特許 6643273 フォトリソグラフィマスクまたはウェハの欠陥を分析するためのデバイスおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643273

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】フォトリソグラフィマスクまたはウェハの欠陥を分析するためのデバイスおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01Q 30/02 20100101AFI20200130BHJP

   G01N 1/28 20060101ALI20200130BHJP

   G01Q 30/20 20100101ALI20200130BHJP

   G01Q 30/04 20100101ALI20200130BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20200130BHJP

   H01J 37/305 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   G01Q30/02ZNM

   G01N1/28 H

   G01Q30/20

   G01Q30/04

   H01J37/28 B

   H01J37/305 A

【請求項の数】28

【外国語出願】

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2017-77274(P2017-77274)

(22)【出願日】2017年4月10日

(65)【公開番号】特開2017-201304(P2017-201304A)

(43)【公開日】2017年11月9日

【審査請求日】2017年7月3日

(31)【優先権主張番号】10 2016 205 941.6

(32)【優先日】2016年4月8日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】503263355

【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ガブリエル バラリア

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ バウアー

(72)【発明者】

【氏名】クラウス エディンガー

(72)【発明者】

【氏名】トルステン ホフマン

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ブダッハ

【審査官】 山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２６０１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０７２８１４１９（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特表２０１４−５２１２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４９５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４２１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７４１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００３３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０００７３０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５０４３５７８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９１６４３７１（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第０６６８３３１６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０１１８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５１７２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１１０６０２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｑ １０／００ − ９０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトリソグラフィマスク（７２０）またはウェハの少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を分析するためのプローブ構成（３１０、４１０）を含む走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）であって、
ａ．前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を分析するように具現された少なくとも１つの第１のプローブ（４１５、４２０）と、
ｂ．少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を生成するための、前記少なくとも１つの第１のプローブ（４１５、４２０）とは異なる少なくとも１つの第２のプローブ（４２５、４３０、４３５）であり、前記少なくとも１つのマークによって前記マスク（７２０）または前記ウェハの前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の位置が示される、少なくとも１つの第２のプローブ（４２５、４３０、４３５）と
を含み、
ｃ．前記マーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）が、走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）によって検出され得るように具現され、前記少なくとも１つの第２のプローブ（４２５、４３０、４３５）が、前記フォトリソグラフィマスク（７２０）または前記ウェハに少なくとも１つのくぼみ（１０２０）を生成するように具現された１つの第２のプローブ（４３５）を含み、
前記プローブ構成は、前記少なくとも１つの第１のプローブ及び前記少なくとも１つの第２のプローブを含み、前記プローブ構成の１つのプローブのみが作動位置にあって他のプローブが静止位置にあるように具現され、該作動位置は該静止位置よりも前記マスク（７２０）又は前記ウェハに近い位置である、
走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項2】

前記少なくとも１つの第１のプローブ（４１５、４２０）が、前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）によって検出することができないまたは信頼性高く検出することができない欠陥（７５０）を分析するように具現される、請求項１に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項3】

前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）と前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の少なくとも一部との両方が、前記走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）の単一走査領域（９４０）に配置されるように、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を前記フォトリソグラフィマスク（７２０）または前記ウェハに付けるように具現された制御ユニット（２８０、４８０）をさらに含む、請求項１または２に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項4】

前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を分析することが、前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）のトポグラフィデータと前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の位置データとを前記制御ユニット（２８０、４８０）によって決定することを含む、請求項３に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項5】

前記制御ユニット（２８０、４８０）が、前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を補正するための修復テンプレートを前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記トポグラフィデータから決定するようにさらに具現される、請求項４に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項6】

前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を生成するための前記手段（４２５、４３０、４３５）が、少なくとも１つの第２のプローブ（４３０）の測定チップに電圧を印加することによって前記フォトリソグラフィマスク（７２０）または前記ウェハに少なくとも１つのマーク（９１５、１０１５）として材料を堆積させるように具現された前記少なくとも１つの第２のプローブ（４３０）を含む、請求項１から５までのいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項7】

前記少なくとも１つのマーク（９１５、１０１５）を生成するための前記手段（４２５、４３０、４３５）が、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９２０、１０１０）をディップペンナノリソグラフィプロセスで直接書き込むことによって生成するように具現された少なくとも１つの第２のプローブ（４２５）を含む、請求項１から６までのいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項8】

前記制御ユニット（２８０、４８０）が、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を付けるための位置を決定するために前記フォトリソグラフィマスク（７２０）の設計データを使用するように具現される、請求項３から５までのいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項9】

前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の前記位置データおよび／または前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記トポグラフィデータおよび／または前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記修復テンプレートを前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）に移送するためのインタフェース（４８６、４９６）をさらに含む、請求項４に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）。

【請求項10】

請求項４又は９のいずれか１項に記載の走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）と、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の前記位置データおよび／または前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記トポグラフィデータおよび／または前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記修復テンプレートを受け取るためのインタフェース（１１７５）を備える走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）とを含む測定システム（１２００）。

【請求項11】

前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）が、前記フォトリソグラフィマスク（７２０）または前記ウェハにわたって前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）および前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を検出するために少なくとも１つの粒子ビーム（１１７０）を走査させるように具現された制御ユニット（１１６０）を含む、請求項１０に記載の測定システム（１２００）。

【請求項12】

前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）の前記制御ユニット（１１６０）が、前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記修復テンプレートを、前記粒子ビーム（１１７０）の走査データ、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の前記位置データ、および前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記トポグラフィデータから決定するように具現される、請求項１１に記載の測定システム（１２００）。

【請求項13】

前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）が、
ａ．少なくとも１つのエッチングガスを貯蔵するように具現された少なくとも１つの第１の貯蔵容器（１１６５、１１７０）、および／または
ｂ．少なくとも１つの堆積ガスを貯蔵するように具現された少なくとも１つの第２の貯蔵容器（１１５０、１１５５）、および／または
ｃ．前記少なくとも１つの第１の貯蔵容器（１１６５、１１７０）のための少なくとも１つの第１のバルブ（１１６６、１１７１）および前記少なくとも１つの第２の貯蔵容器（１１５０、１１５５）のための少なくとも１つの第２のバルブ（１１５１、１１５６）を含む少なくとも１つの供給システム（１１５２、１１５７、１１６７、１１７２）であり、前記欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）および前記少なくとも１つのマーク（９１０、１１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の位置に、前記少なくとも１つのエッチングガスおよび／または前記少なくとも１つの堆積ガスを供給するように具現される、少なくとも１つの供給システム（１１５２、１１５７、１１６７、１１７２）と
をさらに含む、請求項１０から１２までに記載の測定システム（１２００）。

【請求項14】

前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）の前記制御ユニット（１１６０）が、前記修復テンプレートに基づいて、前記少なくとも１つの欠陥（７４５、７５０、７５５、７６０）を補正するために前記少なくとも１つの粒子ビーム（１１７０）および前記少なくとも１つのエッチングガスのガス流量または前記少なくとも１つの堆積ガスのガス流量を制御するようにさらに具現される、請求項１３に記載の測定システム（１２００）。

【請求項15】

前記走査型粒子ビーム顕微鏡の前記制御ユニットが、前記少なくとも１つのマークを除去するために、前記少なくとも１つの粒子ビームおよび前記少なくとも１つのエッチングガスの前記ガス流量または前記少なくとも１つの堆積ガスの前記ガス流量を制御するように具現される、請求項１３または１４に記載の測定システム。

【請求項16】

前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を化学洗浄プロセスによって除去するように具現された洗浄デバイス（１１９０）をさらに含む、請求項１０から１５までのいずれか１項に記載の測定システム（１２００）。

【請求項17】

走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）の少なくとも１つの第１のプローブ及び少なくとも１つの第２のプローブを使用してフォトリソグラフィマスク（７２０）またはウェハの少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を分析する方法であって、該少なくとも１つの第１のプローブ及び該少なくとも１つの第２のプローブは異なるものであり、該方法は、
ａ．前記少なくとも１つの第１のプローブのうちの１つの第１のプローブを使用して前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を分析するステップであって、該１つの第１のプローブのみが静止位置から作動位置に移動し、一方、他のすべてのプローブは該静止位置にあり、該作動位置は該静止位置よりも前記マスク（７２０）又は前記ウェハに近い位置である、分析するステップと、
ｂ．前記少なくとも１つの第２のプローブのうちの１つの第２のプローブを使用して、前記フォトリソグラフィマスク（７２０）または前記ウェハに少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を生成するステップであり、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）が走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）によって検出され得るように具現され、該１つの第２のプローブのみが前記静止位置から前記作動位置に移動し、一方、他のすべてのプローブは該静止位置にある、生成するステップと、
ｃ．前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）の少なくとも１つの粒子ビーム（１１７０）を使用して前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を検出するステップと
を含む、方法。

【請求項18】

前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）が、前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）によって検出することができないまたは信頼性高く検出することができない欠陥（７５０）を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）は、前記欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の少なくとも一部および前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）が前記走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）の単一走査領域に配置されるように前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の近くに生成される、請求項１７または１８に記載の方法。

【請求項20】

前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を分析するステップが、前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）のトポグラフィデータと、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の位置データとを決定するステップを含む、請求項１７から１９までのいずれか１項に記載の方法。

【請求項21】

前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の修復テンプレートを前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記トポグラフィデータから決定するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の前記位置データおよび／または前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記トポグラフィデータおよび／または前記修復テンプレートを前記走査型プローブ顕微鏡（２００、３００）から前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）に移送するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記走査型粒子ビーム顕微鏡（１１００）の前記少なくとも１つの粒子ビーム（１１７０）によって前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）と前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）とを走査するステップをさらに含む、請求項２０から２２までのいずれか１項に記載の方法。

【請求項24】

前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の修復テンプレートを決定するために、前記粒子ビーム走査のデータを、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）の前記位置データおよび前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）の前記トポグラフィデータに重ね合わせるステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を生成するステップが、前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を付ける位置を決定するためにフォトリソグラフィマスク（７２０）の設計データを使用するステップを含む、請求項１７から２４までのいずれか１項に記載の方法。

【請求項26】

前記少なくとも１つの欠陥（７４０、７４５、７５０、７５５、７６０）を、前記修復テンプレート、前記少なくとも１つの粒子ビーム（１１７０）、および少なくとも１つのエッチングガスまたは少なくとも１つの堆積ガスによって補正するステップをさらに含む、請求項２１から２４までのいずれか１項に記載の方法。

【請求項27】

前記少なくとも１つの粒子ビーム（１１７０）および少なくとも１つのエッチングガスまたは少なくとも１つの堆積ガスを使用して、前記フォトリソグラフィマスク（７２０）または前記ウェハから前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を除去するステップをさらに含む、請求項１７から２６までのいずれか１項に記載の方法。

【請求項28】

化学洗浄ステップを使用して、前記フォトリソグラフィマスク（７２０）または前記ウェハから前記少なくとも１つのマーク（９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０）を除去するステップをさらに含む、請求項１７から２６までのいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォトリソグラフィマスクまたはウェハの欠陥を分析するためのデバイスおよび方法に関する。特に、本発明は、フォトリソグラフィマスクの位相欠陥を分析するためのデバイスおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

走査型プローブ顕微鏡は、サンプルまたはその表面をプローブで走査し、それにより、サンプル表面のトポグラフィの３次元表示を生成する。以下、走査型プローブ顕微鏡はＳＰＭと略記される。測定チップとサンプル表面との間の相互作用のタイプに応じて様々なＳＰＭタイプの間の区別がなされる。走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）がしばしば利用され、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）では、電圧がサンプルと測定チップとの間に印加され、サンプルと測定チップとは互いに接触せず、結果として生じたトンネル電流が測定される。故に、ＳＴＭの使用は、導電性サンプル、または導電性表面層を備えたサンプルに制限される。
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）または走査型力顕微鏡（ＳＦＭ）には、試験すべきサンプルへのこの制限がない。このＳＰＭタイプでは、プローブまたは測定チップは、サンプル表面の原子間力、典型的にはファンデルワールス力によって撓まされる。測定チップの撓みは、プローブとサンプル表面との間に働く力に比例し、この力を使用してトポグラフィを決定する。
これらの従来のＳＰＭタイプに加えて、例えば、磁気力顕微鏡、または光および音響近接場走査型顕微鏡などの特定の適用分野で使用される多数のさらなる装置タイプがある。

【0003】

さらに、走査型プローブ顕微鏡は、測定チップとサンプルとの間の相互作用の好適な設計によってサンプルまたはその表面の狙った修正に使用することもできることが知られている。例として、米国特許第５０４３５７８号は、走査型トンネル顕微鏡の導電性測定チップの助けを借りて導電性基材上に金のナノ構造を堆積させることを説明している。総説項目"Nanoscale materials patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography" in Materials and Engineering R 54, (2006), pages 1-48において、著者Ｘ．Ｎ． Ｘｉｅ、Ｈ．Ｊ． Ｃｈｕｎｇ、Ｃ．Ｈ． Ｓｏｗ、およびＡ．Ｔ．Ｓ． Ｗｅｅは、ナノ構造をサンプルの表面に書き込むこと、およびナノ構造をサンプルの表面に堆積させることの概要を提供している。
出願人によるＷＯ２０１２／１１０６０２Ａ１は、走査型プローブ顕微鏡のためのプローブ構成を開示しており、前記プローブ構成は、サンプルの欠陥を分析するための１つまたは複数のプローブを含み、分析された欠陥を除去するための１つまたは複数のプローブを含む。米国特許第７２８１４１９号は、サンプル表面を試験するためのプローブと、ナノ構造をサンプルの表面上に書き込むためのプローブとを含む走査型プローブ顕微鏡のための多機能プローブ構成を説明している。

