CN1672099A

CN1672099A - 光掩膜及修补缺陷的方法

Info

Publication number: CN1672099A
Application number: CNA038181266A
Authority: CN
Inventors: L·迪乌; M·J·拉曼蒂亚
Original assignee: DuPont Photomasks Inc
Current assignee: Toppan Photomasks Inc
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2005-09-21
Also published as: WO2003104896A2; JP2005529362A; US20030228529A1; WO2003104896A3; AU2003237501A1

Abstract

公开了一种光掩模和用于修补该光掩模上的缺陷的方法。优选，该光掩模包括基板、缓冲层和不透射层，该缓冲层设置在该基板和该不透射层之间。该方法包括在该不透射层中形成图案。如果在图案化的不透射层中识别出一个或多个缺陷，则该缓冲层保护基板在修补图案化的不透射层中的缺陷时不受损伤。

Description

光掩模及修补缺陷的方法

技术领域

本发明大体上涉及光刻技术领域，更具体地，涉及一种光掩模及修补掩模上的缺陷的方法。

背景技术

当今，光刻技术通常需要短的曝光波长，用于在晶片上成功地成像很小尺寸的半导体器件。在深紫外线(deep ultravio1et)(DUV)范围内或以下的波长，例如在两百纳米以下，通常用于制造光掩模组件的材料和技术变得日益重要。

一种光掩模的常用制备方法，包括在抗蚀剂层中成像电路图案、显影该抗蚀剂层、蚀刻该抗蚀剂层和不透光或半透射层的所有未覆盖区、和移除该抗蚀剂层的未蚀刻部分。在该工艺期间，如果部分不透光或半透射层保留在应当没有这种材料的区域中的基板上，则会产生缺陷。通过去除多余的材料来修补这些缺陷，但基板在该修补工艺时可能会受到损伤。

以前已使用了至少两种技术来修补光掩模。聚焦的镓离子束光掩模修补技术通常依靠离子检测来确定缺陷修补工艺的终点。为了确定该终点，在缺陷下面的基板被取样来检测镓离子的存在。由于基板取样不表示终点，直至在基板中存在镓离子，所以在终点之前会出现不希望的镓沾污和/或基板的点蚀。镓沾污逐渐增加吸收400nm以下波长的能量。在完成离子束修补工艺后，通过减少离子束的剂量和/或后处理来减轻对基板的任何相关的损伤。然而，剂量减少会妨碍由光掩模投影的图像的总质量，并会降低终点的精确度。而且，后处理会导致局部的相位误差。使用聚焦的Ga离子束(诸如Seiko-SIR3000x)的修补技术还具有可能使透明基板变形的缺点。

其它的修补技术使用激光蒸发或烧蚀来去除缺陷。激光修补技术会在基板中产生断皮(divot)，这会改变基板和相关光掩模的光学特性。激光修补工艺的终点通常由是否存在与去除缺陷有关的离子确定。用于修补设置在基板上的不透射材料的终点经常难以确定不透射材料和基板是否具有共同的离子。用来形成不透射层和有关的基板的材料中存在共同的离子，这常导致基板受到石英蚀坑形式的损伤。

通常，基板损伤与使用约四百纳米以上曝光波长的光刻系统无关。然而，在使用在约四百纳米以下曝光波长的光刻系统中，基板损伤会导致吸收上述曝光波长，因此，降低了有关光掩模的透射特性。

以前，已使用TiSi氮化物基材料形成嵌入的、衰减的相移光掩模半成品和有关的光掩模。上述材料有时为氮化硅氮化钛(SiNTiN)。氮化硅(Si₃N₄)是频繁地使用在半导体工业中的介电材料。

发明内容

依照本发明的教导，已基本减少或消除了与修补光掩模上的缺陷有关的缺点和问题。对于一个实施例，光掩模形成有缓冲层，其防止了相关基板在修补工艺时受到损伤。该缓冲层还防止了静电放电(ESD)对相关基板的损伤。本发明的另一实施例包括一种用于修补光掩模上的缺陷的方法，该光掩模具有形成基板上的缓冲层和不透射层，该缓冲层设置在不透射层和基板之间。在不透射层中形成图案。如果在图案化的不透射层中识别出一个或多个缺陷，则在图案化的不透射层中修补该缺陷，同时该缓冲层保护基板不受修补工艺时产生的损伤。

