DE10230755A1 - Anordnung zur Herstellung von Photomasken - Google Patents

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Anordnung zur Herstellung von Photomasken, wobei mindestens ein Defektkontrollsystem über eine stehende Datenverbindung oder on-line Verbindung mit mindestens einem Reparatursystem verbunden ist.

Description

  • Ein AIMS System (Aerial Image Measurement System) dient der Inspektion von Photomasken in der jeweiligen Prozesswellenlänge (Zeiss MSM 100, MSM 193, AIMS – fab). Für Photomasken bzw. Reticles z.B. in der Microlithographie sind verschiedene Herstellungstechniken und Verfahrensweisen gebräuchlich. Es gibt z.B. binäre Masken, sogenannte halftone Phasenmasken oder auch reine Phasenmasken. Derartige Masken werden auf einem Substrat gefertigt, wobei in der Fertigung eine der Oberflächen des Substrats bzw. eine auf dem Substrat aufgebrachte Schicht strukturiert wird.
  • Bei der Herstellung von Masken, insbesondere bei der Beschichtung und Strukturierung, und beim Maskenhandling kommt es zu Defekten auf der Maske, die mit dem AIMS System analysiert werden.
  • Zur Reparatur derartiger Defekte ist z.B. ein Elektronenstrahl-Crossbeam System vorgesehen, das für die Reparatur transparenter Stellen auf der Maske durch z.B. Chromabscheidung geeignet ist (LEO Photo Mask Repair Tool).
  • Der Stand der e-beam basierenden Reparatursysteme (cross-beam) ist weiterhin US 5 148 024 sowie US 5 055 696 zu entnehmen.
  • Weiterhin bekannt sind Systeme zum Materialabtrag (Reparatursysteme).
  • Dafür sind Laser-Reparaturanlagen oder AFM-Systeme (RAVE) kommerziell verfügbar.
  • Erfindungsgemäß erfolgt eine Integration des Meß- und des Reparatursystems auf Datenbasis sowie vorteilhaft auch in einer gemeinsamen Probenkammer.
  • Weiterhin wird auch eine Messung und Reparatur der Probe an ein- und derselben Stelle und ggf. zur selben Zeit als in situ Kontrolle vorgeschlagen.
  • Ein Meßsystem kann beispielsweise ein AIMS- System, ein Mikroskop, ein AFM (Atomic -Force-Microscope), ein FIB-System (Focussed Ion Beam)oder ein Elektronenstrahlmikroskop sein. Wegen der anderen Abbildungseigenschaften von lichtoptischen zu teilchen-optischen oder Nahfeldsystemen können aber auch mehrere Systeme als komplementäre Kontrollsysteme ergänzend genutzt werden.
  • Reparatursysteme können sein:
    • – Systeme zum Materialabtrag
    • – Systeme zur Materialabscheidung
    • – oder eine Kombination aus beiden Systemen als Abscheide- und Abtragssystem zur Reparatur. Ggf. können diese beiden Reparatursysteme in einem System integriert sein.
  • Ausführungsformen sind in den Abbildungen 1–6 enthalten. Auf diese wird in der weiteren Beschreibung Bezug genommen.
  • Möglichkeiten zur Intearation der Systeme auf Datenbasis:
    • a) Verbindung zwischen den Steuersystemen der beiden Einzelsysteme 1a zeigt schematisch ein AIMS System sowie ein Repair System RS, das ein Elektronenstrahlbasiertes Repair-Tool oder ein Reparatursystem zum Materialabtrag sein kann. Schematisch dargestellt sind die jeweiligen Ansteuersysteme AS.
    • Diese weisen vorteilhaft über Schnittstellen eine Verbindung zum Datenaustausch auf. Auf diese Weise kann anhand der Analyse des AIMS Systems unmittelbar danach die Reparatur der Maske erfolgen, wobei auch eine erneute Analyse und eine erneute Reparatur möglich ist.
    • b) Verbindung der Systeme über ein "Mastersystem", das sich als Expertensystem ausbauen läßt. 1b zeigt zusätzlich eine zentrale Ansteuereinheit ASZ, die als " Mastersystem" wirkt und die Abstimmung des Meß- und Reparaturvorganges vornimmt. Sie kann auch " lernfähig" z.B. mit einem Datenbanksystem als Datenbasis zur Ausgabe von Reparaturvorschlägen bei bereits bekannten und vorgespeichert erfaßten Defekten sein. Hinzu kommt die Steuerung des Probenhandlings, beispielsweise über einen gemeinsamen Tisch (hier nicht dargestellt), auf dem die Masken vom Meßsystem zum Reparatursystem verschoben werden Es können auch die einzelnen Ansteuereinheiten vereinigt und in der zentralen Ansteuereinheit ASZ untergebracht werden, wie 1c zeigt.
  • Intearation der Systeme in einer Messkammer:
  • (Unterschiedliche Proben können in den beiden Systemen prinzipiell auch parallel bearbeitet werden)
  • In 2a–c sind das Meßsystem und das Reparatursystem in einer gemeinsamen Meßkammer MK untergebracht. Der Datenaustausch erfolgt wie in 1.
  • Der Vorteil liegt darin, daß die Bedingungen für das Repairsystem (Vakuum) bereits vorhanden sein können, indem die Gesamt – Meßkammer ein Vakuum enthält so daß der Wechsel vom Meßvorgang zum Reparaturvorgang sehr schnell erfolgen kann.
  • In 2a ,c ist wie in 1c eine zentrale Steuereinheit ASZ vorgesehen.
  • 3a–c zeigt eine Anordnung eines (schräg angeordneten) Reparatursystems in einem Meßsystem.
