NL8820330A - MASK REPAIR USING AN OPTIMIZED FOCUSED ION BUNDLE SYSTEM. - Google Patents
MASK REPAIR USING AN OPTIMIZED FOCUSED ION BUNDLE SYSTEM. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8820330A NL8820330A NL8820330A NL8820330A NL8820330A NL 8820330 A NL8820330 A NL 8820330A NL 8820330 A NL8820330 A NL 8820330A NL 8820330 A NL8820330 A NL 8820330A NL 8820330 A NL8820330 A NL 8820330A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- mask
- ion beam
- ion
- focused ion
- defect
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
-
- 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
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
Description
E 6846-1 Ned.PCT iG/EvF P & CE 6846-1 Ned.PCT iG / EvF P & C
Korte aanduiding: Maskerreparatie, gebruik makend van een geoptimaliseerd gefocusseerde ionenbundel systeem.Short designation: Mask repair, using an optimized focused ion beam system.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op gefocusseerde ionenbundel systemen. Bovendien heeft de onderhavige uitvinding betrekking op neerslag uit chemische damp en maakt gebruik van gefocusseerde ionenbundels voor het verhogen van chemische damp neerslagsnelheden en sputter-etssnelheden 5 van substraatmateriaal. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het gebruik van de bovenstaande technieken voor het repareren van fotomaskers en kruisdraden.The present invention relates to focused ion beam systems. In addition, the present invention relates to chemical vapor deposition and uses focused ion beams to increase chemical vapor deposition rates and sputter etching rates of substrate material. More particularly, the present invention relates to the use of the above techniques for repairing photomasks and crosshairs.
De stand van de techniek wordt gevormd door de KLA/micrion 808,The state of the art is the KLA / micrion 808,
Seiko SIR1000, en Ion Beam Systems' MicroTrim. Deze drie systemen leveren 10 slechts ëën type gefocusseerde ionenbundel aan het aan reparatie onderhevige masker, namelijk een Gallium ionenbundel van energie tussen 20 en 50 keV. Een dergelijke bundel produceert aanzienlijke schade aan het masker tijdens het afbeelden als gevolg van de hoge sputtersnelheid van de Gallium ionenbundel. Bovendien worden aanzienlijke hoeveelheden Gallium gexmplan-15 teerd in het maskersubstraat tijdens het afbeelden en reparatie van een ondoorschijnendheidsdefeet, resulterend in een effect genoemd "Gallium vervuiling", welke lokale reducties in de doorzichtigheid van het substraat veroorzaakt, welke vatbaar zijn voor latere identificatie als ondoor-schijnendheidsdefecten door middel van standaard industriële masker-20 inspectie inrichtingen. Hoewel deze systemen zuiverheidsdefect reparatie verschillend benaderen, brengt geen van deze systemen een materiaal aan in het zuiverheidsdefect, welke verenigbaar zijn met de reeds bestaande, gewoonlijk delen van het masker bedekkende metaalfilm, gebruikelijk chroom, w De uitvinding brengt een nieuwe techniek met zich mee voor de repa-25 ratie van halfgeleider maskers en kruisdraden, gebruikmakend van een gefocusseerde ionenbundel systeem, welke in staat is tot het leveren, door een enkele ionenbundelkolom, van verscheidene typen van ionenbundels, waarvan elk individueel geoptimaliseerd is voor het voldoen aan de verschillende eisen van de bij de maskerreparatie uit te voeren hoofdfuncties. Deze 30 hoofdfuncties zijn: maskerafbeelding (de vorming van een beeld van de microscopische structuur van een gebied van het oppervlak van een masker); ondoorschijnendheidsdefeet reparatie (het verwijderen van optisch-ondoor-schijnend materiaal van gebieden op het oppervlak van het maskersubstraat, waar dergelijk materiaal niet aanwezig dient te zijn); en zuiverheidsdefect 35 reparatie (het gebruik van de gefocusseerde ionenbundel voor het katalyseren van de neerslag van een chroom-legering materiaal op ongewenste plaatsen op het oppervlak van het maskersubstraat).Seiko SIR1000, and Ion Beam Systems' MicroTrim. These three systems provide only one type of focused ion beam to the repairable mask, namely a Gallium ion beam of energy between 20 and 50 keV. Such a beam produces significant damage to the mask during imaging due to the high sputtering speed of the Gallium ion beam. In addition, significant amounts of Gallium are expanded into the mask substrate during imaging and repair of an opaque defeat, resulting in an effect called "Gallium contamination," which causes local reductions in substrate transparency, which are susceptible to later identification as opaque -Appearance defects through standard industrial mask-20 inspection devices. Although these systems approach purity defect repair differently, neither of these systems introduces a material in the purity defect which is compatible with the pre-existing usually masked metal film parts, usually chromium, The invention involves a new technique the repair of semiconductor masks and crosshairs, using a focused ion beam system capable of supplying, through a single ion beam column, various types of ion beams, each of which is individually optimized to meet the different requirements of the main functions to be performed during the mask repair. These 30 main functions are: mask image (the formation of an image of the microscopic structure of an area of the surface of a mask); opaque defeat repair (removing optically opaque material from areas on the surface of the mask substrate where such material should not be present); and purity defect repair (the use of the focused ion beam to catalyze the deposition of a chromium alloy material at undesirable locations on the surface of the mask substrate).
8820330 -2-8820330 -2-
Kenmerken van de uitvinding bevatten: het gebruik bij de maskerreparatie van meerdere door een enkele ionenbundelkolom geproduceerde ionenbundels, maskerafbeelding met sterk gereduceerde beschadigingsniveaus en verontreiniging, reparatie van ondoorschijnendheidsdefecten door ofwel 5 sputter-etsing of chemisch-versterkte sputter-etsing, en reparatie van zuiverheidsdefecten door de neerslag van metaalmaterialen, welke in optische eigenschappen sterk in overeenstemming zijn met de normaal voor de ondoorschijnende oppervlakken van het masker gebruikte metaalmaterialen.Features of the invention include: use in mask repair of multiple ion beam column produced, mask image with greatly reduced levels of damage and contamination, repair of opacity defects by either 5 sputter etching or chemically enhanced sputter etching, and repair of purity defects by the deposition of metal materials, which in optical properties strongly correspond to the metal materials normally used for the opaque surfaces of the mask.
De uitvinding zorgt ervoor dat het masker gevormd kan worden met een 10 hoge resolutie en gereduceerde beschadigingskans, zorgt ervoor dat ondoorschijnendheidsdefecten efficiënter verwijderd kunnen worden met een gereduceerde beschadigingskans van het maskersubstraat, en zorgt ervoor dat zuiverheidsdefecten opgevuld worden bij hoge snelheden, gebruikmakend van de bundel voor het direkt katalyseren van de neerslag van metaalmateriaal, 15 verenigbaar met de natuurlijke maskermaterialen.The invention allows the mask to be formed with a high resolution and reduced damage rate, allows for opacity defects to be removed more efficiently with a reduced damage rate of the mask substrate, and ensures that purity defects are filled at high speeds using the beam for directly catalyzing the deposition of metal material, compatible with the natural mask materials.
