本發(fā)明涉及一種永久修復光刻掩模的材料缺損的缺陷的方法和裝置。

背景技術：

在微電子技術中，作為不斷增加的集成密度的結果，光刻掩模必須將變得越來越小的結構元件成像在晶片的光刻膠層中。為了滿足這些要求，曝光波長正移動向更短的波長。目前，氟化氬(arf)準分子激光器主要用于曝光目的，這些激光器發(fā)射193nm的波長。正持續(xù)進行深入的工作是有關于在極紫外光(euv)波長范圍(10nm至15nm)的發(fā)射光源和相應的euv掩模。為了增加晶片曝光工藝的分辨能力，已經(jīng)同時開發(fā)許多類型的常規(guī)二元光刻掩模，其示例是相位掩?；蛳辔灰蒲谀：陀糜诙嘀仄毓獾难谀?。

隨著結構元件的尺寸不斷縮小，光刻掩模、光掩?；蚝唵蔚难谀？偸遣豢赡苤圃鞛闆]有在晶片上可印刷或可辨識的缺陷。歸咎于昂貴的光掩模生產(chǎn)成本，僅可能的是將有缺陷的光掩模修復。光刻掩模缺陷的兩個重要的類型，首先是暗缺陷(darkdefects)。這些缺陷是位于吸收體或相移材料所存在位置，但是所述位置并不應該含有這類材料。這些缺陷通過借助于局部蝕刻工藝將多余的材料移除來修復。

其次，存在所謂的明缺陷(cleardefects)。這些是光掩模上的缺陷，在晶片步進器或晶片掃描儀中的光學曝光時，這些缺陷相較于相同的無缺陷參考位置具有更大的光透射率。在掩模的修復工藝中，可通過沉積具有合適光學性質的材料來消除這些缺陷。理想地，用于修復的材料的光學性質應對應于吸收體或相移材料的光學性質。修復位置的層厚度可調整以適應于周圍的吸收體或相移材料層的尺寸。

用于修復而沉積的材料應該滿足至少兩個進一步的要求。首先，其應該承受預定數(shù)量的掩模清潔循環(huán)，而實質上并不改變其構造，即光學特性和尺寸。其次，應當能夠用沉積的材料實施給定數(shù)量的晶片曝光，而關于相鄰吸收體或相移材料，沉積的材料的所述特性并未經(jīng)歷顯著變化。

wo2012/146647a1揭示借助于粒子束、處理氣體和可以是氧化氣體的輔助氣體而在光掩模上沉積參考標記。

wo2005/017949a2揭示借助電子束和四乙氧基硅烷(teos)或有機或無機前驅氣體在光掩模上沉積材料。

美國專利編號us7,727,682b2揭示借助電子束和沉積氣體teos修復相移層。為了保護修復的位置，在第二處理步驟中，再次借助電子束和六羰基鉻在整個區(qū)域上將鉻保護層沉積在相移光掩模上。

申請人已經(jīng)確定的是，明缺陷的修復位置可遭受使用修復的光掩模的進程的改變。最后所引用的文獻揭示了通過沉積合適的材料所修復的位置必須設有保護層。

然而，在修復的掩模上施加全區(qū)域的保護層以覆蓋一個或多個修復位置是時間和成本密集的附加工藝步驟。再者，沉積此附加層將帶來風險，即不夠完美均勻的層將造成在修復的光掩模上產(chǎn)生新的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明解決了特定方法和裝置的問題，使其能夠永久修復光刻掩模的材料缺損的缺陷并避免上述的至少一些缺點。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述問題通過如權利要求1所述的方法來解決。在一個實施例中，永久修復光刻掩模的材料缺損的缺陷的方法包括以下步驟：(a)提供至少一個含碳前驅氣體和至少一個氧化劑在所述光刻掩模的待修復的位置處；(b)在材料缺損的位置處借助于至少一個能量源引發(fā)所述至少一個含碳前驅氣體的反應，以便在所述材料缺損的位置處沉積材料，其中沉積的材料包括反應的至少一個含碳前驅氣體的至少一個反應產(chǎn)物；以及(c)控制所述至少一個氧化劑的氣體體積流速，以使沉積的材料的碳比例最小化。

在從含碳前驅氣體沉積材料的時候，在根據(jù)現(xiàn)有技術的方法和裝置中，包含于前驅氣體中或包含于一種或多種碳化合物的碳的部分無意間地并入沉積的材料中。在具有一個或多個明缺陷的相應修復位置的光掩模的曝光期間中，用于曝光的深紫外光(duv)輻射和/或在曝光工藝期間由環(huán)境氣體產(chǎn)生的臭氧，提取并入到沉積的材料中的碳的一部分。此外，清除該修復的掩模的重復過程可同樣地釋放存在于沉積的材料中的部分碳。這兩種工藝在掩模修復過程中皆改變了沉積的材料的特性，特別是光學特性，和/或沉積的材料的結構。

根據(jù)本發(fā)明的方法通過在由能量源所引發(fā)的前驅氣體的化學反應期間，控制前驅氣體的氧化來解決此問題。因此，可離開反應位置的揮發(fā)性含碳化合物的比例顯著地增加。結果，結合進入沉積的材料中的一小部分碳顯著降低。作為降低的碳比例的結果，用于修復明缺陷沉積的材料具有顯著增加的長期穩(wěn)定性。其可承受預定數(shù)量的曝光和清潔循環(huán)，而實質上不會改變其光學特性和尺寸。

