DE102016203094A1

DE102016203094A1 - Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Reparieren von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske

Info

Publication number: DE102016203094A1
Application number: DE102016203094.9A
Authority: DE
Inventors: Jens Oster; Kinga Kornilov; Tristan Bret; Horst Schneider; Thorsten Hofmann
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-27
Also published as: KR101997960B1; TW201730368A; US20170248842A1; US20190317395A1; DE102016203094B4; CN116661237A; TWI664312B; US10372032B2; CN107132725A; KR20170101149A; US10732501B2

Abstract

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Verfahren zum dauerhaften Reparieren von Defekten (260, 270, 280) fehlenden Materials einer photolithographischen Maske (105, 210, 220), die Schritte aufweisend: (a) Bereitstellen zumindest eines Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und zumindest eines Oxidationsmittels an einer zu reparierenden Stelle der photolithographischen Maske (105, 210, 220); (b) Initiieren einer Reaktion des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases mit Hilfe zumindest einer Energiequelle (127) an der Stelle fehlenden Materials zum Abscheiden von Material an der Stelle fehlenden Materials, wobei das abgeschiedene Material (460, 670, 880) zumindest ein Reaktionsprodukt des reagierten zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases umfasst; und (c) Kontrollieren eines Gasmengenstroms des zumindest einen Oxidationsmittels zum Minimieren eines Kohlenstoffanteils des abgeschiedenen Materials (460, 670, 880).

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dauerhaften Reparieren von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske.
2. Stand der Technik
Als Folge der ständig steigenden Integrationsdichte in der Mikroelektronik müssen photolithographische Masken immer kleiner werdende Strukturelemente in eine Photolackschicht eines Wafers abbilden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird die Belichtungswellenlänge zu immer kleineren Wellenlängen verschoben. Derzeit werden für Belichtungszwecke hauptsächlich Argonfluorid (ArF) Excimer-Laser eingesetzt, die bei einer Wellenlänge von 193 nm strahlen. An Lichtquellen, die im extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich (10 nm bis 15 nm) emittieren und entsprechenden EUV Masken, wird intensiv gearbeitet. Zur Erhöhung des Auflösungsvermögens von Wafer-Belichtungsprozessen wurden gleichzeitig mehrere Varianten der herkömmlichen binären photolithographischen Masken entwickelt. Beispiele hierfür sind Phasenmasken oder phasenschiebende Masken und Masken für Mehrfachbelichtung.
Photolithographische Masken, Photomasken oder einfach Masken können aufgrund der immer kleiner werdenden Abmessungen der Strukturelemente nicht immer ohne auf einem Wafer sichtbare oder druckbare Defekte hergestellt werden. Wegen der kostspieligen Herstellung von Photomasken werden defekte Photomasken, wann immer möglich, repariert. Zwei wichtige Gruppen von Defekten photolithographischer Masken sind zum einen dunkle Defekte (dark defects). Dies sind Stellen, an denen Absorber- oder phasenschiebendes Material vorhanden ist, die aber frei von diesem Material sein sollten. Diese Defekte werden repariert, indem das überschüssige Material vorzugsweise mit Hilfe eines lokalen Ätzprozesses entfernt wird.
Zum anderen gibt es sogenannte klare Defekte (clear defects). Dies sind Defekte auf der Photomaske, die bei optischer Belichtung in einem Wafer-Stepper oder Wafer-Scanner eine größere Lichtdurchlässigkeit aufweisen als eine identische defektfreie Referenzposition. Bei Maskenreparaturprozessen können diese Defekte durch Abscheiden eines Materials mit geeigneten optischen Eigenschaften behoben werden. Idealerweise sollten die optischen Eigenschaften des zur Reparatur verwendeten Materials denen des Absorber- bzw. phasenschiebenden Materials entsprechen. Dann kann die Schichtdicke der reparierten Stelle an die Abmessungen der Schicht des umgebenden Absorber- bzw. phasenschiebenden Materials angepasst werden.
Das zur Reparatur deponierte Material sollte zumindest zwei weitere Anforderungen erfüllen. Es sollte zum ersten eine vorgegebene Anzahl an Maskenreinigungszyklen im Wesentlichen ohne Veränderungen seiner Beschaffenheit, d.h. der optischen Eigenschaften und der Größe überstehen. Zum anderen sollte mit dem abgeschiedenen Material eine gegebene Anzahl von Wafer-Belichtungen durchgeführt werden können, ohne dass die genannten Eigenschaften des abgeschiedenen Materials bezüglich des benachbarten Absorber- oder phasenschiebenen Materials eine wesentliche Änderung erfahren.
Die WO 2012 / 146 647 A1 beschreibt das Abscheiden einer Referenzmarkierung auf einer Photomaske mit Hilfe eines Teilchenstrahls, einem Prozessgas und einem zusätzlichen Gas, das ein oxidierendes Gas sein kann.
Die WO 2005 / 017 9 949 A2 beschreibt das Abscheiden von Material auf einer Photomaske mittels eines Elektronenstrahls und TEOS (Tetraetylorthosilikat) oder eines organischen oder anorganischen Präkursor-Gases.
Das US Patent mit der Nummer US 7 727 682 B2 beschreibt die Reparatur einer phasenschiebenden Schicht mit Hilfe eines Elektronenstrahls und des Depositionsgases TEOS. Zum Schutz der reparierten Stelle wird in einem zweiten Prozessschritt ganzflächig mit Hilfe wiederum eines Elektronenstrahls und von Chromhexacarbonly eine Chrom-Schutzschicht auf der phasenschiebenden Photomaske abgeschieden.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass reparierte Stellen klarer Defekte im Laufe des Einsatzes reparierter Photomasken einer Änderung unterliegen können. Aus dem zuletzt genannten Dokument ergibt sich, dass eine durch Deposition eines geeigneten Materials reparierte Stelle mit einer Schutzschicht versehen werden muss.
Das Anbringen einer ganzflächigen Schutzschicht auf einer reparierten Maske zum Abdecken einer oder mehrerer reparierter Stellen ist jedoch ein zeit- und kostenintensiver zusätzlicher Prozessschritt. Zudem birgt das Deponieren dieser zusätzlichen Schicht das Risiko, dass eine nicht perfekt gleichmäßige Schicht einen neuen Defekt der reparierten Photomaske erzeugt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine dauerhafte Reparatur von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske ermöglichen und zumindest einen Teil der oben diskutierten Nachteile vermeiden.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. In einer Ausführungsform weist das Verfahren zum dauerhaften Reparieren von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske die Schritte auf: (a) Bereitstellen zumindest eines Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und zumindest eines Oxidationsmittels an einer zu reparierenden Stelle der photolithographischen Maske; (b) Initiieren einer Reaktion des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases mit Hilfe zumindest einer Energiequelle an der Stelle fehlenden Materials zum Abscheiden von Material an der Stelle fehlenden Materials, wobei das abgeschiedene Material zumindest ein Reaktionsprodukt des reagierten zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases umfasst; und (c) Kontrollieren eines Gasmengenstroms des zumindest einen Oxidationsmittels zum Minimieren eines Kohlenstoffanteils des abgeschiedenen Materials.
Beim Abscheiden von Material aus einem Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gas wird bei Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik unbeabsichtigt ein Teil des in dem Präkursor-Gas enthaltenen Kohlenstoffs bzw. einer oder mehrerer Kohlenstoffverbindungen in das abgeschiedene Material eingebaut. Beim Belichten einer Photomaske, die eine oder mehrere entsprechend reparierte Stellen klarer Defekte aufweist, kann die zum Belichten verwendete tiefe ultraviolette (DUV) Strahlung und/oder das beim Belichtungsprozess aus dem Umgebungsgas entstehende Ozon einen Teil des in das abgeschiedene Material eingebauten Kohlenstoffs herauslösen. Ferner kann ein wiederholter Reinigungsprozess der reparierten Maske ebenfalls einen Teil des in dem Deponat vorhandenen Kohlenstoffs freisetzen. Beide Prozesse verändern die Eigenschaften, insbesondere die optischen Eigenschaften und/oder die Struktur des im Maskenreparaturprozess abgeschiedenen Materials.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren löst dieses Problem durch kontrolliertes Oxidieren des Präkursor-Gases während der durch eine Energiequelle initiierten chemischen Reaktion des Präkursor-Gases. Dadurch wird der Anteil volatiler Kohlenstoff-haltiger Verbindungen, die den Reaktionsort verlassen können, signifikant erhöht. Als Folge hiervon wird der Bruchteil des in das abgeschiedene Material eingebauten Kohlenstoffs signifikant verringert. Durch den verringerten Kohlenstoffanteil weist das zur Reparatur eines klaren Defekts deponierte Material eine deutlich vergrößerte Langzeitstabilität auf. Es kann eine vorgegebene Anzahl von Belichtungs- und Reinigungszyklen im Wesentlichen ohne eine Änderung seiner optischen Eigenschaften und seiner Abmessungen überstehen.