【0004】

走査型プローブ顕微鏡に加えて、特に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の形態の走査型粒子ビーム顕微鏡は、第１に、サンプルを高分解能で測定し、第２に、識別された欠陥を補正するのに重要なツールである。例として、米国特許第９１６４３７１号は、反射型フォトマスクの多層構造に埋められた欠陥を、電子ビームおよびエッチングガスの助けを借りて補償することを説明している。
マイクロメートルおよび／またはナノメートル範囲の欠陥は、様々な測定原理の助けを借りて検出することができる。ここで、複数の測定原理が使用される場合、欠陥は違うように表示されることに留意すべきである。例として、走査型プローブ顕微鏡は、位相欠陥、特にフォトリソグラフィマスクの位相欠陥を検出することができないか、またはこれらを不十分にしか検出することができない。それゆえに、マイクロメートルまたはナノメートル範囲の欠陥を包括的に分析するために、これらは、多くの場合、サンプルとの様々な相互作用を利用する測定法を使用して試験される。米国特許第６６８３３１６号は、光学画像およびＳＥＭ像の助けを借りてサンプルを分析することに関する。ＷＯ２０１３／０１０９７６Ａ２は、紫外放射、走査型プローブ顕微鏡、および走査型粒子ビーム顕微鏡によって欠陥を試験し、３つの測定ツールによって記録されたデータを組み合わせることを説明している。

【0005】

サンプルとの様々な相互作用の助けを借りて得られた測定データを重ね合わせるために多くの場合マークが使用される。したがって、既に上記した米国特許第９１６４３７１号と同様の方法の、出願人による出願ＤＥ１０２０１１０８４８２９Ａ１は、位置合せマークに基づいて光学画像とＳＥＭ像とを重ね合わせることを説明している。
様々な測定法によって得られた測定データの重ね合わせの問題をやわらげるために、走査型プローブ顕微鏡および走査型粒子ビーム顕微鏡が、最近、１つの装置に組み合わされた。米国特許出願第１４／７５５２６４号はそのような組合せ装置を報告している。ＷＯ２０１２／１６３５１８は、走査型プローブ顕微鏡によっておよび走査型粒子ビーム顕微鏡の助けを借りて組合せ装置に記録された測定データを重ね合わせるための選択肢を説明している。
しかしながら、走査型プローブ顕微鏡と走査型粒子ビーム顕微鏡とを１つの装置に統合すると、２つの統合化されたツールの柔軟性および可能な適用性が制限される。第１に、２つの統合化されたツールの機能に関して空間上の理由で妥協がなされなければならない。第２に、２つのツールの使用は、走査型プローブ顕微鏡と走査型粒子ビーム顕微鏡との動作環境に関する異なる要件によって制限される。
それゆえに、本発明は、欠陥分析のための可能性を改善し前述の欠点を少なくとも部分的に回避する、サンプルの欠陥を分析するためのデバイスおよび方法を明細に述べるという課題に基づいている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許第５０４３５７８号

【特許文献2】ＷＯ２０１２／１１０６０２Ａ１

【特許文献3】米国特許第７２８１４１９号

【特許文献4】米国特許第９１６４３７１号

【特許文献5】米国特許第６６８３３１６号

【特許文献6】ＷＯ２０１３／０１０９７６Ａ２

【特許文献7】ＤＥ１０２０１１０８４８２９Ａ１

【特許文献8】米国特許出願第１４／７５５２６４号

【特許文献9】ＷＯ２０１２／１６３５１８

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】"Nanoscale materials patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography" in Materials and Engineering R 54, (2006), pages 1-48

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の１つの例示的な実施形態によれば、この問題は、請求項１に記載デバイスによって解決される。１つの実施形態において、デバイスは、フォトリソグラフィマスクまたはウェハの少なくとも１つの欠陥を分析するためのプローブ構成を含む走査型プローブ顕微鏡を含み、このデバイスは、（ａ）少なくとも１つの欠陥を分析するように具現された少なくとも１つの第１のプローブと、（ｂ）少なくとも１つのマークを生成するための手段であり、少なくとも１つのマークによってフォトリソグラフィマスクまたはウェハの少なくとも１つの欠陥の位置が示される、生成するための手段とを含み、（ｃ）マークは、走査型粒子ビーム顕微鏡によって検出され得るように具現される。

【0009】

第１のステップにおいて、本発明による走査型プローブ顕微鏡は、１つまたは複数のプローブを使用して、フォトリソグラフィマスクまたはウェハの欠陥を分析する。次いで、走査型プローブ顕微鏡は、分析された欠陥の近傍に１つまたは複数のマークを生成する。生成されたマークは、走査型粒子ビーム顕微鏡の粒子ビームによって容易に検出され得る性質を有する。これは、少なくとも１つのマークへの重要な要求のうちの１つであり、例えば欠陥と異なり、少なくとも１つのマークは、サンプルの欠陥の位置を高い正確さで決定することができるために走査型粒子ビーム顕微鏡の画像において明確に見えなければならない。その結果として、本発明による走査型プローブ顕微鏡は、走査型粒子ビーム顕微鏡では材料コントラストを生成せず、トポグラフィコントラストがないかまたは弱いトポグラフィコントラストしかない欠陥を走査型粒子ビーム顕微鏡が見いだすのをより容易にする。

【0010】

１つの態様によれば、少なくとも１つの第１のプローブは、走査型粒子ビーム顕微鏡によって検出することができないまたは信頼性高く検出することができない欠陥を分析するように具現される。少なくとも１つのマークが、走査型粒子ビーム顕微鏡の画像において材料コントラストを生成するように具現され得る。
そのような欠陥の一例は、フォトリソグラフィマスクの位相欠陥である。例として、位相欠陥は、フォトマスクの基板の大面積凹凸によって引き起こされる。短波長フォトリトグラフィ装置のために設計されたフォトマスクまたは単純なマスクの場合には、所定の輪郭からの１桁ナノメートル範囲の逸脱は、位相欠陥を生成するのにもはや十分である。材料コントラストがないことおよびトポグラフィコントラストがほとんど存在しないことのために、位相欠陥は走査型粒子ビーム顕微鏡を使用してほとんど検出することができない。対照的に、走査型プローブ顕微鏡は、サブナノメートル範囲の凹凸を検出することができる。フォトリソグラフィマスクの位相欠陥の位置は、１つまたは複数のマークの助けを借りて走査型粒子ビーム顕微鏡に示すことができる。走査型粒子ビーム顕微鏡は、欠陥を補正するときマークを使用することができる。導入部に記載したような、サンプルとの２つの異なる相互作用に基づいて記録された測定データの重ね書き問題は、おおむね回避することができる。

【0011】

走査型プローブ顕微鏡は、少なくとも１つのマークと、少なくとも１つの欠陥の少なくとも一部との両方が走査型プローブ顕微鏡の単一走査領域に配置されるように少なくとも１つのマークをサンプルに付けるように具現された制御ユニットをさらに含むことができる。
この条件により、欠陥と１つまたは複数のマークとの間の距離が高い正確さで突き止められ得ることが保証される。

【0012】

走査型プローブ顕微鏡のプローブの走査領域は、０．１μｍ〜４００μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１０μｍ、および最も好ましくは１μｍ〜５μｍの辺長をもつ正方形または四辺形を含むことができる。
走査型プローブ顕微鏡の走査型領域またはその視野は、走査型プローブ顕微鏡と、フォトリソグラフィマスクもしくはウェハまたはマスクもしくはウェハが配置されるサンプルステージとが、互いに対して移動されることなく、プローブの測定チップがプローブのアクチュエータ、好ましくはピエゾアクチュエータを作動させることによって通ることができる区域である。
上述で既に述べたように、欠陥の占有場所の座標は、少なくとも１つのマークと欠陥の少なくとも一部とが１つの走査型領域内に配置されるように欠陥と関連してサンプルの表面に少なくとも１つのマークが取り付けられるおかげで少なくとも１つのマークの座標を基準にして高い精度で分かる。

【0013】

以下で、「フォトリソグラフィマスク」、「フォトマスク」、および「マスク」という表現は、同義的に使用される。フォトリソグラフィマスクは、反射型フォトマスクまたは透過型フォトマスクを含むことができる。ウェハという用語は、加工されていない半導体スライスを含み、完成した半導体構成要素まで及ぶ。
さらなる態様では、少なくとも１つの欠陥を分析することは、走査型プローブ顕微鏡の制御ユニットによって少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータおよび少なくとも１つのマークの位置データを決定することを含む。
制御ユニットは、少なくとも１つのマークの位置データを少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータに関連づけるようにさらに具現され得る。

【0014】

既に示したように、走査型プローブ顕微鏡のプローブは、サンプルの表面、故に、マスクまたはウェハの表面を、サブナノメートル範囲の分解能で走査することができる。その結果として、サンプルの欠陥の正確な３次元画像を決定することが可能である。
欠陥のトポグラフィデータは、欠陥の占有面積の複数の点、すなわち、少なくとも１つのマークの座標の位置または座標に関するｘｙ座標を含む。さらに、欠陥のトポグラフィデータは、欠陥の高さまたはくぼみ、すなわち、マスクまたはウェハの欠陥のない表面に対するｚ座標を含む。

【0015】

ウェハのマスクは、少なくとも１つの基準マークを有することができる。少なくとも１つの基準マークは、走査型プローブ顕微鏡の座標系におけるマーク済み欠陥に関連づけられる。この関連性は、走査型粒子ビーム顕微鏡の座標系に移送される。それゆえに、この関連性を使用して、画像を走査型プローブ顕微鏡の座標系から走査型粒子ビーム顕微鏡の座標系に移送することが可能である。
制御ユニットは、少なくとも１つのマークの位置データおよび／または少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータを不揮発性メモリに記憶するようにさらに具現することができる。
したがって、走査型プローブ顕微鏡によって決定された測定データは、欠陥を補正するためのデバイス、すなわち、例えば、走査型粒子ビーム顕微鏡に容易に供給することができる。走査型粒子ビーム顕微鏡を使用して欠陥を見いだすことが、それによってより容易になる。これは、特に、上述で既に説明したように、走査型粒子ビーム顕微鏡の粒子ビームを使用して画像化され得ないか、または大きな困難を伴ってしか画像化され得ないフォトリソグラフィマスクの位相欠陥に適用される。

【0016】

制御ユニットは、少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータから少なくとも１つの欠陥を補正するための修復テンプレートを決定するようにさらに具現することができる。
修復テンプレートは、マスクまたはウェハの欠陥を補正または補償するために、粒子ビームの強度の空間的および時間的分布と、エッチングガスまたは堆積ガスのガス流量の時間曲線とを規定する。
１つの態様では、少なくとも１つの生成されたマークは、マスクまたはウェハに存在する少なくとも１つの基準マークと規定の関係を有する。
故に、欠陥の位置は、マスクまたはウェハの座標系において欠陥と少なくとも１つのマークとの関係を介して分かる。例として、これにより、欠陥（例えば、フォトリソグラフィマスクの位相欠陥）が、粒子ビームによって生成された画像では見えない場合でさえ、欠陥を補正するために欠陥の位置を局限することが可能になる。
制御ユニットは、少なくとも１つの欠陥の両側に少なくとも２つのマークを付けるように構成することができる。さらに、制御ユニットは、少なくとも１つの欠陥を含む長方形の角に配置された４つのマークを生成するように具現され得る。
単一の欠陥に対して２つ以上のマークを付けるのは、第１に、マークを生成するための支出を増加させ、第２に、欠陥が補正された後マークを除去するための支出を増加させる。見返りとして、２つ以上マークに基づいて、欠陥の修復中の欠陥のより正確な位置確認が可能である。

【0017】

少なくとも１つのマークを生成するための手段は、フォトリソグラフィマスクまたはウェハに少なくとも１つのくぼみを生成するように具現された少なくとも１つの第１のプローブを含むことができる。
最も簡単な実施形態では、走査型プローブ顕微鏡のプローブ構成は、第１の動作モードで１つまたは複数の欠陥を分析するのに使用される単一のプローブを含む。第２の動作モードにおいて、単一のプローブは、発見された欠陥のために１つまたは複数のマークを生成するのに使用される。例として、これは、マスクまたはウェハに１つまたは複数のくぼみを生成することによって実行することができる。

