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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Defektmaterial
in einem transmittierenden Bereich einer Lithographiemaske, welche
transmittierendes Trägermaterial
und Absorbermaterial aufweist.
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Zur
Herstellung hochintegrierter elektrischer Schaltkreise mit geringen
Strukturdimensionen auf einer Halbleitersubstratscheibe werden in
der Regel photolithographische Strukturierungsverfahren eingesetzt.
Hierbei wird eine strahlungsempfindliche Photolackschicht auf eine
zu strukturierende Oberfläche
der Substratscheibe aufgebracht und mithilfe von elektromagnetischer
Strahlung durch eine Lithographiemaske belichtet. Bei dem Belichtungsvorgang werden
Maskenstrukturen, welche durch aneinander grenzende transmittierende
und absorbierende Bereiche der Lithographiemaske vorgegeben sind,
mithilfe eines Linsensystems auf die Photolackschicht abgebildet
und mittels eines nachfolgenden Entwicklungsprozesses in die Photolackschicht übertragen. Die
auf diese Weise strukturierte Photolackschicht kann direkt als Maske
in einem Ätzprozess
oder einer Implantationsdotierung zur Herstellung von elektronischen
Schaltkreisstrukturen in der Oberfläche der Substratscheibe eingesetzt
werden.
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Hauptzielsetzung
der Halbleiterindustrie ist die stetige Leistungssteigerung durch
immer schnellere Schaltkreise, welche verknüpft ist mit einer Miniaturisierung
der elektronischen Strukturen. Zur Herstellung kleinerer Strukturen
besteht vor allem die Möglichkeit,
zu kürzeren
Wellenlängen
der eingesetzten Belichtungsstrahlung überzugehen. Aus wirtschaftlichen
Gründen
wird jedoch gleichzeitig angestrebt, die jeweils verwendete Lithographietechnik möglichst
lange zu nutzen, bevor zur Erzielung weiterer Strukturverkleinerungen zur
nächstkürzeren Belichtungswellenlänge übergegangen
wird. Um bei gleichbleibender Belichtungswellenlänge die Auflösungsgrenze
zur Herstellung kleinerer Strukturen zu erhöhen werden in der Photo- bzw.
Mikrolithographie deshalb zunehmend sogenannte „resolution enhancement techniques" (RET) eingesetzt.
Hierunter fällt insbesondere
der Einsatz sogenannter Phasenschiebermasken („phase shifting mask", PSM), welche auch
als Phasenmasken bezeichnet werden.
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Gegenüber Standardchrommasken
bzw. binären
Masken, bei welchen die abzubildenden Strukturen mittels einer auf
einem transmittierenden Träger
angeordneten strukturierten absorbierenden Chromschicht wiedergegeben
werden, unterscheiden sich Phasenmasken dadurch, dass sie zwei Arten
von transmittierenden Bereichen aufweisen, zwischen denen eine Phasendifferenz
von 180° besteht. Hierdurch
resultiert ein scharfer hell-dunkel Übergang der durch eine Phasenmaske
transmittierten Belichtungsstrahlung an den Kanten der Maskenstrukturen,
was zu einem verbesserten Auflösungsvermögen führt.
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Ein
bedeutender Phasenmaskentyp sind die sogenannten alternierenden
Phasenmasken („alternating
phase shifting mask",
AltPSM), welche abwechselnd transmittierende Bereiche mit einer
Phase von 0° und
einer Phase bzw. Phasenverschiebung von 180° aufweisen, zwischen denen jeweils
mit Absorbermaterial versehene absorbierende Bereiche angeordnet
sind. Die transmittierenden Bereiche mit einer Phasenverschiebung
von 180°,
im Folgenden als Phasenverschiebungsbereiche bezeichnet, sind dabei
in der Regel in das transmittierende Trägermaterial der Phasenmasken
eingeätzt,
wodurch ein Laufzeitunterschied der eingesetzten Belichtungsstrahlung
und damit die gewünschte
Phasenverschiebung von 180° erzielt
wird.
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Ein
Hauptproblem bei alternierenden Phasenmasken sind übrig gebliebene
Reste von transmittierendem Trägermaterial
in den Phasenverschiebungsbereichen, welche zur Erzielung der Phasenverschiebung
von 180° eigentlich
vollständig
freigeätzt sein
sollten. Ursache dieser im Folgenden als Defektmaterial bezeichneten
Reste sind vor allem überschüssige Reste
des Absorbermaterials oder auch Partikel, die vor der Ätzung des
transmittierenden Trägermaterials über den
jeweiligen herzustellenden Phasenverschiebungsbereichen liegen.