Eine Reaktion oder eine chemische Reaktion bezeichnet in dieser Anmeldung einen Vorgang, bei dem eine oder mehrere chemische Verbindungen in eine oder mehrere andere Verbindungen umgewandelt werden. Eine Dissoziation einer chemischen Verbindung wird im Rahmen dieser Anmeldung als ein Spezialfall einer Reaktion oder einer chemischen Reaktion betrachtet.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bedeutet hier wie an diesen Stellen dieser Beschreibung eine Angabe einer gemessenen Größe innerhalb der üblichen Fehlergrenzen beim Verwenden von Messtechnik nach dem Stand der Technik.
Nach einem weiteren Aspekt weist das abgeschiedene Material einen Kohlenstoffanteil < 20 Atom-%, bevorzugt < 15 Atom-%, mehr bevorzugt < 10 Atom-%, und am meisten bevorzugt < 5 Atom-% auf.
Bei der Deposition einer Schicht aus einem Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gas liegt der Kohlenstoffanteil in dem abgeschiedenen Material im Bereich von 20 Atom-% oder darüber. Indem während der chemischen Reaktion des Kohlenstoff enthaltenden Materials zusätzlich ein Oxidationsmittel bereitgestellt wird, kann ein Kohlenstoffanteil des Deponats deutlich verkleinert werden. Als Konsequenz hieraus, wird der Alterungsprozess des abgeschiedenen Materials drastisch verlangsamt.
Nach einem anderen Aspekt umfasst das zumindest eine Kohlenstoff enthaltende Präkursor-Gas zumindest ein Metallcarbonyl und/oder zumindest ein Hauptgruppenelement-Alkoxid.
Metallcarbonyle können zum Korrigieren klarer Defekte binärer Photomasken eingesetzt werden. Ein Präkursor-Gas in Form eines Hauptgruppenelement-Alkoxids kann zum Reparieren von Substrat-Defekten einer transmissiven Photomaske eingesetzt werden und/oder zum Reparieren von EUV Masken. Ein Kohlenstoff enthaltendes Präkursor-Gas, das ein Metallcarbonyl und ein Hauptgruppen-Alkoxid umfasst, kann zum Korrigieren klarer Defekte verwendet werden, die auf Phasenmasken vorhandenen sind.
Nach noch einem weiteren Aspekt umfasst das zumindest eine Metallcarbonyl zumindest ein Element aus der Gruppe: Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆), Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆), Wolframhexacarbonyl (W(CO)₆), Dikobaltoktacarbonyl (Co₂(CO₈), Trirutheniumdodecarbonyl (Ru₃(CO)₁₂), und Eisenpentacarbonyl (Fe(CO)₅).
Gemäß noch einem anderen Aspekt umfasst das zumindest eine Hauptgruppenelement-Alkoxid zumindest ein Element aus der Gruppe: Tetraethylorthosilikat (Si(OC₂H₅)₄, TEOS), Tetramethylorthosilikat (Si(OCH₃)₄, TMOS) und Titantetraisopropoxid (Ti(OCH(CH₃)₂)₄).
Nach einem günstigen Aspekt umfasst das zumindest eine Oxidationsmittel zumindest ein Element aus der Gruppe: Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Wasserdampf (H₂O), Wasserstoffperoxid (H₂O₂), Distickstoffmonoxid (N₂O), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂) und Salpetersäure (HNO₃).
Ein Oxidationsmittel kann zum Einsatz kommen unabhängig davon, ob das Kohlenstoff enthaltende Präkursor-Gas ein Metallcarbonyl, ein Hauptgruppenelement-Alkoxid oder eine Kombination aus einem Metallcarbonyl und einem Hauptgruppenelement-Alkoxid umfasst.
Nach noch einem anderen Aspekt umfasst die zumindest eine Energiequelle zumindest einen Teilchenstrahl. Gemäß noch einem anderen günstigen Aspekt umfasst der zumindest eine Teilchenstrahl einen Elektronenstrahl und/oder einen Photonenstrahl.
Sowohl Elektronenstrahlen als auch Photonenstrahlen können fein fokussiert werden, so dass die Fläche, innerhalb der ein Elektronenstrahl und/oder ein Photonenstrahl eine chemische Reaktion des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases initiiert, sehr klein ist. Die Ortsauflösung beim Reparieren lokaler klarer Defekte ist somit hoch.
Der Elektronenstrahl kann eine Auflösung in einem Bereich von 0,4 nm bis 10 nm, bevorzugt 0,5 nm bis 8 nm, mehr bevorzugt 0,6 nm bis 6 nm, und am meisten bevorzugt von 0,7 nm bis 4 nm aufweisen. Ferner kann der Elektronenstrahl eine Energie in einem Bereich von 0,05 keV bis 5 keV, bevorzugt 0,1 keV bis 4 keV, mehr bevorzugt 0,2 keV bis 3 keV, und am meisten bevorzugt 0,4 keV bis 2 keV aufweisen. Darüber hinaus kann der Elektronenstrahl einen Strahlstrom in einem Bereich von 5 pA bis 100 pA, bevorzugt 10 pA bis 80 pA, mehr bevorzugt 15 pA bis 70 pA, und am meisten bevorzugt von 20 pA bis 60 pA aufweisen.
In einem weiteren Aspekt weist der Elektronenstrahl an einer zu reparierenden Stelle eine Einwirkzeit (dwell time) im Bereich von 30 ns bis 1 s, bevorzugt 50 ns bis 100 ms, mehr bevorzugt 50 ns bis 10 µs, und am meisten bevorzugt von 50 ns bis 5 µs auf. Gemäß einem anderen günstigen Aspekt weist der Elektronenstrahl eine Wiederholzeit (repetition time) im Bereich von 1 µs bis 10 s, bevorzugt 10 µs bis 1 s, mehr bevorzugt 50 µs bis 300 ms, und am meisten bevorzugt 100 µs bis 100 ms auf.
Das fehlende Material kann zumindest ein Element aus der Gruppe umfassen: fehlendes Material zumindest eines Strukturelements einer Binärmaske, fehlendes Material zumindest eines Strukturelements einer Phasenmaske, fehlendes Material zumindest eines Strukturelements einer Photomaske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, fehlendes Material eines Substrats einer transmissiven photolithographischen Maske, und/oder fehlendes Material einer Maske der Nanoimprint-Technik.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft zum Korrigieren klarer Defekte der verschiedenen derzeit benutzten und in Entwicklung befindlicher Photomasken eingesetzt werden.
Das Bereitstellen des zumindest einen Kohlenstoff enthaltende Präkursor-Gases und des zumindest einen Oxidationsmittels an der Stelle fehlenden Materials kann mit einem Mischungsverhältnis von 1:100, bevorzugt 1:50, mehr bevorzugt 1:25, und am meisten bevorzugt 1:10 erfolgen.
Es ist günstig, zumindest zehnmal mehr Partikel eines Oxidationsmittels an einer zu reparierenden Stelle einer Photomaske als Teilchen eines Präkursor-Gases bereitzustellen. Das Sauerstoff bereitstellende Oxidationsmittel stellt sicher, dass ein größtmöglicher Anteil flüchtiger Kohlenstoff-haltiger Verbindungen während der chemischen Reaktion des Präkursor-Gases gebildet wird.
Das Bereitstellen des zumindest einen Metallcarbonyls und des zumindest einen Hauptgruppenelement-Alkoxids kann mit einem Mischungsverhältnis von 1:20, bevorzugt 1:10, mehr bevorzugt 1:7, um am meisten bevorzugt 1:5 erfolgen.
Durch die Oxidation der Präkursor-Materialien kommt es während des Abscheideprozesses zum Reparieren eines klaren Defekts einer Phasenmaske zu einer Reduktion des Kohlenstoffanteils im Deponat im Vergleich zu Deponaten aus dem Stand der Technik. Damit kann eine hinreichende Stabilität gegen kohlenstoffreaktive Maskenreinigungsprozesse erzielt werden. Aus demselben Grund kann eine ausreichende Standfestigkeit gegenüber der Belichtung der reparierten Maske in einem Wafer-Stepper oder Wafer-Scanner erreicht werden. Hierzu ist im Falle der Reparatur von phasenschiebenden Masken – bei Einwirkung eines entsprechenden Oxidationsmittels – bereits eine geringe Zumischung von Metallcarbonylen zu einem Präkursor-Gas aus einem Hauptgruppenelement-Alkoxid ausreichend.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt erfolgt das Bereitstellen des zumindest einen Hauptgruppenelement-Alkoxids und des zumindest einen Oxidationsmittels an der Stelle fehlenden Materials mit einem Mischungsverhältnis von 1:100, bevorzugt 1:50, mehr bevorzugt 1:25, und am meisten bevorzugt 1:10.
Ähnlich wie für das Verhältnis von Metallcarbonyl zu Oxidationsmittel ist es ist vorteilhaft, deutlich mehr Partikel eines Oxidationsmittels an einer zu reparierenden Stelle einer Photomaske als Teilchen eines Präkursor-Gases aus einem Hauptgruppenelement-Alkoxids bereitzustellen.
In einem vorteilhaften Aspekt erfolgt das Bereitstellen des zumindest einen Oxidationsmittels mit einem Gasmengenstrom im Bereich von 0,3 sccm bis 10 sccm, bevorzugt 0,5 sccm bis 7, mehr bevorzugt 1 sccm bis 5 sccm, und am meisten bevorzugt 2 sccm bis 4 sccm.