【0018】

１つの態様では、少なくとも１つの第１のプローブは、少なくとも１つの欠陥を分析するように具現された少なくとも２つのプローブを含む。
例えば、異なる機構を介してサンプルと相互作用するか、または測定チップの異なる曲率半径を有することができる２つ以上の分析プローブを含むプローブ構成を使用して、マスクもしくはウェハの包括的な画像、または表面に存在する１つもしくは複数の欠陥の包括的な画像を決定することが可能である。２つ以上の分析プローブの最適化は、例えばこれらのプローブのための幾何形状および材料選定を介して実行することができる。第２に、これらのプローブのホルダが、この機能を満たすために最適化され得る。
その上、異なる欠陥タイプを含む、かつ／または特定の位置を有する異なる欠陥が、マスクまたはウェハに存在することがある。少なくとも２つのプローブのうちの１つは、追加として、マスクまたはウェハに１つまたは複数のマークを生成するために使用することができる。

【0019】

少なくとも１つのマークを生成するための手段は、フォトリソグラフィマスクまたはウェハに少なくとも１つのくぼみを生成するように具現された少なくとも１つの第２のプローブを含むことができる。少なくとも１つのくぼみをフォトリソグラフィマスクの吸収体構造の要素に生成することができる。
マスクまたはウェハの表面に構造を生成するための技法は、「力支援ナノリソグラフィ」という用語に関連する一節の前述の概要項目の導入部で説明されている。

【0020】

少なくとも２つのプローブを含むプローブ構成は、これらが異なる機能または目的を実行するように最適化され得るので有利である。少なくとも１つの第２のプローブは、所定の方法でマスクまたはウェハを修正し、それによって、マスクまたはウェハにマークを生成するように狙い通りに設計することができる。例として、そのようなプローブのチップの設計のためのパラメータは、サンプルに材料を堆積させることによってまたはサンプルの表面に構造を生成することによってマークがサンプルに生成されるかどうかに依存する。第２のプローブのホルダ（専門家分野では普通であるように、以下、カンチレバーとも呼ぶ）および第２のプローブの測定チップは、チップが所定の機能を満たすために理想的な方法で使用され得るように具現される。追加として、本発明による走査型プローブ顕微鏡の制御ユニットは、実行されるべき機能に第２のプローブの動作モードを適合させやすくする。さらに、プローブ構成は、１つを超えるマークを生成するために複数の第２のプローブを含むことができる。例として、プローブ構成は、サンプルにくぼみを生成することによって第１のマークを生成する１番目の第２のプローブと、サンプルの表面上に材料を堆積させることによって第２のマークを生成するためにサンプルに材料を堆積させるためのさらなる第２のプローブとを含むことができる。それゆえに、個々のプローブが特定の用途のために最適化されている、本発明による走査型プローブ顕微鏡のためのプローブ構成を製造することが可能である。

【0021】

プローブ構成の１つのプローブのみがどの時点においても動作し、一方、他の１つまたは複数のプローブは静止位置にあることが好ましく、このプローブのチップまたはこれらのプローブのチップは、ウェハまたはマスクの表面からある距離に保持され、その距離は、マスクもしくはウェハまたはマスクもしくはウェハの欠陥と、このプローブまたはこれらのプローブとの相互作用を実質的に防止するように十分に大きいことが望ましい。その結果として、上述で規定されたプローブ構成のうちの１つを従来の走査型プローブ顕微鏡に設置するための装置に関する支出は低い。しかしながら、プローブの各々のものを、１つの移動要素または複数の移動要素を介して、それぞれの静止位置から規定の作動位置に素早くおよび再現性よく持って行くことができることが重要である。
少なくとも１つのマークを生成するための手段は、少なくとも１つの第２のプローブの測定チップに電圧を印加することによって、フォトリソグラフィマスクまたはウェハに少なくとも１つのマークとして材料を堆積させるように具現された少なくとも１つの第２のプローブを含むことができる。少なくとも１つのマークの材料は、フォトリソグラフィマスクの吸収体構造の要素に堆積させることができる。

【0022】

材料は、サンプルと第２のプローブの測定チップとの間で、測定チップとサンプル表面との間の水メニスカス内で、ＤＣ電圧の印加によってまたは電圧パルスの結果として、マスクまたはウェハの表面に堆積され得る。第２節で述べた"Nanoscale material patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography" by X.N. Xie, H.J. Chung, C.H. Sow and A.T.S. Weeという概要項目は、サンプルの表面にマークを付けるために使用することができるこの技法を「バイアス支援ナノリソグラフィ」として説明している。
第２のプローブのチップは、表面の測定には使用されず、それゆえに、厳密に言えば、測定チップを構成していない。以下、マスクもしくはウェハの表面上に材料を堆積させるかまたはマスクもしくはウェハの表面を修正するために使用される第２のプローブのチップは、やはり、測定チップと呼ぶ。

【0023】

少なくとも１つのマークを生成するための手段は、ディップペンナノリソグラフィプロセスにおけるインクの直接書き込みによって少なくとも１つのマークを生成するように具現された少なくとも１つの第２のプローブを含むことができる。少なくとも１つのマークは、フォトリソグラフィマスクの基板および／または吸収体構造の要素に材料を堆積させることによって生成することができる。
ＤＰＮ（ディップペンナノリソグラフィ）プロセスによって直接書き込むことにより１つまたは複数のマークを生成することは、マークが、マスクまたはウェハを実質的に損傷することなく生成され得、少ない支出でマスクまたはウェハから再び除去され得るという点で有利である。構造を、故にマークをマスクまたはウェハの表面に堆積させるための技法は、「ディップペンナノリソグラフィ」という用語に関連する一節の前述の概要項目で論じられている。

【0024】

制御ユニットは、少なくとも１つのマークを付けるための位置を決定するためにフォトリソグラフィマスクの設計データを使用するように具現され得る。
これにより、マークが、例えば、フォトマスクの吸収体構造の要素の縁部に付けられないことを保証することが可能になる。その場合、マークは、走査型粒子ビーム顕微鏡の粒子ビームによって辛うじて検出することができるにすぎない。その上、マークを付けることおよびマスク表面からマークを除去することは、マスクの設計データを含むことによって簡単化することができる。例として、これは、フォトマスクの場合、印刷可能な欠陥に関して透明マスクの基板または反射マスクの多層反射構造ほど重大でない吸収体構造の要素上にマークが好ましくは生成されるおかげでもたらされる。
少なくとも１つのマークは、吸収体構造の少なくとも１つの要素の少なくとも１つのエッジ粗さを含むことができる。

【0025】

吸収体構造の少なくとも１つの要素の明白なエッジ粗さの場合には、エッジ粗さは、付近にあるフォトマスクの欠陥のための唯一のマークとして使用することができる。しかしながら、走査型プローブ顕微鏡の第２のプローブのうちの１つの助けを借りてマスクで生成される少なくとも１つのさらなるマークに加えて、エッジ粗さが追加のマークとして使用されることが好ましい。さらに、明白なエッジ粗さをフォトマスクの欠陥と考え、したがって、それを除去することが必要であることがある。
少なくとも１つの第１のプローブおよび少なくとも１つの第２のプローブは、１０００μｍ〜５０μｍ、好ましくは５００μｍ〜１００μｍ、および最も好ましくは２５０μｍ〜２００μｍの間隔を有することができる。プローブ構成の少なくとも１つの第１のプローブおよび少なくとも１つの第２のプローブは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）として具現することができ、少なくとも１つの第１のプローブと少なくとも１つの第２のプローブとの間隔の正確さは、１μｍ未満、好ましくは２００ｎｍ未満、および最も好ましくは５０ｎｍ未満である。

【0026】

走査型プローブ顕微鏡は、少なくとも１つのマークの位置データおよび／または少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータおよび／または少なくとも１つの欠陥の修復テンプレートを走査型粒子ビーム顕微鏡に移送するためのインタフェースを含むことができる。
マークの位置データ、および追加としてマスクまたはウェハの１つまたは複数の欠陥の少なくともトポグラフィデータを補修ツール、例えば、走査型粒子ビーム顕微鏡などに移送すると、補修ツールによる１つまたは複数の欠陥の除去または補償が大幅に簡単化される。

【0027】

走査型プローブ顕微鏡は走査型力顕微鏡を含むことができる。
測定システムは、上述の態様のうちの１つによる走査型プローブ顕微鏡と、走査型粒子ビーム顕微鏡とを含むことができ、走査型粒子ビーム顕微鏡は、少なくとも１つのマークの位置データおよび／または少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータおよび／または少なくとも１つの欠陥の修復テンプレートを受け取るためのインタフェースを含む。
少なくとも１つのマークは、走査型粒子ビーム顕微鏡によって高い空間分解能で決定され得るように具現される。走査型粒子ビーム顕微鏡に供給される１つまたは複数の欠陥のトポグラフィデータまたはさらに１つまたは複数の欠陥の修復テンプレートのおかげで、走査型粒子ビーム顕微鏡は、高い正確さで１つまたは複数の欠陥を局限し、その結果として、これらを高い精度で除去することができる。マスクまたはウェハとの様々な相互作用機構によって突き止められた測定データの重ね書き問題は、導入部で説明したように、ほとんど無しで済まされる。その結果として、本発明による走査型プローブ顕微鏡と走査型粒子ビーム顕微鏡の両方の適用可能性が最適化される。

【0028】

走査型粒子ビーム顕微鏡は、フォトリソグラフィマスクまたはウェハにわたって少なくとも１つのマークおよび少なくとも１つの欠陥を検出するために少なくとも１つの粒子ビームを走査するように具現された制御ユニットを含むことができる。
走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、粒子ビームの走査データ、少なくとも１つのマークの位置データ、および少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータから少なくとも１つの欠陥の修復テンプレートを決定するように具現され得る。
走査型粒子ビーム顕微鏡は、（ａ）少なくとも１つのエッチングガスを貯蔵するように具現された少なくとも１つの第１の貯蔵容器、および／または（ｂ）少なくとも１つの堆積ガスを貯蔵するように具現された少なくとも１つの第２の貯蔵容器、および／または（ｃ）少なくとも１つの第１の貯蔵容器のための少なくとも１つの第１のバルブと、少なくとも１つの第２の貯蔵容器のための少なくとも１つの第２のバルブとを含む少なくとも１つの供給システムであり、欠陥および少なくとも１つのマークの位置に少なくとも１つのエッチングガスおよび／または少なくとも１つの堆積ガスを供給するように具現される、少なくとも１つの供給システムとをさらに含むことができる。

【0029】

これらの追加の構成要素の結果として、走査型粒子ビーム顕微鏡は、欠陥の分析に加えて、欠陥の補正に使用することもできる。
走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、修復テンプレートに基づいて、少なくとも１つの欠陥を補正するために、少なくとも１つの粒子ビームおよび少なくとも１つのエッチングガスのガス流量または少なくとも１つの堆積ガスのガス流量を制御するようにさらに具現され得る。
走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、少なくとも１つの欠陥を補正するために、少なくとも１つのエッチングガスのガス流量または少なくとも１つの堆積ガスのガス流量を制御するようにさらに具現され得る。少なくとも１つの欠陥は、真空環境で補正することができる。

【0030】

走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、少なくとも１つのマークを除去するために、少なくとも１つの粒子ビームおよび少なくとも１つのエッチングガスのガス流量または少なくとも１つの堆積ガスのガス流量を制御するように具現され得る。走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、少なくとも１つのマークを除去するために、少なくとも１つの粒子ビームおよび少なくとも１つのエッチングガスのガス流量または少なくとも１つの堆積ガスのガス流量を制御するようにさらに具現され得る。
１つまたは複数の欠陥を精密に補正することに加えて、規定された走査型粒子ビーム顕微鏡は、追加として、ほとんど残留物のない方法でマスクまたはウェハからマークを除去することができる。マークが、堆積された材料の形態で実現された場合、マークはエッチングプロセスによって除去することができる。もしもマークがくぼみの形態で生成されている場合、くぼみはマークの上に材料を堆積させることによって除去することができる。
その上、走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、少なくとも１つのマークをマークの位置データから自動的に識別するように具現され得る。

【0031】

走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、少なくとも１つのマークの位置データを少なくとも１つの粒子ビームの走査データに自動的に重ね合わせるようにさらに具現され得る。
その上、測定システムは、化学洗浄プロセスによって少なくとも１つのマークを除去するように具現された洗浄デバイスを含むことができる。
マスクまたはウェハの生成プロセス中の必要な洗浄ステップの範囲内でマークを除去することにより、マークの除去のための追加のプロセスステップが回避される。

