DE10338019A1 - Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen - Google Patents

Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen Download PDF

Info

Publication number
DE10338019A1
DE10338019A1 DE10338019A DE10338019A DE10338019A1 DE 10338019 A1 DE10338019 A1 DE 10338019A1 DE 10338019 A DE10338019 A DE 10338019A DE 10338019 A DE10338019 A DE 10338019A DE 10338019 A1 DE10338019 A1 DE 10338019A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
electron beam
metal
vacuum chamber
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10338019A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans W.P. Dr. Koops
Klaus Dr. Edinger
Sergey Dr. Castro Valley Babin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nawotec GmbH
Original Assignee
Nawotec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nawotec GmbH filed Critical Nawotec GmbH
Priority to DE10338019A priority Critical patent/DE10338019A1/de
Priority to AT04764051T priority patent/ATE556355T1/de
Priority to CN2004800238828A priority patent/CN1839349B/zh
Priority to PCT/EP2004/009049 priority patent/WO2005017949A2/en
Priority to EP04764051A priority patent/EP1664924B8/de
Priority to KR1020067003480A priority patent/KR101285450B1/ko
Priority to JP2006523582A priority patent/JP2007503009A/ja
Priority to TW093124858A priority patent/TWI257673B/zh
Publication of DE10338019A1 publication Critical patent/DE10338019A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80—Etching
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72—Repair or correction of mask defects
    • G03F1/74—Repair or correction of mask defects by charged particle beam [CPB], e.g. focused ion beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
    • H01J37/3056—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching for microworking, e.g. etching of gratings, trimming of electrical components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H01L21/31122—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching of layers not containing Si, e.g. PZT, Al2O3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3174—Etching microareas
    • H01J2237/31742—Etching microareas for repairing masks
    • H01J2237/31744—Etching microareas for repairing masks introducing gas in vicinity of workpiece