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Häufig rufen
derartige Defekte, welche in oder an den Phasenverschiebungsbereichen
liegen, eine Phase der Belichtungsstrahlung von 0° hervor. Infolgedessen
wird die Belichtungsstrahlung an den Kanten der Defekte aufgrund
von destruktiver Interferenz ausgelöscht, wodurch die Defekte dunkel
wirken und daher selbst bei kleinen lateralen Dimensionen schädlich sind.
Insbesondere in eng begrenzten bzw. schmalen Phasenverschiebungsbereichen,
welche beispielsweise als Linien bzw. Gräben oder Kontaktlöcher ausgebildet
sind, sowie in sogenannten „180°- Phasenassists", sind die Defekte
besonders kritisch. Ebenfalls kritisch sind transparente oder auch
teil- oder intransparente Defekte mit gekrümmter Oberfläche in Gräben der
Maske.
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Zur
Vermeidung solcher Defekte werden die absorbierenden Bereiche der
Phasenmasken vor dem Ätzen
des transmittierenden Trägermaterials
in der Regel im Hinblick auf überschüssige Absorberreste
inspiziert und diese gegebenenfalls mit einem fokussierten Ionenstrahl
repariert. Nachteilig ist jedoch, dass Reste des Absorbermaterials übersehen werden
können
und darüber
hinaus zwischen der Inspektion und der Ätzung des Trägermaterials
Partikel auf herzustellende Phasenverschiebungsbereiche einer Phasenmaske
gelangen können,
durch welche die Defekte gebildet werden.
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Des
weiteren ist es bekannt, hergestellte Phasenverschiebungsbereiche
von alternierenden Phasenmasken mithilfe eines Rasterkraftmikroskops („atomic
force microscope",
AFM) zu vermessen und störendes
Defektmaterial mithilfe der Messspitze des Rasterkraftmikroskops
abzuhobeln, d.h., schichtweise abzutragen. Das abgehobelte Defektmaterial
wird anschließend in
einem Reinigungsprozess entfernt. Diese auch als „nanomachining" bezeichnete und beispielsweise
in M. Verbeek et al., „High
precision mask repair using nanomachining", Seiten 1 bis 8, EMC 2002 sowie in
Y. Morikawa et al., „Alternating-PSM
repair by nanomachining",
Seiten 18 bis 20, Microlithography World, November 2003 beschriebene
Vorgehensweise kann jedoch nur dann effektiv angewendet werden,
wenn an beiden Seiten der Hobelrichtung genügend Verfahrweg existiert.
Das Verfahren lässt
sich daher nicht dazu einsetzen, um Defekte in Phasenverschiebungsbereichen
mit eingeschränkten
lateralen Platzverhältnissen
wie beispielsweise in Kontaktlöchern
und an Grabenenden zu beseitigen.
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Alternativ
ist die Möglichkeit
gegeben, Defektmaterial in Quarzgräben mithilfe eines fokussierten
Ionenstrahls zu entfernen. Von Nachteil ist jedoch eine ungenügende Ortsauflösung dieses
Verfahrens, welche sich insbesondere bei kleinen Löchern bemerkbar
macht. Darüber
hinaus wird der Transmissionsgrad eines auf diese Weise reparierten
Phasenverschiebungsbereichs durch implantierte Ionen des eingesetzten
Ionenstrahls reduziert. Ferner kann der Einsatz eines fokussierten
Ionenstrahls eine störende
Oberflächenrauhigkeit
des Bodens sowie der Kanten des bearbeiteten Phasenverschiebungsbereichs
zur Folge haben.