【0032】

少なくとも１つのエッチングガスは、キセノンジフルオリド（ＸｅＦ₂）、酸素（Ｏ₂）、オゾン（Ｏ₃）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）、一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）、酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ₂）、硝酸（ＨＮＯ₃）、塩素（Ｃｌ₂）、塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素酸（ＨＦ）、ヨウ素（Ｉ₂）、ヨウ化水素（ＨＩ）、臭素（Ｂｒ₂）、臭化水素（ＨＢｒ）、塩化ニトロシル（ＮＯＣｌ）、三塩化リン（ＰＣｌ₃）、五塩化リン（ＰＣｌ₅）、三フッ化リン（ＰＦ₃）、および三フッ化窒素（ＮＦ₃）を含むことができる。
少なくとも１つの堆積ガスは、クロムヘキサカルボニル（Ｃｒ（ＣＯ）₆）、モリブデンヘキサカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）₆）、タングステンヘキサカルボニル（Ｗ（ＣＯ）₆）、ジコバルトオクタカルボニル（Ｃｏ₂（ＣＯ）₈）、トリルテニウムドデカカルボニル（Ｒｕ₃（ＣＯ）₁₂）、または鉄ペンタカルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）₅）などの金属カルボニル、シクロペンタジエニル（Ｃｐ）、トリメチル白金（ＣｐＰｔＭｅ₃）、メチルシクロペンタジエニル（ＭｅＣｐ）トリメチル白金（ＭｅＣｐＰｔＭｅ₃）、テトラメチルスズ（ＳｎＭｅ₄）、トリメチルガリウム（ＧａＭｅ₃）、またはフェロセンシクロペンタジエニル（Ｃｐ₂Ｆｅ）などの金属アルキル、六塩化タングステン（ＷＣｌ₆）、四塩化チタン（ＴｉＣｌ₄）、三塩化硼素（ＢＣｌ₃）、または四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ₄）などの金属ハロゲン化物、テトラエチルオルトシリケート（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）またはチタンイソプロポキシド（Ｔｉ（ＯＣＨ（ＣＨ₃）₂）₄）などの金属アルコキシドを含むことができる。さらに、少なくとも１つの堆積ガスは、有機炭素化合物を含むことができる。有機炭素化合物は、エチレン（Ｃ₂Ｈ₄）、スチレン（Ｃ₈Ｈ₈）、ピレン（Ｃ₁₆Ｈ₁₀）、ヘキサデカン（Ｃ₁₆Ｈ₃₄）、流動パラフィン（Ｃ₁₂Ｈ₂₆からＣ₁₈Ｈ₃₈）、メタン酸（ＣＨ₂Ｏ₂）、酢酸（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ₂）、アクリル酸（Ｃ₃Ｈ₄Ｏ₂）、プロピオン酸（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ₂）、および／またはメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）（Ｃ₅Ｈ₈Ｏ₂）を含むことができる。

【0033】

走査型粒子ビーム顕微鏡の少なくとも１つのインタフェースは、走査型プローブ顕微鏡への問い合わせをワイヤレス送信するための、および少なくとも１つのマークの位置データおよび／または少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータおよび／または少なくとも１つの欠陥の修復テンプレートを受信するための送信器／受信器組合せを含むことができる。

【0034】

走査型粒子ビーム顕微鏡の制御ユニットは、マスクまたはウェハに存在する少なくとも基準マークに対して規定した基準で少なくとも１つのマークの位置を決定するようにさらに具現され得る。
走査型粒子ビーム顕微鏡は、走査型電子顕微鏡を含むことができる。

【0035】

フォトリソグラフィマスクまたはウェハの少なくとも１つの欠陥を分析する方法は、（ａ）走査型プローブ顕微鏡を使用して少なくとも１つの欠陥を分析するステップと、（ｂ）走査型プローブ顕微鏡を使用して、フォトリソグラフィマスクまたはウェハに少なくとも１つのマークを生成するステップであり、少なくとも１つのマークが、走査型粒子ビーム顕微鏡によって検出され得るように具現される、生成するステップと、（ｃ）走査型粒子ビーム顕微鏡の少なくとも１つの粒子ビームを使用して少なくとも１つのマークを検出するステップとを含む。

【0036】

フォトマスクまたはウェハの欠陥を、走査型粒子ビーム顕微鏡の代わりに走査型プローブ顕微鏡を用いて分析するプロセスを開始することには、少なくとも２つの利点があり、第１に、走査型プローブ顕微鏡は、走査型粒子ビーム顕微鏡には見えない欠陥を試験することができる。これにより、欠陥分析の信頼性が向上する。第２に、マークは、走査型粒子ビーム顕微鏡の選択肢と比較したとき、走査型プローブ顕微鏡の助けを借りてより簡単な方法で生成することができる。走査型プローブ顕微鏡は、１つまたは複数のマークを生成するための多数の選択肢をもたらすので、マークは、マークの環境から理想的に見分けられるように設計され得る。その上、マークは、欠陥修復プロセスの完了後マスクまたはウェハから容易に除去され得るように生成することができる。最後に、走査型プローブ顕微鏡を介して１つまたは複数のマークを付けることは、修復デバイス、すなわち、走査型粒子ビーム顕微鏡の貴重な時間を解放する。
少なくとも１つの欠陥は、走査型粒子ビーム顕微鏡によって検出することができないまたは信頼性高く検出することができない欠陥を含むことができる。
そのような欠陥の重要な種類はフォトリソグラフィマスクの位相欠陥であり、それは既に上述で論じた。
１つの態様では、少なくとも１つのマークは、欠陥の少なくとも一部および少なくとも１つのマークが走査型プローブ顕微鏡の単一走査領域に配置されるように少なくとも１つの欠陥の近くに生成される。
少なくとも１つの欠陥を分析するステップは、少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータおよび少なくとも１つのマークの位置データを決定するステップを含むことができる。

【0037】

別の態様は、少なくとも１つの欠陥の修復テンプレートを少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータから決定するステップをさらに含む。
さらなる態様は、少なくとも１つのマークの位置データおよび／または少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータおよび／または少なくとも１つの欠陥の修復テンプレートを走査型プローブ顕微鏡の不揮発性メモリに記憶するステップをさらに含む。
さらに、この方法は、少なくとも１つのマークの位置データおよび／または少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータおよび／または修復テンプレートを走査型プローブ顕微鏡から走査型粒子ビーム顕微鏡に移送するステップを含むことができる。
この方法は、少なくとも１つの欠陥および少なくとも１つのマークを走査型粒子ビーム顕微鏡の少なくとも１つの粒子ビームによって走査するステップを含むことができる。

【0038】

１つの態様は、少なくとも１つの欠陥の修復テンプレートを決定するために、粒子ビーム走査のデータを、少なくとも１つのマークの位置データおよび少なくとも１つの欠陥のトポグラフィデータに重ね合わせるステップを含む。
少なくとも１つのマークの位置データを検出するステップは、マークのコンピュータ支援識別によって実行することができる。
少なくとも１つのマークを生成するステップは、少なくとも１つのマークを付ける位置を決定するためにフォトリソグラフィマスクの設計データを使用するステップを含むことができる。

【0039】

１つの態様は、修復テンプレート、少なくとも１つの粒子ビーム、および少なくとも１つのエッチングガスまたは少なくとも１つの堆積ガスによって少なくとも１つの欠陥を補正するステップをさらに含む。別の態様は、修復テンプレートおよび少なくとも１つのエッチングガスまたは少なくとも１つの堆積ガスによって少なくとも１つの欠陥を補正するステップをさらに含む。
さらなる態様は、少なくとも１つの粒子ビームおよび少なくとも１つのエッチングガスまたは少なくとも１つの堆積ガスを使用して、フォトリソグラフィマスクまたはウェハから少なくとも１つのマークを除去するステップをさらに含む。別の態様は、少なくとも１つのエッチングガスまたは少なくとも１つの堆積ガスを使用して、フォトリソグラフィマスクまたはウェハから少なくとも１つのマークを除去するステップをさらに含む。
その上、この方法は、化学洗浄ステップを使用して、フォトリソグラフィマスクまたはウェハから少なくとも１つのマークを除去するステップを含むことができる。化学洗浄ステップは、ウェット化学洗浄ステップとすることができる。

【0040】

この方法は、マスクまたはウェハに存在する少なくとも１つの基準マークと規定された関係で少なくとも１つのマークを生成するステップをさらに含むことができる。その上、この方法は、マスクまたはウェハが配置されるサンプルステージの少なくとも１つの基準マークと関連して少なくとも１つのマークの位置データを決定するステップを含むことができる。
少なくとも１つのマークを生成するステップは、フォトリソグラフィマスクの吸収体構造の要素に少なくとも１つのくぼみを生成するステップを含むことができる。さらに、少なくとも１つのマークを生成するステップは、基板および／またはフォトリソグラフィマスクの吸収体構造の要素に材料を堆積させるステップを含むことができる。
以下の詳細な説明は、図面を参照して本発明の現在好ましい例示的な実施形態を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】欠陥向けの先行技術による修復テンプレートを生成するための流れ図である。

【図2】走査型プローブ顕微鏡のいくつかの重要な構成要素の概略図である。

【図3】プローブ構成を含む図２の走査型プローブ顕微鏡の概略図である。

【図4】切換デバイスと制御ユニットとを含む、プローブ構成の概略図を上面図で再現する図である。

【図5】異なる機能のために最適化された測定チップをもつプローブ構成の概略的に拡大された図を説明する図である。

【図6】プローブが静止位置から作動位置へと下げられた状態の図５を示す図である。

【図7】フォトマスクの２つのタイプの欠陥と、欠陥分析のために使用される、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の２つのタイプのプローブとを概略的に示す図である。

【図8】フォトリソグラフィマスクの吸収体材料を欠いている２つの欠陥を概略的に説明し、その分析のためのＳＰＭのプローブを明示する図である。

【図9】欠陥がマークで示された後の図７からの欠陥の上面図である。

【図10】欠陥がマークで示された後の図８からの欠陥の上面図を再現する図である。

【図11】デバイスを通る概略断面を示す図であり、デバイスによって、マークを読むことができ、フォトリソグラフィマスクまたはウェハの欠陥を補正することができる。

【図12】図３の走査型プローブ顕微鏡と図１１のデバイスとを組み合わせた測定システムの概略図である。

【図13】本発明による方法の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

本発明によるデバイスおよび本発明による方法の現在好ましい実施形態が、より詳細に以下で説明される。本発明によるデバイスおよび本発明による方法は以下の例示的な実施形態に制限されないことが理解されよう。
図１の流れ図１００は、走査型プローブ顕微鏡の一例としての原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）と走査型粒子ビーム顕微鏡の一例としての走査型電子ビーム装置（ＳＥＭ；走査型電子顕微鏡）との助けを借りて分析された欠陥の修復テンプレートを突き止めるための現状を説明する。ＡＦＭおよびＳＥＭは単一の装置に統合されている。図１で説明する例では、欠陥は、ＳＥＭの画像において見える。

【0043】

方法はステップ１０５から始まる。サンプルの欠陥の位置が、検査ツール、例えば、レーザシステムまたはＡＩＭＳ（商標）（エアリアルイメージ測定システム）の助けを借りてステップ１１０において突き止められる。欠陥は、ステップ１１５においてＳＥＭの電子ビームの助けを借りて走査される。その結果として、ＳＥＭは、ステップ１２０においてサンプル表面に１つまたは複数のマークを生成する。これは複雑なプロセスであるが、その理由は、ＳＥＭの電子ビームに加えて、少なくとも１つの堆積ガスが、マークの材料を堆積させることができるように欠陥の近傍に供給されなければならないからである。代替として、エッチングガスを供給して、電子ビーム誘起エッチングプロセスによってサンプル中に１つまたは複数のマークをエッチングすることができる。

【0044】

以下、「サンプル」という表現は、とりわけ、フォトリソグラフィマスクとウェハとを含む何よりも重要な用語として使用される。
欠陥は、ステップ１２５においてＡＦＭの助けを借りて走査される。サンプルの欠陥は、以前に生成されたマークの助けを借りて見いだされる。続いて、ＡＦＭの走査によって得られたデータは、ステップ１３０において処理される。ステップ１３５において、処理されたＡＦＭデータは、サンプルを欠陥の領域において走査することによってＳＥＭの電子ビームにより生成された画像に導入される。次のステップ１４０において、処理されたＡＦＭデータ中のマークは、手動プロセスの範囲内でＳＥＭ像のマークに重ね合わされる。その結果として、欠陥の画像が、ステップ１４５においてＳＥＭ像と処理済みＡＦＭデータとの重ね合わせデータから生成される。ステップ１５０において、欠陥の修復テンプレートが、欠陥画像に基づいて生成され、次いで、方法はステップ１５５において終了する。

【0045】

万一その欠陥がＳＥＭで見ることができないかまたは辛うじてしか見ることができない欠陥である場合、ステップ１１５およびステップ１３５はダイアグラム１００において無しで済まされる。その上、流れ図のステップ１４０は変更される。ステップ１４０において、欠陥がＳＥＭの画像において見えない状態で、ＳＥＭデータのマークとＡＦＭデータのマークとが重ね合わされる。これらの変更は図１に示されていない。位相欠陥は、ＳＥＭで検出できないかまたは信頼性高く検出できない欠陥の一例である。
説明したプロセスを改善しやすくするデバイスの例示的な実施形態が、以下で論じられる。最後に、サンプルの欠陥の修復テンプレートを決定する改善された方法の一実施形態が次いで説明される。

【0046】

図２は、走査型プローブ顕微鏡２００のいくつかの構成要素を概略的に示している。走査型プローブ顕微鏡２００は、ちょうど以下で説明するプローブ構成のうちの１つのように、周囲条件下でまたは真空チャンバ中で動作することができる（図２に示されていない）。サンプル２２０は、サンプルステージ２１０に配置される。サンプルステージ２１０は、一方向に（例えば、ｚ方向に）、２方向に（例えば、ｘ方向およびｙ方向に）、または３方向に、例えば、１つまたは複数のマイクロ変位要素またはマイクロマニピュレータによって移動可能とすることができる（図２に図示せず）。
プローブ２３０は、当技術分野で慣例であるように、測定チップ２４０と、以下でカンチレバー２５０と呼ぶバーとを含む。プローブ２３０のカンチレバー２５０は、ピエゾアクチュエータ２６０に取り付けられる。ピエゾアクチュエータ２６０の自由端２７０は、保持デバイスに固定される（図２に明示されていない）。保持デバイスは、試験されるべきサンプル２２０の領域にプローブ２３０を持って行く変位要素を含む。代替としてまたは追加として、サンプルステージ２１０は、この目的のために変位要素を含むことができる（図２に図示せず）。