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ätzen einer Chromschicht in einer Vakuumkammer mit den Verfahrensschritten des Einleitens eienr Halogen-Verbindung in die Vakuumkammer, des Richtens eines Elektronenstrahls auf den zu ätzenden Bereich der Chromschicht und des Einleitens einer sauerstoffhaltigen Verbindung in die Vakuumkammer. DOLLAR A Gemäß eines weiteren Aspekts betrifft die vorliegende Erfindung ein weiteres Verfahren zum hochaufgelösten Abtrag einer Schicht aus einem Metall und/oder einem Metalloxid, die auf einem Isolator oder einem thermisch schlecht leitendem Substrat angebracht sind, aufweisend die Verfahrensschritte des Anordnens der Schicht in einer Vakuumkammer, des Beschusses der Schicht mit einem fokussierten Elektronenstrahl einer Energie von 3-30 keV, wobei der Elektronenstrahl so geführt wird, dass der Energieeintrag pro Zeit und Fläche zur einer lokalen Erwärmung der Schicht über ihren Schmelz- und/oder Verdampfungspunkt führt und wobei der Abtrag der Schicht ohne die Zufuhr von Reaktionsgasen in die Vakuumkammer erfolgt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen, insbesondere von Schichten in einer Maske für die Photolithographie oder in einem Halbleiterbauelement.
  • Halbleiterbauelemente wie Prozessoren oder Speicherchips werden photolithographisch hergestellt. Dabei wird eine Photoresist-Schicht auf einem Wafer aus Halbleitermaterial durch eine Maske hindurch belichtet, um gleichzeitig eine Vielzahl mikroskopisch kleiner Strukturen zu erzeugen, aus denen in weiteren Verfahrensschritten die elektronischen Komponenten des Bauteils (Transistoren, Kondensatoren etc.) gefertigt werden. Um die immer höheren Integrationsdichten in einem Halbleiterbauelement zu erzielen, wird inzwischen ultraviolettes Licht mit kurzen Wellenlängen für die Belichtung verwendet. Die Herstellung geeigneter Masken für dieses Lithographieverfahren ist extrem teuer.
  • Stellt sich nachträglich heraus, dass eine Maske Fehler aufweist, ist es daher wünschenswert, wenn die Maske repariert werden kann. In diesen Zusammenhang ist es erforderlich Metallschichten, beispielsweise Chromschichten, die die lichtundurchlässigen Bereiche der Maske bilden, mit hoher räumlicher Auflösung gezielt zu entfernen oder aufzubringen. Ein ähnliches Problem stellt sich, wenn ein bereits fertiges Halbleiterbauelement verändert werden soll (sogenanntes "Circuit Editing"), indem hochaufgelöst die Struktur der Leiterbahnen des Bauteils modifi ziert wird. Die zu bearbeitenden Metallschichten befinden sich dabei häufig in einen Verbund Metall/Metalloxid/Isolator.
  • Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren ist die Bearbeitung mit einem fokussierten Ionenstrahl. Dabei werden jedoch unvermeidlich Ionen im Substrat, beispielsweise dem Quarzsubstrat einer Maske zur Photolithographie, implantiert, das dadurch seine Eigenschaften verändert. Dieser Nachteil der Ionenstrahl-Technologie wird bei der Verwendung von Elektronenstrahlen vermieden.
  • Grundsätzlich ist auch die Bearbeitung von Metallen durch Elektronenstrahlen hoher Energie bekannt, beispielsweise zum Schweißen. Wird jedoch die vom Elektronenstrahl erfasste Fläche im Durchmesser kleiner als 2μ ist die wärmeableitende Oberfläche des erwärmten Materials viel größer als die wärmeeintragende Strahlfläche, so dass bisher im Stand der Technik davon ausgegangen wird, dass zumindest Metalle wegen ihrer guten Wärmeleitfähigkeit mit Elektronenstrahlen alleine nicht mit einer Auflösung bearbeitet werden können, die für die oben erläuterten Aufgaben erforderlich ist.
  • Ein anderes Verfahren ist das sogenannte elektronenstrahlinduzierte Ätzen (engl. electron beam induced etching, kurz EBIE). Dabei ist seit langem bekannt, dass XeF2 als spontanes und aktivierbares Ätzmittel zur elektronenstrahlinduzierten Ätzung von Metallen und Metalloxiden, hier des Siliziums, eingesetzt werden kann.Der Elektronenstrahl zerlegt dabei gezielt die Moleküle des Ätzgases und ermöglicht dadurch ein räumlich aufgelöstes Ätzen.
  • Beispielsweise ist es aus dem Artikel "Etching characteristics of chromium thin films by an electron beam induced surface reaction" von P.E. Russel et al. (Semicond. Sci. Technol. 18 (2003) S. 199–205) bekannt, dünne Chromschichten einer Maske durch das EBIE-Verfahren in Anwesenheit von XeF2 zu ätzen.
  • Die Veröffentlichung von Russel et al. lehrt dabei XeF2 und hohe Elektronenenergien von 5–20 keV sowie vergleichsweise hohe Elektronenströme von 1,6 nA zu verwenden, um hohe Abtragsraten zu erzielen. Es wird jedoch berichtet, dass die hohen Elektronenenergien zu einem Verlust an räumlicher Auflösung beim Ätzen der Chromschicht führen. Darüber hinaus kann mit dem von Russel et al. offenbarten Verfahren nicht jede Art Cr-Schicht geätzt werden. Beispielsweise ist es nicht gelungen einen auf eine Silizium-Unterlage gesputterten Cr-Film zu ätzen. Statt dessen wurde der Misserfolg damit erklärt, dass metallische Verunreinigungen in der aufgebrachten Chromschicht den Ätzvorgang verhindern.
  • Bei der Diskussion der Messergebnisse lehren Russel et al., dass der die Ätzrate bestimmende oberflächenchemische Prozess die Desorption von CrO2F2 oder – als alternativem Reaktionsprodukt – CrOF2 von der Oberfläche der Chromschicht ist (vgl. S. 204, Mitte linke Spalte). Sauerstoff hingegen, der im Restgas der Vakuumkammer immer in geringem Ausmaß vorhanden ist, wird von Russel et al. nicht als relevanter Faktor für die erzielte Ätzrate betrachtet.
  • Schließlich reicht es für die Reparatur von Masken und das erwähnte Circuit Editing nicht aus nur Metall/Metalloxid/Isolatorschichten gezielt zu entfernen. Auch die gezielte Deposition einer Metallschicht ist dazu erforderlich. Erst dann ist eine einfache und zuverlässige Reparatur oder Modifikation von Photolithographiemasken und anderen Metall/Metalloxid/Isolator-schichtsystemen möglich.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit gemäß einem ersten Aspekt das Problem zugrunde, Verfahren bereitzustellen, mit dem Metall- und/oder Metalloxid schichten, beispielsweise Cr/CrO-Schichten jeglicher Art, unabhängig von der Unterlage hochaufgelöst und mit hoher Rate und Kantenschärfe geätzt werden können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Metallschichten hochaufgelöst auf einem Substrat abgeschieden werden können.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ätzen einer Metallschicht bereitgestellt, insbesondere einer Chromschicht, in einer Vakuumkammer mit den Verfahrensschritten des Einleitens einer Halogen-Verbindung in die Vakuumkammer, des Richtens eines Elektronenstrahls auf den zu ätzenden Bereich der Chromschicht und des zusätzlichen Einleitens einer sauerstoffhaltigen Verbindung.
  • Insbesondere die zusätzliche Bereitstellung einer sauerstoffhaltigen Verbindung ermöglicht bereits bei niedrigen Elektronenenergien hohe Abtragsraten der Metallschicht zu erzielen und die im Stand der Technik beschriebene Verschlechterung der Auflösung zu verhindern. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch gesputterte und aufgedampfte Cr-Schichten ätzen lassen. Zur Initialisierung der Ätzreaktion wird ausschließlich der fokussierte Elektronenstrahl verwendet. Andere energieübertragende Mechanismen wie zum Beispiel Probenheizung oder Laserstrahlung kommen nicht zum Einsatz.
