DE102014217907A1 - Verfahren zum Herstellen einer Maske für den extrem ultra-violetten Wellenlängenbereich, Maske und Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Maske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich ausgehend von einem Maskenrohling (250, 350, 550, 950) mit Defekten (220, 320, 520, 620, 920), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a. Einteilen der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) in zumindest eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe; b. Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns (170) auf dem Maskenrohling (250, 350, 550, 950), um eine möglichst große Anzahl der Defekte der ersten Gruppe durch das angeordnete Absorber-Pattern (170) zu kompensieren; und c. Aufbringen des optimierten Absorber-Patterns (170) auf den Maskenrohling (250, 350, 550, 950).

Description

  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Behandeln von Defekten eines EUV Maskenrohlings.
  • 2. Stand der Technik
  • Als Folge der wachsenden Integrationsdichte in der Halbleiterindustrie müssen Photolithographiemasken zunehmend kleinere Strukturen auf Wafern abbilden. Um diesem Trend Rechnung zu tragen, wird die Belichtungswellenlänge von Lithographiegeräten zu immer kleineren Wellenlängen verschoben. Zukünftige Lithographiesysteme werden mit Wellenlängen im extremen ultravioletten (EUV) Bereich arbeiten (vorzugsweise aber nicht ausschließlich im Bereich von 10 nm bis 15 nm). Der EUV Wellenlängenbereich stellt enorme Anforderungen an die Präzision optischer Elemente im Strahlengang der zukünftigen Lithographiesysteme. Diese werden voraussichtlich reflektive optische Elemente sein, da der Brechungsindex der derzeit bekannten Materialien im EUV Bereich im Wesentlichen gleich eins ist.
  • EUV Maskenrohlinge weisen ein Substrat mit geringer thermischer Ausdehnung auf, wie etwa Quarz. Auf das Substrat wird eine Mehrschichtstruktur (englisch Multilayer) aus etwa 40 bis 60 Doppelschichten beispielsweise aus Silizium (Si) und Molybdän (Mo) aufgebracht, die als dielektrischer Spiegel wirken. EUV Photolithographiemasken oder einfach EUV Masken werden aus Maskenrohlingen hergestellt, indem eine Absorberstruktur auf die Mehrschichtstruktur aufgebracht wird, die einfallende EUV Photonen absorbiert.
  • Aufgrund der extrem kleinen Wellenlänge zeigen sich bereits kleinste Unebenheiten der Mehrschichtstruktur in Abbildungsfehlern des mit einer EUV Maske belichteten Wafers. Kleinste Unebenheiten der Oberfläche des Substrats pflanzen sich typischerweise beim Abscheiden der Mehrschichtstruktur auf das Substrat in der Mehrschichtstruktur fort. Es ist deshalb notwendig, Substrate zum Herstellen von EUV Masken zu verwenden, deren Oberflächenrauigkeit weniger als 2 nm beträgt (λEUV/4 ≤ 4 nm). Derzeit ist es nicht möglich, Substrate herzustellen, die diese Anforderungen hinsichtlich der Ebenheit ihrer Oberfläche erfüllen. Kleine Substratdefekte (≤ 20 nm) werden derzeit als einem chemisch mechanischen Polierprozess (CMP, chemical mechanical polishing) inhärent betrachtet.
  • Wie bereits erwähnt, breiten sich Unebenheiten der Substratoberfläche beim Abscheiden der Mehrschichtstruktur in letzterer aus. Dabei können sich die Defekte des Substrats im Wesentlichen unverändert durch das Substrat hindurch fortpflanzen. Ferner ist es möglich, dass sich ein Substratdefekt in der Mehrschichtstruktur verkleinert oder aber vergrößert ausbreitet. Neben den durch das Substrat verursachten Defekten, können während des Abscheidens der Mehrschichtstruktur zusätzliche Defekte in der Mehrschichtstruktur selber entstehen. Dies kann beispielsweise durch Partikel geschehen, die sich auf der Substratoberfläche oder zwischen den einzelnen Schichten und/oder an der Oberfläche der Mehrschichtstruktur absetzen. Darüber hinaus können Defekte in der Mehrschichtstruktur durch eine nicht perfekte Schichtenfolge entstehen. Insgesamt sind somit typischerweise in der Mehrschichtstruktur mehr Defekte vorhanden als auf der Oberfläche des Substrats.
  • Im Folgenden wird ein Substrat mit aufgebrachter Mehrschichtstruktur darauf abgeschiedener Deckschicht als ein Maskenrohling (englisch: mask blank) bezeichnet. Grundsätzlich sind aber auch andere Maskenrohlinge im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung denkbar.
  • Die Defekte des Maskenrohlings werden nach dem Abscheiden der Mehrschichtstruktur üblicherweise gemessen. Die Defekte, die bei einer Belichtung der EUV Maske, die aus dem Maskenrohling hergestellt wurde, auf einem Wafer sichtbar sind (englisch: printable defects) werden im Normalfall kompensiert bzw. repariert. Dabei bedeutet Kompensieren eines Defekts, dass dieser durch ein Element des Absorber-Patterns im Wesentlichen abgedeckt wird, so dass der Defekt beim Belichten eines Wafers mit der EUV Maske praktisch nicht mehr sichtbar ist.
  • Die Publikation „EUV mask defect mitigation through pattern placement" von J. Burns und M. Abbas, Photomask Technology 2010, herausgegeben von M. W. Montgomery, W. Maurer, Proc. of SPIE Vol. 7823, 782340-1–782340-5 beschreibt die Suche nach einem Maskenrohling, der zu einem vorgegebenen Masken-Layout passt und das Ausrichten des ausgewählten Maskenrohlings bezüglich des vorgegebenen Masken-Layouts.
  • Der Artikel „Using pattern shift to avoid blank defects during EUVL mask fabrication" der Autoren Y. Negishi, Y. Fujita, K. Seki, T. Konishi, J. Rankin, S. Nash, E. Gallagher, A. Wagner, P. Thwaite und A. Elyat, Proc. SPIE 8701, Photomask and Next-Generation Lithography Mask Technology XX, 870112 (June 28, 2013) beschäftigt sich mit der Frage, wie viele Defekte von welcher Größe durch Verschieben eines Absorber-Patterns kompensiert werden können.
  • Der Konferenzbeitrag „EUVL ML Mask Blank Fiducial Mark Application for ML Defect Mitigation" von P. Yan, Photomask Technology 2009, herausgegeben von L.S. Zurbrick, M. Warren Montgomery, Proc. of SPIE, Vol. 7488, 748819-1–7e8819-8, beschreibt das Übertragen der Koordinaten von Defekten mit Bezug auf Referenzmarkierungen des Maskenrohlings mit Bezug auf Referenzmarkierungen der Absorberschicht.
  • Die Publikation „EUVL Multilayer Mask Blank Defect Mitigation for Defect-free EUVL Mask Fabrication" von P. Yan, Y. Liu, M. Kamna, G. Zhang, R. Chem und F. Martinez, in Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography III, herausgegeben von P.P. Naulleau. O.R. Wood II, Proc. of SPIE, Vol. 8322, 83220Z-1–83220Z-10 beschreibt einen Kompromiss zwischen der maximalen Anzahl der Defekte, die durch ein Absorber-Pattern abgedeckt werden können, deren Defektgröße, der Variation, mit der die Position der Defekte bestimmt werden kann und der Variation bei der Platzierung der Absorberstruktur.
  • Die Patentschrift US 8 592 102 B1 beschreibt das Kompensieren von Defekten eines Maskenrohlings. Dazu wird das zu einem Absorber-Pattern am besten passende Defekt-Pattern eines Maskenrohlings aus einem Satz von Maskenrohlingen ausgewählt. Das Absorber-Pattern wird zum Defekt-Pattern ausgerichtet, so dass möglichst viele Defekte von dem Absorber-Pattern kompensiert werden. Die verbleibenden Defekte werden repariert.
  • Alle zitierten Dokumente berücksichtigen in dem Kompensationsprozess alle Defekte mit dem gleichen Gewicht bzw. Ordnen die Defekte nach deren Größe. Dadurch kann zum einen ein nachgeschalteter Reparaturprozess, mit dem die nicht kompensierten Defekte repariert werden, sehr komplex und damit zeitaufwändig werden. Zum anderen führen der Kompensationsprozess und der nachfolgende Reparaturprozess nicht zu einem bestmöglichen Fehlerbehandlungsergebnis.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Maske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, eine Maske und eine Vorrichtung zum Behandeln von Defekten eines Maskenrohlings anzugeben, die die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest zum Teil vermeiden.