Der Gasmengenstrom des Oxidationsmittels kann mit Hilfe eines Dosierventils und/oder durch eine Temperaturänderung des gespeicherten Oxidationsmittels eingestellt werden. Das Dosierventil kann in Form eines Mass Flow Controllers realisiert werden.
Nach einem bevorzugten Aspekt erfolgt das Bereitstellen des zumindest einen Metallcarbonyls an der Stelle fehlenden Materials in einem Druckbereich von 10^–6 mbar bis 10^–4 mbar, des zumindest einen Hauptgruppen-Alkoxids in einem Druckbereich von 10^–6 mbar bis 10^–4 mbar, und/oder des zumindest einen Oxidationsmittels in einem Druckbereich von 10^–5 mbar bis 10^–2 mbar.
Gemäß noch einem anderen Aspekt erfolgt das Bereitstellen des zumindest einen Metallcarbonyls an der Stelle fehlenden Materials in einem Temperaturbereich von –50 °C bis +35 °C, bevorzugt –40 °C bis +30 °C, mehr bevorzugt –30 °C bis +25 °C, und am meisten bevorzugt –20 °C bis +20 °C. Es ist vorteilhaft, den Temperaturbereich der Bereitstellung des zumindest einen Metallcarbonyls an das bzw. die verwendeten Metallcarbonyle anzupassen.
Das Bereitstellen des zumindest einen Hauptgruppenelement-Alkoxids an der Stelle fehlenden Materials kann in einem Temperaturbereich von –40 °C bis +15 °C, bevorzugt –30 °C bis +5 °C, mehr bevorzugt –20 °C bis –5 °C, und am meisten bevorzugt –15 °C bis –10 °C erfolgen.
Das Abscheiden von Material kann mit einer Rate von 0,01 nm/s bis 1 nm/s, bevorzugt 0,02 nm/s bis 0,5 nm/s, mehr bevorzugt 0,04 nm/s bis 0,3 nm/s, und am meisten bevorzugt 0,05 nm/s bis 0,15 nm/s erfolgen.
Die photolithographische Maske kann eine Phasenmaske umfassen, und das Bereitstellen des zumindest einen Präkursor-Gases kann das gleichzeitige Bereitstellen von Chromhexacarbonyl (Cr(CO₆)) und Tetraethylorthosilikat (Si(OC₂H₅)₄, TEOS) umfassen.
Ein Präkursor-Gas, das Chromhexcarbonyl und TEOS umfasst, kann zum Korrigieren eines klaren Defekts einer Phasenmaske, insbesondere einer Halbtonmaske eingesetzt werden. Mit dieser Präkursor-Gas-Kombination kann in Verbindung mit einem Depositionsschritt eine weitgehend langzeitstabile Defektreparatur erreicht werden. Das Abscheiden einer Schutzschicht über der reparierten und damit gleichzeitig über der gesamten Photomaske ist nicht länger notwendig.
Nach noch einem anderen Aspekt umfasst eine Vorrichtung zum dauerhaften Reparieren von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske: (a) Mittel zum Bereitstellen von zumindest einem Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gas und zumindest einem Oxidationsmittel an einer zu reparierenden Stelle der photolithographischen Maske; (b) Zumindest eine Energiequelle zum Initiieren einer Reaktion des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases an der Stelle fehlenden Materials zum Abscheiden von Material an der Stelle fehlenden Materials, wobei das abgeschiedene Material zumindest ein Reaktionsprodukt des reagierten zumindest einen Präkursor-Gases umfasst; und (c) Mittel zum Kontrollieren eines Gasmengenstroms des zumindest einen Oxidationsmittels zum Minimieren eines Kohlenstoffanteils des abgeschiedenen Materials.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht das lokale Abscheiden von langzeitstabilem Material auf einer Photomaske das im Wesentlichen die optischen Eigenschaften des den Defekt umgebenden Materials reproduziert. Damit kann das Deponat an die Abmessungen des Defekts angepasst werden.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst das Mittel zum Bereitstellen des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und des zumindest einen Oxidationsmittels zumindest drei Vorratsbehälter mit jeweils zumindest einem Dosierventil und zumindest ein Gaszuleitungssystem mit zumindest einer Düse nahe an der zu reparierenden Stelle zum Bereitstellen zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und zumindest eines Qxidationsmittels.
Schließlich kann das Mittel zum Kontrollieren des Gasmengenstroms des zumindest einen Qxidationsmittels eine Steuerungseinheit umfassen, die ausgebildet ist, den Gasmengenstrom des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und des zumindest einen Oxidationsmittels zu steuern.
4. Beschreibung der Zeichnungen
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
1 schematisch ein Blockdiagramm einiger wichtiger Komponenten einer Vorrichtung darstellt, die zum Reparieren von klaren Defekten einer Photomaske eingesetzt werden kann;
2 schematisch einen Ausschnitt aus einer Photomaske aufweist, die einen Defekt fehlenden Substratmaterials aufweist;
3 den Ausschnitt der 2 wiedergibt, nachdem der Defekt fehlenden Substratmaterials zum Teil repariert wurde;
4 den Ausschnitt der 3 nach der Reparatur des Defekts fehlenden Substratmaterials repräsentiert;
5 schematisch einen Ausschnitt aus einer binären Photomaske aufweist, die einen Defekt fehlenden Absorbermaterials aufweist;
6 die 5 mit dem reparierten Defekt darstellt;
7 schematisch einen Ausschnitt aus einer phasenschiebenden Photomaske und/oder einer reinen Quarz-Maske repräsentiert, die einen Defekt fehlenden Absorbermaterials aufweist;
8 die 7 mit dem korrigierten Defekt zeigt; und
9 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Reparieren von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske wiedergibt.
5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dauerhaften Reparieren von Defekten fehlenden Materials einer photolithographischen Maske am Beispiel eines modifizierten Rasterelektronenmikroskops genauer erläutert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch nicht auf das nachfolgend beschriebene Beispiel beschränkt. Wie ein Fachmann unschwer erkennen wird, kann anstelle des diskutierten Rasterelektronenmikroskops ein beliebiges Rasterteilchenmikroskop eingesetzt werden, das beispielsweise einen fokussierten Ionenstrahl und/oder einen fokussierten Photonenstrahl als Energiequelle benutzt. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf den Einsatz der im Folgenden beispielhaft diskutierten Photomasken beschränkt. Vielmehr kann dieses zur Reparatur beliebiger photolithographischer Masken eingesetzt werden. Darüber hinaus ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf die Anwendung auf Photomasken beschränkt. Vielmehr kann dieses zum Reparieren von Templates für die Nanoimprint Technik oder allgemein zum Korrigieren optischer Elemente, die Defekte fehlenden Materials aufweisen, zum Einsatz gebracht werden.
Die 1 zeigt schematisch wesentliche Komponenten einer Vorrichtung 100, die zum dauerhaften Reparieren von Proben 105 eingesetzt werden kann, die Defekte fehlenden Materials aufweisen. Die Probe 105 kann eine beliebige mikrostrukturierte Komponente oder Bauteil sein. Beispielsweise kann die Probe 105 eine transmissive oder eine reflektive Photomaske und/oder ein Template für die Nanoimprint-Technik umfassen. Ferner kann die Vorrichtung 100 zum Reparieren beispielsweise einer integrierten Schaltung, eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS) und/oder einer photonischen integrierten Schaltung einsetzt werden, die Defekte fehlenden Materials aufweisen. In den nachfolgend erläuterten Beispielen ist die Probe 105 eine photolithographsche Maske 105.
Die beispielhafte Vorrichtung 100 der 1 ist ein modifiziertes Rasterelektronenmikroskop (SEM für Scanning Electron Microcope). Eine Elektronenkanone 115 erzeugt einen Elektronenstrahl 127, der von den Elementen 120 und 125 als fokussierter Elektronenstrahl 127 auf die photolithographische Maske 105 gerichtet wird, die auf einem Probentisch 110 (oder Stage) angeordnet ist.
Der Probentisch 110 weist Mikromanipulatoren (in der 1 nicht gezeigt) auf, mit deren Hilfe die defekte Stelle der Photomaske 105 unter den Auftreffpunkt des Elektronenstrahls 127 auf die Photomaske 105 gebracht werden kann. Zudem kann der Probentisch 110 in der Höhe, d.h. in Strahlrichtung des Elektronenstrahls 127 verschoben werden, so dass der Fokus des Elektronenstrahls 127 auf der Oberfläche der Photomaske 105 zu liegen kommt (in der 1 ebenfalls nicht dargestellt). Ferner kann der Probentisch 110 eine Vorrichtung zum Einstellen und Kontrollieren der Temperatur beinhalten, die es ermöglicht, die Photomaske 105 auf eine vorgegebene Temperatur zu bringen und bei dieser Temperatur zu halten (in der 1 nicht angegeben).