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Ein
Verfahren zum Entfernen von Defektmaterial in einem transmittierenden
Bereich in einer Lithographiemaske mit dem Merkmal des Oberbegriffs des
Anspruchs 1 oder 2 ist aus der JP 3 – 139 647 A bekannt. Ein ähnliches
Verfahren ist in der JP 7 – 191 450
A beschrieben. Die
EP
0 961 168 A1 beschreibt die Verwendung eines fokussierten
Ionenstrahls zur Abtragung von Defektmaterial. Aus der
US 6 016 357 A ist ein Verfahren
bekannt, bei dem absorbierendes Material zum Vergrößern des
transmittierenden Bereichs der Lithographiemaske aufgebracht wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes
Verfahren zum Entfernen von Defektmaterial in einem transmittierenden Bereich
einer Lithographiemaske sowie eine defektfreie Lithographiemaske
bereit zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zum Entfernen von Defektmaterial in einem transmittierenden
Bereich einer Lithographiemaske vorgeschlagen, welche transmittierendes
Trägermaterial
und Absorbermaterial aufweist. Hierbei werden in einem ersten Verfahrensschritt
Defektmaterial und an sich intaktes Absorbermaterial in einem Bearbeitungsbereich
abgetragen und in einem zweiten Verfahrensschritt ein absorbierendes
Material in einem Außenbereich
aufgebracht, wobei der Außenbereich
von dem Teilbereich des Bearbeitungsbereichs abhängt, der zuvor mit Absorbermaterial
bedeckt war. Damit wird der Defekt beseitigt und die gewünschte Absorptionsgeometrie
wieder hergestellt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
basiert darauf, zunächst
in einem Bearbeitungsbereich sowohl Defektmaterial als auch Absorbermaterial
und gegebenenfalls unterhalb des Absorbermaterials angeordnetes
transmittierendes Trägermaterial
zu entfernen und anschließend
absorbierendes Material in einem Außenbereich aufzubringen, um
erneut einen vorgegebenen transmittierenden Bereich gewünschter
Phasenverschiebung auf der Lithographiemaske auszubilden. Auf diese
Weise bietet das erfindungsgemäße Verfahren
die Möglichkeit,
einen Defekt in einem transmittierenden Bereich selbst bei eingeschränkten Platzverhältnissen,
wie sie beispielsweise in Löchern
bzw. an Grabenenden vorliegen, zuverlässig zu entfernen. Das Verfahren
kann insbesondere zum Beseitigen von Defekten in Phasenverschiebungsbereichen
von alternierenden Phasenmasken eingesetzt werden, lässt sich
aber auch zur Defektentfernung auf andere Lithographiemasken wie
beispielsweise binäre
Masken anwenden.
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Dabei
wird in dem ersten Verfahrensschritt zum Abtragen von Defektmaterial
und Absorbermaterial sowie gegebenenfalls von transmittierendem Trägermaterial
ein fokussierter Ionenstrahl eingesetzt. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine
einfache und schnelle Beseitigung eines Defekts in einem transmittierenden
Bereich einer Lithographiemaske. Die betreffenden Materialien werden
hierbei vorzugsweise bis zu einer bzw. bis unterhalb einer Ebene
abgetragen, welche durch den Boden des transmittierenden Bereichs
vorgegeben wird.
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In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird in dem ersten Verfahrensschritt zunächst mithilfe eines fokussierten
Ionenstrahls ein Hilfsloch angrenzend an den oder in der Nähe des transmittierenden
Bereichs ausgebildet und nachfolgend mithilfe eines Mikrohobels
Defektmaterial oder Defektmaterial und Absorbermaterial sowie gegebenenfalls transmittierendes
Trägermaterial
entfernt. Durch die Ausbildung eines Hilfslochs wird ein ausreichender Verfahrweg
für den
eingesetzten Mikrohobel geschaffen, bei dem es sich beispielsweise
um die Messspitze eines Rasterkraftmikroskops handelt. Infolgedessen
ist diese Ausführungsform
des Verfahrens insbesondere zum Entfernen von Defektmaterial in
einem transmittierenden Bereich einer Lithographiemaske mit engen
Platzverhältnissen,
beispielsweise an einem Grabenende eines als Graben vorliegenden
transmittierenden Bereichs, geeignet. Aufgrund des Einsatzes eines
Mikrohobels weist ein auf diese Weise reparierter transmittierender
Bereich einen Boden und Seitenflächen
mit einer ebenen und glatten Oberfläche sowie gerade Kanten auf.
Bei der Ausbildung des Hilfslochs werden die betreffenden Maskenmaterialien
entsprechend der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vorzugsweise bis
zu bzw. bis unterhalb einer Ebene abgetragen, welche durch den Boden
des transmittierenden Bereichs vorgegeben ist.
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Gemäß einer
alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden in dem ersten Verfahrensschritt zunächst mithilfe eines fokussierten
Ionenstrahls zwei Hilfslöcher
angrenzend an und/oder in der Nähe
von gegenüber
liegende(n) Seiten des transmittierenden Bereichs ausgebildet. Nachfolgend wird
mithilfe eines Mikrohobels Defektmaterial oder Defektmaterial und
Absorbermaterial sowie gegebenenfalls transmittierendes Trägermaterial
entfernt. Auch diese Ausführungsform
kann vorteilhaft zum Entfernen eines Defekts in einem transmittierenden Bereich
mit eingeschränkten
Platzverhältnissen
eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in einem engen Loch vorliegen,
da mittels der zwei Hilfslöcher ein
ausreichender Verfahrweg für
den Mikrohobel geschaffen wird.
