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DE-102024132213-A1 - Verbesserte Probenschadenvermeidung in Vorrichtungen und Verfahren zur Probenbearbeitung und Probenreparatur

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Abstract

Ein Verfahren zur Potentialbestimmung einer Probe umfasst: ein Positionieren einer Sonde über der Probe; ein Anlegen zumindest eines ersten und eines zweiten Gleichspannungsoffsets jeweils aus einem ersten Bereich; ein Anlegen einer Wechselspannung an die Sonde zum Induzieren einer mechanischen Schwingung der Sonde; ein Bestimmen einer ersten induzierten Auslenkung der Sonde für den ersten Gleichspannungsoffset und einer zweiten induzierten Auslenkung der Sonde für den zweiten Gleichspannungsoffset; und ein Bestimmen eines Potentials außerhalb eines vom ersten und zweiten Gleichspannungsoffset aufgespannten Intervalls zumindest teilwiese basierend auf der ersten und der zweiten Auslenkung. Ein Verfahren zum Annähern einer Sonde an eine Probe umfasst: ein Annähern der Sonde an die Probe; ein wiederholtes Bestimmen einer Auslenkung der Sonde während des Annäherns; und ein Feststellen einer Annäherungsabbruchsbedingung zum Vermeiden eines Probenschadens zumindest teilweise basierend auf der Auslenkung der Sonde oder deren Schwingungsfrequenz.

Inventors

  • Rene Kullock
  • Hans Hermann Pieper
  • Christof Baur
  • Robert Heberlein

Assignees

  • CARL ZEISS SMT GMBH

Dates

Publication Date
20260507
Application Date
20241105

Claims (20)