De onderhavige uitvinding heeft vijf hoofdcomponenten. Een ionenbundelkolom wordt gebruikt, welke een nauwkeurig gefocusseerde ionenbundel kan produceren, met een bundeldiameter op de plaats van het doel, typerend kleiner dan 0,5 micron, en kan werken bij een spanning in het bereik van 2 20 4 tot 120 kV met een stroomdichtheid van 1 tot 5 A/cm . Een vloeibare metaallegeringsbron voor de ionenbundelkolom bevat geschikte atoomsoorten bevattende: een element met laag atoomgewicht, welke verenigbaar is met het maskersubstraatmateriaal (bijvoorbeeld: silicium); een element met hoog atoomgewicht, welke een hoge sputter-etssnelheid van de optisch-25 ondoorschijnende metaalfilm zal produceren voor snelle reparatie van ondoorschijnendheidsdefecten (bijvoorbeeld: goud); een voor de ionenbundel-versterkte neerslag van een metaalmateriaal te gebruiken element, verenigbaar met het normaal voor het bedekken van ondoorschijnendheidsoppervlak-ken van het masker te gebruiken metaalmateriaal (bijvoorbeeld: goud,chroom, 30 of silicium, gebruikt voor het versterken van neerslag van chroom uit chroomhexacarbonyl damp of andere samenstellingen).The present invention has five major components. An ion beam column is used, which can produce an accurately focused ion beam, with a beam diameter at the target site, typically less than 0.5 microns, and can operate at a voltage in the range of 2 20 4 to 120 kV with a current density from 1 to 5 A / cm. A liquid metal alloy source for the ion beam column contains suitable atomic species comprising: a low atomic weight element which is compatible with the mask substrate material (for example: silicon); a high atomic weight element which will produce a high sputter etching rate of the optically opaque metal film for rapid repair of opaque defects (eg: gold); an element to be used for the ion-amplified deposition of a metal material, compatible with the metal material normally to be used for covering opaque surfaces of the mask (for example: gold, chromium, or silicon, used to enhance chromium deposition from chromium hexacarbonyl vapor or other compositions).
Een massafilter verschaft snelle selectie van de voor de bundel ter plaatse van het masker gewenste ionsoorten. Ofwel het element met laag atoomgewicht of het element met hoog atoomgewicht kan gekozen worden afhan-35 kelijk of de sputter-etsing danwel de neerslag gekozen wordt.A mass filter provides rapid selection of the ions desired for the beam at the mask. Either the low atomic weight element or the high atomic weight element can be selected depending on whether the sputter etching or the precipitate is chosen.
Een gasvoedingssysteem wordt gebruikt in de onderhavige uitvinding.A gas supply system is used in the present invention.
Het verschaft een stroom van metaal-houdende damp in de nabijheid van de doorsnijding van de primaire ionenbundel en het trefoppervlak tijdens zuiverheidsdefect reparatie.It provides a flow of metal-containing vapor in the vicinity of the intersection of the primary ion beam and the target surface during purity defect repair.
882.0330.882.0330.
-3--3-
Het gasvoedingssysteem kan ook een stroom van etssnelheid-vergrotend gas verschaffen in de nabijheid van de doorsnijding van de primaire ionenbundel en het trefoppervlak tijdens ondoorschijnendheidsdefecten reparatie. Dit systeem is facultatief, en kan gedeeltelijk uit hetzelfde gasvoedings-5 systeem bestaan, welke gebruikt wordt voor de levering van metaal-houdende damp zoals hierboven beschreven.The gas feed system can also provide a flow of etch-rate increasing gas in the vicinity of the intersection of the primary ion beam and the target surface during opaque defect repair. This system is optional, and may consist in part of the same gas feed system used to supply metal-containing vapor as described above.
Fig. 1 toont het gefocusseerde ionenbundel systeem voor maskerreparatie.Fig. 1 shows the focused ion beam system for mask repair.
Fig. 2 toont de maskerafbeelding.Fig. 2 shows the mask image.
Fig, 3 toont de reparatie van ondoorschijnendheidsdefecten.Fig. 3 shows the repair of opaque defects.
10 Fig. 4 toont de zuiverheidsdefecten reparatie.FIG. 4 shows the purity defects repair.
Fig. 5 toont een stroomdiagram voor het zuiverheidsdefecten reparatie- proces.Fig. 5 shows a flow chart for the purity defect repair process.
Fig. 6 toont een stroomdiagram voor het ondoorschijnenheidsdefecten reparatieproces.Fig. 6 shows a flow chart for the opacity defects repair process.
15 Voor het afbeelden van het te repareren fotomasker of kruisdraad, wordt het massafilter ingesteld om een bundel van het element met laag atoomgewicht te selecteren, de ionenkolom wordt ingesteld om een nauwkeurig gefocusseerde bundel van de ionen op het trefoppervlak te produceren, en de bundel wordt afgetast in een rasterpatroon voor het produ-20 ceren van een beeld van de maskerstructuur. Het element met laag atoomgewicht kan silicium zijn, verenigbaar met het maskersubstraat materiaal. In deze werkingsmode veroorzaakt de ionenbundel minimale schade aan het masker-oppervlak (doorschijnende en ondoorschijnende oppervlakken) als gevolg van zijn lage sputter-erosie snelheid van het maskeroppervlak. Omdat de ion-25 soort zodanig gekozen wordt dat het verenigbaar is met het maskersubstraat, veroorzaakt het bovendien minimale "vervuiling" van de doorschijnende oppervlakken van het masker.Before imaging the photomask or reticle to be repaired, the mass filter is set to select a beam of the low atomic weight element, the ion column is set to produce a precisely focused beam of the ions on the target surface, and the beam is scanned in a grid pattern to produce an image of the mask structure. The low atomic weight element may be silicon, compatible with the mask substrate material. In this mode of operation, the ion beam causes minimal damage to the mask surface (translucent and opaque surfaces) due to its low sputter erosion rate of the mask surface. In addition, because the ion-25 type is chosen to be compatible with the mask substrate, it causes minimal "contamination" of the translucent surfaces of the mask.
Voor het repararen van een ondoorschijnendheidsdefect, wordt een eerste bundel van een element met hoog atoomgewicht geproduceerd, welke 30 efficiënt het grootste deel van het ongewenste optisch-ondoorschijnende materiaal verwijderd. Deze eerste bundel wordt geproduceerd door het instellen van het massafilter om een bundel te selecteren van het element met hoog atoomgewicht, het instellen van de ionenkolom voor het produceren van een nauwkeurig gefocusseerde ionenbundel, en het alleen aftasten door 35 de ionenbundel van door ongewenst optisch-ondoorschijnend materiaal bedekte gebieden. De eerste ionenbundel verwijdert snel dit ongewenste materiaal doormiddel van een proces van sputter-etsing, welke naar keuze versneld kan worden door het toepassing van een etssnelheid-vergrotend gas, zoals chloor.To repair an opaque defect, a first beam of a high atomic weight element is produced, which efficiently removes most of the unwanted optically opaque material. This first beam is produced by adjusting the mass filter to select a beam of the high atomic weight element, adjusting the ion column to produce a precisely focused ion beam, and scanning only the ion beam by unwanted optical opaque material covered areas. The first ion beam quickly removes this unwanted material by a sputter etching process, which can optionally be accelerated by using an etch rate increasing gas, such as chlorine.
8820330.! -4-8820330.! -4-
Wanneer dit ongewenste materiaal voor het grootste deel verwijderd is, kan het systeem naar keuze overschakelen naar een tweede bundel, welke gebruik maakt van het element met laag atoomgewicht. Deze tweede ionenbundel heeft een sputter-etssnelheid, welke aanzienlijk kleiner is dan 5 die van de eerste ionenbundel, maar nog steeds groot genoeg om in een aanvaardbare tijd een zeer dunne laag (ongeveer 0,01 micrometer) materiaal te verwijderen, welke laag verontreinigd is door geïmplanteerde atomen van de eerste (hoog atoomgewicht) ionenbundel, welke daarvoor het het oppervlak met het ondoorschijnendheidsdefect afgetast heeft. Geïmplanteerde 10 atomen van deze tweede ionenbundel zullen het maskersubstraat niet verontreinigen of "vervuilen", aangezien de tweede ionenbundel soort verenigbaar is met het maskersubstraat materiaal.When this unwanted material has been largely removed, the system can optionally switch to a second beam using the low atomic weight element. This second ion beam has a sputter etching rate which is significantly less than that of the first ion beam, but still large enough to remove a very thin layer (about 0.01 micrometers) of material which is contaminated in an acceptable time by implanted atoms of the first (high atomic weight) ion beam, which previously scanned the surface with the opaque defect. Implanted atoms of this second ion beam will not contaminate or "contaminate" the mask substrate, since the second ion beam type is compatible with the mask substrate material.
