DE2832151C2

DE2832151C2 - Verfahren zum Prüfen eines Musters aus einem elektrisch leitfähigen Film

Info

Publication number: DE2832151C2
Application number: DE2832151A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Kokubunji Tokyo Migitaka; Koichiro Kodaira Tokyo Mizukami
Original assignee: VLSI Technology Research Association
Current assignee: VLSI Technology Research Association
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1982-05-06
Also published as: JPS5423473A; DE2832151A1; US4256778A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines auf einem Substrat aufgebrachten Musters aus einem elektrisch leitfähigen Film mittels eines Elektronenstrahls. Ein solches Verfahren läßt sich dazu verwenden, die Genauigkeit einer Fotomaske bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen zu ermitteln.

Aus der US-Patentschrift 3! 62 767 ist ein Verfahren der eingangs genannten Gattung bekannt, bei dem mit einem defokussieren Elektronenstrahl das Substrat in Fluoreszenz versetzt wird, wodurch sich das nicht-fluoreszierende Muster abhebt. Abgesehen davon, daß das bekannte Prüfungsverfah.er, auf solche Substratmaterialien beschränkt ist, die sich zu; Fluoreszenz anregen lassen, besteht die weitere Schwierigkeit, daß die eigentliche Prüfung durch Betrachtung des fluoreszierenden Bereichs erfolgt Während zwar bei entsprechender Vergrößerung hinreichend große Fehler erkennbar sein mögen, eignet sich das bekannte Verfahren nicht dazu, Abweichungen einer Fotomaske von einem vorgegebenen Muster genau zu lokalisieren, wie es beispielsweise für eine anschließende Korrekturoder Retuschierbehandlung der Maske erforderlich ist Bei Anwendung des bekannten Verfahrens zum Prüfen und anschließenden Retuschieren einer Fotomaske wäre es außerordentlich schwierig, den beim Retuschieren verwendeten ätzenden Strahl auf genau diejenige Stelle zu richten, an der beim Prüfungsvorgang Ungenauigkeiten der Maske festgestellt worden sind.

Aus der deutschen Patentschrift 22 63 856 ist ein Verfahren zum Prüfen und Korrigieren defekter Fotomasken bekannt, bei dem die Maske mit Licht bestrahlt wird. Beschränkungen hinsichtlich des Materials bestehen bei diesem Verfahren praktisch nicht, weil Substrat und Maske regelmäßig das auftreffende Licht unterschiedlich reflektieren. Dagegen sind der Genauigkeit der Prüfung dadurch Grenzen gesetzt, daß sich der verwendete Lichtstrahl nur bis zu einem bestimmten Grad bündeln und richten läßt Außerdem besteht auch hier wieder die Schwierigkeit, den bei einem anschließenden Retuschiervorgang eingesetzten ätzenden Strahl auf genau die gleiche Stelle zu richten wie den bei der vorherigen Prüfung verwendeten Lichtstrahl.

Verwendet man zum Prüfen einen Elektronenstrahl in üblicher Weise derart, daß er punktuell über das zu prüfende Muster getastet wird, wobei die von dem Muster reflektierten Elektronen oder von dem Muster emittierten Sekundärelektronen von einem Detektor erfaßt werden, so ergeben sich Schwierigkeiten aufgrund der Aufladung der Fotomaske durch die Elektronen. Zur Erläuterung dieser Schwierigkeiten wird auf F i g. 1 der Zeichnungen Bezug genommen. In der dort gezeigten Schnittansicht ist mit 1 ein Substrat bezeichnet, das aus isolierendem Material, beispielsweise Glas, besteht, auf dessen Oberfläche Teile 3,3' einer elektrisch leitfähigen Fotomaske aufgebracht sind. Trifft nun ein Elektronenstrahl auf die leitfähigen Teile 3, 3' des Musters, so laden sich diese negativ auf. Diese Aufladung bewirkt eine Ablenkung des Elektronenstrahls insbesondere in den Randbereichen der einzelnen Musterteile. Die Ablenkung führt zu Verzerrungen

ts bei der Prüfung der Maske.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich die Genauigkeit beim Prüfen eines auf einem Substrat angeordneten leitenden Musters erhöhen läßt