  1. Verfahren (510) zur Potentialbestimmung einer Probe (160), wobei das Verfahren umfasst: ein Positionieren (511) einer Sonde (150) über der Probe (160); ein Anlegen (512) zumindest eines ersten und eines zweiten Gleichspannungsoffsets (121, 122) jeweils aus einem ersten Bereich (221); ein Anlegen (513) einer Wechselspannung an die Sonde (150) zum Induzieren einer mechanischen Schwingung (141, 142) der Sonde (150); ein Bestimmen (514) einer ersten induzierten Auslenkung (210, 211, 212, 230) der Sonde (150) für den ersten Gleichspannungsoffset (121, 122) und einer zweiten induzierten Auslenkung (210, 211, 212, 230) der Sonde (150) für den zweiten Gleichspannungsoffset (121, 122); und ein Bestimmen (515) eines Potentials außerhalb eines vom ersten und zweiten Gleichspannungsoffset (121, 122) aufgespannten Intervalls zumindest teilweise basierend auf der ersten und der zweiten Auslenkung (210, 211, 212, 230).
  2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Auslenkung (210, 211, 212, 230) eine Amplitude (210, 211, 212) der mechanischen Schwingung (141, 142) und/oder eine Phase (230) der mechanischen Schwingung (141, 142) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die erste und die zweite Auslenkung (210, 211, 212, 230) eine In-Phase-Komponente (212) und/oder eine Quadratur-Komponente (211) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Bestimmen (514) der ersten und der zweiten Auslenkung (210, 211, 212, 230) eine Lock-In Verstärkung umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wechselspannungsfrequenz im Wesentlichen ein ein- oder vielfaches einer Resonanzfrequenz der Sonde (150) ist.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Bereich (221) von -10 V bis +10 V reicht.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Bestimmen des Potentials ein Fitten, mit einer Fitfunktion, zumindest eines ersten Datenpunkts umfassend die erste Auslenkung (210, 211, 212, 230) und den ersten Gleichspannungsoffset (121, 122) und eines zweiten Datenpunkts umfassend die zweite Auslenkung (210, 211, 212, 230) und den zweiten Gleichspannungsoffset (121, 122) umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7 , wobei das das Bestimmen des Potentials weiterhin ein Extrapolieren und/oder ein Bestimmen einer Nullstelle der Fitfunktion umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 , wobei die Fitfunktion eine lineare Funktion, und vorzugsweise eine Korrektur der linearen Funktion zumindest teilweise basierend auf der Resonanzfrequenz, einer Schwingungsgüte, und/oder einer Federkonstante der Sonde (150), umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Positionieren so ausgeführt wird, dass der Abstand der Sonde (150) zur Probe (160) 0,001 µm bis 1.000 µm, vorzugsweise 50 µm bis 150 µm, beträgt.
  11. Verfahren (530) zum Annähern einer Sonde (150) an eine Probe (160), wobei das Verfahren umfasst: ein Annähern (531) der Sonde (150) an die Probe (160); ein wiederholtes Bestimmen (532) einer Auslenkung (210, 211, 212, 230) der Sonde (150) während des Annäherns (531); und ein Feststellen (533) einer Annäherungsabbruchsbedingung zum Vermeiden eines Probenschadens zumindest teilweise basierend auf der Auslenkung (210, 211, 212, 230) der Sonde (150).
  12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei das Feststellen (533) mittels einer Echtzeit-Vorrichtung durchgeführt wird, die dazu eingerichtet ist, die Annäherungsabbruchsbedingung in 2 ms oder weniger, vorzugsweise 1 ms oder weniger, besonders bevorzugt 0,5 ms oder weniger, festzustellen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12 , weiterhin umfassend ein Abbrechen (534) des Annäherns (531) der Sonde (150) an die Probe (160) zumindest teilweise basierend auf dem Feststellen (533) der Annäherungsabbruchsbedingung.
  14. Verfahren nach Anspruch 13 , wobei das Abbrechen innerhalb von 2 ms oder weniger, vorzugsweise 1 ms oder weniger, besonders bevorzugt 0,5 ms oder weniger, nach Eintreten der Annäherungsabbruchsbedingung ausgeführt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 14 , wobei das Annähern (531) der Sonde (150) mit einer Geschwindigkeit von 0.1 µm/s oder mehr, vorzugsweise von 1 µm/s oder mehr, besonders bevorzugt von 2 µm/s oder mehr, durchgeführt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 15 , wobei die Annäherungsabbruchsbedingung ein Überschreiten einer vorgegebenen Auslenkung (210, 211, 212, 230) der Sonde (150) umfasst.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 16 , weiterhin umfassend ein Bestimmen einer Resonanzfrequenz der Sonde (150) während des Annäherns (531).
  18. Verfahren Anspruch 17 , wobei die Annäherungsabbruchsbedingung ein Überschreiten einer vorgegebenen Frequenzverschiebung der Resonanzfrequenz umfasst.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18 , wobei die Annäherungsabbruchsbedingung ein Unterschreiten der Resonanzfrequenz einer vorgegebenen Minimalfrequenz umfasst.
  20. Verfahren zum Bearbeiten einer Probe (160), umfassend: die Schritte des Verfahrens zur Potentialbestimmung nach einem der Ansprüche 1 - 10 ; und zumindest teilweise basierend auf der Potentialbestimmung, die Schritte des Verfahrens zum Annähern (531) einer Sonde (150) an eine Probe (160) nach einem der Ansprüche 11 - 19 .