【0047】

プローブ２３０は、プローブ２３０のカンチレバー２５０の撓みを測定するセンサ要素（図２に示されていない）をさらに含む。センサ要素の信号は、ＳＰＭ２００の制御ユニット２８０の入力部２６５に与えられる。制御ユニット２８０の出力部２７５を介して、制御ユニット２８０は、対応する動作信号をピエゾアクチュエータ２６０に出力することができる。したがって、ピエゾアクチュエータ２６０は、閉ループで動作することができる。さらに、制御ユニット２８０は、プローブ２３０の測定チップ２４０がサンプル２２０にわたって走査するように、出力部２８５を介して信号をピエゾアクチュエータ２６０に出力することができる。その結果として、プローブ２３０は、サンプル２２０の一部にわたって２次元（２Ｄ）走査で走査して、欠陥の領域のサンプル表面２１５の２Ｄ輪郭を決定することができる。

【0048】

さらに、制御ユニット２８０は、プローブ２３０の測定チップ２４０が、走査された欠陥から規定の距離のところのサンプル表面２１５に１つまたは複数のくぼみを生成するようにピエゾアクチュエータ２６０を制御することができる。故に、走査型プローブ顕微鏡２００は、本発明によるデバイスの簡単な例示的な実施形態を構成している。
図２で説明する設計では、ピエゾアクチュエータ２６０は、管状形態を有し、４つの外部電極と１つの内部電極とを含む。ピエゾアクチュエータ２６０の様々な実施形態が存在する。複数のプローブを含むプローブ構成を移動させるために、管状形態に加えて、プローブ２３０の測定チップ２４０の必要な移動を実行できるあらゆる設計を使用することができる。特に、ピエゾアクチュエータ２６０は、ｘｙ平面内およびそれに垂直な移動を別個の電気コネクタによって制御できるように様々なセグメントを含むことができる（図２に示されていない）。コネクタ２９０は、制御ユニット２８０をコンピュータシステムに接続することができる（図２に図示せず）。

【0049】

図３の走査型プローブ顕微鏡３００は、４つのプローブ３３０をもつプローブ構成３１０を含み、図２に類似しているプローブ３３０の各々は、センサ要素を含む。電圧源３５０は、スイッチ３１５によってプローブ３３０のセンサ要素のうちの１つに適用される。センサ要素からの信号は、スイッチ３２５の助けを借りてＳＰＭ３００の制御ユニット２８０の入力部２６５に与えられる。スイッチ３２５の位置により、プローブ構成３１０のすべてのプローブ３３０からそのプローブ３３０を選択することができ、そのプローブ３３０のセンサ要素が、電圧源３５０と、制御ユニット２８０の入力部２６５とに接続される。これを使用して、単一のプローブ２３０の例を使用して図２で説明したようにプローブ３３０の各々に対して閉フィードバックまたは制御ループを構築することが可能である。

【0050】

図４のダイアグラム４００は、プローブ構成４１０と、図３の走査型プローブ顕微鏡３００の制御ユニット４８０へのプローブ構成４１０の電気接続の上面図を概略的に説明する。図３の例と異なり、プローブ構成４１０は、この例では、並列に配置された５つのプローブ４１５、４２０、４２５、４３０、および４３５を含む。図３と類似した方法で、ピエゾアクチュエータ４７０はプローブ構成４１０に取り付けられる。ピエゾアクチュエータ４７０の反対側または自由端は、図３のＳＰＭ３００の保持デバイスに固定される（図４に示されていない）。

【0051】

図４のダイアグラム４００は、ピエゾアクチュエータ４７０を移動させるための６つのコネクタを概略的に示している。ここで、ピエゾアクチュエータ４７０の内側メタライゼーションに接続されたｚ方向の移動のための２つのコネクタは、分かりやすくするために図４では隠されている。６つのコネクタを介して、走査型プローブ顕微鏡３００の制御ユニット４８０は、プローブ構成４１０の面（ｘｙ平面）内のピエゾアクチュエータ４７０の移動と、プローブ構成４１０の面に垂直な方向（ｚ方向）の移動との両方を制御することができる。図２に関連した議論で説明したように、ピエゾアクチュエータ４７０のｘコネクタおよび／またはｙコネクタに電気信号を印加することによって、制御ユニット４８０は、さらに、プローブ４１５、４２０、４２５、４３０、および４３５をサンプル２２０にわたってプローブ構成４１０の面と平行に走査し、かつ／または追加としてプローブ構成４１０の面に垂直なｚ方向に前記プローブを移動させることができる。
その上、ピエゾアクチュエータ４７０は、プローブ構成４１０の制御され再現可能な移動を図２および図３のサンプル２２０の表面に対して実行しやすくする。

【0052】

位置決め要素または移動要素４１７、４２２、４２７、４３２、および４３７は、プローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６、４２１、４２６、４３１、４３６の上側に取り付けられる。制御ユニット４８０から適切な制御信号を印加することによって、位置決め要素４１７、４２２、４２７、４３２、および４３７は、対応するプローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６を、静止位置から作動または操作位置に、逆も同様に、持って行きやすくする。例として、位置決め要素４１７〜４３７は、ピエゾアクチュエータとしてまたは抵抗加熱によるバイメタル要素として具現することができる。バイメタル要素は、熱に変換される電気エネルギーによって、規定された方法で所定の方向にプローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６を曲げる。現在は、位置決め要素４１７〜４３７の各々をデジタル要素として具現することが好ましく、デジタル要素は、単に、２つの規定された状態、すなわち、規定された静止位置および規定された作動位置を有し、静止位置と作動位置との間を行ったり来たり切り替える機能を備えている。しかしながら、位置決め要素４１７〜４３７の各々は、２つを超える規定された状態を有する要素として構成することもでき、その結果、位置決め要素４１７〜４３７は、対応するプローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６を励振して、例えば、それ自体の共振周波数で振動させることができる。
代替実施形態では、プローブ４１５〜４３５を静止位置から作動位置に持って行くためにレーザビームを利用することができる（図４に示されていない）。この目的のために、プローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６は、バイメタル要素の形態で具現される。カンチレバー４１６〜４３６のうちの１つに光を放射することによって、カンチレバー４１６〜４３６のうちの１つは、サンプル２２０の方向に曲がり、その結果として、プローブ４１５〜４３５を静止位置から作動位置に持って行く。

【0053】

図２および図３に関連した議論で既に触れたように、センサ要素４１８、４２３、４２８、４３３、および４３８は、プローブ構成４１０のプローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６に配置される。図４の例では、センサ要素４１８〜４３８は、プローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６の下側に取り付けられ、それゆえに、図４の上面図では見えない。その位置が、エンドポイントのない線によって図４に明示されている。センサ要素４１８〜４３８の各々は、それぞれのカンチレバー４１６〜４３６の曲げ、故に、ピエゾアクチュエータ４７０によっておよびそれぞれのカンチレバー４１６〜４３６に割り当てられた位置決め要素４１７〜４３７によって引き起こされたカンチレバー４１６〜４３６の曲げと、追加として、サンプル２２０とプローブ４１５〜４３５との間の力の作用によって引き起こされたカンチレバー４１６〜４３６の曲げとの両方を検出し、故に、全体として、前記センサ要素の各々は、自由端に取り付けられた測定チップの位置を検出する。例として、センサ要素４１８〜４３８は、ホイートストンブリッジ回路の圧電抵抗要素として具現することができる。

【0054】

プローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６への位置決め要素４１７〜４３７およびセンサ要素４１８〜４３８の配置は、図４に示したアタッチメントと関連して交換されてもよい。その上、位置決め要素４１７〜４３７とセンサ要素４１８〜４３８の両方は、プローブ４１５〜４３５のカンチレバー４１６〜４３６の一方の側に取り付けられてもよい。

【0055】

図２および図３との関連で既に説明したように、対応するセンサ要素４１８〜４３８の測定データの助けを借りて、それぞれのプローブ４１５〜４３５のための閉ループを動作の際に設定することが可能である。これを使用して、プローブアレイ４１０の個々のプローブ４１５〜４３５は、図２の個々のプローブ２３０の様々な動作モードで動作することができる。
プローブ構成４１０を既存のＳＰＭ２００に設置するための構造支出を低く保つために、切換デバイス４７５が、図４の例では、プローブアレイ４１０と、図２のＳＰＭ２００の制御ユニット４８０との間にある。これを使用して、ＳＰＭ２００の制御ユニット４８０は、単一のプローブ２３０を動作させるための制御ユニット２８０と関連して変わらないままとすることができる。スイッチ４７８を変位させることによって、切換デバイス４７５は、プローブ構成４１０の動作可能なプローブ４１５〜４３５をＳＰＭ２００の制御ユニット２８０に接続する。図４に示した例では、プローブ４２０は作動位置にあるが、他のすべてのプローブ４１５、４２５、４３０、および４３５は静止位置にある。

【0056】

電気的または機械的切換要素を切換デバイス４７５として使用することができる。図４の例示的な図とは対照的に、切換デバイス４７５を介して位置決め要素４１７〜４３７の電気コネクタを案内する必要はない。むしろ、これらは、制御ユニット４８０に直接接続されてもよい。その結果として、切換デバイス４７５をより小さくすることが可能であり、切換デバイス４７５への要求は、特にその絶縁耐力の観点から、著しく軽減される。
制御ユニット４８０は演算器４８２を含み、演算器４８２はプロセッサの形態で具現することができる。さらに、制御ユニット４８０は、例えば半導体メモリの形態の不揮発性メモリ４８４を含む。その上、制御ユニット４８０は、ネットワークを介して制御ユニット４８０のデータ交換を容易にするインタフェース４８６を含む。インタフェース４８６は、対応するネットワークへの有線および／またはワイヤレス接続を確立することができる。代替としてまたは追加として、制御ユニット４８０は、コンピュータシステム４９０を介して、走査型粒子ビーム顕微鏡などの外部装置と通信することができる。

【0057】

走査型プローブ顕微鏡２００の小さい変更に加えて、図４のプローブ構成４１０の実施形態は、電気信号がプローブ構成４１０の１つのプローブ４１５〜４３５にのみ印加されるという点で有利である。それゆえに、並列に動作するプローブ４１５〜４３５からの信号の相互影響または干渉は排除される。
しかしながら、プローブ構成４１０は、前記プローブ構成の電気コネクタがＳＰＭ３００の改変された制御ユニットに直接接続されることによって、切換デバイス４７５なしに動作させることもできる。これを使用して、２つまたはすべてのプローブ４１５〜４３５は、ＳＰＭ２００の改変された制御ユニットによって並列に制御または動作され得る。

【0058】

コンピュータシステム４９０は、プローブ構成４１０の動作を制御ユニット４８０を介して制御する。コンピュータシステム４９０は演算器４９２を含み、演算器４９２は１つまたは複数のプロセッサの形態で具現することができる。さらに、コンピュータシステム４９０は、不揮発性メモリ４９４を、例えばハードディスクドライブおよび／または半導体メモリの形態で含む。その上、コンピュータシステム４９０は、ネットワークを介して遠方のコンピュータと通信するインタフェース４９６を含む。インタフェース４９６は、１つまたは複数のネットワークへの有線および／またはワイヤレス接続を確立することができる。

【0059】

図５は、図４からのプローブ構成４１０を側面から示しており、そのため、プローブ構成４１０のプローブ４１５〜４３５の測定チップ４１９、４２４、４２９、４３４、および４３９が見える。プローブ４１５および４２０の２つのチップ４１９および４２４は、サンプル２２０を分析するように設計されている。これらの２つの測定チップの一方の４１９は、その下端に向かって先細りになり（すなわち、カンチレバー４１６から距離が増加するにつれて先細りになり）、先の尖った端部を有する。これは、サンプル２２０を走査するとき高い空間分解能を保証することができる。
測定チップ４１９は、プローブ４１５のカンチレバー４１６と同じ材料を含む。例として、シリコンまたは窒化ケイ素を材料として使用することができる。しかしながら、プローブアレイ４１０は、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）の生成を可能にする任意の半導体材料または半導体材料の組合せから製造することもできる。代替として、プローブ４１５およびその測定チップ４１９は、金属、合金、またはダイヤモンドから製造することもできる。