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den Kennzeichenteilen der Patentansprüche · 1 und 2 angegeben. Danach werden bei der Bestrahlung des Musters mit einem Elektronenstrahl die leitfähigen Teile des Films leitend miteinander verbunden und auf einem vorgegebenen Potential gehalten. Gemäß Patentanspruch 1 erfolgt die leitende Verbindung der Filmteile über ran aus einer leitenden Substanz bestehenden Oberflächenteil des Substrats selbst, während gemäß Anspruch 2 die Verbindng über eine das Substrat samt dem Muster über ziehende leitende Substanz erfolgt In beiden Fällen werden die auf die Maske gelangenden Elektronen abgeführt, so daß sich die Filmteile nicht aufladen und den Elektronenstrahl nicht ablenken können. Die Verwendung eines Elektro nenstrahls bei den erfindungsgemäßen Verfahren erbringt grundsätzlich den Vorteil, daß sich der Elektronenstrahl äußerst fein bündeln läßt und außerdem bei einer etwa anschließenden Retuschierbehandlung der Elektronenstrahl mit df τ gleichen Apparatur und bei gleicher Einstellung erzeugt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der übrigen Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt Fi g. 2a und 2b Schnittdarstellungen zur Veranschau lichung eines Verfahrens zum Prüfen eines auf einem Substrat angeordneten Musters;

Fig.3a bis 3c eine Variante der Anordnung nach Fig. 2a und b; und F i g. 4 und 5 weitere Ausführungsformen.

Die in Fig.2a und 2b gezeigte Fotomaske hat einen Aufbau, bei welchem eine transparente dünne Schicht 2, die elektrisch leitend ist, auf der Oberfläche einer transparenten Glasplatte 1 abgeschieden ist. Auf der transparenten dünnen Schicht 2 ist ein Muster aus dünnen Filmteilen 3 und 3' aus einem lichtundurchlässigen Material angeordnet, das aus Chrom besteht. Die mit diesem Aufbau hergestellte Fotomaske wird auf ihrer Oberfläche mit einem Elektronenstrahl 7 bestrahlt, um das Maskenmuster zu prüfen. Elektronen, die dabei zu der Maskenoberfläche gelangen, fließen durch die leitende Schicht 2 ab. Während der Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl 7 wird die leitende Schicht 2, die mit den Filmteilen 3 und 3' verbunden ist, auf einem vorgegebenen Potential, beispielsweise auf Erdpoten tial, gehalten, wodurch eine Aufladung der Maskenober fläche verhindert wird, ohne daß die Lichtdurchlässigkeit des Fotomaskensubstrats gestört wird, so daß eine genaue Prüfung auch eines äußerst feinen Musters

möglich ist.

Beispiele für das Material der transparenten leitenden dünnen Schicht 2 sind Metalloxide wie TiO₂, In₂O₃, SnO₂, CdO, CdO-SnO₂ und Nesaglas, Wird ein solches Material auf der Glasoberfläche in Form einer dünnen Schicht, beispielsweise durch Aufsprühen, abgeschieden, so erhält man den in Fig.2a und 2b gezeigten Aufbau, mit dem ein Verhindern des Aufladens möglich ist. Günstig ist es an sich, wenn der Widerstand der Schicht 2 niedrig ist. Um jedoch die Prüfung der Fotomaske ι ο durch die Elektronenbestrahlung exakter ausführen zu können, wird die Schicht 2 hinsichtlich Stärke, Kontrast, Reflexionsfaktor usw. so ausgebildet, daß sie einen Schichtwiderstand von etwa 1 ΜΩ/G oder weniger hat.

Der Bereich, in welchem die Schicht 2 gebildet wird, soll sich ganz über wenigstens den Bereich erstrecken, der von dem Elektronenstrahl abgetastet wird. Um den elektrischen Kontakt mit einem Außenteil zu erleichtern, wird die Schicht 2 zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie eine vorgegebene Stelle außer dem genannten Bereich abdeckt, wie dies in den F i g. 3a bis 3c gezeigt ist In Fig.3a ist die Schicht 2 aus der transparenten leitenden Substanz, beispielsweise Nesaglas auf allen Flächen einer Glasplatte 1 so angerodnet, daß sie sich von der Vorderseite über die Seitenflächen zur Rückseite erstreckt Dadurch kann die Fotomaske auf einfache Weise von der Rückseite aus, welche nicht mit einem Maskenmuster versehen ist, mit Erde verbunden werden.