Voor het repararen van een zuiverheldsdefect, wordt het massafilter ingesteld voor het selecteren van een ionsoort, welke in staat is tot het 15 stimuleren van ionenbundel-versterkte neerslag van een metaalmateriaal uit een metaal-houdende damp. Dit vereist dat de ionenbundel voldoende energie heeft voor het versterken van de ontbinding van de damp alleen in die gebieden van het maskeroppervlak, welke afgetast worden door de ionenbundel, voor het achterlaten van een optisch-ondoorschijnende metaalneerslag. Tege-20 lijkertijd kan de ionenbundel niet een sputter-etssnelheid hebben, welke de neerslagsnelheid overschrijdt. Het massafilter wordt ingesteld voor het selecteren van deze gewenste ionsoort voor de bundel, de ionenkolom wordt ingesteld voor het produceren van een nauwkeurig-gefocusseerde ionenbundel op het trefoppervlak, en de bundel tast het zuiverheidsdefect gebied af.To repair a pure hero defect, the mass filter is set to select an ion type capable of stimulating ion beam enhanced deposition of a metal material from a metal containing vapor. This requires the ion beam to have enough energy to enhance the dissolution of the vapor only in those areas of the mask surface that are scanned by the ion beam to leave an optically opaque metal deposit. At the same time, the ion beam cannot have a sputter etching rate which exceeds the deposition rate. The mass filter is adjusted to select this desired ion type for the beam, the ion column is adjusted to produce an accurately focused ion beam on the target surface, and the beam scans the purity defect region.
25 Het metaalelement in de metaal-houdende damp wordt gekozen om verenigbaar te zijn met de gebruikelijke het masker gedeeltelijk bedekkende metaalfilm.The metal element in the metal-containing vapor is chosen to be compatible with the conventional metal film partially covering the mask.
Fig. 1 toont een inrichting 8 voor het produceren van gefocusseerde ionenbundels volgens de onderhavige uitvinding. Ionenbron 10 kan de bron zijn voor samengestelde ionenbundel 12, welke een samenstelling is van 30 verscheidene ionsoorten in de onderhavige uitvinding. Samengestelde ionenbundel 12 passeert eerst extraheeropening 14. Een spanning wordt geleverd tussen ionenbron 10 en deze extraheeropening 14, voor het induceren van een sterk electrisch veld op de plaats van het emissiepunt van ionenbron 10. Dit electrisch veld doet ionen langs de optische kolom uitzenden voor het 35 vormen van samengestelde ionenbundel 12. Samengestelde ionenbundel 12 ontmoet vervolgens bundel-begrenzingsopening 16, welke een gat bevat, die de half-hoek van de naar het resterende deel van de optische kolom passerende ionenbundel 12 bepaald. Dat gedeelte van de samengestelde ionenbundel 12, welke de bundelbegrenzingsopening 16 passeert, wordt gefocus- 8820330.Fig. 1 shows an apparatus 8 for producing focused ion beams according to the present invention. Ion source 10 can be the source of composite ion beam 12, which is a composition of various ion species in the present invention. Composite ion beam 12 first passes through extraction port 14. A voltage is supplied between ion source 10 and this extraction port 14, to induce a strong electric field at the location of the emission point of ion source 10. This electric field emits ions along the optical column for Forming composite ion beam 12. Composite ion beam 12 then meets beam limiting aperture 16 which contains a hole defining the half-angle of the ion beam 12 passing to the remainder of the optical column. That portion of the composite ion beam 12 which passes through the beam limiting opening 16 is focused 8820330.
-5- seerd in het vlak van massa-scheidingsopening 24 door middel van de bovenste electrostatische lens 18. Na het passeren van de bovenste elec-trostatische lens 18 gaat de samengestelde ionenbundel 12 door massafilter 20, welke de verschillende ionenbundels in samengestelde ionenbundel 12 5 van elkaar scheidt. In de figuur worden twee gescheiden ionenbundels getoond, massa-gescheiden bundel 26 en ionenbundel 39. Massa gescheiden bundel 26 representeert een in de samengestelde ionenbundel 12 vervatte ionsoort, welke niet gewenst is in ionenbundel 39. Tijdens het afbeelden bijvoorbeeld zou ionenbundel 39 bestaan uit een lichte ionsoort, bijv.-5- in the plane of mass separation aperture 24 by means of the upper electrostatic lens 18. After passing the upper electrostatic lens 18, the composite ion beam 12 passes through the mass filter 20, which converts the various ion beams into the composite ion beam 12 separates. In the figure, two separate ion beams are shown, mass-separated beam 26 and ion beam 39. Mass-separated beam 26 represents an ion species contained in the composite ion beam 12, which is not desired in ion beam 39. For example, ion beam 39 would consist of a light ion species, e.g.
10 silicium, terwijl massa gescheiden bundel 26 zou bestaan uit de niet voor de het afbeelden gewenste ionsoort met hoog atoomgewicht. Na het passeren van massafilter 20, gaat ionenbundel 12 (welke, zoals getoond wordt, gesplitst is in een massa gescheiden bundel 26 en ionenbundel 39) door bundel onttrekker 22. De functie van bundelontrekker 22 is het "onttrekken" 15 van ionenbundel 39 aan het trefoppervlak, dat wil zeggen hem aan en uit schakelen. Bundelontrekker 22 schakelt de ionenbundel 39 uit door het van de as van de kolom af te buigen, zodat hij niet langer door massa scheidings-opening 24 kan gaan. Ionenbundel 39 wordt daarna weer aangeschakeld door het deactiveren van bundelonttrekker 22. Na het passeren van massascheidings-20 opening 24, passeert de ionenbundel 39 de bovenste reflector 28, welke gebruikt wordt voor uitlijning van de ionenbundel 29 ten opzichte van de lagere electrostatische lens 30. De bundel gaat dan door de lagere electrostatische lens 30, welke lens de ionenbundel 39 op het oppervlak van het masker 32 richt. Hoofdreflector 34 is een electrostatische achtkant, 25 welke variabele electrostatische dipool spanningen in X en Y-richtingen heeft, voor het afbuigen van de ionenbundel 39 over het oppervlak van masker 32. Een kanaal electronenvermenigvuldiger 36 (CEM of channeltron) is bekend als een middel voor het opvangen van secundaire electronen of ionen van het maskeroppervlak voor het afbeelden.Silicon, while mass separated beam 26 would consist of the high atomic weight ion species not desired for imaging. After passing mass filter 20, ion beam 12 (which, as shown, is split into a mass separated beam 26 and ion beam 39) passes through beam extractor 22. The function of beam extractor 22 is to "extract" ion beam 39 from the target surface, ie switch it on and off. Beam extractor 22 turns off the ion beam 39 by deflecting it from the column axis so that it can no longer pass through mass separation opening 24. Ion beam 39 is then turned on again by deactivating beam extractor 22. After passing mass separation aperture 24, ion beam 39 passes through the upper reflector 28, which is used to align ion beam 29 with respect to the lower electrostatic lens 30. The beam then passes through the lower electrostatic lens 30, which lens directs the ion beam 39 onto the surface of the mask 32. Main reflector 34 is an electrostatic octagon, which has variable electrostatic dipole voltages in X and Y directions, for deflecting the ion beam 39 across the surface of mask 32. A channel electron multiplier 36 (CEM or channeltron) is known as a means for capturing secondary electrons or ions from the mask surface for imaging.