Die Vorrichtung 100 der 1 verwendet einen Elektronenstrahl 127 als Energiequelle 127 zum Initiieren einer lokalen chemischen Reaktion eines Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases. Ein Elektronenstrahl 127 kann auf einen kleinen Brennfleck mit einem Durchmesser < 10 nm fokussiert werden. Zudem verursachen Elektronen, die auf die Oberfläche der Photomaske 105 auftreffen, kaum Schäden an der Photomaske 105, selbst wenn deren kinetische Energie über einen großen Energiebereich variiert. Die Vorrichtung 100 und das hier vorgestellte Verfahren sind jedoch nicht auf den Einsatz eines Elektronenstrahls 127 beschränkt. Vielmehr kann ein beliebiger Teilchenstrahl benutzt werden, der in der Lage ist, lokal eine chemische Reaktion eines Präkursor-Gases am Auftreffpunkt des Teilchenstrahls auf die Oberfläche der Photomaske 105 zu bewirken. Beispiele alternativer Teilchenstrahlen sind ein Ionenstrahl, Atomstrahl, Molekularstrahl und/oder Photonenstrahl. Ferner ist es möglich, zwei oder mehrere Teilchenstrahlen parallel zu verwenden. Insbesondere ist es möglich, gleichzeitig einen Elektronenstrahl 127 und einen Photonenstrahl als Energiequelle 127 einzusetzen (in der 1 nicht gezeigt).
Der Elektronenstrahl 127 kann zum Aufnehmen eines Bildes der Photomaske 105, insbesondere einer defekten Stelle der Photomaske 105 benutzt werden. Ein Detektor 130 zum Detektieren rückgestreuter Elektronen und/oder von Sekundärelektronen liefert ein Signal, das proportional zur Oberflächenkontur und/oder Zusammensetzung der Photomaske 105 ist.
Durch Scannen oder Rastern des Elektronenstrahls 127 über die Photomaske 105 mit Hilfe einer Steuerungseinheit 145 kann ein Computersystem 140 der Vorrichtung 100 ein Bild der Photomaske 105 erzeugen. Die Steuerungseinheit 145 kann Teil des Computersystems 140 sein, wie in der 1 veranschaulicht oder kann als eine separate Einheit ausgeführt sein (in der 1 nicht dargestellt). Das Computersystem 140 kann Algorithmen beinhalten, die in Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination hiervon realisiert sind und die es ermöglichen, ein Bild aus den Messdaten des Detektors 130 zu extrahieren. Ein Bildschirm des Computersystems 140 (in der 1 nicht gezeigt) kann das berechnete Bild darstellen. Darüber hinaus kann das Computersystem 140 die Messdaten des Detektors 130 und/oder das berechnete Bild speichern. Ferner kann die Steuerungseinheit 145 des Computersystems 140 die Elektronenkanone 115 und die Strahl-abbildenden und Strahl-formenden Elemente 120 und 125 kontrollieren. Steuersignale der Steuerungseinheit 145 können ferner die Bewegung des Probentisches 110 durch Mikromanipulatoren kontrollieren (in der 1 nicht angegeben).
Der auf die Photomaske 105 einfallende Elektronenstrahl 127 kann die Photomaske 105 elektrostatisch aufladen. Dadurch kann der Elektronenstrahl 127 abgelenkt werden und die Ortsauflösung beim Aufnehmen eines Defekts und bei dessen Reparatur kann verringert werden. Zur Verringerung einer elektrostatischen Aufladung der Photomaske 105 kann eine Ionenkanone 135 eingesetzt werden, um die Oberfläche der Photomaske 105 mit Ionen niedriger kinetischer Energie zu bestrahlen. Beispielsweise können Argon-Ionen mit einer kinetischen Energie von einigen 100 eV zum Neutralisieren der Photomaske 105 eingesetzt werden.
Um die auf dem Probentisch 110 angeordnete Photomaske 105 zu bearbeiten, d.h. deren Defekte zu reparieren, weist die Vorrichtung 100 zumindest drei Vorratsbehälter für drei verschiedene Bearbeitungsgase auf. Der erste Vorratsbehälter 150 speichert ein erstes Präkursor-Gas, insbesondere ein erstes Kohlenstoff enthaltendes Präkursor-Gas. Im ersten Vorratsbehälter kann beispielsweise ein Hauptgruppenelement-Alkoxid gespeichert werden, wie etwa TEOS. Der zweite Vorratsbehälter 155 speichert ein zweites Kohlenstoff enthaltendes Präkursor-Gas. Das im zweiten Vorratsbehälter 155 gespeicherte Präkursor-Gas kann beispielsweise ein Metallcarbonyl sein, etwa Chromhexacarbonyl. Der dritte Vorratsbehälter 160 speichert ein Oxidationsmittel, etwa Sauerstoff. Ein Oxidationsmittel kann zum Beispiel ein Element aus der Gruppe umfassen: Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Wasserdampf (H₂O), Wasserstoffperoxid (H₂O₂), Distickstoffmonoxid (N₂O), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Salpetersäure (HNO₃) und andere Sauerstoff enthaltende Verbindungen.
Der vierte, optionale Vorratsbehälter 165 kann beispielsweise ein zweites Oxidationsmittel, wie etwa NO₂ bevorraten. Der fünfte, ebenfalls optionale Vorratsbehälter 170 kann ein weiteres Präkursor-Gas speichern, beispielsweise ein zweites Metallcarbonyl oder ein zweites Hauptgruppenelement-Alkoxid. Schließlich kann der sechste, optionale Vorratsbehälter 175 ein Ätzgas enthalten. Mit dessen Hilfe können Defekte überschüssigen Materials (dunkle Defekte) der Photomaske 105 repariert werden. Darüber hinaus kann das im sechsten Behälter 175 gespeicherte Ätzgas dazu eingesetzt werden, um bei einer Defektreparatur zu viel auf der Maske 105 abgeschiedenes Material wieder zu entfernen.
Jeder Vorratsbehälter 150, 155, 160, 165, 170, 175 hat sein eigenes Steuerventil 151, 156, 161, 166, 171, 176, um den pro Zeiteinheit bereitgestellten Betrag des entsprechenden Gases, d.h. den Gasmengenstrom an der Stelle des Auftreffens des Elektronenstrahls 127 zu kontrollieren bzw. zu steuern. Die Steuerventile 151, 156, 161, 166, 171 und 176 werden durch die Steuerungseinheit 145 des Computersystems 140 gesteuert und kontrolliert. Damit lassen sich die Partialdruckverhältnisse der am Bearbeitungsort bereitgestellten Gase in einem weiten Bereich einstellen.
Ferner hat in der beispielhaften Vorrichtung 100 jeder Vorratsbehälter 150, 155, 160, 165, 170, 175 sein eigenen Gaszuleitungssystem 152, 157, 162, 167, 172, 177 das mit einer Düse in der Nähe des Auftreffpunkts des Elektronenstrahls 127 auf die Photomaske 105 endet. In einer alternativen Ausführungsform (in der 1 nicht repräsentiert) wird ein Gaszuleitungssystem eingesetzt um mehrere oder alle Bearbeitungsgase in einem gemeinsamen Strom auf die Oberfläche der Probe 105 zu bringen.
In dem in der 1 dargestellten Beispiel sind die Ventile 151, 156, 161, 166, 171, 176 in der Nähe der entsprechenden Behälter 150, 155, 160, 165, 170, 175 angeordnet. In einer alternativen Anordnung können die Steuerventile, 151, 156, 161, 166, 171, 176 in der Nähe der entsprechenden Düsen eingebaut werden (in der 1 nicht gezeigt). Anders als in der 1 dargestellt und gegenwärtig nicht bevorzugt, ist es auch möglich, ein oder mehrere der in den Behältern 150, 155, 160, 165, 170, 175 gespeicherten Gase ungerichtet im unteren Teil der Vakuumkammer 102 der Vorrichtung 100 bereitzustellen. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Vorrichtung 100 eine Blende (in der 1 nicht dargestellt) zwischen dem unteren Reaktionsraum und dem oberen Teil der Vorrichtung 100 einzubauen, der den Elektronenstrahl 127 bereitstellt, um ein zu geringes Vakuum in dem oberen Teil der Vorrichtung 100 zu verhindern.
Jeder der Vorratsbehälter 150, 155, 160, 165, 170 und 175 kann sein eigenes Temperatureinstellelement und Kontrollelement haben, das sowohl ein Kühlen wie auch ein Heizen der entsprechenden Vorratsbehälter ermöglicht. Dies ermöglicht das Speichern und das Bereitstellen der Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gase, des bzw. der Oxidationsmittel und ggf. des Ätzgases bei der jeweils optimalen Temperatur (in der 1 nicht gezeigt). Darüber hinaus kann jedes Zuführungssystem 152, 157, 162, 167, a72 und 177 sein eigenes Temperatureinstellelement und Temperaturkontrollelement umfassen, um alle Prozessgase bei ihrer optimalen Bearbeitungstemperatur an dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls 127 auf der Photomaske 105 bereitzustellen (in der 1 ebenfalls nicht angegeben). Die Steuerungseinheit 145 des Computersystems 140 kann die Temperatureinstellelemente und die Temperaturkontrollelemente sowohl der Vorratsbehälter 150, 155, 160, 165, 170, 175 als auch der Gaszuleitungssysteme 152, 157, 162, 167, 172, 177 steuern.
