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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zum Bearbeiten eines Objektes für die Lithografie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Entfernen eines Materials, eine entsprechende Vorrichtung, als auch ein Verfahren zum lithografischen Bearbeiten eines Wafers, und ein Computerprogramm zum Ausführen der Verfahren.
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2. Stand der Technik
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In der Halbleiterindustrie werden zunehmend kleinere Strukturen auf einem Wafer hergestellt, um eine Erhöhung der Integrationsdichte zu gewährleisten. Für die Herstellung der Strukturen kommen dabei u.a. lithografische Verfahren zum Einsatz, welche diese auf dem Wafer abbilden. Die lithografischen Verfahren können z.B. Photolithografie, Ultraviolett- (UV-) Lithografie, DUV-Lithografie (d.h. Lithografie im tiefen ultravioletten (engl. deep ultraviolet) Spektralbereich), EUV-Lithografie (d.h. Lithografie im extrem ultravioletten (engl. extreme ultraviolet) Spektralbereich), Röntgenlithografie, Nanoprägelithografie, etc. umfassen. Dabei kommen meist Masken als Objekte für die Lithografie zum Einsatz (z.B. Photomasken, Belichtungsmasken, Retikel, Stempel bei der Nanoprägelithografie, etc.), welche ein Muster umfassen, um die gewünschten Strukturen z.B. auf einem Wafer abzubilden.
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Im Rahmen eines lithografischen Verfahrens kann eine Maske hohen physikalischen und chemischen Beanspruchungen ausgesetzt sein (z.B. bei einer Maskenbelichtung, einer Maskenreinigung, etc.). Dementsprechend werden hohe Anforderungen an die Beständigkeit der Maskenmaterialien gesetzt, welche sich mit dem Fortschreiten der technischen Entwicklung in der Lithografie weiter verschärfen können.
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Da bei der komplexen Maskenherstellung Maskenfehler im Allgemeinen nicht auszuschließen sind, können sich die Maskenmaterialien jedoch auch als Maskenfehler auf der Maske ausbilden (z.B. als Defekte, überschüssiges Material, fehlgebildetes Material, aufliegende Partikel, etc.).
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Es ist generell bekannt Maskenfehler zu beheben bzw. zu reparieren, z.B. über einen teilchenstrahlbasierten Ätzprozess. Bisherige Verfahren zur Maskenreparatur berücksichtigen jedoch nur eine beschränkte Anzahl von Maskenmaterialien.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, welche das Bearbeiten von Objekten für die Lithografie optimieren.
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3. Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird zumindest teilweise durch die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung gelöst.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Objekts für die Lithografie. Das Verfahren des ersten Aspekts umfasst ein Bereitstellen eines ersten Gases, welches erste Moleküle umfasst. Ferner umfasst das Verfahren ein Bereitstellen eines Teilchenstrahls auf einem Arbeitsbereich des Objekts zum Entfernen eines ersten Materials in dem Arbeitsbereich basierend zumindest teilweise auf dem ersten Gas. Das erste Material kann Chrom und Stickstoff umfassen. Ferner kann das erste Material zumindest 1 Atomprozent (at. %) Stickstoff, vorzugweise zumindest 5 Atomprozent (at. %) Stickstoff, mehr bevorzugt zumindest 10 Atomprozent Stickstoff, besonders vorzugsweise zumindest 20 Atomprozent Stickstoff umfassen.
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Die Erfindung nimmt sich dem Problem an, Materialien auf einem Objekt für die Lithografie zu entfernen, die gegenüber einem Entfernen bei chemischer und/oder physikalischer Beanspruchung widerstandsfähig ausgelegt sind.
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Es wurden in jüngster Zeit etablierte chromhaltige Maskenmaterialien gezielt mit einem bestimmten Stickstoffanteil ausgelegt, um den aktuellen und zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden. Der Stickstoffanteil kann dabei gegenüber den etablierten chromhaltigen Maskenmaterialien stöchiometrisch erhöht sein (z.B. über den Grad einer Stickstoffverunreinigung hinausgehen). Durch diesen bestimmten Stickstoffanteil können die Maskenmaterialien eine erhöhte chemische Beständigkeit gegenüber den Anforderungen der Lithografie aufweisen. Diese stickstoffhaltigen Maskenmaterialien können beispielweise eine Schicht einer Maske ausmachen (z.B. eine Schicht eines Patternelements).
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So kann z.B. chromhaltiges Material mit einem hohen Stickstoffanteil von zumindest 1 Atomprozent (zumindest 5 at.%, zumindest 10 at. % und/oder zumindest 20 at. %) gezielt entworfen sein, um das Entfernen dieses chromhaltigen Materials bei chemischen/physikalischen Einflüssen explizit zu verhindern. Der hohe Stickstoffanteil kann dabei ferner so ausgelegt sein, dass er einer Abtragung/Abnutzung des chromhaltigen Materials auch bei dauerhafter bzw. regelmäßiger chemischer/physikalischer Beanspruchung vorbeugt. Diese Art resistenter chromhaltiger Materialien ist dabei üblicherweise auf die extremen Bedingungen bei lithografischen Verfahren ausgelegt, bei denen das Objekt für die Lithografie eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann das Objekt während eines lithografischen Verfahrens einem (schädigenden) Plasma ausgesetzt sein. Z.B. kann es für ein lithografisches Verfahren nötig sein das Objekt einer Wasserstoffumgebung auszusetzen (z.B. zur Vermeidung von Defekten). Dabei kann bei einem lithografischen Belichten des Objekts ein (parasitäres) hochreaktives Wasserstoffplasma mit Wasserstoffradikalen freigesetzt werden, welches auf das Material des Objekts einwirken kann. Das Plasma stellt dabei eine hohe chemische/physikalische Beanspruchung des Objekts dar und kann eine Materialentfernung, als auch eine Materialschädigung des Objekts verursachen (z.B. in einer ähnlichen Art wie bei einem Plasmaätzen). Die materialentfernende Wirkung ist jedoch bei dem Objekt der Lithografie nicht gewünscht, da dies die Eigenschaften des Objekts und somit die Qualität des lithografischen Verfahrens negativ beeinflussen kann. Daher kann der hohe Stickstoffanteil in dem chromhaltigen Material (explizit) ausgelegt sein, um eine hohe Resistenz des ersten Materials gegenüber der materialentfernenden Wirkung eines Plasmas (z.B. insbesondere des hochreaktiven Wasserstoffplasmas) zu gewährleisten. Ferner kann das Objekt zahlreichen weiteren mechanischen/chemischen Einflüssen bei der Lithografie ausgesetzt sein, die (z.B. in Kombination mit der Plasmaeinwirkung) das Objekt schädigen können. Beispielsweise können die weiteren schädigenden Einflüsse starke Temperaturschwankungen, Belichtungsstrahlung, als auch chemische Reaktionen des Objekts mit Spülgasen umfassen. Der hohe Stickstoffanteil ist daher üblicherweise ausgelegt, der Gesamtheit der schädigenden materialentfernenden Einflüsse bei der Lithografie grundsätzlich entgegenzuwirken, sodass eine mechanische/chemische Abnutzung und ein Entfernen des chromhaltigen Materials erschwert ist.
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Die Erfinder haben erkannt, dass sich auch dieses Material teilchenstrahlinduziert entfernen lässt, um ggf. durch überschüssiges Material erzeugte Fehler zu korrigieren. Das erfinderische Konzept beruht demnach darauf, Materialien, die gerade gegenüber einem Entfernen resistent ausgelegt sind, über ein teilchenstrahlbasiertes Verfahren zu entfernen. Dabei sind die Erfinder auf die unerwartete Erkenntnis gestoßen, dass ein chromhaltiges Material mit einem hohen Stickstoffanteil von zumindest 1 Atomprozent (zumindest 5 Atomprozent, zumindest 10 at. %, und/oder zumindest 20 at. %) mit Hilfe von einem bereitgestellten Gas und einem bereitgestellten Teilchenstrahl entfernt werden kann (z.B. über ein teilchenstrahlinduziertes Ätzen). Dies stellte für die Erfinder eine überraschende Erkenntnis dar, da nicht absehbar war, dass das - gegenüber den aggressiven Bedingungen der Lithografie - resistente erste Material teilchenstrahlbasiert bearbeitet bzw. gar entfernt werden kann (z.B. ohne Verwenden eines Plasmas, das bekannterweise das Objekt bei der Lithografie ätzen kann). Ferner war es für die Erfinder in Anbetracht des resistenten ersten Materials unerwartet, dass bei einem teilchenstrahlbasierten Entfernen des ersten Materials das Bereitstellen eines Gases, welches erste Moleküle umfasst, prinzipiell ausreichend ist. Es muss erfindungsgemäß nicht zwangsweise auf ein komplexes Gasgemisch (z.B. mit verschiedenen Arten von Molekülen, die auf das resistente Material ausgelegt sind) zurückgegriffen werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich die Komplexität bei dem teilchenstrahlbasierten Entfernen reduziert, wodurch z.B. eine leichtere Prozesskontrolle des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen kann (da z.B. das Bereitstellen eines einzigen Gases eine geringere Anforderung an die technische Umsetzung stellt als das Bereitstellen eines Gasgemisches aus z.B. zwei oder mehreren verschiedenen Gasen). Die Erfindung ermöglicht es demnach Objekte für die Lithografie zu bearbeiten, die resistente Materialien (z.B. mit einem hohen Stickstoffanteil) aufweisen.
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Die Einheit Atomprozent, wie hierin beschrieben, kann sich dabei auf einen Stoffmengenanteil des entsprechenden Materials beziehen, wobei Atomprozent z.B. die relative Anzahl an Teilchen (z.B. der Stickstoffatome) in Bezug auf die Gesamtanzahl der Teilchen des Stoffes angibt (z.B. Gesamtanzahl der Atome des ersten Materials). Der Atomprozentanteil kann z.B. über Sekundärionenmassenspektroskopie, SIMS und/oder Augerelektronenspektroskopie und/oder Röntgenphotoelektronenspektroskopie, XPS, nachgewiesen werden (als auch z.B. über eine Photoelektronenspektroskopie, PES).
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Das Objekt für die Lithografie, wie hierin beschrieben, kann dabei eine lithografische Maske umfassen. Die lithografische Maske kann so ausgelegt sein, dass sie bei der Lithografie für die Herstellung von halbleiterbasierten Chips zum Einsatz kommen kann (z.B. bei einer Belichtung eines halbleiterbasierten Wafers). Die lithografische Maske kann ferner jegliche Art einer lithografischen Maske umfassen, welche ein Bild basierend auf einer Quelle von elektromagnetischer Strahlung (mit beliebiger Wellenlänge) und einem auf der lithografischen Maske umfassten Muster abbilden kann. Dabei kann das Bild eine Transformation des Musters umfassen. Die lithografische Maske kann z.B. eine EUV-Maske, eine DUV-Maske, eine UV-Maske, eine Röntgenlithografie-Maske, eine Binärmaske, eine phasenschiebende Maske etc. umfassen. Ferner kann die lithografische Maske auch einen Stempel der Nanoprägelithografie umfassen, oder eine Maske für die Lithografie, welche ein Muster basierend auf einer Quelle von Teilchen abbilden kann.