本发明的再一实施例包括光掩模组件，该光掩模组件具有通过薄框架(pellic1e frame)和粘贴到该薄框架上的薄膜(pellicle film)被部分限定的光掩模薄膜组件。光掩模组件还包括耦合至与薄膜相对的薄膜组件的光掩模。使用缓冲层来保护基板不受在修补不透射层中的所有缺陷时的损伤。在修补不透射层之后，蚀刻与形成在不透射层中的图案对应的部分缓冲层，以暴露出邻接的部分基板。由蚀刻的部分不透射层和相应蚀刻的部分缓冲层来部分限定所得到的图案层。

依照本发明的教导，光掩模形成有设置在至少部分相关基板上的缓冲层。该缓冲层由透射、部分透射、吸收和/或反射电磁能的各种材料形成。光掩模还包括形成在缓冲层上的不透射层。不透射层由吸收、部分透射和/或反射电磁能的各种材料形成。利用各种光刻技术在不透射层中形成图案。优选，缓冲层可用来防止基板在有关图案化的不透射层的修补工艺时受到损伤。

本发明的某些实施例的技术优点包括防止光掩模的基板在修补工艺时受到损伤的缓冲层。在光掩模制造工艺期间，缺陷形成在不透射层中并必须被修补。在该修补工艺期间，使用修补光束来去除上述的缺陷。由于缓冲层优选定位在不透射层和基板之间，所以来自修补工艺的所有损伤通常将只影响缓冲层，而不影响基板。

本发明的某些实施例的另一技术优点包括缓冲层，其减少了在制造工艺时的静电放电(ESD)的损伤。传统上，使用氧化物材料作为缓冲材料，因为氧化物材料在蚀刻有关的不透射层时通常保持完整无损。然而，许多氧化物材料还用作绝缘体，其通过提供在带电的不透射层和有关基板之间的介电材料增加了ESD损伤的危险性。因此，本发明通过使用导电材料形成缓冲层减少了ESD损伤的危险性。

本发明的某些实施例的再一技术优点包括缓冲层，其利用聚焦的离子束(FIB)系统来修补对不透射层的所有损伤，能精确的检测修补工艺的终点。缓冲层由不同于形成不透射层材料的材料形成。在离子束修补工艺期间，相关的修补工具监测与不透射层中的离子束有关的离子的浓度。当去除了缺陷且离子束达到缓冲层的表面时由于将改变离子的浓度，所以当在不透射层中没有检测到与离子束有关的离子时，确定修补工艺的终点。

本发明的另一方面包括利用单一离子束淀积或双离子束淀积技术来制备衰减的、嵌入的相移光掩模半成品的至少一部分，其在选择的小于四百(400)纳米(nm)的光刻波长处能够产生约一百八十度(180°)的相移。至于一些应用，相移可在正或负五度(±5°)之间变化。