Die Vorrichtung 100 der 1 weist ein Pumpensystem zum Erzeugen und zum Aufrechterhalten eines in der Vakuumkammer 102 geforderten Vakuums auf (in der 1 nicht gezeigt). Bei geschlossenen Steuerventilen 151, 156, 161, 166, 171, 176 wird in der Vakuumkammer 102 der Vorrichtung 100 ein Restgasdruck ≤ 10^–7 mbar erreicht. Das Pumpensystem kann separate Pumpensysteme für den oberen Teil der Vorrichtung 100 zum Bereitstellen des Elektronenstrahls 127 und des unteren Teils, der den Probentisch 110 mit der Photomaske a05 beinhaltet, umfassen. Ferner kann die Vorrichtung 100 in der Nähe des Bearbeitungspunktes des Elektronenstrahls 127 eine Absaugvorrichtung umfassen, um eine definierte lokale Druckbedingung an der Oberfläche Probe bzw. der Photomaske 105 zu definieren (in der 1 nicht dargestellt). Der Einsatz einer zusätzlichen Absaugvorrichtung kann zu einem großen Teil verhindern, dass ein oder mehrere volatile Reaktionsprodukte des einen oder der mehreren Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gase, die nicht zum lokalen Abscheiden des Deponats gebraucht werden, sich auf der Photomaske 105 und/oder in der Vakuumkammer 102 abscheiden. Ferner kann die Absaugvorrichtung verhindern, dass Partikel, die in einem Ätzprozess entstehen, in der Vakuumkammer 102 der Vorrichtung 100 verteilt werden. Die Funktionen des bzw. der Pumpensysteme und der zusätzlichen Absaugvorrichtung können ebenfalls von der Steuerungseinheit 145 des Computersystems 140 gesteuert und/oder überwacht werden.
Schließlich kann die Vorrichtung 100 ein oder mehrere Rasterkraftmikrokope aufweisen, die es ermöglichen, Defekte der Photomaske im Detail zu analysieren (in der 1 nicht dargestellt).
Die 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus der Photomaske 105. In dem Beispiel der 2 kann die Photomaske 105 eine binäre Maske 210 oder eine Phasenmaske 220, beispielsweise eine Halbtonmaske umfassen. Ferner kann die Photomaske 105 eine reine Quarz-Maske oder eine Maske für die Nano Imprint Lithography (NIL) umfassen. Die reine Quarz-Maske kann mit Strahlung im Wellenlängenbereich von 193 nm belichtet werden.
Der obere Teil der 2 präsentiert eine Aufsicht auf einen Teil der Maske 105. Der untere Teil repräsentiert eine Seitenansicht des Ausschnitts des oberen Teils. Die photolithographische Maske 105 umfasst ein optisch transparentes Substrat 230, vorzugsweise ein Quarzsubstrat oder ein Calciumfluorid (CaF₂) Substrat. Falls die Photomaske 105 eine binäre Maske 210 repräsentiert, ist ein schwarzes oder ein opakes Muster 240 ist auf dem Substrat 230 angeordnet. Das Muster 240 wird in dem Beispiel der 2 durch ein Linienmuster 240 repräsentiert. Das Material des Linienmusters 240 umfasst häufig Chrom, das typischerweise mit einer dünnen Chromoxidschicht überzogen ist. Alternativ können Aluminium oder Titan zum Herstellen einer binären Photomaske 210 benutzt werden, die ebenfalls von einer dünnen (d.h. einige Nanometer umfassenden) Oxidschicht bedeckt sind. Typische Absorberstrukturen weisen Schichtdicken im Bereich von 10 nm bis 100 nm auf.
Binärmasken 210 können auch mit anderen Absorbermaterialien hergestellt werden, beispielsweise aus einer dicken (d ≈ 200 nm) intransparenten Schicht Molybdänsilizium. Beispiele weiterer Absorbermaterialien sind Verbindungen aus Molybdän, Stickstoff, Silizium und Sauerstoff, die im Fachgebiet mit OMOG für Opaque MoSi On Glass abgekürzt werden und Verbindungen aus Tantal, Bor und Stickstoff. Die Schichtdicken dieser Materialien liegen typischerweise im Bereich von 100 nm oder darunter. Eine Binärmaske zeichnet sich durch ein Absorbermuster oder ein Absorber-Pattern aus, dessen Strukturabmessungen größer als die Beugungsgrenze der zur Belichtung eingesetzten Strahlung ist und dessen optische Transmission bei der Belichtungswellenlänge < 1 % ist.
Absorberelemente von Phasenmasken 220, beispielsweise das Linienmuster 250 in der 2, werden häufig aus teiltransparentem Molybdänsiliziumoxid (MoSiO_x, 0 < x ≤ 1) oder Molybdänsiliziumoxinitrid (MoSiOxNy, 0 < x ≤ 1, 0 < y ≤ 1) hergestellt. Für Phasenmasken, die Belichtungswellenlängen im tiefen ultravioletten Wellenlängenbereich (248 nm bzw. 193 nm) aufweisen, werden die Elemente der Struktur-erzeugenden Schicht häufig aus Siliziumnitrid, das mit Molybdän und Sauerstoff im einstelligen Prozentbereich dotiert ist, gefertigt. Im Folgenden werden diese phasenschiebenden Absorberschichten als MoSi Schichten bezeichnet.
Als Absorbermaterial für Phasenmasken 220 beispielsweise Halbtonphasenmasken können aber auch Chromoxid (CrO) und/oder Chromoxynitrid (CrO_xN_y, 0 < x ≤ 1, o < y ≤ 1) eingesetzt werden. Die Schichtdicke der phasenschiebenden und absorbierenden Strukturelemente 250 von Phasenmasken 220 ist an die verwendete Belichtungswellenlänge angepasst. Beispiele weiterer Phasenmasken sind reine Quarzstrukturen unterschiedlicher Höhe, die im Fachgebiet als CPL für Chromeless Phase shifting Lithography bezeichnet werden. Darüber hinaus werden Phasenmasken aus Quarzstrukturen unterschiedlicher Höhe mit binärem Absorber verwendet, die mit APSM für Alternating Phase Shift Mask abgekürzt werden. Die in dieser Anmeldung beschriebenen Prozesse zur Defektkorrektur können für alle erwähnten Maskentypen angewendet werden.
Die Photomaske 105 der 2 weist einen Defekt 260 fehlenden Materials auf. Der Defekt 260 bezeichnet eine Vertiefung in dem transparenten Substrat 230 der Photomaske 105, d.h. an der Stelle des Defekts 260 fehlt Material des Substrats 230. Nach dem Auffinden des Defekts 260 und/oder von weiteren Defekten 270, 280 (vgl. 5 und 7) mit Hilfe eines entsprechenden Metrologie-Tools (zum Beispiel mit einem Laser-System) werden der Defekt 260 oder die Defekte 260, 270, 280 in einem ersten Schritt mit dem Elektronenstrahl 127 der Vorrichtung 100 gescannt. Bei Bedarf kann der Defekt 260 oder die Defekte 260, 270, 280 zusätzlich mit einem Rasterkraftmikroskop untersucht werden.
Eine Photomaske weist typischerweise eine Dicke von 6,35 mm auf. Der Defekt 260 kann eine Tiefe von unter einem Nanometer bis zu einem Bereich von mehreren hundert Nanometern aufweisen. Die lateralen Abmessungen des Defekts 260 fehlenden Substratmaterials können vom einstelligen Nanometerbereich bis in den zweistelligen Mikrometerbereich reichen. Der Defekt 260 kann durch Abscheiden von Siliziumdioxid (SiO₂) an der Stelle fehlenden Substratmaterials korrigiert werden. Die Präkursor-Gase Tetraetylorthosilikat (TEOS) und Tetramethylorthosilikat (TMOS) können durch Abspaltung der Liganden als SiO₂ Lieferanten eingesetzt werden. Als Oxidationsmittel wird für die Reparatur des Defekts 260 wird vorzugsweise Sauerstoff (O₂) oder Stickstoffdioxid (NO₂) verwendet. In dem nachfolgend beschriebenen Beispiel wird TEOS als Präkursor-Gas und NO₂ als Oxidationsmittel eingesetzt.
Zum Reparieren des klaren Defekts 260 oder des Substratdefekts 260 wird aus dem Vorratsbehälter 150 kontrolliert durch das Steuerventil 151 mittels des Zuleitungssystems 152 TEOS an der Stelle des Defekts 260 bereitgestellt. Dieses lagert sich im Bereich der Defektstelle an die Oberfläche des Substrats 230 an (Physisorption). Mit Hilfe des Steuerventils 151 wird der Druck an der Defektstelle auf 10^–5 mbar eingestellt. Dies entspricht einem Gasmengenstrom von etwa 0,05 sccm (Standardkubikzentimeter). Das Präkursor-Gas TEOS wird an der Stelle des Defekts 260 mit einer Temperatur von –10 °C bereitgestellt. Gleichzeitig wird an der Defektstelle aus dem Vorratsbehälter 160 über das Gaszuleitungssystem 162 das Oxidationsmittel NO₂ mit einem Gasmengenstrom von 4 sccm kontrolliert durch das Steuerventil 161 angeliefert. Der Gasmengenstrom des Sauerstoffs erzeugt am Defektort einen Partialdruck von Druck von 10^–3 mbar.
