JP2021092780A - 微細構造化構成要素を処理するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

微細構造化構成要素を処理するためのデバイスおよび方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021092780A
JP2021092780A JP2020204709A JP2020204709A JP2021092780A JP 2021092780 A JP2021092780 A JP 2021092780A JP 2020204709 A JP2020204709 A JP 2020204709A JP 2020204709 A JP2020204709 A JP 2020204709A JP 2021092780 A JP2021092780 A JP 2021092780A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
component
kev
ion beam
less
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.)
Pending
Application number
JP2020204709A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021092780A5 (ja
Inventor
アウス ニコル
Auth Nicole
アウス ニコル
ルクス ティモ
Luchs Timo
ルクス ティモ
ヴェルテ ヨアヒム
Welte Joachim
ヴェルテ ヨアヒム
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.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT 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 Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of JP2021092780A publication Critical patent/JP2021092780A/ja
Publication of JP2021092780A5 publication Critical patent/JP2021092780A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72Repair or correction of mask defects
    • G03F1/74Repair or correction of mask defects by charged particle beam [CPB], e.g. focused ion beam
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84Inspecting
    • G03F1/86Inspecting by charged particle beam [CPB]
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08Ion sources; Ion guns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/244Detectors; Associated components or circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/24475Scattered electron detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304Controlling tubes
    • H01J2237/30466Detecting endpoint of process

Abstract

【課題】微細構造化構成要素を処理するための、特にはマイクロリソグラフィのためのデバイスおよび方法を提供すること。【解決手段】微細構造化構成要素を処理するためのデバイスは、イオンビーム(135、235)を少なくとも構成要素(100、200)の領域に加えるためのイオンビーム源(130、230)であって、このイオンビームのイオンエネルギーは5keV以下である、イオンビーム源(130、230)、および、構成要素(100)において後方散乱される粒子を検出するための検出器(150、250)を備える。【選択図】図1

