永久修复光刻掩模的材料缺损的缺陷的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种永久修复光刻掩模(105、210、220)的材料缺损的缺陷(260、270、280)的方法，该方法包括以下步骤：(a)在掩模(105、210、220)的待修复位置处提供至少一个含碳前驱气体和至少一个氧化剂；(b)在材料缺损的位置处借助于至少一个能量源(127)引发所述至少一个含碳前驱气体的反应，从而在材料缺损的位置处沉积材料，其中沉积的材料(460、670、880)包括反应的至少一个含碳前驱气体的至少一个反应产物；以及(c)控制所述至少一个氧化剂的气体体积流速，以使沉积的材料(460、670、880)的碳比例最小化。比例最小化。比例最小化。

【技术实现步骤摘要】
永久修复光刻掩模的材料缺损的缺陷的方法和装置
[0001]本申请是申请日为2017年2月24日且专利技术名称为“永久修复光刻掩模的材料缺损的缺陷的方法和装置”的中国专利申请No.201710106325.1的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种永久修复光刻掩模的材料缺损的缺陷的方法和装置。

技术介绍

[0003]在微电子技术中，作为不断增加的集成密度的结果，光刻掩模必须将变得越来越小的结构元件成像在晶片的光刻胶层中。为了满足这些要求，曝光波长正移动向更短的波长。目前，氟化氩(ArF)准分子激光器主要用于曝光目的，这些激光器发射193nm的波长。正持续进行深入的工作是有关于在极紫外光(EUV)波长范围(10nm至15nm)的发射光源和相应的EUV掩模。为了增加晶片曝光工艺的分辨能力，已经同时开发许多类型的常规二元光刻掩模，其示例是相位掩模或相位移掩模和用于多重曝光的掩模。
[0004]随着结构元件的尺寸不断缩小，光刻掩模、光掩模或简单的掩模总是不可能制造为没有在晶片上可印刷或可辨识的缺陷。归咎于昂贵的光掩模生产成本，仅可能的是将有缺陷的光掩模修复。光刻掩模缺陷的两个重要的类型，首先是暗缺陷(dark defects)。这些缺陷是位于吸收体或相移材料所存在位置，但是所述位置并不应该含有这类材料。这些缺陷通过借助于局部蚀刻工艺将多余的材料移除来修复。
[0005]其次，存在所谓的明缺陷(clear defects)。这些是光掩模上的缺陷，在晶片步进器或晶片扫描仪中的光学曝光时，这些缺陷相较于相同的无缺陷参考位置具有更大的光透射率。在掩模的修复工艺中，可通过沉积具有合适光学性质的材料来消除这些缺陷。理想地，用于修复的材料的光学性质应对应于吸收体或相移材料的光学性质。修复位置的层厚度可调整以适应于周围的吸收体或相移材料层的尺寸。
[0006]用于修复而沉积的材料应该满足至少两个进一步的要求。首先，其应该承受预定数量的掩模清洁循环，而实质上并不改变其构造，即光学特性和尺寸。其次，应当能够用沉积的材料实施给定数量的晶片曝光，而关于相邻吸收体或相移材料，沉积的材料的所述特性并未经历显著变化。
[0007]WO 2012/146 647A1揭示借助于粒子束、处理气体和可以是氧化气体的辅助气体而在光掩模上沉积参考标记。
[0008]WO 2005/017 949A2揭示借助电子束和四乙氧基硅烷(TEOS)或有机或无机前驱气体在光掩模上沉积材料。
[0009]美国专利编号US 7,727,682 B2揭示借助电子束和沉积气体TEOS修复相移层。为了保护修复的位置，在第二处理步骤中，再次借助电子束和六羰基铬在整个区域上将铬保护层沉积在相移光掩模上。
[0010]申请人已经确定的是，明缺陷的修复位置可遭受使用修复的光掩模的进程的改变。最后所引用的文献揭示了通过沉积合适的材料所修复的位置必须设有保护层。
[0011]然而，在修复的掩模上施加全区域的保护层以覆盖一个或多个修复位置是时间和成本密集的附加工艺步骤。再者，沉积此附加层将带来风险，即不够完美均匀的层将造成在修复的光掩模上产生新的缺陷。