Ein Elektronenstrahl 127 der Vorrichtung 100 liefert lokal am Ort des Defekts 260 Energie zum Initiieren einer lokalen chemischen Reaktion, die zumindest einen Teil der Liganden des Präkursor-Gases TEOS von dessen Zentralatom Silizium abspaltet. Das zusätzlich lokal bereitgestellte Oxidationsmittel NO₂ unterstützt zum einen die Oxidation des Zentralatoms von TEOS zu SiO₂ und zum anderen die Oxidation der abgespaltenen Liganden bzw. von deren Bruchstücken, die als volatile Komponenten von der Aussaugvorrichtung der Vorrichtung 100 aus der Vakuumkammer 102 abgesaugt werden. Das im Überschuss vorhandene Oxidationsmittel NO₂ bewirkt das Abscheiden einer reineren SiO₂ Schicht an der Defektstelle, in die zudem weniger Kohlenstoff eingebaut wird, verglichen mit einer Prozessführung ohne Bereitstellen des Sauerstoffs am Abscheideort. In der an der Defektstelle abgeschiedenen Schicht ist Kohlenstoff lediglich mit ≤ 5 Atom-% vertreten.
Während des Abscheideprozesses liefert der Elektronenstrahl 127 Elektronen mit einer kinetischen Energie von bis zu 1 keV und mit einem Strahlstrom von etwa 50 pA. Der Elektronenstrahl wird mit einem Fokusdurchmesser von 5 nm mit einer Wiederholzeitdauer von 1 ms und einer Verweilzeit von bis zu 1 µs über die Stelle des Defekts 260 gerastert.
In Abhängigkeit von den Abmessungen des Defekts 260 wird der Abscheideprozess nach einer bestimmten Zeitdauer unterbrochen und der verbliebende Rest 360 des Defekts 260 wird mittels des Elektronenstrahls 127 und/oder eines Rasterkraftmikroskops analysiert. Dies ist in der 3 veranschaulicht. Aus den Messdaten des verbliebenen Restes 360 wird eine Zeitdauer berechnet, nach der der Abscheideprozess mit Hilfe des Präkursor-Gases TEOS und des Oxidationsmittels NO₂ den Defekt 260 im Wesentlichen repariert hat.
Die 4 repräsentiert den Ausschnitt der Photomaske 105 der 3 nach Beendigung des zweiten Abscheideprozessschrittes zur Reparatur des Substratdefekts 260. Der Abscheideprozess hat die Vertiefung, d.h. den Defekt 260 durch Abscheiden einer SiO₂ Schicht im Wesentlichen beseitigt. Aufgrund des geringen Kohlenstoffanteils der deponierten Schicht 460 ist es günstig, die Dicke der abgeschiedenen Schicht 460 so zu wählen, dass diese die Vertiefung des Defekts 260 gerade ausfüllt.
Falls nach dem zweiten Abscheideprozessschritt noch immer ein geringer Anteil des Defekts 260 vorhanden sein sollte, kann dieser durch ein weiteres zeitlich limitiertes Deponieren von SiO₂ korrigiert werden. Wenn unbeabsichtigt lateral und/oder vertikal zu viel Material auf dem Substrat 230 der Photomaske 210, 220 deponiert worden ist, so kann dieses nach der Analyse des neu generierten Defekts, mit Hilfe des Elektronenstrahls 127 und eines im Vorratsbehälter 175 gespeicherten Ätzgas, beispielsweise Xenondifluorid (XeF₂) wieder entfernt werden.
In dem in den 2 bis 4 diskutierten Beispiel ist der Defekt 260 ein Defekt des Substrats 230 einer binären 210 oder einer phasenschiebenden Maske 220. Der beschriebene Depositionsprozess kann jedoch auch zum Abscheiden fehlenden Materials auf eine Phasenmaske eingesetzt werden, die ohne Strukturelemente aus Absorbermaterial auskommt, wie die oben beschriebenen CPL, ASPM und NIL Masken.
Die 5 zeigt einen Ausschnitt einer binären Phasenmaske 210, die Absorberstrukturelemente 240 aufweist, die auf einem Substrat 230 angeordnet sind. Im oberen Teilbild präsentiert die 5 eine Aufsicht und im unteren Teilbild eine Seitenansicht des Ausschnitts der binären Photomaske 210. In dem Beispiel der 5 sind die Absorberstrukturelemente 240 aus einer Chromschicht gefertigt, die an der Oberfläche eine dünne (wenige Nanometer umfassende) Chromoxidschicht aufweist. Die Dicke der Chromschicht liegt im Bereich von 10 nm bis 100 nm. Das mittlere Absorberstrukturelement 240 weist in der 5 einen Defekt 270 auf, der eine Stelle fehlenden Absorbermaterials bezeichnet.
Nachfolgend wird die Reparatur des Defekts 270 der binären Photomaske 210 der 5 diskutiert. Die lateralen Abmessungen des Defekts 270 können vom einstelligen Nanometerbereich bis in den zweistelligen Mikrometerbereich reichen. Der Defekt 270 der Absorberstruktur 240 kann mit Hilfe eines Metallcarbonyls und eines Oxidationsmittels zuverlässig korrigiert werden. In dem hier beschriebenen Beispiel wird Chromhexacarbonyl als Präkursor-Gas und NO₂ als Oxidationsmittel eingesetzt.
Zum Reparieren des Defekts 270 des Absorberstrukturelements 240 der binären Maske 210 wird aus dem Vorratsbehälter 155 das Präkursorgas Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆) an die Stelle des Defekts 270 mittels des Gaszuleitungssystems 157 geliefert. Das Cr(CO)₆ lagert sich im Bereich des Defekts 270 auf der Oberfläche des Substrats 230 an. Die Steuerungseinheit 145 des Computersystems 140 öffnet das Steuerventil 156 des Vorratsbehälters 155, um einen Gasdruck des Cr(CO)₆ am Ort des Defekts von 5·10^–4 mbar zu erzeugen. Dies entspricht einem Gasmengenstrom von 0,01 sccm. Simultan wird an der Defektstelle aus dem Vorratsbehälter 165 über das Gaszuleitungssystem 167 das Oxidationsmittel NO₂ mit einem Gasmengenstrom von 2 sccm kontrolliert durch das Gaszuleitungssystem 167 und das Steuerventil 166 bereitgestellt. Der NO₂ Gasmengenstrom erzeugt am Defektort einen Partialdruck von Druck von 5·10^–2 mbar.
Der Elektronenstrahl 127 der Vorrichtung 100 liefert lokal am Ort des Defekts 270 Energie, die in einer lokalen chemischen Reaktion zumindest einen Teil der CO Liganden des Präkursor-Gases Cr(CO)₆ von dessen Zentralatom Chrom (Cr) separiert. Das zusätzlich lokal bereitgestellte Oxidationsmittel NO₂ unterstützt die Dissoziation der Liganden des Cr(CO)₆, fördert die Oxidation des Zentralatoms Cr zu CrO, insbesondere zu CrO₂ und erleichtert die Oxidation der dissoziierten CO Liganden zu Kohlenstoffdioxid (CO₂), das als volatile Komponenten von der Absaugvorrichtung der Vorrichtung 100 aus der Vakuumkammer 102 abgesaugt werden kann. Im Vergleich mit einem Abscheidevorgang ohne zusätzliches Bereitstellen von NO₂ am Ort des Defekts 270 führt der NO₂ Überschuss zur Deposition einer reineren Cr/CrO Schicht an der Defektstelle. Da der ganz überwiegende Teil der abgespaltenen CO Liganden als CO₂ aus der Vakuumkammer 102 der Vorrichtung 100 entfernt werden kann, wird drastisch weniger Kohlenstoff in die deponierte Schicht eingebaut. Die deponierte Schicht weist nur noch etwa 5 Atom-% an Kohlenstoff auf.
Zum Initiieren des Abscheideprozesses stellt der Elektronenstrahl 127 Elektronen mit einer kinetischen Energie von 1 keV und mit einer Stromstärke von etwa 40 pA bereit. Der Elektronenstrahl 127 wird mit einem Fokusdurchmesser von 5 nm mit einer Wiederholzeitdauer von 1 ms und einer Verweilzeit von 1 µs über die Stelle des Defekts 270 gerastert.
Der Reparaturprozess kann – wie oben erläutert – wiederum in mehreren aufeinander folgenden Schritten ausgeführt werden. Zwischen den einzelnen Abscheideschritten wird der noch verbliebene Rest des Defekts 270 mit dem Elektronenstrahl 127 und/oder einem Rasterkraftmikroskop analysiert und dadurch die Zeitdauer für den nächsten Depositionsschritt bestimmt. Die 6 zeigt die an der Stelle des Defekts 270 abgeschiedene Schicht 670. Die Höhe des Deponats 670 wird an die Höhe der Absorberelemente 240 angepasst. Dies ist wegen der ähnlichen optischen Eigenschaften der Absorberstrukturelemente 240 und des Materials der abgeschiedenen Schicht 670 vorteilhaft.
Zwischen den einzelnen Reparaturschritten kann das Partialdruckverhältnis des Metallcarbonyls Cr(CO)₆ und des Oxidationsmittels NO₂ angepasst werden. Es ist ferner möglich, das Präkursor-Gas und/oder das Oxidationsmittel während des Abscheidevorgangs kontinuierlich oder gepulst an der Stelle des Defekts 270 bereitzustellen.