  • 3. Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. In einer Ausführungsform weist das Verfahren zum Herstellen einer Maske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich ausgehend von einem Maskenrohling mit Defekten die folgenden Schritte auf: (a) Einteilen der Defekte in zumindest eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe; (b) Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns auf dem Maskenrohling, um eine möglichst große Anzahl der Defekte der ersten Gruppe durch das angeordnete Absorber-Pattern zu kompensieren; und (c) Aufbringen des optimierten Absorber-Patterns (170) auf den Maskenrohling.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kompensiert nicht einfach eine größtmögliche Anzahl von Defekten. Vielmehr klassifiziert es zunächst die auf einem Maskenrohling vorhandenen Defekte. Vorzugsweise werden diejenigen Defekte des Maskenrohlings, die nicht repariert werden können, der Gruppe der Defekte zugeordnet, die kompensiert werden, d.h. der ersten Gruppe. Damit wird sichergestellt, dass alle bei einem späteren Belichtungsprozess sichtbaren (d.h. druckbaren) Defekte tatsächlich behandelt werden können oder die Anzahl der verbleibenden Defekte, die nicht kompensiert werden können, unterhalb eines akzeptablen Wertes verbleibt. Somit erreicht das erfindungsgemäße Verfahren das bestmögliche Ergebnis der Defektbehandlung bei der Herstellung einer Maske.
  • Das Verfahren kann ferner den Schritt des zumindest teilweisen Reparierens der Defekte der zweiten Gruppe mit einem Reparaturverfahren umfassen, wobei das Reparieren der Defekte das Modifizieren zumindest eines Elements des aufgebrachten Absorber-Patterns und/oder das Modifizieren zumindest eines Teils einer Oberfläche des Maskenrohlings umfasst.
  • Das Modifizieren eines Elements des Absorber-Patterns zum Behandeln von Defekten der Mehrschichtstruktur eines Maskenrohlings wird im Folgenden auch „Compensational Repair“ genannt.
  • Ferner umfasst das Verfahren in einem Ausführungsbeispiel den Schritt des weiteren Optimierens von einem oder mehreren Elementen des Absorber-Patterns vor dem Aufbringen auf den Maskenrohling, um eine Auswirkung von einem oder mehreren Defekten der zweiten Gruppe zumindest teilweise auszugleichen. Durch diese weitere Optimierung kann der verbleibende Aufwand zur Reparatur von Defekten der zweiten Gruppe weiter verringert werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird jedem Defekt aus der zweiten Gruppe der Defekte oder jedem reparierbaren Defekt eine Priorität zugeordnet. Um ferner die Optimierung der Anordnung eines Absorber-Pattern bestmöglich auszunutzen, werden der ersten Gruppe, d.h. bevorzugt der Gruppe der nicht reparierbaren Defekte zusätzlich so viel wie möglich Defekte mit hoher Priorität der zweiten Gruppe zugeordnet. Durch die Neuzuordnung der Defekte zu den beiden Gruppen kann der gesamte Defektbehandlungsprozess bezüglich des Zeit- und Ressourceneinsatzes optimiert werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt umfasst der Schritt b. das Wählen eines Absorber-Patterns aus Absorber-Pattern eines Maskenstapels zum Herstellen einer integrierten Schaltung.
  • Das definierte Verfahren passt nicht einfach ein zufälliges Absorber-Pattern auf ein Defekt-Pattern des Maskenrohlings an. Vielmehr sucht es aus den Absorber-Pattern eines Maskenstapels das Absorber-Pattern aus, das am besten zum Defekt-Pattern des Maskenrohlings passt.
  • Ein anderer Aspekt des Schritts b. kann den folgenden Schritt umfassen: Wählen einer Orientierung des Maskenrohlings, Verschieben des Maskenrohlings und/oder Drehen des Maskenrohlings.
  • Ein anderer Aspekt weist ferner den Schritt auf: Charakterisieren der Defekte des Maskenrohlings zum Bestimmen, ob ein Defekt durch Modifizieren eines Absorber-Patterns repariert werden kann oder ob ein Defekt durch Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns kompensiert werden muss.
  • Durch die Aufteilung der identifizierten Defekte in zwei Gruppen vor dem Ausführen der Defektbehandlungsprozesse wird die Flexibilität des Optimierungsprozesses der Anordnung eines Absorber-Patterns erhöht. Der Optimierungsprozess muss weniger Defekte und damit weniger Randbedingungen berücksichtigen.
  • In einem anderen Aspekt umfasst das Charakterisieren der Defekte ferner das Bestimmen einer effektiven Defektgröße, wobei die effektive Defektgröße die Teile eines Defekts umfasst, nach deren Reparatur oder Kompensation ein verbleibender Teil des Defekts auf einem belichteten Wafer nicht mehr sichtbar ist und / oder wobei die effektive Defektgröße durch Fehler bei der Charakterisierung eines Defekts und / oder aufgrund einer Nicht-Telezentrizität einer für das Belichten verwendeten Lichtquelle bestimmt wird.
  • Mit anderen Worten können beim Bestimmen der effektiven Defektgröße mehrere, möglicherweise entgegengesetzte Gesichtspunkte berücksichtigt werden: Zum einen, dass kleine „Reste“ eines Defekts beim Belichten keine spürbaren Auswirkungen mehr haben so dass die effektive Defektgröße kleiner als der gesamte Defekt sein kann und zum anderen, dass die Grenzen der Messgenauigkeit und / oder eine nicht telezentrische Belichtung dazu führen können, dass die effektiv bestimmte Defektgröße größer als der tatsächliche Defekt ist.
  • Durch das Konzept einer effektiven Defektgröße kann die Ausnutzung eines vorhandenen Maskenrohlings maximiert werden. Darüber hinaus erlaubt dieses Konzept das flexible Einführen eines Sicherheitsabstands, in dieser Größe können beispielsweise Unsicherheiten beim Bestimmen der Defektposition berücksichtigt werden.
  • In einem weiteren Aspekt umfasst das Charakterisieren der Defekte ferner das Bestimmen einer Ausbreitung der Defekte in einer Mehrschichtstruktur des Maskenrohlings.
  • Die Ausbreitung eines Defekts in der Mehrschichtstruktur ist für die Klassifizierung eines Defekts bedeutsam und somit auch für die Art der Behandlung des Defekts.
  • In noch einem anderen Aspekt umfasst der Schritt a. das Einteilen eines Defekts in die zumindest eine erste Gruppe, wenn der Defekt durch Oberflächen-sensitive Messungen nicht detektiert werden kann, wenn der Defekt eine vorgegebene Größe überschreitet, und/oder wenn verschiedene Messmethoden beim Bestimmen einer Position des Defekts verschiedene Ergebnisse ergeben.
  • Defekte, die durch Oberflächen-sensitive Messungen nicht detektiert werden können, können für eine Reparatur – wenn überhaupt – nur mit extrem großem Aufwand lokalisiert werden. Defekte, deren effektive Defektfläche eine bestimmte Größe übersteigt, erfordern sehr großen Defektbehandlungsaufwand. Darüber hinaus besteht bei sehr großen Defekten die Gefahr, dass diese nicht in einem einstufigen Prozess repariert werden können. Zudem, falls beispielsweise Defekte in einer Mehrschichtstruktur nicht senkrecht zu der Schichtenfolge der Mehrschichtstruktur wachsen, liefern verschiedene Messverfahren unterschiedliche Daten über die Lage und die Ausdehnung dieser Defekte. Eine Reparatur solcher Defekte ist, wenn überhaupt, nur mit sehr großen Sicherheitsabständen möglich.
  • Nach noch einem weiteren Aspekt umfasst der Schritt a. das Einteilen der im vorhergehenden Aspekt nicht genannten Defekte des Maskenrohlings in die zumindest eine zweite Gruppe.
  • Damit sind alle Defekte eines Maskenrohlings grob klassifiziert.
  • Ein günstiger Aspekt weist ferner den Schritt auf: Zuweisen einer Priorität den Defekten der zumindest einen zweiten Gruppe. In noch einem weiteren bevorzugten Aspekt beinhaltet die Priorität: einen Aufwand zum Reparieren eines Defekts der zweiten Gruppe, und/oder ein Risiko beim Reparieren eines Defekts der zweiten Gruppe, und/oder eine Komplexität beim Reparieren eines Defekts der zweiten Gruppe und/oder die effektive Defektgröße eines Defekts der zweiten Gruppe.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird einem Defekt der zweiten Gruppe eine hohe Priorität zugewiesen, wenn eine oder mehrere der Bedingungen vorliegen: eine zeitaufwändige Reparatur, Abscheiden zumindest eines Teils eines Absorber-Pattern-Elements notwendig, Modifizieren der Mehrschichtstruktur des Maskenrohlings notwendig, und eine große effektive Defektgröße des Defekts. Nach noch einem anderen Aspekt wird einem Defekt der zweiten Gruppe eine niedrige Priorität zugewiesen, wenn eine oder mehrere der Bedingungen vorliegen: eine Reparatur ist nicht zeitkritisch, Entfernen zumindest eines Teils des Absorber-Pattern-Elements notwendig, eine asymmetrische Ausdehnung des Defekts mit einer Längsrichtung, die im Wesentlichen parallel zu einem streifenförmigen Element eines Absorber-Patterns verläuft, und eine kleine effektive Defektgröße des Defekts.