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Der hierin genannte Arbeitsbereich kann einen lokalen Bereich des Objektes für die Lithografie umfassen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Arbeitsbereich das gesamte Objekt für die Lithografie umfasst. Der Arbeitsbereich kann ferner eine beliebige Flächendimension, Form und/oder Geometrie aufweisen. Z.B. kann der Arbeitsbereich in einer Größenordnung liegen, die mit einer bestimmten Abmessung des Objektes assoziiert ist. Beispielsweise kann die bestimmte Abmessung eine kritische Dimension CD eines Musterelements (d.h. Patternelements) des Objektes umfassen. Die kritische Dimension CD kann beispielsweise eine definierte Strukturbreite des Musterelements als auch einen definierten Abstand zwischen zwei (charakteristischen) Musterelementen umfassen. Der Arbeitsbereich kann dabei z.B. eine Fläche A aufspannen, die sich über die kritische Dimension CD des Musterelements ergibt (z.B. kann A einer Funktion der kritischen Dimension CD entsprechen, mit A = f(CD), z.B. kann A proportional zur kritischen Dimension sein). Ferner kann das Entfernen des ersten Materials innerhalb des Arbeitsbereiches derart erfolgen, sodass das erste Material nicht zwangsweise über der gesamten Fläche des Arbeitsbereiches entfernt wird, sondern (lokal) in einem Teilbereich des Arbeitsbereiches entfernt wird. Alternativ kann das Entfernen innerhalb des Arbeitsbereiches derart erfolgen, sodass das erste Material über der gesamten Fläche des Arbeitsbereiches entfernt wird. Ferner kann das Bereitstellen des ersten Gases gezielt auf einem Teilbereich des Arbeitsbereiches erfolgen (z.B. über eine lokal positionierbare Gasleitung mit einer Gasdüse). Ebenso kann das Bereitstellen des Teilchenstrahls derart erfolgen, dass dieser auf einen Teilbereich des Arbeitsbereiches ausgerichtet wird, sodass die Teilchen des Teilchenstrahls auf den Teilbereich einstrahlen. Ferner kann das Verfahren umfassen, dass der Teilchenstrahl in dem Teilbereich bzw. innerhalb des Arbeitsbereiches gezielt lokal gesteuert und/oder fokussiert wird (um z.B. eine Reaktion des teilchenstrahlinduzierten Ätzens lokal zu steuern).
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Das hierin beschriebene Verfahren des ersten Aspekts ist grundsätzlich auch mit einem anderen Stickstoffanteil des ersten Materials denkbar, z.B. < 5 Atomprozent oder gar < 1 Atomprozent oder > 50 Atomprozent Stickstoffanteil. Entsprechend kann ein weiterer Aspekt der Erfindung das Entfernen des ersten Materials mit dem bereitgestellten ersten Gas und dem bereitgestellten Teilchenstrahl umfassen, wobei der weitere Aspekt zumindest ein weiteres der hierin beschriebenen Merkmale umfassen kann, ohne auf den Stickstoffanteil des ersten Materials beschränkt zu sein.
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Ferner haben die Erfinder erkannt, dass das hierin beschriebene Verfahren auch für ein Material als erstes Material denkbar ist, welches anstatt Chrom (oder zusätzlich zu Chrom) ein anderes Element umfasst (z.B. ein anderes Metall). Das erste Material kann dementsprechend als ein stickstoffbasiertes Material (z.B. ein nitridbasiertes Material, z.B. ein Metallnitrid) aufgefasst werden. Beispielsweise kann das erste Material anstatt Chrom zumindest eines der folgenden umfassen: Niob, Titan und/oder Tantal. Dabei kann das erste Material beispielsweise Niobnitrid (z.B. NbN, Nb2N, Nb4N3), und/oder Titannitrid (z.B. TiN) umfassen und gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren entfernt werden. Der Stickstoffanteil des Niobnitrids, als auch des Titannitrids kann dabei den hierin beschriebenen Stickstoffanteilen des ersten Materials entsprechen.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das erste Material in der Lage ist eine Strahlung zu absorbieren, welche mit dem Objekt assoziiert ist. Z.B. kann diese mit dem Objekt assoziierte Strahlung, eine elektromagnetische Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge umfassen, die bei einem lithografischen Verfahren zum Einsatz kommen kann, für das das Objekt ausgelegt ist. Beispielsweise kann die mit dem Objekt assoziierte Strahlung einer Belichtungsstrahlung des Objekts bei dem lithografischen Verfahren entsprechen. Die bestimmte Wellenlänge der Belichtungsstrahlung kann dabei als lithografische Wellenlänge des Objekts aufgefasst werden. In einem Beispiel umfasst das Objekt für die Lithografie eine EUV-Maske für ein EUV-Lithografieverfahren, wobei die lithografische Wellenlänge (d.h. die Wellenlänge der Belichtungsstrahlung) in diesem Fall 13,5 nm aufweisen kann. Ferner kann sich die Strahlung z.B. auf ein DUV-Lithografieverfahren (mit z.B. 193 nm bzw. 248 nm lithografischer Wellenlänge), ein i-Line-Lithografieverfahren (mit z.B. 265 nm lithografischer Wellenlänge), als auch ein beliebiges anderes Lithografieverfahren (mit z.B. einer anderen lithografischen Wellenlänge) je nach Objekt beziehen.
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In einem Beispiel weist das erste Material einen intrinsischen Materialparameter auf, der auf eine signifikante (z.B. hohe) Absorption der lithografischen Wellenlänge des Objekts schließen lässt (z.B. ein Absorptionskoeffizient, ein Absorptionsbeitrag, ein Imaginärteil des Brechungsindex des ersten Materials). Ferner kann das erste Material ein Material umfassen, welches typischerweise bei dem Objekt vorhanden ist, um die lithografische Wellenlänge zu absorbieren (z.B. ein Material, welches einer Absorptionsschicht (z.B. eines Patternelements) des Objekts entspricht).
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In einem weiteren Beispiel weist das erste Material nicht nur einen intrinsischen Materialparameter per se auf, der auf eine signifikante Absorption schließen lässt. Zusätzlich kann das erste Material derart geometrisch gestaltet sein, dass es die mit dem Objekt assoziierte Strahlung in einem lokalen Gebiet des Objekts effektiv absorbieren kann. Beispielweise kann das erste Material in einem (lokalen) Gebiet des Objekts geometrisch derart aufgebaut sein, dass es über dessen absorbierende Materialeigenschaft und dessen geometrischen Aufbau eine signifikante Absorption der Strahlung der lithografischen Wellenlänge in dem (lokalen) Gebiet verursacht. In diesem Fall kann das erste Material in dem (lokalen) Gebiet einen bildgebenden Beitrag bei einem lithografischen Verfahren leisten, da eine tatsächliche (d.h. effektive) Absorption der Strahlung lithografischer Wellenlänge vorliegt. Die Geometrie des ersten Materials kann dabei z.B. über die Schichtdicke des Materials definiert sein, bzw. über eine Distanz, die eine Strahlung lithografischer Wellenlänge bei einem lithografischen Verfahren durch das erste Material durchlaufen würde (d.h. eine Absorptionsdistanz). Die Absorptionsdistanz kann z.B. die optische Brechung der Strahlung lithografischer Wellenlänge bzw. einen Einstrahlvektor der Belichtungsstrahlung berücksichtigen. Z.B. kann das Verfahren umfassen, dass eine sehr dünne Schicht eines an sich (d.h. intrinsisch) absorbierenden Materials nicht entfernt wird, da diese dünne Schicht die Strahlung lithografischer Wellenlänge geometrisch nicht signifikant absorbieren kann und somit keinen tatsächlichen (d.h. effektiven) bildgebenden Beitrag bei einem entsprechenden lithografischen Verfahren leistet. Beispielsweise kann die signifikante Absorption über die Schichtdicke bzw. Absorptionsdistanz des ersten Materials definiert sein bzw. berechnet werden. Die Schichtdicke des ersten Materials kann zumindest 20 nm, bevorzugt zumindest 35 nm, mehr bevorzugt zumindest 50 nm, am meisten bevorzugt zumindest 60 nm umfassen. Die Schichtdicke des ersten Materials kann aber auch kleiner als 60 nm sein, z.B. kleiner als 50 nm oder kleiner als 35 nm sein. Die signifikante Absorption kann dabei ferner derart beschrieben werden, dass die Intensität der Strahlung lithografischer Wellenlänge um 70 %, bevorzugt 80 %, am meisten bevorzugt 90 % bei einem lithografischen Verfahren (über das erste Material hinweg) gedämpft wird.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das erste Material einem Schichtmaterial eines Patternelements des Objekts entspricht. In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass das Schichtmaterial einem Material einer Absorptionsschicht des Patternelements entspricht. Die Absorptionsschicht kann dabei die Schicht des Patternelements umfassen, die explizit für das Absorbieren der Strahlung lithografischer Wellenlänge ausgerichtet ist.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass das erste Material zumindest 10 Atomprozent Chrom, bevorzugt zumindest 20 Atomprozent Chrom, am meisten bevorzugt zumindest 30 Atomprozent Chrom umfasst. In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren, dass das erste Material zumindest 10 Atomprozent Chromoxid, bevorzugt zumindest 20 Atomprozent Chromoxid, am meisten bevorzugt 30 Atomprozent Chromoxid umfasst. In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren, dass das erste Material zumindest 2 Atomprozent Chrom in metallischer Verbindung, bevorzugt zumindest 3 Atomprozent Chrom in metallischer Verbindung, am meisten bevorzugt zumindest 4 Atomprozent Chrom in metallischer Verbindung umfasst. Der Atomprozentanteil kann z.B. über Sekundärionenmassenspektroskopie, SIMS und/oder Augerelektronenspektroskopie und/oder Röntgenphotoelektronenspektroskopie, XPS, nachgewiesen werden (als auch z.B. über eine Photoelektronenspektroskopie, PES). Insbesondere kann der Stoffanteil des metallischen Chroms über eine XPS-Analyse nachgewiesen werden.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das erste Material ein Chromnitrid umfasst. Das Chromnitrid kann beispielsweise CrN und/oder Cr2N umfassen. Chromnitrid kann sich durch große Härte und extreme Korrosionsbeständigkeit auszeichnen. Die Erfinder haben erkannt, dass auch Chromnitrid bzw. ein Material mit einem Chromnitridanteil mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet bzw. entfernt werden kann. Chromnitrid kann z.B. über gängige physikalische/chemische Analysemethoden nachgewiesen werden (z.B. über eine Röntgenspektroskopie). Beispielsweise kann bei CrN ein Brechungsindex n von 0,9295 und ein Absorptionskoeffizient von kβ von 0,0336 vorliegen. Beispielsweise kann bei Cr2N ein Brechungsindex n von 0,9272 und ein Absorptionskoeffizient von kβ von 0,0376 vorliegen.