30 Ionenbron 10 is een standaard vloeibaar-metaal type, zoals die afkomstig zijn van FEI Co., Hillsboro, Oregon; V.G. Instruments, Ine., Stamford, Connecticut; of MicroBeam, Inc., Newbury Park, Califomie.Ion source 10 is a standard liquid metal type, such as those from FEI Co., Hillsboro, Oregon; V.G. Instruments, Ine., Stamford, Connecticut; or MicroBeam, Inc., Newbury Park, California.
Ionenborn 10 is gemonteerd in een ionenkanonstructuur, welke ook de extraheeropening 14 draagt. Deze kanonstructuur is eveneens van een van 35 de bovengenoemde leveranciers te betrekken standaard type. De diameter van de bundel-begrenzingsopening 16 bepaalt de totale stroom in de bundel 12, als het de bovenste lens 18 en het massafilter 20 binnentreedt. Deze opening zal in het algemeen een bundel half-hoek van 1 tot 4 millirad., hetgeen bundelstromen van 100 tot 1000 pA oplevert. Deze openingen zijn standaard 8820330.Ionenborn 10 is mounted in an ion gun structure, which also carries the extraction port 14. This cannon structure is also of one of the above-mentioned standard source types. The diameter of the beam limiting opening 16 determines the total current in the beam 12 as it enters the top lens 18 and the mass filter 20. This aperture will generally have a half-angle beam of 1 to 4 millirads, yielding beam currents of 100 to 1000 pA. These openings are standard 8820330.
-6- produkten afkomstig van Advanced Laser Systems, Waltham, Massachusetts en National Aperture, Lantana, Florida. De bovenste lens 18 vormt een afbeelding van ionenbron 10 op massascheidingsopening 24. Wanneer massa-filter 20 geactiveerd wordt, wordt ionenbundel 12 gescheiden in verschil-5 lende bundels ter plaatse van de massascheidingsopeing 24. Massa gescheiden bundel 26 toont êén van deze bundels.-6- products from Advanced Laser Systems, Waltham, Massachusetts and National Aperture, Lantana, Florida. The upper lens 18 forms an image of ion source 10 on mass separation opening 24. When mass filter 20 is activated, ion beam 12 is separated into different beams at the location of mass separation opening 24. Mass separated beam 26 shows one of these beams.
Bij een geschikte keuze van de massa filter instelling, zullen de gewenste soorten in de samengestelde ionenbundel 12 massascheidingsopening 24 passeren voor het vormen van ionenbundel 39. Voor experts zal het 10 duidelijk zijn dat één voorkeursuitvoeringsvorm voor massafilter 20 een Wien (ExB) filter is, welke gebruik maakt van gekruiste electrische en magnetische velden voor het scheiden van bundels van verschillende snelheden. De juiste balancering van de electrische- en magnetischeveld-sterkten in dit ExB massafilter voor het selecteren van de gewenste 15 ionsoorten voor ionenbundel 39 is eenvoudig te begrijpen voor experts.With a suitable choice of the mass filter setting, the desired species in the composite ion beam 12 will pass through the mass separation opening 24 to form ion beam 39. It will be apparent to those skilled in the art that one preferred embodiment for mass filter 20 is a Wien (ExB) filter, which uses crossed electric and magnetic fields to separate beams of different speeds. The correct balancing of the electrical and magnetic field strengths in this ExB mass filter for selecting the desired 15 ion types for ion beam 39 is easy for experts to understand.
In het algemeen zijn de lenzen, massafilters, deflectors en onttrekkers geen standaard produkten. Zij zijn echter integrale componenten van commercieel verkrijgbare ionenkolommen, zoals die vervaardigd worden door MicroBeam Inc., Newbury Park, California; JEOL, 20 Boston, Massachusetts; en Ion Beam Systems, Beverly, Massachusetts.In general, the lenses, mass filters, deflectors and extractors are not standard products. However, they are integral components of commercially available ion columns, such as those manufactured by MicroBeam Inc., Newbury Park, California; JEOL, 20 Boston, Massachusetts; and Ion Beam Systems, Beverly, Massachusetts.
Wanneer ionenbundel 39 niet vereist is voor ëên van de in fig. 2-4 beschreven maskerreparatieprocessen, wordt hij uitgeschakeld door bundel-onttrekker 22. Dit voorkomt ongewenste blootstelling van het masker aan ionenbundel 39. De onderste lens 28 wordt gebruikt voor het op het opper-25 vlak van masker 32 afbeelden van de ter plaatse van de massascheidingsopening 24 gevormde bundelkruising. Gebruik makend van hoofddeflector 34, tast de ionenbundel in het algemeen af volgens een rasterpatroon voor het afbeelden zoals bekend is in de techniek. Voor het repareren van een defect, doet de hoofddeflector 34 de bundel alleen aftasten in de defect-30 gebieden binnen het afbeeldingsrasterpatroon. Kanaal electronen vermenigvuldiger 36 van ofwel secundaire electronen of secundaire ionen, uitgezonden door het masker 32 als gevolg van inslag van de gefocusseerde ionenbundel 39. Het kan een door Galileo Electo-Optics in Sturbridge, Massachusetts; of Detector Technology, Brookfield, Massachusetts geleverd 35 standaard produkt zijn.When ion beam 39 is not required for any of the mask repair processes described in Figs. 2-4, it is turned off by beam extractor 22. This prevents unwanted exposure of the mask to ion beam 39. The bottom lens 28 is used for depositing on the surface. 25 depicting plane of mask 32 the beam junction formed at the location of the mass separation opening 24. Using main deflector 34, the ion beam generally scans according to a grating pattern for imaging as is known in the art. To repair a defect, the main deflector 34 scans the beam only in the defect 30 areas within the image raster pattern. Channel electron multiplier 36 of either secondary electrons or secondary ions, emitted by the mask 32 due to impact of the focused ion beam 39. It may be one produced by Galileo Electo-Optics of Sturbridge, Massachusetts; or Detector Technology, Brookfield, Massachusetts are standard products.
Masker 32 is gemonteerd op een verplaatsbare objeettafel 38, welke een nauwkeurige positionering van masker 32 onder de ionenbundel 12 verschaft. Fig. 1 toont één in de techniek bekend middel voor het uitvoeren van deze masker positioneringspositie, een X-Y objeettafel, BSZÖ530.Mask 32 is mounted on a movable object table 38, which provides accurate positioning of mask 32 under the ion beam 12. Fig. 1 shows one means known in the art for performing this mask positioning position, an X-Y obticle table, BSZÖ530.
-7- voldoende voor het positioneren van het masker met een nauwkeurigheid binnen 1 micron in X en Y ten opzichte van de bekende defectlokatie.-7- sufficient for positioning the mask with an accuracy within 1 micron in X and Y relative to the known defect location.
Het middelpunt van het gezichtsveld voor het in fig. 2 beschreven afbeeldingsproces is de optische as van de ionenkolom, terwijl zijn omvang 5 bepaald wordt door de totale versnellingsspanning van ionenbundel 39 (spanningsverschil tussen ionenbron 10 en masker 32), en de veldsterkte en lengte van hoofddeflector 34, zoals duidelijk is voor experts.The center of the field of view for the imaging process described in Figure 2 is the optical axis of the ion column, while its magnitude 5 is determined by the total acceleration voltage of ion beam 39 (voltage difference between ion source 10 and mask 32), and the field strength and length of main deflector 34, as is apparent to experts.
In een voorkeursuitvoeringsvorm kan ionenbron 10 een conventionele ionenbron zijn, welke een legering van goud en silicium bevat. Een legering 10 van chroom, goud en silicium bevattende ionenbron kan ook gebruikt worden. Dergelijke ionenbronnen zullen een samengestelde ionenbundel produceren, waaruit een enkele soort gekozen kan worden door gebruik te maken van een bekend massafilter 20.In a preferred embodiment, ion source 10 may be a conventional ion source containing an alloy of gold and silicon. An alloy 10 of chromium, gold and silicon containing ion source can also be used. Such ion sources will produce a composite ion beam from which a single species can be selected using a known mass filter 20.
