spülgas in Kontakt, nicht aber mit Prozessgas in Kontakt.
Der Bereich des Bauteils, in den ein Teil des mindestens einen Prozessgases gelangt und in welchen das mindestens eine Spülgas eingebracht wird, ist insbesondere ein Volumen, in welchem das Bauteil zumindest teilweise angeordnet ist. Das Volumen umfasst insbesondere zumindest eine Oberfläche des Bauteils. Zum Beispiel ist der Bereich des Bauteils ein Innenraum eines Gehäuses, in welchem das Bauteil zumindest teilweise angeordnet ist.
Das Spülen des Bauteils weist beispielsweise ein Umströmen des Bauteils und/oder zumindest einer Oberfläche des Bauteils mit dem mindestens einen Spülgas auf. Das Umströmen erfolgt insbesondere derart, dass das mindestens eine Spülgas mit dem Bauteil, insbesondere mit der zumindest einen Oberfläche des Bauteils, in Kontakt kommt.
In Ausführungsformen kann ein Teil des mindestens einen bereitgestellten Prozessgases in Schritt a) auch in einen Bereich oder einen jeweiligen Bereich mehrerer Bauteile der Elektronenstrahleinrichtung gelangen. In diesem Fall kann das mindestens eine Spülgas in Schritt b) zum Spülen der mehreren Bauteile bereitgestellt werden.
Das Reparieren des Defekts in Schritt a) umfasst beispielsweise ein Ätzen des Defekts, bei dem auf der Photomaske lokal Material abgetragen wird, oder ein Deponieren von Material auf der Photomaske im Bereich des Defekts. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann in Schritt a) beispielsweise eine überflüssige Struktur im Bereich des Defekts besser weggeätzt werden, oder es kann eine fehlende Struktur im Bereich des Defekts besser ergänzt werden.
Die Photomaske für die Mikrolithographie ist beispielsweise eine Photomaske für eine EUV-Lithographieanlage. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (von engl. „extreme ultraviolet“) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm, insbesondere 13,5 nm. In einer EUV-Lithographieanlage wird mittels eines Strahlformungs- und Beleuchtungssystems EUV-Strahlung auf eine Photomaske (engl. „reticle“) geleitet, welche insbesondere als reflektives optisches Element ausgebildet ist (reflektive Photomaske). Die Photomaske weist eine Struktur auf, welche mittels eines Projektionssystems der EUV-Lithographieanlage verkleinert auf einen Wafer oder dergleichen abgebildet wird.
Die Photomaske für die Mikrolithographie kann beispielsweise auch eine Photomaske für eine DUV-Lithographieanlage sein. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (von engl. „deep ultraviolet“) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm, insbesondere 193 nm oder 248 nm. In einer DUV-Lithographieanlage wird mittels eines Strahlformungs- und Beleuchtungssystems DUV-Strahlung auf eine Photomaske geleitet, welche insbesondere als transmissives optisches Element ausgebildet ist (transmissive Photomaske). Die Photomaske weist eine Struktur auf, welche mittels eines Projektionssystems der DUV-Lithographieanlage verkleinert auf einen Wafer oder dergleichen abgebildet wird.
Die Photomaske für die Mikrolithographie weist beispielsweise ein Substrat und eine auf dem Substrat durch eine Beschichtung gebildete Struktur auf. Die Photomaske ist beispielsweise eine transmissive Photomaske, bei der das abzubildende Muster in Form einer absorbierenden (d. h. undurchlässigen oder teilundurchlässigen) Beschichtung auf einem transparenten Substrat realisiert ist. Alternativ kann die Photomaske, insbesondere für den Einsatz bei der EUV-Lithographie, auch beispielsweise eine reflektive Photomaske sein. Die Photomaske kann auch eine Maske für die Nanoimprintlithographie (NIL) sein.
Das Substrat umfasst beispielsweise Siliziumdioxid (SiO2), z.B. Quarzglas. Die strukturierte Beschichtung umfasst beispielsweise Chrom, Chromverbindungen, Tantalverbindungen und/oder Verbindungen aus Silizium, Stickstoff, Sauerstoff und/oder Molybdän. Das Substrat und/oder die Beschichtung können auch andere Materialien umfassen.
Das Substrat kann im Fall einer Photomaske für eine EUV-Lithographieanlage eine alternierende Folge von Molybdän- und Silizium-Schichten umfassen.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann ein Defekt einer Photomaske, insbesondere ein Defekt einer strukturierten Beschichtung der Photomaske, repariert werden.
In Schritt a) kann beispielsweise auch ein Bild zumindest eines Teils der Photomaske, in welchem der Defekt erfasst, insbesondere vollständig erfasst ist, bereitgestellt und/oder erzeugt werden. In Schritt a) kann beispielsweise eine geometrische Form des Defekts in dem Bild als eine Reparaturform ermittelt werden. Beispielsweise wird eine zweidimensionale, geometrische Form des Defekts ermittelt. Die ermittelte geometrische Form des Defekts wird im Folgenden als sog. Reparaturform bezeichnet. Die Reparaturform umfasst beispielsweise eine Anzahl von n Pixeln. In Schritt a) wird der Elektronenstrahl beispielsweise wiederholt auf jedes der n Pixel der Reparaturform gerichtet.
Das mindestens eine Prozessgas ist beispielsweise ein Präkursorgas und/oder ein Ätzgas. Das mindestens eine Prozessgas kann beispielsweise ein Gemisch mehrerer gasförmiger Komponenten sein, d. h. ein Prozessgasgemisch. Das mindestens eine Prozessgas kann beispielsweise ein Gemisch mehrerer gasförmiger Komponenten sein, von denen jede nur eine bestimmte Molekülsorte aufweist.
Als Präkursor-Gase, die zur Abscheidung oder zum Aufwachsen von erhabenen Strukturen geeignet sind, kommen insbesondere Alkylverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen in Betracht. Beispiele hierfür sind Cyclopentadienyl-Trimethyl-Platin (CpPtMe₃ Me = CH₄), Methylcyclopentadienyl-Trimethyl-Platin (MeCpPtMe₃), Tetramethylzinn (SnMe₄), Trimethylgallium (GaMe₃), Ferrocen (Cp₂Fe), bis-Aryl-Chrom (Ar₂Cr), und/oder Carbonyl-Verbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Chrom-Hexacarbonyl (Cr(CO)₆), Molybdän-Hexacarbonyl (Mo(CO)₆), Wolfram-Hexacarbonyl (W(CO)₆), DicobaltOctacarbonyl (Co₂(CO)₈), Triruthenium-Dodecacarbonyl (Ru₃(CO)₁₂), EisenPentacarbonyl (Fe(CO)₅), und/oder Alkoxydverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Tetraethoxysilan (Si(OC₂H₅)₄), Tetraisopropoxytitan (Ti(OC₃H₇)₄), und/oder Halogenidverbindungen von Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Wolfram-Hexafluorid (WF₆), Wolfram-Hexachlorid (WCl₆), Titan-Tetrachlorid (TiCl₄), Bor-Trifluorid (BCl₃), Silicium-Tetrachlorid (SiCl₄), und/oder Komplexe mit Hauptgruppenelementen, Metallen oder Übergangselementen, wie beispielsweise Kupfer-bis-Hexa-Fluoroacetylacetonat (Cu(C₅F₆HO₂)₂), Dimethyl-Gold-Trifluoro-Acetylacetonat (Me₂Au(C₅F₃H₄O₂)), und/oder organische Verbindungen wie Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenstoffdioxid (CO₂), aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, und dergleichen mehr.
Das Ätzgas kann beispielsweise umfassen: Xenondifluorid (XeF₂), Xenondichlorid (XeCl₂), Xenontetrachlorid (XeCl₄), Wasserdampf (H₂O), schweres Wasser (D₂O), Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Ammoniak (NH₃), Nitrosylchlorid (NOCl) und/oder eine der folgenden Halogenidverbindungen: XNO, XONO₂, X₂O, XO₂, X₂O₂, X₂O₄, X₂O₆, wobei X ein Halogenid ist. Weitere Ätzgase zum Ätzen einer oder mehrerer der abgeschiedenen Prüfstrukturen sind in der US-Patentanmeldung der Anmelderin mit der Nr. 13/0 103 281 angegeben.