在本发明的各种实施例中存在这些技术的全部的或一些优点。自以下的附图、说明书和权利要求书，对于本领域技术人员来说其它的技术优点将是容易明白的。

附图说明

通过参考下面的说明并结合附图，可获得本发明的更全面、更彻底的理解及其优点，其中相同的附图标记表示相同的特征，且其中：

图1是示出根据本发明的教导形成的光掩模组件的一个示例的剖面示意图；

图2A是示出光掩模半成品的一个示例的具有部分被切掉的剖面示意图，使用该光掩模半成品形成依照本发明的教导的光掩模和/或光掩模组件；

图2B、2C和2D是具有部分被切掉的剖面示意图，示出了由修补工艺去除来自根据本发明的教导的图案层的缺陷前和后的图2A的光掩模半成品形成的光掩模的各种视图；和

图3A和3B是示出由根据本发明的教导的离子束修补工艺修补的光掩模的一个示例的剖面示意图。

具体实施方式

参考图1至3B理解本发明的优选实施例和其优点，其中相同的附图标记用来表示相同和相应的部件。

图1说明光掩模组件10的剖面图，该光掩模组件10具有耦合至薄膜组件14的光掩模12。基板16和图案层18彼此相配合形成光掩模12，不同于公知的掩模或中间掩模(reticle)。光掩模12可具有各种尺寸和形状，包括但不限于圆形、矩形或正方形。光掩模12还可以是任意的各种光掩模类型，包括但不限于一次性原版(one-time master)、五英寸中间掩模、六英寸中间掩模、九英寸中间掩模或任意其它合适尺寸的中间掩模，可使用上述光掩模将电路图案的图像投影到半导体晶片(未明确示出)上。光掩模12还可以是二元掩模(binary mask)、相移掩模、光学接近修正(OPC)掩模或适合于在光刻系统中使用的任意其它类型的掩模。当将光掩模组件10放置在光刻系统中时，由图案层18部分限定的电路图像可通过基板16并投影在半导体晶片的表面上。

至于一些应用，基板16可以是透明材料，诸如石英、合成石英、熔融石英、氟化镁(MgF₂)、氟化钙(CaF₂)或至少透过约百分之七十五(75％)的具有在约十(10)纳米(nm)和约450nm之间波长的入射光的任意其它合适的材料。在可选实施例中，基板16可以是反射性材料，诸如硅或反射大于约百分之五十的具有在约10nm和450nm之间波长的入射光的任意其它合适的材料。

在一些实施例中，图案层18可以是诸如铬、氮化铬、金属的氢氧基-碳-氮化物(M-O-C-N)的金属材料，该金属的氢氧基-碳-氮化物(M-O-C-N)中的金属选自由铬、钴、铁、锌、钼、铌、钽、钛、钨、铝、镁和硅构成的组，以及吸收和/或反射具有在紫外线(UV)范围、深紫外线(DUV)范围、真空紫外线(VUV)范围和远紫外线(EUV)范围内的波长的电磁能的任意其它合适的材料。在可选的实施例中，图案层18可以是诸如硅化钼(MoSi)的部分透射材料，其具有UV、DUV、VUV和EUV范围中的约百分之一至约百分之三十的透射率。

在其它实施例中，图案层18至少包括形成在至少一层缓冲层上的不透射层。关于图案层18，不透射层和缓冲层具有上述任意的透射特征。优选缓冲层防止了在与不透射层相关的缺陷修补工艺时出现对基板16的损伤。

框架20和薄膜22彼此相配合形成薄膜组件14。薄膜22可以是由诸如硝化纤维、乙酸纤维、非晶含氟聚合物、诸如由E.I.du Pont deNemours和公司制造的特氟隆AF或由Asahi Glass制造的Cytop或其它合适的UV、DUV、VUV或EUV膜的材料形成的薄膜。薄膜22可以通过诸如旋涂铸造的常规技术制备。框架20通常由阳极化铝形成。可选地，框架20由不锈钢、塑料或其它合适的材料形成。

通过确保粉尘颗粒保持远离光掩模12的限定距离，使薄膜22保护光掩模12不受粉尘颗粒的影响。这在光刻系统中是特别重要的。在光刻工艺期间，将光掩模组件10暴露到由光刻系统内的辐射能源产生的电磁能。电磁能包括诸如波长约在汞弧灯的I线和G线之间的各种波长的光、或DUV、VUV或EUV光。工作时，优选设计薄膜22使较大百分比的入射电磁能穿过其。利用光掩模组件10，在被处理的晶片的表面上将很可能没有粉尘颗粒聚集在薄膜22上，因此在晶片上(未明确示出)曝光的图像应当很清楚。

