DE102019133658A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, insbesondere für die Mikrolithographie. Eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente weist eine Ionenstrahlquelle (130, 230) zur wenigstens bereichsweisen Beaufschlagung der Komponente (100, 200) mit einem Ionenstrahl (135,235), wobei eine Ionenenergie dieses Ionenstrahls maximal 5keV beträgt, und einen Detektor (150, 250) zur Erfassung von an der Komponente (100) rückgestreuten Teilchen auf.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, insbesondere für die Mikrolithographie.
  • Stand der Technik
  • Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
  • Im Zuge der immer kleiner werdenden Strukturgrößen sowohl von im Lithographieprozess verwendeten Masken als auch auf mikrolithographisch strukturierten Wafern stellt die jeweilige Bearbeitung bzw. Reparatur dieser Komponenten in der Praxis eine zunehmend anspruchsvolle Herausforderung dar. Dabei tritt bei bekannten Ansätzen zur Bearbeitung bzw. Reparatur der entsprechenden Komponenten wie Masken oder Wafern unter Verwendung von Elektronen- oder Ionenstrahlen das Problem auf, dass die mit dem jeweiligen „Werkzeug“ bzw. Partikelstrahl erzielbare Auflösung hinreichend hoch sein muss, um den jeweiligen Strukturgrößen auf der zu bearbeitenden mikrostrukturierten Komponente gerecht zu werden.
  • Die Realisierung entsprechend hoher Auflösungen insbesondere bei Strukturgrößen von größenordnungsmäßig 10nm oder weniger wird dabei in der Praxis dadurch erschwert, dass nicht nur auf die laterale (d.h. innerhalb einer zur bearbeiteten Oberfläche der Komponente parallelen Ebene erzielte) Auflösung, sondern auch auf die vertikale (d.h. in senkrecht zur bearbeiteten Oberfläche der Komponente verlaufender Richtung) erzielte Auflösung geachtet werden muss, so dass auch die Eindringtiefe des Partikelstrahls in die zu bearbeitende Komponente zur Vermeidung eines unerwünschten übermäßigen Materialabtrags zu begrenzen ist. Hierbei stellt in der Praxis nicht zuletzt die erforderliche Fokussierung des jeweiligen Partikelstrahls eine anspruchsvolle Herausforderung dar.
  • Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf die Publikationen L. Reimer et al.: ,,Measuring the Backscattering Coefficient and Secondary Electron Yield Inside a Scanning Electron Microscope‟, SCANNING Vol. 3, 35-39 (1980),A. V. Steele et al.: ,,New Ion Source for High Precision FIB Nanomachining and Circuit Edit‟, Conference Proceedings from the International Symposium for Testing and Failure Analysis (2014) und K. A. Twedt et al.: ,,Scanning Ion Microscopy with Low Energy Lithium Ions‟, Ultramicroscopy Vol. 142, 24-31 (2014) verwiesen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, insbesondere für die Mikrolithographie, bereitzustellen, welche auch bei Strukturgrößen im Nanometerbereich eine möglichst präzise Bearbeitung ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. das Verfahren gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 13 gelöst.
  • Eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, insbesondere für die Mikrolithographie, weist auf
    • - eine Ionenstrahlquelle zur wenigstens bereichsweisen Beaufschlagung der Komponente mit einem Ionenstrahl, wobei eine Ionenenergie dieses Ionenstrahls maximal 5keV beträgt; und
    • - einen Detektor zur Erfassung von an der Komponente rückgestreuten Teilchen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Detektor zur Erfassung von an der Komponente rückgestreuten elektrisch geladenen Teilchen, insbesondere Ionen oder Elektronen, ausgelegt.
  • Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Bearbeitung einer mikrostrukturierten Komponente wie einer Maske für die Mikrolithographie oder einem Wafer durch Verwendung eines vergleichsweise energiearmen Ionenstrahls zum einen eine Steigerung der erzielbaren Auflösung - infolge des vergleichsweise kleinen Volumens der Wechselwirkung zwischen dem Ionenstrahl und dem Material der zu bearbeitenden Komponente - zu erreichen. Zum anderen wird über die Erfassung von an der zu bearbeitenden Komponente rückgestreuten Ionen - wie im Weiteren noch erläutert - die präzise Festlegung der Beendigung der Bearbeitung (in räumlicher und/oder zeitlicher Hinsicht) ermöglicht.