Description

1. Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Potentialbestimmung einer Probe, Verfahren zum Annähern einer Sonde an eine Probe, Verfahren zum Bearbeiten einer Probe, sowie entsprechende Vorrichtungen und Computerprogramme. 2. Stand der Technik Als Folge der ständig steigenden Integrationsdichte in der Mikroelektronik müssen Substrate wie z.B. lithographische Masken, Masken-Blanks oder Wafer, immer bessere Oberflächen aufweisen. Zum Beispiel sollen lithographische Masken immer kleiner werdende Strukturelemente in eine Fotolackschicht eines Wafers abbilden. Dies gilt ebenso für Templates, die in der Nanoimprint-Lithographie eingesetzt werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird die Belichtungswellenlänge zu immer kleineren Wellenlängen verschoben. Der Trend geht zu immer kürzeren Wellenlängen die in den extrem-ultravioletten (EUV)-Wellenlängenbereich (10 nm bis 15 nm) reichen und zu entsprechenden EUV-Masken. Häufig kommt es bei der Herstellung von Masken aufgrund der immer kleiner werdenden Abmessungen der Strukturelemente zu Defekten. Da die Herstellung mit hohen Kosten verbunden ist, werden defekte Fotomasken, fotolithographische Masken, ebenso wie die in der Nanoimprint-Lithographie eingesetzten Templates, wann immer möglich, repariert. Bei der Reparatur von Fotomasken können Teile eines Absorber-Patterns, die an nicht vom Design vorgesehenen Stellen der Maske vorhanden sind, entfernt werden. Ferner kann absorbierendes Material an Stellen auf der Maske abgeschieden werden, die frei von absorbierendem Material sind, obwohl das Masken-Design absorbierende Pattern-Elemente vorsieht. Beide Arten von Reparaturprozessen können Trümmerteile oder Partikel erzeugen, die sich an opaken, transparenten oder reflektierenden Stellen von Fotomasken absetzen und Abbildungsfehler bei der lithographischen Belichtung verursachen können, die auf einem strukturierten Wafer sichtbar sind. Ein weiteres Problem sind Partikel aus der Umgebung, die sich auf der Oberfläche einer Maske oder eines anderen Substrats oder auf Komponenten eines fotolithographischen Belichtungssystems absetzen. Zudem können durch das Handling einer Maske während ihres Herstellungsprozesses und/oder ihres Betriebs Partikel erzeugt werden, die sich auf der Maske absetzen können. Bei fotolithographischen Belichtungssystemen, die mit elektromagnetischer Strahlung im ELTV-Wellenlängenbereich arbeiten, kommen zwei weitere Schwierigkeiten hinzu. Für ELTV-Masken gibt es derzeit keinen zufriedenstellenden Schutz (etwa ein Pellicle) für die Strukturelemente tragende Oberfläche. Dadurch sind ELTV-Masken besonders anfällig für das Absetzen von Partikeln auf dieser strukturierten Oberfläche. Zum anderen verwendet eine EUV-Strahlungsquelle typischerweise ein Zinnplasma zum Erzeugen der EUV-Strahlung. Partikel aus dem heißen Plasma können sich auf Komponenten eines EUV-Belichtungssystems, insbesondere auf dessen optischen Komponenten oder Elementen einschließlich der EUV-Maske absetzen, und dessen Funktion beeinträchtigen. Die kleiner werdenden Strukturabmessungen fotolithographischer Masken erschweren Reinigungsprozesse in zunehmendem Maße. Überdies werden durch die abnehmende Belichtungswellenlänge zunehmend kleinere Fremd- oder Schmutzpartikel, die auf der Oberfläche der Maske bzw. eines optischen Elements des Belichtungssystems haften, bei einem Belichtungsprozess auf einem Wafer sichtbar. Angesichts immer kleinerer Strukturen gewinnen maßgeschneiderte Lösungen zur Bearbeitung und Reinigung von Masken und - allgemeiner - Substraten zunehmend an Bedeutung. Insbesondere kann es notwendig sein, verschiedenartige Defekte auf demselben Substrat mit vertretbarem Aufwand zu beseitigen. Das Bearbeiten von Oberflächen, insbesondere das Bewegen von Partikeln und das Abheben und/oder Entfernen einzelner Partikel von einer Oberfläche ist typischerweise ein schwieriger und zeitaufwändiger Prozess. Äußere Rahmenbedingungen können die zur Verfügung stehenden Werkzeuge und Behandlungsmöglichkeiten limitieren. Zudem kann es aufwändig sein, ein auf einer Oberfläche eines Substrats haftendes Partikel vollständig von dem Substrat zu entfernen. Typischerweise erfordert das Bearbeiten einer Probe ein Annähern einer Sonde an die Probe, was aber aus den folgenden Gründen nicht immer problemlos möglich ist:Bei Lade-Vorgängen der Probe ins Vakuum können sich diese z.B. durch Abpump- und Messprozesse elektrostatisch aufladen. Auch beim Betrachten von Proben (z.B. Photomasken) im Rasterelektronenmikroskop (SEM), kann durch die eingebrachten Elektronen des Primärstrahls als auch durch die Sekundärelektronen (SE) die Probe ebenfalls aufgeladen werden. Das Aufladungsverhalten kann dabei vor allem vom SE-Yield (SEY) abhängig sein. Kritisch sind in beiden Fällen Proben, die große leitfähige Strukturen aufweisen welche elektrisch nicht kontaktiert sind bzw. werden können. Hierzu zählen z.B. sogenannte „Chrome on Glass Blanks“ für Partikel Monitoring Tests und E