  • Die Meßachse und die Reparaturachse schneiden sich im Objekt bzw. zumindest erfolgt eine Überlappung des Gesichtsfeldes des Meßsystems mit dem Arbeitsbereich des Reparatursystems.
  • Hier kann während der Reparatur eine Messung erfolgen und damit die Reparatur entsprechend der Meßergebnisse ausgerichtet werden.
  • Die obigen Abbildungen sind mit AIMS und Elektronenmikroskop exemplarisch ausgeführt. Gemäß der Erfindung können aber beliebige Repairsysteme verwendet werden, mit denen eine entsprechende Kombination durchgeführt wird. Als Erweiterung wäre noch der folgende Fall vorstellbar:
    • – Zugriff des Reparatursystems von der Strukturseite der Maske, um Material auf- oder abtragen zu können.
    • – Zugriff des Mikroskops (AIMS) von der anderen Seite der Maske, um in Reflexion optisch zu messen.
  • Dies ist in 4a dargestellt.
  • In 4b erfolgt zusätzlich oder alternativ über einen Strahlteiler ST und eine einschwenkbare Hilfsbeleuchtung HL eine Durchlichtbeleuchtung in Richtung des Meßsystems zur Messung in Transmission so , daß die Achsen oder Arbeitsbereiche von Reparatursystem und AIMS überlappen.
  • Hier erfolgt eine AIMS Beobachtung der Maske in umgekehrter Richtung durch die Maske, das heißt die Abbildung findet durch das Glassubstrat hindurch statt.
  • Dies erfordert vorteilhaft zumindest eine angepaßte sphärische Abstimmung des Abbildungssystems, wegen der Dicke des Maskensubstrats im Abbildungsweg durch entsprechend angepaßte Systemoptik und/oder Objektive.
  • In 5a–d ist weiterhin in verschiedenen Varianten eine Einrichtung CR zum Chromabtrag mittels eines Lasers vorgesehen, die mit der gemeinsamen Ansteuereinheit ASZ verbunden ist
    – In der Abbildung ist ein separates System zum Chromabtrag gezeigt, das als Komponente der gesamten Anlage gedacht ist. Dieses System zum Chromabtrag kann entweder stand alone angebracht sein (5a) und dafür alle möglichen Reparaturmechanismen verfolgen, da ein direkter Zugriff auf die Chromschicht zum Chromabtrag möglich ist. Ein Reparaturtool könnte weiterhin auch ein AFM oder ein abtragender Laser sein.
  • Analoges gilt für 5c, da dort ebenfalls die Antordnung von oben gewählt ist. Hier wurde lediglich exemplarisch die Kombination durch räumliche Verbindung bzw. Integration mit dem AIMS System gezeigt. Dies kann vorteilhaft sein, da dort mittels der optischen Beobachtung ggf. eine indirekte Vorpositionierung möglich ist.
  • In den anderen beiden Teilabbildungen 5b, 5d ist die Anordnung des Reparatursystems von unten gewählt. Hier sind nur Reparaturverfahren möglich, die durch die Maske hindurch funktionieren. Dies kann z.B. die Ablation mit fokussiertem Laserstrahl sein, da die Schicht auf der Maske typischerweise eine höhere Absorption und niedrigere Zerstörschwelle zeigt und somit früher ablatiert ohne dass die Maske zerstört wird. Die letzte Teilabbildung stellt die Integration in die Durchlichteinheit dar, da dort z.B. der unabgeschwächte Laserstrahl zur Verfügung steht .
  • Generell sind Hilfsbeobachtungssysteme zur Positionierung/Feinpositionierung möglich.
  • In 6a–e ist die Einheit CR in die gemeinsame Meßkammer MK mit integriert, so daß die optimalen Bedingungen für die Reparatureinheiten bei paralleler Messung einstellbar sind.
  • Es gibt wie z.B. bei 157 nm/EUV die Anforderung, dass das AIMS unter Schutzgas oder im Vakuum gemacht werden muß. Da auch das Elektronenmikroskop im Vakuum arbeiten muß, ist eine Integration in einer gemeinsamen Kammer prinzipiell möglich. Auch bei den längeren Arbeitswellenlängen ist der Aufbau des AIMS systems im Vakuum möglich, so dass eine Integration in einer Meßkammer mit dem Reparatursystem erfolgen kann.
  • Gegebenenfalls müssen bei starker Kontamination durch die Reparaturmethode die beiden Systeme durch Schleusen bzw. Abschottungen zur Vorbereitung des Vakuums voneinander getrennt werden, damit keine gegenseitige Kontamination stattfindet. Dies ist hier nicht im Bild dargestellt. Wenn man aber gemeinsame Arbeitsbedingungen für Elektronenstrahlabtrag und AIMS schafft, d.h. nicht abschotten oder schleusen muß, erreicht man den Vorteil, die Maske von einem System zum anderen nicht schleusen zu müssen. Somit hilft diese Form der Integration der Produktivitätssteigerung des Systems. Die Anodnungen der Einheit CR in 6a,b,e entsprechen den in 5 dargestellten, 6c und d zeigen die in 3 dargestellte Ausführung mit einem Schnittpunkt von Meß- und Reparaturachse.
  • Ein Betrieb des AIMS Systems allein im Vakuum ist ebenfalls vorteilhaft, insbesondere durch den Ausschluß optischer Störungen durch die Atmosphäre.
  • Ein AIMS System in verallgemeinerter Form wäre ein System, das mit dem Abbildungsmedium arbeitet, mit dem die Vorlage/Photomaske auch im Produktionsprozeß genutzt wird. Dies kann sein: Licht in Vis, UV, DUV oder EUV, Elektronen, Ionen, Röntgenstrahlung.