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Des
weiteren ist es bevorzugt, die Lithographiemaske nach Entfernen
des Defektmaterials oder des Defektmaterials und des Absorbermaterials
sowie gegebenenfalls des transmittierenden Trägermaterials mithilfe des Mikrohobels
einem zusätzlichen Reinigungsprozess
zu unterziehen. Auf diese Weise wird das bzw. werden die durch den
Mikrohobel abgetragenen Materialien vollständig von der Lithographiemaske
entfernt.
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Sofern
zur Materialentfernung ein fokussierter Ionenstrahl eingesetzt wird,
kann es vorkommen, dass Ionen des Ionenstrahls in dem transmittierenden
Bereich der Lithographiemaske implantiert werden, was eine Erniedrigung
des Transmissionsgrads des reparierten transmittierenden Bereichs
zur Folge hat. Um diesen Effekt zu kompensieren, wird in dem zweiten
Verfahrensschritt das absorbierende Material derart in dem Außenbereich
bzw. in dem/den Hilfslöchern
aufgebracht, dass ein gegenüber
dem ursprünglichen
transmittierenden Bereich vergrößerter transmittierender
Bereich der Lithographiemaske ausgebildet wird. Um die Transmissionsreduktion kompensieren
zu können,
wird der wegzuätzende Bereich
ggfs. von vornherein etwas größer gewählt als
allein zur Entfernung des vorliegenden Defekts nötig wäre. Nach der oben beschriebenen
Aufbringung des Absorbermaterials sind dann sowohl das Defektmateri al
entfernt als auch die in der Abbildung optisch wirksame lokale Transmission
nahe am Idealzustand.
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Andererseits
besteht die Möglichkeit,
dass ein an einer Kante reparierter transmittierender Bereich einer
Lithographiemaske gegenüber
einem defektfreien idealen transmittierenden Bereich eine erhöhte Transmission
von Belichtungsstrahlung zeigt. Ursache dieses Effekts ist eine
reduzierte Streuung der Belichtungsstrahlung an der Kante aufgrund
einer nach der Defektbeseitigung vorliegenden von einer idealen
Kantenstruktur abweichenden Kantenstruktur. In einem solchen Fall
ist es bevorzugt, in dem zweiten Verfahrensschritt das absorbierende Material
derart in dem Außenbereich
aufzubringen, dass ein gegenüber
dem ursprünglichen
transmittierenden Bereich verkleinerter transmittierender Bereich
der Lithographiemaske ausgebildet wird, um diesen Effekt auszugleichen.
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Im
Hinblick auf die beiden letztgenannten gegensätzlichen Ausführungsformen
des Verfahrens ist es gegebenenfalls vorzuziehen, vor Durchführen des zweiten
Verfahrensschritts das optische Abbildungsverhalten der Lithographiemaske
zu simulieren. Auf diese Weise kann das absorbierende Material entsprechend
einem gewünschten
optimalen Abbildungsverhalten aufgebracht werden. Um die Parameter
der Simulation zu bestimmen, wird die Maskengeometrie vor und ggfs.
während
der Reparatur mit Verfahren nach dem Stand der Technik vermessen,
also z.B. mit einem optischen Mikroskop (AIMS), Elektronenmikroskop,
Ionenmikroskop oder Rasterkraftmikroskop.
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Erfindungsgemäß wird ferner
eine Lithographiemaske mit einem transmittierenden Bereich vorgeschlagen,
bei welcher Defektmaterial mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. einer der
bevorzugten Ausführungsformen
entfernt ist. Da mithilfe des Verfahrens bzw. der bevorzugten Ausführungsformen
Defekte zuverlässig
und insbesondere auch in transmittierenden Bereichen mit engen Platzverhältnissen
effizient entfernt werden können,
zeichnet sich eine derartige defektfreie Lithographiemaske durch
ein gutes optisches Abbildungsverhalten aus.