Der aktivierende Elektronenstrahl wird beispielsweise mithilfe einer Reparaturvorrichtung bereitgestellt, welche aufweisen kann: eine Elektronenquelle zur Erzeugung des Elektronenstrahls; eine Elektronenstrahlführungseinrichtung (z. B. Scan-Einheit), welche dazu eingerichtet ist, den Elektronenstrahl auf ein jeweiliges Pixel der Reparaturform der Photomaske zu richten; eine Elektronenstrahlformungseinrichtung (z. B. Elektronen- oder Strahloptik), die dazu eingerichtet ist, den Elektronenstrahl zu formen, insbesondere zu bündeln; mindestens zwei Vorratsbehälter, welche dazu eingerichtet sind, entsprechend das mindestens eine Prozessgas und/oder mindestens eine gasförmige Komponente des mindestens einen Prozessgases bzw. das mindestens eine Spülgas und/oder mindestens eine gasförmige Komponente des mindestens einen Spülgases zu speichern; mindestens eine Gas-Bereitstellungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Prozessgas und/oder die mindestens eine gasförmige Komponente des mindestens einen Prozessgases mit einem vorbestimmten Gasmengenfluss an dem jeweiligen Pixel der Reparaturform bereitzustellen, und welche dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Spülgas und/oder die mindestens eine gasförmige Komponente des mindestens einen Spülgases zum Spülen des Bauteils mit einem vorbestimmten Gasmengenfluss im Bereich des Bauteils bereitzustellen; und mindestens einen Detektor zum Erfassen von Sekundärelektronen und/oder Rückstreuelektronen.
Beispielsweise wird ein Elektronenstrahl in Schritt a) des Verfahrens mithilfe einer Reparaturvorrichtung bereitgestellt, welche ein modifiziertes Rasterelektronenmikroskop ist.
Der aktivierende Elektronenstrahl aktiviert in Schritt a) insbesondere eine lokale chemische Reaktion zwischen einem Material der Photomaske und dem mindestens einen Prozessgas, die lokal zu einem Abscheiden von Material aus der Gasphase auf der Photomaske führt oder zu einem Übergang von Material der Photomaske in die Gasphase.
Der aktivierende Elektronenstrahl wird in Schritt a), zum Beispiel mittels der Elektronenstrahlführungseinrichtung, nacheinander an jedem Pixel der Reparaturform bereitgestellt. Der aktivierende Elektronenstrahl verbleibt auf jedem Pixel für eine vorbestimmte Verweilzeit (engl. „dwell time“), um die chemische Reaktion zwischen dem mindestens einen Prozessgas und dem Maskenmaterial am Ort des jeweiligen Pixels zu initiieren. Die Verweilzeit beträgt beispielsweise 100 ns. Die Verweilzeit kann jedoch auch andere Werte annehmen. Beispielsweise ist die Verweilzeit des aktivierenden Elektronenstrahls auf jedem Pixel der Reparaturform kleiner oder gleich 500 ns, kleiner oder gleich 400 ns, kleiner oder gleich 300 ns, kleiner oder gleich 200 ns, kleiner oder gleich 100 ns und/oder kleiner oder gleich 50 ns.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte a) und b) alternierend ausgeführt.
Folglich werden das mindestens eine Prozessgas und das mindestens eine Spülgas alternierend zugeführt. Somit erfolgt das Spülen des Bauteils nur in Bearbeitungspausen (d.h. Reparaturpausen) in Bezug auf die Bearbeitung des Defekts der Photomaske mithilfe des Elektronenstrahls und des mindestens einen Prozessgases. Insbesondere erfolgt das Spülen des Bauteils nur in Belichtungspausen der Elektronenstrahleinrichtung. Durch das alternierende Zuführen des mindestens einen Prozessgases und des mindestens einen Spülgases können beispielsweise dieselben oder teilweise dieselben Mittel zur Bereitstellung des mindestens einen Spülgases und des mindestens einen Prozessgases verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Schritte a) und b) gleichzeitigt ausgeführt.
Damit können der Reparaturprozess und der Spülprozess zeitlich parallel ausgeführt werden. Damit kann einer Beeinträchtigung einer Funktion des Bauteils durch das mindestens eine Prozessgas mittels Spülens mit dem mindestens einen Spülgas unmittelbar und während des Reparaturprozesses entgegengewirkt werden.
Eine gleichzeitige Ausführung der Schritte a) und b) bedeutet insbesondere, dass das mindestens eine Spülgas räumlich separat von dem mindestens einen Prozessgas zugeführt wird. Beispielsweise wird das mindestens eine Spülgas direkt in den Bereich des Bauteils zugeführt, während das mindestens eine Prozessgas direkt in den Bereich des Defekts der Photomaske zugeführt wird. Der Bereich des Bauteils und der Bereich des Defekts der Photomaske sind insbesondere voneinander verschiedene (z. B. voneinander getrennte) Bereiche.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform verdrängt das mindestens eine Spülgas das mindestens eine Prozessgas aus dem Bereich des Bauteils.
Beispielsweise verdrängt das mindestens eine Spülgas das mindestens eine Prozessgas aus dem Bereich des Bauteils bevor das mindestens eine Prozessgas mit dem Bauteil, insbesondere mit einer Oberfläche des Bauteils, in Kontakt kommt. Dadurch kann eine Beeinträchtigung einer Funktion des Bauteils durch das mindestens eine Prozessgas von vorneherein verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kommt das mindestens eine Prozessgas in Schritt a) mit einer Oberfläche des Bauteils in Kontakt und verändert eine physikalische und/oder chemische Eigenschaft des Bauteils, so dass eine Funktion des Bauteils beeinträchtigt wird. Weiterhin wird die Veränderung der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Bauteils durch das Spülen mit dem mindestens einen Spülgas zumindest teilweise wieder rückgängig gemacht, so dass die Funktion des Bauteils zumindest teilweise wieder hergestellt wird.
Das mindestens eine Spülgas fungiert in dieser Ausführungsform als Regenerationsgas.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das mindestens eine Spülgas im Bereich des Defekts der Photomaske mithilfe derselben Gas-Bereitstellungseinrichtung wie das mindestens eine Prozessgas bereitgestellt. Ein Teil des mindestens einen bereitgestellten Spülgases gelangt in den Bereich des Bauteils der Elektronenstrahleinrichtung und spült das Bauteil.
Das mindestens eine Spülgas wird also indirekt im Bereich des Bauteils bereitgestellt. Insbesondere gelangt das mindestens eine Spülgas auf demselben oder einem ähnlichen Weg wie das mindestens eine Prozessgas vom Bereitstellungsort zum Bauteil der Elektronenstrahleinrichtung.
Eine Bereitstellung mithilfe derselben Gas-Bereitstellungseinrichtung bedeutet beispielsweise eine Bereitstellung mithilfe derselben Gasleitung, desselben Ventils und/oder durch denselben Gasauslass.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das mindestens eine Spülgas direkt in dem Bereich des Bauteils der Elektronenstrahleinrichtung bereitgestellt.
Dadurch kann das mindestens eine Spülgas gezielter in den Bereich des Bauteils, der gespült werden soll, eingebracht werden. Damit kann das mindestens eine Spülgas seine Spülwirkung (z. B. Regenerationswirkung oder Verdrängungswirkung) besser entfalten. Zudem ist eine kleinere Menge an Spülgas erforderlich.
Das mindestens eine Prozessgas und das mindestens eine Spülgas werden insbesondere mithilfe voneinander verschiedener Gasleitungen und Gasauslässen bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Bauteil ein Bauteil eines Elektronendetektors, insbesondere eines Rückstreuelektronendetektors, der Elektronenstrahleinrichtung.
Die Elektronenstrahleinrichtung kann außer zum Reparieren des Defekts der Photomaske auch zum Erzeugen eines Bildes der Photomaske oder eines Teils der Photomaske verwendet werden. Ein Bild wird dabei insbesondere basierend auf einer Wechselwirkung der Elektronen des Elektronenstrahls (Primär-Elektronenstrahl) mit einem Material der Photomaske erzeugt. Wechselwirkungen der Elektronen des Elektronenstrahls (Primärstrahl) mit dem Material der Photomaske umfassen beispielsweise eine Wechselwirkung der Elektronen des Primärstrahls mit Atomen des zu untersuchenden Objekts unter Erzeugung von Sekundärelektronen. Weiterhin können die Wechselwirkungen beispielsweise auch elastisch zurückgestreute Elektronen (Rückstreuelektronen) umfassen.
Der Elektronendetektor dient insbesondere zum Erfassen von Sekundärelektronen (Sekundärelektronendetektor) oder elastisch gestreuten Rückstreuelektronen (Rückstreuelektronendetektor), aus welchen das Bild rechnergestützt erzeugt wird.