  • Die Ausdrücke „große effektive Defektgröße“ und „kleine effektive Defektgröße“ beziehen sich auf die mittlere effektive Defektgröße der druckbaren oder sichtbaren Defekte eines Maskenrohlings. Eine effektive Defektgröße ist beispielsweise groß (klein) wenn sie doppelt so groß ist (halb so groß ist) wie die mittlere effektive Defektgröße.
  • Indem den reparierbaren Defekten eine Priorität zugewiesen wird, wird die Klassifizierung der Defekte eines Maskenrohlings verfeinert. Damit können die Schritte b. und c. eines oben definierten Defektbehandlungsverfahrens optimiert werden.
  • Ein anderer Aspekt weist ferner den Schritt auf: Zuweisen von zumindest einem Defekt mit hoher Priorität zu der zumindest einen ersten Gruppe vor dem Ausführen des Schrittes b. Ein weiteren günstiger Aspekt weist ferner auf: Wiederholen des Zuweisens von zumindest einem Defekt mit hoher Priorität zu der zumindest einen ersten Gruppe, solange alle Defekte der ersten Gruppe von Defekten durch das Optimieren eines Absorber-Patterns kompensiert werden können.
  • Die erste Gruppe von Defekten wird solange mit Defekten hoher Priorität der zweiten Gruppe aufgefüllt, solange ein optimiertes Anordnen eines Absorber-Patterns alle Defekte der ersten Gruppe kompensiert. Durch dieses Vorgehen wird die Defektanzahl, die durch das Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns kompensiert wird, maximiert. Die Klassifizierung der reparierbaren Defekte in der zweiten Gruppe hat somit den Vorteil, dass der nachfolgende Defektbehandlungsprozess anhand der Priorität der reparierbaren Defekte optimiert werden kann.
  • Noch ein anderer vorteilhafter Aspekt weist ferner den Schritt auf: Bestimmen, ob alle Defekte des Maskenrohlings, die auf einem Wafer sichtbar sind, durch das Optimieren eines Absorber-Patterns kompensiert werden können.
  • Falls ein Maskenrohling eine geringe Anzahl von Defekten aufweist, kann es möglich sein, alle Defekte durch eine optimierte Anordnung eines Absorber-Patterns zu kompensieren. Das Ausführen des Schrittes c. des oben definierten Verfahrens kann in diesem Fall entfallen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist das oben definierte Verfahren ferner den Schritt auf: Aufteilen des zumindest teilweisen Reparierens der zweiten Gruppe in zwei Teilschritte, wobei der erste Teilschritt vor dem Kompensieren der Defekte der ersten Gruppe erfolgt.
  • Indem die Defekte eines Maskenrohlings vor deren Behandlung klassifiziert werden, wird ferner eine größere Flexibilität bei der Reparatur der Defekte erreicht. So kann beispielsweise eine Modifikation der Oberfläche einer Mehrschichtstruktur bereits an dem Maskenrohling erfolgen und nicht erst an der EUV-Maske. Bei einer Compensational Repair zum Reparieren der Defekte der zweiten Gruppe wird/werden ein oder mehrere Elemente eines aufgebrachten Absorber-Patterns geändert.
  • Es ist aber auch möglich, die Defekte der zweiten Gruppe bereits beim Erzeugen eines Absorber-Patterns zu berücksichtigen und nicht in einem zweiten aufwändigen Reparaturschritt das soeben generierte Absorber-Pattern zu modifizieren. Ein in dieser Weise zusätzlich optimiertes Absorber-Pattern kompensiert die Defekte der ersten Gruppe und gleicht ferner eine Auswirkung von zumindest einem der Defekte der zweiten Gruppe zumindest teilweise aus. In dieser Ausführungsform umfasst das Optimieren eines Absorber-Patterns nicht nur das Optimieren der Anordnung des Patterns auf dem Maskenrohlings sondern auch das Optimieren der Elemente des Absorber-Pattern mit Blick auf Defekte der zweiten Gruppe.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Maske herstellbar mit einem der oben erläuterten Verfahren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist eine Vorrichtung zum Behandeln von Defekten eines Maskenrohlings für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, auf: (a) Mittel zum Einteilen der Defekte in zumindest eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe; (b) Mittel zum Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns auf dem Maskenrohling, um eine möglichst große Anzahl der Defekte der ersten Gruppe durch das angeordnete Absorber-Pattern zu kompensieren; und (c) Mittel zum Aufbringen des optimierten Absorber-Patterns auf den Maskenrohling.
  • In einem weiteren bevorzugten Aspekt umfassen die Mittel zum Einteilen der Defekte und die Mittel zum Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns zumindest eine Recheneinheit.
  • Die Vorrichtung kann ferner Mittel zum zumindest teilweisen Reparieren der Defekte der zweiten Gruppe aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren günstigen Aspekt umfassen die Mittel zum zumindest teilweisen Reparieren der Defekte der zweiten Gruppe zumindest ein Rasterteilchenmikroskop und zumindest eine Gaszuführung zum lokalen Bereitstellen eines Präkursorgases in einer Vakuumkammer.
  • Nach noch einem weiteren Aspekt weist die Vorrichtung weiterhin Mittel zum Charakterisieren der Defekte eines Maskenrohlings auf, wobei die Mittel zum Charakterisieren ein Rasterteilchenmikroskop, ein Röntgenstrahlgerät und/oder ein Rastersondenmikroskop umfassen.
  • Schließlich umfasst in einem günstigen Aspekt ein Computerprogramm Anweisungen zum Durchführen aller Schritte eines Verfahrens nach einem der oben angegebenen Aspekte. Insbesondere kann das Computerprogramm in der oben definierten Vorrichtung ausgeführt werden.
  • 4. Beschreibung der Zeichnungen
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
  • 1 schematisch einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Photomaske für den extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich zeigt;
  • 2 schematisch einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Maskenrohlings repräsentiert, bei dem das Substrat eine lokale Vertiefung aufweist;
  • 3 schematisch das allgemeine Konzept der effektiven Defektgröße an einer lokalen Ausbeulung eines Maskenrohlings veranschaulicht;
  • 4 die 2 mit einer Referenzmarkierung darstellt zum Bestimmen der Position des Schwerpunkts des Defekts;
  • 5 einen vergrabenen Defekt wiedergibt, der seine Form während der Ausbreitung in der Mehrschichtstruktur ändert;
  • 6 schematisch Messdaten eines vergrabenen Defekts darstellt, der sich nicht senkrecht zu der Schichtenfolge der Mehrschichtstruktur fortpflanzt;
  • 7 schematisch die tatsächlich zu kompensierende oder korrigierende effektive Defektgröße des Defekts der 6 angibt, die sich bei Berücksichtigung der Nicht-Telezentrizität der einfallenden EUV Strahlung und der statistischen Fehler beim Bestimmen der Position und der effektiven Defektgröße ergibt;
  • 8 im Teilbild 8a schematisch die Wirkung der nicht vorhandenen Telezentrizität der einfallenden EUV Strahlung zeigt und im Teilbild 8b die Auswirkung auf ein Element des Absorber-Pattern veranschaulicht;
  • 9 schematisch in den Teilbildern (a) bis (c) das allgemeine Konzept der Kompensierung von Defekten von Maskenrohlingen darstellt;
  • 10 die Ausführung des in der 9 dargestellten allgemeinen Konzepts zum Kompensieren von Defekten von Maskenrohlingen nach dem Stand der Technik angibt; und
  • 11 eine Ausführungsform des im vorhergehenden Abschnitt definierten Verfahrens präsentiert.
  • 5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Anwendung auf Maskenrohlinge zum Herstellen photolithographischer Masken für den extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich genauer erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln von Defekten eines Maskenrohlings ist jedoch nicht auf die im Folgenden diskutierten Beispiele beschränkt. Vielmehr kann dieses generell zum Behandeln von Defekten verwendet werden, die in verschiedene Klassen eingeteilt werden können, wobei die verschiedenen Klassen der Defekte durch verschiedene Reparaturverfahren behandelt werden.