  • Dabei geht die Erfindung insbesondere von der Erkenntnis aus, dass bei Verwendung eines Ionenstrahls zur Materialbearbeitung im Unterschied zum Einsatz von Elektronenstrahlen der Übergang zu niedrigeren Energien des jeweiligen Partikelstrahls (d.h. des Ionen- bzw. Elektronenstrahls) nicht mit einer Abnahme des bei der Bearbeitung auftretenden „Materialkontrasts“ einhergeht. Vielmehr macht sich die Erfindung den Umstand zunutze, dass - wie im Weiteren noch detaillierter beschrieben - die erfindungsgemäß zur Materialbearbeitung eingesetzten, niederenergetischen Ionen zum einen die erwünschte Abhängigkeit des Rückstrahlkoeffizienten vom jeweiligen Targetmaterial aufweisen und zum anderen auch insgesamt eine ausreichend hohe Rückstreurate (und damit auch ein hinreichend starkes Signal für die Festlegung der Beendigung der Bearbeitung) aufweisen.
  • Im Ergebnis wird erfindungsgemäß eine Bearbeitung bzw. Reparatur von mikrostrukturierten Komponenten wie z.B. Masken oder Wafern bereitgestellt, welche sowohl die für gegenwärtige und künftige Anforderungen mit Strukturgrößen im Bereich von 10nm oder weniger benötigten Auflösungen bereitstellt als auch - zwecks präziser Beendigung des jeweiligen Bearbeitungs- bzw. Reparaturprozesses - hinreichend sensitiv für das jeweils bearbeitete Material ist (indem beim Übergang zwischen unterschiedlichen Targetmaterialien während der Bearbeitung ein ausreichender Materialkontrast vorhanden ist).
  • Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Ionenenergie des Ionenstrahls maximal 3keV, insbesondere maximal 2keV.
  • Gemäß einer Ausführungsform besitzt eine Ionenenergie des Ionenstrahls einen Wert im Bereich von (0.1-5)keV, insbesondere im Bereich von (0.5-3)keV, weiter insbesondere im Bereich von (1-2)keV.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Festlegung einer Beendigung der Bearbeitung in Abhängigkeit von einem von dem Detektor gelieferten Detektorsignal ausgestaltet.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Ionenstrahl Ionen aus der Gruppe auf, die Wasserstoff (H)-Ionen, Lithium (Li)-Ionen, Natrium (Na)-Ionen, Kalium (K)-Ionen, Rubidium (Rb)-Ionen, Cäsium (Cs)-Ionen, Stickstoff (N)-Ionen, Helium (He)-Ionen, Neon (Ne)-Ionen, Argon (Ar)-Ionen, Krypton (Kr)-Ionen und Xenon (Xe)-Ionen enthält.
  • Gemäß einer Ausführungsform besitzt der Ionenstrahl einen Fokusdurchmesser von weniger als 10nm, insbesondere von weniger als 5nm, weiter insbesondere von weniger als 2nm.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Gaszufuhr zur zusätzlichen Beaufschlagung der Komponente mit einem Prozessgas auf. Hierdurch kann der durch den Ionenstrahl generierte Energieeintrag in das jeweilige Material der bearbeiteten Komponente für eine Reaktion zwischen dem Prozessgas und dem Material unter Erzeugung flüchtiger Verbindungen und so ein zusätzlicher Mechanismus für den Materialabtrag in Ergänzung zu dem durch die Ionen unmittelbar bewirkten physikalischen („Sputter-) Abtrag genutzt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen auf der mikrostrukturierten Komponente vorhandene Strukturen eine Strukturgröße von weniger als 10nm auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bearbeiten der mikrostrukturierten Komponente einen Abtrag von zwischen auf der mikrostrukturierten Komponente vorhandenen Strukturen befindlichem Material.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Komponente eine Maske für die Mikrolithographie.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Komponente ein mikrolithographisch strukturierter Wafer.
  • Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    • - Beaufschlagen der Komponente mit einem Ionenstrahl, wobei eine Ionenenergie dieses Ionenstrahls maximal 5keV beträgt; und
    • - Erfassen von an der Komponente rückgestreuten Teilchen unter Verwendung eines Detektors.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Teilchen elektrisch geladene Teilchen, insbesondere Ionen oder Elektronen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren weiter den Schritt auf: Festlegen einer Beendigung der Bearbeitung in Abhängigkeit von einem von dem Detektor gelieferten Detektorsignal.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren unter Verwendung einer Vorrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchgeführt. Zu Vorteilen und bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Bezug genommen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente in Form einer Maske für die Mikrolithographie;
    • 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente in Form eines mikrolithographisch strukturierten Wafers;
    • 3a-3b Diagramme zur Erläuterung weiterer Aspekte der vorliegenden Erfindung;
    • 4a-4c schematische Darstellungen zur Erläuterung einer möglichen Realisierung der Festlegung einer Beendigung der Bearbeitung bzw. Reparatur einer mikrostrukturierten Komponente;
    • 5 ein Diagramm zur Erläuterung eines bei einer herkömmlichen Vorrichtung auftretenden Problems;
    • 6a-6b schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer, bei einer herkömmlichen Vorrichtung auftretenden Probleme; und
    • 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt eine lediglich schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente.
  • Hierbei handelt es sich bei der zu bearbeitenden mikrostrukturierten Komponente 100 im Ausführungsbeispiel von 1 um eine Maske für die Mikrolithographie, welche wiederum beispielhaft als reflektive Maske für den Einsatz im EUV-Bereich (d.h. bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm) ausgelegt ist.
  • Die Komponente 100 weist - ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre - ein Substrat 105, ein Vielfachschichtsystem 110 z.B. aus einer alternierenden Abfolge von Molybdän (Mo)- und Silizium (Si)-Schichten und eine strukturierte Schicht 120, welche lediglich beispielhaft aus Tantalnitrid (TaN) gebildet sein kann, auf.
  • Wie in 1 schematisch und stark vereinfacht angedeutet weist die durch die strukturierte Schicht 120 gebildete Maskenstruktur einen Defekt 160 in Form einer Ansammlung von überschüssigem und im Wege der Bearbeitung zu beseitigendem Material auf.
  • Zur Bearbeitung der Komponente 100 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Ionenstrahlquelle 130 auf, über welche die Komponente 100 mit einem Ionenstrahl 135 von vergleichsweise geringer Energie (insbesondere maximal 5keV) beaufschlagbar ist. Im konkreten Ausführungsbeispiel kann es sich bei den Ionen lediglich beispielhaft um Lithium (Li)-Ionen mit einer Ionenenergie von IkeV handeln.
  • Mit „140“ ist eine optionale Gaszufuhr zur zusätzlichen Beaufschlagung der Komponente 100 mit einem Prozessgas, bei dem es sich lediglich beispielhaft um Xenondifluorid (XeF2) handeln kann, bezeichnet. Bei Verwendung eines solchen Prozessgases kann der durch den Ionenstrahl 135 generierte Energieeintrag in das jeweilige Material der Komponente 100 für eine Reaktion zwischen dem Prozessgas und dem Material zwecks Erzeugung flüchtiger (z.B. Fluor-) Verbindungen genutzt werden.
  • Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 einen Detektor 150 zur Erfassung von an der Komponente 100 rückgestreuten Teilchen auf. Insbesondere kann es sich bei den Teilchen um elektrisch geladene Teilchen, weiter insbesondere um Ionen oder Elektronen handeln. Im Weiteren wird (ohne dass die Erfindung darauf beschränkt wäre) davon ausgegangen, dass es sich bei den rückgestreuten Teilchen um Ionen handelt. Über den Detektor 150 kann - wie im Weiteren unter Bezugnahme auf 4a-4c noch näher erläutert - im Wege der Bestimmung der Rückstreurate der Ionen (die wiederum vom jeweiligen Targetmaterial abhängig ist) eine auf dem Materialkontrast hinsichtlich des Rückstreukoeffizienten basierende Beendigung des Bearbeitungsprozesses in Abhängigkeit von dem jeweils gelieferten Detektorsignal festgelegt werden.