光掩模12可由光掩模半成品制备，该光掩模半成品包括设置在基板16的一个表面上的缓冲材料层、不透射材料层和抗蚀剂材料层。一个示例示于图2A中。对于一些应用，缓冲层和不透射层可由多层材料形成。利用物理气相淀积(PVD)、化学气相淀积(DVD)、离子束淀积(IBD)、双离子束淀积(DIBD)或任意其它合适的淀积技术，将缓冲材料、不透射材料和抗蚀剂材料的各层淀积在基板16的一个表面上。

利用各种光刻工艺，光掩模12可由光掩模半成品形成。在常用的光刻工艺中，包括图案层18的数据的掩模图案文件(未明确示出)可以由电路设计图案(未明确示出)生成。利用激光、电子束、X射线光刻工具或其它合适的电磁能源，将所希望的图案层18的图案成像在光掩模半成品的抗蚀剂层中。例如，激光光刻工具可使用氩离子激光器，其发射具有约364纳米(nm)波长的光。在可选实施例中，激光光刻工具使用发射约150nm至约300nm波长的光的激光器。

如以后结合图2A-2D将更详细讨论的，可将图像化的图案(未明确示出)成像在抗蚀剂层上。蚀刻抗蚀剂层和有关的不透射层，来生成对应于蚀刻了的图案18的至少一部分。依照本发明的教导修补图案层18中出现的一个或多个缺陷(未明确示出)，而不损伤基板16。

图2A、2B、2C和2D说明了光掩模半成品12a和有关的光掩模12的剖面图。图2A示出了在形成与光掩模12有关的图案层18之前的光掩模半成品12a。图2B、2C和2D示出了根据本发明教导的与修补图案化的不透射层32中的缺陷有关的一些步骤的实例。

光掩模12可以是相移掩模(PSM)，包括但不限于交互变换的PSM(alternating PSM)、衰减的PSM和多频音PSM。至于一些应用，光掩模12由嵌入的、衰减的相移光掩模半成品12a形成。至于一些应用，光掩模半成品12a通常描述为具有修补缓冲、蚀刻控制和静电放电(ESD)减少层30的嵌入的、衰减的相移光掩模半成品。然而，本发明并不限于相移光掩模。

在图2A中，在基板16的一个表面上形成了缓冲层30、不透射层32和抗蚀剂层60后，示出了光掩模半成品12a。基板16可由诸如石英、合成石英或熔融石英的透明材料或诸如硅的反射性材料形成。可使用各种光刻制造技术来形成具有层30、32和60的光掩模半成品12a。

用于制备光掩模半成品12a上的层30、32和/或60的材料就可以是均质的、有坡度的或多层的，只要光掩模半成品12a满足提供所需透射和相移特征的半透明介质的光学特性即可。光掩模半成品12a的结构通常应用于使用400nm以下波长的光刻工艺。例如，一些光刻工艺使用具有248nm、193nm、157nm、100nm和50nm波长的电磁能。

缓冲层30用作保护层，使得基板16在与不透射层32有关的修补工艺期间不会受到损伤。缓冲层30还用作在与构图不透射层32有关的蚀刻工艺时的蚀刻终止层。选择用来形成缓冲层30的材料，来增强不透射层32的相和透射百分比均匀性。而且，缓冲层30至少部分由导电材料形成，以减少在制备光掩模半成品12a、光掩模12和/或光掩模组件10时静电放电(ESD)对基板16的影响。

缓冲层30可由提供相对于基板16和不透射层32的干法蚀刻选择率的任意材料形成。用来形成缓冲层30的材料优选具有不干涉的光学特性，并优选增强光掩模12的全部光学特性。缓冲层30的厚度可随着制造光掩模12时使用的各个光掩模修补技术在几埃至几纳米之间变化。优选地选择缓冲层30的厚度，以使基板16的变形最小化或防止基板16的任何变形。

至于一些应用，缓冲层30将优选由碳类型的材料诸如“金刚石类的碳”(DLC)形成，因为大多数商业上可获得的有关制备嵌入的、衰减的相移光掩模的干法蚀刻工艺不会蚀刻DLC材料。因此，DLC材料通常具有相对于用于形成嵌入的、衰减的相移光掩模的材料的良好的干法蚀刻选择率。在第二蚀刻工艺中，DLC材料优选具有相对于基板16的良好的选择率。DLC材料常具有非常好的电特性，其防止临界尺寸变小(在500nm以下)。