In een voorkeursuitvoeringsvorm kan de verhouding van de legerings-15 bestanddelen van de goud/silicium ionenbron 15 tot 25% silicium, en het resterende deel goud. Een typerende legering voor de bron zou kunnen zijn een goud-silicium eutectische legering, bestaande uit 18,6 atoom% silicium en 81,4 atoom% goud (smeltpunt ongeveer 363° C). Als een drievoudige chroom-goud-silicium legering gebruikt wordt voor ionenbron 10, kunnen de 20 voorkeursbestanddelen zijn 20 tot 45% chroom, 1 tot 55% goud, en het resterende deel silicium. Vervaardiigng van dergelijke legeringen is bekend bij experts. Experts zullen eveneens gemakkelijk onderkennen dat twee tweevoudige-legering ionenbronnen gebruikt kunnen worden. Een eerste twee-voudige-legering ionenbron voor gebruik bij het afbeelden (fig. 2) en 25 ondoorschijnendheidsdefect reparatie (fig. 3) kan toegepast worden in combinatie met een tweede tweevoudige-legering ionenbron voor gebruik bij afbeelding (fig. 2) en zuiverheidsdefect reparatie (fig. 4). Keuze van geschikte tweevoudige-legeringen voor de eerste en tweede ionenbronnen is eenvoudig voor experts.In a preferred embodiment, the ratio of the alloy-15 components of the gold / silicon ion source may be 15 to 25% silicon, and the remainder gold. A typical alloy for the source could be a gold-silicon eutectic alloy consisting of 18.6 atomic% silicon and 81.4 atomic% gold (melting point about 363 ° C). When a triple chromium-gold-silicon alloy is used for ion source 10, the 20 preferred components may be 20 to 45% chromium, 1 to 55% gold, and the remainder silicon. Manufacture of such alloys is known to experts. Experts will also readily recognize that two dual alloy ion sources can be used. A first dual alloy ion source for use in imaging (Fig. 2) and opaque defect repair (Fig. 3) can be used in combination with a second dual alloy ion source for use in Fig. (Fig. 2) and purity defect repair (fig. 4). Selection of suitable dual alloys for the first and second ion sources is easy for experts.
30 De functie van massafilter 20 is het selecteren tussen de afbeeldings (fig. 2) en reparatie (fig. 3, 4) ionenbundel soorten, zoals beoordeeld kan worden door experts. Het afbeelden van het defectgebied voor het uitvoeren van een defectreparatie is noodzakelijk om te waarborgen dat de voor zuiverheidsdefect of ondoorschijnendheidsdefect reparatie alleen 35 het werkelijke gebieden van het defect afgetast zullen worden.The function of mass filter 20 is to select between the image (Fig. 2) and repair (Fig. 3, 4) ion beam types, as can be judged by experts. Imaging the defect area before performing a defect repair is necessary to ensure that the purity defect or opaque defect repair will only scan the actual areas of the defect.
De inrichting volgens de onderhavige uitvinding kan gebruikt worden voor het herstellen van ondoorschijnendheidsdefecten in maskers door toepassing van een sputtering-proces. De sputteringsnelheid kan naar keuze vergroot worden door toepassing van een gas, welke op het maskeroppervlak 882.0930.The device of the present invention can be used to repair opaque defects in masks using a sputtering process. The sputtering rate can optionally be increased by using a gas which is on the mask surface 882.0930.
-8- reageert met de ionen in de primaire ionenbundel 39. Een gefocusseerde ionenbundel van de sputtering-ionensoort wordt gebruikt bij een energie groter dan 10 keV met een stroomdichtheid in het bereik van 1-5 K/cm . Gasvoedingsbuis 13 geleidt een etssnelheid-vergrotend gas, zoals chloor, 5 naar de nabijheid van het trefoppervlak. Het ontwerp van deze gasvoedingsbuis zal bekend zijn voor experts. Voor-reparatie afbeelding (fig. 2) wordt ook uitgevoerd bij hetzelfde spanningsniveau voor nauwkeurige afbeelding.-8- reacts with the ions in the primary ion beam 39. A focused ion beam of the sputtering ion type is used at an energy greater than 10 keV with a current density in the range of 1-5 K / cm. Gas feed tube 13 conducts an etch rate increasing gas, such as chlorine, 5 near the target surface. The design of this gas feed tube will be known to experts. Pre-repair mapping (Fig. 2) is also performed at the same voltage level for accurate mapping.
Voor zuiverheidsdefect reparatie brengt de inrichting van de onderhavige uitvinding materiaal aan op het masker 32 (fig. 4), een 10 gefocusseerde ionenbundel wordt gebruikt bij een energie groter dan 2 10 keV met een stroomdichtheid in het bereik van 1-5 K/cm . Gasvoedingsbuis 13 geleidt een metaal-houdende damp, zoals chroomhexacarbonyl, naar de nabijheid van het trefoppervlak. Voor-reparatie afbeelding (fig. 2) wordt eveneens uitgevoerd bij dezelfde spanning, wederom voor het waarborgen 15 van nauwkeurigheid.For purity defect repair, the device of the present invention applies material to the mask 32 (Fig. 4), a focused ion beam is used at an energy greater than 2 10 keV with a current density in the range of 1-5 K / cm. Gas feed tube 13 conducts a metal-containing vapor, such as chromium hexacarbonyl, near the target surface. Pre-repair mapping (Fig. 2) is also performed at the same voltage, again to ensure accuracy.
Voor experts zal het duidelijk zijn, dat het de voorkeur verdient om de geaccummuleerde lading op het oppervlak van masker 32 te neutraliseren voordat het een niveau bereikt, welke de optische werking van de bundel beïnvloedt (positie, grootte, stroomdichtheid, energie). Een 20 huidige voorkeursmethode voor het neutraliseren van de ionenbundel is door middel van toepassing van een in de techniek bekend overstromingskanon 37, om het oppervlak van masker 32 met electronen te doen overstromen. Dit overstromingsproces kan gelijktijdig plaatsvinden met de afbeeldings (fig. 2) of reparatie (fig. 3, 4) processen, of afwisselend daarmee.It will be apparent to those skilled in the art that it is preferable to neutralize the accumulated charge on the surface of mask 32 before it reaches a level affecting the optical action of the beam (position, size, current density, energy). A presently preferred method of neutralizing the ion beam is by using a flood gun 37 known in the art to flood the surface of mask 32 with electrons. This flooding process can take place simultaneously with the imaging (Fig. 2) or repair (Fig. 3, 4) processes, or alternately with them.
25 Het afbeelden wordt uitgevoerd met gebruikmaking van een type aftast microscopie, welke ofwel secundaire electronen of secundaire ionen gebruikt. Een collector 36 vangt secundaire deeltjes van elk type op voor gebruik in bij afbeelden, zoals bekend is in de techniek. Technieken voor het afbeelden zijn bekend en vallen buiten de omvang van de uitvinding.Imaging is performed using a type of scanning microscopy, which uses either secondary electrons or secondary ions. A collector 36 captures secondary particles of any type for use in imaging as is known in the art. Imaging techniques are known and are outside the scope of the invention.