Der Elektronendetektor kann weiterhin beispielsweise dazu genutzt werden, den Endpunkt (z. B. den zeitlichen Endpunkt) der Reparatur zu bestimmen (Endpointing). Hierzu werden charakteristische Änderungen im Signal der Sekundärelektronen oder Rückstreuelektronen während der Durchführung der Reparatur detektiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Bauteil ein elektrischer Isolator. Außerdem nimmt eine elektrische Leitfähigkeit des Bauteils durch einen Kontakt mit dem mindestens einen Prozessgas zu und nimmt die elektrische Leitfähigkeit des Bauteils durch das Spülen mit dem mindestens einen Spülgas ab.
Durch die Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit des Bauteils durch Kontakt mit dem mindestens einen Prozessgas wird insbesondere die Isolationsfunktion des Bauteils beeinträchtigt. Durch den Kontakt mit dem mindestens einen Spülgas, welches hier als Regenerationsgas wirkt, wird die Isolationsfunktion des Bauteils zumindest teilweise wieder hergestellt. Die zumindest teilweise Regeneration der elektrischen Eigenschaften des Bauteils durch das Regenerationsgas kann aktiv oder passiv sein. Aktiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass durch die Einwirkung des Regenerationsgases Prozesse am Bauteil induziert werden, die in dieser Form spontan nicht ablaufen würden. Passiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine spontan verlaufende zumindest teilweise Regeneration der elektrischen Eigenschaften des Bauteils durch die Einwirkung des Regenerationsgases verbessert oder beschleunigt wird.
Das Bauteil kann beispielsweise einen hochohmigen elektrischen Isolator aufweisen. Das Bauteil kann zum Beispiel ein mit einer hochohmigen Schicht aus einem ersten Material, beispielsweise einer Oxidschicht, wie beispielsweise Chrom(III)-oxid (Cr₂O₃) oder Kupfer(I)-oxid (Cu₂O), beschichtetes isolierendes zweites Material aufweisen. Das zweite Material kann beispielsweise eine Keramik, Al₂O₃, ZrO₂, Y₂O₃ (siehe z. B. EP 0 470 910 A1 ), Kombinationen dieser Verbindungen, SiO₂ oder ein organisches Material aufweisen.
Das erste Material kann sich beispielsweise durch einen im Vergleich zum zweiten Material wesentlich geringeren Sekundärelektronenkoeffizienten auszeichnen. Durch Beschichtung des hochohmigen zweiten Materials mit dem hochohmigen ersten Material können elektrische Entladungen und Durchschläge von Isolatoren reduziert oder vermieden werden. Insbesondere kann eine Durchschlagsfestigkeit des Isolators im Vakuum erhöht werden. Damit kann eine isolierende Eigenschaft des Isolators verbessert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Bauteil ein Abschirmelement eines Rückstreuelektronendetektors der Elektronenstrahleinrichtung, das dazu eingerichtet ist, den auf die Photomaske gerichteten aktivierenden Elektronenstrahl abzuschirmen.
Beispielsweise ist das Bauteil ein röhrenförmiges Abschirmelement eines Rückstreuelektronendetektors der Elektronenstrahleinrichtung, durch welches der auf die Photomaske gerichtete aktivierende Elektronenstrahl zum Abschirmen hindurchgeführt wird.
Der auf die Photomaske gerichtete aktivierende Elektronenstrahl stellt insbesondere einen Primär-Elektronenstrahl der Elektronenstrahleinrichtung dar. An der Photomaske gestreute Elektronen sind insbesondere Rückstreuelektronen. Der Rückstreuelektronendetektor umfasst insbesondere eine Szintillatoreinheit zum Nachweis der Rückstreuelektronen, an welche eine Spannung angelegt ist, um die Rückstreuelektronen in Richtung der Szintillatoreinheit zu beschleunigen. Die elektrische Spannung kann dabei im Bereich 1-20 kV, 5-15 kV, 7-9 kV, bei etwa 8 kV, und/oder bei 8 kV liegen.
Das Abschirmelement dient insbesondere dazu, den Primär-Elektronenstrahl von der Szintillatoreinheit des Rückstreuelektronendetektors elektrisch abzuschirmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Spülgas ein oder mehrere Gase und/oder Gaskomponenten auf, welche aus einer Gruppe ausgewählt sind, die sauerstoffhaltiges Gas, oxidierendes Gas, O₂ (Sauerstoff), O₃ (Ozon), H₂O (Wasser), H₂O₂ (Wasserstoffperoxid), NO (Stickstoffoxid), NO₂ (Stickstoffdioxid), N₂O (Distickstoffoxid) und/oder HNO₃ (Salpetersäure) umfasst.
Ein derartiges Spülgas kann sowohl zum Regenerieren des Bauteils als auch zum Verdrängen des Prozessgases angewendet werden.
Die Wirkung des Spülgases kann dabei eine Veränderung der chemischen Zusammensetzung, der Festkörperstruktur, der Oberflächenstruktur und/oder der Oberflächenzusammensetzung des Bauteils umfassen.
Die Wirkung des Spülgases kann mit einer Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit des Bauteils und/oder mit einer Verminderung des Sekundärelektronenkoeffizienten des Oberflächenmaterials des Bauteils verbunden sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Spülgas ein oder mehrere Gase und/oder Gaskomponenten auf, welche aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Inertgas, Edelgas, reduzierendes Gas, wasserstoffhaltiges Gas, N₂ (molekularer Stickstoff), H₂ (Wasserstoff), NH₃ (Ammoniak) und/oder CH₄ (Methan) umfasst.
Ein derartiges Spülgas kann zum Verdrängen des Prozessgases aus dem Bereich des Bauteils angewendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie bereitgestellt. Die Vorrichtung weist auf

eine Elektronenstrahleinrichtung zum Bereitstellen eines aktivierenden Elektronenstrahls im Bereich eines Defekts der Photomaske,
eine oder mehrere Gas-Bereitstellungseinrichtungen:
- zum Bereitstellen mindestens eines Prozessgases im Bereich des Defekts der Photomaske zum Reparieren des Defekts, und
- zum Bereitstellen mindestens eines Spülgases zum Spülen eines Bereichs eines Bauteils der Elektronenstrahleinrichtung, in welchen ein Teil des mindestens einen Prozessgases gelangt ist.

Gemäß einer Ausführungsform des weiteren Aspekts weist die Vorrichtung auf:

eine erste Gas-Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des mindestens einen Prozessgases im Bereich des Defekts der Photomaske, und
eine zweite Gas-Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des mindestens einen Spülgases direkt in dem Bereich des Bauteils der Elektronenstrahleinrichtung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des weiteren Aspekts umfasst die Elektronenstrahleinrichtung einen Elektronendetektor, insbesondere einen Rückstreuelektronendetektor, mit einem Gehäuse. Außerdem ist das Bauteil ein Bauteil des Elektronendetektors, welches zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist. Weiterhin umfasst die zweite Gas-Bereitstellungseinrichtung einen an und/oder in dem Gehäuse angeordneten Gasauslass zum Bereitstellen des mindestens einen Spülgases innerhalb des Gehäuses.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die für das Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Vorrichtung entsprechend und umgekehrt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Photomaske für die Mikrolithographie mit einem Defekt in einer strukturierten Beschichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt eine Vorrichtung zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten des Defekts der Photomaske aus 1 gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 zeigt eine Vorrichtung zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten des Defekts der Photomaske aus 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 zeigt einen Rückstreuelektronendetektor der Vorrichtung aus 2 oder 3;
5 zeigt ein Abschirmelement des Rückstreuelektronendetektors aus 4, welches zu Versuchszwecken mit einem Strom- oder Widerstandsmessgerät ausgestattet ist;
6 zeigt ein Versuchsergebnis einer Messung eines elektrischen Widerstands des Abschirmelements aus 5; und
7 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts der Photomaske aus 1 gemäß einer Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Photomaske 100 für die Mikrolithographie. In dem gezeigten Beispiel ist die Photomaske 100 eine transmissive photolithographische Maske 100. Die Photomaske 100 weist ein Substrat 102 auf. Das Substrat 102 ist insbesondere bei der Wellenlänge, mit der die Photomaske 100 belichtet wird, optisch transparent. Beispielsweise umfasst ein Material des Substrats 102 Quarzglas.
Auf dem Substrat 102 ist eine strukturierte Beschichtung 104 (Pattern-Elemente 104) aufgebracht. Die Beschichtung 104 ist insbesondere eine Beschichtung aus einem absorbierenden Material. Beispielsweise umfasst ein Material der Beschichtung 104 eine Chromschicht. Eine Dicke der Beschichtung 104 liegt beispielsweise im Bereich von 50 nm bis 100 nm. Eine Strukturgröße B der durch die Beschichtung 104 auf dem Substrat 102 der Photomaske 100 gebildeten Struktur kann an verschiedenen Positionen der Photomaske 100 unterschiedlich sein. Beispielhaft ist in der 1 als Strukturgröße die Breite B eines Bereichs eingezeichnet. Ein Wert der Strukturgröße B beträgt beispielsweise zwischen 20 und 200 nm. Die Strukturgröße B kann auch größer als 200 nm sein, beispielsweise im Mikrometerbereich liegen.