硬的碳膜或层有时为金刚石类的碳(DLC)膜或层。DLC材料通常为金刚石和石墨结构的混合物，包括但不限于硬的非晶体碳、硬的无定形碳、无定形碳和i-碳。各种DLC材料是商业可获得的，用于形成光掩模半成品12a上的一层或多层30。然而，本发明并不限于由DLC材料形成的缓冲层。

光掩模半成品12a的层30和32由诸如以下的材料形成：

M_a-Si_xO_yN_z设置为常用的均质或有梯度的结构，其中M是组IV、V或VI中的金属；或

M₁O_aN_b/M₂O_cN_d多层具有它们中的至少一层。M₁可为铝或硅，且“a”在(0至1)之间变化，而“b”在(0和1-a)之间变化。M₂是组IV、V或VI中的金属。

层30和32可以是上述材料的组合，使得层32用作不透射层，层30用作基板16的缓冲。

可选地，层30和32通常为MSi_xO_yN_z的均质或有梯度的结构，其中M是选自组IV、V或VI中的金属，或为M₁O_aN_b/M₂O_cN_d的多层结构，其中M₁是铝(Al)或硅(Si)，M₂是组IV、V或VI的中金属，且a在0与1之间变化，而b在0与1-a之间变化。多层结构可以是上述材料的组合，使得至少一层32对于曝光波长是不透射的，且另一层30用作缓冲来保护相关的基板。得到的结构在小于400纳米的光刻系统中选择的曝光波长处能够产生180°的相移。

缓冲层30由不同于形成不透射层32的那些材料形成，以提供层32中修补缺陷的蚀刻终止。修补工具可以监测修补位置，用于除去与缺陷有关的不透射材料的离子或用于判断来自缺陷下面布置的缓冲层材料的离子的存在。一旦获得了终止条件，就可认为完成了修补。例如：FIB修补工具可以监测来自与由SiNTiN材料形成的不透射层有关的缺陷的Si离子。没有缓冲层30，则SiNTiN缺陷和部分形成有硅(Si)的基板之间的离子产量的差别通常太小而不能精确地限定终点。从由DLC材料制成的缓冲层30的Si产量基本上产生零个Si离子。因此，通过缓冲层30阻碍或防止自基板16产生二次Si离子，可更精确地限定用于移除有关不透射层32的缺陷的终点。

可利用PVD、CVD、IBD或任何其它合适的淀积技术来淀积缓冲层30和不透射层32，而同时其接受热处理。在一个实施例中，使用单一离子束淀积(IBD)工艺来淀积一层或多层缓冲层30及一层或多层不透射层32。所得的光掩模半成品是衰减的、嵌入的相移光掩模半成品，其能够在选择的小于400纳米的光刻波长处产生180°相移。该工艺包括通过一组气体中的离子进行离子束溅射一个靶或多个靶，在基板16上淀积至少一层缓冲层30和至少一层不透射层32或它们的组合。

在单一IBD工艺中，在分离室(离子“枪”或源)中包含等离子体放电，并将通过电势提取和加速的离子施加在枪(未明确示出)的“出射口”处的一系列栅极(grid)上。IBD工艺还提供了在基板16上淀积表面时的洁净工艺(几乎没有额外的颗粒)，因为俘获和传输带电粒子到基板16的等离子体通常不接近缓冲层30或不透射层32。另外，IBD工艺通常在较低的总气压下工作，其导致了化学污染的程度降低。IBD工艺还具有独立地控制淀积量和各自的气体离子量(电流)及能量的能力。