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In einem Beispiel kann das erste Gas als ein substanzielles Ätzgas für das Entfernen des ersten Materials aufgefasst werden kann. Das erste Gas kann dabei so ausgelegt sein, dass es substanziell Einfluss auf das Ätzverhalten des ersten Materials nimmt. Z.B. können die Moleküle des ersten Gases derart gewählt sein, dass sie eine ätzende/entfernende Wirkung des ersten Materials bewirken. Beziehungsweise können die ersten Moleküle auch derart gewählt sein, dass sie in Verbindung mit einer Reaktion, die durch den Teilchenstrahl induziert wird, eine ätzende/entfernende Wirkung des ersten Materials bewirken.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass die ersten Moleküle des ersten Gases mindestens ein Halogenatom umfassen. Die Erfinder haben erkannt, dass sich für das Entfernen des resistenten ersten Materials (z.B. mit dem hierin beschriebenen hohen Stickstoffanteil) insbesondere ein Gas eignet, welches Moleküle umfasst, die ein Halogen aufweisen. Ein derartiges erstes Gas (d.h. Ätzgas) kann in Verbindung mit dem bereitgestellten Teilchenstrahl das resistente erste Material vorteilhaft in technischer gewünschter Art und Weise entfernen. Beispielweise können mit einem derartigen ersten Gas Entfernungsrückstände, lange Ätzzeiten, inhomogene Materialabtragungen bei dem Verfahren des ersten Aspekts vermieden werden.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass die ersten Moleküle eine Halogenverbindung umfassen. Z.B. kann die Halogenverbindung eine chemische Verbindung umfassen, die mindestens ein Halogenatom aufweist, wobei das Halogenatom eine chemische Verbindung mit zumindest einer weiteren chemischen Komponente (z.B. einem weiteren beliebigen chemischen Element/Atom und/oder einer weiteren chemischen Stoffgruppe/Stoffverbindung, etc.) eingeht. In einem Beispiel kann die Halogenverbindung ausschließlich Halogene gleicher Art umfassen (z.B. können die ersten Moleküle dabei F2, Cl2, Br2, etc. umfassen).
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass die Halogenverbindung ein Nitrosylhalogenid und/oder ein Nitrylhalogenid umfasst. In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das Nitrosylhalogenid zumindest eines der folgenden umfasst: Nitrosylchlorid, NOCl, Nitrosylfluorid, NOF, Nitrosylbromid, NOBr. In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das Nitrylhalogenid zumindest eines der folgenden umfasst: Nitrylchlorid, ClNO2, Nitrylfluorid, FNO2. Die Erfinder haben dabei erkannt, dass auch derartige erste Moleküle (z.B. Nitrosylchlorid oder Nitrylchlorid) im Rahmen des Verfahrens des ersten Aspekts das resistente erste Material vorteilhaft in technisch gewünschter Art und Weise entfernen können.
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In einem Beispiel umfasst die Halogenverbindung ein Edelgashalogenid. Z.B. kann das Edelgashalogenid eine chemische Verbindung umfassen, die mindestens ein Halogenatom und mindestens ein Edelgasatom aufweist.
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In einem Beispiel umfasst das Edelgashalogenid zumindest eines der folgenden: Xenondifluorid, XeF2, Xenondichlorid, XeCl2, Xenontetrachlorid, XeCl4, Xenontetrafluorid, XeF4, Xenonhexafluorid, XeF6. Die Erfinder haben dabei erkannt, dass auch derartige Edelgashalogenide (z.B. insbesondere Xenondifluorid) im Rahmen des Verfahrens des ersten Aspekts das resistente erste Material vorteilhaft in technischer gewünschter Art und Weise entfernen können.
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In einem weiteren Beispiel umfassen die ersten Moleküle ein Quadrupolmoment (bzw. ein Multipolmoment mit mindestens vier Polen), welches größer Null ist. Z.B. kann Xenondifluorid ein Quadrupolmoment größer Null aufweisen.
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In einem Beispiel umfasst die Halogenverbindung eine Interhalogenverbindung (d.h. ein Interhalogen). Z.B. kann die Interhalogenverbindung eine chemische Verbindung zumindest zweier unterschiedlicher Halogene miteinander aufweisen. Die Erfinder haben erkannt, dass auch Interhalogene als erste Moleküle des ersten Gases geeignet sind, um das resistente erste Material in technischer gewünschter Art und Weise zu entfernen. Beispielsweise kann die Interhalogenverbindung zumindest eine der folgenden umfassen: ClF, ClF3, BrF, BrF3, ICl, ICl3, BrCl, IF, IF3, IBr, IBr3.
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In einem weiteren Beispiel umfasst das erste Gas eine Kombination der hierin genannten ersten Moleküle. Dabei kann das erste Gas auch als eine Kombination verschiedener Gase mit verschiedenen ersten Molekülen aufgefasst werden. Z.B. kann das erste Gas eine beliebige Kombination von ein oder mehreren Nitrosyhalogeniden, Nitrylhalogeniden, Edelgashalogeniden und/oder Interhalogeniden als erste Moleküle umfassen.
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Beispielweise kann das erste Gas ein Nitroysylhalogenid und ein Edelgashalogenid umfassen. In diesem Fall kann z.B. das erste Gas NOCl und/oder NOF als Nitrosylhalogenid und XeF2 als Edelgashalogenid umfassen.
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Beispielweise kann das erste Gas ein Nitrylhalogenid und ein Edelgashalogenid umfassen. In diesem Fall kann z.B. das erste Gas ClNO2 und/oder FNO2 als Nitrylhalogenid und XeF2 als Edelgashalogenid umfassen.
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Beispielsweise kann das erste Gas ein Nitrosylhalogenid und ein Nitrylhalogenid umfassen. In diesem Fall kann z.B. das erste Gas NOCl und/oder NOF als Nitrosylhalogenid und ClNO2 und/oder FNO2 als Nitrylhalogenid umfassen.
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In einem Beispiel umfassen die ersten Moleküle polare Moleküle. Es hat sich herausgestellt, dass polare Moleküle mit einem Dipolmoment grundsätzlich für das Verfahren geeignet sein können. In einem weiteren Beispiel können die ersten Moleküle auch unpolare Moleküle umfassen. Die Erfindung beruht ferner auf dem Konzept, dass auch unpolare Moleküle ohne ein Dipolmoment für das Verfahren grundsätzlich geeignet sein können. In einem zusätzlichen Beispiel umfassen die ersten Moleküle dreiatomige Moleküle. Erfindungsgemäß bedarf es nicht zwangsweise komplexer Verbindungen mit mehr als drei Atomen je Molekül für ein geeignetes Verfahren des ersten Aspekts.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass ein erstes Dipolmoment, welches mit den ersten Molekülen assoziiert ist, zumindest 1 D (D: Debye), bevorzugt zumindest 1,5 D, besonders bevorzugt zumindest 1,7 D, am meisten bevorzugt zumindest 1,8 D umfasst. In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren, dass das erste Dipolmoment zumindest kleiner 2,5 D, bevorzugt zumindest kleiner 2,3 D, besonders bevorzugt zumindest kleiner 2,1 D, am meisten bevorzugt zumindest kleiner 2 D umfasst. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Haftwahrscheinlichkeit der (ersten) Moleküle auf einer Oberfläche von ihrem Dipolmoment abhängt (z.B. kann die Haftwahrscheinlichkeit proportional zum Dipolmoment sein). Die Erfindung macht sich diesen Effekt bei dem Entfernen des ersten Materials zu Nutze. Bei dem teilchenstrahlbasierten Entfernen (z.B. einem teilchenstrahlinduzierten Ätzen) ist üblicherweise eine definierte (lokale) Gaskonzentration des ersten Gases (d.h. des Ätzgases) über einen bestimmten Zeitraum gefordert, um die Reaktion des Entfernens definiert ablaufen zu lassen. Es kann daher hilfreich sein, die definierte (lokale) Gaskonzentration gezielt einzustellen. Aufgrund von chemischen und/oder physikalischen Interaktionen bei dem Entfernen des ersten Materials kann sich jedoch die definierte (lokale) Gaskonzentration in einem technisch ungewünschten Maße verändern. Z.B. kann dies eine (lokale) Verarmung des ersten Gases innerhalb des Arbeitsbereiches umfassen, sodass der Prozess des Entfernens des ersten Materials in einer ungewünschten Weise beeinflusst wird. Die Erfinder haben dabei erkannt, dass das Verwenden von ersten Molekülen mit den hierin beschriebenen Dipolmomenten verbesserte Bedingungen der Haftwahrscheinlichkeit der ersten Moleküle auf einer Oberfläche (z.B. der Oberfläche des ersten Materials) implizieren kann. Dies kann z.B. eine optimierte Belegung der ersten Moleküle im Arbeitsbereich des Objekts ermöglichen. Über diesen technischen Effekt können daher optimierte Verhältnisse in der Gestaltung der definierten (lokalen) Gaskonzentration erzielt werden, wodurch das Entfernen des ersten Materials optimiert werden kann.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts ferner ein Bereitstellen eines zweiten Gases, welches zweite Moleküle umfasst, wobei das Entfernen des ersten Materials ferner zumindest teilweise auf dem zweiten Gas basiert. Das hierin beschriebene zweite Gas kann in diesem Zusammenhang als additives Gas in Bezug auf das substanzielle Ätzgas (d.h. das erste Gas) aufgefasst werden. Das zweite Gas kann dabei als additives Gas das Entfernen bzw. das teilchenstrahlinduzierte Ätzen des ersten Materials weiter beeinflussen und z.B. Prozessparameter/-resultate genauer adaptieren (z.B. Ätzrate, Anisotropiefaktor, Selektivität, Seitenwandwinkel, Oberflächenrauigkeit, etc.). Grundsätzlich können die hierin beschriebenen Merkmale für das Bereitstellen des ersten Gases auch für das Bereitstellen des zweiten Gases gelten, als auch umgekehrt.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass ein erstes Dipolmoment, welches mit den ersten Molekülen assoziiert ist, und ein zweites Dipolmoment, welches mit den zweiten Molekülen assoziiert ist, sich voneinander um maximal 0,1 D, bevorzugt maximal 0,08 D, besonders bevorzugt maximal 0,07 D, am meisten bevorzugt maximal 0,06 D unterscheiden. Diesem Beispiel liegt der Gedanke zugrunde, dass die ersten Moleküle des ersten Gases (d.h. des substanziellen Ätzgases) ein ähnliches Dipolmoment aufweisen wie die zweiten Moleküle des zweiten Gases (d.h. des additiven Gases). Die Erfinder haben erkannt, dass dieser Umstand bei dem Entfernen des ersten Materials vorteilhaft sein kann. Bei dem teilchenstrahlbasierten Entfernen ist wie hierin beschrieben üblicherweise eine definierte (lokale) Gaskonzentration über einen bestimmten Zeitraum gefordert, um die Reaktion des Entfernens definiert ablaufen zu lassen. Dies ist insbesondere bei dem Verwenden eines komplexeren Gasgemischs, welches zumindest zwei Gase umfasst (z.B. das erste und das zweite Gas) von verstärkter Bedeutung. Es gehen damit erhöhte Anforderungen an das Aufrechterhalten der definierten (lokalen) Gaskonzentration einher. Beispielsweise kann auch hier verstärkt eine (lokale) Verarmung des zweiten Gases (und/oder des ersten Gases) innerhalb des Arbeitsbereiches auftreten, sodass das Entfernens des ersten Materials in einer ungewünschten Weise beeinflusst werden kann. Die Erfinder haben dabei erkannt, dass das Verwenden von ersten und zweiten Molekülen mit ähnlichen Dipolmomenten (wie hierin beschrieben) ähnliche Hafteigenschaften der ersten und zweiten Moleküle auf einer Oberfläche implizieren kann. Es kann sich dabei eine ähnliche Haftwahrscheinlichkeit der ersten und zweiten Moleküle ergeben, wodurch eine äquivalente Belegung der Oberfläche mit den ersten und zweiten Molekülen ermöglicht werden kann. Insbesondere kann dadurch die Oberfläche des ersten Materials bei dem Entfernen definiert mit den ersten und zweiten Molekülen belegt werden. Über diesen technischen Effekt können demnach optimierte Verhältnisse in der Gestaltung der definierten (lokalen) Gaskonzentration bei dem Verwenden des ersten und zweiten Gases ermöglicht werden. Dieser Wirkmechanismus kann demnach das Entfernen des ersten Materials gezielt optimieren.