  • Die 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Ausschnitt einer EUV Maske 100 für eine Belichtungswellenlänge im Bereich von 13,5 nm. Die EUV Maske 100 weist ein Substrat 110 aus einem Material mit niedrigem thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, wie beispielsweise Quarz. Andere Dielektrika, Glasmaterialien oder halbleitende Materialien können ebenfalls als Substrate für EUV Masken eingesetzt werden, wie etwa ZERODUR®, ULE® oder CLEARCERAM®. Die Rückseite 117 des Substrats 110 der EUV Maske 100 dient zum Halten des Substrats 110 während der Herstellung der EUV Maske 100 und in ihrem Betrieb.
  • Auf die Vorderseite 115 des Substrats 110 wird ein Mehrschichtfilm oder eine Mehrschichtstruktur 140 abgeschieden, die 20 bis 80 Paare alternierender Molybdän-(Mo) 120 und Silizium-(Si)Schichten 125 umfasst, die im Folgenden auch als MoSi-Schichten bezeichnet werden. Die Dicke der Mo-Schichten 120 beträgt 4.15 nm und die Si-Schichten 125 weisen eine Dicke von 2.80 nm auf. Um die Mehrschichtstruktur 140 zu schützen, wird eine Deckschicht 130 beispielsweise aus Siliziumdioxid, typischerweise mit einer Dicke von vorzugsweise 7 nm auf der obersten Silizium-Schicht 125 aufgebracht. Andere Materialien wie beispielsweise Ruthenium (Ru) können ebenfalls zum Bilden einer Deckschicht 130 eingesetzt werden. Anstelle von Molybdän können in die MoSi-Schichten Schichten aus anderen Elementen mit hoher Nukleonenzahl, wie etwa Kobalt (Co), Nickel (Ni), Wolfram (W), Rhenium (Re) und Iridium (Ir), verwendet werden. Das Abscheiden der Mehrschichtstruktur 240 kann beispielsweise durch Ionenstrahl-Abscheiden (IBD, ion beam deposition) erfolgen.
  • Das Substrat 110, die Mehrschichtstruktur 140 und die Deckschicht 130 werden im Folgenden Maskenrohling 150 genannt. Es ist jedoch auch möglich, die Struktur als Maskenrohling zu bezeichnen, die alle Schichten einer EUV Maske aufweist, allerdings ohne Strukturierung der ganzflächigen Absorberschicht.
  • Um aus dem Maskenrohling 150 eine EUV Maske 100 herzustellen, wird auf der Deckschicht 130 eine Pufferschicht 135 abgeschieden. Mögliche Pufferschichtmaterialien sind Quarz (SiO2), Silizium-Sauerstoff-Nitrid (SiON), Ru, Chrom (Cr) und/oder Chromnitrid (CrN). Auf der Pufferschicht 135 wird eine Absorptionsschicht 160 abgeschieden. Für die Absorptionsschicht 160 geeignete Materialen sind unter anderem Cr, Titannitrid (TiN) und/oder Tantalnitrid (TaN). Auf der Absorptionsschicht 160 kann eine Antireflexionsschicht 165 aufgebracht werden, beispielsweise aus Tantaloxynitrid (TaON).
  • Die Absorptionsschicht 160 wird beispielsweise mit Hilfe eines Elektronenstrahls oder eines Laserstrahl strukturiert, so dass aus der ganzflächigen Absorptionsschicht 160 ein Absorber-Pattern 170 erzeugt wird.
  • Die Pufferschicht 135 dient dem Schutz der Mehrschichtstruktur 140 während des Strukturierens der Absorptionsschicht 160.
  • Die EUV Photonen 180 treffen auf die EUV Maske 100. In den Bereichen des Absorber-Patterns 170 werden sie absorbiert und in den Bereichen, die frei von Elementen des Absorber-Patterns 170 sind, werden die EUV Photonen 180 von der Mehrschichtstruktur 140 reflektiert.
  • Die 1 stellt eine ideale EUV Maske 100 dar. Das Diagramm 200 der 2 veranschaulicht einen Maskenrohling 250, dessen Substrat 210 einen lokalen Defekt 220 in Form einer lokalen Vertiefung (englisch: pit) aufweist. Die lokale Vertiefung kann beispielsweise beim Polieren der Vorderseite 115 des Substrats 210 entstanden sein. In dem in der 2 veranschaulichten Beispiel pflanzt sich der Defekt 220 im Wesentlichen in unveränderter Form durch die Mehrschichtstruktur 240 hindurch fort.
  • Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bedeutet hier wie an anderen Stellen der vorliegenden Beschreibung eine Angabe oder eine Zahlenangabe einer Größe innerhalb der im Stand der Technik üblichen Messfehler.
  • Die 2 zeigt ein Beispiel eines Defekts 220 eines Maskenrohlings 250. Wie bereits im einleitenden Teil erwähnt, können verschiedene weitere Defekttypen in einem Maskenrohling 250 vorhanden sein. Neben Vertiefungen 220 des Substrats 210 können lokale Ausbeulungen (englisch: bumps) auf der Oberfläche 115 des Substrats 210 auftreten (vgl. die nachfolgende 3). Ferner können beim Polieren der Oberfläche 115 des Substrats 210 kleinste Kratzer entstehen (in der 2 nicht dargestellt). Wie bereits im einleitenden Teil angesprochen, können beim Abscheiden der Mehrschichtstruktur 240 Partikel auf der Oberfläche 115 des Substrats 210 überwachsen werden oder es können Partikel in die Mehrschichtstruktur 240 eingebaut werden (in der 2 ebenfalls nicht gezeigt).
  • Die Defekte des Maskenrohlings 250 können ihren Ausgangspunkt im Substrat 210, an der Vorderseite oder der Oberfläche 115 des Substrats 210, in der Mehrschichtstruktur 240 und/oder an der Oberfläche 260 des Maskenrohlings 250 haben (in der 2 nicht gezeigt). Defekte 220, die an der Vorderseite 115 des Substrats 210 existent sind, können – anders als in der 2 dargestellt – während der Ausbreitung in der Mehrschichtstruktur 240 sowohl ihre lateralen Abmessungen als auch ihre Höhe ändern. Dies kann in beide Richtungen geschehen, d.h. ein Defekt kann in der Mehrschichtstruktur 240 wachsen oder schrumpfen und/oder kann seine Form ändern. Defekte eines Maskenrohlings 250, die ihren Ursprung nicht ausschließlich auf der Oberfläche 260 der Deckschicht 130 haben, werden im Folgenden auch als vergrabene Defekte bezeichnet.
  • Idealerweise sollten die lateralen Abmessungen und die Höhe eines Defekts 220 mit einer Auflösung kleiner 1 nm bestimmt werden. Ferner sollte die Topographie eines Defekts 220 unabhängig voneinander mit verschiedenen Messverfahren ermittelt werden. Zum Messen der Kontur des Defekts 220, seiner Position auf der Oberfläche 260 und insbesondere seiner Ausbreitung in der Mehrschichtstruktur 240 können beispielsweise Röntgenstrahlen eingesetzt werden.
  • Die Erfassungsgrenze von Oberflächen-sensitiven Verfahren bezieht sich auf die Detektierbarkeit oder die Erfassungsrate der Defektposition (d.h. seines Schwerpunktes) durch diese Verfahren. Rastersondenmikroskope, Rasterteilchenmikroskope und optisches Abbilden sind Beispiele Oberflächen-sensitiver Verfahren. Ein Defekt 220 der durch solche Techniken detektiert werden soll, muss eine bestimmte Oberflächentopographie oder einen Materialkontrast aufweisen. Die auflösbare Oberflächentopographie oder der benötigte Materialkontrast hängen von der Leistungsfähigkeit des jeweiligen Messgeräts ab, wie etwa dessen Höhenauflösung, dessen Empfindlichkeit und/oder dessen Signal-zu-Rauschverhältnis. Wie nachfolgend am Beispiel der 5 erläutert wird, gibt es vergrabene Phasendefekte, die an der Oberfläche des Maskenrohlings eben sind und deshalb mit Oberflächen-sensitiven Verfahren nicht nachgewiesen werden können.
  • Das Diagramm 300 der 3 veranschaulicht das Konzept der effektiven Defektgröße eines Defekts. Das Beispiel der 3 repräsentiert einen Schnitt durch den lokalen Defekt 320, der die Form einer Ausbeulung der Vorderseite 115 des Substrats 230 aufweist. Der lokale Defekt 320 pflanzt sich ähnlich wie in der 2 im Wesentlichen unverändert durch die Mehrschichtstruktur 340 hindurch fort. Der Bereich 370 der Oberfläche 360 stellt die effektive Defektgröße des Defekts 320 dar. Sie bezieht sich auf die lateralen Abmessungen des Defekts 320, die sowohl zum Kompensieren als auch zum Reparieren des Defekts 320 benutzt werden. Wie in der 3 symbolisiert, ist in der Regel die effektive Defektgröße 370 kleiner als die realen lateralen Abmessungen des Defekts 320. Für einen Defekt 320 mit Gauß-förmigem Profil könnte die effektive Defektgröße einmal oder zweimal der Halbwertsbreite (FWHM, full width half maximum) des Defekts 320 entsprechen.