Description

本願は、2019年12月10日出願の、ドイツ特許出願第10 2019 133 658.9号の優先権を主張する。本願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、微細構造化(microstructured:マイクロ構造化)構成要素を処理するための、特にはマイクロリソグラフィのためのデバイスおよび方法に関する。
マイクロリソグラフィは、たとえば集積回路またはLCDなどの、微細構造化構成要素の製造に使用される。マイクロリソグラフィプロセスは、照明デバイスおよび投影レンズを備える、いわゆる投影露光装置において行われる。照明デバイスによって照明されるマスク(=レチクル)の像は、この場合、マスク構造を基板の感光性コーティングに転写するために、感光層(フォトレジスト)でコーティングされ、また投影レンズの像面内に配置された基板(たとえば、シリコンウェーハ)上に、投影レンズによって投影される。
リソグラフィプロセスにおいて使用されるマスクとマイクロリソグラフィ構造化ウェーハとの構造サイズは、どちらもかなり小さくなってきているため、これらの構成要素の処理または修復はそれぞれ、実際には、かなり要求の厳しい課題になりつつある。電子またはイオンビームを使用して、マスクまたはウェーハなどの対応する構成要素を処理または修復するための既知の手法の場合に生じる問題は、処理するべき微細構造化構成要素のそれぞれの構造サイズのニーズに合わせるために、「ツール」または粒子ビームそれぞれによって取得可能な分解能が十分に高くなければならないことである。
実際には、横分解能(すなわち、処理するべき構成要素の表面に対して平行な平面内で取得される分解能)だけではなく、縦方向に取得される分解能(すなわち、処理するべき構成要素の表面に対して垂直方向に延在する分解能)も考慮する必要があるという事実によって、特には約10nm以下の構造サイズの場合、相応に高い分解能の実現がより困難になるため、望ましくない過剰な材料除去(unwanted excessive material ablation)を回避するために、処理するべき構成要素内への粒子ビームの侵入深さも制限する必要がある。とりわけ、それぞれの粒子ビームの必要な合焦は、この場合、要求の厳しい現実的課題を表す。
従来技術に関して、単なる例として、L. Reimer et al.: “Measuring the Backscattering Coefficient and Secondary Electron Yield Inside a Scanning Electron Microscope”, SCANNING Vol. 3, 35-39 (1980)、A. V. Steele et al.: “New Ion Source for High Precision FIB Nanomachining and Circuit Edit”, Conference Proceedings from the International Symposium for Testing and Failure Analysis (2014)、およびK. A. Twedt et al.: “Scanning Ion Microscopy with Low Energy Lithium Ions”, Ultramicroscopy Vol. 142, 24-31 (2014)の文献が参照される。
L. Reimer et al.: "Measuring the Backscattering Coefficient and Secondary Electron Yield Inside a Scanning Electron Microscope", SCANNING Vol. 3, 35-39 (1980) A. V. Steele et al.: "New Ion Source for High Precision FIB Nanomachining and Circuit Edit", Conference Proceedings from the International Symposium for Testing and Failure Analysis (2014) K. A. Twedt et al.: "Scanning Ion Microscopy with Low Energy Lithium Ions", Ultramicroscopy Vol. 142, 24-31 (2014)
本発明の目的は、微細構造化構成要素を処理するための、特にはマイクロリソグラフィのためのデバイスおよび方法を提供することであり、たとえナノメートル範囲での構造サイズの場合であっても、できる限り精密な処理を容易にする。
この目的は、独立請求項1の特徴に従ったデバイス、および代替の独立請求項13の特徴に従った方法によって達成される。
微細構造化構成要素を処理するための、特にはマイクロリソグラフィのための装置は、
・イオンビームを少なくとも構成要素の領域に加える(apply:適用する)ためのイオンビーム源であって、このイオンビームのイオンエネルギーは5keV以下である、イオンビーム源、および、
・構成要素において後方散乱される粒子を検出するための検出器、
を備える。
一実施形態によれば、検出器は、構成要素において後方散乱される帯電粒子、特にはイオンまたは電子を検出するように設計される。