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Wie hierin erwähnt kann die Haftwahrscheinlichkeit der Moleküle proportional zu ihrem Dipolmoment sein. Daher umfasst das Verfahren in einem Beispiel die Berücksichtigung des ersten und zweiten Dipolmoments der ersten und zweiten Moleküle (wie hierin beschrieben) als Parameter bei dem Entfernen des ersten Materials. Beispielsweise kann das erste und zweite Dipolmoment einen Prozessparameter (z.B. einen Gasmengenstrom des ersten und/oder zweiten Gases) bei dem Entfernen definieren.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass das Bereitstellen des ersten Gases und des zweiten Gases zumindest teilweise gleichzeitig erfolgt. Beispielsweise können das erste Gas und das zweite Gas gleichzeitig in die Umgebung des Arbeitsbereiches bzw. in die Umgebung des Objekts eingeleitet werden, z.B. während des Entfernens des ersten Materials. Dies kann ferner umfassen, dass während des Entfernens (zumindest teilweise) ein erster Gasmengenstrom des ersten Gases als auch ein zweiter Gasmengenstrom des zweiten Gases vorliegt, sodass das Vorhandensein beider Gase in der Umgebung des Arbeitsbereiches/Objekts gewährleistet ist. Es ist dabei z.B. möglich, dass der erste und zweite Gasmengenstrom im Wesentlichen identisch ist. In anderen Beispielen können sie aber auch voneinander verschieden sein. Das gleichzeitige Bereitstellen des ersten und zweiten Gases kann ferner umfassen, dass der erste Gasmengenstrom und der zweite Gasmengenstrom (bei dem Entfernen des ersten Materials) variiert werden.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass das Bereitstellen des ersten Gases und des zweiten Gases zumindest teilweise zeitlich versetzt erfolgt. Beispielsweise kann es für das Entfernen des ersten Materials nötig sein, dass in einem Prozessschritt des Entfernens nur eines der beiden Gase in der Umgebung des Arbeitsbereiches/Objekts bereitgestellt bzw. eingeleitet werden soll. Z.B. kann es zu Beginn des Entfernens des ersten Materials nötig sein, dass zunächst nur das erste Gas (oder das zweite Gas) in die Umgebung des Arbeitsbereiches/Objektes eingeleitet wird. Anschließend kann das zweite Gas (oder das erste Gas) zu einem späteren Zeitpunkt hinzugeleitet bzw. bereitgestellt werden. Ferner ist auch denkbar, dass während des Entfernens stufenweise zwischen dem (ausschließlichen) Bereitstellen/Einleiten des ersten Gases (ohne das zweite Gas) und dem (ausschließlichen) Bereitstellen/Einleiten des zweiten Gases (ohne das erste Gas) gewechselt wird. Des Weiteren ist es auch möglich, dass ein Prozessende des Entfernens des ersten Materials das ausschließliche Bereitstellen/Einleiten eines der zwei Gase umfasst. Beispielsweise ist denkbar, dass ein Prozessende des Erzeugens durch das ausschließliche Bereitstellen/Einleiten des zweiten Gases definiert ist.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das die zweiten Moleküle Wasser, H2O, und/oder schweres Wasser, D2O, umfassen. Dabei hat sich für das Entfernen des resistenten ersten Materials, als auch in Bezug auf die Selektivität des Entfernens des ersten Materials, Wasser und/oder schweres Wasser als vorteilhaftes additives Gas herausgestellt. In einem besonders vorteilhaften Beispiel umfasst das Verfahren NOCl als erstes Gas und H2O als zweites Gas. In einem weiteren besonders vorteilhaften Beispiel umfasst das Verfahren XeF2 als erstes Gas und H2O als zweites Gas. In einem weiteren Beispiel können die zweiten Moleküle des zweiten Gases auch halbschweres Wasser, HDO, umfassen.
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In einem weiteren Beispiel kann das zweite Gas (bzw. die zweiten Moleküle) eine sauerstoffhaltige Komponente, ein Halogenid und/oder eine reduzierende Komponente umfassen. Die sauerstoffhaltige Komponente kann z.B. ein sauerstoffhaltiges Molekül aufweisen. Z.B. kann die sauerstoffhaltige Komponente zumindest eines der folgenden umfassen: Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Wasserstoffperoxid (H2O2), Distickstoffmonoxid (N2O), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Salpetersäure (HNO3). Das Halogenid kann z.B. zumindest eines der folgenden aufweisen: Cl2, HCl, XeF2, HF, I2, HI, Br2, HBr, NOCl, NOF, ClNO2, FNO2, PCl3, PCl5. Die reduzierende Komponente kann dabei ein Molekül umfassen, dass ein Wasserstoffatom aufweist. Z.B. kann die reduzierende Komponente zumindest eines der folgenden umfassen: H2, NH3, CH4.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das erste Material selektiv entfernt wird, so dass ein zweites Material des Objekts im Wesentlichen nicht entfernt wird. Beispielsweise kann das Verfahren derart ausgelegt sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Entfernen (z.B. basierend auf einem teilchenstrahlinduzierten Ätzen) eine Selektivität des Entfernens (z.B. eine Ätzselektivität) des ersten Materials gegenüber dem zweiten Material vorliegt. Die Selektivität kann dabei z.B. ermöglichen, dass das zweite Material mit einer geringeren Abtragungsrate als das erste Material entfernt wird, wenn das zweite Material dem Verfahren (wie hierin beschrieben) ausgesetzt ist. Dementsprechend kann das Verfahren umfassen, dass eine definierte Selektivität eingestellt wird (z.B. eine erhöhte Ätzselektivität). Dies kann z.B. über eine geeignete Wahl des ersten und/oder zweiten Gases, als auch geeignete Gasparameter des ersten und/oder zweiten Gases (z.B. Gasmengenstrom, Gasdruck, Gaskonzentration etc.) gewährleistet werden. Beispielweise kann insbesondere die Wahl des zweiten Gases (z.B. Wasser und/oder schweres Wasser wie hierin beschrieben) und die Gasparameter des zweiten Gases dazu verwendet werden die Selektivität des Entfernens des ersten Materials gegenüber dem zweiten Material anzupassen. Das Verfahren kann ferner derart erfolgen, dass im Wesentlichen keine physikalische/chemische Beanspruchung des zweiten Materials vorliegt.
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In einem Beispiel kann das zweite Material ein Material an einer beliebigen Stelle des Objekts für die Lithografie umfassen, als auch ein Material innerhalb des Arbeitsbereiches. Ferner ist als zweites Material ein Material denkbar, welches prinzipiell der materialentfernenden Wirkung des Verfahrens ausgesetzt wäre. Z.B. kann dies umfassen, dass das zweite Material während des Verfahrens dem ersten (bzw. zweiten Gas) ausgesetzt ist, und/oder in näherer (als auch unmittelbarer) Umgebung des Teilchenstrahls vorliegt. Beispielsweise kann das zweite Material an dem ersten Material anliegen bzw. mit dem ersten Material mechanisch gekoppelt sein (z.B. auch indirekt über ein dazwischen liegendes Material). In diesem Fall ist denkbar, dass beim Entfernen des ersten Materials eine Freilegung einer Oberfläche des zweiten Materials einhergeht, sodass das zweite Material der materialentfernenden Wirkung des Verfahrens ausgesetzt wäre. Erfindungsgemäß kann dem Entfernen des zweiten Materials über die Selektivität des Verfahrens entgegengewirkt werden. Das zweite Material kann in einer typischen Anwendung des Verfahrens z.B. ein Teil einer Schicht des Objekts sein, die an das erste Material (direkt bzw. indirekt) angrenzt. Beispielsweise kann das Objekt einen charakteristischen Schichtaufbau aufweisen, bei dem eine Deckschicht auf einem reflektierenden Schichtstapel (z.B. einem Bragg-Spiegel) angrenzt. Der charakteristische Schichtaufbau kann ferner eine Pufferschicht umfassen, die an der Deckschicht angrenzt. Dabei kann zusätzlich an der Pufferschicht eine Absorptionsschicht angrenzen. In einem Beispiel kann ein Teil der Absorptionsschicht das erste (zu entfernende) Material des Verfahrens umfassen. Das Verfahren kann dementsprechend mit einer derartigen Selektivität gestaltet sein, dass das zweite Material das Material der Pufferschicht, das Material der Deckschicht und/oder das Material des reflektierenden Schichtstapels umfasst. In einem Beispiel ist die Selektivität derart gestaltet, dass das zweite Material explizit das Material der Deckschicht des reflektierenden Schichtstapels des Objekts umfasst. Dies kann ermöglichen, dass über die verminderte Abtragungsrate der Deckschicht das Verfahren gezielt beendet werden kann, ohne den reflektierenden Schichtstapel anzugreifen. Die Deckschicht kann demnach als Entfernungsstop (z.B. Ätzstop) fungieren, sodass eine Schädigung des reflektierenden Schichtstapels, die mit einer Schädigung der optischen Eigenschaften des Objekts einhergehen würde, verhindert werden kann.
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Das Verfahren kann dabei derart erfolgen, dass die Selektivität des Entfernens des ersten Materials gegenüber dem zweiten Material bei zumindest 2:1 liegt. In einem Beispiel liegt die Selektivität des Entfernens des ersten Materials gegenüber dem zweiten Material bei zumindest 15:1, bevorzugt bei zumindest 25:1, am meisten bevorzugt bei zumindest 50:1.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das Verfahren ferner ein Entfernen zumindest eines Zwischenmaterials umfasst, welches zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material angeordnet ist. Wie hierin in Bezug auf den charakteristischen Schichtaufbau beschrieben, kann das Zwischenmaterial beispielsweise einen Teil der Pufferschicht des Objekts umfassen. Ferner ist auch denkbar, dass das zumindest eine Zwischenmaterial einen Teil der Pufferschicht und einen Teil der Deckschicht des Objekts umfasst. Das Zwischenmaterial muss dabei nicht zwangsweise die hierin genannten Eigenschaften des ersten Materials (bzw. des zweiten Materials) umfassen.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das Verfahren ferner ein Entfernen zumindest eines Oberflächenmaterials des Objekts umfasst. Das Oberflächenmaterial kann z.B. ein Material des Objekts umfassen, welches eine dem ersten Gas und/oder zweiten Gas, als auch dem Teilchenstrahl zugängliche Oberfläche aufweist (z.B. eine freistehende Oberfläche des Objekts). Das Oberflächenmaterial kann dabei ein beliebiges Material umfassen, und ist nicht auf die hierin genannten Stoffe und Stoffanteile des ersten bzw. zweiten Materials beschränkt. Dabei kann das Oberflächenmaterial z.B. entfernt werden, um das darunter angeordnete erste Material für das erfindungsgemäße Verfahren freizulegen. In Bezug auf den hierin beschriebenen charakteristischen Schichtaufbau des Objekts kann das Oberflächenmaterial beispielsweise ein Teil einer Oberflächenschicht sein, die an der Absorptionsschicht (z.B. gegenüber der Pufferschicht) angrenzt. Die Oberflächenschicht kann in diesem Beispiel eine Antireflexionsschicht, eine Oxidschicht, eine Passivierungsschicht umfassen.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass der Teilchenstrahl zumindest teilweise auf einer Beschleunigungsspannung von weniger als 3 kV, bevorzugt weniger als 1 kV, mehr bevorzugt weniger als 0,6 kV basiert. In diesen Bereichen der Beschleunigungsspannung kann in vorteilhafter Weise ein Entfernen des ersten Materials (wie hierin beschrieben) erfolgen.