  • 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, wobei es sich hier bei der zu bearbeitenden mikrostrukturierten Komponente 200 um einen mikrolithographisch strukturierten Wafer handelt, wobei die mikrolithographisch erzeugten Strukturen dieses Wafers mit „220“ bezeichnet sind. Im Übrigen sind im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
  • Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, dass der erfindungsgemäße Einsatz von vergleichsweise energiearmen Ionen (mit einer Energie von 5keV oder weniger) einen zur Festlegung der Beendigung des Bearbeitungsprozesses ausreichenden Materialkontrast liefert, wie im Weiteren unter Bezugnahme auf 3a-3b erläutert wird:
    • 3a zeigt hierzu die Ergebnisse einer Simulation des Rückstreukoeffizienten in Abhängigkeit von der Ordnungszahl des jeweiligen Targetmaterials (d.h. von der Ordnungszahl des während der Bearbeitung vom Ionenstrahl getroffenen Materials), und zwar sowohl für Lithium-Ionen mit einer Energie von 1keV als auch für Lithium-Ionen mit einer Energie von 5keV. 3b zeigt ein entsprechendes Diagramm, in welchem der Rückstreukoeffizient für ausgewählte Targetmaterialien (Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Kupfer (Cu) und Gold (Au)) in Abhängigkeit von der Ionenenergie aufgetragen ist.
  • Wie aus 3a und 3b ersichtlich ist, nimmt zum einen der Rückstreukoeffizient bei Verringerung der Ionenenergie von einem Wert von 5keV bis auf einen Wert von 1keV zu und besitzt zum anderen bei beiden Ionenenergien in vorteilhafter Weise für die auf dem Materialkontrast basierende Beendigung des Bearbeitungsprozesses eine deutliche Abhängigkeit vom jeweiligen Targetmaterial. Somit wird erfindungsgemäß auch ein für die Festlegung der Beendigung des Bearbeitungs- bzw. Reparaturprozesses hinreichender Materialkontrast während der Bearbeitung und damit eine präzise Steuerbarkeit des Bearbeitungsprozesses bereitgestellt.
  • 5 zeigt ein zu 3a analoges Diagramm für den Fall, dass ein Elektronenstrahl anstelle des erfindungsgemäß genutzten Ionenstrahls eingesetzt werden würde. Im Unterschied zu dem erfindungsgemäß wie vorstehend anhand von 3a-3b erzielten Effekt zeigt das Diagramm von 5 für den Einsatz eines Elektronenstrahls zum einen eine Abnahme des Rückstreukoeffizienten mit abnehmender Energie des Elektronenstrahls und zum anderen einen vergleichsweise geringen Materialkontrast aufgrund eines bei einer Elektronenenergie von 1keV für Ordnungszahlen von Z≥30 des Targetmaterials weitgehend konstanten Verlaufs des Rückstreukoeffizienten (d.h. eine für die auf dem Materialkontrast basierende Beendigung des Bearbeitungsprozesses nachteilige Unterdrückung der Abhängigkeit des Rückstreukoeffizienten von der Ordnungszahl Z des Targetmaterials) .
  • 4a-4c zeigen lediglich schematische Darstellungen zur Erläuterung des einer Festlegung der Beendigung des Bearbeitungs- bzw. Reparaturprozesses zugrundeliegenden Prinzips. Dabei weist die zu bearbeitende, mikrostrukturierte Komponente gemäß 4a eine Linienstruktur aus Bereichen 410, 420 eines ersten Materials auf einer flächig durchgängigen Schicht 405 eines zweiten Materials auf, wobei die Bereiche 410, 420 gemäß 4a zunächst über einen - bei dem erfindungsgemäßen Bearbeitungs- bzw. Reparaturprozess zu entfernenden Defekt 430 in Form von überschüssigem erstem Material verbunden sind. Die Erfassung der beim Bearbeitungs- bzw. Reparaturprozess rückgestreuten Ionen liefert Messergebnisse, die gemäß 4b als Grauwert abhängig von der gesamten, in die zu bearbeitende und beim Bearbeitungs- bzw. Reparaturprozess typischerweise wiederholt mit dem Ionenstrahl „abgerasterte“ Komponente eingebrachten Dosis aufgetragen werden kann. Im Ergebnis kann aus der Kurve gemäß 4b der erfolgte Abtrag des Defekts ermittelt und damit die Beendigung des Bearbeitungs- bzw. Reparaturprozesses (bei Erreichen des in 4c angedeuteten Zustandes) festgelegt werden.