  • Wird der Bereich 370 der effektiven Defektgröße repariert, so führen die verbleibenden Reste 380 des Defekts 320 beim Belichten einer aus dem Maskenrohling 350 hergestellten EUV Maske nicht mehr zu einem auf einem Wafer sichtbaren Fehler. Das Konzept der effektiven Defektgröße ermöglicht durch das Minimieren der Größe der einzelnen Defekte 220, 320 ein effizientes Ausnutzen von Maskenrohlingen 250, 350 bei der Herstellung von EUV Masken. Zudem erlaubt dieses Konzept ein Ressourcen-effizientes Reparieren der Defekte 220, 320.
  • Der Bereich 390 gibt einen Sicherheitsabstand an, der beim Bestimmen der Position des Defekts 320 sowie seiner Kontur berücksichtigt werden kann. Mit dem zusätzlichen Sicherheitsabstand kann die effektive Defektgröße 370 des Defekts 320 kleiner, gleich oder größer als die lateralen Abmessungen des realen Defekts 320 sein. Zusätzlich werden zur Bestimmung der effektiven Defektgröße vorzugsweise die weiter unten erläuterten Gesichtspunkte berücksichtigt, welche u.a. unvermeidbare Fehler bei der Bestimmung der Position des realen Defekts betreffen sowie die Nicht-Telezentrizität einer zur Belichtung der Maske verwendeten Lichtquelle.
  • Das Diagramm 400 der 4 veranschaulicht das Lokalisieren des Schwerpunkts 410 des Defekts 220 der 2 bezüglich eines Koordinatensystems des Maskenrohlings 250. Ein Koordinatensystem wird auf dem Maskenrohling 250 beispielsweise durch Ätzen einer regelmäßigen Anordnung von Referenzmarkierungen 420 in dessen Mehrschichtstruktur 240 hergestellt. Das Diagramm 400 der 4 repräsentiert eine Referenzmarkierung 420. Die Positionsgenauigkeit des Abstands 430 zwischen dem Schwerpunkt 410 des Defekts 220 und der Referenzmarkierung 420 sollte besser als 30 nm (mit einer Abweichung von 3σ), vorzugsweise besser als 5 nm bevorzugt (mit einer Abweichung von 3σ) sein, damit eine Kompensation des Defekts durch Optimieren der Anordnung des Absorber-Patterns 170 möglich wird. Derzeit verfügbare Messgeräte weisen eine Positionsgenauigkeit im Bereich von 100 nm (mit einer Abweichung von 3σ) auf.
  • Ähnlich wie die Bestimmung der Topographie der Defekte 220, 320 sollte die Bestimmung des Abstands 430 des Schwerpunkts 410 zu einer oder mehreren Referenzmarkierungen 420 unabhängig mit Hilfe mehrerer Messverfahren bestimmt werden. In Betracht kommen hierfür zum Beispiel aktinische Abbildungsverfahren, wie etwa ein AIMSTM (Aerial Image Messaging System) für den EUV Wellenlängenbereich und/oder ein Gerät zur ABI (Actinic Blank Inspection), d.h. ein scannendes Dunkelfeld EUV Mikroskop zur Detektion und Lokalisierung von vergrabenen EUV Blank Defekten. Ferner können hierfür Oberflächen-sensitive Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise ein Rastersondenmikroskop, ein Rasterteilchenmikroskop und/oder optische Abbildungen außerhalb der aktinischen Wellenlänge. Überdies können für diesen Zweck auch Verfahren zum Einsatz kommen, die den Defekt 220, 320 an seiner physikalischen Position innerhalb des Maskenrohlings 250, 350 messen, wie etwa Röntgenstrahlen.
  • Es ist aufwändig, Defekte der Mehrschichtstruktur 240 zu detektieren, die sich an der Oberfläche 260 nicht abzeichnen, aber trotzdem zu sichtbaren Fehlern beim Belichten der EUV Maske führen. Insbesondere ist es schwierig, die genaue Position derartiger Defekte festzulegen. Das Diagramm 500 der 5 zeigt einen Schnitt durch einen Ausschnitt eines Maskenrohlings 550 bei dem die Oberfläche 115 des Substrats 510 eine lokale Ausbeulung 520 aufweist. Der lokale Defekt 520 breitet sich in der Mehrschichtstruktur 540 aus. Die Ausbreitung 570 führt zu einer allmählichen Abschwächung der Höhe des Defekts 520, die mit einer Vergrößerung seiner lateralen Abmessungen einhergeht. Die letzten Schichten 120, 125 der Mehrschichtstruktur 540 sind im Wesentlichen eben. Auf der Deckschicht 130 kann im Bereich des Defekts 520 keine Erhebung bestimmt werden.
  • Bei gegenwärtigen Reparaturverfahren insbesondere bei der Compensational Repair ist es jedoch notwendig, die Position zu finden, an der die Reparatur durchzuführen ist. Der Defekt 520 ist somit für eine Reparatur nicht geeignet und muss deshalb durch Abdecken mit einem Element des Absorber-Patterns 170 kompensiert werden.
  • Darüber hinaus gibt es Defekte, die sich nicht senkrecht zu den Schichten 120, 125 der Mehrschichtstruktur 240 ausbreiten, sondern unter einem von 90° verschiedenen Winkel. Für diese Defekte ist es ebenfalls schwierig, deren Position und deren Topographie zu bestimmen und damit deren Auswirkung beim Belichten eines Wafers anzugeben. Falls die mittels verschiedener Verfahren erhaltenen Defektpositionen eines einzelnen Defekts 220, 320 deutlich voneinander abweichen, ist dies ein Anzeichen, dass ein vergrabener Defekt ein von der Senkrechten abweisendes Wachstum in der Mehrschichtstruktur 240, 440 aufweist. Das Diagramm 600 der 6 veranschaulicht diesen Zusammenhang anhand des Defekts 620. Die Kontur 610 gibt den Defekt wieder, wie er beispielsweise mit Hilfe von Röntgenstrahlung ermittelt wurde. Der Punkt 630 gibt den Schwerpunkt des Defekts in der Nähe der Oberfläche 115 des Substrats 210, 410 an. Anstelle von Röntgenstrahlung kann der Defekt 620 zum Beispiel mittels optischer Strahlung durch das Substrat 210, 410 hindurch an der Oberfläche 115 untersucht werden.
  • Die Kontur 640 repräsentiert die Topologie des Defekts 620 an der Oberfläche 260, 460 der Deckschicht 130 auf der Mehrschichtstruktur 240, 440 wie sie mit einem Rastersondenmikroskop, beispielsweise einem Rasterkraftmikroskop (AFM), gemessen wird. Die Größe des Defekts 620 ändert sich durch die Ausbreitung des Defekts 620 in der Mehrschichtstruktur 240, 440 im Wesentlichen nicht. Der Punkt 650 gibt wiederum den Schwerpunkt des Defekts 620 auf der Oberfläche 260, 460 der Deckschicht 130 an. Allerdings verschiebt sich der Schwerpunkt des Defekts 620 während des Wachstums in der Mehrschichtstruktur 240, 440 entlang des Pfeiles 660, was darauf hindeutet, dass der Defekt 620 innerhalb der Mehrschichtstruktur 240, 440 nicht in vertikaler Richtung wächst.
  • Die Genauigkeit der Messung der Defektposition des Defekts 620 bezüglich der Referenzmarkierung(en) 420 ist in der 7 dargestellt. Die erreichbare Genauigkeit setzt sich aus mehreren Beiträgen zusammen: Zum einen hängt die Genauigkeit der Defektlokalisierung aufgrund der Nicht-Telezentrizität der einfallenden EUV Photonen 180 von dem Reflexionsvermögen der Mehrschichtstruktur 240, 440 ab. Die 8a veranschaulicht diesen Zusammenhang. Wegen des begrenzten Reflexionsvermögens der einzelnen MoSi-Schichten der Mehrschichtstruktur 840 können einzelne EUV Photonen 180 bis zu der Oberfläche 115 des Substrats 810 vordringen und werden von dieser reflektiert. Die 8b zeigt, dass durch diesen Effekt eine Fläche 850 durch ein Element des Absorber-Pattern 170 abgedeckt werden muss, die wesentlich größer als lateralen Abmessungen des Defekts 820 ist.
  • In der 7 symbolisiert der Pfeil 710 die dadurch hervorgerufene scheinbare Vergrößerung 720 der Defektgröße 620.