  • Die genauen Dosierungsverhältnisse der Halogenverbindung und der sauerstoffhaltigen Verbindung hängen maßgeblich von der Geometrie der Vakuumkammer, der Pumpleistung der verwendeten Vakuumpumpen sowie der geometrischem Anordnung der Gasdüsen ab. Im allgemeinen sollte der Gasfluss der Halogenver bindung so eingestellt werden, das der Partialdruck gemessen in der Kammer im Bereich 10–5 bis 10–3 mbar liegt. Durch die Anordnung der Gasdüsen nahe am Substrat, entspricht dies einem lokalen Gasdruck am Ort der Reparatur von etwa 10–4 bis 10–1 mbar. Das Verhältnis der so definierten lokalen Partialdrücke von Halogen zu sauerstoffhaltiger Verbindung sollte im Bereich von 1000:1 bis 1:2, besonders bevorzugt zwischen 100:1 und 1:1 und am meisten bevorzugt im wesentlichen bei 10:1 liegen.
  • Hierbei ist zu beachten, dass auch bei geringer Dosierung der sauerstoffhaltigen Verbindung deren lokaler Partialdruck am Ort der Reparatur noch oberhalb des entsprechenden typischen Kammerhintergrunddruckes liegt, der herrschen würde wenn keine sauerstoffhaltige Verbindung zugegeben würde. Bezüglich der Abfolge der Dosierung können die Halogen-Verbindung und die sauerstoffhaltige Verbindung entweder nacheinander oder im wesentlichen gleichzeitig in die Vakuumkammer eingeleitet werden.
  • Vorzugsweise werden O2, H2O, oder H2O2 oder Mischungen daraus als sauerstoffhaltige Verbindung verwendet. Die Halogen-Verbindung weist vorzugsweise Fluor auf.
  • Wie bereits erwähnt ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Verwendung geringerer Elektronenstrahlenergien und geringerer Stromstärken. Bevorzugt weist der Elektronenstrahl eine Stromstärke von < 400 pA und besonders bevorzugt von < 100 pA auf. Vorzugsweise hat der Elektronenstrahl eine Energie von < 5 keV, am meisten bevorzugt von im wesentlichen 1 keV. Bevorzugt hat der Elektronenstrahl eine Stromdichte über 1 A/cm2, am besten > 200 A/cm2, was sich auch bei 1 kV Elektronenenergie gut mit der LEO Gemini Linse der Firma LEO Elektronenmikroskopie, GmbH und durch die Verwendung einer kalten oder thermischen Feldelektronenquelle erzielen lässt.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts betrifft die vorliegende Erfindung ein weiteres Verfahren zum hochaufgelösten Abtrag einer Schicht aus einem Metall und/oder einem Metalloxid, die auf einem Isolator oder einem thermisch schlecht leitendem Substrat angebracht sind, aufweisend die Verfahrensschritte des Anordnens der Schicht in einer Vakuumkammer, des Beschusses der Schicht mit einem fokussierten Elektronenstrahls einer Energie von 3–30 keV, wobei der Elektronenstrahl so geführt wird, dass der Energieeintrag pro Zeit und Fläche zur einer lokalen Erwärmung der Schicht über ihren Schmelz- und/oder Verdampfungspunkt führt und wobei der Abtrag der Schicht ohne die Zufuhr von Reaktionsgasen in die Vakuumkammer erfolgt.
  • Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass mit fokussierten Elektronen im angegebenen Energiebereich entgegen der im Stand der Technik vertretenen Auffassung die genannten Schichten, einschließlich von Metallschichten wie z.B. Chrom, mit guter Wärmeleitfähigkeit abgetragen, d.h. verdampft werden können. Da auf die bisher üblichen zusätzlichen Reaktionsgase verzichtet werden kann, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren einfacher und mit geringerem Kostenaufwand durchführen.
  • Der Elektronenstrahl wird bevorzugt zeitlich gepulst, wobei die Dosis des gepulsten Elektronenstrahls vorzugsweise lokal variiert wird, um das Ausmaß des Abtrags lokal zu verändern. Damit lässt sich der Materialabtrag einer beliebigen Form eines Defektes, beispielsweise einer Photolithographiemaske anpassen.
  • Bevorzugt weist der Elektronenstrahl bei diesem Verfahren eine Stromstärke von 0,1 nA bis 1 μA auf und vorzugsweise eine Energie zwischen 5 keV und 25 keV, besonders bevorzugt von im wesentlichen 10 keV.
  • Der Elektronenstrahl hat vorzugsweise einen Durchmesser von 0,1 μm bis 0,5 μm und ermöglicht damit die Bearbeitung üblicher Strukturen einer Photolithographiemaske oder eines Halbleiterbauelements.
  • Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur hochaufgelösten Herstellung einer Metallschicht und/oder einer Metalloxidschicht und/oder eines Isolators, mit den Schritten des Anordnens eines Substrats in einer Vakuumkammer, des Einlassens zumindest eines anorganischen, organischen oder metallorganischen Precursors in die Vakuumkammer, des Abscheiden des Precursors auf dem Substrat und des selektiven Bestrahlens des Substrats mit einem Elektronenstrahl zur Herstellung einer leitenden Metallschicht aus dem abgeschiedenen Precursor und/oder dem selektiven Bestrahlen des Substrats mit einem Elektronenstrahl zur Herstellung einer nichtleitenden Isolatorschicht aus dem abgeschiedenen anorganischen oder organischen Precursor.
    •
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel enthält der metallorganische Precursor vorzugsweise Atome eines niederohmigen Metalls, um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hochqualitative Leitungsverbindungen herstellen zu können.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält der anorganische oder organische Precursor Molekülbaugruppen von Isolatoren, um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hochqualitative Isolatoren herstellen zu können.
  • Das selektive Bestrahlen des Substrats führt bevorzugt zu einer lokalen Erwärmung zwischen 50°C und 100°C, besonderes bevorzugt zwischen 70°C und 80°C, die die organischen Bestandteile der Zerfallsprodukte des Precursors und ungewünschten Reaktionsprodukte vom Substrat desorbieren lässt.
  • Dass durch globale Temperaturerhöhung des Substrates der Effekt der Verbesserung des Widerstandes erreicht werden kann, ist Stand der Technik (H.W.P. Koops, C. Schössler, A. Kaya, M. Weber, "Conductive dots, wires and supertips for field electron emitters produced by electron-beam induced deposition on samples having increased temperature" J. Vac. Sci. Technol. B14(6) (1996) 4105).
  • Das hier angegebene Verfahren erspart den teueren Heiztisch und, viel wichtiger, die damit verbundenen Driften und Instabilitäten des Prozesses und des Gerätes.
  • Dieses Verfahren kann auch mit Vorteil eingesetzt werden, um die chemische Reaktion des Metall-Ätzens oder der Deposition von Isolatoren hoher Güte durch lokale Temperaturerhöhung zu kontrollieren und zu beschleunigen (Temperaturbereich Raumtemperatur bis 150°C), oder auch zu verzögern, indem die Kondensation des Precursors durch Temperaturen nahe oder über 350°C stark verringert wird.
  • Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung gemäß eines weiteren Aspekts ein Verfahren zum Bearbeiten einer photolithographischen Maske oder der Leiterbahnen eines Halbleiterbauelements, aufweisend den Schritt des hochaufgelösten Entfernens einer Metall- und/oder Metalloxid- und/oder einer Isolatorschicht mit einem der oben angegebenen Verfahren, den Schritt des Aufbringens einer neuen Metallschicht mit dem gerade erläuterten Verfahren und dem optionalen oder alternativen Schritt des zusätzlichen Aufbringens einer neuen Isolatorschicht mit dem gerade erläuterten Verfahren.
  • Die Verbindung der erfindungsgemäßen Verfahren zum hochaufgelösten Entfernen von unerwünschten Schichten mit dem erfindungsgemäßen hochaufgelösten Deponieren einer leitenden Metallschicht und/oder einer Isolatorschicht ermöglicht, die unterschiedlichsten Defekte einer Photolithographiemaske zu beseitigen. Bei einem Halbleiterbauelement wird damit das Circuit Editing möglich, d.h. die gezielte Veränderung der mikroskopisch kleinen elektrischen Strukturen, indem Leiterbahnen des Bauteils nachträglich gezielt durchtrennt oder miteinander verbunden werden.