特には、本発明は、第1に、イオンビームと処理するべき構成要素の材料との間の比較的少量の相互作用の結果、マイクロリソグラフィマスクまたはウェーハなどの微細構造化構成要素を処理するとき、比較的低エネルギーのイオンビームを使用することによって、取得可能な分解能における増加を達成する概念に基づく。第2に、下記で説明するように、処理するべき構成要素において後方散乱されるイオンを検出することによって、(位置および/または時間に関する)処理の終わりを精密に定義することが可能である。
ここで本発明は、特には、材料処理のために電子ビームの代わりにイオンビームが使用されるとき、それぞれの粒子ビーム(すなわち、イオンまたは電子ビーム)のより低いエネルギーへの遷移に付随して、処理の間に「材料コントラスト(material contrast)」の減少が生じないことの発見から発生する。むしろ本発明は、下記でより詳細に説明するように、本発明による材料処理に使用される低エネルギーイオンが、第1に、後方散乱係数(backscatter coefficient)のそれぞれのターゲット材料への所望の依存を有し、第2に、全体として十分に高い後方散乱率も(したがって処理の終わりを定義するのに十分に強い信号も)有するという、環境を利用する。
全体として、本発明によれば、たとえばマスクまたはウェーハなどの微細構造化構成要素の処理または修復が提供され、どちらも、約10nm以下の構造サイズで、現在および将来の需要に必要とされる分解能を提供し、処理または修復プロセスをそれぞれ精密に終わらせる目的のために、(処理の間に、異なるターゲット材料間の遷移において十分な材料コントラストが存在することにより)それぞれに処理される材料に対して十分に敏感でもある。
一実施形態によれば、イオンビームのイオンエネルギーは3keV以下であり、特には2keV以下である。
一実施形態によれば、イオンビームのイオンエネルギーは、(0.1〜5)keVの範囲、特には(0.5〜3)keVの範囲、さらに特には(1〜2)keVの範囲の値を有する。
一実施形態によれば、装置は、検出器によって供給される検出器信号に基づいて、処理の終わりを定義するように構成される。
一実施形態によれば、イオンビームは、水素(H)イオン、リチウム(Li)イオン、ナトリウム(Na)イオン、カリウム(K)イオン、ルビジウム(Rb)イオン、セシウム(Cs)イオン、窒素(N)イオン、ヘリウム(He)イオン、ネオン(Ne)イオン、アルゴン(Ar)イオン、クリプトン(Kr)イオン、およびキセノン(Xe)イオンを含む群からの、イオンを含む。
一実施形態によれば、イオンビームは10nm未満の、特には5nm未満の、さらに好ましくは2nm未満の、焦点直径(focal diameter)を有する。
一実施形態によれば、装置は、プロセスガスを構成要素にさらに加えるためのガス供給部をさらに備える。結果として、イオンビームによって生成される処理済み構成要素のそれぞれの材料内へのエネルギー流入は、揮発性化合物の生成を伴うプロセスガスと材料との間の反応に、したがって、イオンによって直接発生する物理的(スパッタリング)除去(ablation)を補足する材料除去のための追加の機構に、使用可能である。
一実施形態によれば、微細構造化構成要素上に存在する構造は、10nm未満の構造サイズを有する。
一実施形態によれば、微細構造化構成要素の処理は、微細構造化構成要素上に存在する構造間に位置する材料の除去を含む。
一実施形態によれば、構成要素はマイクロリソグラフィマスクである。
一実施形態によれば、構成要素はマイクロリソグラフィ構造化ウェーハである。
本発明は、微細構造化構成要素を処理するための方法にも関し、方法は、
・イオンビームを構成要素に加えるステップであって、このイオンビームのイオンエネルギーは5keV以下である、加えるステップ、および、
・構成要素において後方散乱される粒子を検出するための検出器を使用するステップ、
を含む。
一実施形態によれば、粒子は帯電粒子であり、特にはイオンまたは電子である。
一実施形態によれば、方法は、検出器によって供給される検出器信号に基づいて、処理の終わりを定義するステップをさらに含む。
一実施形態によれば、方法は、前述の特徴を有するデバイスを使用して実施される。方法の利点および好ましい実施形態に関して、本発明によるデバイスに関連して上記の説明に言及している。
本発明のさらなる構成は、説明および従属請求項から集めることができる。
本発明は、添付の図面に示された例示の実施形態に基づいて、下記でより詳細に説明する。
マイクロリソグラフィマスクの形の微細構造化構成要素を処理するための、本発明によるデバイスの構造および機能を説明するための、概略図を示す。 マイクロリソグラフィ構造化ウェーハの形の微細構造化構成要素を処理するための、本発明によるデバイスの構造および機能を説明するための、概略図を示す。 本発明のさらなる態様を説明するための図を示す。 本発明のさらなる態様を説明するための図を示す。 a)〜c)は、微細構造化構成要素の処理または修復の終わりの定義の、可能な実現を説明するための概略図を示す。 従来のデバイスにおいて生じる問題を説明するための図を示す。 従来のデバイスにおいて生じるさらなる問題を説明するための概略図を示す。 従来のデバイスにおいて生じるさらなる問題を説明するための概略図を示す。 EUV範囲内での動作向けに設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の、可能な構造を説明するための概略図を示す。
図1は、微細構造化構成要素を処理するための本発明によるデバイスの構造および機能を説明するための、単なる概略図を示す。