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In
der Regel weist eine solche Lithographiemaske einen transmittierenden
Bereich auf, welcher bezüglich
einer Oberfläche
der Lithographiemaske von einem bzw. mehreren Absorbermaterialien
eingefasst wird, wobei das bzw. die Absorbermaterialien in unterschiedlichen
horizontalen Ebenen auf der Lithographiemaske angeordnet sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 bis 4 einen
Ausschnitt eines transmittierenden Phasenverschiebungsbereichs einer
Phasenmaske mit einem Defekt sowie dessen Entfernung gemäß einer
ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
jeweils in der Draufsicht und in einer seitlichen Schnittdarstellung;
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5 bis 8 einen
weiteren transmittierenden Phasenverschiebungsbereich einer Phasenmaske
mit einem Defekt sowie dessen Entfernung gemäß einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
jeweils in der Draufsicht und in einer seitlichen Schnittdarstellung;
und
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9 bis 11 die
Entfernung des Defekts des Phasenverschiebungsbereichs von 5 gemäß einer
dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
jeweils in der Draufsicht und in einer seitlichen Schnittdarstellung.
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1 zeigt
einen Ausschnitt eines transmittierenden Phasenverschiebungsbereichs
einer alternierenden Phasenmaske, im Folgenden als transmittierender
Bereich 1 bezeichnet, in einer schematischen Draufsicht
sowie in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Schnittlinie
für die
Schnittdarstellung verläuft
hierbei wie auch in den folgenden Figuren entlang der Schnittlinie
AA der entsprechenden Draufsicht. Der transmittierende Bereich 1 liegt als
Graben in einer Oberfläche
der Phasenmaske vor und wird, wie anhand der Draufsicht von 1 erkennbar
ist, bezüglich
der Oberfläche
von einem Absorbermaterial 3 wie beispielsweise Chrom eingefasst.
Der transmittierende Bereich 1 weist eine Breite von beispielsweise
400 nm auf.
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Anhand
der seitlichen Schnittdarstellung von 1 ist der
weitere Aufbau der Phasenmaske erkennbar. Die Phasenmaske weist
eine Schicht eines transmittierenden Trägermaterials 5 sowie
eine weitere zwischen dem Absorber 3 und dem Trägermaterial 5 angeordnete
Schicht eines transmittierenden Trägermaterials 4 auf. Üblicherweise
handelt es sich bei den Trägermaterialien 4, 5 um
das gleiche transmittierende Material wie beispielsweise Quarz.
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Im
Rahmen der Herstellung der Phasenmaske wird das nicht von dem Absorbermaterial 3 bedeckte
Trägermaterial 4 bis
zur Oberfläche
des Trägermaterials 5 weggeätzt, um
die oben beschriebene Phasenverschiebung von 180° einer bei einer lithographischen
Belichtung eingesetzten elektromagnetischen Strahlung hervorzurufen.
Der Absorber 3 weist beispielsweise eine Dicke von 80 nm
auf. Die Schicht des transmittierenden Trägermaterials 4 weist
beispielsweise eine Dicke von 170 nm auf, um bei einer Belichtungswellenlänge von
193 nm eine Phasenverschiebung von 180° hervorzurufen.
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1 zeigt
weiter einen Defekt 40 an einem Grabenende des transmittierenden
Bereichs 1, welcher aus einem Rest von nicht weggeätztem Trägermaterial 4 hervorgeht.
Ursache eines derartigen Defekts 40 ist beispielsweise
ein vor der Ätzung
auf dem Trägermaterial 4 angeordneter überschüssiger Rest des
Absorbermaterials 3 bzw. ein Partikel. Dieser Defekt 40 führt beispielsweise
zu einer Phase einer Belichtungsstrahlung von lediglich 0°, wodurch
die Belichtungsstrahlung an der Kante des Defekts 40 aufgrund
von destruktiver Interferenz ausgelöscht wird. Infolgedessen ruft
der Defekt 40 eine störende
Verdunkelung der Kante bzw. des Grabenendes während einer lithographischen
Belichtung hervor. Entsprechende Verdunkelungseffekte können auch
bei von 0° verschiedenen
Phasenverschiebungen aufgrund eines Defekts oder bei Streuung an
dem Defekt auftreten.
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Um
den Defekt bzw. Defektmaterial 40 zu entfernen, wird gemäß einer
ersten Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
wie in 2 dargestellt zunächst in einem Außenbe reich
in der Nähe
des Defekts 40 angrenzend an den transmittierenden Bereich 1 ein
Hilfsloch 6 mithilfe eines fokussierten Ionenstrahls geätzt. Hierbei
wird Absorbermaterial 3 und Trägermaterial 4 sowie,
wie anhand von 2 ersichtlich wird, gegebenenfalls
auch ein kleiner Teil des Trägermaterials 5 abgetragen.