  • Weitere Unteransprüche sind auf weitere vorteilhafte Ergänzungen der vorliegenden Erfindung gerichtet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, wobei
  • 1 eine schematische Darstellung zur Durchführung des Verfahrens gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung zeigt, wobei ein in einer Vakuumkammer befindliches Werkstück mit einem fokussierten Elektronenstrahl bearbeitet werden kann und durch mindestens zwei Gaszufuhrdüsen verschiedene Reagenzien zur Reaktion mit dem auf der Probe vorgelegten Material zugeführt werden;
  • 2 eine schematische Darstellung zur Durchführung des Verfahrens gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung zeigt, wobei ein in einer Vakuumkammer befindliches Werkstück ausschließlich durch Beschuss mit einem fokussierten Elektronenstrahl bearbeitet wird;
  • 3 eine schematische Darstellung zur Durchführung des Verfahrens zur hochaufgelösten Deposition einer Metallschicht und/oder einer Isolatorschicht gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung zeigt; und
  • 4a–c schematisch die Abfolge von Schritten bei der Reparatur in einer Metallschicht, beispielsweise einer photolithographischen Maske, zeigt, wobei zunächst Schichtmaterial entfernt wird und nachfolgend neues Metall und/oder Isolatormaterial gezielt im Defektbereich deponiert wird Dies wird insbesondere bei EUV Masken sowie bei Nano-Imprint Masken bzw. Stempeln des Prozesses „Step and Flash Imprint Lithography (S-FIL)", als auch bei anderen Imprint-Masken verwendet.
  • Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren erläutert. Es versteht sich jedoch, dass es sich bei den im folgenden angegebenen Parametern nur um bevorzugte Werte handelt, so dass auch Abweichungen davon zum erfindungsgemäßen Erfolg führen können.
  • Zunächst wird das Verfahren gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung anhand des Ätzens einer Chromschicht beschrieben. Das Verfahren kann aber auch genauso vorteilhaft auf alle anderen Metalle angewandt werden, die beispielsweise als Leiterbahnen in Halbleiterbauelementen zum Einsatz kommen, wie Kupfer oder Aluminium, sofern deren chemisches Verhalten die Bildung von Metall-Sauerstoff-Halogen-Verbindungen erlaubt.
  • Wie in 1 schematisch dargestellt, wird in einer Vakuumkammer 1, beispielsweise eines für die Durchführung des Verfahrens angepassten Elektronenstrahlgerätes, z.B. eines Elektronenmikroskops, eine zu ätzende Chromschicht 2 angeordnet. Das Vakuum sollte dabei zumindest so gut sein, dass die freie Weglänge der Elektronen bis zur Probe reicht. Hochvakuumbedingungen (< 10–6 mbar) sind jedoch nicht erforderlich. Bei der Chromschicht 2 kann es sich um eine Maske für die Photolithographie handeln, aber auch um sonstige Chromschichten, beispielsweise eines Halbleiterbauelements.
  • Die Chromschicht 2 ist üblicherweise mit einem natürlich gebildeten Oxid, oder im Fall der Photomaske mit einer ca. 40 nm dicken CrO-Schicht 3 bedeckt, die neben Sauerstoff auch Stickstoff enthalten kann. Masken für die Photolithographie weisen üblicherweise eine Schicht Chromoxynitrid als reflexionsvermindernde Schicht (Antireflection coating) auf. Die Chromschicht 2 selbst enthält üblicherweise geringe Verunreinigungen von Kohlenstoff und ggf. Metalle in geringen Konzentrationen. Die genaue Zusammensetzung kann mit bekannten Verfahren zu Oberflächenanalyse wie Auger-Elektronenspektroskopie (AES) oder Photoelektronenspektroskopie (XPS) bestimmt werden.
  • Mit dem aus dem Stand der Technik bekannten EBIE-Verfahren lässt sich in Anwesenheit von XeF2 mit dem niederenergetischen Elektronenstrahl von hier 1 keV Energie die obere CrO bzw. CrOxNx-Schicht 3 ätzen. Allerdings konnte die darunter liegende Cr-Schicht 2 bisher nur mit höheren Elektronenenergien geätzt werden. Dabei ist jedoch zu vermuten, dass der wesentliche Abtragsprozess für das Chrom im Stand der Technik ein thermisches Verdampfen ist aufgrund der starken lokalen Aufheizung durch den hochenergetischen Elektronenstrahl 6. Dies wird aber nicht im Stand der Technik von Russel et al. gelehrt.
  • In dem in 1 schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird daher zusätzlich zum Ätzgas XeF2 eine sauerstoffhaltige Verbindung in die Kammer 1 gelassen. Neben XeF2 kommen auch andere Halogen-Verbindungen in Betracht, beispielsweise Cl2, Br2 und I2. Die sauerstoffhaltige Verbindung ist bevorzugt molekularer Sauerstoff (O2), Wasser (H2O) oder Wasserstoffperoxid (H2O2). Andere Sauerstoff abgebende Verbindungen sind ebenfalls denkbar.
  • Sowohl das XeF2 als auch die sauerstoffhaltige Verbindung werden über geeignete Dosierventile und entsprechende Düsen 4 bzw. 5 auf den zu ätzenden Bereich der Chromschicht aufgebracht. Besonders vorteilhaft gestaltet sich der Ätzvorgang, wenn die sauerstoffhaltige Verbindung so dosiert wird, dass der Sauerstoff und das Halogen im Verhältnis 1:100 bis 1:10 vorliegen. Dies lässt sich über die Dosierventile und die Druckeinstellung vor den den Durchfluss bestimmenden Düsen und deren Geometrie, gegebenenfalls unter Hinzuziehung eines massenspektrographischen Restgasanalysators, problemlos einstellen. Noch geringere Dosierungen der sauerstoffhaltigen Verbindungen im Bereich < 1:100 können zu einer weiteren Steigerung der Ätzraten führen.
  • Dabei kann die Dosierung der sauerstoffhaltigen Verbindung entweder gleichzeitig zum eigentlichen Ätzvorgang stattfinden oder es wird zunächst die CrOxNx-Schicht geätzt, die darunter liegende Cr-Schicht an ihrer Oberfläche durch die sauerstoffhaltige Verbindung in der Vakuumkammer 1 oxidiert, woraufhin sich ein erneutes Ätzen anschließt, etc. In jedem Fall wird durch die Zugabe der sauerstoffhaltigen Verbindung sichergestellt, dass für die Bildung der von der Oberfläche desorbierenden Reaktionsprodukte CrO2F2 und CrOF2 hinreichend Sauerstoff angeboten wird. Damit lässt sich beispielsweise die Chromschicht einer photolithographischen Maske bis zum Substrat durchätzen.
  • Um die Ätzung zu erreichen ist es erforderlich, beide Ätzgase mit Partialdrücken gemessen in der Kammer welche mindestens 10 fach oder bis über 150 fach über dem Kammerhintergrundsdruck von typischerweise 10–6 mb liegen, zuzuführen. Besonders ist darauf zu achten, dass durch die Gaszufuhren am Ort der Maskenbearbeitung ein lokaler Halogengasdruck im Bereich von 10–5 mbar bis 10–1 mbar und ein lokaler Sauerstoff Gasdruck im Bereich von 10–7 mbar bis 10–1 mbar vorliegt, was durch besondere Kammer-Gasdrosselung oder geringen Abstand der Düsen vom Objekt erreicht werden kann.
  • Zusätzlich zu der Balancierung der an der Reaktion beteiligten chemischen Stoffe wird der Bereitstellung der Medien aus der gasversorgenden Düse dadurch Rechnung getragen, dass die zu ätzende Schicht in mehreren wiederholten Schritten mit Elektronen beschossen wird, jedoch Zeitspannen ("Refreshtime") eingehalten werden, bis der Strahl wieder an vorher bearbeitete Stellen zurückkehrt, um die Vervollständigung der Bedeckung der Oberfläche mit neuen, zur Reaktion benötigten Molekülen aus der Gasversorgung zu gewährleisten. Der Strahl wird dabei entweder ausgeschaltet oder es werden zwischenzeitlich andere Stellen bearbeitet, bis die Rückkehr an die zunächst bearbeitete Stelle erforderlich ist. Die Verweilzeit des Strahls an einem Punkt (sog. „pixel dwell time") sollte dabei unterhalb von 10–3 Sekunden und bevorzugt unterhalb von 10–5 Sekunden liegen.