ここで、図1の例示の実施形態において処理するべき微細構造化構成要素100は、マイクロリソグラフィマスクであり、再度例示的に言えば、EUV範囲内で(すなわち、30nm未満、特には15nm未満の、動作波長において)使用するための反射マスクとして設計される。
構成要素100は、本発明がこれに限定されるわけではないが、基板105、たとえばモリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層との交互の順序で作られた多層システム110、および、単なる例として、窒化タンタル(TaN)から形成され得る構造化層120を、備える。
図1に、概略的に、およびかなり簡略化して示されているように、構造化層120によって形成されるマスク構造は、処理によって除去するべき過剰材料の集まりの形の欠陥160を有する。
構成要素100を処理するために、本発明によるデバイスはイオンビーム源130を備え、これを用いて、比較的低エネルギー(特には、5keV以下)を伴うイオンビーム135を構成要素100に加えることができる。特定の例示の実施形態において、イオンは単なる例として、1keVのイオンエネルギーを伴うリチウム(Li)イオンであってよい。
プロセスガスを追加として構成要素100に加えるための任意選択のガス供給部は「140」と示され、単なる例として二フッ化キセノン(XeF2)であってよい。こうしたプロセスガスが使用される場合、イオンビーム135によって生成される構成要素100のそれぞれの材料内へのエネルギー流入は、プロセスガスと揮発性化合物(たとえば、フッ素化合物)を生成するための材料との間の反応に使用することができる。
さらに、図1のように本発明によるデバイスは、構成要素100において後方散乱される粒子を検出するための検出器150を備える。特には、粒子は帯電粒子とすること、より特にはイオンまたは電子とすることが可能である。さらに、後方散乱粒子はイオンであると想定される(本発明はこれに限定されない)。検出器150によって、イオンの後方散乱率(それぞれのターゲット材料に依存する)の決定によってそれぞれ供給される検出器信号に基づき、後方散乱係数に関して材料コントラストに基づいて、処理プロセスの終わりを定義することが可能であり、図4a〜図4cを参照しながら下記でより詳細に説明する。
図2は、微細構造化構成要素を処理するための本発明によるデバイスの構造および機能のさらなる概略図を示し、処理するべき微細構造化構成要素200はこの場合マイクロリソグラフィ構造化ウェーハであり、「220」と示されるこのウェーハのマイクロリソグラフィ生成構造を伴う。その他の場合、図1に比べて類似しているかまたは機能的にほぼ同一である構成要素は、「100」増やされた参照番号で示される。
本発明は、図3a〜図3bを参照しながら下記で説明するように、本発明による比較的低エネルギーのイオン(5keV以下のエネルギーを伴う)の使用により、処理プロセスの終わりを定義するのに十分な材料コントラストを供給する環境を利用する。
このため、図3aは、1keVのエネルギーを伴うリチウムイオンおよび5keVのエネルギーを伴うリチウムイオンの両方について精密であるように、それぞれのターゲット材料の原子番号(すなわち、処理の間、イオンビームが衝突する材料の原子番号)関数としての、後方散乱係数のシミュレーションの結果を示す。図3bは、後方散乱係数が、選択されたターゲット材料(炭素(C)、シリコン(Si)、銅(Cu)、および金(Au))についてのイオンエネルギーの関数としてプロットされる、対応する図を示す。
図3aおよび図3bから明らかなように、後方散乱係数は第1に、イオンエネルギーが5keVの値から1keVの値まで減少するときに増加し、第2に、材料コントラストに基づく処理プロセスの終わりに有利なように、どちらのイオンエネルギーにおいてもそれぞれのターゲット材料に明らかに依存する。その結果として、処理または処理の間の修復プロセスの終わりを定義するのに十分な材料コントラスト、したがって処理プロセスの精密な制御可能性も、本発明により提供される。
図5は、本発明により使用されるイオンビームの代わりに電子ビームが使用される場合の、図3aに類似した図を示す。図3a〜図3bに基づいて上記で示したように、本発明により取得される効果とは対照的に、電子ビームの使用についての図5の図は、第1に、電子ビームのエネルギーの減少に伴う後方散乱係数の減少を示し、第2に、ターゲット材料のZ≧30の原子番号について、1keVの電子エネルギーにおける後方散乱係数の大部分が一定であるプロファイルのために、比較的低い材料コントラストを示す(すなわち、後方散乱係数の、ターゲット材料の原子番号Zへの依存の抑制であり、材料コントラストに基づいて処理プロセスを終了するためには不利である)。
図4a〜図4cは、処理または修復プロセスの終わりの定義の根底にある原理を説明するための単なる概略図を示す。ここで、図4aのような処理するべき微細構造化構成要素は、第2の材料の平面連続層405上の第1の材料の領域410、420で作られるライン構造を有し、図4aのような領域410、420は、初めは、本発明による処理または修復プロセスの間に除去するべき、第1の材料の過剰の形の欠陥430を介して接続される。処理または修復プロセスの間に後方散乱されるイオンの検出は、図4bのように、典型的には、処理または修復プロセスの間、イオンビームを用いて繰り返し「スキャン」される、処理するべき構成要素内に導入される全線量(entire dose)に依存したグレースケール値としてプロット可能な、測定結果を提供する。結果として、図4bのような曲線から、欠陥の実施済みの除去(ablation)を確認することが可能であり、したがって、処理または修復プロセスの終わり(図4cに示される状態に達したとき)を定義することが可能である。