技术实现思路

[0012]因此，本专利技术解决了特定方法和装置的问题，使其能够永久修复光刻掩模的材料缺损的缺陷并避免上述的至少一些缺点。
[0013]根据本专利技术的示例性实施例，所述问题通过如权利要求1所述的方法来解决。在一个实施例中，永久修复光刻掩模的材料缺损的缺陷的方法包括以下步骤：(a)提供至少一个含碳前驱气体和至少一个氧化剂在所述光刻掩模的待修复的位置处；(b)在材料缺损的位置处借助于至少一个能量源引发所述至少一个含碳前驱气体的反应，以便在所述材料缺损的位置处沉积材料，其中沉积的材料包括反应的至少一个含碳前驱气体的至少一个反应产物；以及(c)控制所述至少一个氧化剂的气体体积流速，以使沉积的材料的碳比例最小化。
[0014]在从含碳前驱气体沉积材料的时候，在根据现有技术的方法和装置中，包含于前驱气体中或包含于一种或多种碳化合物的碳的部分无意间地并入沉积的材料中。在具有一个或多个明缺陷的相应修复位置的光掩模的曝光期间中，用于曝光的深紫外光(DUV)辐射和/或在曝光工艺期间由环境气体产生的臭氧，提取并入到沉积的材料中的碳的一部分。此外，清除该修复的掩模的重复过程可同样地释放存在于沉积的材料中的部分碳。这两种工艺在掩模修复过程中皆改变了沉积的材料的特性，特别是光学特性，和/或沉积的材料的结构。
[0015]根据本专利技术的方法通过在由能量源所引发的前驱气体的化学反应期间，控制前驱气体的氧化来解决此问题。因此，可离开反应位置的挥发性含碳化合物的比例显著地增加。结果，结合进入沉积的材料中的一小部分碳显著降低。作为降低的碳比例的结果，用于修复明缺陷沉积的材料具有显著增加的长期稳定性。其可承受预定数量的曝光和清洁循环，而实质上不会改变其光学特性和尺寸。
[0016]在本申请中，反应或化学反应表示一种过程，其中一种或多种化合物转换成为一种或多种其它的化合物。在本申请的上下中，化合物的离解被认为是反应或化学反应的一种特殊情况。
[0017]如同在本说明书中的这些位置，在这里所表述的“实质上”表示当使用根据现有技术的计量时在常规误差的极限内测量变量的指标。
[0018]根据另一方面，沉积的材料包含碳比例<20atom％，优选为<15atom％，更优选为<10atom％，最优选为<5atom％。
[0019]在由含碳前驱气体所组成的层的沉积期间，沉积的材料中的碳比例位于20atom％或更高的范围内。在含碳材料的化学反应期间，通过额外地提供氧化剂可显著地降低沉积的材料的碳比例。就其结果而言，沉积的材料的时效过程(ageing process)则急剧地趋缓。
[0020]根据另一方面，所述至少一个含碳前驱气体包含至少一个羰基金属和/或至少一个主族元素醇盐。
[0021]金属羰基可用于修正二元掩模的明缺陷。以主族元素醇盐为形式的前驱气体可用于修复透射式光掩模的基底缺陷和/或用于修复EUV掩模。包含羰基金属和主族醇盐的含碳
前驱气体可用于修正存在于相位掩模上的明缺陷。
[0022]根据另一方面，所述至少一个羰基金属包含选自以下组中的至少一个元素：六羰基铬(Cr(CO)6)、六羰基钼(Mo(CO)6)、六羰基钨(W(CO)6)、八羰基二钴(Co2(CO)8)、十二羰基三钌(Ru3(CO)
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)及五羰基铁(Fe(CO)5)。
[0023]根据另一方面，所述至少一个主族元素醇盐包括选自以下组的至少一个元素：四乙氧基硅烷(Si(OC2H5)4，TEOS)，四甲氧基硅烷(Si(OCH3)4，TMOS)及四异丙氧基钛(Ti(OCH(CH3)2)4)。
[0024]根据一有利的方面，所述至少一个氧化剂包括选自以下组中的至少一个元素：氧气(O2)、臭氧(O3)、水蒸气(H2O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永久修复相位掩模(220)的材料缺损的缺陷(260、270、280)的方法，其中该方法包括以下步骤：a.在所述相位掩模(220)的至少一个至少含钼和硅的层的待修复的位置处提供至少一个含碳前驱气体和至少一个氧化剂，其中所述至少一个含碳前驱气体包含至少一个羰基金属和至少一个主族元素醇盐；b.在所述至少一个至少含钼和硅的层的材料缺损的位置处借助于至少一个能量源(127)引发所述至少一个含碳前驱气体的反应，以便在材料缺损的位置处沉积材料，其中沉积的材料(460、670、880)包括反应的至少一个含碳前驱气体的至少一个反应产物；以及c.控制所述至少一个氧化剂的气体体积流速，以使用于永久修复所述至少一个至少含钼和硅的层的沉积的材料(460、670、880)的碳比例最小化，其中控制所述至少一个氧化剂的气体体积流速包括改变至少一个储存的氧化剂的温度，以及其中所述沉积的材料(460、670、880)包含碳比例<20atom％；d.其中，用于修复所述至少一个至少含钼和硅的层的所述沉积的材料(460、670、880)经历在曝光期间大于100kJ/cm2的辐射剂量，以及预定数量的清洁循环，而不会改变其光学特性和尺寸。2.如权利要求1所述的方法，其中所述沉积的材料(460、670、880)包括碳比例<15atom％。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一个羰基金属包括选自以下组中的至少一个元素：六羰基铬(Cr(CO)6)、六羰基钼(Mo(CO)6)、六羰基钨(W(CO)6)、八羰基二钴(Co2(CO)8)、十二羰基三钌(Ru3(CO)
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)及五羰基铁(Fe(CO)5)。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个主族元素醇盐包括选自以下组中的至少一个元素：四乙氧基硅烷(Si(OC2H5)4)，四甲氧基硅烷(Si(OCH3)4)及四异丙氧基钛(Ti(OCH(CH3)2)4)。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个氧化剂包括选自以下组中的至少一个元素：氧气(O2)、臭氧(O3)、水蒸气(H2O)、过氧化氢(H2O2)、一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)及硝酸(HNO3)。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个能量源(127)包括至少一个粒子束(127)。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述材料缺损包括选自以下组中的至少一个元素：相位掩模(220)的至少一个结构元件(250)的材料缺损、用于极紫外波长范围的光掩模的至少一个结构元件的材料缺损、透射式相位掩模(220)的基底(230)的材料缺损、以及纳米压印光刻掩模的至少一个结构元件的材料缺损。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述材料缺损的位置处提供所述至少一个前驱气体和至少一个氧化剂以1：10的混合比例实施。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供所述至少一个羰基金属和至少一个主族元素醇盐以1：5的混合比例实施。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述材料缺损的位置处提供至少一个主族元素醇盐和至少一个氧化剂以1：10的混合比例实施。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：