在本申請中，反應或化學反應表示一種過程，其中一種或多種化合物轉換成為一種或多種其它的化合物。在本申請的上下中，化合物的離解被認為是反應或化學反應的一種特殊情況。

如同在本說明書中的這些位置，在這里所表述的“實質上”表示當使用根據(jù)現(xiàn)有技術的計量時在常規(guī)誤差的極限內(nèi)測量變量的指標。

根據(jù)另一方面，沉積的材料包含碳比例＜20atom％，優(yōu)選為＜15atom％，更優(yōu)選為＜10atom％，最優(yōu)選為＜5atom％。

在由含碳前驅氣體所組成的層的沉積期間，沉積的材料中的碳比例位于20atom％或更高的范圍內(nèi)。在含碳材料的化學反應期間，通過額外地提供氧化劑可顯著地降低沉積的材料的碳比例。就其結果而言，沉積的材料的時效過程(ageingprocess)則急劇地趨緩。

根據(jù)另一方面，所述至少一個含碳前驅氣體包含至少一個羰基金屬和/或至少一個主族元素醇鹽。

金屬羰基可用于修正二元掩模的明缺陷。以主族元素醇鹽為形式的前驅氣體可用于修復透射式光掩模的基底缺陷和/或用于修復euv掩模。包含羰基金屬和主族醇鹽的含碳前驅氣體可用于修正存在于相位掩模上的明缺陷。

根據(jù)另一方面，所述至少一個羰基金屬包含選自以下組中的至少一個元素：六羰基鉻(cr(co)6)、六羰基鉬(mo(co)6)、六羰基鎢(w(co)6)、八羰基二鈷(co2(co)8)、十二羰基三釕(ru3(co)12)及五羰基鐵(fe(co)5)。

根據(jù)另一方面，所述至少一個主族元素醇鹽包括選自以下組的至少一個元素：四乙氧基硅烷(si(oc2h5)4，teos)，四甲氧基硅烷(si(och3)4，tmos)及四異丙氧基鈦(ti(och(ch3)2)4)。

根據(jù)一有利的方面，所述至少一個氧化劑包括選自以下組中的至少一個元素：氧氣(o2)、臭氧(o3)、水蒸氣(h2o)、過氧化氫(h2o2)、一氧化二氮(n2o)、一氧化氮(no)、二氧化氮(no2)及硝酸(hno3)。

氧化劑可以獨立地使用，無論所述含碳前驅氣體是否包含羰基金屬、主族元素醇鹽或羰基金屬和主族元素醇鹽的組合。

根據(jù)另一方面，所述至少一個能量源包括至少一個粒子束。根據(jù)另一個有利的方面，所述至少一個粒子束包括電子束和/或光子束。

電子束和光子束二者皆可精細地聚焦，使得電子束和/或光子束所引發(fā)至少一個含碳前驅氣體的化學反應的區(qū)域非常小。當修復局部明缺陷時，空間分辨率因此很高。

電子束可具有分辨率，其范圍在0.4nm至10nm之間，優(yōu)選為介于0.5nm至8nm之間，更優(yōu)選為介于0.6nm至6nm之間，最優(yōu)選為介于0.7nm至4nm之間。此外，電子束可具有能量，其范圍介于0.05kev至5kev之間，優(yōu)選為介于0.1kev至4kev之間，更優(yōu)選為介于0.2kev至3kev之間，最優(yōu)選為介于0.4kev至2kev之間。此外，電子束可具有束電流，其范圍介于5pa至100pa之間，優(yōu)選為介于10pa至80pa之間，更優(yōu)選為介于15pa至70pa之間，最優(yōu)選為介于20pa至60pa之間。

在另一方面，電子束在待修復位置處具有駐留時間，其范圍介于30ns至1s之間，優(yōu)選為介于50ns至100ms之間，更優(yōu)選為介于50ns至10μs之間，最優(yōu)選為介于50ns至5μs之間。根據(jù)另一個有利方面，電子束具有重復時間，其范圍介于1μs至10s之間，優(yōu)選為介于10μs至1s之間，更優(yōu)選為介于50μs至300ms之間，并且最優(yōu)選為介于100μs至100ms之間。

材料缺損可包括選自以下組中的至少一個元素：二元掩模的至少一個結構元件的材料缺損，相位掩模的至少一個結構元件的材料缺損，用于極紫外光波長范圍的光掩模的至少一個結構元件的材料缺損，透射式光刻掩模的基底的材料缺損和/或納米壓印技術掩模的材料缺損。

根據(jù)本發(fā)明的方法可以有利地用于修正當前使用中和開發(fā)中的各種光掩模的明缺陷。

在材料缺損的位置處提供至少一個含碳前驅氣體和至少一個氧化劑可以混合比例為1∶100，優(yōu)選為1∶50，更優(yōu)選為1∶25，最優(yōu)選為1∶10實施。

有利的是，在光掩模的待修復的位置處提供比前驅氣體的粒子數(shù)目至少大十倍的氧化劑粒子數(shù)目。由氧化劑提供氧確保在前驅氣體的化學反應期間形成最高可能比例的揮發(fā)性含碳化合物。

提供至少一個羰基金屬和至少一個主族元素醇鹽可以混合比例為1∶20，優(yōu)選為1∶10，更優(yōu)選為1∶7，最優(yōu)選為1∶5實施。

就前驅材料的氧化的結果而言，在用于修復相位掩模的明缺陷的沉積工藝期間，與現(xiàn)有技術的沉積的材料相比，沉積的材料中的碳比例降低。對碳反應性掩模的清潔工藝的足夠穩(wěn)定性因此得以實現(xiàn)。基于相同的理由，關于在晶片步進器或晶片掃描儀中修復的掩模的曝光，可以實現(xiàn)足夠的耐久性。為此之故，在通過相應的氧化劑的作用修復相移掩模的情況下，金屬羰基與由主族元素醇鹽組成的前驅氣體的少量混合即已足夠。