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Ferner ist auch denkbar, dass der Teilchenstrahl auf einer Beschleunigungsspannung von weniger als 30 kV, bevorzugt weniger als 20 kV basiert. In einem Beispiel kann eine Beschleunigungsspannung zwischen 3 kV bis 30 kV zu bildgebenden Zwecken im Rahmen des Verfahrens Anwendung finden (z.B. bei einer Bildaufnahme vor bzw. nach dem Entfernen und/oder einer Bildaufnahme während des Entfernens).
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In einem Beispiel umfasst der Teilchenstrahl eine Stromstärke zwischen 1 pA bis 100 pA, bevorzugt zwischen 5 pA bis 80 pA, am meisten bevorzugt zwischen 10 pA bis 60 pA.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das Verfahren ferner ein Bestimmen eines Endpunkts des Entfernens umfasst basierend zumindest teilweise auf einem Detektieren von Elektronen, welche aus dem Objekt abgegeben werden. Z.B. können die Elektronen aufgrund einer Wechselwirkung des bereitgestellten Teilchenstrahls mit einem Material des Objekts bzw. mit einem Material des Arbeitsbereichs abgeben werden. So kann es sich um Elektronen handeln, die aus einem Wirkbereich, des auf das Material einfallenden Teilchenstrahls, physikalisch bedingt, aufgrund des Teilchenstrahls, austreten. In einem Beispiel umfassen die Elektronen dabei gestreute Elektronen und/oder Sekundärelektronen. Die gestreuten Elektronen können z.B. vom Objekt zurückgestreute Elektronen (englisch: backscattered electrons, d.h. BSE) und/oder vorwärts gestreute Elektronen (englisch: forwardscattered electrons, d.h. FSE) umfassen. Die detektierten Elektronen können dabei Hinweise auf eine Materialeigenschaft im Wirkbereich des Teilchenstrahls liefern, wodurch auf das mit dem Teilchenstrahl bearbeitete Material geschlossen werden kann. Beispielsweise kann das Bestimmen des Endpunkts umfassen, dass über die detektierten Elektronen ermittelt wird, dass der Teilchenstrahl nicht (mehr) auf das erste Material einwirkt. Dies kann darauf deuten, dass das erste Material entfernt wurde und der Endpunkt des Verfahrens (d.h. das Prozessende) erreicht ist. Ferner kann das Bestimmen des Endpunkts umfassen, dass über die detektierten Elektronen ermittelt wird, dass der Teilchenstrahl das zweite (selektiv nicht zu entfernende) Material bearbeitet und der Endpunkt des Verfahrens erreicht ist. Grundsätzlich können die detektierten Elektronen zum Bestimmen des aktuell mit dem Teilchenstrahl bearbeiteten Materials verwendet werden ohne dass dies auf die Endpunktbestimmung bezogen ist (z.B. zur Prozessüberwachung, als Protokollierung der Prozesshistorie, etc.). Der Teilchenstrahl kann ferner so konfiguriert sein, dass ein ausreichender Signalunterschied der detektierten Elektronen je nach Material des Wirkbereiches vorliegt (z.B. über eine Beschleunigungsspannung, Stromstärke, etc.).
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass der Teilchenstrahl einen Elektronenstrahl umfasst. Beispielsweise kann das hierin beschriebene Entfernen im Rahmen des Verfahrens ein elektronenstrahlinduziertes Ätzen umfassen (ferner z.B. bekannt als (F)EBIE - (focused) electron beam induced etching).
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Es ist jedoch auch denkbar, dass der Teilchenstrahl einen Ionenstrahl umfasst (z.B. aus Gallium-Ionen, Helium-Ionen, etc.). Beispielsweise kann das Entfernen des ersten Materials auf einem ionenstrahlinduzierten Fräsen/Ätzen basieren (z.B. ein fokussiertes Ionenstrahl-Fräsen - focused ion beam (FIB) milling).
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Ferner ist auch als Teilchenstrahl ein Verwenden von mehreren Teilchenstrahlen denkbar.
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In einem Beispiel erfolgt das Verfahren derart, dass ein Seitenwandwinkel des ersten Materials 70° bis 90°, bevorzugt 74° bis 90°, mehr bevorzugt 78° bis 90°, am meisten bevorzugt 80° bis 90° beträgt. Der Seitenwandwinkel kann dabei z.B. auf die Ebene einer - unter dem ersten Material - angeordneten Schicht bezogen sein, oder auch auf die (planare) Ebene des Objekts.
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In einem Beispiel erfolgt das Verfahren derart, dass eine Oberfläche des zweiten Materials eine quadratische Rauheit, RMS, von kleiner 3 nm, bevorzugt kleiner 2 nm, mehr bevorzugt kleiner 1 nm, am meisten bevorzugt kleiner 0,5 nm aufweist.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das Verfahren derart erfolgt, dass ein Defekt des Objekts repariert wird. Z.B. kann das Verfahren umfassen, dass ein opaker Defekt des Objekts repariert wird.
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Ein opaker Defekt ist dabei eine fehlerhafte Stelle auf dem Objekt für die Lithografie, welche eigentlich nach Entwurf des Objekts nicht opak, d.h. klar, sein sollte (z.B. lichtdurchlässig bzw. derart ausgelegt, dass keine gezielte Absorption für eine Strahlung bestimmter Wellenlänge, z.B. der lithografischen Wellenlänge, vorliegt). Ein klarer Defekt ist hingegen eine fehlerhafte Stelle auf dem Objekt für die Lithografie, die eigentlich nach Entwurf des Objekts opak sein sollte (z.B. undurchlässig bzw. stark absorbierend für eine Strahlung bestimmter Wellenlänge, z.B. der lithografischen Wellenlänge). Insbesondere kann opak definiert sein in Bezug auf ein Lithografieverfahren, für das das Objekt verwendet werden kann. Z.B. kann das Objekt für die Lithografie eine EUV-Maske für ein EUV-Lithografieverfahren umfassen, wobei sich opak in diesem Fall auf die lithografische Wellenlänge von 13,5 Nanometer beziehen kann. Ferner ist denkbar, dass opak sich auf ein DUV-Lithografieverfahren (bei z.B. 193 Nanometer bzw. 248 Nanometer lithografischer Wellenlänge), ein i-Line-Lithografieverfahren (bei z.B. 265 Nanometer lithografischer Wellenlänge) bezieht, als auch ein beliebiges anderes Lithografieverfahren je nach Objekt. Ferner kann ein opaker Defekt z.B. eine fehlerhafte Stelle umfassen, die opakes Material einer Schicht einer lithografischen Maske aufweist (z.B. kann dies eine Schicht umfassen, die als Schicht für ein opakes Patternelement des Objekts ausgelegt ist). Das Verfahren kann dabei umfassen, dass das erste Material derart entfernt wird, sodass die fehlerhafte Stelle nicht mehr opak ist.
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Z.B. kann die Reparatur des Defekts zunächst das Lokalisieren des Defekts umfassen (z.B. über ein Rasterelektronenmikroskop, ein optisches Mikroskop, etc.). Dabei kann der Arbeitsbereich, der für das Entfernen des ersten Materials verwendet wird, basierend auf zumindest einer Charakteristik des lokalisierten Defekts definiert werden (z.B. basierend auf einer Position, Form, Größe, Art des Defekts, etc.). Das Beheben des Defekts des Objekts kann ferner umfassen, dass eine Reparaturform, welche den Defekt umfasst, erzeugt wird. Die Reparaturform kann in einem Beispiel als der Arbeitsbereich für die hierin genannten Verfahren dienen. Die Reparaturform kann beispielweise ein Pixelraster aufweisen, wodurch eine Lokalisierung einer Stelle des Defekts ermöglicht werden kann. Das Pixelraster kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass es der Kontur des Defektes folgt, sodass jeder Pixel des Pixelrasters im Wesentlichen einer Stelle des Defektes entspricht und somit einen Defektpixel darstellt. In einem anderen Beispiel weist das Pixelraster eine feste geometrische Form auf (z.B. ein Polygon, ein Rechteck, ein Kreis, etc.), die den Defekt vollständig umfasst, wobei nicht jeder Pixel zwangsweise eine Stelle des Defekts darstellt. Dabei kann das Pixelraster Defektpixel umfassen, die einer Stelle des Defektes entsprechen, und Nicht-Defektpixel umfassen, die einer Stelle entsprechen, die keinen Teil des Defekts abdeckt. In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass der Teilchenstrahl bei dem Erzeugen des Materials zumindest auf einen Defektpixel des Pixelrasters der Reparaturform gerichtet wird. Ferner kann der Teilchenstrahl derart konfiguriert sein, dass er bei dem Entfernen des ersten Materials auf jeden Defektpixel gerichtet werden kann. Dadurch kann gewährleistet werden, dass das Entfernen des ersten Materials lokal auf die Defektpixel beschränkt ist und somit lediglich der Defekt bearbeitet wird.
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In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren bei einer Bearbeitung des Objekts zum Einsatz kommen, die eine lokale Materialerzeugung umfasst. Die Bearbeitung, als auch die lokale Materialerzeugung kann dabei z.B. im Rahmen einer Defektbearbeitung des Objekts erfolgen (z.B. bei einer Reparatur eines klaren Defekts und/oder einer defekten Stelle, bei einer Entfernung eines Partikels, etc.). Somit muss es sich bei dem ersten Material nicht zwangsweise um ein Schichtmaterial des Objekts handeln. Die Materialerzeugung kann dabei z.B. die Abscheidung eines Materials umfassen, das den Eigenschaften des ersten Materials entspricht (wie hierin beschrieben). Beispielweise kann es im Rahmen der lokalen Materialerzeugung zu einem fehlerhaften Erzeugen des ersten Materials kommen. Demnach kann über das erfindungsgemäße Verfahren das fehlerhaft erzeugte Material, als erstes Material (wie hierin beschrieben) entfernt werden. Beispielsweise kann es auch im Rahmen einer komplexen Reparatur nötig sein, das erste Material gezielt zu erzeugen als auch gezielt zu entfernen (z.B. kann dies nötig sein, wenn das erste Material als Opferschicht erzeugt wurde).
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren des ersten Aspekts, dass das Objekt eine EUV-Maske und/oder eine DUV-Maske umfasst. Z.B. kann dabei der hierin beschriebene charakteristische Schichtaufbau einem Schichtaufbau einer EUV-Maske entsprechen.