  • Zum anderen geht in die erreichbare Genauigkeit die Präzision ein, mit der die Defektgröße 640 und der Schwerpunkt 650 des Defekts 620 an der Oberfläche 260, 460 ermittelt werden können, ebenso wie seine Ausbreitung 660 in der Mehrschichtstruktur 240, 440. Des Weiteren geht darin die Genauigkeit ein, mit der das Werkzeug zum Reparieren des Defekts, beispielsweise ein Rasterteilchenmikroskop oder ein Rasterelektronenmikroskop, platziert werden kann. Der zuletzt genannte Faktor hängt wiederum von der Genauigkeit der Bestimmung des Abstands 430 zu einer oder mehrerer Referenzmarkierungen 420 ab. Diese Fehler sind statistischer Natur. Sie müssen beim Bestimmen der zu kompensierenden oder zu reparierenden Defektgröße berücksichtigt werden. Die aufgrund dieser statistischen Unsicherheiten bewirkte Vergrößerung der zu reparierenden Fläche des Defekts 620 wird durch den Pfeil 730 und die Kontur 740 in der 7 symbolisiert.
  • Insgesamt ergibt sich damit – neben dem oben erläuterten Gesichtspunkt der Sichtbarkeit des Defekts beim Belichten – die effektive Defektgröße 740, die im erläuterten Verfahren vorzugsweise eingesetzt wird.
  • Zum Untersuchen der Defekte 220, 320, 520, 620 des Maskenrohlings 250, 350, 550 stehen neben den bereits genannten, weitere leistungsstarke Werkzeuge bereit. So beschreibt die Patentanmeldung DE 10 2011 079 382.8 der Anmelderin Verfahren, mit deren Hilfe Defekte einer EUV Maske untersucht werden können. Zum Analysieren der Defekte werden ein Rastersondenmikroskop, ein Rasterteilchenmikroskop und ultraviolette Strahlungsquelle eingesetzt. Mit Hilfe dieser Oberflächen-sensitiven Verfahren kann die Kontur des Defekts 220 und seine Position ermittelt werden.
  • Ferner offenbart die Anmeldung DE 2014 211 362.8 eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Vorderseite 115 eines Substrats 210 eines Maskenrohlings 250 im Detail zu analysieren und damit die Defektposition an der Vorderseite 115 des Substrats 210 eines Maskenrohlings 250 zu bestimmen.
  • Zudem offenbart die PCT Anmeldung WO 2011 / 161 243 der Anmelderin das Ermitteln eines Modells eines Defekts 220, 320, 520, 620 der Mehrschichtstruktur 240, 340, 540 anhand der Erzeugung eines Fokusstapels, dem Untersuchen der Oberfläche 260, 360, 560 der Mehrschichtstruktur 240, 340, 540 und verschiedener Defektmodelle.
  • Nach dem Untersuchen des Defekts 220, 320, 520, 620 werden aus den Messdaten der Analysewerkzeuge eine Defektposition, d.h. der Schwerpunkt des Defekts und eine Defekttopologie berechnet. Aus der Defekttopologie oder der Defektkontur wird eine effektive Defektgröße ermittelt. Insgesamt wird somit von einem Maskenrohling 250, 350, 550 eine Defektkarte bestimmt, in der die Position und die effektive Defektgröße 370, 740 der einzelnen druckfähigen Defekte 220, 320, 520, 620 aufgelistet sind.
  • Die 9a zeigt eine Anzahl oder einen Stapel 910 von Maskenrohlingen 950, die jeweils einen oder mehrere Defekte 920 aufweisen. In der 9a sind die Defekte 920 sind durch schwarze Punkte symbolisiert. Es ist häufig anzutreffen, dass ein Maskenrohling 950 mehrere Arten von Defekten 920 aufweist. Die Anzahl der kritischen, d.h. der sichtbaren oder druckfähigen Defekte 920 eines Maskenrohlings 950 liegt derzeit typischerweise im Bereich von 20 bis zu mehreren hundert. Die kritische Defektgröße hängt vom betrachteten Technologieknoten ab. Beispielsweise werden für den 16 nm Technologieknoten bereits Defekte 920 mit einem kugelvolumenäquivalenten Durchmesser von ca. 12 nm kritisch.
  • Typischerweise stammt die Mehrzahl der Defekte 920 von lokalen Vertiefungen 220 des Substrats 210 der Maskenrohlinge 950 (vgl. 2). Wie bereits oben erläutert, können die Defekte 920 eines Maskenrohlings 950 beispielsweise durch eine Untersuchung mittels Strahlung im Bereich der aktinischen Wellenlänge untersucht werden.
  • Die 9b gibt eine Bibliothek 940 von Masken-Layouts 930 wieder. Die Bibliothek 940 kann nur einen Maskenstapel mit den Masken-Layouts 930 einer einzigen integrierten Schaltung (IC, integrated circuit) oder eines einzigen Bauelements enthalten. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Bibliothek 940, Maskenstapel der Layouts 930 verschiedener ICs oder Bauelemente umfasst. Ferner ist es günstig, wenn die Bibliothek 940 Masken-Layouts 930 verschiedener Technologieknoten beinhaltet. Aus der Bibliothek 940 wird nun für einen Maskenrohling 950 des Stapels 910, das Masken-Layout 930 ausgewählt, das am besten zu den Defekten 920 des Maskenrohlings 950 passt. Die Übereinstimmung kann umso besser gemacht werden, je weniger Randbedingungen für die Auswahl des Masken-Layouts 930 aus der Bibliothek 940 gemacht werden.
  • Für das ausgewählte Masken-Layout 960 wird dann in einem Optimierungsprozess dessen Absorber-Pattern 170 an den Maskenrohling 950 angepasst. Dieser Prozess ist schematisch in der 9c dargestellt. Als Optimierungsparameter stehen derzeit zur Verfügung: Die Orientierung des Masken-Layouts 960 relativ zum Maskenrohling 950, d.h. die vier Orientierungen 0°, 90°, 180° und 270°.
  • Ferner eine Verschiebung des Masken-Layouts 960 und damit des Absorber-Patterns 170 relativ zum Maskenrahmen in der x- und y-Richtung. Verschieben des Layouts 960 oder des Absorber-Pattern 170 kann ein Wafers-Stepper durch eine gegenläufige Verschiebung des Maskenrahmens kompensieren. Die Verschiebung des Absorber-Patterns 170 ist derzeit auf ≤ ±200 µm beschränkt. Einen Maskenversatz bis zu dieser Größe können gegenwärtige Wafer-Stepper kompensieren.
  • Schließlich kann das orientierte Masken-Pattern 960 um bis zu einem Winkel von ±1° gedreht werden. Drehungen von Photomasken in diesem Winkelbereich können ebenfalls von modernen ebenfalls Wafer-Steppern kompensiert werden.
  • Die 10 veranschaulicht, wie der in der 9 beschriebene Optimierungsprozess im Stand der Technik ausgeführt wird. Wie oben während der Diskussion der 9 erläutert, ist das generelle Konzept der Kompensation von Defekten 920 eines Maskenrohlings 950, letzteren an ein Masken-Layout 960 anzupassen, um möglichst viele Defekte 920 des Maskenrohlings 950 mit Elementen des Absorber-Patterns 170 zu überdecken. Die Orientierung, eine Verschiebung in x- und y-Richtung können – wie ebenfalls ober beschrieben – zusätzlich benutzt werden, um die Wahrscheinlichkeit für das Abdecken der Defekte 920 zu verbessern. Wie in der 10 dargestellt, maximieren derzeitige Defekt-Kompensationsprozesse die Anzahl der kompensierten Defekte 920 eines Maskenrohlings 950. Am Ende des Optimierungsprozesses wird festgestellt, ob alle Defekte 920 kompensiert werden können. Wenn dies zutrifft, wird das optimierte Masken-Layout 960 zum Herstellen einer EUV Maske aus dem Maskenrohling 950 verwendet. Falls dies nicht zutrifft, wird das optimierte Masken-Layout trotzdem zum Erzeugen einer EUV Maske verwendet und die verbleibenden oder nicht kompensierten Defekte müssen repariert werden.
  • Schließlich zeigt die 11 ein Flussdiagramm 1100 eines Ausführungsbeispiels des in dieser Anmeldung definierten Verfahrens. Das Verfahren beginnt bei Schritt 1102. Bei Entscheidungsblock 1104 wird festgestellt, ob alle Defekte 920 eines Maskenrohlings 950 durch das Optimieren des Absorber-Patterns 170 des Masken-Layouts 960 kompensiert werden können. Dabei bedeutet Kompensieren in dieser Anmeldung das Überdecken der Defekte durch Elemente des Absorber-Patterns 170, so dass die Defekte 920 beim Belichten einer EUV Maske, die aus dem Maskenrohling 950 hergestellt wird, keine druckfähigen oder sichtbaren Defekte auf einem Wafer aufweist.