Jedes von dem Elektronenstrahl 127 gelieferte Elektron führt zum Deponieren eines Volumens von 0,05 Å³ bis 0,25 Å³. Dies entspricht einer Depositionsrate ungefähr 0,1 nm/s. Wie bereits oben erwähnt, liegt die Schichtdicke der Absorberelemente 240 im Bereich von 10 nm bis 100 nm. Eine Cr/CrO Schicht mit einer Dicke von 60 nm kann somit in einem Zeitintervall von ungefähr 10 Minuten abgeschieden werden.
Die im Kontext der 2 bis 6 diskutierten Beispiele beziehen sich auf die Reparatur fehlenden Materials von binären 210 oder phasenschiebenden transmissiven Photomasken 220. Der beschriebene Reparaturprozess kann jedoch auch zum Reparieren fehlenden Materials von Absorberelemenen von Photomasken für den extrem ultravioletten (EUV) Wellenlängenbereich eingesetzt werden. Bei EUV Masken werden Absorberstrukturelemente häufig aus Chrom oder Tantalnitrid (TaN) gefertigt. Durch Wahl eines entsprechenden Metallcarbonyls und eines Oxidationsmittels, etwa Sauerstoff oder Stickstoffdioxid können Defekte fehlenden Absorbermaterials in EUV Masken repariert werden. Chromschichten können – wie bereits oben ausgeführt – beispielsweise durch den Einsatz des Präkursor-Gases Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆) und Tantalnitrid-Schichten können zum Beispiel mit Hilfe des Präkursor-Gases Tantahexacarbonyl (Ta(CO)₆) repariert werden.
In einem weiteren Anwendungsbeispiel beschreibt die Photomaske 220 der 7 eine phasenschiebende Maske deren Absorberelemente 250 eine dünne teildurchlässige MoSi Schicht aufweisen (Halbtonphasenmaske). Die MoSi Schicht eines Absorberelements 250 weist in dem Beispiel der 7 den Defekt 280 fehlenden Absorbermaterials auf. Der Defekt 280 des MoSi Absorberelements 250 kann durch das gleichzeitige Abscheiden von Siliziumdioxid (SiO₂) und eines Metalls an der Stelle fehlenden Absorbermaterials korrigiert werden. Dabei können TEOS und/oder TMOS als SiO₂ liefernde Präkursor-Gase und ein Metallcarbonyl als Metall lieferndes Präkursor-Gas verwendet werden. Als Oxidationsmittel wird für die Reparatur des Defekts 280 des MoSi Absorberelements 250 kommen wiederum vorzugsweise O₂ und/oder NO₂ zum Einsatz.
Zum Korrigieren des Defekts 280 fehlenden Absorbermaterials wird aus dem Vorratsbehälter 150 kontrolliert durch das Steuerventil 151 mittels des Zuleitungssystems 152 TEOS an der Stelle des Defekts 280 bereitgestellt. Mit Hilfe des Steuerventils 151 wird der Druck an der Defektstelle auf 10^–5 mbar eingestellt. Das Präkursor-Gas TEOS weist an der Stelle des Defekts 280 eine Temperatur von –10 °C auf. Gleichzeitig wird an der Defektstelle aus dem Vorratsbehälter 155 kontrolliert durch das Steuerventil 156 und das Gaszuleitungssystem 157 Chromhexacarbonyl an den Ort des Defekts 280 gebracht. Am Ort des Defekts 280 hat das Cr(CO)₆ eine Temperatur von –20 °C. Das Steuerventil 156 wird so weit geöffnet, dass der Partialdruck des Präkursor-Gases Cr(CO)₆ 5·10^–6 mbar erreicht. In dem zur Diskussion stehenden Beispiel weisen die Präkursor-Gase ein Partialdruckverhältnis TEOS: Cr(CO)₆ von 5:1 auf. Die beiden Präkursor-Gase koadsorbieren im Bereich des Defekts 280 auf der Oberfläche des Substrats 230 der phasenschiebenden Photomaske 220.
Parallel zu den Präkursor-Gasen TEOS und Cr(CO)₆ wird aus dem Vorratsbehälter 165 über das Gaszuleitungssystem 167 das Oxidationsmittel NO₂ mit einem Gasmengenstrom von 2,5 sccm kontrolliert durch das Steuerventil 166 an den Ort des Defekts 280 geführt. Der Gasmengenstrom des NO₂ erzeugt am Defektort einen Partialdruck von Druck von 10^–2 mbar.
Ein Elektronenstrahl 127 der Vorrichtung 100 initiiert lokal am Ort des Defekts 280 eine chemische Reaktion, die zumindest einen Teil der Liganden des Präkursor-Gases TEOS von dessen Zentralatom Silizium abspaltet. Darüber hinaus bewirkt die lokale chemische Reaktion gleichzeitig eine Dissoziation der CO Liganden von dem Zentralatom Chrom des Chromhexacarbonyls. Das zusätzlich lokal bereitgestellte NO₂ begünstigt die Oxidation des Silizium Zentralatoms von TEOS zu SiO₂, die Oxidation des Chrom Zentralatoms von Cr(CO)₆ und die Oxidation der abgespaltenen Liganden bzw. von Bruchstücken der Liganden. Insbesondere fördert das im Überschuss vorhandene Stickstoffdioxid die Oxidation der CO Liganden zu volatilem CO₂. Die flüchtigen Komponenten, die bei der Zerlegung der Präkursor-Gase entstanden sind, werden von der Absaugvorrichtung der Vorrichtung 100 aus der Vakuumkammer 102 entfernt.
Zum Initiieren der lokalen chemischen Reaktion wird der Elektronenstrahl 127 mit einem Fokusdurchmesser von 5 nm mit einer Wiederholzeitdauer von 1 ms und einer Verweilzeit von 1 µs über die Stelle des Defekts 270 gescannt. Die Elektronen des Elektronenstrahls 127 treffen mit einer kinetischen Energie von 1 keV am Defektort auf die Oberfläche des Substrats 230 der Photomaske 220 auf. Die Stromstärke des Elektronenstrahls 127 liegt im Bereich von etwa 50 pA auf.
Die 8 zeigt den Ausschnitt der Phasenmaske 220 der 7 nach der Reparatur des Defekts 280. An seiner Stelle wurde die Schicht 870 abgeschieden. Die Höhe der deponierten Schicht 870 entspricht im Wesentlichen der Dicke der MoSi Strukturelemente 250.
Die Oxidation der Präkursor-Gase während des Depositionsprozesses führt zu einer Reduktion des Kohlenstoffanteils im Deponat verglichen mit dem Kohlenstoffanteil der eingesetzten Präkursor-Gase. Dadurch bewirkt das Oxidationsmittel NO₂ in Kombination mit den Präkursor-Gasen TEOS und Cr(CO)₆ das Abscheiden einer Kohlenstoffarmen SiO₂/Cr Schicht an der Stelle des Defekts 280. Der Kohlenstoffanteil der an der Defektstelle abgeschiedenen Schicht beträgt ≤ 5 Atom-%.
Der zeitliche Ablauf des Depositionsprozesses ist oben im Rahmen der Diskussion der 2 bis 4 beschrieben.
In der 7 und 8 ist das Reparieren eines MoSi Strukturelements 250 einer Phasenmaske 220 erläutert. Wie bereits oben angegeben, können die Absorberstrukturelemente 240 einer binären Photomaske 210 ebenfalls aus einer dicken intransparenten MoSi Schicht hergestellt werden. Der im Kontext der 7 und 8 erläuterte Prozess zum Reparieren einer teildurchlässigen dünnen MoSi Schicht kann selbstredend auch zum Korrigieren eines Defekts fehlenden Materials einer dicken undurchlässigen MoSi Schicht eingesetzt werden.
Im Stand der Technik werden die Defekte 280 phasenschiebender MoSi Schichten 250 durch das sukzessive Aufbringen einer SiO₂ Schicht aus TEOS und einer Chrom-Schicht aus Cr(CO)₆ abgeschieden. Nach der Theorie wird die phasenschiebende Wirkung hauptsächlich der aus dem Präkursor-Gas TEOS abgeschiedenen Schicht und die absorbierende Wirkung vorwiegend der aus dem Präkursor-Gas Cr(CO)₆ abgeschiedenen Schicht zugeschrieben. Typischerweise werden im Stand der Technik zum Reparieren von Defekten 280 von MoSi Schichten Deponate mit einer Schichtdicke signifikant größer als die umgebende MoSi Schicht abgeschieden. Daher kann es bei Photomasken 220, die Strukturgrößen < 150 nm aufweisen, im Bereich der reparierten Stelle zu Abweichungen in der Belichtung eines Wafers kommen verglichen mit einer defektfreien Referenzstelle.
Die Durchmischung der beiden Präkursor-Gase am Reaktionsort, d.h. an der Stelle des Defekts 280 bei gleichzeitiger Oxidation durch das Oxidationsmittel nutzt die phasenschiebenden und die absorbierenden Eigenschaften aller Reaktanten. Eine Trennung in eine phasenschiebende und eine absorbierende Schicht wird dadurch aufgehoben. Zudem resultiert die Oxidation beider Präkursor-Gase in einem Deponat an der reparierten Stelle, das einen sehr geringen Kohlenstoffanteil aufweist. Aus diesem Grund unterliegt die reparierte Stelle des MoSi Absorberstrukturelements 250 keiner wesentlichen Alterung und ist insbesondere langzeitstabil gegenüber Maskenreinigungsprozessen, sowie den Belichtungsdosen, die beim Einsatz der reparierten Photomaske 210, 220 auftreten. Das im Stand der Technik beschriebene Aufbringen einer metallischen Schutzschicht über die reparierte Stelle des Absorberelements 250 der Phasenmaske 220 kann entfallen. Dadurch vereinfacht das in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren die Reparatur fehlenden Materials wesentlich.