【0060】

その上、測定チップ４１９は、例えば、その表面をより固くし、それゆえに、より丈夫にするために被覆を備えることができる。その上、チップ４１９とサンプル２２０との相互作用を、被覆により適合させることができる。例として、測定チップの良好な導電性が走査型トンネル顕微鏡の形態のＳＰＭ３００の実施形態にとって重要であり、そこで、そのような場合に高い導電性をもつ被覆を施すことができる。個々のプローブ４１５〜４３５のために開発されたチップ４１９の他の変更を、プローブ構成４１０の測定チップ４１９〜４３９に適用することもできる。
第２の測定または分析プローブ４２０は長い針形状チップ４２４を有する。例として、この針形状測定チップ４２４はカーボンナノチューブからなることができる。測定チップ４２４は、プローブ４２０のカンチレバー４２１の自由端に接着剤で取り付けられていてもよく、または測定チップ４２４は、カンチレバー４２１の自由端に蒸着によって成長されていてもよい。この第２の分析プローブ４２０を使用して、非常に大きいアスペクト比、すなわち、構造の深さまたは高さと構造の最小横方向長さとの間の比を有するサンプル２２０の表面の領域を走査することが可能である。

【0061】

しかしながら、サンプル２２０を分析するためのプローブは、図５の測定チップ４１９および４２４に制限されない。むしろ、分析チップは、走査型プローブ顕微鏡のそれぞれのタイプに整合させることができる。トンネル電流（走査型トンネル顕微鏡）およびファンデルワールス力（走査型力顕微鏡すなわちＡＦＭ）に加えて、多くのさらなる物理的変数がサンプルを試験するために使用される。したがって、磁気力顕微鏡は、サンプルとプローブまたはそのチップとの間の磁気的相互作用を利用する。サンプルの試験のために、音響走査型顕微鏡はフォノンを使用し、光近接場走査型顕微鏡はフォトンを使用する。様々なＳＰＭタイプのこのリストは、単に例示であり、決してない完全ではない。しかしながら、これらのＳＰＭタイプのすべてに共通することは、分析プローブ４１５、４２０と、１つまたは複数のマークを生成するプローブとが、それぞれのタイプの相互作用に対して最適化されることである。その上、１つまたは複数の分析プローブ４１５、４２０は、前述のＳＰＭタイプのうちの１つ１つのものに最適化された方法で具現することができる。

【0062】

その上、サンプル２２０の欠陥を分析するために使用される測定チップ４１５、４２０は、追加として、それぞれのサンプルに、さもなければ特定のプロセスパラメータに適合させることができる。これは、既に述べた欠陥のアスペクト比に加えて、例えば、サンプル２２０の欠陥のトポグラフィを捕捉することを目的とした必要な空間分解能に関連することができる。その上、分析プローブ４１５、４２０の測定チップ４１９、４２４の最適化は、ＳＰＭ３００が、大気条件で、液体中で、または真空中で動作されるかどうかに依存することができる。
プローブ構成４１０のプローブ４２５、４３０、および４３５は、サンプル２２０上にまたはサンプル２２０中にマークを生成するように設計される。

【0063】

プローブ４２５は、ディップペンナノリソグラフィ（ＤＰＮ）プロセスの範囲内でサンプル２２０上に分子を堆積させ、それによって、ナノメートル範囲（＜１００ｎｍ）の寸法をもつ構造を生成するように設計される。この技法では、化合物で被覆されたプローブ４２５のチップ４２９が、サンプル２２０の表面２１５の上でチップ４２９を走査することによってサンプル２２０上にマークとしての構造を直接書き込むためにディップペンとして使用される。プローブ４２５のチップ４２９を被覆する化合物は、手書きに類似して、インクと呼ばれる。分子インクと液体インクとの間では区別がなされる。分子インクは、サンプル２２０上に堆積されるべき分子を溶液中に含んでいる。チップ４２９をインク溶液中に浸漬することによって、チップ４２９はインクで被覆される。溶質分子は、毛管凝縮のために適切な湿度条件下においてチップ４２９とサンプルとの間に生ずる水メニスカスでサンプル表面２１５上に拡散する。

【0064】

堆積条件下において液体形態で存在するあらゆる材料が、液体インクの形態で堆積され得る。液体インクは、チップ４２９によってサンプル表面２１５上に直接書き込まれる。ここで、堆積条件は、液体とチップ４２９との相互作用、液体とサンプル表面２１５との相互作用、および液体または液体インクの粘性によって決定される。液体インクを堆積させるために、プローブ４２５のカンチレバー４２６は、液体の供給ラインを有する。図５に示されていない供給ラインは、プローブ４２５のチップ４２９で終了するか、またはプローブ４２５の中空チップ４２９につながる。
溶質分子の選択に応じて、プローブ４２５は、様々な材料、例えば、金属、無機化合物、有機化合物などからマークを生成することができる。第１に金属、および第２に有機化合物が、マークを生成または書き込むのに有利である。例として、透過型フォトマスクの基板に金属ナノ構造の形態で堆積されたマークは、ＳＥＭの電子ビームの画像に明白な材料コントラストをもたらす。これは、同様に、吸収体構造の要素に堆積される有機化合物に当てはまる。フォトリソグラフィマスクの吸収体構造の要素は、主成分としてクロムまたは窒化チタンを含む。

【0065】

プローブ構成４１０のプローブ４３０のチップ４３４は、チップ４３４とサンプル２２０との間の電界中で材料を蒸発させることによって、金属ナノ構造の形態のマークをサンプル２２０に生成するように構成される。プローブ４３０のチップ４３４とサンプル表面２１５との間の小さい距離（数ナノメートル以下）の結果として、数ボルトの領域のチップ４３４と表面２１５と間の電圧は、１０⁸Ｖ／ｍから１０¹⁰Ｖ／ｍの範囲の電界強度を生成するのにもはや十分である。そのような極端に高い電界強度は、電界放出または電気化学堆積によるマークの生成または書き込みを容易にする。

【0066】

プローブ４３０のチップ４３４は、ナノ構造マークとしてサンプル２２０上に堆積されるように意図された材料を実質的に含む。図３の電圧源３５０を介してプローブ４３０を撓ませるための電圧に加えて、電界放出を介してマークの堆積を開始するために電圧がプローブ４３０のチップ４３４に印加される。プローブ４３０のチップ４３４は、マークの電気化学堆積によってゆっくり分解される。この理由により、例示的なプローブ構成４１０において、プローブ４３０のチップ４３４は、ディップペンプロセスを実行するために使用されるプローブ４２５のチップ４２９よりも大きい曲率半径を有する。
場合によっては、摩耗したチップ４３４は、サンプル２２０がチップ４３４の材料で製作された基板と取り替えられ、プローブ４３０と基板との間の電圧が逆転されることによって実質的に回復させることができる。それゆえに、プローブ４３０は、サンプル２２０からの材料を局所的に堆積させることによってサンプル２２０の表面にマークを書き込むために使用することもできる。しかしながら、プローブ４３０は、通常、摩耗されたチップ４３４の場合には取り替えられる。

【0067】

最後に、プローブ４３５は、サンプル２２０の表面２１５中にナノ構造を生成または書き込むことによってマークを生成するように最適化される。処理チップ４３９がサンプル２２０の材料に直接接触するので、前記処理チップの表面は、チップ４３９の経済的耐用寿命を保証するためにサンプル２２０の表面２１５よりも固くあるべきである。この目標は、例えば窒化ケイ素などの硬質材料、および／または処理チップ４３９のための対応する調質層を使用することによって達成することができる。さらに、プローブ４３５は、カンチレバー４３６の好適な設計を介してその作業に対して最適化することができる。
プローブ４３５のチップ４３９の曲率半径を選択することによって、一方では大きい空間分解能（小さい曲率半径）と他方ではマークを生成するための短い処理時間（大きい曲率半径）との間で、妥協を設定することが可能である。
分析プローブ４１５および４２０との関連で論じたものと同様に、サンプル２２０にマークを生成するためのプローブ４２５、４３０、および４３５は、さらに、実行されるべきそれぞれの機能に対して最適化される。

【0068】

図５のダイアグラム５００に示されたプローブ構成４１０では、分析プローブ４１５および４２０と、マークを生成するためのプローブ４２５、４３０、および４３５の両方は、単一の機能に向けて設計されている。しかしながら、プローブ構成４１０は、複数の機能を実行するように設計されたプローブをさらに含むことができる。
その上、図４および図５の例のプローブ構成４１０は、たまたま５つのプローブしか有していない。図２の議論で既に説明したように、単一のプローブ２３０を含む走査型プローブ顕微鏡２００は、サンプル２２０の欠陥を試験するかまたはサンプル２２０上に１つまたは複数のマークを付けることができる。しかしながら、両方の機能の機能範囲は制限される。それゆえに、少なくとも２つのプローブ、すなわち、サンプル２２０を分析するための１つのプローブおよび少なくとも１つのマークを生成するためのさらなるプローブを含むプローブ構成が好ましい。プローブの数の上限は、ＭＥＭＳで製造できるプローブの数によって設定される。

【0069】

図６は、図４および図５のプローブ構成４１０を示し、制御ユニット４８０は、制御信号を位置決め要素４２２に印加することによってプローブ４２０を静止位置から作動位置に移動させており、前記プローブを作動位置に保持し続ける。作動位置では、プローブ４２０は、静止位置に対して５００ｎｍだけ下げられている。作動位置では、プローブ４２０の測定チップ４２４は、サンプル表面２１５から０ｎｍ〜５０ｎｍの距離がある。その結果として、静止位置にあるプローブ４１５、４２５、４３０、および４３５のチップ４１９、４２９、４３４、および４３９は、サンプル２２０の表面から約５００ｎｍ〜５５０ｎｍの距離がある。これは、ピエゾアクチュエータ４７０を介した分析チップ４２４の動的動作モードと、柔らかいばね定数をもつカンチレバー４１６、４２６、４３１、４３６との場合でさえ、他のチップ４１９、４２９、４３４、および４３９がサンプル２２０の表面２１５に達しないことを保証する。

【0070】

図７のダイアグラム７００は、基板７１０と吸収体構造７３０の３つの要素とを含むフォトリソグラフィマスク７２０をサンプルとして示している。上部の部分画像では、吸収体構造７３０の左側の要素には、余剰材料の欠陥７４０がある。欠陥７４０は、吸収体構造の余剰材料、または任意の他の材料、例えばフォトマスク７２０の基板７１０の材料を含むことがある。欠陥７４０は、測定チップ４１９を含むＳＰＭ３００のプローブ４１５で試験することができる。この目的のために、プローブ４１５の測定チップ４１９は、欠陥７４０にわたって走査される（図７に示されていない）。
比較的大きい基板領域にわたって基板７１０がわずかに上方にアーチ形に曲がることによってフォトマスク７２０自体に現われるフォトマスク７２０の位相欠陥７５０が、吸収体構造７３０の中央要素と右側要素との間に示されている。上述で既に説明したように、１桁ナノメートル範囲の凹凸は、極紫外波長範囲のためのフォトマスクが、マスク７２０によって反射された放射の位相に欠陥を引き起こすのに十分である。位相欠陥７５０は、同様に、測定チップ４１９による２次元走査によってＳＰＭ３００のプローブ４１５により分析することができる。

【0071】

図７のダイアグラム７００の下部の部分画像は、余剰材料の第２の欠陥７４５を示している。欠陥７４５の分析は、吸収体構造７３０の要素の縁部における欠陥７４５の位置のためにより困難になる。測定チップ４１９の曲率半径によって引き起こされる分解能の制限のために、プローブ４１５による欠陥の走査は、欠陥７４５の表面輪郭の粗い画像しか与えない。それゆえに、ＳＰＭ３００の制御ユニット４８０は、上述で説明したように非常に細い測定チップ４２４を有する第２の分析プローブ４２０を欠陥７４５上に案内し、欠陥７４５のトポグラフィをより正確に決定する。

【0072】

図８のダイアグラム８００は、さらなる欠陥タイプを説明する。フォトマスク７２０の吸収体構造の左側の要素７３０は、部分的にしか形成されていない。これは、フォトマスク７２０が吸収体材料を欠いている欠陥７５５を有することを意味する。欠陥７５５は、最初のステップにおいて分析プローブ４１５を使用して分析される。欠陥７５５の位置のために、分析プローブ４１５の測定チップ４１９は、欠陥７５５の輪郭を制限された分解能でしか表示することができない。それゆえに、ＳＰＭ３００の制御ユニット４８０は、前記欠陥のトポグラフィを可能な限り最高の精度で突き止めるために、測定チップ４２４をもつプローブ４２０を欠陥７５５にわたって第２の走査の間走査させる。これが、ダイアグラム８００の下部の部分画像の左側の部分で説明されている。
ダイアグラム８００の上部の画像には、吸収体材料を欠いているさらなる欠陥７６０が、吸収体構造７３０の右側の要素に示されている。欠陥７５５と異なり、フォトマスク７２０の吸収体材料は、吸収体構造の要素の縁部で欠けているのではなく、代わりに、１つの要素内で欠けている。その上、吸収物質の薄い層が欠陥７６０の領域に存在している。欠陥７６０の精密な輪郭を決定する問題は、欠陥７５５と比較してさらに悪化している。制御ユニット４８０またはコンピュータシステム４９０による走査データの評価により、欠陥７６０が急勾配の縁部を有していることがもたらされた後、欠陥７６０は、高いアスペクト比をもつ構造を分析するように設計されている第２の分析プローブ４２０で再度走査される。