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Nachfolgend
wird wie in 3 dargestellt mithilfe eines
nicht dargestellten Mikrohobels das Defektmaterial 40 entfernt.
Hierbei wird das Defektmaterial 40 vorzugsweise in Richtung
des bzw. in das Hilfsloch 6 geschoben. Als Mikrohobel fungiert
beispielsweise die Messspitze eines Rasterkraftmikroskops. Dieses
Rasterkraftmikroskops kann gleichzeitig vorab zum Ausmessen des
transmittierenden Bereichs 1 sowie des Defekts 40 herangezogen
werden.
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Anschließend wird
wie in 4 dargestellt auf den freigelegten Außenbereich
bzw. das Hilfsloch 6 eine Schicht eines absorbierenden
Materials 7 mit einer Dicke von beispielsweise 40 nm aufgebracht. Als
absorbierendes Material 7 wird vorzugsweise Kohlenstoff
oder ein Metall wie Chrom eingesetzt, welches beispielsweise mithilfe
eines Standardprozesses in dem Außenbereich abgeschieden wird.
Auf diese Weise wird ein neuer transmittierender Bereich 10 der
Phasenmaske ausgebildet.
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Wie
anhand der punktierten Linie der 1 bis 4 erkennbar
ist, ragt das absorbierende Material 7 in den ursprünglichen
transmittierenden Bereich 1 hinein, wodurch der transmittierende
Bereich 10 lateral etwas kleiner ausgebildet ist als der
ursprüngliche
transmittierende Bereich 1. Hierdurch wird eine erhöhte Transmission
von Belichtungsstrahlung bei einer Belichtung ausgeglichen. Ursache
dieser erhöhten
Transmission ist eine an dem reparierten defektfreien Grabenende
des transmittierenden Bereichs 10 reduzierte Streuung der
Belichtungsstrahlung aufgrund einer durch die Defektbeseitigung geänderten
Kantenstruktur, welche von einer idealen Kantenstruktur abweicht.
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Gegebenenfalls
ist es vorzuziehen, die Phasenmaske vor dem Aufbringen des absorbierenden Materials 7 einem
zusätzlichen
Reinigungsprozess zu unterziehen. Auf diese Weise wird das von dem Mikrohobel
abgetragene Defektmaterial 40 vollständig von der Phasenmaske entfernt,
so dass das absorbierende Material 7 lediglich auf das
Trägermaterial 5 und
nicht auf in dem Hilfsloch 6 bzw. am Rand des Hilfslochs 6 befindliches
Defektmaterial aufgebracht wird. Gegebenenfalls kann das verschobene Defektmaterial
auch mit Absorber bedeckt werden, wenn die reparierte Struktur dann
noch stabil gegen eine spätere
Reinigung ist, oder auf eine solche Reinigung verzichtet werden
kann.
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Anstelle
das Hilfsloch 6 wie in 2 dargestellt
angrenzend an den transmittierenden Bereich auszubilden, ist es
auch möglich,
das Hilfsloch mit einem geringen Abstand in der Nähe des transmittierenden
Bereichs auszubilden. Infolgedessen, werden mithilfe des Mikrohobels
neben dem Defektmaterial 40 auch zusätzlich zwischen dem Defekt 40 und
dem Hilfsloch vorliegendes Absorbermaterial 3 und unterhalb
des Absorbermaterials 3 befindliches Trägermaterial 4 abgetragen.
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Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit,
anstelle lediglich eines Hilfsloch 6 zwei Hilfslöcher angrenzend
an und/oder in der Nähe
von gegenüberliegenden
Seiten des transmittierenden Bereichs 1 auszubilden. Diese
Hilfslöcher
werden beispielsweise an den beiden Längsseiten des transmittierenden
Bereichs 1 in der Nähe
des Defekts 40 ausgebildet. Die Ausbildung von zwei Hilfslöchern ist
insbesondere zur Defektbeseitigung bei einem als Loch mit relativ kleinen
lateralen Abmessungen vorliegenden transmittierenden Bereich einer
Phasenmaske vorzuziehen. Dies wird anhand der folgenden 5 bis 8 näher erläutert.
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5 zeigt
einen weiteren transmittierenden Phasenverschiebungsbereich einer
Phasenmaske, im Folgenden als transmittierender Bereich 2 bezeichnet,
mit einem Defekt 40, welcher wiederum aus einem Rest von
nicht weggeätztem
Trägermaterial 4 an
einem Ende des transmittierenden Bereichs 2 hervorgeht.