根據(jù)一有利方面，在材料缺損的位置處提供至少一個主族元素醇鹽和至少一個氧化劑以混合比例為1∶100，優(yōu)選為1∶50，更優(yōu)選為1∶25，最優(yōu)選為1∶10實施。

以類似于羰基金屬相對氧化劑的比例的方式，較有利的是在光掩模的待修復的位置處提供與包含主族元素醇鹽的前驅氣體的粒子相比明顯更多的氧化劑粒子。

在一個有利的方面，提供至少一個氧化劑以氣體體積流速范圍為0.3sccm至10sccm，優(yōu)選為0.5sccm至7sccm，更優(yōu)選為1sccm至5sccm，最優(yōu)選為2sccm至4sccm實施。

氧化劑的氣體體積流速可以借助于計量閥和/或通過儲存的氧化劑的溫度變化來設定。計量閥可以以質量流量控制器的形式實現(xiàn)。

根據(jù)一個較佳的方面，在材料缺損的位置處提供至少一個羰基金屬以壓力范圍為10^-6毫巴至10^-4毫巴實施，提供至少一個主族醇鹽以壓力范圍為10^-6毫巴至10^-4毫巴實施，和/或提供所述至少一個氧化劑以壓力范圍為10^-5毫巴至10^-2毫巴實施。

根據(jù)再另一方面，在材料缺損的位置處提供至少一個羰基金屬在溫度范圍為-50℃至+35℃，優(yōu)選為-40℃至+30℃，更優(yōu)選為-30℃至+25℃，最優(yōu)選為-20℃至+20℃實施。較有利的是，使溫度范圍適配于提供至少一個羰基金屬給所使用的羰基金屬。

在材料缺損的位置處提供至少一個主族元素醇鹽可在溫度范圍為-40℃至+15℃，優(yōu)選為-30℃至+5℃，更優(yōu)選為-20℃至-5℃，最優(yōu)選為-15℃至-10℃實施。

可將材料以速率范圍為0.01nm/s至1.0nm/s，優(yōu)選為0.02nm/s至0.5nm/s，更優(yōu)選為0.04nm/s至0.3nm/s，最優(yōu)選為0.05nm/s至0.15nm/s沉積。

光刻掩?？砂ㄏ辔谎谀＃⑶姨峁┲辽僖粋€前驅氣體可包括同時提供六羰基鉻(cr(co6))和四乙氧基硅烷(si(oc2h5)4，teos)。

包含六羰基鉻和teos的前驅氣體可用來修正相位掩模，特別是衰減相移掩模的明缺陷。與沉積步驟關聯(lián)，大幅呈現(xiàn)長期穩(wěn)定性的缺陷修復可通過此前驅氣體的組合實現(xiàn)。在修復處并且因此同時在整個光掩模上沉積保護層因此不再是必要的。

根據(jù)又一方面，一種永久修復光刻掩模的材料缺損的缺陷的裝置，包括：(a)用于在光刻掩模的待修復位置處提供至少一個含碳前驅氣體和至少一個氧化劑的裝置；(b)至少一個能量源，用于在材料缺損的位置處引發(fā)所述至少一個含碳前驅氣體的反應，以便在所述材料缺損的位置處沉積材料，其中沉積的材料包括反應的至少一個含碳前驅氣體的至少一個反應產(chǎn)物；以及(c)用于控制所述至少一個氧化劑的氣體體積流速以使沉積的材料的碳比例最小化的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的裝置使得能夠在光掩模上局部沉積呈現(xiàn)出長期穩(wěn)定性的材料，該材料實質上再現(xiàn)了圍繞所述缺陷的材料的光學特性。沉積的材料可因此適配于缺陷的尺寸。

根據(jù)另一方面，用于提供至少一個含碳前驅氣體和至少一個氧化劑的裝置包括至少三個供應容器，各個供應容器具有至少一個計量閥和至少一個氣體供應線系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有至少一個噴嘴靠近待修復的位置，以便提供至少一個第一和一個第二含碳前驅氣體和至少一個氧化劑。

最后，用于控制至少一個氧化劑的氣體體積流量的裝置可包括控制單元，其配置為控制至少一個含碳前驅氣體和至少一個氧化劑的氣體體積流量。

附圖說明

以下的詳細描述參考附圖所示描述了本發(fā)明的當下較佳的示例性實施例，其中：

圖1示意性地顯示可用于修復光掩模的明缺陷的裝置的一些重要構件的方塊圖；

圖2示意性地包含具有基底材料缺損的缺陷的光掩模的部分；

圖3在基底材料缺損的缺陷已被部分地修復之后再現(xiàn)圖2的部分；

圖4表示在修復基底材料缺損的缺陷之后的圖3的部分；；

圖5示意性地包含具吸收體材料缺損的缺陷的二元掩模的部分；

圖6示意性地顯示具有修復的缺陷的圖5；

圖7示意性地表示具有吸收體材料缺損的缺陷的相移掩模和/或純石英掩模的部分；；

圖8顯示具有修正的缺陷的圖7；以及

圖9重現(xiàn)用于修復光刻掩模的材料缺損的缺陷的方法的流程圖。

具體實施方式

于下文中，基于修改的掃描式電子顯微鏡的示例，更詳細地解釋根據(jù)本發(fā)明用于永久修復光刻掩模的材料缺損的缺陷的裝置的當前較佳實施例。然而，根據(jù)本發(fā)明所述的裝置并不限定于下文中所描述的示例。如本技術領域技術人員將毫無困難地可認識到，代替所討論的掃描式電子顯微鏡，可采取使用例如聚焦離子束和/或聚焦光子束作為能量源的任何掃描粒子顯微鏡。此外，根據(jù)本發(fā)明所述的方法并不限定于使用通過以下實施例討論的掩模。相反地，該方法可以用于修復任何所欲修復的光刻掩模。此外，根據(jù)本發(fā)明所述的方法的應用并不限定于應用于光掩模。相反地，該方法可以用于修復納米壓印技術的模板或者一般用于修正具有材料缺損的缺陷的光學元件。