本発明により得られるさらなる利点が、図1の概略図と図6aおよび図6bの図(図1と比べて類似しているかまたは機能的にほぼ同一である構成要素は、図6a〜図6bでは「500」増やされた参照番号で示される)との比較によって解明される。
本発明によれば、特には約10nm以下の構造サイズを伴う、微細構造化構成要素の精密な処理または修復は、横方向(すなわち、処理するべき構成要素の表面に対して平行な平面内に延在する方向)および縦方向(すなわち、処理するべき構成要素の表面に対して垂直に延在する方向)の両方において、十分な分解能を保証することによって、実施される。
図6aのように、処理目的で使用されるイオンビーム630のイオンエネルギーが低過ぎるように選択された場合、実際の欠陥660に関してのみならず、近接する(使用される)構造に関しても材料除去が存在するという結果を伴って、取得可能な横分解能は低過ぎる。しかしながら、横分解能を増加させるという目標を伴うイオンエネルギーの過剰な増加は、図6bで対応するイオンビーム635について示されるように、処理するべき構成要素600の材料内への進入深さの増加の結果として、欠陥661を超えて、また微細構造化構成要素600の下位層内への(たとえば、図6bのように反射層システム610の層内への)十分なエネルギー流入につながり、したがって、構成要素600の望ましくない変更およびそれらの光学特性の悪化につながる。
それに対して、5keV以下の、特には1keV〜2keVの範囲内のイオンエネルギーを伴う、本発明によるイオンビーム135または235の使用は、図1および図2に示すように、横方向および縦方向の両方での十分な分解能の獲得を容易にする。
高い横分解能に必要なイオンビーム135、235の合焦を取得するために、特には、いわゆる低温イオン源(LoTIS)をイオンビーム源130、230として使用することが可能であり、それによって、従来のFIB(合焦イオンビーム)技術に比べて減少した横速度分布、および、既に実際の合焦の上流での事実上完全なビームコリメーションを取得することが可能である。
低温イオン源の場合、たとえば、文献K. A. Twedt et al.: “Scanning Ion Microscopy with Low Energy Lithium Ions”, Ultramicroscopy Vol. 142, 24-31 (2014) に記載されるように、中性リチウム原子は、磁気光学トラップ内でおよそ600μKまでレーザ冷却される。リチウム−7(7Li)原子の場合、これは1ms-1未満の速度に対応し、さらに最小横速度変動を定義する。さらなるレーザの助けにより、リチウム原子は中程度の電場内で光イオン化することが可能であり、加速管において所望のエネルギーまで加速可能である。リチウム−7(7Li)原子の場合、2keVのエネルギーはおよそ2×105ms-1の縦速度に対応する。その結果として、上記で説明した技術により、鮮明なエネルギー分布(100meV)を伴う平行またはコリメートされたイオンビームの実現が可能となり、次にさらなるステップにおいて、たとえ低エネルギーであっても小さなスポット寸法への合焦が可能となる。比較のために、典型的な電子顕微鏡におけるエネルギー幅は、エミッタタイプに応じて少なくとも500meVに制限される。
図7は、EUV範囲内での動作のために設計されたマイクロリソグラフィ投影露光装置の可能な構造を説明するための、単なる概略図を示す。ここで、本発明により処理されるマスクが、図7の投影露光装置内に挿入可能であり、または、図7の投影露光装置によって構造化されたウェーハが、本発明によるデバイスまたは本発明による方法を用いて処理可能である。
図7によれば、EUVのために設計された投影露光装置700における照明デバイスは、視野ファセットミラー703および瞳ファセットミラー704を備える。プラズマ光源701およびコレクタミラー702を備える光源ユニットからの光は、視野ファセットミラー703において誘導される。第1の望遠鏡ミラー705および第2の望遠鏡ミラー706は、瞳ファセットミラー704の下流の光路内に配置される。偏向ミラー707が、光路内の下流に配置され、当該偏向ミラーは、6つのミラー751〜756を備える投影レンズの対物面内の対物視野において、偏向ミラー上に入射する放射を誘導する。対物視野の位置において、反射性構造付きマスク721がマスクステージ720上に配置され、当該マスクは、投影レンズの助けによって、感光層(フォトレジスト)によってコーティングされた基板761がウェーハステージ760上に位置する、像面内に結像(image)される。
特定の実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、当業者であれば、たとえば個々の実施形態の特徴の組合せおよび/または交換を介して、多数の変形および代替の実施形態が明らかとなろう。したがって、当業者であれば言うまでもなく、こうした変形および代替の実施形態も本発明に包含され、本発明の範囲は、添付の特許請求項およびそれらの等価物の意図内にのみ制限される。
100 構成要素
105 基板
110 多層システム
120 構造化層
130 イオンビーム源
135 イオンビーム
140 ガス供給部
150 検出器
160 欠陥