Der als Loch ausgebildete transmittierende Bereich 2 ist
entsprechend bezüglich
einer Oberfläche
der Phasenmaske von einem Absorbermaterial 3 wie beispielsweise
Chrom eingefasst und weist beispielsweise eine Breite von 400 nm
und eine Länge von
800 nm auf.
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Unterhalb
des Absorbers 3 sind wiederum zwei Schichten aus transmittierendem
Trägermaterial 4, 5 angeordnet,
welche üblicherweise
beide aus Quarz bestehen. Der Absorber 3 weist erneut beispielsweise
eine Dicke von 80 nm auf. Die Dicke der Schicht des transmittierenden
Trägermaterials 4 beträgt wiederum
beispielsweise 170 nm, um bei einer Belichtungswellenlänge von
193 nm eine Phasenverschiebung der Belichtungsstrahlung von 180° hervorzurufen.
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Zum
Entfernen des Defekts 40 werden wie in 6 dargestellt
zwei Hilfslöcher 6 mithilfe
eines fokussierten Ionenstrahls in einem Außenbereich an gegenüberliegenden
Seiten des transmittierenden Bereichs 2 ausgebildet. Bei
der Herstellung der Hilfslöcher 6 wird
Absorbermaterial 3 und Trägermaterial 4 sowie
gegebenenfalls auch ein kleiner Teil des Trägermaterials 5 abgetragen.
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Anhand
von 6 ist weiter ersichtlich, dass das linke Hilfsloch 6 beispielsweise
angrenzend an den transmittierenden Bereich 2 und das rechte
Hilfsloch 6 beispielsweise in einem geringen Abstand in der
Nähe des
transmittierenden Bereichs 2 ausgebildet ist. Selbstverständlich besteht
die Möglichkeit, beide
Hilfslöcher 6 zusammen
angrenzend an oder in der Nähe
des transmittierenden Bereichs 2 auszubilden.
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Nachfolgend
wird wie in 7 dargestellt mithilfe eines
nicht dargestellten Mikrohobels, bei dem es sich wiederum um die
Messspitze eines Rasterkraftmikroskops handeln kann, das Defektmaterial 40 sowie
am Rand des rechten Hilfslochs 6 befindliches Absorbermaterial 3 und
darunter angeordnetes Trägermaterial 4 abgetragen.
Die betreffenden Materialien werden dabei vorzugsweise in Richtung
der bzw. in die Hilfslöcher 6 geschoben.
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Nach
einem optionalen Reinigungsprozess der Phasenmaske, in welchem die
mithilfe des Mikrohobels abgetragenen Materialien vollständig beseitigt
werden, werden der Außenbereich
bzw. die Hilfslöcher 6 wie
in 8 dargestellt mit einer Schicht eines absorbierenden
Materials 7 wie beispielsweise Kohlenstoff oder Metall
bedeckt, so dass ein transmittierender Bereich 20 bereitgestellt
wird. Die Schicht des absorbierenden Materials 7 weist
wiederum eine Dicke von beispielsweise 40 nm auf.
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Anhand
der in den 5 bis 8 dargestellten
punktierten Linien ist ersichtlich, dass der transmittierende Bereich 20 wiederum
kleiner ausgebildet ist als der ursprüngliche transmittierende Bereich 2.
Auf diese Weise wird erneut eine durch eine reduzierte Streuung
von Belichtungsstrahlung an der Kante des transmittierenden Bereichs 20 hervorgerufene
erhöhte
Transmission kompensiert.
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Wie
anhand der 4 und 8 erkennbar ist,
weisen die reparierten Phasenmasken jeweils einen transmittierenden
Bereich 10 bzw. 20 auf, welcher bezüglich einer
Oberfläche
der Phasenmasken von einem Absorbermaterial bzw. für den Fall,
dass sich das aufgebrachte absorbierende Material 7 von dem
Absorbermaterial 3 unterscheidet, von mehreren Absorbermaterialien
eingefasst wird. Hierbei ist das bzw. sind die Absorbermaterialien
in unterschiedlichen horizontalen Ebenen auf den Phasenmasken angeordnet.