圖1示意性地顯示一種裝置100的主要部件，該裝置可用于永久修復具有材料缺損的缺陷的樣品105。樣品105可以是任意的微結構化部件或結構化部件。舉例而言，樣品105可以包括透射或反射光掩模和/或用于納米壓印技術的模板。再者，裝置100可以用于修復例如具有材料缺損的缺陷的集成電路、微機電系統(tǒng)(mems)和/或光子集成電路。在以下說明的實施例中，樣品105為光刻掩模105。

圖1中的示例性裝置100是修改過的掃描式電子顯微鏡(sem)。電子槍115產(chǎn)生電子束127，其通過元件120和125作為聚焦電子束127導引到布置在樣品臺110上的光刻掩模105上。

樣品臺110具有微操縱器(于圖1中未示出)，借助于該微操縱器，光掩模105的缺陷位置可以位于光掩模105上的電子束127的入射點之下。此外，樣品臺110可以在高度上(即，在電子束127的束方向上)移位，使得電子束127的焦點位于光掩模105的表面上(同樣地于圖1中未示出)。再者，樣品臺110可包括用于設置和控制溫度的裝置，使得光掩模105可達到預定的溫度并將其保持在該溫度(于圖1中未示出)。

圖1中的裝置100使用電子束127作為能量源127，用于引發(fā)含碳前驅氣體的局部化學反應。電子束127可以聚焦在直徑小于10nm的小焦點上。此外，入射在光掩模105表面上的電子幾乎不對光掩模105造成任何損傷，即使它們的動能在大的能量范圍內(nèi)變化。然而，裝置100和本說明所提出的方法并不限定于使用電子束127。而是可使用任何想要的粒子束，其能夠在粒子束在光掩模105的表面上的入射點處局部地引起前驅氣體的化學反應。替代的粒子束的范例是離子束、原子束、分子束和/或光子束。再者，可并行使用兩個或更多個粒子束。尤其是，可同時使用電子束127和光子束(于圖1中未示出)作為能量源127。

電子束127可以用于記錄光掩模105的圖像，特別是光掩模105的缺陷位置的圖像。用于檢測背向散射電子和/或二次電子的檢測器130提供與光掩模105表面輪廓和/或光掩模105組成成比例的信號。

通過借助于控制單元145使電子束127在光掩模105上掃描或光柵掃描，裝置100的計算器系統(tǒng)140可產(chǎn)生光掩模105的圖像?？刂茊卧?45可以是計算器系統(tǒng)140的一部分，如圖1所示，或者可以實施為單獨的單元(于圖1中未示出)。計算器系統(tǒng)140可包括算法，其實現(xiàn)為硬件、軟件、固件或其組合，并且其使得從檢測器130的測量數(shù)據(jù)中提取圖像成為可能。計算器系統(tǒng)140的屏幕(于圖1中未示出)可表示計算的圖像。再者，計算器系統(tǒng)140可存儲檢測器130的測量數(shù)據(jù)和/或計算的圖像。再者，計算器系統(tǒng)140的控制單元145可控制電子槍115以及射束成像和射束成型元件120和125。控制單元145的控制信號還可進一步通過微操縱器控制樣品臺110的移動(于圖1中未示出)。

入射在光掩模105上的電子束127可對掩模105進行靜電充電。其結果為，可將電子束127偏轉，并且當記錄缺陷和當修復缺陷時，可降低空間分辨率。為了減少光掩模105的靜電充電，可使用離子槍135，以具低動能的離子照射光掩模105的表面。舉例而言，可使用具有數(shù)個100ev的動能的氬離子來中和該光掩模105。

為了處理布置在樣品臺110上的光掩模105，即修復所述光掩模的缺陷，裝置100包括用于三種不同處理氣體的至少三個供應容器。第一供應容器150存儲第一前驅氣體，特別是第一含碳前驅氣體。例如，可將主族元素醇鹽，例如teos，儲存在第一供應容器中。第二供應容器155儲存第二含碳前驅氣體。存儲在第二供應容器155中的前驅氣體可以是例如六羰基鉻的羰基金屬。第三供應容器160儲存例如氧的氧化劑。氧化劑可包括例如選自以下組的至少一個元素：氧(o2)、臭氧(o3)、水蒸氣(h2o)、過氧化氫(h2o2)、一氧化二氮(n2o)、一氧化氮(no)、二氧化氮(no2)及硝酸(hno3)及其他含氧化合物。

第四可供選擇的供應容器165可儲存例如no2的第二氧化劑。第五同樣可供選擇的供應容器170可存儲另外的前驅氣體，例如第二羰基金屬或第二主族元素醇鹽。最后，第六可供選擇的供應容器175可容納蝕刻氣體。借助于此，可修復光掩模105的多余材料的缺陷(暗缺陷)。再者，存儲在第六供應容器175中的蝕刻氣體可用于在缺陷修復期間再度移除沉積在掩模105上的過多材料。

每一個供應容器150、155、160、165、170、175具有自身的控制閥151、156、161、166、171、176，以便監(jiān)督或控制每單位時間提供的相應氣體的絕對值，即在電子束127的入射位置處的氣體體積流速?？刂崎y151、156、161、166、171和176由計算器系統(tǒng)140的控制單元145控制和監(jiān)督。在處理位置處所提供氣體的偏壓率因此可在寬的范圍內(nèi)設定。