In anderen Beispielen können auch andere Materialien für das Substrat und die Beschichtung sowie andere Schichtdicken (beispielsweise dünnere Schichtdicken, z. B. „thin EUV mask absorber“) als die genannten verwendet werden. Weiterhin kann die Photomaske 100 anstatt einer transmissiven Photomaske auch eine reflektive Photomaske sein.
Bei der Herstellung von Photomasken kann es vereinzelt zu Defekten D kommen, da beispielsweise Ätzprozesse nicht exakt wie vorgesehen ablaufen. In 1 ist ein solcher Defekt D schraffiert dargestellt. Es handelt sich um einen Materialüberschuss, da die Beschichtung 104 in diesem Bereich nicht entfernt wurde, obwohl in der Vorlage für die Photomaske 100 die beiden nebeneinanderliegenden Beschichtungsbereiche 104 getrennt vorgesehen sind. Man kann auch sagen, dass der Defekt D einen Steg bildet. Eine Größe des Defekts D entspricht in diesem Fall der Strukturgröße B. Es sind auch andere Defekte bekannt, die kleiner als die Strukturgröße B sind, beispielsweise in einem Bereich von 5 bis 20 nm liegen. Um sicherzustellen, dass eine in einer Lithographieanlage mit der Photomaske 100 erzeugte Struktur auf einem Wafer die gewünschte Form aufweist und damit das auf diese Weise hergestellte (Halbleiter-)Bauelement die gewünschte Funktion erfüllt, ist es erforderlich, Defekte, wie den in 1 gezeigten Defekt D oder auch Defekte anderer Art, zu reparieren. In diesem Beispiel ist es notwendig, den Steg gezielt, beispielsweise durch Teilchenstrahlinduziertes Ätzen, zu entfernen.
2 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie, wie beispielsweise des Defekts D der Photomaske 100 aus 1. In 2 sind schematisch im Schnitt einige Komponenten der Vorrichtung 200 gezeigt, die zum Elektronenstrahl-induzierten Reparieren, hier Ätzen, des Defekts D der Photomaske 100 eingesetzt werden können. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 200 auch zum Abbilden der Photomaske 100, insbesondere der strukturierten Beschichtung 104 der Maske 100 und des Defekts D vor, während und nach dem Ausführen eines Reparaturprozesses benutzt werden.
Die in der 2 gezeigte Vorrichtung 200 repräsentiert ein modifiziertes Rasterelektronenmikroskop 200. Hierbei wird ein Teilchenstrahl 202 in Form eines Elektronenstrahls 202 zum Reparieren des Defekts D eingesetzt. Die Verwendung eines Elektronenstrahls 202 als aktivierender Teilchenstrahl hat den Vorteil, dass der Elektronenstrahl 202 die Photomaske 100, insbesondere deren Substrat 102, im Wesentlichen nicht oder nur in geringem Umfang schädigen kann.
In Ausführungsformen kann zusätzlich zu dem Elektronenstrahl 202 ein Laserstrahl zum Aktivieren eines lokalen Teilchenstrahl-induzierten Reparaturprozesses der Photomaske 100 eingesetzt werden (in 2 nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 200 ist Großteils in einem Vakuum-Gehäuse 204 angeordnet. Ein von dem Vakuum-Gehäuse 204 umschlossener Raum wird von einer Vakuum-Pumpe 206 auf einem bestimmten Gasdruck gehalten.
Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 200 um eine Reparaturvorrichtung (Reparaturtool) für Photomasken für die Mikrolithographie, zum Beispiel für Photomasken für eine DUV- oder EUV-Lithographieanlage.
Eine zu bearbeitende Photomaske 100 wird auf einem Probentisch 208 angeordnet. Der Probentisch 208 ist beispielsweise dazu eingerichtet, die Position der Photomaske 100 in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen und beispielsweise zusätzlich in drei zueinander senkrechten Drehachsen auf wenige Nanometer genau einzustellen.
Die Vorrichtung 200 weist eine Elektronenstrahleinrichtung 210, welche insbesondere eine Elektronensäule 210 ist, auf. Die Elektronensäule 210 umfasst eine Elektronenquelle 212 zum Bereitstellen des Elektronenstrahls 202. Weiterhin umfasst die Elektronensäule 210 eine Elektronen- oder Strahloptik 214. Die Elektronenquelle 212 erzeugt den Elektronenstrahl 202 und die Elektronen- oder Strahloptik 214 bündelt den Elektronenstrahl 202 und richtet ihn am Ausgang der Säule 210 auf die Photomaske 100. Die Elektronensäule 210 umfasst außerdem eine Ablenkeinheit 216 (Scan-Einheit 216), welche dafür eingerichtet ist, den Elektronenstrahl 202 über die Oberfläche 226 der Photomaske 100 zu führen (zu scannen). Anstatt der in der Säule 210 angeordneten Ablenkeinheit 216 (Scan-Einheit 216) kann auch eine außerhalb der Säule 210 angeordnete Ablenkeinheit (Scan-Einheit, nicht gezeigt) verwendet werden.
Die Vorrichtung 200 umfasst weiterhin einen Detektor 218 zum Nachweisen der von dem einfallenden Elektronenstrahl 202 an der Photomaske 200 erzeugten Sekundärelektronen und/oder rückgestreuten Elektronen. Der Detektor 218 ist beispielsweise, wie gezeigt, in der Elektronensäule 210 ringförmig um den Elektronenstrahl 202 (Primär-Elektronenstrahl) angeordnet. Alternativ und/oder zusätzlich zu dem Detektor 218 kann die Vorrichtung 200 auch andere/weitere Detektoren zum Nachweisen von Sekundärelektronen und/oder rückgestreuten Elektronen aufweisen (in 2 nicht gezeigt). Im Folgenden wird der Detektor 218 als Rückstreuelektronendetektor 218 beschrieben; in anderen Ausführungsformen kann der Detektor 218 jedoch auch ein Sekundärelektronendetektor oder eine andere Art von Detektor sein.
Die Vorrichtung 200 umfasst weiterhin eine Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 zum Zuführen von Prozessgas 222 in einen Bereich 224 der Photomaske 100. Insbesondere wird das Prozessgas 222 zur Oberfläche 226 der Photomaske 100 und in einen Bereich 228 des Defekts D der Photomaske 100 geführt. Die Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 weist beispielsweise einen Vorratsbehälter 230 für das Prozessgas 222, ein Ventil 232 und eine Gasleitung 234 auf. Der Vorratsbehälter 230 ist mit dem Ventil 232 und der Gasleitung 234 fluidverbunden (nicht gezeigt). Ein Gasauslass 236 der Gasleitung 234 ist insbesondere in dem Bereich 224 der Photomaske 100, dem Bereich 228 des Defekts D und/oder benachbart zu der Oberfläche 226 der Photomaske 100 angeordnet. Der von der Elektronensäule 210 an einen Ort auf der Oberfläche der Photomaske 100 gerichtete Elektronenstrahl 202 kann in Zusammenwirkung mit dem von der Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 von außen über das Ventil 232 und die Gasleitung 234 zugeführten Prozessgas 222 einen Elektronstrahl-induzierten Bearbeitungsprozess (EBIP: „electron-beam induced processing“) durchführen. Dies umfasst insbesondere ein Abscheiden und/oder ein Ätzen von Material.
In der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform dient die Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 auch zum Zuführen von Spülgas 238 in den Innenraum des Vakuum-Gehäuses 204. Dazu weist die Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 einen weiteren Vorratsbehälter 240 für das Spülgas 238 auf, welcher mit dem Ventil 232 und der Gasleitung 234 fluidverbunden ist (nicht gezeigt). Mit der Reparaturvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform können das Prozessgas 222 und das Spülgas 238 alternierend (abwechselnd) zugeführt werden. Das Spülgas 238 dient insbesondere dazu, ein Bauteil und/oder eine Komponente der Elektronensäule 210 mit dem Spülgas 238 zu spülen, sodass ein nachteiliger Einfluss des Prozessgases 222 auf dieses Bauteil und/oder diese Komponente vermieden oder behoben wird. Das Bauteil und/oder die Komponente, die mit dem Spülgas 238 gespült wird, ist beispielsweise der Detektor 218 oder ein Bauteil des Detektors 218. Mit der Reparaturvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform wird das Spülgas 238 über dieselbe Gasleitung 234 und denselben Gasauslass 236 wie das Prozessgas 222 zugeführt, so dass es im selben Bereich 224 und/oder 228 wie das Prozessgas 222 bereitgestellt wird. Insbesondere wird mit der Reparaturvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform das Spülgas 238 in Belichtungspausen der Elektronensäule 210, in denen kein Prozessgas 222 und kein aktivierender Elektronenstrahl 202 bereitgestellt werden, zugeführt.