  • Ein weiterer, erfindungsgemäß erzielter Vorteil wird durch Vergleich der schematischen Darstellung von 1 mit den Darstellungen aus 6a und 6b veranschaulicht (wobei in 6a-6b im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „500“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind):
    • Die präzise Bearbeitung bzw. Reparatur einer mikrostrukturierten Komponente insbesondere mit Strukturgrößen im Bereich von 10nm oder weniger erfolgt erfindungsgemäß durch Sicherstellung einer hinreichenden Auflösung sowohl in lateraler Richtung (d.h. in einer innerhalb einer zur bearbeiteten Oberfläche der Komponente parallelen Ebene verlaufenden Richtung) als auch in vertikaler Richtung (d.h.
    • in senkrecht zur bearbeiteten Oberfläche der Komponente verlaufender Richtung).
  • Wird gemäß 6a die Ionenenergie des zur Bearbeitung eingesetzten Ionenstrahls 630 zu niedrig gewählt, ist die erzielbare laterale Auflösung zu gering mit der Folge, dass ein Materialabtrag nicht nur hinsichtlich des eigentlichen Defekts 660, sondern auch hinsichtlich benachbarter (Nutz-) Strukturen stattfindet. Eine übermäßige Erhöhung der Ionenenergie mit dem Ziel der Steigerung der lateralen Auflösung führt jedoch - wie in 6b für einen entsprechenden Ionenstrahl 635 veranschaulicht - infolge der ansteigenden Eindringtiefe in das Material der zu bearbeitenden Komponente 600 zu einem signifikanten Energieeintrag über den Defekt 661 hinaus auch in tiefergelegene Schichten der mikrostrukturierten Komponente 600 (z.B. gemäß 6b in Schichten des Reflexionsschichtsystems 610) und damit zu einer unerwünschten Modifikation der Komponente 600 und Beeinträchtigung ihrer optischen Eigenschaften.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung eines Ionenstrahls 135 bzw. 235 mit einer Ionenenergie von maximal 5keV, insbesondere im Bereich von 1keV-2keV, ermöglicht hingegen wie in 1 und 2 angedeutet die Erzielung hinreichender Auflösungen sowohl in lateraler wie auch in vertikaler Richtung.
  • Zur Erzielung der für die hohe laterale Auflösung benötigten Fokussierung des Ionenstrahls 135, 235 kann als Ionenstrahlquelle 130, 230 insbesondere eine sogenannte Niedrigtemperatur-Ionenquelle (LoTIS = „low temperature ion source“) eingesetzt werden, womit eine im Vergleich zu herkömmlichen FIB-Technologien (FIB = „focused ion beam“ = fokussierter Ionenstrahl) reduzierte Transversalgeschwindigkeitsverteilung und eine nahezu perfekte Strahlkollimierung bereits vor der eigentlichen Fokussierung erreicht werden kann.
  • Bei der Niedrigtemperatur-Ionenquelle, wie z.B. in der Publikation K. A. Twedt et al.: ,,Scanning Ion Microscopy with Low Energy Lithium Ions‟, Ultramicroscopy Vol. 142, 24-31 (2014))beschrieben, werden neutrale Lithium-Atome in einer magneto-optischen Falle auf ca. 600µK lasergekühlt. Dies entspricht bei Lithium-7 (7Li)-Atomen einer Geschwindigkeit von weniger als 1 ms-1 und definiert im Weiteren die minimale laterale Geschwindigkeitsbreite. Mit Hilfe eines weiteren Lasers können die Lithium-Atome in einem moderaten elektrischen Feld photoionisiert und in einem Beschleunigungsrohr auf die gewünschte Energie beschleunigt werden. Bei Lithium-7 (7Li)-Atomen entspricht eine Energie von 2keV einer longitudinalen Geschwindigkeit von etwa 2*105 ms-1. Die vorstehend beschriebene Technologie ermöglicht es somit, einen parallelen bzw. kollimierten Ionenstrahl mit scharfer Energieverteilung (100meV) zu realisieren, der dann in einem weiteren Schritt eine Fokussierung zu einer geringen Spotgröße, auch bei kleinen Energien, erlaubt. Zum Vergleich sind typische Energiebreiten bei Elektronenmikroskopen je nach Emittertyp bei minimal 500meV limitiert.