在单一IBD工艺期间，可以将激发的离子束(通常通过电子源被中和)从淀积枪(未明确示出)引入到位于靶支架上的靶材料上。通常当轰击的离子具有在用于特定材料的溅射阈值能以上的能量时溅射该靶材料，该能量可为约五十(50)eV。虽然也可以使用诸如O₂、N₂、CO₂、F₂、CH₃的反应性气体或它们的组合，但来自淀积枪的离子可来自诸如He、Ne、Ar、Kr、Xe的惰性气体源。当这些离子来自惰性气体源时，可以溅射和淀积靶材料作为缓冲层30上的不透射层32或基板16上的缓冲层30。当这些离子是通过反应性气体源产生时，该离子可与靶材料结合。可以溅射或淀积化学结合的产物作为缓冲层30上的不透射层32或基板16上的缓冲层30。

在双IBD工艺中，通常通过电子源对准缓冲层30或基板16的表面来中和来自第二或“辅助”枪(未明确示出)的离子。与单一IBD工艺相似，来自第一枪或淀积枪的离子束同样对准基板16或缓冲层30。来自辅助枪的离子可发生于诸如O₂、N₂、CO₂、F₂、N₂O、H₂O、NH₃、CF₄、CHF₃、CH₄、C₂H₂或它们的任意组合的反应性气体源。来自辅助枪的离子的能量通常低于来自淀积枪的离子的能量。辅助枪提供了低能量离子的可调节的量，该低能量离子在缓冲层30或基板16的表面处与来自淀积枪溅射的原子反应，分别形成了不透射层32或缓冲层30。在双离子束淀积(DIBD)工艺中，可调节材料靶、基板16和相关的淀积枪及辅助枪(未明确示出)之间的角度，以使膜的均匀性和膜的应力最优化。

双IBD工艺的一个例子包括通过一组气体的离子进行离子束溅射主靶，使用淀积枪在基板16上淀积至少一层光透射材料和至少一层光吸收材料或它们的组合。通过一组气体的第二离子束，辅助枪还在基板16上淀积部分的至少一层光透射材料和至少一层光吸收材料或它们的组合。上述的层可以在基板上直接形成，或通过来自辅助枪的气体离子的组合从主靶淀积的材料形成。

双IBD工艺的另一例子，用于制备能够在选择的小于400纳米光刻波长处产生180°相移的嵌入的、衰减的相移光掩模半成品，该工艺包括：

通过自一组气体的离子进行离子束溅射一个靶或多个靶，在基板16上淀积至少一层光透射材料和至少一层光吸收材料或它们的组合；和

通过来自具有反应性气体的离子的辅助源的第二离子束来轰击基板16，其中该反应性气体是选自由N₂、O₂、CO₂、N₂O、H₂O、NH₃、CF₄、CHF₃、F₂、CH₄和C₂H₂构成的组中的至少一种气体。

在形成了如图2A所示的光掩模半成品12a后，可使用各种光刻技术将电路设计图案成像到抗蚀剂层60上。然后，对抗蚀剂层60显影并曝光抗蚀剂层60的区域以及不透射层32被蚀刻的邻接部分，以在不透射层32中形成相对应的图案。如图2B所示，去除未显影的部分抗蚀剂层60。根据本发明的教导，可修补在构图工艺时形成在不透射层32中的任何缺陷。

不透射层32包括一个或多个诸如图2B所示的在有关构图不透射层32的一个或多个蚀刻工艺期间未被去除的缺陷34。可利用修补光束36去除或修补各个缺陷34。修补光束36可以是使用缓冲层30中的离子检测的聚焦的离子束(FIB)，以确定修补工艺的终点。通过去除缺陷34，还可以使用蒸发或烧蚀材料的激光(未明确示出)或任何其它合适的技术来修补不透射层32。

如图2C所示，修补光束36损伤了直接在缺陷34下面的部分缓冲层30。在说明了的实施例中，修补光束34在缓冲层30中产生了损伤了的部分38。损伤了的部分38可以是镓沾污和/或由FIB光束36产生的点蚀。损伤了的部分38还可以是由激光造成的断皮(divot)或由有关的修补工艺造成的任何其它类型的损伤。