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Die 9 bis 11 zeigen
die Entfernung des Defekts 40 in dem als Loch ausgebildeten
transmittierenden Bereich 2 der Phasenmaske gemäß einer
dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
in welchem auf den Einsatz eines Mikrohobels verzichtet wird. Hierbei
wird lediglich ein fokussierter Ionenstrahl eingesetzt, um Defektmaterial 40,
Absorbermaterial 3 sowie darunter liegendes Trägermaterial 4 und
gegebenenfalls einen geringen Teil des Trägermaterials 5 wie
in 10 dargestellt abzutragen. Auf diese Weise wird
ein Hilfsloch 6 ausgebildet, welches einen relativ großen Teilbereich des
transmittierenden Bereichs 2 einnimmt. Nach einem optionalen
Reinigungsprozess der Phasenmaske wird wiederum, wie in 11 gezeigt,
absorbierendes Material 7 in einem Außenbereich aufgebracht, um
einen transmittierenden Bereich 21 der Phasenmaske auszubilden.
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Diese
dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
lässt sich
ebenfalls zur Defektbeseitigung an transmittierenden Bereichen mit
einer anderen Geometrie einsetzen. Auf diese Weise könnte beispielsweise
auch der Defekt 40 in dem in 1 dargestellten
als Graben vorliegenden transmittierenden Bereich 1 entfernt
werden.
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Anhand
der punktierten Linien der 9 bis 11 ist
erkennbar, dass der transmittierende Bereich 21 gegenüber dem
ursprünglichen
transmittierenden Bereich 2 lateral etwas größer ausgebildet
ist. Auf diese Weise wird eine reduzierte Transmission von Belichtungsstrahlung
in dem transmittierenden Bereich 21 ausgeglichen. Ursache
der reduzierten Transmission sind in dem transmittierenden Bereich 21 implantierte
Ionen des Ionenstrahls, welcher wie oben beschrieben in einem relativ
großen
Teilbereich des ursprünglichen
transmittierenden Bereichs 2 zur Materialentfernung eingesetzt
wird.
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Grundsätzlich ist
es vorzuziehen, vor einem Aufbringen des absorbieren Materials 7 das
optische Abbildungsverhalten der Phasenmaske mithilfe von Simulationen
vorauszuberechnen. Auf der Grundlage dieser Simulationen kann das
absorbierende Material 7 anschließend entsprechend einem gewünschten
optimalen Abbildungsverhalten der Phasenmaske aufgebracht werden,
so dass ein gegenüber
dem ursprünglichen
transmittierenden Bereich vergrößerter oder
auch verkleinerter transmittierender Bereich ausgebildet wird. Möglich ist
es auch, einen mit den Abmessungen des ursprünglichen transmittierenden
Bereichs übereinstimmenden
transmittierenden Bereich auszubilden.
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Gegebenenfalls
ist es zusätzlich
vorzuziehen, an einer mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der beschriebenen
Ausführungsformen reparierten
Phasenmaske vor einem Lithographieeinsatz eine als „aerial
image" bezeichnete
Intensitätsverteilung
einer Belichtungsstrahlung nach Durchstrahlen der Phasenmaske und
eines Linsensystems zu messen und dadurch das Abbildungsverhalten
der Phasenmaske zu überprüfen. Hierzu
kann ein gängiges „aerial
image measuring system" (AIMS)
eingesetzt werden.
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Neben
den anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens
sind weitere Ausführungsformen
vorstellbar. Beispielsweise ist es denkbar, in einem ersten Verfahrensschritt
lediglich Defekt- und Absorbermaterial und kein unterhalb des Absorbers
befindliches transmittierendes Trägermaterial in einem Bearbeitungsbereich
zu entfernen.
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Darüber hinaus
sind das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die beschriebenen Ausführungsformen
nicht nur zum Entfernen von Defektmaterial in transmittierenden
Phasenverschiebungsbereichen von alternierenden Phasenmasken einsetzbar.
Das Verfahren bzw. die beschriebenen Ausführungsformen lassen sich auch
zur Defekt- bzw. Materialentfernung in transmittierenden Bereichen
mit einer Phase von 0° sowie
grundsätzlich
auch zur Materialentfernung oder auch zum Entfernen von Partikeln
in transmittierenden Bereichen anderer Lithographiemasken wie beispielsweise
binärer
Lithographiemasken oder reflektierender EUV-Masken heranziehen.
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- 1,
10
- Transmittierender
Bereich
- 2,
20, 21
- Transmittierender
Bereich
- 3
- Absorber
material)
- 4,
5
- Trägermaterial
- 40
- Defektmaterial)
- 6
- Hilfsloch
- 7
- Absorbierendes
Material
- AA
- Schnittlinie