  • Anders als mit dem bisher bekannten Verfahren lassen sich durch die Zugabe des Sauerstoffs Chromschichten bereits bei niedrigen Elektronenenergien ätzen. Bevorzugte Werte liegen unterhalb von 5 keV, vorzugsweise bei etwa 1 keV. Auch die Stromstärken können reduziert werden, so dass typische Werte unterhalb von 400 pA liegen und besonders bevorzugte Werte unterhalb von 100 pA. Lokale Aufheizungen der Chromschicht 2 und der damit verbundene Verlust an räumlicher Auflösung beim Ätzprozess sind bei diesen Werten nicht zu befürchten. Auch bleibt die Kondensation der Reaktions-Moleküle auf der Oberfläche hoch, was bei einer erhöhten Temperatur nicht der Fall ist.
  • Der zu ätzende Bereich wird durch den Elektronenstrahl bestimmt, der mit bekannten Verfahren (beispielsweise der Strahl-Steuerung eines Raster-Elektronenmikroskops) über die Chromschicht gerastert werden kann. Thermische Effekte spielen, wenn überhaupt, nur noch eine untergeordnete Rolle. Im Ergebnis können daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Chromschichten mit hohen Raten und hoher Auflösung geätzt werden, um die Struktur einer photolithographischen Maske zu verändern.
  • Das Verfahren kann auch mit sehr niederenergetischen Elektronen z.B. aus einem Raster-Tunnel-Mikroskop oder einer anderen Niederenergie-Elektronenquelle angewandt werden, da zur Einleitung der chemischen Reaktion der Oxidation oder Fluorierung des Oxides nur Energien > 2 eV erforderlich sind.
  • 2 zeigt schematisch die Durchführung eines weiteren Verfahrens zum gezielten Entfernen von Material. Dabei wird die zu bearbeitende Oberfläche ohne Zugabe eines Reaktionsgases mit einem fokussierten Elektronenstrahl mit einer Energie von vorzugsweise etwa 10 keV beschossen. Die Stromstärken des Elektronenstrahls liegen bevorzugt zwischen 0,1 nA und 1 μA. Es lassen sich dadurch gezielt Löcher in einer Chromoxid-Chromoxynitrid-Schicht und der darunter liegenden Chromschicht einer Photolithographiemaske erzeugen, wobei dies dadurch erklärt wird, dass das Material durch den hochenergetischen Elektronenstrahl thermisch verdampft wird. Der Strahldurchmesser liegt dabei bevorzugt zwischen 0,1 μm und 0,5 μm.
  • Der erzielte Materialabtrag wird durch die Stromstärke, die Energie des Elektronenstrahls, seine Pulslänge, sowie durch die Wärmeleitung der zu bearbeitenden Schicht bestimmt. Durch eine geeignete Verteilung der vom Elektronenstrahl aufgebrachten Dosisleistung kann darüber hinaus der Abtrag an die Geometrie eines zu bearbeitenden Defekts einer Maske oder eines Halbleiterbauelements angepasst werden.
  • Das Verfahren ist auch mit Vorteil beim Abändern von Schaltkreisen (Circuit Editing) einzusetzen, wo in der Tiefe eines Bauteils Metall-Leiterbahnen abgetrennt oder wieder verbunden werden sollen. Der Elektronenstrahl gelangt dabei vorteilhaft durch dieselbe Öffnung in die Tiefe, die vorher durch Verdampfen oder chemische Ätzung mit Elektronenstrahlunterstützung geöffnet worden ist. Schließlich kann dieses Verfahren auch bei der Reparatur beliebiger Metallschichten auf thermisch schlechtleitenden Substraten wie z.B. in einer Next Generation Lithography NGL Maske für Deep UV, Extreme UV (EUV), etc. angewandt werden, die höchste Anforderungen an die räumliche Auflösung stellen.
  • 3 erläutert einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung. Mit diesem Verfahren ist es möglich Metallschichten mit hoher räumlicher Auflösung zu deponieren. Dazu wird zunächst in einer Vakuumkammer über eine Düse 10 zumindest ein Precusorgas 12 eingelassen. Dazu eignen sich insbesondere metallorganische Verbindungen wie z.B. Cyclopentadienylplatindimethyl, die sich aus der Gasphase auf dem Substrat abscheiden. Wird dieses Kondensat nachfolgend selektiv einem Elektronenstrahl ausgesetzt, desorbieren die organischen Bestandteile und die verbleibenden Metallatome bilden eine leitfähige Metallschicht, die zur Reparatur von Defekten einer Maske oder eines Halbleiterbauelements eingesetzt werden können. Der Elektronenstrahl, der bei diesem Verfahren bevorzugt eine Energie von 1 keV–0 keV und eine Stromstärke im Bereich von 1 pA bis 100 nA aufweist, erwärmt dabei die Probe nicht. Dies gilt bis zu Strömen unter 1 nA. Die Verbesserung zum Stand der Technik wird nun dadurch erreicht, dass durch geeignete Wahl der Stromstärke und der Elektronenergie, sowie der Fokussierung lokal aufgelöst das Substrat auf Temperaturen zwischen 50°C und 100°C, vorzugsweise etwa 80°C erwärmt wird, wodurch die lokale Desorption der organischen Bestandteile des Precursors erreicht wird. Damit lassen sich reinere Substanzen mit geringerer Verunreinigung herstellen, was für die Herstellung gut leitfähiger Materialien, als auch hochisolierender Materialien von Bedeutung ist. Diese können z.B. aus TEOS (Tetra Ethyl Ortho Siloxan) oder anderen Silanen mittels der EBID (electron beam induced deposition) abgeschieden werden. Die lokale Substratheizung und thermische Reaktionsführung lässt dabei reinere Oxi de entstehen. Beide werden beim Circuit Editing benötigt. Die genaue Temperatur, die auch außerhalb des angegebenen Bereichs liegen kann, hängt von den jeweils zu desorbierenden organischen Bestandteilen der Precursorsubstanzen 12 ab und der Stärke ihrer Bindung an das Substrat. Dieses Verfahren verfolgt nicht den Gedanken, die in der aktivierten Reaktion erzeugten Reaktionsprodukte aus Unterlagenmaterial und adsorbiertem Precursor mit Hilfe der Wärmezufuhr aus einem breit verteilten Elektronenstrahl mit hohem Strom von der Oberfläche abzutreiben und ihre Verdampfung zu erreichen, da sie sonst auf der Oberfläche verbleiben würden, siehe Chromylchlorid-Verdampfung oberhalb 250 °C.
  • Das Verfahren erspart eine aufwendige und mechanisch instabile Heiztischanordnung für die Erwärmung des ganzen Substrats, und erlaubt, ggf. mit Hilfe rechnerischer Vorhersage der Erwärmung, eine genaue Reaktionstemperaturführung (Programm "Temptation" der Fa. Soft Services, Castro Valley, CA, USA).
  • Verbindet man die oben erläuterten Verfahren, lassen sich Defekte 21 einer Maske oder einer Leiterbahn 20 eines Halbleiterbauelements, wie schematisch in 4a dargestellt, mit Hilfe eines fokussierten Elektronenstrahls ohne weiteres reparieren.
  • Dazu wird zunächst durch gezieltes Ätzen mit dem oben beschriebenen Verfahren unter Verwendung einer Halogen-Verbindung und einer sauerstoffhaltigen Verbindung bei niedrigen Elektronenströmen oder durch den Beschuss mit hochenergetischen Elektronen großer Stromstärke (Hochstromprozess) Material von der Leiterbahn 20 entfernt, um den Defekt 21 in eine definierte Form 22 zu bringen. In einem weiteren Schritt (vgl. 4c.) wird daraufhin mit dem oben erläuterten Verfahren bei einem vergleichsweise niedrigen Elektronenstrom (bevorzugte Werte sind 1 pA bis 500 pA) gezielt optisch undurchlässiges, oder optisch durchlässiges bzw. elektrisch leitendes Material 23 im Bereich der überätzten Reparaturstelle 22 deponiert und dadurch die gewünschte Form der Leiterbahn 20 wieder hergestellt.
  • Auch die umgekehrte Reihenfolge bei der Bearbeitung eines Defektes ist denkbar, indem zunächst Material mit der erläuterten hochaufgelösten Depositionstechnik im Bereich des Defektes aufgebracht wird und nachfolgend Überstände des Materials in der erläuterten Weise weggeätzt oder durch hochenergetischen Elektronenbeschuss verdampft werden. In jedem Fall kann der gesamte Prozess in situ in einer einzigen Vakuumkammer durchgeführt werden, in die lediglich die genannten Prozessgase eingeführt und die Parameter des Elektronenstrahls in der angegebenen Weise eingestellt werden müssen.