30 Fig. 2a toont de maskerafbeelding, zoals typerend uitgevoerd in de techniek. Maskersubstraat 40 bestaat uit atomen 42 van een eerste atoomsoort, gebruikelijk silicium. Ondoorschijnende gebieden 44 bestaan uit atomen 46 van een tweede atoomsoort, typerend chroom. Afbeeldingssoort ionen 48 worden toegepast, welke zich implanteren 35 in de zuivere gebieden van het masker, resulterend in verontreiniging of "vervuiling" van het maskersubstraat 40, zoals weergegeven. De inslag van primaire ionen 48 resulteert bovendien in de sputter-verwijdering van substraat atomen 40 en ondoorschijnend gebied atomen 46 uit het masker, zoals weergegeven. De "vervuiling" en de sputter-FIG. 2a shows the mask image as typically performed in the art. Mask substrate 40 consists of atoms 42 of a first atomic type, usually silicon. Opaque regions 44 consist of atoms 46 of a second atomic type, typically chromium. Imaging type ions 48 are used, which implant 35 into the pure regions of the mask, resulting in contamination or "contamination" of the mask substrate 40, as shown. Moreover, the impact of primary ions 48 results in the sputter removal of substrate atoms 40 and opaque region atoms 46 from the mask, as shown. The "pollution" and the sputtering
mO330.JmO330.J
-9- etsing resulteren beiden in ongewenste schade aan het masker.Etching both result in unwanted damage to the mask.
Fig. 2b toont de maskerafbeelding, zoals uitgevoerd volgens de onderhavige uitvinding. De details van het maskersubstraat 40, substraat atoomsoort 42, ondoorschijnende gebieden 44, atoomsoort 5 46 van de ondoorschijnende gebieden zijn dezelfde als voor fig. 2a.Fig. 2b shows the mask image as performed according to the present invention. The details of the mask substrate 40, substrate atomic species 42, opaque regions 44, atomic species 46 of the opaque regions are the same as for Fig. 2a.
De onderhavige uitvinding onderscheidt zich van de stand van de techniek door het gebruik van afbeeldingssoort atomen 40a, welke, wanneer zij geïmplanteerd zijn in het maskersubstraat, zeer weinig "vervuiling" veroorzaken. De inslag van primaire ionen 40a resulteert 10 in veel minder sputter-verwijdering uit het substraat van substraat-atomen 40 en 46 in het ondoorschijnende gebied. Het netto resultaat is een aanzienlijk gereduceerde schade aan de doorschijnende en ondoorschijnende gebieden van het masker.The present invention differs from the prior art in the use of imaging atoms 40a, which when implanted in the mask substrate cause very little "fouling". The impact of primary ions 40a results in much less sputter removal from the substrate of substrate atoms 40 and 46 in the opaque region. The net result is significantly reduced damage to the translucent and opaque areas of the mask.
Fig. 3a toont de reparatie van ondoorschijnendheidsdefecten, 15 zoals typerend uitgevoerd volgens de stand van de techniek. Maskersubstraat 40 bestaat uit atomen van een eerste atoomsoort 42, typerend silicium. Ondoorschijnend gebied 44 bestaat uit atomen van een tweede atoomsoort 46, typerend chroom. Grenzend aan het gewenste ondoorschijnend gebied 44 is ondoorschijnendheidsdefectgebied 50, bestaande 20 uit de atoomsoort 52. Atoomsoort 52 wordt hier weergegeven als zijnde identiek aan de atoomsoort 46 van het ondoorschijnende gebied. Het is mogelijk dat het ondoorschijnendheidsdefectgebied 50 geheel of gedeeltelijk kan bestaan uit een derde atoomsoort. Bovendien is het ook mogelijk dat ondoor-schijnendheidsdefectgebied 50 geïsoleerd kan zijn en niet in aanraking 25 met een gewenst ondoorschijnend gebied. Gallium ionen 48 worden gebruikt voor het sputter-etsen van gebied 50, resulterend in het geïmplanteerd worden van Gallium atomen in het substraat 40, wat 'vervuiling' veroorzaakt en dus een gereduceerde lichttransmissie door het maskersubstraat 40 in de gebieden van Gallium implantatie.Fig. 3a shows the repair of opacity defects, as typically performed in the prior art. Mask substrate 40 consists of atoms of a first atomic type 42, typically silicon. Opaque region 44 consists of atoms of a second atomic type 46, typically chromium. Adjacent to the desired opaque region 44 is opacity defect region 50, consisting of the atomic species 52. Atomic species 52 is shown here as being identical to the atomic species 46 of the opaque region. It is possible that the opacity defect region 50 may consist, in whole or in part, of a third atomic species. In addition, it is also possible that opacity defect region 50 may be isolated and not in contact with a desired opaque region. Gallium ions 48 are used for sputter etching of region 50, resulting in the implantation of Gallium atoms into the substrate 40, causing "fouling" and thus reduced light transmission through the mask substrate 40 into the regions of Gallium implantation.
30 Fig. 3b toont de reparatie van ondoorschijnendheidsdefecten, zoals uit gevoerd volgens de onderhavige uitvinding. De details van het substraat 40, substraat atoomsoort 42, ondoorschijnend gebied 44, atoomsoort 46 van het ondoorschijnend gebied, onderschijnendheidsdefectgebied 50, en atoomsoort 52 van het ondoorschijnendheidsdefectgebied zijn de zelfde als voor 35 fig. 3a. De onderhavige uitvinding verschilt van de stand van de techniek door toepassing van ionensoort 54 van hoog atoomgewicht, welke hier getoond worden in het sputter-etsen van het ondoorschijnende gebied 50. Atoomsoort 54 wordt gekozen om het rendement van het sputter-etsproces te maximaliseren. Naar keuze kan de snelheid van het sputter-etsen verder vergroot 082 0330.FIG. 3b shows the repair of opaque defects as performed according to the present invention. The details of the substrate 40, substrate atomic type 42, opaque region 44, atomic type 46 of the opaque region, discord defect region 50, and atomic type 52 of the opaque defect region are the same as for Fig. 3a. The present invention differs from the prior art by using high atomic weight ion species 54, which are shown here in sputter etching of opaque region 50. Atomic species 54 is chosen to maximize the efficiency of the sputter etching process. Optionally, the speed of sputter etching can be further increased 082 0330.
-10- worden door de toepassing van een etssnelheid-vergrotend gas 56. Dit systeem is facultatief en kan gedeeltelijk bestaan uit hetzelfde gasvoe-dingsysteem, wat gebruikt wordt voor het leveren van de metaal-houdende damp voor de neerslag. De druk van het etssnelheids-vergotende gas is in 5 het bereik van 1 tot 100 microTorr. Dit bereik wordt gekozen om voldoende gas te verschaffen voor het aanmerkelijk verhogen van de etssnelheid, terwijl nog steeds gezorgd wordt voor het op het trefvlak gericht houden van de primaire ionenbundel.-10- using an etch rate-increasing gas 56. This system is optional and may consist in part of the same gas feeding system used to provide the metal-containing vapor for the precipitate. The pressure of the etching rate-increasing gas is in the range of 1 to 100 microTorr. This range is chosen to provide sufficient gas to significantly increase the etch rate while still maintaining the target ion beam focused on the target.
Fig. 4a toont de reparatie van zuiverheidsdefecten, zoals typerend 10 uitgevoerd in de techniek. Twee alternatieve procedures worden gewoonlijk gebruikt. In de bovenste figuur wordt een proces van bundel-vergrootte koolstofneerslag getoond. Gallium ionen 80 veroorzaken de ontbinding van koolstof-houdende gasmoleculen 82 op de plaats van het oppervlak van het maskersubstraat 40, bestaande uit atoomsoort 42, typerend silicium. Hoewel 15 dit proces een ondoorschijnend stuk over het helderheidsdefect aanbrengt, verschilt dit stuk sterk van de optische eigenschappen van het oorspronkelijke ondoorschijnende maskermateriaal 44, welke atoomsoort 46 bevat, typerend chroom. Het ondoorschijnende stuk is bijvoorbeeld zwart in gereflecteerd licht, vergeleken met de relatief glimmende chroom onderdoor-20 schijnende gebieden van het masker. Het heeft ook een verschillend gedrag tijdens het in fig. 3 besproken ondoorschijnendheidsdefect reparatieproces.Fig. 4a shows the repair of purity defects, as typically performed in the art. Two alternative procedures are commonly used. In the top figure, a process of beam-increased carbon deposition is shown. Gallium ions 80 cause the decomposition of carbonaceous gas molecules 82 at the site of the surface of the mask substrate 40, consisting of atomic type 42, typically silicon. Although this process applies an opaque piece over the brightness defect, this piece differs greatly from the optical properties of the original opaque mask material 44, which contains atomic type 46, typically chromium. For example, the opaque piece is black in reflected light, compared to the relatively shiny chrome under-shine areas of the mask. It also has different behavior during the opacity defect repair process discussed in Fig. 3.