Claims (24)

  1. Anordnung zur Herstellung von Photomasken, wobei mindestens ein Defektkontrollsystem über eine stehende Datenverbindung oder on-line Verbindung mit mindestens einem Reparatursystem verbunden ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei ein unmittelbarer Datenaustausch oder ein indirekter Austausch über eine Zentrale erfolgt.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens ein Defektkontrollsystem und mindestens ein Reparatursystem datenmäßig so miteinander verbunden sind, dass die auf einem der Systeme gewonnen Ergebnisse auf dem anderen System zur Weiterverarbeitung unmittelbar zur Verfügung stehen.
  4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein AIMS System als Defektkontrollsystem vorgesehen ist.
  5. Anordnund nach Anspruch 1,2 oder 3, wobei ein Elektronenstrahlsystem zur Defektkontrolle vorgesehen ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche, wobei ein elektronenstrahlbasierendes Abscheidesystem als Reparatursystem vorgesehen ist.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1–6, wobei ein Laserabtragsystem als Reparatursystem vorgesehen ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei ein AFM ( Atomic Force Mikroskop ) als Meß und / oder Reparatursystem vorgesehen ist.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1–8, wobei ein FIB ( Focussed Ion Beam) System als Meß und/oder Reparatursysten vorgesehen ist.
  10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Verbindung zum Datenaustausch über die Ansteuereinheiten der Systeme erfolgt.
  11. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine gemeinsame Ansteuereinheit zur Koordinierung zwischen Messung und Reparatur vorgesehen ist. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Defektkontrollsystem und Reparatursystem in einer gemeinsamen Meßkammer angeordnet sind.
  12. Anordnung nach Anspruch 12, wobei in der gemeinsamen Meßkammer ein Vakuum erzeugt ist oder eine Schutzatmosphäre vorbereitet ist.
  13. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Transportsystem zwischen Defektkontrollsystem und Reparatursystem vorgesehen ist.
  14. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein gemeinsamer Tisch mit Verstelleinrichtungen für Defektkontrollsystem und Reparatursystem vorgesehen ist.
  15. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Richtung der Meßachse und Reparaturachse einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen und/ oder die Arbeitsbereiche von Meß- und Reparatursystem überlappen. 17.
  16. Anordnung nach Anspruch 16, wobei die Richtung Reparaturachse gegen die Meßachse des AIMS systems geneigt ist.
  17. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Meßsystem auf der der Strukturseite abgewandten Seite der Maske angeordnet ist und das Reparatursystem auf der Strukturseite angeordnet ist.
  18. Anordnung nach Anspruch 18, wobei das Meßsystem im Transmissionsmodus arbeitet.
  19. Anordnung nach Anspruch 18, wobei das Meßsystem die durch die Maske transmittierte Strahlung erfaßt, wobei auf der dem Meßsystem abgewandten Seite eine Zusatzbeleuchtung, vorzugsweise über einen Strahlteiler oder Umlenkelement, eingekoppelt wird.
  20. Anordnung insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein AIMS System unter Vakuumbedingungen betrieben wird.
  21. Verfahren zur Herstellung von Photomasken, insbesondere mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1–20 , wobei ein Defektkontrollsystem über eine Datenverbindung zum Datenaustausch ermittelte Defekte an mindestens ein Reparatursystem weiterleitet, das den Reparaturvorgang anhand der ermittelten Defekte steuert.
  22. Verfahren nach Anspruch 22, wobei Messung und Reparatur gleichzeitig erfolgen
  23. Verfahren nach Anspruch 22, mit einer mehrfach wiederholten Abfolge von Reparatur und Messung.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20–24, wobei eine Nutzung des Beleuchtungslichtes des Meßsystems zum Materialabtrag erfolgt.
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