再者，在示例性的裝置100中，每個供應容器150、155、160、165、170、175具有自己的氣體供應線系統(tǒng)152、157、162、167、172、177，其端部具有噴嘴位于電子束127在光掩模105上的入射點的附近。在替代的實施例(于圖1中未示出)中，使用氣體饋送線系統(tǒng)將多個或所有處理氣體以共同流的形式帶到樣品105的表面上。

在圖1所示的示例中，控制閥151、156、161、166、171、176布置在相應的容器150、155、160、165、170、175的附近。在替代布置中，控制閥151、156、161、166、171、176可以在相應的噴嘴(于圖1中未示出)的附近處結合。與圖1所示的示例不同之處且在當下沒有較佳的情況下，還可在該裝置100的真空腔體102的下部中非定向地提供一種或多種氣體存儲在容器150、155、160、165、170、175中。在此情況下，在裝置100中并入停止件(圖1中未示出)為必需的，該停止件位于反應空間下部和裝置100的上部之間，其提供電子束127，以防止所述裝置100的上部發(fā)生過低的真空。

每個供應容器150、155、160、165、170和175可具有自己的溫度設定元件和控制元件，其使得相應的供應容器能夠冷卻和加熱。這將使得在相對最佳溫度(于圖1中未示出)存儲和提供含碳前驅氣體、氧化劑和(如果合適的話)蝕刻氣體變的可能。再者，每個饋送系統(tǒng)152、157、162、167、172和177可包括自己的溫度設定元件和溫度控制元件，以便在光掩模105上電子束127的入射點處(同樣未在圖1中示出)于其最佳處理溫度提供所有處理氣體。計算器系統(tǒng)140的控制單元145可控制供應容器150、155、160、165、170、175以及氣體供應線系統(tǒng)152、157、162、167、172、177二者的溫度設定元件和溫度控制元件。

圖1中所示的裝置100包括用于產(chǎn)生和維持真空腔體102中所需的真空的泵系統(tǒng)(于圖1中未示出)。利用關閉的控制閥151、156、161、166、171、176，在裝置100的真空腔體102中可達到≤10^-7毫巴的殘余氣體壓力。所述泵系統(tǒng)可包括用于裝置100上部的分離的泵系統(tǒng)，其用于提供電子束127，以及所述下部包括具有光掩模105的樣品臺110。再者，裝置100可包括在電子束127的處理點附近的抽吸裝置，從而在光掩模105的樣品的表面處限定一限定的局部壓力條件(圖1中未示出)。使用附加的抽吸裝置可很大程度上防止沉積的材料的局部沉積所不需的一種或多種含碳前驅氣體的一種或多種揮發(fā)性反應產(chǎn)物沉積在光掩模105上和/或在真空腔體102中。再者，抽吸裝置可防止在蝕刻過程中所產(chǎn)生的粒子分布在裝置100的真空腔體102中。泵系統(tǒng)和附加抽吸提取裝置的功能同樣地可通過計算器系統(tǒng)140的控制單元145來控制和/或監(jiān)控。

最后，裝置100可包括一個或多個掃描力顯微鏡，使得可以詳細地分析光掩模的缺陷(于圖1中未示出)。

圖2示意性地顯示來自光掩模105的部分。在圖2的范例中，光掩模105可包括二元掩模210或相位掩模220，例如衰減相移掩模。再者，光掩模105可包括純石英掩?；蛴糜诩{米壓印光刻(nil)的掩模。純石英掩模可以193nm波長范圍中的輻射來曝光。

圖2的上部呈現(xiàn)掩模105的部分的平面圖。其下部呈現(xiàn)該上部的部分的側視圖。光刻掩模105包括光學透明基底230，優(yōu)選為石英基底或氟化鈣(caf2)基底。如果光掩模105表示為二元掩模210，則將黑色或不透明圖案240布置在基底230上。在圖2的范例中，圖案240由線圖案240表示。線圖案240的材料通常包括鉻，其通常涂覆有薄的氧化鉻層。替代地，可使用鋁或鈦來制造同樣由薄氧化物層(即，包括幾個納米)覆蓋的二元光掩模210。典型的吸收體結構具有范圍為10nm至100nm的層厚度。

二元掩模210還可利用其它吸收材料制成，例如由厚的(d≈200nm)的鉬-硅不透明層制成。其它吸收體材料的示例為鉬、氮、硅和氧的化合物，在其技術領域中縮寫為omog，代表不透明的mosi于玻璃上，以及為鉭、硼和氮的化合物。這些材料的層厚度通常在100nm或更小的范圍內(nèi)。二元掩模的特征在于吸收體圖案，其結構尺寸大于用于曝光的輻射的衍射極限，并且其在曝光波長的光學透射率為＜1％。

相位掩模220的吸收體元件，例如是在圖2中的線圖案250，通常由部分透明的鉬硅氧化物(mosiox，0＜x≤1)或鉬硅氮氧化物(mosioxny，0＜x≤1，0＜y≤1)制成。對于具有深紫外光波長范圍(248nm或193nm)的曝光波長的相位掩模，結構產(chǎn)生層的元件通常是由以個位數(shù)百分比范圍摻雜鉬和氧的氮化硅制成。從下文中，這些相移吸收體層被指定為mosi層。

然而，還可以使用氧化鉻(cro)和/或氧氮化鉻(croxny，0＜x≤1，0＜y≤1)作為相位掩模220的吸收體材料，例如衰減相移掩模。相位掩模220的相移和吸收結構元件250的層厚度適配于使用的曝光波長。另外的相位掩模的范例為具有不同高度的純石英結構，其在本技術領域中稱為cpl，代表無鉻相移光刻。再者，使用具二元吸收體的不同高度的石英結構所構成的相位掩模，其縮寫為apsm，代表交替相移掩模。本申請中所描述的缺陷修正的過程可應用于所提及的所有掩模類型。