In Fig.3b ist die leitende transparente Schicht 2 so angeordnet daß sie sich fortlaufend von der Oberseite zu den Seitenflächen der Glasplatte 1 erstreckt, in F i g. 3c verläuft die Schicht 2 von der Oberseite zu den Seitenflächen der Glasplatte 1 und erstreckt sich über Teile der Unterseite.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist das aus den Filmteilen 3 bestehende lichtundurchlässige Maskenmuster auf der leitenden transparenten dünnen Schicht 2 ausgebildet Erforderlichenfalls kann das Maskenmuster direkt auf einer Glasplatte 1 ausgebildet und eine leitende transparente dünne Schicht 2 darauf angeordnet werden, wie dies in Fig.4 gezeigt ist. Hinsichtlich des Retuschierens der Fotomaske und der Verwendung der fertigen Fotomaske werden jedoch die vorher beschriebenen Ausführungsformen bevorzugt, da ihr Ebenheitsgrad besser ist, wodurch ein stärkerer Kontrast zwischen dem reflektierten Licht des Elektronenstrahls erreicht wird, wenn die Fotomaske mit dem Elektronenstrahl betrachtet wird.

Wenn Fehler des Maskenmusters durch das Bestrahlen der Fotomaske in der beschriebenen Weise mit dem Elektronenstrahl ermittelt werden, müssen die Fehler korrigiert oder retuschiert werden. Bei den Fotomasken, bei welchen das Maskenmuster aus den lichtundurchlässigen Filmteilen 3 auf der Außenfläche der transparenten Schicht 2 ausgebildet ist, wie dies in den Fig.2b und 3a bis 3c gezeigt ist, kann das teilweise Retuschieren nur des Maskenmusters in dem Zustand ausgeführt werden, in welchem die transparente Schicht 2 erhalten bleibt Das Retuschieren des Maskenmustern kann durch eine der nachstehenden Methoden erreicht werden:

1. Auf das Maskenmuster wird ein Fotoresistmaterial aufgebracht Das Fotoresistmaterial wird teilweise einer Punktbelichtung ausgesetzt um die Oberfläche des fehlerhaften Teils des Maskenmusters zu belichten. Danach wird der fehlerhafte Teil geätzt und mit einem Ätzmittel entfernt

2. Durch Bestrahlen des fehlerhaften Teils des Maskenmusters mit einem Laserstrahl oder mit einem Elektronenstrahl wird der Film aus Chrom oder einer sonstigen lichtundurchlässigen Substanz entsprechend dem fehlerhiken Teil verflüchtigt bzw. verdampft oder zur Umwandlung in eine transparente Substanz oxydiert

Insbesondere beim Retuschieren des Maskenmusters, bei welchem das fehlerhafte Teil wie beim Prüfen mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, muß die Aufladung wenigstens der Maskenoberfläche vermieden werden, damit die unter Bestrahlung vorher festgelegte Stelle mit dem Elektronenstrahl genau eingehalten werden kann. Aus diesem Grund ist es günstig, wenn das Maskenmuster auf der leitenden transparenten Schicht 2, wie dies in den F i g. 2b und 3a bis 3c gezeigt ist, ausgebildet ist, wobei die Schicht 2 wie bei der Prüfung der Maske belassen wird. Während die Schicht 2 wieder auf einem vorgegebenen Potential gehalten wird, wird das fehlerhafte Teil mit dem Elektronenstrahl bestrahlt, um die Maske zu retuschieren.

Anstelle der Verwendung eines Maskensubstrats, das aus einer isolierenden Glasplatte 1 und einer transparenten Schicht 2 besteht, kann auch, wie in F i g. 5 gezeigt, ein Substrat 8 aus einer transparenten und leitenden Substanz verwendet werden, wobei das Maskenmuster bildenden, beispielsweise aus Chrom bestehenden Filmteile 3, direkt auf der Hauptfiäche bzw. der größeren Oberfläche des Substrats 8 ausgebildet werden. In jedem Fall werden Reflexion, Absorption usw. des Lichts an der Zwischenfläche zwischen dem Glas und dem leitenden Film vermieden, was bei der tatsächlichen Verwendung der Fotomaske günstig ist. Ein weiterer damit erreichter Effekt besteht darin, daß der Arbeitswirkungsgrad beim Retuschieren der Maske verbessert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Prüfen eines auf einem Substrat aufgebrachten Musters aus einem elektrisch leitfähigen Film mittels eines Elektronenstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß während der Abtastung mit dem Elektronenstrahl mindestens der den Film tragende, aus einer leitenden Substanz bestehende Oberflächenteil des Substrats auf einem vorgegebenen Potential gehalten wird.

2. Verfahren zum Prüfen eines auf einem Substrat aufgebrachten Musters aus einem elektrisch leitfähigen Film mittels eines Elektronenstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat samt dem Muster mit einer leitenden Substanz überzogen wird, und daß während der Abtastung mit dem Elektronenstrahl die leitende Substanz auf einem vorgegebenen Potential gehalten wird.