【0073】

欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、および７６０のトポグラフィデータから、ＳＰＭ３００の制御ユニット４８０および／またはコンピュータシステム４９０は、どの場合にも、対応する欠陥の修復テンプレートを決定することができる。修復テンプレートは、欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、および７６０がどのように除去または補償されるべきであるかを指定する。余剰材料の欠陥７４０、７４５は、エッチングプロセス、例えばエッチングガスの助けを借りた粒子ビーム誘起エッチングプロセスによって除去されることが好ましい。欠陥７４０、７４５に対して、修復テンプレートは、粒子ビームが欠陥７４０、７４５の各部分にどれくらいの時間作用するか、および１つまたは複数のエッチングガスのガス流量が修復処理の間どれくらいの大きさであるかを示す。

【0074】

欠陥７５５および７６０は、吸収物質を欠いている場所に炭素または炭素化合物などの吸収物質を堆積させることによって補正される。吸収物質は、一般に、粒子ビームおよび堆積ガスの助けを借りて欠陥のある場所に堆積される。欠陥７５５および７６０の修復テンプレートは、補正プロセスの間粒子ビームおよびガス流量をどのように制御すべきかを指示する。
位相欠陥７５０は、しばしば、いわゆる補償修復によって補償される。ここで、欠陥７５０自体は除去されず、代わりに、フォトマスク７２０によって生成される画像への位相欠陥７５０の影響を可能な限り最良の範囲で緩和するように、欠陥７５０を囲む吸収体構造７３０の要素が修正される。吸収体構造７３０の要素は、吸収体構造７３０の一部を除去するかまたは吸収体構造７３０の粒子を堆積させることによって修正することができる。これは、一般に、エッチングまたは堆積ガスを使用する粒子ビーム誘起エッチングまたは堆積プロセスによって実行される。欠陥７５０の修復テンプレートは、粒子ビームと、エッチングガスまたは堆積ガスのガス流量とを補正処理の間どのように制御すべきかを述べている。

【0075】

図９のダイアグラム９００は、欠陥７４０および７５０を上面図で示している。さらに、図９は、ＳＰＭ３００のプローブによって付けられたフォトマスク７２０上のマークを示している。欠陥７４０のマーク９１０および９１５は、点の形をした実施形態を有する。２つのマーク９１０をフォトマスク７２０の基板７１０に付けることは、例えば、ＳＰＭ３００のプローブ４２５で実行することができ、ＳＰＭ３００のプローブ４２５は、ナノ構造として材料をマスク７２０の基板７１０にディップペンプロセスで堆積させる。マスク７２０の透明基板７１０が石英からなる場合、マーク９１０を金属ポイントとして基板７１０に生成することは有利である。トポグラフィコントラストに加えて、金属マーク９１０は、特に、走査型粒子ビーム顕微鏡、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の画像に明白な材料コントラストをもたらす。

【0076】

欠陥７４０を示すための２つのマーク９１５は、吸収体構造７３０の要素に生成される。吸収体構造７３０の要素は、一般に、クロムから形成され、クロムは、その上側に、薄い酸化物層を含む。微細構造金属点の形態のマーク９１５の堆積は、走査型粒子ビーム顕微鏡によって記録された画像には小さい材料コントラストしかもたらさない。それゆえに、プローブ４２５を介してディップペンプロセスでマーク９１５を堆積させるのに有機材料、例えば、炭素または炭素化合物などを使用することは有利である。吸収体構造７３０の要素のマーク９１５は、欠陥補正の完了後、マーク９１０と異なり、吸収体構造７３０の要素にとどまることができるという点で有利である。
代替実施形態では、マーク９１５をくぼみの形態で具現することが可能である。マーク９１５のくぼみは、マスク７２０の基板７１０まで到達し、それゆえに、粒子ビームの画像にかなり大きい材料コントラストを引き起こすことができる。ＳＰＭ３００のプローブ構成４１０のプローブ４３５のチップ４３９は、サンプル２２０の表面を処理し、それにより、フォトマスク７２０の吸収体構造７３０の要素にくぼみを生成するように設計される（図９に示されていない）。

【0077】

その上、マーク９１５は、プローブのチップとサンプル表面２１５との間の強い電界中で材料を堆積させることによっても生成することができる。プローブ４３０のカンチレバー４３１およびチップ４３４は、金属微細構造をマーク９１５として吸収体構造７３０の要素に電界放出を介して生成するように構成される。その上、例えば金で製作された金属マーク９１５は、粒子ビーム顕微鏡の画像にかなり大きい材料コントラストをもたらす。
ダイアグラム９００の例では、後続の図１０におけるように、４つのマーク９１０、９１５が１つの欠陥７４０に対してどの場合にも生成されている。しかしながら、これは欠陥を示すには必要ではない。むしろ、欠陥７４０の座標とマーク９１０または９１５の位置データとの間の関係を築くには、単一のマーク９１０または９１５で十分である。欠陥の座標は、マスクまたはウェハの対応する欠陥なしの領域から外れているマスクまたはウェハの領域を示す。マークの位置データは、マークの点、例えば、その図心を示す。代替として、マークの１つの角が、マークの位置データ（ｘ／ｙ値）として合意されてもよい。さらに、マークの最も高い点の座標がその位置データであると合意することが可能である。

【0078】

マスク７２０は、２次元格子の形態の基準マークを有することができる（図９に示されていない）。ＳＰＭ３００が基準マークに対してマーク９１０、９１５の位置データを決定するによって、ＳＰＭ３００は、マスク７２０の座標系と関連して欠陥７４０の座標を絶対単位で決定することができる。その上マスク７２０が基準マークをさらに含む場合、欠陥の座標またはマーク９１０、９１５の位置データは、ＳＰＭ３００の座標系でおよび／または修復デバイスの座標系で明示することができる。

【0079】

図９は、右側に、フォトマスク７２０の基板７１０がわずかに上方にアーチ形に曲がることによって引き起こされた欠陥７５０を示している。欠陥７５０のまわりに、ＳＰＭ３００のプローブ構成４１０のプローブ４２５が、４つの十字形マーク９２０を基板７１０に付けるために使用される。マーク９１０に関連した議論に基づいて既に説明したように、マーク９２０は、ディップペンプロセスの範囲内で直接書き込むことによって生成することができる。金属十字形マーク９２０を生成することに加えて、炭素または炭素含有化合物で製作されたマーク９２０が、例えば、プローブ４２５のチップ４２９の助けを借りてディップペンプロセスによってマスク７２０の基板７１０上にさらに書き込まれてもよい。

【0080】

マーク９１０、９２０をＤＰＮプロセスで生成することは、マーク９１０、９２０が、基板７１０にまたは吸収体構造の要素に吸着によって付着し、その結果として、欠陥補正の完了後容易に除去することができるという点で有利である。
欠陥７５０のまわりに、ダイアグラム９００は、破線の正方形の形態で、ＳＰＭ３００のプローブ構成４１０のプローブ４１５〜４３５の最大走査領域を示している。マーク９２０は、プローブ４１５〜４３５の最大走査領域内に配置される。これにより、欠陥７５０の座標とマーク９２０の位置データとの関係を突き止めるとき、可能な最大の正確さが得られる。これは、特に、位相欠陥７５０で決定的に重要であるが、その理由は、上述で既に説明したように、走査型粒子ビーム顕微鏡の画像に、位相欠陥７５０は材料コントラストを生成せず、非常に弱いトポグラフィコントラストしか生成しないか、またはまったくトポグラフィコントラストを生成しないからである。
図１０のダイアグラム１０００は、図８のフォトマスク７２０の吸収体構造７３０の２つの要素の材料７５５、７６０を欠いている欠陥の上面図を示している。フォトマスク７２０の基板７１０または吸収体構造７３０の要素に、小さい正方形の形態の４つのマーク１０１０および１０１５が再度欠陥７５５のまわりに付けられた。マーク１０１０および１０１５を付ける詳細は、図９に関連した議論の文脈の中で既に説明している。欠陥７５５はトポグラフィコントラストおよび材料コントラストを介して走査型粒子ビーム顕微鏡の画像において区別されるので、４つよりも少ないマーキングを使用してこの欠陥の位置を示せば十分である。

【0081】

微細構造角部の形態の４つのマーク１０２０が、同様に、吸収体材料を欠いている欠陥７６０を示す目的で欠陥７６０のまわりに生成されている。例として、これらは、プローブ構成４１０のプローブ４３５によってチップ４３９を使用して吸収体構造７３０の要素中へのくぼみの直接書き込みを介して書き込むことができる。マークを生成する代替の選択肢は、図９に関連した議論の範囲内で既に論じられた。

【0082】

欠陥７６０は、その周囲全体にわたって吸収体材料で境界を定められている。それゆえに、走査型粒子ビーム顕微鏡の粒子ビームは、欠陥７６０を精密に画像化することができる。欠陥７６０の修正も難しくない。欠陥の修復中の粒子ビームと欠陥との間の小さいドリフトさえ、これから新しい欠陥を引き起こすことにならないであろう。故に、より少ないマーク１０２０が、やはり、欠陥７６０を示す目的で吸収体構造の要素に生成されてもよい。

【0083】

分析モードから処理またはマーキングモードへの移行は、分析プローブ４１５または４２０からマーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５を生成するためのプローブ４２５、４３０、または４３５のうちの１つへの変更を含む。そのような変更が、次に、分析プローブ４１５からマーキングプローブ４３５への移行に基づいて例示的な方法で説明される。プロセスは、プローブ４１５の位置決め要素４１７をオフに切り替えることで始まる。その結果として、プローブ４１５は、作動位置から静止位置に移動する。次のステップにおいて、プローブ構成４１０は、ピエゾアクチュエータ４７０の助けを借りてフォトマスク７２０から引き離される。その結果として、フォトマスク７２０の表面とチップ４１９、４２４、４２９、４３４、および４３９との間の距離が増加し、その結果、交換されるべきプローブ４１５とプローブ４３５との間の距離だけのプローブ構成４１０の後続の変位が、プローブ４１５〜４３５のチップ４１９〜４３９とフォトマスク７２０との間の接触なしに実行され得る。ＳＰＭ３００の代替実施態様では、サンプルステージ２１０に取り付けられた変位ユニットが、サンプルステージ２１０の移動によってこのステップを実行する。これら２ステップの各々が１秒以内に実行され得る。

【0084】

その結果として、ピエゾアクチュエータ４７０は、分析プローブ４１５とマーキングプローブ４３５との間の距離だけプローブ構成４１０を変位させる。代替実施形態では、サンプルステージ２１０に取り付けられた変位要素が、分析プローブ４１５とマーキングプローブ４３５との間の距離だけサンプルステージ２１０を変位させる。サンプルステージ２１０の横方向移動は、例えば、１つまたは複数のサーボ要素によって実行され得る。さらに、サンプルステージ２１０とプローブ構成４１０との共同移動を介して、プローブ４１５とプローブ４３５との間の距離だけ互いに対してプローブアレイ４１０とフォトマスク７２０とを変位させることを実現することが可能である。この変位手順は数秒後に完了する。
その結果として、プローブ４３５の位置決め要素４３７はオンに切り替えられる。このステップは再度１秒未満で行われる。
プローブ交換全体の任意選択の部分が、マークを生成するためのプローブ４３５の制御パラメータの設定または最適化にある。このステップは、とりわけ、フォトマスク７２０に対してプローブ４３５を最初に使用する間に実行されなければならない。プローブ４３５の制御パラメータの設定は数秒内に実行される。
プローブ交換プロセスを完了した後、ピエゾアクチュエータ４７０はプローブ構成４１０をフォトマスク７２０の近傍に再び戻す。代替実施形態では、このステップは、サンプルステージ２１０の変位要素によって実行されてもよい。この最後のステップの期間は再度数秒である。

【0085】

図１１は、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、および１０２０を検出し、フォトマスク７２０の欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、および７６０を修復または補償するために使用することができるデバイス１１００の好ましい構成要素の概略図を断面で示している。図１１の例示的なデバイス１１００は、改変した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を含む。電子銃１１５０は、電子ビーム１１８０を生成し、ビーム形成要素１１２０およびビーム画像化要素１１２５は、マスク７２０の基板７１０上、または基板７１０に配置された吸収体構造７３０の要素上のいずれかに収束電子ビーム１１８０を導く。
マスク７２０の基板７１０はサンプルステージ１１１０に配置される。サンプルステージ１１１０は、図１１に示されていない変位ユニットを含み、変位ユニットの助けを借りて、マスク７２０は、マスク７２０の欠陥７４０、７４５、７５５、または７６０が電子ビーム１１８０の下で止まるように電子ビーム１１８０に垂直な平面内で変位させることができる。位相欠陥７５０を補償するために、電子ビームが、欠陥７５０を囲む吸収体構造７３０の要素に導かれる。サンプルステージ１１１０は、マスク７２０の基板７１０の温度を所定の温度に設定し制御するのに使用することができる１つまたは複数の要素をさらに含むことができる（図１１にプロットされていない）。

【0086】

図１１の例示的なデバイス１１００は、電子ビーム１１８０を粒子ビームとして使用する。しかしながら、これは強制ではない。むしろ、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、および１０２０を検出すること、および粒子ビームがマスク７２０に入射し、適切なガスが供給される位置で前駆体ガスの局所化学反応を誘起することができる任意の粒子ビームを利用することができる。代替の粒子ビームの例は、イオンビーム、原子ビーム、分子ビーム、および／または光子ビームである。