  • Falls alle Defekte 920 kompensiert werden können, wird mit Hilfe des optimiert angeordneten Absorber-Patterns 170 bei Schritt 1104 eine EUV Maske aus dem Maskenrohling 950 hergestellt und das Verfahren endet mit Schritt 1106.
  • Falls nicht alle Defekte 920 des Maskenrohlings 950 kompensiert werden können, wird bei Schritt 1108 ein Zähler auf seinen Anfangswert gesetzt. Bei Entscheidungsblock 1110 wird sodann entschieden, ob der gerade betrachtete Defekt 920 repariert werden kann oder ob er kompensiert werden muss. Falls der gerade betrachtete Defekt des Maskenrohlings 950 kompensiert werden muss, wird dieser bei Schritt 1112 in die erste Gruppe eingeteilt. In den 5 und 6 sind Defekte 520, 620 beschrieben, die der ersten Gruppe zuzuordnen sind. Darüber hinaus sind Defekte, deren effektive Defektgröße sehr groß im Vergleich zu der mittleren effektiven Defektgröße des Maskenrohlings 950, ebenfalls in die erste Gruppe einzuteilen. Die Reparatur sehr großer Defekte ist sehr aufwändig. Insbesondere kann es notwendig sein, die Reparatur in mehreren Schritten durchzuführen. Es besteht deshalb die Gefahr, dass während der Reparatur sehr großer Defekte 920 andere Bereiche der Oberfläche einer EUV Maske beeinträchtigt werden können.
  • Beim Entscheidungsschritt 1116 wird dann bestimmt, ob der gerade betrachtete Defekt 920, der letzte Defekt 920 des Maskenrohlings 950 ist. Wenn diese Frage verneint wird, schreitet das Verfahren zu Schritt 1120 fort und der Index des Zählers für die Defekte wird um eine Einheit erhöht. Sodann fährt das Verfahren mit dem Entscheidungsblock 1110 fort und der (i + 1). Defekt 920 wird analysiert. Wenn der betrachtete Defekt 920 der letzte Defekt 920 des Maskenrohlings 950 ist (i = N), fährt das Verfahren mit Schritt 1124 fort.
  • Wenn der Defekt 920 hingegen repariert werden kann, wird er bei Schritt 1114 in die zweite Gruppe eingeteilt. Bei Entscheidungsblock 1118 wird wiederum entschieden, ob der i. Defekt der letzte Defekt 920 des Maskenrohlings 950 ist. Falls diese Frage zu verneinen ist, wird bei Schritt 1122 der Index des Zählers der Defekte 920 um eine Einheit erhöht. Danach fährt das Verfahren mit Entscheidungsblock 1110 fort. Falls hingegen der betrachtete i. Defekt 920 der letzte Defekt des Maskenrohlings 950 ist, wird als nächstes der Schritt 1124 ausgeführt.
  • Bei Schritt 1124 werden die Defekte der zweiten Gruppe priorisiert. Die den Defekten der zweiten Gruppe zugewiesene Priorität fasst mehrere Merkmale des Defekts 920 selber und/oder Aspekte bei dessen Reparatur zusammen. Die Priorität kann zwei Werte annehmen, etwa eine hohe Priorität oder eine niedrige Priorität. Die Prioritätslevel können jedoch auch feingranularer gewählt werden und eine beliebige Skala aufweisen, wie beispielsweise Zahlenwerte von 1 bis 10.
  • Ein Beispiel eines Defekt-internen Merkmals ist die effektive Defektgröße 370, 740. Je größer die effektive Defektgröße 370, 740 desto höher ist seine Priorität. Aspekte der Defektreparatur, die in die Festlegung der Priorität eines Defekts eingehen sind beispielsweise der Aufwand, der zum Reparieren des Defekts 920 notwendig ist. Beispiele weiterer Aspekte, die bei der Bewertung der Priorität eines Defekts 920 eine Rolle spielen, sind die Komplexität und das Risiko der Reparatur des Defekts.
  • Anstelle der Einteilung der Defekte 920 eines Maskenrohlings 950 in zwei Gruppen und der Priorisierung der Defekte in der zweiten Gruppe ist es auch möglich die Defekte in mehr als zwei Gruppen aufzuteilen. Dabei werden in die erste Gruppe weiterhin die nicht reparierbaren Defekte eingeteilt. Den weiteren Gruppen werden die reparierbaren Defekte entsprechend deren Priorität zugewiesen.
  • Darüber hinaus ist es auch möglich, den Prozess des Zuteilens von Defekten der zweiten zur ersten Gruppe umzukehren. Dies bedeutet, es werden beispielsweise alle Defekte mit hoher Priorität von der zweiten in die erste Gruppe umverteilt. Falls es nicht möglich ist, alle Defekte der stark vergrößerten ersten Gruppe zu kompensieren, werden die der ersten Gruppe neu hinzugefügten Defekte wieder sukzessive der zweiten Gruppe zugewiesen.
  • Nach der Priorisierung der Defekte der zweiten Gruppe fährt das Verfahren mit Schritt 1126 fort. Bei diesem Schritt wird mindestens ein Defekt der zweiten Gruppe, der eine hohe bzw. die höchste Priorität aufweist, der ersten Gruppe zugeordnet. Das hier beschriebene Verfahren ist flexibel in Bezug auf die Anzahl der Defekte, die im Schritt 1126 der ersten Gruppe zugefügt werden. So kann beispielsweise in einem Schritt der ersten Gruppe ein, zwei, fünf oder 10 Defekte hoher Priorität aus der zweiten Gruppe zugeteilt werden. Es ist ferner denkbar, die Anzahl der von der zweiten in die erste Gruppe verschobenen Defekte von dem Defektmuster des Maskenrohlings 950 abhängig zu machen.
  • Im nächsten Schritt 1128 wird – wie bei der Diskussion der 9 ausgeführt – ein Masken-Layout 960 ausgewählt, das bestmöglich zu der ersten Gruppe der Defekte 920 des Maskenrohlings 950 passt. Ferner wird – wie ebenfalls in der 9 beschrieben – die Anordnung des ausgewählten Absorber-Patterns 170 auf dem Maskenrohling 950 optimiert.
  • Bei Entscheidungsblock 1130 wird dann entschieden, ob das bezüglich der Anordnung optimierte Absorber-Pattern 170 alle Defekte der ersten Gruppe und der aus der zweiten Gruppe hinzugefügten Defekte 920 kompensieren kann. Falls dies nicht der Fall ist, werden die aus der zweiten Gruppe hinzugefügten Defekte wieder in die zweite Gruppe zurückverwiesen und das Verfahren führt bei Schritt 1132 einen Optimierungsprozess mit der ersten Gruppe von Defekten gemäß der 9 aus. Sodann wird im Schritt 1134 mit Hilfe des optimiert angeordneten Absorber-Patterns 170 aus dem Maskenrohling 950 eine EUV Maske hergestellt.
  • Bei Schritt 1136 werden die Defekte 920 der zweiten Gruppe repariert. Zum Reparieren der Defekte 920 der zweiten Gruppe kann zum einen das bereits erwähnte Verfahren der Compensational Repair angewendet werden. Darüber hinaus hat die Anmelderin in der Patentanmeldung US 61 / 324 467 ein Verfahren offenbart, das es ermöglicht, die Oberfläche 115 eines Substrats 210, 310, 510 gezielt zu verändern und dadurch die Defekte 920 der zweiten Gruppe zu reparieren. Die bereits oben erwähnte Anmeldung WO 2011 / 161 243 de Anmelderin beschreibt das Reparieren von Defekten 920 an der Oberfläche 115 eines Maskensubstrats 210, 310, 510 mit Hilfe eines Ionenstrahls.
  • Falls bei Entscheidungsblock 1130 sodann festgestellt wird, dass der Optimierungsprozess bei Schritt 1128 alle Defekte der aktualisierten ersten Gruppe einschließlich der im letzten Schritt 1142 neu hinzugekommenen Defekte kompensieren kann, wird bei Schritt 1140 eine aktualisierte erste Gruppe erzeugt. Die aktualisiert erste Gruppe umfasst die erste Gruppe plus die Defekte die in Schritt 1126 der ersten Gruppe hinzugefügt wurden. Bei Schritt 1144 werden der aktualisierten ersten Gruppe ein oder mehrere Defekte der zweiten Gruppe mit hoher Priorität zugewiesen. Für diese neue Defektgruppe wird bei Schritt 1144 der anhand der 9 erläuterte Optimierungsprozess ausgeführt.