Claims (39)

  1. Verfahren zum Ätzen einer Metall- und/oder einer Metalloxidschicht (2, 3) in einer Vakuumkammer (1), aufweisend folgende Verfahrensschritte: a. Einleiten einer Halogen-Verbindung (4) in die Vakuumkammer (1); b. Richten eines Elektronenstrahls (6) auf den zu ätzenden Bereich der Metallschicht (2); c. Einleiten einer sauerstoffhaltigen Verbindung (5) in die Vakuumkammer (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Halogen-Verbindung und die sauerstoffhaltige Verbindung so dosiert werden, dass das stöchiometrische Verhältnis von Sauerstoff zu Halogen zwischen 1:1000 und 2:1 beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Halogen-Verbindung und die sauerstoffhaltige Verbindung so dosiert werden, dass das stöchiometrische Verhältnis von Sauerstoff zu Halogen zwischen 1:100 und 1:1 beträgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei Halogen-Verbindung und die sauerstoffhaltige Verbindung so dosiert werden, dass das stöchiometrische Verhältnis von Sauerstoff zu Halogen im wesentlichen 1:10 beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Halogen-Verbindung und die sauerstoffhaltige Verbindung nacheinander in die Vakuumkammer (1) eingeleitet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Halogen-Verbindung und die sauerstoffhaltige Verbindung im wesentlichen gleichzeitig in die Vakuumkammer (1) eingeleitet werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, wobei O2, H2O, oder H2O2 oder Mischungen daraus als sauerstoffhaltige Verbindung verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Halogen-Verbindung Xenon oder ein anderes Edelgas aufweist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, wobei die Halogen-Verbindung Fluor aufweist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die Halogen-Verbindung XeF, XeF2, XeF4 aufweist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10, wobei der Elektronenstrahl (6) eine Stromstärke von < 400 pA aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Elektronenstrahl (6) eine Stromstärke von < 100 pA aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–12, wobei der Elektronenstrahl (6) eine Energie von < 5 keV aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Elektronenstrahl (6) eine Energie von zwischen 2 eV und 2 keV aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die refresh time des Elektronenstrahls >= 1 msec beträgt
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die dwell time des Elektronenstrahls zwischen 10–8 und 10–3 sec beträgt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die dwell time des Elektronenstrahls zwischen 10–7 und 10–5 sec beträgt.
  18. Verfahren zum hochaufgelösten Abtrag einer Schicht (2, 3) aus einem Metall und/oder einem Metalloxid, die auf einem Isolator oder einem thermisch schlecht leitendem Substrat (7) angebracht sind, aufweisend: a. Anordnen der Schicht (2, 3) in einer Vakuumkammer (1); b. Beschuss der Schicht (2, 3) mit einem fokussierten Elektronenstrahl (6) einer Energie von 3–30 keV; c. wobei der Elektronenstrahl (6) so geführt wird, dass der Energieeintrag pro Zeit und Fläche zur einer lokalen Erwärmung der Schicht (2, 3) über ihren Schmelz- und/oder Verdampfungspunkt führt; und d. wobei der Abtrag der Schicht (2, 3) ohne die Zufuhr von Reaktionsgasen in die Vakuumkammer (1) erfolgt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Elektronenstrahl (6) zeitlich gepulst wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Dosis des gepulsten Elektronenstrahls (6) lokal variiert wird, um das Ausmaß des Abtrags lokal zu verändern.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18–20, wobei der Elektronenstrahl (6) eine Stromstärke von 0,1 nA bis 1 μA aufweist.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18–21, wobei der Elektronenstrahl (6) eine Energie zwischen 5 keV und 25 keV aufweist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Elektronenstrahl (6) eine Energie von im wesentlichen 10 keV aufweist.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18–23, wobei die Schicht (11) eine Dicke zwischen 50 nm und 100 nm aufweist.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18–24, wobei der Elektronenstrahl (6) einen Durchmesser von 0,1 μm bis 1 μm aufweist.
  26. Verfahren zur hochaufgelösten Herstellung einer Metallschicht und/oder einer Metalloxidschicht und/oder eines Isolators, aufweisend: a. Anordnen eines Substrats (11) in einer Vakuumkammer (1); b. Einlassen zumindest eines anorganischen, organischen oder metallorganischen Precursors (12) in die Vakuumkammer (1); c. Abscheiden des Precursors (12) auf dem Substrat (11); d. Selektives Bestrahlen des Substrats (11) mit einem Elektronenstrahl (6) zur Herstellung einer leitenden Metallschicht aus dem abgeschiedenen metallorganischen Precursor (12); und/oder e. Selektives Bestrahlen des Substrats (11) mit einem Elektronenstrahl (6) zur Herstellung einer nichtleitenden Isolatorschicht aus dem abgeschiedenen anorganischen oder organischen Precursor (12).
  27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der metallorganische Precursor (12) ein niederohmiges Metall umfasst.
  28. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der anorganische oder organische Precursor (12) Molekülbaugruppen von Isolatoren umfasst.
  29. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das selektive Bestrahlen des Substrats (11) zu einer lokalen Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 50°C und 100°C führt, die die organischen Bestandteile des Precursors (12) vom Substrat (11) desorbieren lässt.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das selektive Bestrahlen des Substrats (11) zu einer lokalen Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 70°C und 80°C führt.
  31. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das selektive Bestrahlen des Substrats (11) zu einer lokalen Erwärmung auf eine Temperatur zwischen 100°C und 400°C führt, was die Kondensation der Precursormaterialien (12) auf dem Substrat (11) definiert reduziert und es so ermöglicht, mit dem Kernstrahl sehr feine Strukturen aus Metallen und/oder Isolatoren herzustellen.
  32. Verfahren zum Bearbeiten einer photolithographischen Maske, aufweisend: a. Hochaufgelöstes Entfernen einer Metall- und/oder Metalloxid/Metall-Nitrid-Schicht auf einer Isolatorschicht oder einer thermisch schlecht leitenden Schicht mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–25; und b. Aufbringen einer neuen Metallschicht mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 26, 27, 29–31; und/oder c. Aufbringen einer neuen Isolatorschicht mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 26, 28–31.
  33. Verfahren zum Bearbeiten der Leiterbahnen eines Halbleiterbauelements, aufweisend: a. Hochaufgelöstes Entfernen einer Metall- und/oder Metalloxid/Metall-Nitrid-Schicht des Halbleiterbauelements mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–25; und b. Aufbringen einer neuen Metallschicht mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 26, 27, 29–31; und/oder c. Aufbringen einer neuen Isolatorschicht mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 26, 28–31.
  34. Metallschicht, insbesondere Chromschicht, bearbeitet mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–33.
  35. Isolatorschicht, insbesondere Siliziumoxid- oder Siliziumnitridschicht, bearbeitet mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–33.
  36. Photolithographiemaske aufweisend eine Metallschicht nach Anspruch 34.
  37. Halbleiterbauelement aufweisend eine Metallschicht nach Anspruch 34.
  38. Imprint-Lithographiemaske aufweisend eine Isolatorschicht nach Anspruch 35.
  39. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–33.
DE10338019A 2003-08-19 2003-08-19 Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen Ceased DE10338019A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10338019A DE10338019A1 (de) 2003-08-19 2003-08-19 Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen
AT04764051T ATE556355T1 (de) 2003-08-19 2004-08-12 Verfahren zum hochauflösenden ätzen dünner schichten mittels elektronenstrahlen
CN2004800238828A CN1839349B (zh) 2003-08-19 2004-08-12 利用电子束的薄层高分辨率加工方法
PCT/EP2004/009049 WO2005017949A2 (en) 2003-08-19 2004-08-12 Method for high-resolution processing of thin layers with electron beams
EP04764051A EP1664924B8 (de) 2003-08-19 2004-08-12 Verfahren zum hochauflösenden ätzen dünner schichten mittels elektronenstrahlen
KR1020067003480A KR101285450B1 (ko) 2003-08-19 2004-08-12 전자빔을 이용한 박층의 고분해능 처리 방법
JP2006523582A JP2007503009A (ja) 2003-08-19 2004-08-12 電子ビームを用いて薄層を高分解能で処理する方法
TW093124858A TWI257673B (en) 2003-08-19 2004-08-18 Method for high resolution processing of thin layers using electron beams