如图2D所示，一旦从不透射层32去除了缺陷34，就可以在不透射层32的未覆盖区或图案区中从基板16去除部分缓冲层30，以露出邻接的部分基板16。在一个实施例中，用不同于有关构图不透射层32的一种或多种蚀刻工艺的干法蚀刻工艺来去除部分缓冲层30。得到的光掩模12包括由示于图2D中的一层或多层缓冲层30及一层或多层不透射层32部分限定的基板16和图案层18。

图3A和3B示出了在由FIB工艺修补之前和之后的光掩模12的剖面图。如图3A所示，光掩模12包括形成在不透射层32和基板16之间的缓冲层30。在一个实施例中，不透射层32可由SiNTiN基材料或具有当曝光到具有波长在约10nm和约450nm之间的电磁能时的合适的透射特性或反射特性的任何其它合适的材料形成。缓冲层30由金刚石类碳(DLC)材料、或不改变光掩模12的光学特性且具有相对于不透射层32和基板16的适合的干法蚀刻选择率的其它材料形成。至于一些应用，缓冲层30具有在约一百埃(100)和三纳米(3nm)之间的厚度，该厚度取决于去除不透射层32中的任何缺陷使用的各个修补工艺。

对于一个实施例，缓冲层30由具有约150埃厚的DLC材料制成。不透射层32由具有约六百三十(630)埃厚的SiNTiN基材料形成。上述材料的组合产生了在约193纳米的曝光波长处具有约百分之六的透射率和约180°±5°相移的光掩模12。

在修补工具(未明确示出)中使用聚焦的离子束(FIB)40去除缺陷34。可以使用缓冲层30来保护基板16不受镓的沾污。缓冲层30的所需厚度可以是用来形成层30和有关FIB工艺的材料的作用。层30的厚度与FIB 40的加速电压和每像素的总剂量正比例。

在修补工艺期间，在FIB 40去除缺陷34时生成了硅离子42。如图3B所示，当完全地去除了缺陷34时，不存在硅离子42。修补工具(未明确示出)可以监测硅离子42的浓度，来确定修补工艺的终点。当不存在硅离子42时，修补工具可以确定缺陷34已完全被去除。因此，缓冲层30提供了一种用于确定修补工艺终点的技术，以便将由FIB 40导致的对基板16的损伤尽可能减小到最小。而且，由于FIB 40损伤了缓冲层30而没有损伤基板16，所以缓冲层30在修补工艺期间保护了基板16。例如参见缓冲层30中的缺陷48。

光学特性

DLC

n(193)＝1.757 k(193)＝0.318

SiNTiN

n(193)＝2.356 k(193)＝0.5

使用下面的方程式：

相位＝(2π/λ)×厚度×(n_材料-1)

T_S≈(1-R)²exp(-4πK_Sd_S/λ)

虽然已详细地描述了本发明，但应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可以进行各种变化、替代和变形。