  • Bei Entscheidungsblock 1146 wird festgestellt, ob noch immer alle Defekte 920 kompensiert werden können. Falls dies zutrifft, fährt das Verfahren zu Block 1140 fort und generiert eine neu aktualisierte erste Gruppe, die mehr Defekte 920 als die ursprünglich erzeugte aktualisierte erste Gruppe enthält. Das Verfahren durchläuft die Schleife der Schritte 1140, 1142, 1144 und des Entscheidungsblocks 1146 solange bis der Optimierungsprozess bei Schritt 1144 nicht mehr alle Defekte kompensieren kann. Bei Schritt 1148 bestimmt das Verfahren die aktualisierte erste Gruppe, d.h. die aktualisierte erste Gruppe, ohne die im letzten Schritt 1142 hinzugefügten Defekte aus der zweiten Gruppe. Die Defekte der so ermittelten aktualisierten ersten Gruppe können durch den Optimierungsprozess 1144 kompensiert werden.
  • Das Verfahren schreitet dann zum Schritt 1134 fort und erzeugt mit Hilfe des optimiert angeordneten Absorber-Patterns 170 eine EUV Maske aus dem Maskenrohling 950. Wie oben beschrieben, werden bei Block 1136 die verbleibenden Defekte der zweiten Gruppe repariert. Schließlich endet das Verfahren bei Schritt 1138.
  • Obwohl im Flussdiagramm der 11 nicht dargestellt ist es zusätzlich möglich vor dem Anwenden des optimierten Absorber-Patterns im Schritt 1134 eine weitere Optimierung durchzuführen, die – unter Beibehaltung der Kompensation der Defekte der ersten Gruppe – einzelne Elemente des Absorber-Patterns modifiziert, um eine Auswirkung von einem oder mehreren Defekten der zweiten Gruppe zumindest teilweise auszugleichen. Dies kann beispielsweise durch Veränderung der Form und Größe einzelner Elemente des Absorber-Patterns erreicht werden. Der Aufwand beim Reparieren der verbleibenden Defekte der zweiten Gruppe im Schritt 1136 wird dadurch weiter verringert.
  • Durch die Klassifizierung der Defekte eines Maskenrohlings in zumindest zwei Gruppen stellt das präsentierte Verfahren sicher, dass alle relevanten druckfähigen Defekte eines Maskenrohlings beseitigt werden können. Darüber hinaus ermöglicht die Einteilung der Defekte in zwei oder mehr Gruppen einen Ressourcen-effizienten Defektbehandlungsprozess.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (23)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Maske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich ausgehend von einem Maskenrohling (250, 350, 550, 950) mit Defekten (220, 320, 520, 620, 920), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a. Einteilen der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) in zumindest eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe; b. Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns (170) auf dem Maskenrohling (250, 350, 550, 950), um eine möglichst große Anzahl der Defekte der ersten Gruppe durch das angeordnete Absorber-Pattern (170) zu kompensieren; und c. Aufbringen des optimierten Absorber-Patterns (170) auf den Maskenrohling (250, 350, 550, 950).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner den Schritt aufweisend: Zumindest teilweises Reparieren der Defekte der zweiten Gruppe mit einem Reparaturverfahren.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Reparieren der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) das Modifizieren zumindest eines Elements des aufgebrachten Absorber-Patterns (170) und/oder das Modifizieren zumindest eines Teils einer Oberfläche (260, 360, 560) des Maskenrohlings (250, 350, 550, 950) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ferner den Schritt aufweisend: Weiteres Optimieren von einem oder mehreren Elementen des Absorber-Patterns vor dem Aufbringen auf den Maskenrohling, um eine Auswirkung von einem oder mehreren Defekten der zweiten Gruppe zumindest teilweise auszugleichen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt b. umfasst: Wählen eines Absorber-Patterns (170) aus Absorber-Pattern eines Maskenstapels (940) zum Herstellen einer integrierten Schaltung.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt b. umfasst: Wählen einer Orientierung des Maskenrohlings (250, 350, 550), Verschieben des Maskenrohlings (250, 350, 550, 950) und/oder Drehen des Maskenrohlings (250, 350, 550, 950).
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner den Schritt aufweisend: Charakterisieren der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) des Maskenrohlings (250, 350, 550, 950) zum Bestimmen, ob ein Defekt (220, 320, 520, 620, 920) durch Modifizieren eines Absorber-Patterns (170) repariert werden kann oder ob ein Defekt (220, 320, 520, 620, 920) durch Optimieren der Anordnung des Absorber-Patterns (170) kompensiert werden muss.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Charakterisieren der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) ferner umfasst: Bestimmen einer effektiven Defektgröße (370, 740), wobei die effektive Defektgröße (370, 740) die Teile eines Defekts (220, 320, 520, 620, 920) umfasst, nach deren Reparatur oder Kompensation ein verbleibender Teil des Defekts (380) auf einem belichteten Wafer nicht mehr sichtbar ist und / oder wobei die effektive Defektgröße durch Fehler bei der Charakterisierung eines Defekts (220, 320, 520, 620, 920) und / oder aufgrund einer Nicht-Telezentrizität einer für das Belichten verwendeten Lichtquelle bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Charakterisieren der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) ferner umfasst: Bestimmen einer Ausbreitung (660) der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) in einer Mehrschichtstruktur (240, 340, 540) des Maskenrohlings (250, 350, 550, 950).
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt a. umfasst: Einteilen eines Defekts (220, 320, 520, 620, 920) in die zumindest eine erste Gruppe, wenn der Defekt (220, 320, 520, 620, 920) durch Oberflächen-sensitive Messungen nicht detektiert werden kann, wenn der Defekt (220, 320, 520, 620, 920) eine vorgegebene Größe überschreitet und/oder wenn verschiedene Messmethoden beim Bestimmen einer Position (430) des Defekts (220, 320, 520, 620, 920) verschiedene Ergebnisse ergeben.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt a. umfasst: Einteilen der im vorhergehenden Anspruch nicht genannten Defekte (220, 320, 520, 620, 920) des Maskenrohlings (250, 350, 550, 950) in die zumindest eine zweite Gruppe.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner den Schritt aufweisend: Zuweisen einer Priorität den Defekten (220, 320, 520, 620, 920) der zumindest einen zweiten Gruppe.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Priorität beinhaltet: einen Aufwand zum Reparieren eines Defekts der zweiten Gruppe, und/oder ein Risiko beim Reparieren eines Defekts der zweiten Gruppe, und/oder eine Komplexität beim Reparieren eines Defekts der zweiten Gruppe und/oder die effektive Defektgröße (370, 740) eines Defekts der zweiten Gruppe.
  14. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, ferner den Schritt aufweisend: Zuweisen von zumindest einem Defekt (220, 320, 520, 620, 920) mit hoher Priorität zu der zumindest einen ersten Gruppe vor dem Ausführen des Schrittes b.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend: Wiederholen des Zuweisens von zumindest einem Defekt (220, 320, 520, 620, 920) mit hoher Priorität zu der zumindest einen ersten Gruppe solange alle Defekte der erste Gruppe von Defekten (220, 320, 520, 620, 920) durch das Optimieren der Anordnung des Absorber-Patterns (170) kompensiert werden können.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner den Schritt aufweisend: Aufteilen des zumindest teilweisen Reparierens der zweiten Gruppe in zwei Teilschritte, wobei der erste Teilschritt vor dem Kompensieren der Defekte der ersten Gruppe erfolgt.
  17. Maske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich herstellbar nach einem Verfahren der Ansprüche 1–16.
  18. Vorrichtung zum Behandeln von Defekten (220, 320, 520, 620, 920) eines Maskenrohlings (250, 350, 550, 950) für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, aufweisend: a. Mittel zum Einteilen der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) in zumindest eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe; b. Mittel zum Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns (170) auf dem Maskenrohling (250, 350, 550, 950), um eine möglichst große Anzahl der Defekte der ersten Gruppe durch das angeordnete Absorber-Pattern (170) zu kompensieren; und c. Mittel zum Aufbringen des optimierten Absorber-Patterns (170) auf den Maskenrohling (250, 350, 550, 950).
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Mittel zum Einteilen der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) und die Mittel zum Optimieren der Anordnung eines Absorber-Patterns (170) zumindest eine Recheneinheit umfassen.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19 ferner aufweisend Mittel zum zumindest teilweisen Reparieren der Defekte der zweiten Gruppe.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Mittel zum zumindest teilweisen Reparieren der Defekte der zweiten Gruppe zumindest ein Rasterteilchenmikroskop und zumindest eine Gaszuführung zum lokalen Bereitstellen eines Präkursorgases in einer Vakuumkammer umfassen.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18–21, weiterhin aufweisend Mittel zum Charakterisieren der Defekte (220, 320, 520, 620, 920) eines Maskenrohlings (250, 350, 550, 950), wobei die Mittel zum Charakterisieren ein Rasterteilchenmikroskop, ein Röntgenstrahlgerät und/oder ein Rastersondenmikroskop umfassen.
  23. Computerprogramm mit Anweisungen zum Durchführen aller Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
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