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10338019A DE10338019A1 (de) 2003-08-19 2003-08-19 Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10338019A1 true DE10338019A1 (de) 2005-03-24

Family

ID=34177683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10338019A Ceased DE10338019A1 (de) 2003-08-19 2003-08-19 Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1664924B8 (de)
JP (1) JP2007503009A (de)
KR (1) KR101285450B1 (de)
CN (1) CN1839349B (de)
AT (1) ATE556355T1 (de)
DE (1) DE10338019A1 (de)
TW (1) TWI257673B (de)
WO (1) WO2005017949A2 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008037944A1 (de) 2008-08-14 2010-02-18 Nawotec Gmbh Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Abscheiden von leitfähigem Material
DE102008037943A1 (de) * 2008-08-14 2010-02-25 Nawotec Gmbh Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen
DE102008037951A1 (de) * 2008-08-14 2010-02-25 Nawotec Gmbh Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen von mit Gallium verunreinigten Schichten
WO2010072279A1 (de) 2008-12-23 2010-07-01 Nawotec Gmbh Verfahren zum ermitteln einer reparaturform eines defekts an oder in der nähe einer kante eines substrats einer photomaske
DE102018222522A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung sowie Gaszuführungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Teilchenstrahlgerät mit einer Gaszuführungseinrichtung
WO2022013297A1 (en) 2020-07-16 2022-01-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Method, device and computer program for repairing a mask for lithography
DE102022202061A1 (de) 2022-03-01 2023-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und vorrichtung zur maskenreparatur

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7670956B2 (en) 2005-04-08 2010-03-02 Fei Company Beam-induced etching
JP5373298B2 (ja) 2008-03-04 2013-12-18 株式会社日立ハイテクサイエンス Ｅｕｖｌマスクの加工方法
JP2012073553A (ja) * 2010-09-30 2012-04-12 Hoya Corp フォトマスクの欠陥修正方法、フォトマスクの製造方法、及びフォトマスク、並びにパターン転写方法
DE102013203995B4 (de) 2013-03-08 2020-03-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Schützen eines Substrats während einer Bearbeitung mit einem Teilchenstrahl
KR102437717B1 (ko) * 2015-06-17 2022-08-29 인텔 코포레이션 디바이스 제조를 위한 산화물 층들의 원자 층 제거에 의한 전이 금속 건식 에칭
KR101737016B1 (ko) * 2015-10-26 2017-05-17 주식회사 이오테크닉스 포토마스크 수선 시스템 및 수선 방법
DE102016203094B4 (de) 2016-02-26 2022-02-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Reparieren von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske
DE102017208114A1 (de) 2017-05-15 2018-05-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Teilchenstrahl-induzierten Ätzen einer photolithographischen Maske
DE102020120884A1 (de) * 2020-08-07 2022-02-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ätzen einer Lithographiemaske
DE102021206100A1 (de) 2021-06-15 2022-12-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren, vorrichtung und computerprogramm zur bearbeitung einer oberfläche eines objekts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2003921A (en) * 1933-06-02 1935-06-04 Francois Cementation Co Ltd Process for waterproofing or filling cavities in the ground or in structures
US6353219B1 (en) * 1994-07-28 2002-03-05 Victor B. Kley Object inspection and/or modification system and method
JP2003195481A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Toshiba Corp フォトマスクの修正方法及び修正装置
EP1051536B1 (de) * 1998-02-06 2003-07-30 Richardson Technologies Inc Verfahren zum abscheiden dreidimensionaler objekte