Claims (16)

  1. 微細構造化構成要素を処理するためのデバイスであって、
    ・イオンビーム(135、235)を少なくとも構成要素(100、200)の領域に加えるためのイオンビーム源(130、230)であって、前記イオンビームのイオンエネルギーは5keV以下である、イオンビーム源(130、230)、および、
    ・前記構成要素(100、200)において後方散乱される粒子を検出するための検出器(150、250)、
    を備える、デバイス。
  2. 前記検出器は、前記構成要素において後方散乱される帯電粒子、特にはイオンまたは電子を検出するように設計されることを特徴とする、請求項1に記載のデバイス。
  3. 前記イオンビーム(135、235)のイオンエネルギーは3keV以下であり、特には2keV以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載のデバイス。
  4. 前記イオンビーム(135、235)のイオンエネルギーは、(0.1〜5)keVの範囲、特には(0.5〜3)keVの範囲、さらに特には(1〜2)keVの範囲の値を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のデバイス。
  5. 前記デバイスは、前記検出器(150、250)によって供給される検出器信号に基づいて、前記処理の終わりを定義するように構成されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のデバイス。
  6. 前記イオンビーム(135、235)は、水素(H)イオン、リチウム(Li)イオン、ナトリウム(Na)イオン、カリウム(K)イオン、ルビジウム(Rb)イオン、セシウム(Cs)イオン、窒素(N)イオン、ヘリウム(He)イオン、ネオン(Ne)イオン、アルゴン(Ar)イオン、クリプトン(Kr)イオン、およびキセノン(Xe)イオンを含む群からの、イオンを含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のデバイス。
  7. 前記イオンビーム(135、235)は10nm未満の、特には5nm未満の、さらに好ましくは2nm未満の、焦点直径を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のデバイス。
  8. プロセスガスを前記構成要素(100、200)にさらに加えるためのガス供給部(140、240)をさらに備えることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のデバイス。
  9. 前記微細構造化構成要素(100、200)上に存在する構造は、10nm未満の構造サイズを有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のデバイス。
  10. 前記微細構造化構成要素の前記処理は、前記微細構造化構成要素(100、200)上に存在する構造間に位置する材料の除去を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のデバイス。
  11. 前記構成要素(100)はマイクロリソグラフィマスクであることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のデバイス。
  12. 前記構成要素(200)はマイクロリソグラフィ構造化ウェーハであることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のデバイス。
  13. 微細構造化構成要素を処理するための方法であって、前記方法は、
    ・イオンビーム(135、235)を前記構成要素(100、200)に加えるステップであって、前記イオンビームのイオンエネルギーは5keV以下である、加えるステップ、および、
    ・前記構成要素(100、200)において後方散乱される粒子を検出するための検出器(150、250)を使用するステップ、
    を含む、方法。
  14. 前記粒子は帯電粒子であり、特にはイオンまたは電子であることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  15. ・前記検出器(150、250)によって供給される検出器信号に基づいて、前記処理の終わりを定義するステップ、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項13または14に記載の方法。
  16. 請求項1〜12のいずれか1項に記載のデバイスを使用して実施されることを特徴とする、請求項13〜15のいずれか1項に記載の方法。
JP2020204709A 2019-12-10 2020-12-10 微細構造化構成要素を処理するためのデバイスおよび方法 Pending JP2021092780A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019133658.9 2019-12-10
DE102019133658.9A DE102019133658A1 (de) 2019-12-10 2019-12-10 Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021092780A true JP2021092780A (ja) 2021-06-17
JP2021092780A5 JP2021092780A5 (ja) 2022-05-18