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Ein zweiter Aspekt betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Objekts für die Lithografie umfassend: Mittel zum Bereitstellen eines ersten Gases; Mittel zum Bereitstellen eines Teilchenstrahls auf einem Arbeitsbereich des Objekts, wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, ein Verfahren des ersten Aspekts durchzuführen. Ferner kann die Vorrichtung Mittel zum Ausführen eines Computerprogramms umfassen (z.B. ein Computersystem, eine Recheneinheit, etc.). Die Vorrichtung kann im Wesentlichen einem Rasterelektronenmikroskop entsprechen, welches einen Elektronenstrahl als Teilchenstrahl auf dem Objekt bereitstellen kann. Das Rasterelektronenmikroskop kann dabei konfiguriert sein, dass es die hierin beschriebenen Gase bereitstellen kann. Das erste Gas (und/oder das zweite Gas) kann z.B. in entsprechenden Vorratsbehältern gespeichert sein und über ein Gaszufuhrsystem (z.B. eine Gasleitung mit einer Gasdüse) in dem Arbeitsbereich des Objekts geleitet werden.
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Ein dritter Aspekt betrifft ein Objekt für die Lithografie, wobei das Objekt mit einem Verfahren des ersten Aspekts bearbeitet wurde. Dabei kann z.B. über eine optische Untersuchung des Objekts nachgewiesen werden, ob das Objekt mit einem Verfahren des ersten Aspekts bearbeitet wurde. Beispielsweise kann für das Objekt für die Lithografie initial eine optische Untersuchung durchgeführt worden sein, bzw. vorgenommen werden (z.B. im Rahmen einer Defektqualifikation des Objekts, z.B. im Anschluss an eine Herstellung des Objekts und/oder bei Einschleusung des Objekts in ein Halbleiterwerk). Die optische Untersuchung kann z.B. auf einem optischen bzw. teilchenoptischen Mikroskop basieren (z.B. auf einer Maskenmetrologievorrichtung, einem Masken-Mikroskop) und z.B. eine Bildaufnahme umfassen. Bei einer Bearbeitung des Objekts nach einem Beispiel des ersten Aspekts im Anschluss an die initiale Untersuchung kann dabei das erste Material wie hierin beschrieben entfernt worden sein. Die Entfernung des ersten Materials kann über eine wiederholte optische Untersuchung (z.B. im Rahmen einer Reparaturkontrolle oder einer erneuten Defektqualifikation) nachgewiesen werden. Der Nachweis kann z.B. über einen Vergleich der initialen optischen Untersuchung mit der wiederholten optischen Untersuchung erfolgen (z.B. über einen Vergleich der entsprechenden Bildaufnahmen). Ferner kann der Nachweis des Verfahrens auch auf einer Materialanalyse des Objekts basieren (z.B. einer Auger-Spektroskopie, Röntgenspektroskopie, etc.), die z.B. ergänzend mit der initialen bzw. wiederholten optischen Untersuchung ausgeführt wird.
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Ein vierter Aspekt betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines halbleiterbasierten Wafers. Das Verfahren des vierten Aspekts umfasst ferner ein lithografisches Transferieren eines Musters assoziiert mit einem Objekt für die Lithografie auf den Wafer, wobei das Objekt nach einem der hierin genannten Beispiele des ersten Aspekts der Erfindung bearbeitet wurde. Das lithografische Transferieren kann dabei ein Lithografieverfahren umfassen, für das das Objekt ausgelegt ist (z.B. EUV-Lithografie, DUV-Lithografie, i-line-Lithografie, etc.). Z.B. kann das Verfahren des vierten Aspekts ein Bereitstellen einer Strahlquelle von elektromagnetischer Strahlung umfassen (z.B. EUV-Strahlung, DUV-Strahlung, i-line-Strahlung, etc.). Ferner kann ein Bereitstellen einer entwickelbaren Lackschicht auf dem Wafer umfasst sein. Das lithografische Transferieren kann dabei ferner zumindest teilweise auf der Strahlquelle und dem Bereitstellen der entwickelbaren Lackschicht basieren. Dabei kann z.B. mittels der Strahlung der Strahlquelle das Muster auf die Lackschicht (in einer transformierten Form) abgebildet werden.
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Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise schriftlich hinterlegt werden. Dies kann z.B. über eine digitale Datei, analog (z.B. in Papierform), in einem Benutzerhandbuch, in einem Rezept (welches z.B. in einer Vorrichtung und/oder einem Computer eines Halbleiterwerkes hinterlegt ist) realisiert sein. Ferner ist es denkbar, dass bei Ausführen einer der hierein beschriebenen Verfahren, ein schriftliches Protokoll angelegt wird. Das Protokoll kann dabei z.B. ermöglichen, dass die Ausführung des Verfahrens, als auch dessen Details (z.B. das Rezept) zu einem späteren Zeitpunkt nachgewiesen werden können (z.B. im Rahmen einer Fehlerbeurteilung, eines Material Review Boards, eines Audits, etc.). Das Protokoll kann z.B. eine Protokolldatei umfassen (d.h. Logfile), die z.B. in einer Vorrichtung und/oder in einem Computer hinterlegt werden kann.
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Ein fünfter Aspekt betrifft ein Computerprogramm, umfassend Anweisungen, die, wenn sie von einem Computersystem ausgeführt werden, das Computersystem veranlassen, ein Verfahren nach dem ersten Aspekt und/oder ein Verfahren nach dem vierten Aspekt durchzuführen.
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Ein weiterer Aspekt betrifft die erwähnte Vorrichtung mit einem Speicher, der das Computerprogramm umfasst. Die Vorrichtung kann weiter Mittel zum Ausführen des Computerprogramms aufweisen. Alternativ ist es auch möglich, dass das Computerprogramm an anderer Stelle gespeichert ist (z.B. in einer Cloud) und die Vorrichtung lediglich Mittel zum Empfangen von Anweisungen aufweist, die sich aus der Ausführung des Programms an anderer Stelle ergeben. So oder so, kann dadurch z.B. ermöglicht werden, dass das Verfahren automatisiert bzw. autark innerhalb der Vorrichtung ablaufen kann. Somit kann der Eingriff z.B. über einen Operator minimiert werden, sodass die Kosten, als auch die Komplexität bei der Bearbeitung von Masken minimiert werden können.
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Die hierin genannten Merkmale (als auch Beispiele) der Verfahren können in entsprechender Weise auch für die erwähnte Vorrichtung, als auch für das erwähnte Objekt angewandt werden bzw. gelten. Ebenso können die hierin genannten Merkmale (als auch Beispiele) der Vorrichtung, als auch die hierin genannten Merkmale (als auch Beispiele) des erwähnten Objekts, in entsprechender Weise für die hierin beschriebenen Verfahren angewandt werden bzw. gelten.
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4. Kurze Beschreibung der Figuren
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In der folgenden detaillierten Beschreibung werden technische Hintergrundinformationen sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, die folgendes zeigen:
- 1 veranschaulicht schematisch in einer Draufsicht eine beispielhafte Reparatursituation eines Objekts für die Lithografie aus dem Stand der Technik.
- 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Verfahrens der Erfindung.
- 3a-b veranschaulicht schematisch in einem Querschnitt beispielhaft Vorgänge bei einem Verfahren der Erfindung.
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5. Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
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1 veranschaulicht schematisch in einer Draufsicht eine beispielhafte Reparatursituation eines Objekts für die Lithografie. Das Objekt für die Lithografie kann dabei eine lithographische Maske umfassen, welche für ein beliebiges Lithografieverfahren geeignet ist (z.B. EUV-Lithografie, DUV-Lithografie, i-Line-Lithografie, Nanoprägelithografie etc.). In einem Beispiel kann die lithografische Maske eine EUV-Maske, eine DUV-Maske, eine i-Line-Lithografiemaske und/oder einen Nanoprägestempel umfassen. Ferner kann das Objekt für die Lithografie eine Binärmaske (z.B. eine Chrommaske, eine OMOG-Maske), eine Phasenmaske (z.B. eine chromfreie Phasenmaske, eine alternierende Phasenmaske (z.B. eine Rim-Phasenmaske)), eine Halbtonphasenmaske, eine Tritone-Phasenmaske und/oder ein Reticle (z.B. mit Pellicle) umfassen. Die lithografische Maske kann z.B. bei einem Lithografieverfahren für die Herstellung von Halbleiterchips verwendet werden.
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Das Objekt für die Lithografie kann dabei (ungewünschte) Defekte umfassen. Z.B. kann ein Defekt bei der Herstellung des Objekts verursacht werden. Ferner kann auch ein Defekt verursacht werden durch eine (lithografische) Prozessierung des Objekts, eine Prozessabweichung bei der (lithografischen) Prozessierung, einen Transport des Objekts, etc. Aufgrund der meist kostspieligen und komplexen Herstellung eines Objekts für die Lithografie, werden die Defekt daher meist repariert.
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In den hierein beschriebenen Ausführungsbeispielen wird dabei zu Veranschaulichungszwecken häufig auf eine EUV-Maske als Beispiel für ein Objekt für die Lithografie zurückgegriffen. Es ist jedoch anstatt der EUV-Maske ein beliebiges Objekt für die Lithografie denkbar (wie z.B. hierin beschrieben).
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1 kann schematisch in einer Draufsicht zwei lokale Zustände D, R eines Ausschnitts 1000 einer EUV-Maske im Rahmen einer Reparatur eines Defekts der Maske darstellen. Der Ausschnitt 1000 zeigt dabei ein Teil eines Patternelements PE der EUV-Maske. Das Patternelement PE kann auch als Musterelement der EUV-Maske aufgefasst werden. Das Patternelement PE kann dabei ein Teil eines entworfenen Musters sein, welches über ein lithografisches Verfahren z.B. auf einen Wafer transferiert werden kann. Der lokale Zustand D zeigt dabei einen opaken Defekt 1010 auf, der an das Patternelement PE angrenzt. Der opake Defekt 1010 kann z.B. durch überschüssiges (opakes) Material ausgezeichnet sein, welches an der Defektstelle nach Maskenentwurf nicht vorhanden sein sollte. Das überschüssige (opake) Material kann z.B. einem opaken Material des Patternelements PE entsprechen, als auch einem beliebigen anderen Material einer Schicht des Patternelements PE (wie hierin beschrieben). In Bezug auf 1 (Zustand D) müsste ein defektfreies Patternelement PE im Ausschnitt 1000 eine rechteckige Form aufweisen, wobei ersichtlich ist, dass durch den opaken Defekt 1010 dieser Sollzustand nicht vorliegt. Über einen Reparaturvorgang RV wird daher üblicherweise das überschüssige (opake) Material im Bereich des opaken Defekts 1010 entfernt, sodass ein reparierter Zustand R des Patternelements PE erzeugt werden kann. So ist in Zustand R dargestellt, dass in dem ursprünglichen Defektbereich 1020 (d.h. an der ursprünglichen Stelle des opaken Defekts) keine opake Wirkung mehr auftritt und kein überschüssiges (opakes) Material mehr vorhanden ist. Über die Entfernung des Defekts 1010 ist demnach der Sollzustand der rechteckigen Form des Patternelements PE nach einem Reparaturvorgang wiederhergestellt.