Die Vorrichtung 200 weist außerdem eine Rechenvorrichtung 242, wie beispielsweise einen Computer, mit einer Steuereinrichtung 244 und einer Ermittlungseinrichtung 246 auf. Die Rechenvorrichtung 242 ist in dem Beispiel von 2 außerhalb des Vakuum-Gehäuses 204 angeordnet.
Die Rechenvorrichtung 242, insbesondere die Steuereinrichtung 244, dient zur Steuerung der Vorrichtung 200. Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 244 die Bereitstellung des Elektronenstrahls 202 über die Ansteuerung der Elektronensäule 210. Des Weiteren steuert die Steuereinrichtung 244 über die Ansteuerung der Scan-Einheit 216 das Führen des Elektronenstrahls 202 über die Oberfläche 226 der Photomaske 100. Zudem steuert die Steuereinrichtung 244 die Bereitstellung des Prozessgases 222 und des Spülgases 238 über die Ansteuerung der Gas-Bereitstellungseinrichtung 220.
Die Rechenvorrichtung 242 empfängt außerdem Messdaten des Detektors 218 und/oder anderer Detektoren der Vorrichtung 200 und erzeugt aus den Messdaten Bilder, die auf einem Monitor (nicht gezeigt) dargestellt werden können. Zudem können aus den Messdaten erzeugte Bilder auf einer Speichereinheit (nicht gezeigt) der Rechenvorrichtung 242 gespeichert werden.
Zur Überprüfung der Photomaske 100 und insbesondere der strukturierten Beschichtung 104 der Photomaske 100 ist die Vorrichtung 200 insbesondere dazu eingerichtet, aus Messdaten des Detektors 218 und/oder anderer Detektoren der Vorrichtung 200 ein Bild der Photomaske 100 (1) oder eines Ausschnitts der Photomaske 100 zu erzeugen. Eine räumliche Auflösung des erzeugten Bildes liegt beispielsweise im Bereich weniger Nanometer.
Die Rechenvorrichtung 242, insbesondere die Ermittlungseinrichtung 246, ist dazu eingerichtet, in dem aufgenommenen Bild einen Defekt D (1) zu erkennen, zu lokalisieren und eine geometrische Form (Reparaturform) des Defekts D zu ermitteln. Die ermittelte geometrische Form des Defekts D, d. h. die Reparaturform, ist beispielsweise eine zweidimensionale geometrische Form.
Die Ermittlungseinrichtung 240, ist außerdem dazu eingerichtet, in einem nach einer Reparatur des Defekts D erzeugten Bild eine Qualität des reparierten Defekts D zu ermitteln.
3 zeigt eine Vorrichtung 200' zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten des Defekts D der Photomaske 100 aus 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Vorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform (2) im Wesentlichen durch eine Ausstattung mit einer zweiten Gas-Bereitstellungseinrichtung 248 zum separaten und direkten Zuführen des Spülgases 238 an das Bauteil, zum Beispiel den Detektor 218' oder ein Bauteil des Detektors 218'.
Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede zur Vorrichtung 200 der ersten Ausführungsform beschrieben. In Bezug auf die anderen Elemente der Vorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform wird auf die entsprechende Beschreibung der Vorrichtung 200 der ersten Ausführungsform verwiesen.
Die Reparaturvorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst eine erste Gas-Bereitstellungseinrichtung 220' zum Bereitstellen des Prozessgases 222 im Bereich 224 der Photomaske 100 und/oder im Bereich 228 des Defekts D der Photomaske 100 auf. Die erste Gas-Bereitstellungseinrichtung 220' unterscheidet sich von der Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 der ersten Ausführungsform nur insofern sie nicht zum Zuführen von Spülgas 238 eingerichtet ist und dementsprechend keinen Vorratsbehälter 240 für ein Spülgas 238 und entsprechende Anschlüsse an einen solchen Vorratsbehälter 240 umfasst.
Die Reparaturvorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst weiterhin eine zweite Gas-Bereitstellungseinrichtung 248 zum Bereitstellen des Spülgases 238 direkt in einem Bereich 250 eines Bauteils, wie beispielsweise des Detektors 218' oder eines Bauteils des Detektors 218' der Elektronensäule 210'.
Die zweite Gas-Bereitstellungseinrichtung 248 weist beispielsweise einen Vorratsbehälter 252, ein Ventil 254 und eine Gasleitung 256 auf. Der Vorratsbehälter 252 ist mit dem Ventil 254 und der Gasleitung 256 fluidverbunden (nicht gezeigt). Ein Gasauslass 258 der Gasleitung 256 ist insbesondere in dem Bereich 250 des Bauteils, z. B. des Detektors 218' angeordnet.
Mit der Reparaturvorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform können das Prozessgas 222 und das Spülgas 238 gleichzeitig oder alternierend (abwechselnd) zugeführt werden. Zudem kann das Spülgas 238 direkt an dem Ort zugeführt werden (Bereich 250), an dem es seine Spülwirkung (z. B. Regenerationswirkung oder Verdrängungswirkung) entfalten soll.
Die Rechenvorrichtung 242', insbesondere die Steuereinrichtung 244', der Vorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform dient außer zur Steuerung der Bereitstellung des Elektronenstrahls 202 und des Führens des Elektronenstrahls 202 über die Oberfläche 226 der Photomaske 100 auch zur Steuerung der Bereitstellung des Prozessgases 222 und des Spülgases 238 entsprechend über die Ansteuerung der ersten und zweiten Gas-Bereitstellungseinrichtung 220', 248.
4 zeigt ein Beispiel für einen Detektor 218, 218' der Elektronensäule 210, 210' der Vorrichtung 200 aus 2 oder der Vorrichtung 200' aus 3. Der Detektor 218, 218' ist insbesondere ein Rückstreuelektronendetektor zum Nachweisen von Rückstreuelektronen 260, welche von der Photomaske 100 elastisch oder quasi-elastisch zurückgestreut werden. Der Rückstreuelektronendetektor 218, 218' ist beispielsweise ein Rückstreuelektronendetektor ähnlich dem in US 6,545,277 B1 beschriebenen Detektor.
Insbesondere ist in 4 der von der Elektronensäule 210, 210' ausgesendete Elektronenstrahl 202 als Primär-Elektronenstrahl 202 zu sehen. Zudem sind mit dem Bezugszeichen 260 von der Photomaske 100 rückgestreute Elektronen gekennzeichnet.
Der Rückstreuelektronendetektor 218, 218' umfasst ein Gehäuse 262 und einen in dem Gehäuse 262 angeordneten Szintillator 264 (z. B. einen Phosphor-, Kunststoff- oder Kristallszintillator), in welchem eintreffende Rückstreuelektronen 260 in Photonen umgewandelt werden. Der Szintillator 264 ist über einen Lichtleiter 266 mit einem Photomultiplier 268 verbunden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen. Der Szintillator 264 (Szintillatoranode 264) ist mit einer Spannungsquelle verbunden (nicht gezeigt), so dass an der Szintillatoranode 264 eine vorbestimmte positive Vorspannung V_Szintiilator anliegt und die Rückstreuelektronen 260 zur Szintillatoranode 264 hin beschleunigt werden.
Der Rückstreuelektronendetektor 218, 218' umfasst weiterhin ein Abschirmgitter 270. Das Abschirmgitter 270 lässt Elektronen passieren, schirmt jedoch die unmittelbare Umgebung von dem elektrischen Feld der Szintillatoranode 264 oder einem Filtergitter 272 ab. Das Abschirmgitter 270 ist beispielsweise mit dem Gehäuse 262 elektrisch verbunden und befindet sich somit wie das Gehäuse 262 auf dem Potential V_Säule.
Der Rückstreuelektronendetektor 218, 218' umfasst zudem das Filtergitter 272 zum energieselektiven Filtern der hereinkommenden Elektronen 260. An dem Filtergitter 272 liegt beispielsweise eine negative Vorspannung V_Filter an, deren Betrag niedriger als eine an der Photomaske 100 anliegende Spannung V_Probe ist, so dass Elektronen mit kleinerer kinetischer Energie als die Vorspannung V_Filter nicht auf der Szintillatoranode 264 auftreffen. Daher wird durch das Filtergitter 272 ein Hochpass-Energiefilter für eintreffende Elektronen bereitgestellt.