  • 7 zeigt eine lediglich schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Dabei kann eine erfindungsgemäß bearbeitete Maske in der Projektionsbelichtungsanlage von 7 eingesetzt werden, oder es kann ein mit der Projektionsbelichtungsanlage von 7 strukturierter Wafer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet werden.
  • Gemäß 7 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 700 einen Feldfacettenspiegel 703 und einen Pupillenfacettenspiegel 704 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 703 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 701 und einen Kollektorspiegel 702 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 704 sind ein erster Teleskopspiegel 705 und ein zweiter Teleskopspiegel 706 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 707 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 751-756 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 721 auf einem Maskentisch 720 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 761 auf einem Wafertisch 760 befindet.
  • Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
  • 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.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
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    • K. A. Twedt et al.: ,,Scanning Ion Microscopy with Low Energy Lithium Ions‟, Ultramicroscopy Vol. 142, 24-31 (2014)) [0046]

Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, mit: • einer Ionenstrahlquelle (130, 230) zur wenigstens bereichsweisen Beaufschlagung der Komponente (100, 200) mit einem Ionenstrahl (135, 235), wobei eine Ionenenergie dieses Ionenstrahls maximal 5keV beträgt; und • einem Detektor (150, 250) zur Erfassung von an der Komponente (100, 200) rückgestreuten Teilchen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor zur Erfassung von an der Komponente rückgestreuten elektrisch geladenen Teilchen, insbesondere Ionen oder Elektronen, ausgelegt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ionenenergie dieses Ionenstrahls (135, 235) maximal 3keV, insbesondere maximal 2keV, beträgt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ionenenergie dieses Ionenstrahls (135, 235) einen Wert im Bereich von (0.1-5)keV, insbesondere im Bereich von (0.5-3)keV, weiter insbesondere im Bereich von (1-2)keV, besitzt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Festlegung einer Beendigung der Bearbeitung in Abhängigkeit von einem von dem Detektor (150, 250) gelieferten Detektorsignal ausgestaltet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionenstrahl (135, 235) Ionen aus der Gruppe aufweist, welche Wasserstoff (H)-Ionen, Lithium (Li)-Ionen, Natrium (Na)-Ionen, Kalium (K)-Ionen, Rubidium (Rb)-Ionen, Cäsium (Cs)-Ionen, Stickstoff (N)-Ionen, Helium (He)-Ionen, Neon (Ne)-Ionen, Argon (Ar)-Ionen, Krypton (Kr)-Ionen und Xenon (Xe)-Ionen enthält.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionenstrahl (135, 235) einen Fokusdurchmesser von weniger als 10nm, insbesondere weniger als 5nm, weiter insbesondere weniger als 2nm, besitzt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Gaszufuhr (140, 240) zur zusätzlichen Beaufschlagung der Komponente (100, 200) mit einem Prozessgas aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mikrostrukturierten Komponente (100, 200) vorhandene Strukturen eine Strukturgröße von weniger als 10nm aufweisen.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeiten der mikrostrukturierten Komponente einen Abtrag von zwischen auf der mikrostrukturierten Komponente (100, 200) vorhandenen Strukturen befindlichem Material umfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (100) eine Maske für die Mikrolithographie ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (200) ein mikrolithographisch strukturierter Wafer ist.
  13. Verfahren zum Bearbeiten einer mikrostrukturierten Komponente, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Beaufschlagen der Komponente (100, 200) mit einem Ionenstrahl (135, 235), wobei eine Ionenenergie dieses Ionenstrahls maximal 5keV beträgt; und - Erfassen von an der Komponente (100, 200) rückgestreuten Teilchen unter Verwendung eines Detektors (150, 250).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen elektrisch geladene Teilchen, insbesondere Ionen oder Elektronen, sind.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiter den Schritt aufweist: - Festlegen einer Beendigung der Bearbeitung in Abhängigkeit von einem von dem Detektor (150, 250) gelieferten Detektorsignal.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieses unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt wird.
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