In de onderste figuur van fig. 4a, wordt een in de techniek voor helderheidsdefect reparatie gebruikte alternatieve procedure getoond. Gallium ionen 80 worden gebruikt om door middel van de sputter-techniek 25 speciale vormen 82 in het oppervlak van het maskersubstraat 40, bestaande uit de atoomsoort 42, typerend silicium, aan te brengen. Deze vormen zijn dusdanig ontworpen voor het afbuigen van licht weg van het helder-heidsdefectgebied, aldus dit gebied donker doen lijkend. Dit proces heeft het nadeel van zeer langzaam te zijn, niet omkeerbaar en beperkt tot de 30 bepaalde golflengte van het licht waarvoor de speciale vormen 82 ontworpen zijn.In the bottom figure of Figure 4a, an alternative procedure used in the brightness defect repair technique is shown. Gallium ions 80 are used to apply special shapes 82 to the surface of the mask substrate 40 consisting of the atomic species 42, typically silicon, by the sputtering technique 25. These shapes are designed to deflect light away from the brightness defect area, thus making this area appear dark. This process has the drawback of being very slow, non-reversible and limited to the particular wavelength of light for which the special shapes 82 are designed.
Fig. 4b toont de reparatie van zuiverheidsdefecten zoals uitgevoerd volgens de onderhavige uitvinding. Primaire ionen 100 tasten het gebied van het zuiverheidsdefect 102 af, typerend een ongewenst gat in het ondoor-35 schijnende gebied 44, bestaande uit de atoomsoort 46, typerend chroom.Fig. 4b shows the repair of purity defects as performed according to the present invention. Primary ions 100 scan the region of the purity defect 102, typically an undesired hole in the opaque region 44, consisting of the atomic species 46, typical chromium.
Terwijl primaire ionen 100 het zuiverheidsdefectgebied aftasten, wordt een stroom van metaal-houdende gasmoleculen 104 gericht op het oppervlak van het masker in de nabijheid van het gebied waar primaire ionen 100 botsen met het oppervlak van het maskersubstraat 40, bestaande uit de atoomsoort 8820330.While primary ions 100 scan the purity defect region, a flow of metal-containing gas molecules 104 is directed to the surface of the mask in the vicinity of the region where primary ions 100 collide with the surface of the mask substrate 40, consisting of the atomic species 8820330.
-11- 42, typerend silicium. Primaire ionen 100 induceren de ontbinding van metaal-houdende moleculen 104 alleen in het gebied wat direct afgetast wordt door de bundel, aldus een neerslag van metaalatomen 106 binnen het defectgebied veroorzakend. De massastroomsnelheid van de metaal-houdende 5 damp wordt aangepast voor het verschaffen van een druk in de nabijheid van het trefoppervlak in het bereik van 1 tot 100 microTorr. Dit bereik wordt gekozen om te zorgen voor voldoende damp voor een efficiënte bundelneer-slag, terwijl er nog steeds gezorgd wordt dat de primaire ionenbundel op het trefvlak gericht blijft. Aangezien de neergeslagen metaalatomen ver-10 enigbaar zijn met het oorspronkelijke ondoorschijnende gebied 44, is de reparatieherstel bijna niet te onderscheiden van deze oorspronkelijke ondoorschijnende gebieden wat betreft voorkomen en in zijn gedrag tijdens het ondoorschijnendheidsdefect reparatieproces van fig. 3. In de onderste figuur van fig. 4b wordt de voltooide zuiverheidsdefectreparatie volgens 15 de onderhavige uitvinding schematisch getoond.-11- 42, typical silicon. Primary ions 100 induce the decomposition of metal-containing molecules 104 only in the region directly scanned by the beam, thus causing a deposition of metal atoms 106 within the defect region. The mass flow rate of the metal-containing vapor is adjusted to provide a pressure near the target surface in the range of 1 to 100 microTorr. This range is chosen to provide sufficient vapor for efficient beam deposition while still ensuring that the primary ion beam remains focused on the target. Since the deposited metal atoms are compatible with the original opaque region 44, the repair recovery is almost indistinguishable from these original opaque regions in appearance and behavior during the opaque defect repair process of FIG. 3. In the lower figure of FIG. 4b, the completed purity defect repair of the present invention is shown schematically.
Fig. 5 toont een voorkeursuitvoeringsvorm voor het zuiverheidsdefect reparatieproces. Allereerest wordt in blok 200 het gebied op het masker, welke het defect bevat, afgebeeld zoals beschreven in fig. 2b. Nadat het defectgebied afgebeeld is, wordt de bundel onttrokken (weggehaald van het 20 masker). In blok 202 wordt dan het exacte gebied van het zuiverheidsdefect bepaald binnen het totale afbeeldingsgebied. In blok 204 wordt de stroom van metaal-houdend gas geactiveerd. Tijdens de stroom van dit metaalhoudende gas op het maskeroppervlak in de nabijheid van de doorkruising van de ionenbundel en het maskersubstraat, wordt in blok 206 de ionen-25 bundel ingeschakeld en wordt alleen het exacte gebied van het zuiverheids defect afgetast. Bij het in fig. 4b getoonde proces wordt een neerslag van metaalmateriaal, verenigbaar met het oorspronkelijke ondoorschijnende maskermateriaal gevormd. Na een voor het aanbrengen van een voldoende materiaaldikte bepaalde tijd wordt blok 108 bereikt, waarin de ionenbundel 30 weer onttrokken wordt en de metaal-houdende gaslevering wordt dan stopgezet. Blok 210 beeldt dan weer het defectgebied af, zoals uitgevoerd werd in blok 200, gebruikmakend van de in fig. 2b beschreven procedure. Gebruik makend van de in blok 210 weergegeven afbeelding, neemt de operator (of systeemcomputer) een beslissing in blok 212 of het zuiverheidsdefect 35 volledig hersteld is. Als de maskerafbeelding aangeeft dat het defect nog niet volledig hersteld is, leidt een uit blok 212 komende tak 214 terug naar blok 202. In blok 202 wordt het resterende defectgebied wederom gedefinieerd, zoals hierboven beschreven. Als de uit blok 210 resulterende afbeelding aangeeft dat het defect volledig hersteld is, leidt een uit 8*20530.Fig. 5 shows a preferred embodiment for the purity defect repair process. First of all, in block 200, the area on the mask containing the defect is depicted as described in Fig. 2b. After the defect area is imaged, the beam is extracted (removed from the mask). In block 202, the exact area of the purity defect is then determined within the total image area. In block 204, the flow of metal-containing gas is activated. During the flow of this metallic gas on the mask surface in the vicinity of the intersection of the ion beam and the mask substrate, in block 206 the ion beam is turned on and only the exact region of the purity defect is scanned. In the process shown in Fig. 4b, a deposit of metal material compatible with the original opaque mask material is formed. After a time determined for applying a sufficient material thickness, block 108 is reached, in which the ion beam 30 is again extracted and the metal-containing gas supply is then stopped. Block 210 then depicts the defect area, as was done in block 200, using the procedure described in Fig. 2b. Using the image shown in block 210, the operator (or system computer) makes a decision in block 212 whether the purity defect 35 is fully repaired. If the mask image indicates that the defect has not yet been fully repaired, a branch 214 from block 212 leads back to block 202. In block 202, the remaining defect area is redefined as described above. If the image resulting from block 210 indicates that the defect has been fully repaired, one results in 8 * 20530.