Der Rückstreuelektronendetektor 218, 218' umfasst außerdem eine (z. B. röhrenförmige) Abschirmeinheit 274 zur elektrischen Abschirmung des PrimärElektronenstrahls 202 von der Szintillatoranode 264, so dass der Primär-Elektronenstrahl 202 ungehindert auf die Photomaske 100 auftreffen kann. Die Abschirmeinheit 274 umfasst beispielsweise einen (z. B. röhrenförmigen) Isolator 276, welcher von einem Abschirmelement 278 umgeben ist. Das Abschirmelement 278 ist beispielsweise ein (z. B. röhrenförmiger) hochohmiger Isolator mit einem Sekundärelektronenkoeffizienten nahe bei oder kleiner als 1 (z. B. eine Chrom(III)-oxid (Cr₂O₃) Schicht und/oder ein mit einer Chrom(III)-oxid (Cr₂O₃) beschichtetes Keramik-Röhrchen). Das Abschirmelement 278 dient zur elektrischen Isolation zwischen dem Gehäuse 262 und dem Szintillator 264. Zudem kann das Abschirmelement 278 aufgrund seines Sekundärelektronenkoeffizienten nahe bei oder kleiner als 1, bedingt durch die Oberflächenschicht, zur Vermeidung einer Elektronenstrahl-induzierten positiven Aufladung dienen, wodurch die Wahrscheinlichkeit für elektrische Überschläge im Vakuum reduziert wird.
Das beim Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten des Defekts D der Photomaske 100 eingesetzte Prozessgas 222 (2) kann nicht nur die Oberfläche 226 der Photomaske 100, sondern auch Oberflächen von Bauteilen und Komponenten der Reparaturvorrichtung 200, 200', zum Beispiel der Elektronensäule 110, 110', chemisch verändern. Es wurde beobachtet, dass das eingesetzte Prozessgas 222, zum Beispiel Xenondifluorid (XeF₂), das in Kontakt mit einer Oberfläche 280 des Abschirmelements 278 kommt, diese physikalisch und/oder chemisch verändert. Insbesondere wurde in Versuchen beobachtet, dass durch einen Kontakt des Prozessgases 222 mit einer Chrom(III)-oxid-Schicht des Abschirmelements 278, eine elektrische Leitfähigkeit des Abschirmelements 278 zunimmt. Dadurch geht die Isolationswirkung des Abschirmelements 278 zumindest teilweise verloren. Dies kann zu unkontrollierten Entladungen im Rückstreuelektronendetektor 218, 218' führen, die im Detektorsignal als Signalspitzen sichtbar sind. Eine weitere Folge der Detektor-Degeneration kann eine Drift eines mit der Vorrichtung 200, 200' aufgenommenen Bildes (z. B. Rasterelektronenmikroskop-Bild) sein. Die Wirkung von Prozessgasen, wie beispielsweise XeF₂, auf die Oberfläche 280 des Abschirmelementes 278 kann durch vorangehenden Kontakt anderer Prozessgase, wie beispielsweise Nitrosylchlorid (NOCl), mit der Oberfläche 280 verstärkt werden. Mit anderen Worten können erste Prozessgase 222, wie z. B. NOCl, die Oberfläche 280 des Abschirmelementes physikalisch und/oder chemisch derart verändern, dass die durch zweiten Prozessgase 222, wie z. B. XeF₂, hervorgerufenen physikalischen und/oder chemischen Veränderungen größer sind oder schneller eintreten als ohne vorherige Anwendung eines ersten Prozessgases. Auch ist es möglich, dass die Wirkung von Prozessgasen, wie beispielsweise XeF₂, auf die Oberfläche 280 des Abschirmelementes 278 durch die gleichzeitige Anwesenheit weiterer additiver Gase, wie z. B. H₂O, verstärkt wird.
Durch Spülen der Oberfläche 280 (4) des Abschirmelements 278 (als ein Beispiel eines Bauteils) mit dem Spülgas 238 (2) kann entweder das Prozessgas 222 von der Oberfläche 280 verdrängt werden, so dass es gar nicht zu einer Degeneration der Oberfläche 280 kommt, oder die Oberfläche 280 kann schneller regeneriert werden.
Das Spülgas 238 kann entweder mithilfe der Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 der Vorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform (2) oder mithilfe der zweiten Gas-Bereitstellungseinrichtung 248 der Vorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform (3) bereitgestellt werden.
Im Falle der Bereitstellung mit der Vorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform (2), wird das Spülgas 238 mittels der Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 im Bereich 224 der Photomaske 100 bereitgestellt; d.h. in demselben Bereich wie das Prozessgas 222. In diesem Fall dringt ein Teil des Spülgases 238 durch das Abschirmgitter 270 (4) hindurch in den Innenraum 250 des Gehäuses 262 des Rückstreuelektronendetektors 218 und spült die Oberfläche 280 des Abschirmelements 278.
Im Falle der Bereitstellung mit der Vorrichtung 200' gemäß der zweiten Ausführungsform (3), wird das Spülgas 238 mittels der zweiten Gas-Bereitstellungseinrichtung 248 direkt im Bereich 250 des Abschirmelements 278 bereitgestellt. In diesem Fall ist ein Spülen der Oberfläche 280 des Abschirmelements 278 mit dem Spülgas 238 gleichzeitig zu einer Bearbeitung des Defekts D mit dem Prozessgas 222 und dem Elektronenstrahl 202 möglich.
In 4 ist für die zweite Ausführungsform des Rückstreuelektronendetektors 218' mit gestrichelten Linien ein Abschnitt der Gasleitung 256 der zweiten Gas-Bereitstellungseinrichtung 248 (3) mit einem Gasauslass 258 gezeigt, welcher in den Innenraum 250 des Gehäuses 262 des Rückstreuelektronendetektors 218' hineinreicht. Mithilfe der Gasleitung 256 kann das Spülgas 238 direkt in den Innenraum 250 hineingeleitet werden.
Bei dem Rückstreuelektronendetektor 218 gemäß der zweiten Ausführungsform sind die in 4 gestrichelt gezeichnete Gasleitung 256 und die für die Gasleitung 256 erforderliche Öffnung im Gehäuse 262 nicht vorhanden.
5 veranschaulicht einen Versuchsaufbau zum Beobachten eines zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands R des Abschirmelements 278 des Detektors 218, 218' aus 4. Der zeitliche Verlauf des elektrischen Widerstands R des Abschirmelements 278 wird insbesondere während eines Repariervorgangs und während eines Spülvorgangs aufgezeichnet. Dazu wird ein Strommessgerät und/oder ein Widerstandsmessgerät 282 verwendet. Beispielsweise werden beide Enden des Abschirmelements 278 (z. B. beide Enden in einer Längsrichtung des Abschirmelements 278) mit einem Strommessgerät 282 verbunden. Sodann wird der Widerstand entlang des Abschirmelements 278, z. B. entlang der Chrom(III)-oxid-Schicht des Abschirmelements 278, gemessen.
In 5 ist beispielhaft gezeigt, dass ein Strommessgerät und/oder ein Widerstandsmessgerät 282 an das Abschirmelements 278 der Abschirmeinheit 274 angeschlossen wird. In anderen Beispielen kann die Strom- und/oder Widerstandsmessung jedoch auch über die gesamte Abschirmeinheit 274 erfolgen. Mit anderen Worten könnten beide Enden der Abschirmeinheit 274 (z. B. beide Enden in einer Längsrichtung der Abschirmeinheit 274) mit einem Strom- und/oder Widerstandsmessgerät 282 verbunden werden. In weiteren Beispielen kann die Strom- und/oder Widerstandsmessung auch über einen Teilabschnitt der Abschirmeinheit 274 erfolgen.
6 zeigt ein Versuchsergebnis in Form eines zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands R(t) des Abschirmelements 278 über die Zeit t. Die gezeigte Kurve repräsentiert den zeitabhängigen Widerstand R(t) in Abhängigkeit von den Prozessbedingungen.
Bei dem Versuch wurde eine alternierende Zufuhr von XeF₂ als Prozessgas 222 zum Bearbeiten des Defekts D und H₂O als Spülgas 238 zum Regenerieren des Abschirmelements 278 durchgeführt. Hierbei wird für einen Zeitraum von t₁ bis t₂ ein Bearbeitungsprozess des Defekts D unter Bereitstellung des aktivierenden Elektronenstrahls 202 und des Prozessgases 222 durchgeführt. Der Gasfluss des Prozessgases 222 wurde so eingestellt, dass der in der Probenkammer, d.h. im Innenraum des Gehäuses 204, gemessene Druck während der Dauer der Gaszufuhr 2,1 × 10^-5 mbar betrug. Gleichzeitig wurde der elektrische Widerstand R über das Abschirmelement 278 gemessen. Der elektrische Widerstand R sank innerhalb des Zeitraums zwischen t₁ und t₂ von einem Wert R₁ = R(t₁) auf den Wert R₂ = R(t₂) ab.