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4239954A (en) * 1978-12-11 1980-12-16 United Technologies Corporation Backer for electron beam hole drilling
CH643941A5 (en) * 1979-11-16 1984-06-29 Elesta Ag Elektronik Bad Ragaz Method and device for producing optical scales, and scale produced according to the method
JPS604271B2 (ja) * 1981-08-03 1985-02-02 三菱電機株式会社 クロム系金属膜のドライエツチング方法
JPH04718A (ja) * 1990-04-18 1992-01-06 Toshiba Corp 表面処理装置
JP3238550B2 (ja) * 1992-11-02 2001-12-17 株式会社東芝 構造体の欠陥修正方法
JPH0711429A (ja) * 1993-06-23 1995-01-13 Toshiba Corp 金属蒸気発生方法および装置
US6042738A (en) * 1997-04-16 2000-03-28 Micrion Corporation Pattern film repair using a focused particle beam system
US20030000921A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Ted Liang Mask repair with electron beam-induced chemical etching
US6753538B2 (en) * 2001-07-27 2004-06-22 Fei Company Electron beam processing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2003921A (en) * 1933-06-02 1935-06-04 Francois Cementation Co Ltd Process for waterproofing or filling cavities in the ground or in structures
US6353219B1 (en) * 1994-07-28 2002-03-05 Victor B. Kley Object inspection and/or modification system and method
EP1051536B1 (de) * 1998-02-06 2003-07-30 Richardson Technologies Inc Verfahren zum abscheiden dreidimensionaler objekte
JP2003195481A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Toshiba Corp フォトマスクの修正方法及び修正装置
DE10261035A1 (de) * 2001-12-27 2003-10-02 Toshiba Kk Fotomasken-Reparaturverfahren und Vorrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Utke,I. et al.: Focused-electron-beam-induced de- position of freestending threedimensional nano- structures of pure coalesced copper crystals. In: Applied Physics Letters, Vol.81, No.17(2002), S. 3245-3247 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008037951B4 (de) * 2008-08-14 2018-02-15 Nawotec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen von mit Gallium verunreinigten Schichten
DE102008037943A1 (de) * 2008-08-14 2010-02-25 Nawotec Gmbh Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen
DE102008037951A1 (de) * 2008-08-14 2010-02-25 Nawotec Gmbh Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen von mit Gallium verunreinigten Schichten
DE102008037943B4 (de) 2008-08-14 2018-04-26 Nawotec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen und Halbleiterbauelement mit einer Struktur geätzt mittels eines derartigen Verfahrens
DE102008037944A1 (de) 2008-08-14 2010-02-18 Nawotec Gmbh Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Abscheiden von leitfähigem Material
EP2506294A1 (de) * 2008-08-14 2012-10-03 Carl Zeiss SMS GmbH Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen
US8318593B2 (en) 2008-08-14 2012-11-27 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for electron beam induced deposition of conductive material
DE102008037944B4 (de) * 2008-08-14 2013-03-21 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Abscheiden von leitfähigem Material
US8632687B2 (en) 2008-08-14 2014-01-21 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for electron beam induced etching of layers contaminated with gallium
US9023666B2 (en) 2008-08-14 2015-05-05 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for electron beam induced etching
DE102008062928A1 (de) 2008-12-23 2010-07-01 Nawotec Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer Reparaturform eines Defekts an oder in der Nähe einer Kante eines Substrats einer Photomaske
WO2010072279A1 (de) 2008-12-23 2010-07-01 Nawotec Gmbh Verfahren zum ermitteln einer reparaturform eines defekts an oder in der nähe einer kante eines substrats einer photomaske
DE102018222522A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Gaszuführungseinrichtung sowie Gaszuführungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Teilchenstrahlgerät mit einer Gaszuführungseinrichtung
US11764036B2 (en) 2018-12-20 2023-09-19 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Operating a gas supply device for a particle beam device
WO2022013297A1 (en) 2020-07-16 2022-01-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Method, device and computer program for repairing a mask for lithography
DE102020208883A1 (de) 2020-07-16 2022-01-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren, vorrichtung und computerprogramm zur reparatur einer maske für die lithographie
DE102020208883B4 (de) 2020-07-16 2023-06-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Computerprogramm zur Reparatur einer Maske für die Lithographie
DE102022202061A1 (de) 2022-03-01 2023-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und vorrichtung zur maskenreparatur

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005017949A3 (en) 2005-07-14
EP1664924B1 (de) 2012-05-02
EP1664924B8 (de) 2012-12-05
TWI257673B (en) 2006-07-01
TW200518229A (en) 2005-06-01
CN1839349B (zh) 2013-07-31
KR20070033307A (ko) 2007-03-26
EP1664924A2 (de) 2006-06-07
ATE556355T1 (de) 2012-05-15
CN1839349A (zh) 2006-09-27
WO2005017949A2 (en) 2005-02-24
KR101285450B1 (ko) 2013-07-12
JP2007503009A (ja) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10338019A1 (de) Verfahren zum hochaufgelösten Bearbeiten dünner Schichten mit Elektronenstrahlen
DE69938583T2 (de) Verdrahtungsänderungen in integrierten schaltungen mittels gas-unterstütztem ätzen mit einem fokussierten ionenstrahl (fib)
DE102008037951B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen von mit Gallium verunreinigten Schichten
DE3140890C2 (de) Photolithographisches Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltungsvorrichtung
DE4404931A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Direktverbinden von zwei Körpern
DE3916622A1 (de) Verfahren zum zuechten einer sehr duennen metallschicht und vorrichtung hierfuer
JP2004140346A (ja) 材料表面を集束電子ビーム誘導化学反応によってエッチングするための方法
DE102007054074A1 (de) System zum Bearbeiten eines Objekts
DE2203080C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Schicht auf einem Substrat
DE69835765T2 (de) Plasma-Verfahren
EP0328757B1 (de) Verfahren zur Herstellung dünner Schichten aus oxydischem Hochtemperatur-Supraleiter
DE1640486C3 (de) Verfahren zum reaktiven Zerstäuben von elementarem Silicium
US7786403B2 (en) Method for high-resolution processing of thin layers using electron beams
EP0216750A1 (de) Ionenstrahlgerät und Verfahren zur Ausführung von Änderungen, insbesondere Reparaturen an Substraten unter Verwendung eines Ionenstrahlgerätes
DE4203804A1 (de) Verfahren zur kontaktierung von leitenden strukturen in hoechstintegrierten schaltkreisen
DE102015117176A1 (de) Verfahren zum Bearbeiten eines Trägers
DE3219284C2 (de)
DE102011078243B4 (de) Herstellungsverfahren für ein elektronisches Bauteil mit einem Schritt zur Einbettung einer Metallschicht
DE19529170B4 (de) Verfahren zum Bilden einer Fotolithographiemaske
EP0909341B1 (de) Verfahren zur herstellung von metallisierungen auf halbleiterkörpern
DE19934089A1 (de) Verfahren zur Erzeugung elektrisch leitender Bereiche in mehrkomponentigen Materialien
DE102022002557A1 (de) Verfahren zur Modifizierung von glasförmigen, glaskeramikförmigen oder keramikförmigen Oberflächen
DE3831404C1 (en) Process for the deposition of tin on substrate surfaces
DE112016004214T5 (de) Verfahren für hohen Durchsatz unter Verwendung von Strahl-Scangröße und Strahlen-Position in einem Strahlen-Bearbeitungssystem
DE4241839C2 (de) Verfahren zur Herstellung von metallischen Schichten

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: SPIES, PETRA, 55130 MAINZ, DE

Inventor name: KOOPS, HANS W.P., DR., 64372 OBER-RAMSTADT, DE

Inventor name: EDINGER, KLAUS, DR., 64646 HEPPENHEIM, DE

Inventor name: HOFMANN, THORSTEN, 63110 RODGAU, DE

Inventor name: BABIN, SERGEY, DR., CASTRO VALLEY, CALIF., US

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20131029