Family

ID=75962609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020204709A Pending JP2021092780A (ja) 2019-12-10 2020-12-10 微細構造化構成要素を処理するためのデバイスおよび方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11487211B2 (ja)
JP (1) JP2021092780A (ja)
CN (1) CN112951692A (ja)
DE (1) DE102019133658A1 (ja)
TW (1) TWI779415B (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08123012A (ja) * 1994-10-25 1996-05-17 Oki Electric Ind Co Ltd マスク欠陥の修正方法
US20030123605A1 (en) * 2001-11-16 2003-07-03 Jenspeter Rau Reflection mask and method for fabricating the reflection mask
JP2006059835A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Sii Nanotechnology Inc Euvlマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法
JP2010512628A (ja) * 2006-12-14 2010-04-22 カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー 粒子光学装置
JP2010109164A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Toshiba Corp Euvマスクの欠陥修正方法
JP2015057764A (ja) * 2013-08-09 2015-03-26 株式会社日立ハイテクサイエンス イリジウムティップ、ガス電界電離イオン源、集束イオンビーム装置、電子源、電子顕微鏡、電子ビーム応用分析装置、イオン電子複合ビーム装置、走査プローブ顕微鏡、およびマスク修正装置
JP2015064603A (ja) * 2010-02-02 2015-04-09 株式会社日立ハイテクサイエンス Euvマスク修正装置
JP2016033956A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 凸版印刷株式会社 Euvマスク欠陥検査方法およびeuvマスクブランク
JP2019145328A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置、試料加工観察方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19828476A1 (de) * 1998-06-26 1999-12-30 Leo Elektronenmikroskopie Gmbh Teilchenstrahlgerät
TW579536B (en) 2001-07-02 2004-03-11 Zeiss Carl Semiconductor Mfg Examining system for the particle-optical imaging of an object, deflector for charged particles as well as method for the operation of the same
US7601953B2 (en) * 2006-03-20 2009-10-13 Alis Corporation Systems and methods for a gas field ion microscope
US7611610B2 (en) * 2003-11-18 2009-11-03 Fei Company Method and apparatus for controlling topographical variation on a milled cross-section of a structure
EP2068345B1 (en) * 2007-12-05 2016-07-20 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH High resolution gas field ion column with reduced sample load
EP2124244B1 (en) * 2008-05-21 2011-08-03 ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Ultra high precision measurement tool with control loop
US8168961B2 (en) 2008-11-26 2012-05-01 Fei Company Charged particle beam masking for laser ablation micromachining
WO2010082466A1 (ja) * 2009-01-15 2010-07-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオンビーム装置
US9721754B2 (en) * 2011-04-26 2017-08-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and apparatus for processing a substrate with a focused particle beam
EP2518755B1 (en) 2011-04-26 2014-10-15 FEI Company In-column detector for particle-optical column
EP2557584A1 (en) * 2011-08-10 2013-02-13 Fei Company Charged-particle microscopy imaging method
NL2009696C2 (en) * 2012-10-25 2014-04-29 Univ Delft Tech Apparatus and method for inspecting a surface of a sample.
US8933414B2 (en) * 2013-02-27 2015-01-13 Fei Company Focused ion beam low kV enhancement
WO2015016040A1 (ja) 2013-08-02 2015-02-05 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡
JP6490917B2 (ja) 2013-08-23 2019-03-27 株式会社日立ハイテクサイエンス 修正装置
US10354836B2 (en) * 2014-03-09 2019-07-16 Ib Labs, Inc. Methods, apparatuses, systems and software for treatment of a specimen by ion-milling
US20160042914A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 Frederick Wight Martin Achromatic dual-fib instrument for microfabrication and microanalysis
EP2991098A1 (en) * 2014-08-25 2016-03-02 Fei Company Method of acquiring EBSP patterns
US9165742B1 (en) 2014-10-10 2015-10-20 Kla-Tencor Corporation Inspection site preparation