Danach pausiert der Bearbeitungsprozess für einen Zeitraum von t₂ bis t₃ und es wird weder Prozessgas 222 noch Spülgas 238 zugeführt. Der Widerstand R stieg während dieses Zeitraums auf den Wert R₃ = R(t₃) an, wobei R₃ kleiner als R₁ ist.
In einem zweiten Versuchsdurchlauf wurde der Reparaturprozess erneut mit XeF₂ als Prozessgas 222 während eines Zeitraums von t₄ bis t₅ durchgeführt. Dabei fiel der elektrische Widerstand R am Abschirmelement 278 von dem Wert R₄ = R(t₄) auf den Wert R₅ = R(t₅).
Danach pausiert der Bearbeitungsprozess für einen Zeitraum von t₃ bis t₆, d.h. es wird kein Prozessgas 222 zugeführt. Stattdessen wurde im Zeitraum von t₃ bis t₆ H₂O als Spülgas 238 in die Probenkammer eingelassen (z. B. mit der Vorrichtung 200 von 2), so dass ein Kammerdruck von 4,01 × 10^-5 mbar erreicht wurde. Der Widerstand R stieg während dieser Zeit auf den Wert R₆ = R(t₆) an.
Der Zeitraum von t₂ bis t₃ ist insbesondere genauso lang wie der Zeitraum von t₃ bis t₆.
Es wurde beobachtet, dass der Widerstand R in Gegenwart von Wasser als Spülgas 238, d.h. im Zeitraum zwischen t₃ und t₆, um einen Faktor zwei höher angestiegen war als bei einem Leerlauf im Vakuum ohne die Gegenwart von Wasser, d.h. im Zeitraum zwischen t₂ und t₃. Mit anderen Worten erfolgte die Rückbildung der elektrisch isolierenden Eigenschaften des Abschirmelements 278 in Gegenwart des Spülgases 238 doppelt so schnell als ohne das Spülgas 238.
Im Folgenden wird mit Bezug zu 7 ein Verfahren zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts einer Photomaske für die Mikrolithographie, wie beispielsweise des in 1 gezeigten Defekts D der Photomaske 100, gemäß einer Ausführungsform beschrieben.
In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens werden der aktivierende Elektronenstrahl 202 und das Prozessgas 222 im Bereich 228 (2) des Defekts D der Photomaske 100 zum Reparieren des Defekts D bereitgestellt. Der Elektronenstrahl 202 wird mithilfe der Elektronenstrahleinrichtung 210 (Elektronensäule 210, 2) oder der Elektronenstrahleinrichtung 210' (Elektronensäule 210', 3) bereitgestellt. Ein Teil des bereitgestellten Prozessgases 222 gelangt in einen Bereich 250 (2) eines Bauteils der Elektronensäule 210, 210'. Beispielsweise gelangt ein Teil des bereitgestellten Prozessgases 222 in einen Bereich 250 des Detektors 218, 218'. Ein Teil des bereitgestellten Prozessgases 222 kann zum Beispiel in einen Bereich 250 eines Bauteils des Detektors 218, 218', wie beispielsweise des Abschirmelements 278 (4), gelangen.
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird das Spülgas 238 zum Spülen des Bauteils 218, 218', 278 bereitgestellt.
In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens werden die Schritte S1 und S2 alternierend ausgeführt.
Insbesondere kommt das Prozessgas in Schritt S1 des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Oberfläche 280 (4) des Bauteils 218, 218', 278 in Kontakt. Dadurch wird eine physikalische und/oder chemische Eigenschaft des Bauteils 218, 218', 278 verändert, so dass eine Funktion des Bauteils 218, 218', 278 beeinträchtigt wird. Beispielsweise wird ein elektrischer Widerstand R und somit eine elektrische Leitfähigkeit des Bauteils 218, 218', 278 durch den Kontakt mit dem Prozessgas 222 nachteilig verändert (Abnahme elektrischer Widerstand R, d. h. Zunahme elektrische Leitfähigkeit), wie vorstehend im Zusammenhang mit den 5 und 6 beschrieben.
Des Weiteren wird in Schritt S2 des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform die Veränderung der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Bauteils 218, 218', 278 durch das Spülen mit dem Spülgas 238 zumindest teilweise wieder rückgängig gemacht, so dass die Funktion des Bauteils 218, 218', 278 zumindest teilweise wieder hergestellt wird. Beispielsweise nimmt durch das Spülen des Bauteils 278, insbesondere mindestens einer Oberfläche 280 des Bauteils 278 (4), mit dem Spülgas 238 ein elektrischer Widerstand R des Bauteils 278 wieder zu, so dass eine Isolierfunktion des Bauteils 278 zumindest teilweise wieder hergestellt wird.
Im Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform ist das Spülgas 238 ein Regenerationsgas. Insbesondere wird das Spülgas 238 nach Einwirken des Prozessgases 222 und der damit einhergehenden Degeneration des Bauteils 278 zugeführt.
Das Spülgas 238 gemäß der ersten Ausführungsform weist beispielsweise ein sauerstoffhaltiges Gas und/oder ein oxidierendes Gas auf. Zum Beispiel weist das Spülgas 238 ein oder mehrere gasförmige Komponenten aus einer Gruppe auf, die O₂, O₃, H₂O, H₂O₂, NO, NO₂, N₂O und/oder HNO₃ umfasst. Beispielsweise beschleunigen sauerstoffhaltige Gase oder andere oxidierende Gasverbindungen die Rückbildung der nativen Oxidschicht des Abschirmelements 278 und führen zu einer Regeneration der ursprünglichen elektrischen Leitfähigkeit.
Im Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform kann das Spülgas 238 dem Bauteil 218, 218', 278 mithilfe der Gas-Bereitstellungseinrichtung 220 (2) indirekt oder mithilfe der zweiten Gas-Bereitstellungseinrichtung 248 (3) direkt zugeführt werden.
In einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens werden die Schritte S1 und S2 gleichzeitigt ausgeführt.
Im Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform wird das Spülgas 238 separat von dem Prozessgas 222 bereitgestellt. Insbesondere werden das Prozessgas 222 und das Spülgas 238 mithilfe voneinander verschiedener Gas-Bereitstellungseinrichtungen 220', 248 (3) an verschiedenen Orten zugeführt (Prozessgas 222 wird im Bereich 224, 228 der Photomaske 100 zugeführt; Spülgas 238 wird im Bereich 250 des Bauteils 218', 278 zugeführt). Das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform kann mit der in 3 gezeigten Vorrichtung 200' ausgeführt werden.
In der zweiten Ausführungsform des Verfahrens kann das Spülgas 238 wie in der ersten Ausführungsform als Regenerationsgas fungieren, wobei der Regenerationsprozess zeitgleich mit dem Bearbeitungsprozess des Defekts D der Photomaske 100 erfolgt. Dadurch können der Reparaturprozess (Schritt S1) und der Regenerationsprozess zeitlich parallelisiert werden.
Das Spülgas 238 als Regenerationsgas kann die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform des Verfahrens genannten Gase oder Gaskomponenten aufweisen.
Des Weiteren kann das Spülgas 238 in der zweiten Ausführungsform auch als Verdrängungsgas fungieren, welches das Prozessgas 222 aus dem Bereich 250 des Bauteils 218', 278 verdrängt. Zum Beispiel kann das Spülgas 238 das Prozessgas 222 aus dem Bereich 250 des Bauteils 218', 278 verdrängen, bevor das Prozessgas 222 mit der Oberfläche 280 des Bauteils 218', 278 überhaupt in Kontakt kam.
Beispielsweise kann eine Zuführung des Spülgases 238 derart gesteuert werden (z. B. von der Steuereinrichtung 244', 3), dass sein Partialdruck im Innenbereich 250 des Rückstreuelektronendetektors 218' so eingestellt wird, dass das in den Detektor 218' eindringende Prozessgas 222 überwiegend von der Oberfläche 280 des Abschirmelements 278 verdrängt wird. Dadurch kann die Degeneration der Oberfläche 280 durch das Prozessgas 222 zumindest teilweise verhindert wird.