Claims

1.一种用于修补光掩模上的缺陷的方法，包括：

在和该光掩模相关的基板的一个表面上形成缓冲层；

在该缓冲层上形成不透射层；

在具有设置在基板和不透射层之间的缓冲层的不透射层中形成图案；

识别图案化的不透射层中的一个或多个缺陷；以及

修补该图案化的不透射层中的至少一个缺陷，同时该缓冲层保护基板在该修补步骤时不受损伤。

2.如权利要求1的方法，还包括：

通过在不透射层中形成图案，来蚀刻未被覆盖的部分缓冲层；以及

通过蚀刻未被覆盖的部分缓冲层，在缓冲层中形成与不透射层中的图案大致相同的图案。

3.如权利要求1的方法，还包括：

形成由碳的化合物制成的缓冲层。

4.如权利要求1的方法，还包括：

形成由金刚石类碳材料(DLC)制成的缓冲层。

5.如权利要求1的方法，还包括：

形成具有厚度在约一百埃和三纳米之间的缓冲层。

6.如权利要求1的方法，还包括：

形成具有多层结构的不透射层。

7.如权利要求1的方法，还包括：

形成具有梯度结构的不透射层。

8.如权利要求1的方法，还包括：

形成由氮化硅和氮化钛制成的不透射层。

9.如权利要求1的方法，其中在不透射层中形成图案，该光掩模包括：

在与该缓冲层相对的不透射层上形成抗蚀剂层；

将图案成像在形成在不透射层上的抗蚀剂层中；

对和该图像化的图案相对应的抗蚀剂层的区域进行显影；以及

对该抗蚀剂层中被显影的区域进行蚀刻，以在不透射层中形成图案。

10.如权利要求1的方法，还包括：

用缓冲层控制该修补步骤的终点。

11.如权利要求1的方法，还包括：

由选自由吸收性材料、反射性材料、不透明材料和部分透射材料构成的组中的材料来至少部分形成不透射层。

12.一种光掩模组件，包括：

由薄框架和贴附到该薄框架的薄膜来部分限定的薄膜组件；

耦合到与该薄膜相对的薄膜组件的光掩模；

光掩模，具有由形成在不透射层中的图案和在缓冲层中形成的对应的图案来部分限定的图案层；

设置在不透射层和基板的一个表面上之间的缓冲层；

该缓冲层用来保护基板在图案化的不透射层中的一个或多个缺陷的修补时不受损伤；以及

去除未覆盖的部分缓冲层，以便曝光对应图案化的不透射层的部分基板。

13.如权利要求12的组件，其中该缓冲层包括碳的化合物。

14.如权利要求12的组件，其中该缓冲层包括金刚石类碳(DLC)。

15.如权利要求12的组件，还包括：

具有厚度在约一百埃和三纳米之间的缓冲层。

16.如权利要求12的组件，其中该吸收层包括多层结构。

17.如权利要求12的组件，其中该不透射层是有梯度的。

18.如权利要求12的组件，其中该不透射层包括氮化硅和氮化钛。

19.如权利要求12的组件，还包括：

该缓冲层用来控制该修补步骤的终点。

20.如权利要求12的组件，还包括：

该缓冲层用来透过光刻系统的曝光波长。

21.一种光掩模，包括：

基板；

形成在至少部分基板上的缓冲层；

形成在该缓冲层上的不透射层；和

该缓冲层用来防止基板在有关该不透射层的修补工艺时不受损伤。

22.如权利要求21的光掩模，其中该缓冲层包括碳的化合物。

23.如权利要求21的光掩模，其中该缓冲层包括金刚石类碳(DLC)。

24.如权利要求21的光掩模，还包括：

具有厚度在约一百埃和三纳米之间的缓冲层。

25.如权利要求21的光掩模，其中该不透射层包括多层结构。

26.如权利要求21的光掩模，其中该不透射层是有梯度的。

27.如权利要求21的光掩模，其中该不透射层包括氮化硅和氮化钛。

28.如权利要求21的光掩模，还包括：

该缓冲层用来控制该修补工艺的终点。

29.一种制备嵌入的、衰减的相移光掩模半成品的方法，该光掩模半成品在小于四百纳米的光刻波长处能够产生约一百八十度的相移，该方法包括：

利用来自第一组气体的离子的第一离子束来溅射主靶，在基板上淀积至少一层由第一工艺蚀刻的光透射材料和至少一层由第二工艺蚀刻的不透射材料；

通过来自第二组气体的辅助源的第二离子束，在基板上淀积至少一层光透射材料和至少一层不透射材料或它们的组合；以及

利用来自辅助源的气体离子和由第一离子束的气体离子形成淀积在基板上的各自的层。

30.如权利要求29的方法，还包括：

通过来自第一组气体的离子的第一离子束进行溅射靶，在基板上淀积至少一层光透射材料和至少一层不透射材料或它们的组合；以及

通过来自具有来自反应性气体的离子的辅助源的第二离子束轰击该基板，其中该反应性气体包括选自由N₂、O₂、CO₂、N₂O、H₂O、NH₃、CF₄、CHF₃、F₂、CH₄和C₂H₂构成的组中的至少一种气体。