圖2中所示的光掩模105具有材料缺損的缺陷260。缺陷260表示光掩模105的透明基底230中的凹陷，即基底230的材料在缺陷260的位置處并不存在。在借助于相應的度量工具(例如以激光系統(tǒng))而找到缺陷260和/或其它缺陷270、280(參見圖5和圖7)之后，在第一步驟中通過裝置100的電子束127掃描缺陷260或缺陷260、270、280。必要時，可使用掃描力顯微鏡額外地檢查缺陷260或缺陷260、270、280。

光掩模通常具有6.35mm的厚度。缺陷260可具有從小于1納米到幾百納米的范圍的深度。基底材料缺損的缺陷260的橫向尺寸可從個位數(shù)的納米范圍延伸到兩位數(shù)的微米范圍?？赏ㄟ^在基底材料缺損的位置處沉積二氧化硅(sio2)來修正缺陷260。通過裂解配體，前驅氣體四乙氧基硅烷(teos)，四甲氧基硅烷(tmos)可用作sio2的供應源。較佳地，為了修復缺陷260，可使用氧(o2)或二氧化氮(no2)作為氧化劑。在以下所描述的范例中，將teos用作前驅氣體，no2用作氧化劑。

為了修復明缺陷260或基底缺陷260，通過控制閥151控制的方式，從供應容器150通過饋線系統(tǒng)152在缺陷260的位置處提供teos。然后，在缺陷位置的區(qū)域中，teos被吸附在基底230的表面上(物理吸附)。借助于控制閥151，缺陷位置處的壓力設定在10^-5毫巴。這對應于大約0.05sccm(標準立方厘米)的氣體體積流速。在-10℃的溫度，在缺陷260的位置處提供前驅氣體teos。同時，在缺陷位置處，以控制閥161控制的方式，以4sccm的氣體體積流速從供應容器160經(jīng)由氣體供應線系統(tǒng)162供給氧化劑no2。氧的氣體體積流速在缺陷位置產(chǎn)生10^-3毫巴的壓力分壓。

裝置100的電子束127局部地在缺陷260的位置處提供用于引發(fā)局部化學反應的能量，該局部化學反應通過自前驅氣體teos的中心原子硅裂解該前驅氣體的至少一部分配體。在一方面，額外地提供的氧化劑no2局部地支持將teos的中心原子氧化成為sio2，在另一方面，氧化裂解的配體或其節(jié)段成為揮發(fā)性組分，其通過裝置100的抽吸裝置從真空腔體102中吸取來抽離。與在沉積位置處不提供氧的工藝實施相比較，過量的氧化劑no2導致在缺陷位置處沉積更純的sio2層，并且結合了更少的碳。在缺陷位置處沉積的層中，碳僅存在≤5atom％。

在沉積工藝的期間，由電子束127供應動能高達1kev且束電流大約為50pa的電子。電子束在缺陷260的位置處以具有5nm直徑的焦點進行光柵掃描，重復持續(xù)時間為1ms，停留時間高達1μs。

取決于缺陷260的尺寸，沉積工藝可在特定持續(xù)時間之后中斷，并且通過電子束127和/或掃描力顯微鏡分析缺陷260的剩余殘余物360。此于圖3中顯示出。借助于前驅氣體teos和氧化劑no2在實質上修復缺陷260的沉積工藝之后的持續(xù)時間從剩余的殘余物360的測量數(shù)據(jù)計算。

圖4表示在結束用于修復基底缺陷260的第二沉積工藝步驟之后選自圖3的光掩模105的部分。所述沉積工藝通過沉積sio2層實質上消除了凹陷，即缺陷260。由于沉積層460具有低的碳比例，有利的是選擇沉積層460的厚度，使得后者精確地填充缺陷260的凹陷。

在第二沉積工藝步驟之后如果仍存在小部分的缺陷260，則可通過進一步暫時地限制sio2沉積來修正。如果過多的材料被無意地橫向地和/或垂直地沉積在光掩模210、220的基底230上，在分析新產(chǎn)生的缺陷之后，則可借助于電子束127和存儲在供應容器175中例如二氟化氙(xef2)蝕刻氣體再次將該過多的材料移除。

在圖2至圖4中所討論的范例中，缺陷260所指的是二元掩模210或相移掩模220的基底230的缺陷。然而，所述沉積工藝也可用于將缺損的材料沉積到相位掩模，其不具有由吸收體材料所組成的結構元件，例如上述的cpl，aspm和nil掩模。

圖5顯示摘自具有吸收體結構元件240布置在基底230上的二元相位掩模210的部分。圖5在上部分圖中顯示摘自二元掩模210的平面圖，并且在下部分圖中顯示摘自二元光掩模210的側視圖。在圖5的示例中，吸收體結構元件240是由在表面處包括薄氧化鉻層(包括數(shù)個納米)的鉻層制成。所述鉻層的厚度范圍為10nm至100nm。在圖5中，中央吸收體結構元件240具有缺陷270，此缺陷270表示吸收體材料缺損的位置。

以下討論圖5中的二元光掩模210的缺陷270的修復。缺陷270的橫向尺寸范圍可從個位數(shù)納米范圍到兩位數(shù)微米范圍。借助于羰基金屬和氧化劑能可靠地修正吸收體結構240的缺陷270。在此所揭示的實施例中，六羰基鉻用作前驅氣體，no2用作氧化劑。