-12- blok 212 komende tak 216 naar het procesvoltooiingsblok 218.Block 212 coming branch 216 to process completion block 218.
Fig. 6 toont een voorkeursuitvoering voor het ondoorschijnendheids-defect reparatieproces. Allereerst wordt in blok 250 het gebied op het masker, welke het defect bevat, afgebeeld zoals beschreven in fig. 2b.Fig. 6 shows a preferred embodiment for the opaque defect repair process. First, in block 250, the area on the mask containing the defect is depicted as described in Fig. 2b.
5 Nadat het defectgebied afgebeeld is, wordt de bundel onttrokken (weggenomen van het masker). In blok 252 wordt dan het exacte gebied van het ondoorschijnendheidsdefect bepaald binnen het totale afbeeldingsgebied.5 After the defect area is imaged, the beam is withdrawn (removed from the mask). In block 252, the exact area of the opacity defect is then determined within the total image area.
In blok 254 kan naar keuze een voeding van etssnelheid-vergrotend gas geactiveerd worden. In blok 256 wordt dan de gewenste ionsoort voor het 10 sputter-etsen van het ondoorschijnendheidsdefect gekozen, gebruik makend van het massafilter en de bundel wordt ingeschakeld en alleen het defectgebied wordt afgetast. Nadat het ondoorschijnendheidsdefect verwijderd is, wordt blok 258 bereikt, waarin de bundel wederom onttrokken wordt en de voeding van etssnelheid-vergrotend gas wordt geïnactiveerd, 15 als het geactiveerd was in blok 254. Blok 256 beeldt dan het masker weer af, zoals uitgevoerd werd in blok 250, gebruik makend van de in fig. 2b beschreven procedure. Gebruik makend van de in blok 260 weergegeven afbeelding neemt de operator (of systeemcomputer) een beslissing in blok 262 of het ondoorschijnendheidsdefect geheel hersteld is. Als de 20 maskerafbeelding aangeeft dat het defect nog niet volledig hersteld is, dan leidt een uit blok 262 komende tak 264 terug naar blok 252. In blok 252 wordt het resterende defectgebied weer gedefinieerd, zoals hierboven beschreven. Als de uit blok 260 resulterende afbeelding aangeeft dat het defect volledig hersteld is, dan leidt een uit blok 262 25 afkomstige tak 266 naar blok 268.Optionally, in block 254, an etching rate-increasing gas supply can be activated. In block 256, the desired ion species for sputter etching the opacity defect is then selected, using the mass filter and the beam is turned on and only the defect area is scanned. After the opacity defect is removed, block 258 is reached, in which the beam is again extracted and the etching rate-increasing gas feed is inactivated, if it was activated in block 254. Block 256 then displays the mask again, as was done in block 250, using the procedure described in Fig. 2b. Using the image shown in block 260, the operator (or system computer) makes a decision in block 262 whether the opaque defect has been fully repaired. If the mask image indicates that the defect has not yet been fully repaired, a branch 264 coming from block 262 leads back to block 252. In block 252, the remaining defect area is redefined, as described above. If the image resulting from block 260 indicates that the defect has been completely repaired, a branch 266 from block 262 leads to block 268.
Nadat het defect verwijderd is, kan enige rest'vervuiling1 van het maskersubstraat achterblijven. In blok 268 kan een optionele aftasting, gebruik makend van een ionsoort verenigbaar met het substraat, gebruikt worden om het masker schoon te maken. Na voltooiing van blok 268 wordt 30 proces voltooiingsblok 270 bereikt.After the defect is removed, some residual contamination of the mask substrate may remain. In block 268, an optional scan using an ion species compatible with the substrate can be used to clean the mask. After completion of block 268, process completion block 270 is reached.
8810330.8810330.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US4973787A | 1987-05-11 | 1987-05-11 | |
US4973787 | 1987-05-11 | ||
PCT/US1988/001469 WO1988009049A1 (en) | 1987-05-11 | 1988-05-10 | Mask repair using an optimized focused ion beam system |
US8801469 | 1988-05-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8820330A true NL8820330A (en) | 1989-04-03 |
Family
ID=21961429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8820330A NL8820330A (en) | 1987-05-11 | 1988-05-10 | MASK REPAIR USING AN OPTIMIZED FOCUSED ION BUNDLE SYSTEM. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01503580A (en) |
GB (1) | GB2215908A (en) |
NL (1) | NL8820330A (en) |
WO (1) | WO1988009049A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH088245B2 (en) * | 1990-09-28 | 1996-01-29 | 株式会社島津製作所 | Focused ion beam etching system |
US5140164A (en) * | 1991-01-14 | 1992-08-18 | Schlumberger Technologies, Inc. | Ic modification with focused ion beam system |
GB2258083A (en) * | 1991-07-25 | 1993-01-27 | Kratos Analytical Ltd | Sample analysis apparatus and method. |
US20050103272A1 (en) | 2002-02-25 | 2005-05-19 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Material processing system and method |
DE102008041813B4 (en) | 2008-09-04 | 2013-06-20 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Method for the depth analysis of an organic sample |
DE102008041815A1 (en) | 2008-09-04 | 2010-04-15 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Method for analyzing a sample |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5813876B2 (en) * | 1977-12-16 | 1983-03-16 | 株式会社東芝 | Methods and devices for storing radioactive or hazardous gases |
JPS5856332A (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-04 | Hitachi Ltd | Correction of defect in mask and device thereof |
JPS60143630A (en) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | Fujitsu Ltd | Ion implantation |
US4639301B2 (en) * | 1985-04-24 | 1999-05-04 | Micrion Corp | Focused ion beam processing |
-
1988
- 1988-05-10 NL NL8820330A patent/NL8820330A/en unknown
- 1988-05-10 WO PCT/US1988/001469 patent/WO1988009049A1/en active Application Filing
- 1988-05-10 JP JP50438988A patent/JPH01503580A/en active Pending
-
1989
- 1989-01-10 GB GB8900508A patent/GB2215908A/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2215908A (en) | 1989-09-27 |
JPH01503580A (en) | 1989-11-30 |
WO1988009049A1 (en) | 1988-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5035787A (en) | Method for repairing semiconductor masks and reticles | |
EP0976152B1 (en) | Pattern film repair using a gas assisted focused particle beam system | |
US5165954A (en) | Method for repairing semiconductor masks & reticles | |
US6753538B2 (en) | Electron beam processing | |
EP0075949B1 (en) | Ion beam processing apparatus and method of correcting mask defects | |
JP4520303B2 (en) | Charged particle beam system | |
JP5600371B2 (en) | Sputtering coating of protective layer for charged particle beam processing | |
USRE33193E (en) | Ion beam processing apparatus and method of correcting mask defects | |
US8815474B2 (en) | Photomask defect correcting method and device | |
US7727681B2 (en) | Electron beam processing for mask repair | |
NL8820330A (en) | MASK REPAIR USING AN OPTIMIZED FOCUSED ION BUNDLE SYSTEM. | |
JPH0619546B2 (en) | Ion beam device and method for modifying a substrate using the ion beam device | |
Harriott | Microfocused ion beam applications in microelectronics | |
US4392058A (en) | Electron beam lithography | |
US4820898A (en) | Ion beam apparatus for finishing patterns | |
EP0320292B1 (en) | A process for forming a pattern | |
JPS59208830A (en) | Ion beam processing method and device thereof | |
JP2000010260A (en) | Method for correcting black defect of mask correction apparatus | |
Blauner et al. | X-ray mask repair | |
JPS60126834A (en) | Ion beam processing method and device thereof | |
Ward et al. | Repair of photomasks with focussed ion beams | |
JP4318839B2 (en) | Defect correction device for phase shift mask | |
DE102014103896A1 (en) | System of a focused ion beam | |
Lee | Mask Repair | |
Harriott | Ion Beam Techniques and Applications |