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Während des Einsatzes in Lithografievorrichtungen bzw. Lithografieverfahren, kann eine lithografische Maske extremen physikalischen und chemischen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein. Dies gilt insbesondere für die Belichtung von EUV-Masken (als auch DUV-Masken, oder andere Masken wie hierin beschrieben) während eines entsprechenden Lithografieverfahrens, wobei insbesondere das opake Material eines Patternelements PE diesen Einflüssen stark ausgesetzt sein kann. Z.B. kann bei der EUV-Belichtung ein Wasserstoffplasma mit Wasserstoffradikalen freigesetzt werden, welches u.a. das opake Material des Patternelements PE angreifen und eine materialverändernde und/oder -entfernende Wirkung verursachen kann. Weitere schädigende Einflüsse können bei dem EUV-Lithografieprozess und Maskenreinigungsprozessen auftreten. Schädigungen des Maskenmaterials umfassen z.B. eine chemische und physikalische Veränderung des Materials durch (EUV-) Strahlung, Temperatur, als auch einer Reaktion mit Wasserstoff oder einer anderen reaktiven Wasserstoffspezies (z.B. Radikale, Ionen, Plasma, etc.). Die Veränderung des Materials kann ferner durch eine Reaktion mit Spülgasen (z.B. N2, extreme clean dry air - XCDA®, Edelgase, etc.) in Verbindung mit der Belichtungsstrahlung (z.B. EUV-Strahlung, DUV-Strahlung) verursacht werden. Die Schädigungen des Materials können ebenfalls durch nachgelagerte Prozesse (z.B. einer Maskenreinigung) entstehen bzw. verstärkt werden. Die nachgelagerten Prozesse können z.B. das durch chemische/physikalische Reaktionen während des Belichtungsvorganges vorgeschädigte opake Material des Patternelements PE zusätzlich angreifen und somit die Schädigung verstärken.
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Im Allgemeinen werden daher die Materialeigenschaften einer EUV-Maske, insbesondere das opake Material der EUV-Maske (bzw. des Patternelements PE), resistent gegenüber den aggressiven physikalischen/chemischen Bedingungen bei der Lithografie ausgelegt, um den materialentfernenden Wirkungen gezielt entgegenzuwirken. Dabei kann als opakes Material eines Patternelements PE gezielt ein chemisch resistentes Material verwendet werden. Insbesondere können chromnitridhaltige Materialien, als auch chromhaltige Materialien mit einem hohen Stickstoffanteil (wie hierin beschrieben) aufgrund ihrer sehr hohen chemischen Beständigkeit als resistentes Material bei einer EUV-Maske Anwendung finden. Die chromnitridhaltigen Materialien können z.B. die Form CraNbZc (a, b > 0, c ≥ 0, Z: ein oder mehrere weitere Elemente) aufweisen. Dabei kann Z ein Metall, Nichtmetall, Halbmetall, Alkalimetall (z.B. Li, Na, K, Rb, Cs) umfassen. Ferner kann Zein Erdalkalimetall (z.B. Be, Mg, Ca, Sr, Ba), ein Element der 3. Hauptgruppe (z.B. B, Al, Ga, In, Tl), ein Element der 4. Hauptgruppe (z.B. C, Si, Ge, Sn, Pb), ein Element der 5. Hauptgruppe (z.B. N, P, As, Sb, Bi) umfassen. Des Weiteren kann Z ein Chalcogenid (z.B. O, S, Se, Te), ein Halogen (z.B. F, Cl, Br, I) ein Edelgas(atom) (z.B. He, Ne, Ar, Kr, Xe), ein Element der Nebengruppen (z.B. Ti, Hr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg) umfassen.
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Diese Art resistenter (opaker) Materialien eines Patternelements PE bzw. einer EUV-Maske kann jedoch den Reparaturvorgang RV eines opaken Defekts 1010 signifikant erschweren, da bei dem Reparaturvorgang das resistente (opake) Material gezielt entfernt werden soll. Insbesondere kann dieser Umstand die Maskenreparatur mittels Elektronenstrahlinduzierter Ätzprozesse erschweren.
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2 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 der Erfindung. Das Verfahren 200 kann dabei angewandt werden, um Material einer EUV-Maske zu entfernen. Insbesondere kann das Verfahren 200 angewandt werden, um Material eines opaken Defekts 1010 im Rahmen eines Reparaturvorganges zu entfernen.
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Das Verfahren 200 kann dabei ein Bereitstellen eines ersten Gases umfassen, welches erste Moleküle aufweist. Das erste Gas kann dabei z.B. NOCl und/oder XeF2 als erste Moleküle umfassen. Ferner sind auch andere Gase als erstes Gas denkbar wie hierin beschrieben.
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Für das Verfahren 200 sind ferner weitere Moleküle als erste Moleküle des ersten Gases geeignet. Beispielsweise können die ersten Moleküle Moleküle umfassen, die als Säurehalogenide stickstoffhaltiger (z.B. anorganischer) Säuren aufgefasst werden können. Die ersten Moleküle können ebenfalls Moleküle umfassen, die unter geeigneten Reaktionsbedingungen in Chlorradikale und Stickstoffoxide spaltbar sind und/oder ferner z.B. eine weitere unpolare Spezies spaltbar sind. Des Weiteren können die ersten Moleküle Moleküle umfassen, die in wässriger Lösung mindestens eines der folgenden Moleküle liefern: NO, HCl, HNO2, HNO3.
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Ferner kann das Verfahren 200 ein Bereitstellen 220 eines Teilchenstrahls auf einem Arbeitsbereich des Objekts umfassen zum Entfernen eines ersten Materials in dem Arbeitsbereich, basierend zumindest teilweise auf dem ersten Gas. Das erste Material kann dabei Chrom und Stickstoff umfassen. Das Verfahren 200 kann ferner die Charakteristik 230 aufweisen, dass das erste Material zumindest 5 Atomprozent Stickstoff, vorzugsweise zumindest 10 Atomprozent Stickstoff, besonders vorzugsweise zumindest 20 Atomprozent Stickstoff umfasst. Das Verfahren 200 kann ferner als Teilchenstrahl einen Elektronenstrahl umfassen, sodass ein elektronenstrahlinduziertes Ätzen des ersten Materials gemäß dem Verfahren 200 ermöglicht werden kann.
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Das erste Material kann dabei insbesondere dem resistenten (opaken) Material der EUV-Maske entsprechen (wie hierin beschrieben), welches im Rahmen der Reparatur eines opaken Defekts entfernt werden soll.
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Das Verfahren 200 kann ferner ein Bereitstellen eines zweiten Gases als additives Gas umfassen, welches den Ätzprozess unterstützt (z.B. in Hinblick auf die Ätzselektivität, Ätzrate, Anisotropiefaktor, etc.). Insbesondere kann bei dem elektronenstrahlinduzierten Ätzen als erstes Gas NOCl und als additives Gas H2O (d.h. Wasser(dampf)) im Rahmen des Verfahrens 200 zum Einsatz kommen. Ebenfalls ist denkbar, dass bei dem elektronenstrahlinduzierten Ätzen als erstes Gas XeF2 und als additives Gas H2O (d.h. Wasser(dampf)) im Rahmen des Verfahrens 200 zum Einsatz kommen. Ferner können die zweiten Moleküle ein Dipolmoment zwischen 1,6 D und 2,1 D, bevorzugt zwischen 1,7 D und 2 D, mehr bevorzugt zwischen 1,8 D und 1,95 D, am meisten bevorzugt zwischen 1,82 D und 1,9 D umfassen. Ebenso ist denkbar, dass die zweiten Moleküle zumindest ein Sauerstoffatom, aber kein Stickstoffatom umfassen. Des Weiteren können die zweiten Moleküle Moleküle umfassen, die bei Reaktion mit NOCl mindestens eines der folgenden Moleküle liefern: NO, HCl, HNO2, HNO3.
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3a-b veranschaulichen schematisch in einem Querschnitt beispielhaft Vorgänge des Verfahrens 200, die im Rahmen einer Reparatur eines Defekts eines Objekts für die Lithografie stattfinden können.
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3a präsentiert schematisch einen beispielhaften charakteristischen Schichtaufbau einer reflektierenden lithografische Maske für den EUV-Wellenlängenbereich (d.h. eine EUV-Maske). Die beispielhafte EUV-Maske kann z.B. für eine Belichtungswellenlänge im Bereich von 13,5 nm ausgelegt sein. Die EUV-Maske kann ein Substrat S aus einem Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wie beispielsweise Quarz. Andere Dielektrika, Glasmaterialien oder halbleitende Materialien können ebenfalls als Substrate für EUV-Masken eingesetzt werden.
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Auf dem Substrats S kann ein abgeschiedener Mehrschichtfilm (englisch: multilayer film) bzw. ein reflektierender Schichtstapel ML angrenzen, der z.B. 20 bis 80 Paare alternierender Molybdän- (Mo) und Silizium- (Si) Schichten aufweist, welche auch als MoSi-Schichten bezeichnet werden. Die einzelnen Schichten des Mehrschichtfilms ML können sich in ihrem Brechungsindex unterscheiden, wodurch ein Bragg-Spiegel entsteht, der einfallende Strahlung (z.B. EUV-Strahlung) reflektieren kann.
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Um den reflektierenden Schichtstapel ML zu schützen, kann eine Deckschicht D (auch „capping layer“ genannt) beispielsweise auf der obersten Schicht des reflektierenden Schichtstapels ML aufgebracht sein. Die Deckschicht D kann dabei den reflektierenden Schichtstapel ML vor Schädigungen durch chemische Prozesse während der Herstellung und/oder während der Benutzung der EUV-Maske (z.B. während eines lithografischen Verfahrens) schützen. Die Deckschicht D kann dabei Ruthenium umfassen, als auch Elemente oder Verbindungen von Elementen, die die Reflektivität bei 13,5 nm Wellenlänge um nicht mehr als 3 % erhöhen. Ferner kann die Deckschicht D Rh, Si, Mo, Ti, TiO, TiO2, Rutheniumoxid, Nioboxid, RuW, RuMo, RuNb, Cr, Ta, Nitride, als auch Verbindungen und Kombinationen aus den vorgenannten Materialien umfassen.
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Auf der Deckschicht D können sich mehrere Schichten befinden, die z.B. die Schichten des Patternelements (d.h. Patternelement-Schichten) umfassen können. Die Patternelement-Schichten können eine Pufferschicht P, eine Absorptionsschicht A und/oder eine Oberflächenschicht O umfassen. Die Eigenschaften der Patternelement-Schichten (z.B. eine intrinsische Materialeigenschaft einer Patternelement-Schicht, eine Schichtdicke einer Patternelement-Schicht, etc.) und die Geometrie des daraus geformten Patternelements PE können ausgelegt sein, eine opake Wirkung in Bezug auf die Belichtungswellenlänge der EUV-Maske zu verursachen. Z.B. kann das Patternelement PE derart ausgelegt sein, dass es opak (d.h. lichtundurchlässig bzw. stark lichtabsorbierend) ist gegenüber einer Lichtstrahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm. Die Patternelement-Schichten können dabei den Schichten des opaken Defekts 1010 entsprechen, wobei der opake Defekt 1010 nicht zwangsweise alle Patternelement-Schichten aufweisen muss. Z.B. kann der opake Defekt 1010 lediglich die Pufferschicht P und die Absorptionsschicht A aufweisen.