為了修復二元掩模210的吸收體結構元件240的缺陷270，從供應容器155，通過氣體供應線系統(tǒng)157將前驅氣體六羰基鉻(cr(co)6)供應到缺陷270的位置。在缺陷270的區(qū)域中，cr(co)6被吸附在基底230的表面上。計算器系統(tǒng)140的控制單元145打開供應容器155的控制閥156，以便在缺陷位置處產(chǎn)生氣體壓力5×10^-4mbar的cr(co)6。此對應于0.01sccm的氣體體積流速。同時，在缺陷位置處，從供應容器165經(jīng)由氣體供應線系統(tǒng)167并以由氣體饋送線系統(tǒng)167和控制閥166控制的方式以2sccm的氣體體積流速提供氧化劑no2。所述no2氣體體積流速在缺陷位置處產(chǎn)生5×10^-2毫巴的壓力分壓。

裝置100的電子束127在缺陷270的位置處局部地提供能量，在局部化學反應中，此能量將前驅氣體cr(co)6的至少一個部分的co配體與前驅氣體的中心原子鉻(cr)分離。額外地提供的氧化劑no2局部地支持cr(co)6的配體的離解，促進其中心原子cr氧化成cro，特別是cro2，并且促進離解的co配體氧化成二氧化碳(co2)，其作為揮發(fā)性組分可以通過裝置100的抽吸裝置從真空腔體102吸取而抽離。與在缺陷270的位置處并無額外地提供no2的沉積工藝相比，在缺陷位置處過量的no2導致沉積更純的cr/cro層。由于絕大多數(shù)裂解的co配體可以co2的形式從裝置100的真空腔體102中移除，僅絕少數(shù)的碳被引入到沉積層中。沉積層僅包含約5atom％的碳。

為了發(fā)動所述沉積工藝，由電子束127提供具有1kev的動能且具有大約40pa的電流強度的電子。電子束127以焦點直徑為5nm，重復時間為1ms，停留時間為1μs在缺陷270的位置處進行光柵掃描。

如以上所解釋，修復過程可在多個連續(xù)的步驟中再次地實施。在各個沉積步驟之間，通過電子束127和/或掃描力顯微鏡分析仍然殘存的缺陷270的殘余物，并由此確定下一個沉積步驟的持續(xù)時間。圖6顯示沉積在缺陷270的位置處的層670。調整沉積材料670的高度以適應于吸收體元件240的高度?；谖阵w結構元件240和沉積層670的材料具有類似的光學特性，此將導致有利的結果。

在單獨的修復步驟之間，可調整羰基金屬cr(co)6和氧化劑no2的分壓比。再者，在沉積工藝期間，在缺陷270的位置處可以連續(xù)地或以脈沖形式提供前驅氣體和/或氧化劑。

由電子束127所供應的每個電子導致至的體積的沉積。此對應的沉積速率約為0.1nm/s。如以上所述，吸收體元件240的層厚度在10nm至100nm的范圍內(nèi)。因此可在大約10分鐘的時間間隔內(nèi)沉積厚度為60nm的cr/cro層。

在圖2至圖6的上下中所討論的范例關于修復二元掩模210或相移透射光掩模220的材料缺損。然而，所述修復工藝還可用于修復用于極端紫外光(euv)波長范圍的光掩模的吸收體元件的材料缺損。在euv掩模的情況下，吸收體結構元件通常是由鉻或氮化鉭(tan)所制成。通過選擇相應的金屬羰基和例如氧或二氧化氮的氧化劑，可以修復euv掩模中吸收體材料缺損的缺陷。如上所述，例如借助于前驅氣體六羰基鉭(ta(co)6)并通過例如使用前驅氣體六羰基鉻(cr(co)6)和氮化鉭層可將鉻層修復。

在另一應用例中，圖7中所示的光掩模220描述相移掩模，其吸收體元件250包括薄的部分透射的mosi層(衰減相移掩模)。在圖7的范例中，吸收體元件250的mosi層具吸收體材料缺損的缺陷280?？赏ㄟ^在吸收體材料缺損的位置處同時沉積二氧化硅(sio2)和金屬來修正mosi吸收體元件250的缺陷280。在這種情況下，teos和/或tmos可以用作供應sio2的前驅氣體，并且羰基金屬可以用作供應金屬的前驅氣體。優(yōu)選為再次使用o2和/或no2作為氧化劑，以修復mosi吸收體元件250的缺陷280。

為了修正吸收體材料缺損的缺陷280，從供應容器150通過饋線系統(tǒng)152以控制閥151控制的方式在缺陷280的位置處提供teos。借助于控制閥151，在缺陷位置處的壓力設定為10^-5毫巴。前驅氣體teos在缺陷280的位置處處于-10℃的溫度。同時，在缺陷位置處，從供應容器155以控制閥156和氣體饋送線系統(tǒng)157控制的方式將六羰基鉻帶到缺陷280的位置。在缺陷280的位置處，cr(co)6處于-20℃的溫度。將控制閥156打開至使得前驅氣體cr(co)6的分壓達到5×10^-6毫巴的程度。在所討論的實施例中，前驅氣體具有teos：cr(co)6的分壓比為5∶1。兩種前驅氣體在相移掩模220的基底230的表面上的缺陷280的區(qū)域中被共同吸收。

與前驅氣體teos和cr(co)6平行地，氧化劑no2從供應容器165通過氣體饋送線系統(tǒng)167以控制閥166控制的方式以2.5sccm的氣體體積流速傳送到缺陷280的位置。no2的氣體體積流量在缺陷位置處產(chǎn)生10^-2毫巴的壓力分壓。

裝置100的電子束127在缺陷280的位置處局部地引發(fā)化學反應，該化學反應將前驅氣體teos的配體的至少一部分自前驅氣體的中心原子硅裂解。再者，局部化學反應同時使co配體自六羰基鉻的中心原子鉻解離。額外提供的no2局部地促進teos的硅中心原子氧化成為sio2，cr(co)6的鉻中心原子的氧化，以及裂解的配體或配體部分的氧化。尤其是，過量存在的二氧化氮促進co配體氧化成揮發(fā)性的co2。在前驅氣體分解期間產(chǎn)生的揮發(fā)性的組分通過裝置100的抽吸裝置從真空腔體102中移除。