EP3153838B1 (de) * 2015-10-06 2022-07-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur präparation einer probe für die mikrostrukturdiagnostik sowie probe für die mikrostrukturdiagnostik
US9984848B2 (en) 2016-03-10 2018-05-29 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Multi-beam lens device, charged particle beam device, and method of operating a multi-beam lens device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08123012A (ja) * 1994-10-25 1996-05-17 Oki Electric Ind Co Ltd マスク欠陥の修正方法
US20030123605A1 (en) * 2001-11-16 2003-07-03 Jenspeter Rau Reflection mask and method for fabricating the reflection mask
JP2006059835A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Sii Nanotechnology Inc Euvlマスクの多層膜中の振幅欠陥修正方法
JP2010512628A (ja) * 2006-12-14 2010-04-22 カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー 粒子光学装置
JP2010109164A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Toshiba Corp Euvマスクの欠陥修正方法
JP2015064603A (ja) * 2010-02-02 2015-04-09 株式会社日立ハイテクサイエンス Euvマスク修正装置
JP2015057764A (ja) * 2013-08-09 2015-03-26 株式会社日立ハイテクサイエンス イリジウムティップ、ガス電界電離イオン源、集束イオンビーム装置、電子源、電子顕微鏡、電子ビーム応用分析装置、イオン電子複合ビーム装置、走査プローブ顕微鏡、およびマスク修正装置
JP2016033956A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 凸版印刷株式会社 Euvマスク欠陥検査方法およびeuvマスクブランク
JP2019145328A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置、試料加工観察方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202129684A (zh) 2021-08-01
US20210173310A1 (en) 2021-06-10
TWI779415B (zh) 2022-10-01
US11487211B2 (en) 2022-11-01
DE102019133658A1 (de) 2021-06-10
CN112951692A (zh) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5669736B2 (ja) 放射システムおよびリソグラフィ装置
US6683936B2 (en) EUV-transparent interface structure
JP5553833B2 (ja) 放射源およびリソグラフィ装置
US7256405B2 (en) Sample repairing apparatus, a sample repairing method and a device manufacturing method using the same method
US8724081B2 (en) Lithographic apparatus and method
JP2011513987A (ja) リソグラフィ装置、プラズマ源、および反射方法
TW201221943A (en) A method for determining the performance of a photolithographic mask
JP2011018903A (ja) 放射システムおよびリソグラフィ装置
KR20200118489A (ko) 검사 툴 및 검사 방법
Salashchenko et al. Maskless X-Ray Lithography Based on Microoptical Electromechanical Systems and Microfocus X-Ray Tubes
US20210249224A1 (en) Electron beam apparatus, inspection tool and inspection method
US20230341767A1 (en) Method of fabricating and servicing a photomask
US20210327678A1 (en) Particle beam apparatus, defect repair method, lithographic exposure process and lithographic system
JP2021092780A (ja) 微細構造化構成要素を処理するためのデバイスおよび方法
US7279690B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2005303315A (ja) デバイス製造方法
WO2019238382A1 (en) Reflector and method of manufacturing a reflector
Broers The Clifford Paterson Lecture, 1986-Limits of thin-film microfabrication
WO2008002045A1 (en) Method for forming predetermined patterns on a wafer by direct etching with neutral particle beams
JP3673431B2 (ja) リソグラフィ投影装置
TW201923340A (zh) 檢測工具、微影裝置、電子束源與檢測方法
US6004726A (en) Method of forming a lithographic pattern utilizing charged beam particles between 0.1 and 5.0 ev
Suzuki Maskless Lithography
JP2021092780A5 (ja)
Broers Fine-Line Lithography

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210128

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211101

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220131

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220330

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220502

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20220502

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220719