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Die Pufferschicht P kann sich dabei auf der Deckschicht D befinden. Ferner kann sich die Absorptionsschicht A auf der Pufferschicht P befinden. Die Absorptionsschicht A kann dabei effektiv ausgelegt sein, die Strahlung lithografischer Wellenlängen (wie hierin beschrieben) zu absorbieren. Demnach kann die Absorptionsschicht A den Hauptbeitrag für einen opaken Effekt des Patternelements (bzw. des opaken Defekts 1010) leisten. Die optischen Eigenschaften der Absorptionsschicht A lassen sich z.B. durch einen komplexen Brechungsindex beschreiben, der einen phasenschiebenden Beitrag (d.h. n) und einen Absorptionsbeitrag (d.h. k) umfassen kann. Z.B. können n und k als intrinsische Materialeigenschaften der Absorptionsschicht aufgefasst werden. Nur bestimmte chemische Elemente und/oder Verbindungen chemischer Elemente besitzen für das entsprechende Lithografieverfahren (z.B. ein EUV-Lithografieverfahren) vorteilhafte phasenschiebende und/oder absorptive Eigenschaften. 3a zeigt dabei beispielhaft die Schichtdicke d der Absorptionsschicht A an. Die Schichtdicke d der Absorptionsschicht A (als auch eine Schichtdicke einer anderen Schicht der Maske) ermittelt sich dabei z.B. entlang eines Normalenvektors in Bezug zu der planaren Ebene der Maske. Ferner kann sich die Oberflächenschicht O auf der Absorptionsschicht A befinden. Die Oberflächenschicht O kann dabei eine Antireflexionsschicht, Oxidationsschicht und/oder Passivierungsschicht umfassen. Neben der Absorptionsschicht A können auch die Pufferschicht P und/oder die Oberflächenschicht O zur Absorption bzw. zur opaken Wirkung des Patternelements PE bzw. des opaken Defekts 1010 beitragen.
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Prinzipiell kann jede der hierin beschriebenen Patternelement-Schichten das erwähnte resistente Material (d.h. Chromnitrid bzw. Chrom mit einem hohen Stickstoffanteil) umfassen. Üblicherweise weist z.B. die Absorptionsschicht A den (hohen) Chromnitridanteil bzw. Chrom mit einem hohen Stickstoffanteil auf. Ferner kann aber auch z.B. die Pufferschicht den (hohen) Chromnitridanteil bzw. Chrom mit einem hohen Stickstoffanteil aufweisen.
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Das erste Material des Verfahrens 200 kann demnach ein Material einer beliebigen Patternelement-Schicht umfassen. Insbesondere kann das erste Material des Verfahrens 200 das Material der Absorptionsschicht A umfassen.
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3b zeigt dabei ein Resultat eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Entfernung eines Teils der Absorptionsschicht A. Die Absorptionsschicht A ist dabei als erstes Material des Verfahrens 200 ausgelegt. Initial kann zunächst ein Teil der Oberflächenschicht O entfernt werden. Beispielsweise kann dies analog zu dem Verfahren 200 über ein elektronenstrahlinduziertes Ätzen in einem separaten Schritt erfolgt sein. Das Entfernen der Oberflächenschicht muss dabei nicht zwangsweise mit dem ersten und/oder zweiten Gas (wie hierin beschrieben) erfolgen. Denkbar ist auch, dass dabei das elektronenstrahlinduzierte Ätzen ausschließlich für das Entfernen der Oberflächenschicht ausgelegt wird (z.B. mit einem Ätzgas, welches an das Material der Oberflächenschicht angepasst ist). Nach dem Entfernen der Oberflächenschicht O kann anschließend ein Teil der Absorptionsschicht A als das erste Material im Rahmen des Verfahrens 200 entfernt werden (z.B. zur Reparatur eines opaken Defekts). 3b veranschaulicht dabei ein selektives elektronenstrahlinduziertes Ätzen der Absorptionsschicht A gegenüber der Pufferschicht P. Demnach kann das Verfahren 200 derart eingestellt sein, dass die Ätzrate der Absorptionsschicht A gegenüber der Ätzrate der Pufferschicht P erhöht ist. Beispielsweise kann die Ätzselektivität über die Eigenschaften des zweiten Gases bei dem Verfahren 200 eingestellt werden (z.B. über eine geeignete Wahl des zweiten Gases (z.B. Wasser), oder dem Gasmengenstrom des zweiten Gases). Ferner kann die Ätzselektivität auch über die Eigenschaften des ersten Gases eingestellt werden (z.B. über die Wahl des ersten Gases (z.B. NOCl oder XeF2), oder dem Gasmengenstrom des ersten Gases). In diesem Beispiel fungiert demnach die Pufferschicht P über die gewählte Ätzselektivität als Ätzstop.
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3c zeigt ein weiteres Resultat eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Entfernung eines Teils der Absorptionsschicht A. Initial kann dabei (wie hierin beschrieben) ein Teil der Oberflächenschicht O entfernt werden. Nach dem Entfernen der Oberflächenschicht O kann anschließend ein Teil der Absorptionsschicht A als das erste Material im Rahmen des Verfahrens 200 entfernt werden. Dabei kann auch ein Teil der Pufferschicht P als Zwischenmaterial geätzt werden. Demnach kann das Verfahren 200 derart eingestellt sein, dass die Ätzrate der Absorptionsschicht A, als auch die Ätzrate der Pufferschicht P, gegenüber der Ätzrate der Deckschicht D erhöht ist. Die Ätzrate der Absorptionsschicht A kann dabei in der gleichen Größenordnung liegen, wie die Ätzrate der Pufferschicht P. Die Ätzselektivität kann dabei wie hierin beschrieben eingestellt werden. Wie in 3c dargestellt kann dadurch ein selektives elektronenstrahlinduziertes Ätzen der Absorptionsschicht A und der Pufferschicht P gegenüber der Deckschicht D erfolgen. In diesem Beispiel fungiert daher die Deckschicht D über die gewählte Ätzselektivität als Ätzstop.
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In einem Beispiel wird die Oberflächenschicht O nicht separat entfernt, sondern über den gleichen Prozess, der für das lokale Entfernen der Absorptionsschicht A (bzw. der Absorptionsschicht A und der Pufferschicht P) im Rahmen eines Verfahrens 200 angewandt wird.
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Grundsätzlich kann es bei einer Maskenreparatur auch nötig sein Material (als Reparaturmaterial) zu erzeugen bzw. abzuscheiden. Bei der Maskenreparatur mittels Elektronenstrahl-induzierter Abscheidung von Chromnitrid (z.B. in der Form CraNbZc, wie hierin beschrieben), Chromoxiden oder anderen chromhaltigen Depositionen kann es dabei auch zu einer unerwünschten Materialabscheidung kommen. Die unerwünschte Materialabscheidung kann z.B. durch Strahlausläufer des Elektronenstrahls und hierdurch erzeugte Sekundärelektronen verursacht sein. Ferner kann die ungewollte Abscheidung (des Reparaturmaterials) durch Sekundärelektronen, die an Orten in der Nachbarschaft des reparierten Defekts erzeugt wurden, verursacht sein, als auch von Sekundärelektronen, die an vertikalen Kanten des prozessierten Materials austreten und auf Stellen in der Nachbarschaft des reparierten Defekts propagieren. Ebenso können vorwärtsgestreute Elektronen (FSE), die aus den Flanken von bereits vorhandenem Material austreten, als auch rückgestreute Elektronen (BSE), die aus der Oberfläche in der Umgebung der reparierten Stelle austreten, zur ungewünschten Materialabscheidung beitragen.
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Eine weitere Anwendung des Verfahrens 200 ist daher die Entfernung von Material, das durch diese erwähnten Mechanismen auf Flächen in der Nachbarschaft des reparierten Defekts abgeschieden wurde. In einem Beispiel umfasst das Verfahren 200 daher auch das Erzeugen eines Reparaturmaterials.
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Im Rahmen der Erzeugung des Reparaturmaterials kann dabei ein Abscheidegas bei der elektronenstrahlinduzierten Abscheidung zum Einsatz kommen. Dabei kann zumindest eines der folgenden als Abscheidegas in der Erfindung umfasst sein:
- (Metall-, Übergangselemente-, Hauptgruppen-) Alkyle wie cyclopentadienyl (Cp)-bzw. methylcyclopentadienyl (MeCp)- trimethyl-platin (CpPtMe3 bzw. MeCpPtMe3), Tetramethylzinn SnMe4, Trimethylgallium GaMe3, Ferrocen Cp2Fe, bis-aryl-Chrom Ar2Cr und weitere solche Verbindungen. Ferner kann zumindest eines der folgenden als erstes Gas in der Erfindung umfasst sein: (Metall-, Übergangselemente-, Hauptgruppen-) Carbonyle wie Chromhexacarbonyl Cr(CO)6, Molybdänhexacarbonyl Mo(CO)6, Wolframhexacarbonyl W(CO)6, Dicobaltoctacarbonyl Co2(CO)8, Trirutheniumdodecacarbonyl Ru3(CO)12, Eisenpentacarbonyl Fe(CO)5 und weitere solche Verbindungen. Ferner kann eines der folgenden als erstes Gas in der Erfindung umfasst sein: (Metall-, Übergangselemente-, Hauptgruppen-) Alkoxyde wie Tetraethoxysilan Si(OC2H5)4, Tetraisopropoxytitan Ti(OC3H7)4 und weitere solche Verbindungen.
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Ferner kann zumindest eines der folgenden als Abscheidegas in der Erfindung umfasst sein: (Metall-, Übergangselemente-, Hauptgruppen-) Halogenide wie WF6, WCl6, TiCl6, BCl3, SiCl4 und weitere solche Verbindungen. Ferner kann zumindest eines der folgenden als Abscheidegas in der Erfindung umfasst sein (Metall-, Übergangselemente-, Hauptgruppen-) Komplexe wie Kupfer-bishexafluoroacetylacetonat Cu(C5F6HO2)2, Dimethyl-gold-trifluoroacetylacetonat Me2Au(C5F3H4O2) und weitere solche Verbindungen. Ferner kann eines der folgenden als Abscheidegas in der Erfindung umfasst sein: Organische Verbindungen wie CO, CO2, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Bestandteile von VakuumPumpen-Öl, volatile organische Verbindungen und weitere solche Verbindungen.
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Das Verfahren 200 (bzw. das Verfahren des ersten Aspekts) kann über die hierin beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeführt werden. In einem Beispiel umfasst die Vorrichtung eine Maskenreparaturvorrichtung zum Reparieren bzw. Bearbeiten von lithographischen Masken. Die Vorrichtung kann dabei verwendet werden, um Maskendefekte zu lokalisieren und diese zu reparieren bzw. zu beheben. Die Vorrichtung kann dabei Teile umfassen wie die in
US 2020/103751 A1 beschriebene Vorrichtung (siehe dort entsprechende
3A). Die Vorrichtung kann z.B. eine Steuerungseinheit umfassen, die z.B. Teil eines Computersystems sein kann. Die Vorrichtung kann in einem Beispiel derart konfiguriert sein, sodass das Computersystem und/oder die Steuerungseinheit, die Prozessparameter des hierin offenbarten Verfahrens des ersten Aspekts kontrolliert bzw. steuert. Diese Konfiguration kann ermöglichen, dass das hierin genannte erfindungsgemäße Verfahren gezielt, als auch automatisiert ablaufen kann, z.B. ohne manuelle Eingriffe. Diese Konfiguration der Vorrichtung kann z.B. über das hierin beschriebene erfindungsgemäße Computerprogramm realisiert sein bzw. ermöglicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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