為了引發(fā)局部的化學反應，電子束127以焦點直徑為5nm，重復時間為1ms，停留時間為1μs在缺陷270的位置上掃描。電子束127的電子在缺陷位置處以1kev的動能照在光掩模220的基底230的表面上。電子束127的電流強度在大約50pa的范圍內(nèi)。

圖8顯示在修復缺陷280后源自圖7的相位掩模220的局部圖。將層870沉積在所述缺陷的位置處。沉積的層870的高度實質上對應于mosi結構元件250的厚度。

與所使用的前驅氣體的碳比例相比，在沉積工藝期間，前驅氣體的氧化導致沉積材料中的碳比例降低。結果，氧化劑no2與前驅氣體teos和cr(co)6的組合導致在缺陷280的位置處沉積貧碳的sio2/cr層。在缺陷位置處的沉積的層的碳比例為≤5atom％。

以上在圖2至圖4中所討論的上下文中描述了沉積工藝的時間順序。

在圖7和8中解釋了相位掩模220的mosi結構元件250的修復。如上所述，二元光掩模210的吸收體結構元件240同樣可以由厚的非透明mosi層制造。如圖7和8的上下文中所解釋的修復部分透射的薄mosi層的工藝當然也可以用于修正厚的非透射mosi層的材料缺損的缺陷。

在現(xiàn)有技術中，通過逐漸施加來自teos的sio2層和來自cr(co)6的鉻來沉積相移mosi層250的缺陷280。根據(jù)該理論，相移效應主要歸因于從前驅氣體teos沉積的層，且吸收效應主要歸因于從前驅氣體cr(co)6沉積的層。通常，在現(xiàn)有技術中，為了修復mosi層的缺陷280，沉積具有顯著大于周圍的mosi層的層厚度的沉積材料。因此，在具有特征尺寸＜150nm的光掩模220的情況下，與沒有缺陷的參考位置相比，在修復位置的區(qū)域可能發(fā)生晶片曝光的偏差。

在反應位置處，即在缺陷280的位置處，利用所有反應物的相移和吸收性質使相互混合的兩種前驅氣體同時被氧化劑氧化。其結果為，使相移層和吸收層間的分離狀態(tài)消除。此外，兩種前驅氣體的氧化導致在修復位置處的沉積的材料具有非常低的碳比例?；诖嗽颍琺osi吸收體結構元件250的修復位置并不經(jīng)歷顯著的老化(ageing)，并且關于掩模清潔工藝及在與使用修復的光掩模210、220期間所發(fā)生的曝光劑量上表現(xiàn)出長期的穩(wěn)定性?？墒÷栽诂F(xiàn)有技術中所描述的在相位掩模220的吸收體元件250的修復位置上方施加金屬保護層的工藝。其結果為，在本申請中所揭示的方法能顯著地簡化材料缺損缺陷的修復。

如果在不提供氧化劑的情況下實施上述圖2至圖8背景下所討論的示例性修復工藝，則沉積層將具有20atom％或更高的碳比例。在使用高能量深紫外光(λ＝193nm)曝光的期間，光掩模承受巨大的負載。晶片曝光期間的輻射劑量遠遠大于100kj/cm²。作為極高曝光劑量的結果，在光刻曝光設備(xcda(extracleandryair)氣氛)的極干凈和干燥的環(huán)境中，可能發(fā)生臭氧的形成，臭氧被認為是碳或碳化合物特別好的氧化劑。在修復缺陷260、270、280處并入沉積層中的碳或并入的碳化合物(例如co配體)與臭氧反應以形成co2，co2從沉積的材料中散逸，且因此削弱其結構。

再者，用于光掩模210、220的現(xiàn)代清潔劑對含碳化合物特別有效。其結果為，在經(jīng)常發(fā)生的掩模清潔的背景下，從用于修正缺陷所沉積的層中提取碳或含碳成分。這首先導致沉積的材料的光學性質的改變，其次導致其結構的弱化。因此，如果在沒有額外的氧化劑的情況下沉積，則在光掩模210、220上沉積材料整體上經(jīng)歷老化效應。

在圖9中的流程圖900表示用于永久修復光刻掩模105、210、220的材料缺損的缺陷260、270、280的方法的步驟。可選用的方法步驟由圖900中的虛線框表示。

所述方法開始于步驟905。步驟910涉及借助于電子束127和/或掃描力顯微鏡的探針來檢查缺陷260、270、280或材料缺損的辨識缺陷260、270、280。步驟915包括在光刻掩模105、210、220的缺陷位置260、270、280處提供至少一個含碳前驅氣體和至少一個種氧化劑。

在步驟920中，以能量源(例如電子束127)在材料缺損的位置處引發(fā)至少一個含碳前驅氣體的局部化學反應，以便在缺陷位置260、270、280處沉積所缺損的材料，其中沉積的材料460、670、880包括反應的至少一個含碳前驅氣體的至少一個反應產(chǎn)物。

步驟925包括控制至少一個氧化劑的氣體體積流速，以使沉積的材料460、670、880的碳比例最小化。通過控制單元145結合控制閥151、156、161、166、171、176可實施控制氧化劑的氣體體積流速。

步驟930涉及檢查殘余缺陷360。決定步驟935則涉及確定殘余缺陷360是否小于或等于預定閾值。如果是這種情況，則該方法在步驟940結束。如果并非這種情況，則該方法進行到步驟915并開始第二沉積工藝步驟。