【0087】

マスク７２０の表面にわたって走査することによって、電子ビーム１１８０は、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０の画像とマスク７２０の欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、および７６０の画像とを記録するために使用することができる。入射電子ビーム１１８０の電子によって生成された後方散乱電子および／または二次電子のための検出器１１３０は、基板７１０の材料の組成または吸収体構造７３０の要素の材料の組成に比例する信号を供給する。

【0088】

コンピュータシステム１１４０には、ハードウェアおよび／またはソフトウェアによって実現され、検出器１１３０のデータ信号からマスク７２０の画像を突き止めやすくするアルゴリズムが含まれ得る。コンピュータシステム１１４０に接続されたモニタは、計算された画像を表示することができる（図１１に図示せず）。コンピュータシステム１１４０は、検出器１１３０からの信号データ、および／または計算された画像をさらに記憶することができる（やはり図１１に明示されていない）。その上、コンピュータシステム１１４０は、電子銃１１５０、ビーム整形要素１１２０、およびビーム画像化要素１１１２５を制御または調整する制御ユニット１１６０を含むことができる。その上、制御ユニット１１６０は、サンプルステージ１１１０の移動を制御することができる（図１１に説明されていない）。
コンピュータシステム１１４０はインタフェース１１７５を含み、インタフェース１１７５によって、コンピュータシステム１１４０は、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０の位置データと、欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０のトポグラフィデータとを受け取ることができる。さらに、コンピュータシステム１１４０は、ＳＰＭ３００の制御ユニット４８０および／またはコンピュータシステム４９０からの欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０の修復テンプレートについて問い合わすことができる。

【0089】

制御ユニット１１６０および／またはコンピュータシステム１１４０は、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０のうちの１つおよび／または欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０のうちの１つにわたる電子ビーム１１８０の走査の助けを借りて突き止められた検出器１１３０からのデータを、対応するマークの位置データおよび対応する欠陥のトポグラフィデータに重ね合わせることができる。組み合わされたデータから、制御ユニット１１６０および／またはコンピュータシステム１１４０は、欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０の修復テンプレートを突き止めることができ、次いで、その修復テンプレートは、対応する欠陥を補正するためにＳＰＭ３００によって送信された修復テンプレートの代わりに使用することができる。

【0090】

１つまたは複数の欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０を処理するために、すなわち、それの補正または補償のために、図１１の例示的なデバイス１１００は、異なるガスまたは前駆体ガスのための４つの異なる貯蔵容器を含むことが好ましい。第１の貯蔵容器１１５０は、欠陥７５５、７６０の位置に吸収性材料を堆積させるために電子ビーム１１８０とともに使用される第１の前駆体ガスまたは堆積ガスを貯蔵する。第２の貯蔵容器１１５５は、例えば、二フッ化キセノン（ＸｅＦ₂）などの第１のエッチングガスを含み、第１のエッチングガスの助けを借りて、欠陥７４０、７４５をマスク７２０の基板７１０から除去することができる。

【0091】

第３の貯蔵容器１１６５は、第２のエッチングガス、例えば塩素含有前駆体ガスを貯蔵し、第２のエッチングガスは、フォトマスク７２０の基板７１０から余剰材料を局所的に除去するために第１のエッチングガスと並列で使用され、第１のエッチングガスの代わりに使用されてもよい。第４の貯蔵容器１１７０は、同様に、欠けている吸収体材料をフォトマスク７２０の基板７１０の表面に局所的に堆積させるために第２の前駆体ガスを収納する。
各貯蔵タンクは、マスク７２０への電子ビーム１１８０の入射場所に単位時間当たりに供給されるガス粒子の量、すなわち、ガス流量を制御するために専用バルブ１１５１、１１５６、１１６６、１１７１を備えている。その上、各貯蔵容器１１５０、１１５５、１１６５、１１７０は、電子ビーム１１８０がフォトマスク７２０に入射する点の近くのノズルで終わる専用ガス供給部１１５２、１１５７、１１６７、および１１７２を有する。電子ビーム１１８０がマスク７２０に入射する点と、ガス供給部１１５２、１１５７、１１６７、１１７２のノズルとの間の距離は、数ミリメートルの領域にある。

【0092】

図１１に示された例では、バルブ１１５１、１１５６、１０６１、１１７１は貯蔵容器の近傍に設置されている。代替実施形態では、バルブ１１５１、１１５６、１１６６、１１７１のすべてまたは一部は、対応するノズルの近傍に配置されてもよい（図１１に図示せず）。その上、２つ以上の貯蔵容器のガスが共通ガス供給部によって供給されてもよく、これはやはり図１１に説明されていない。
貯蔵容器の各々は、個々の温度設定および制御のための専用要素を有することができる。温度設定は、ガスごとに冷却と加熱の両方を促進する。加えて、各ガス供給部１１５２、１１５７、１１６７、１１７２は、同様に、各ガスが反応場所に供給される温度の設定およびモニタのための専用要素を有することができる（やはり図１１に図示せず）。
図１１のデバイス１１００は、必要とされる真空を生成し維持するためにポンプシステムを含む。処理プロセスを開始する前に、真空チャンバの圧力は、一般に、約１０^-5Ｐａ〜２×１０^-4Ｐａである。次いで、反応場所の局所圧力は、一般に、約１０Ｐａの領域まで上昇することがある。
エッチング反応を初期設定するために、収束電子ビーム１１８０が、図１１に例として与えられたデバイス１１００において排他的に使用されることが好ましい。電子の加速電圧は、０．０１ｋｅＶ〜５０ｋｅＶの範囲にある。利用される電子ビームの電流は、１ｐＡと１ｎＡとの間の区間で変化する。

【0093】

図１１のデバイス１１００は、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０をフォトマスク７２０から除去するようにさらに設計される。例として、電子ビーム１１８０を走査し、同時に、貯蔵容器１１５５および１１６５のいずれかからエッチングガスを供給することによって、マーク９１０、９２０、１０１０は除去することができる。当然、マーク９１０、９２０、１０１０を除去するために２つ以上のエッチングガスの組合せを使用することも可能である。その上、電子ビーム１１８０の存在なしに、１つまたは複数のエッチングガスを供給することによってマスク７２０の基板７１０からマーク９１０、９２０、１０１０を除去することが可能である。
吸収体構造７３０の要素に微細構造を堆積させることによって生成されたマーク９１５、１０１５は、大多数の場合、吸収体構造７３０に残っていてもよい。しかしながら、それの除去が望ましいかまたは必要である場合、これらのマークは、１つまたは複数のエッチングガスを使用する電子ビーム誘起エッチングプロセスで吸収体構造７３０の対応する要素から除くことができる。

【0094】

吸収体構造の１つの要素にくぼみを生成することによって生成されたマーク１０２０は、電子ビーム１１８０と、貯蔵容器１１５０および１１７０に貯蔵されている堆積ガスのうちの１つまたは複数との助けを借りて補正することができる。
その上、デバイス１１００は洗浄デバイス１１９０を含む。洗浄デバイス１１９０は、洗浄液１１９５またはガスを含む。代替実施形態では、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０は、マスク生成のために必要とされるマスク７２０の洗浄ステップの範囲内でマスクから除去されてもよい。それによって、マスクを除去するための専用プロセスステップは、無しで済ますことができる。例として、マスク生成における洗浄液は、超音波と組み合わせて使用されるペルオキソ硫酸とすることができる。

【0095】

図１２は、測定システム１２００を示している。測定システム１２００は、上述で論じた走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）３００と、同様に上述で説明したデバイス１１００とを含む。ＳＰＭ３００はインタフェース４８６を含み、デバイス１１００はインタフェース１１７５を含む。測定システム１２００の２つの構成要素３００および１１００は、接続１２１０を介して互いに通信することができる。接続はイントラネットとすることができる。接続１２１０を介して、ＳＰＭ３００およびデバイス１１００は、マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０の位置データ、および欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０のトポグラフィデータ、および／または欠陥の修復テンプレートを交換することができる。

【0096】

図１３の流れ図１３００は、本発明による方法のステップを図で示している。ダイアグラム１３００において、略語ＳＢＭは、走査型粒子ビーム顕微鏡に対して使用される。
方法はステップ１３０５から始まる。ステップ１３１０において、フォトマスク７２０またはウェハの欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０が、ＳＰＭ３００のプローブ４１５、４２０の助けを借りて分析される。欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０は、ステップ１３１０の前にＳＢＭを使用して試験されないことが好ましい。図１に関連した議論の範囲内で説明したように、ＳＰＭ３００は、一般に、例えば検査ツールまたはＡＩＭＳ（商標）などの光学計測ツールを使用する試験から欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０の存在に関する情報を得る。これらのツールは欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０の座標を与えるが、欠陥特性評価を促進しない。
ステップ１３１５において、１つまたは複数のマーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０が、ＳＰＭ３００を介してフォトマスク７２０またはウェハに生成される。ＳＢＭは、このタスクから解放され、その結果として、ＳＰＭ３００によって検出された欠陥の修復のためなどの他の目的のためにますます使用される可能性がある。

【0097】

マーク９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０は、ステップ１３２０において走査型粒子ビーム顕微鏡（ＳＢＭ）によって検出される。
次のステップは、選択肢の方法ステップであり、それゆえに、ダイアグラム１３００において破線を使用して再現されている。
ステップ１３２５において、ＳＢＭの粒子ビームが、欠陥７４０、７４５、７５０、７５５、７６０を分析する。これは、特に、欠陥７４０、７４５、７５５、７６０がＳＢＭの粒子ビームによって信頼性高く検出され得る場合に有利である。対照的に、上述で既に説明したように、走査型粒子ビーム顕微鏡では、位相欠陥７５０を検出することが困難である。

【0098】

その結果として、ＳＰＭ３００によって生成されたデータは、ステップ１３３０において、ＳＢＭによって記録されたデータに重ね合わされる。次のステップ１３３５において、ＳＰＭ３００のデータに存在するマークは、可能な限り最良の範囲でＳＢＭによって記録されたデータに存在するマークに位置合わせされる。これは、マークの手動位置合せによって実行されてもよい。しかしながら、マーキングの自動識別に基づく自動位置合せが好ましい。
欠陥の画像は、ステップ１３４０において、ＳＰＭ３００とＳＢＭとの重ね合わせデータから生成される。最後に、欠陥の修復テンプレートが、ステップ１３４５において、欠陥画像から生成される。方法はステップ１３５０で終了する。

【0099】

代替実施形態では、修復テンプレートは、ＳＰＭ３００の助けを借りて得られ、ＳＢＭが利用できるようにされたデータから直接突き止められる。この手順は、位相欠陥７５０には特に有利である。
本発明による方法は、ＳＢＭによって１つまたは複数のマークを生成するというより複雑なプロセスステップを回避する。それによって、修復ツールとしてのＳＢＭのスループットを向上させることができる。

【符号の説明】

【0100】

２００ 走査型プローブ顕微鏡
２１０ サンプルステージ
２１５ サンプル表面
２２０ サンプル
２３０ プローブ
２４０ 測定チップ
２５０ カンチレバー
２６０ ピエゾアクチュエータ
２６５ 入力部
２７０ ピエゾアクチュエータの自由端
２７５ 出力部
２８０ 制御ユニット
２８５ 出力部
２９０ コネクタ
３００ 走査型プローブ顕微鏡
３１０ プローブ構成
３１５ スイッチ
３２５ スイッチ
３３０ プローブ
３５０ 電圧源
４１０ プローブ構成、プローブアレイ
４１５、４２０ 分析プローブ
４１６、４２１、４２６、４３１、４３６ カンチレバー
４１７、４２２、４２７、４３２、４３７ 位置決め要素、移動要素移動要素
４１８、４２３、４２８、４３３、４３８ センサ要素
４１９、４２４、４２９、４３４、４３９ 測定チップ
４２５、４３０、４３５ プローブ
４７０ ピエゾアクチュエータ
４７５ 切換デバイス
４７８ スイッチ
４８０ 制御ユニット
４８２ 演算器
４８４ 不揮発性メモリ
４８６ インタフェース
４９０ コンピュータシステム
４９２ 演算器
４９４ 不揮発性メモリ
４９６ インタフェース
７１０ 基板
７２０ フォトリソグラフィマスク、フォトマスク、マスク
７３０ 吸収体構造
７４０、７４５、７５０、７５５、７６０ 欠陥
９１０、９１５、９２０、１０１０、１０１５、１０２０ マーク
９４０ 単一走査領域
１１００ デバイス
１１１０ サンプルステージ
１１２０ ビーム形成要素
１１２５ ビーム画像化要素
１１３０ 検出器
１１４０ コンピュータシステム
１１５０ 電子銃
１１５０ 第１の貯蔵容器
１１５０、１１５５、１１６５、１１７０ 貯蔵容器
１１５１、１１５６、１１６６、１１７１ 専用バルブ
１１５２、１１５７、１１６７、１１７２ 専用ガス供給部
１１６０ 制御ユニット
１１７５ インタフェース
１１８０ 電子ビーム
１１９０ 洗浄デバイス
１１９５ 洗浄液
１２００ 測定システム
１２１０ 接続

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】