Das Spülgas 238 als Verdrängungsgas weist beispielsweise ein Inertgas, Edelgas, reduzierendes Gas und/oder wasserstoffhaltiges Gas auf. Zum Beispiel weist das Spülgas 238 ein oder mehrere gasförmige Komponenten aus einer Gruppe auf, die Inertgase, Edelgase, N₂, H₂, NH₃ und/oder CH₄ umfasst. Das Spülgas 238 als Verdrängungsgas ist beispielsweise derart ausgewählt, dass es die elektrische Leitfähigkeit des Abschirmelements 278 im Wesentlich nicht verändert. Das Spülgas 238 kann weiterhin, z. B. durch Wechselwirkung mit der Oberfläche 280 des Abschirmelements 278, den Sekundärelektronenkoeffizienten der Oberfläche 280 verringern und auf diese Weise eine positive Aufladung der Oberfläche 280 zumindest teilweise verhindern.
Die vorstehend beschriebenen Reparaturvorrichtungen 200, 200' und das vorstehend beschriebene Verfahren gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform lassen sich - anstatt oder zusätzlich zum Spülen des Detektors 218, 218' und/oder des Abschirmelements 278 - auch dafür einsetzen, unerwünschte Wirkungen von Prozessgasen 222 auf andere Komponenten als den Rückstreuelektronendetektor 218, 218' zu vermeiden. Zum Beispiel können damit unerwünschte Wirkungen von Prozessgasen 222 auf andere Komponenten der Elektronensäule 210, 210', wie beispielsweise elektronenoptische Komponenten (z. B. die Ablenkeinheit 216, 2), andere Detektoren, Elektronenquellen (z. B. die Elektronenquelle 212, 2), auf Komponenten des Vakuumsystems und/oder auf mechanische Bauteile der Reparaturvorrichtung 200, 200' vermieden werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

100: Photomaske
102: Substrat
104: Beschichtung
200, 200': Vorrichtung
202: Elektronenstrahl
204: Vakuum-Gehäuse
206: Vakuum-Pumpe
208: Probentisch
210, 210': Elektronenstrahleinrichtung (Elektronensäule)
212: Elektronenquelle
214: Elektronen- oder Strahloptik
216: Ablenkeinheit (Scan-Einheit)
218, 218': Detektor
220, 220': Gas-Bereitstellungseinheit
222: Prozessgas
224: Bereich
226: Oberfläche
228: Bereich
230: Vorratsbehälter
232: Ventil
234: Gasleitung
236: Gasauslass
238: Spülgas
240: Vorratsbehälter
242, 242': Rechenvorrichtung
244, 244': Steuereinrichtung
246: Ermittlungseinrichtung
248: Gas-Bereitstellungseinrichtung
250: Bereich
252: Vorratsbehälter
254: Ventil
256: Gasleitung
258: Gasauslass
260: Rückstreuelektronen
262: Gehäuse
264: Szintillator
266: Lichtleiter
268: Photomultiplier
270: Abschirmgitter
272: Filtergitter
274: Abschirmeinheit
276: Isolator
278: Abschirmelement
280: Oberfläche
282: Strommessgerät
B: Strukturgröße
D: Defekt
R: Widerstand
R1- R6: Widerstand
S1, S2: Verfahrensschritte
t: Zeit
t1 - t6: Zeit
VFilter: Potential
VProbe: Potential
VSäule: Potential
VSzintillator: Potential

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017208114 A1 [0006]
EP 0470910 A1 [0052]
US 6545277 B1 [0099]

Claims

Verfahren zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts (D) einer Photomaske (100) für die Mikrolithographie, mit den Schritten: a) Bereitstellen (S1) eines aktivierenden Elektronenstrahls (202) und mindestens eines Prozessgases (222) im Bereich (228) eines Defekts (D) der Photomaske (100) zum Reparieren des Defekts (D), wobei der Elektronenstrahl (202) mithilfe einer Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') bereitgestellt wird, und ein Teil des mindestens einen bereitgestellten Prozessgases (222) in einen Bereich (250) eines Bauteils (218, 218', 278) der Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') gelangt, und b) Bereitstellen (S2) mindestens eines Spülgases (238) zum Spülen des Bauteils (218, 218', 278).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte a) und b) alternierend ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte a) und b) gleichzeitigt ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei das mindestens eine Spülgas (238) das mindestens eine Prozessgas (222) aus dem Bereich (250) des Bauteils (218, 218', 278) verdrängt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei das mindestens eine Prozessgas (222) in Schritt a) mit einer Oberfläche (280) des Bauteils (218, 218', 278) in Kontakt kommt und eine physikalische und/oder chemische Eigenschaft (R) des Bauteils (218, 218', 278) verändert, so dass eine Funktion des Bauteils (218, 218', 278) beeinträchtigt wird, und die Veränderung der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft (R) des Bauteils (218, 218', 278) durch das Spülen mit dem mindestens einen Spülgas (238) zumindest teilweise wieder rückgängig gemacht wird, so dass die Funktion des Bauteils (218, 218', 278) zumindest teilweise wieder hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, wobei das mindestens eine Spülgas (238) im Bereich (228) des Defekts (D) der Photomaske (100) mithilfe derselben Gas-Bereitstellungseinrichtung (220) wie das mindestens eine Prozessgas (222) bereitgestellt wird, und ein Teil des mindestens einen bereitgestellten Spülgases (238) in den Bereich (250) des Bauteils (218, 218', 278) der Elektronenstrahleinrichtung (210) gelangt und das Bauteil (218, 218', 278) spült.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das mindestens eine Spülgas (238) direkt in dem Bereich (250) des Bauteils (218, 218', 278) der Elektronenstrahleinrichtung (210') bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Bauteil (278) ein Bauteil eines Elektronendetektors (218, 218'), insbesondere eines Rückstreuelektronendetektors (218, 218'), der Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das Bauteil (278) ein elektrischer Isolator ist, eine elektrische Leitfähigkeit des Bauteils (278) durch einen Kontakt mit dem mindestens einen Prozessgas (222) zunimmt und die elektrische Leitfähigkeit des Bauteils (278) durch das Spülen mit dem mindestens einen Spülgas (238) abnimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das Bauteil (278) ein Abschirmelement (278) eines Rückstreuelektronendetektors (218, 218') der Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') ist, das dazu eingerichtet ist, den auf die Photomaske (100) gerichteten aktivierenden Elektronenstrahl (202) abzuschirmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, wobei das mindestens eine Spülgas (238) ein oder mehrere Gase und/oder Gaskomponenten aufweist, welche aus einer Gruppe ausgewählt sind, die sauerstoffhaltiges Gas, oxidierendes Gas, O₂, O₃, H₂O, H₂O₂, NO, NO₂, N₂O und/oder HNO₃ umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, wobei das mindestens eine Spülgas (238) ein oder mehrere Gase und/oder Gaskomponenten aufweist, welche aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Inertgas, Edelgas, reduzierendes Gas, wasserstoffhaltiges Gas, N₂, H₂, NH₃ und/oder CH₄ umfasst.
Vorrichtung (200, 200') zum Elektronenstrahl-induzierten Bearbeiten eines Defekts (D) einer Photomaske (100) für die Mikrolithographie, aufweisend: eine Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') zum Bereitstellen eines aktivierenden Elektronenstrahls (202) im Bereich (228) eines Defekts (D) der Photomaske (100), eine oder mehrere Gas-Bereitstellungseinrichtungen (220, 220', 248): zum Bereitstellen mindestens eines Prozessgases (222) im Bereich (228) des Defekts (D) der Photomaske (100) zum Reparieren des Defekts (D), und zum Bereitstellen mindestens eines Spülgases (238) zum Spülen eines Bereichs (250) eines Bauteils (218, 218', 278) der Elektronenstrahleinrichtung (210, 210'), in welchen ein Teil des mindestens einen Prozessgases (222) gelangt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, aufweisend: eine erste Gas-Bereitstellungseinrichtung (220') zum Bereitstellen des mindestens einen Prozessgases (222) im Bereich (228) des Defekts (D) der Photomaske (100), und eine zweite Gas-Bereitstellungseinrichtung (248) zum Bereitstellen des mindestens einen Spülgases (238) direkt in dem Bereich (250) des Bauteils (218, 218', 278) der Elektronenstrahleinrichtung (210, 210').
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Elektronenstrahleinrichtung (210, 210') einen Elektronendetektor (218, 218'), insbesondere einen Rückstreuelektronendetektor, mit einem Gehäuse (262) umfasst, das Bauteil (278) ein Bauteil des Elektronendetektors (218, 218') ist, welches zumindest teilweise in dem Gehäuse (262) angeordnet ist, und die zweite Gas-Bereitstellungseinrichtung (248) einen an und/oder in dem Gehäuse (262) angeordneten Gasauslass (258) zum Bereitstellen des mindestens einen Spülgases (238) innerhalb des Gehäuses (262) umfasst.