Werden die oben im Rahmen der Diskussion der 2 bis 8 beschriebenen beispielhaften Reparaturprozesse ohne das Bereitstellen eines Oxidationsmittels ausgeführt, so weisen die abgeschiedenen Schichten einen Kohlenstoffanteil von 20 Atom-% oder mehr auf. Während der Belichtung mit energiereichem, tief ultravioletten Licht (λ = 193 nm) sind Photomasken einer enormen Belastung ausgesetzt. Die Strahlungsdosis beim Belichten eines Wafers ist sehr viel größer als 100 kJ/cm². Durch die extrem hohen Belichtungsdosen kann es in der extrem sauberen und trockenen Umgebung photolithographischer Belichtungsanlagen (XCDA (eXtra Clean Dry Air) Atmosphäre) zur Bildung von Ozon kommen, das als besonders gutes Oxidationsmittel für Kohlenstoff bzw. Kohlenstoffverbindungen bekannt ist. Der an den Stellen der reparierten Defekte 260, 270, 280 in die deponierten Schichten eingelagerte Kohlenstoff bzw. die eingelagerten Kohlenstoffverbindungen, wie beispielweise CO Liganden, reagieren mit dem Ozon zu CO₂, das aus dem Deponat entweicht und damit dessen Struktur schwächt.
Darüber hinaus sind moderne Reinigungsmittel für Photomasken 210, 220 besonders wirksam auf kohlenstoffhaltige Verbindungen. Dadurch wird im Rahmen der regelmäßig stattfindenden Maskenreinigung Kohlenstoff bzw. Kohlenstoff enthaltende Bestandteile aus den zur Defektkorrektur abgeschiedenen Schichten herausgelöst. Dies führt zum einen zu einer Änderung der optischen Eigenschaften der Deponate und zum anderen zu einer Schwächung von deren Struktur. In Summe unterliegen somit auf einer Photomaske 210, 220 deponiertes Material einer Alterung, wenn diese ohne zusätzliches Oxidationsmittel abgeschieden werden.
Das Flussdiagramm 900 der 9 repräsentiert Schritte des Verfahrens zum dauerhaften Reparieren von Defekten 260, 270, 280 fehlenden Materials einer photolithographischen Maske 105, 210, 220. Die optionalen Verfahrensschritte sind in dem Diagramm 900 mit gestricheltem Rahmen dargestellt.
Das Verfahren beginnt bei Schritt 905. Bei Schritt 910 wird der Defekt 260, 270, 280 bzw. werden die identifizierten Defekte 260, 270, 280 fehlenden Materials mit Hilfe eines Elektronenstrahls 127 und/oder einer Sonde eines Rasterkraftmikroskops untersucht. Bei Schritt 915 wird zumindest ein Kohlenstoff enthaltendes Präkursor-Gas und zumindest ein Oxidationsmittel an der defekten Stelle 260, 270, 280 der photolithographischen Maske 105, 210, 220 bereitgestellt.
Bei Schritt 920 initiiert eine Energiequelle, beispielsweise der Elektronenstrahl 127, eine Reaktion des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases an der Stelle fehlenden Materials eine lokale chemische Reaktion zum Abscheiden von fehlendem Material an der defekten Stelle 260, 270, 280, wobei das abgeschiedene Material 460, 670, 880 zumindest ein Reaktionsprodukt des reagierten zumindest einen Kohlenstoff umfassenden Präkursor-Gases aufweist.
Der Schritt 925 umfasst das Kontrollieren eines Gasmengenstroms des zumindest einen Oxidationsmittels zum Minimieren eines Kohlenstoffanteils des abgeschiedenen Materials 460, 670, 880. Der Gasmengenstrom des Oxidationsmittels kann durch eine Steuerungseinheit 145 in Verbindung mit Steuerungsventilen 151, 156, 161, 166, 171, 176 erfolgen.
Bei Schritt 930 wird der verbliebene Defekt 360 untersucht. Sodann wird bei Entscheidungsschritt 935 entschieden, ob der verbliebende Defekt 360 kleiner oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist. Ist dies der Fall, endet das Verfahren bei Schritt 940. Ist dies nicht der Fall schreitet das Verfahren zu Schritt 915 fort und beginnt einen zweiten Depositionsprozessschritt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/146647 A1 [0006]
WO 2005/0179949 A2 [0007]
US 7727682 B2 [0008]

Claims

Verfahren zum dauerhaften Reparieren von Defekten (260, 270, 280) fehlenden Materials einer photolithographischen Maske (105, 210, 220), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a. Bereitstellen zumindest eines Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und zumindest eines Oxidationsmittels an einer zu reparierenden Stelle der photolithographischen Maske (105, 210, 220); a. Initiieren einer Reaktion des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases mit Hilfe zumindest einer Energiequelle (127) an der Stelle fehlenden Materials zum Abscheiden von Material an der Stelle fehlenden Materials, wobei das abgeschiedene Material (460, 670, 880) zumindest ein Reaktionsprodukt des reagierten zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases umfasst; und
b. Kontrollieren eines Gasmengenstroms des zumindest einen Oxidationsmittels zum Minimieren eines Kohlenstoffanteils des abgeschiedenen Materials (460, 670, 880).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das abgeschiedene Material (460, 670, 880) einen Kohlenstoffanteil < 20 Atom-%, bevorzugt < 15 Atom-%, mehr bevorzugt < 10 Atom-%, und am meisten bevorzugt < 5 Atom-% aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zumindest eine Kohlenstoff enthaltende Präkursor-Gas zumindest ein Metallcarbonyl und/oder zumindest ein Hauptgruppenelement-Alkoxid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zumindest eine Metallcarbonyl zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: Chromhexacarbonyl (Cr(CO)₆), Molybdänhexacarbonyl (Mo(CO)₆), Wolframhexacarbonyl (W(CO)₆), Dikobaltoktacarbonyl (Co₂(CO₈), Trirutheniumdodecarbonyl (Ru₃(CO)₁₂), und Eisenpentacarbonyl (Fe(CO)₅).
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das zumindest eine Hauptgruppenelement-Alkoxid zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: Tetraethylorthosilikat (Si(OC₂H₅)₄), Tetramethylorthosilikat (Si(OCH₃)₄) und Titantetraisopropoxid (Ti(OCH(CH₃)₂)₄).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Oxidationsmittel zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Wasserdampf (H₂O), Wasserstoffperoxid (H₂O₂), Distickstoffmonoxid (N₂O), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂) und Salpetersäure (HNO₃).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Energiequelle (127) zumindest einen Teilchenstrahl (127) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das fehlende Material zumindest ein Element aus der Gruppe umfasst: fehlendes Material zumindest eines Strukturelements (240) einer Binärmaske (210), fehlendes Material zumindest eines Strukturelements (250) einer Phasenmaske (220), fehlendes Material zumindest eines Strukturelements einer Photomaske für den extrem ultravioletten Wellenlängenbereich, fehlendes Material eines Substrats (230) einer transmissiven photolithographischen Maske (105, 210, 220), und fehlendes Material zumindest eines Strukturelements einer NanoImprint-Lithographie Maske.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des zumindest einen Präkursor-Gases und des zumindest einen Oxidationsmittels an der Stelle fehlenden Materials mit einem Mischungsverhältnis von 1:100, bevorzugt 1:50, mehr bevorzugt 1:25, und am meisten bevorzugt 1:10 erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–9, wobei das Bereitstellen des zumindest einen Metallcarbonyls und des zumindest einen Hauptgruppenelement-Alkoxids mit einem Mischungsverhältnis von 1:20, bevorzugt 1:10, mehr bevorzugt 1:7, um am meisten bevorzugt 1:5 erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–10, wobei das Bereitstellen des zumindest einen Hauptgruppenelement-Alkoxids und des zumindest einen Oxidationsmittels an der Stelle fehlenden Materials mit einem Mischungsverhältnis von 1:100, bevorzugt 1:50, mehr bevorzugt 1:25, und am meisten bevorzugt 1:10 erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des zumindest einen Oxidationsmittels mit einem Gasmengenstrom im Bereich von 0,3 sccm bis 10 sccm, bevorzugt 0,5 sccm bis 7, mehr bevorzugt 1 sccm bis 5 sccm, und am meisten bevorzugt 2 sccm bis 4 sccm erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei das Bereitstellen des zumindest einen Metallcarbonyls an der Stelle fehlenden Materials in einem Druckbereich von 10^–6 mbar bis 10^–4 mbar erfolgt, des zumindest einen Hauptgruppen-Alkoxids in einem Druckbereich von 10^–6 mbar bis 10^–4 mbar erfolgt, und/oder des zumindest einen Oxidationsmittels in einem Druckbereich von 10^–5 mbar bis 10^–2 mbar erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–13, wobei das Bereitstellen des zumindest einen Metallcarbonyls an der Stelle fehlenden Materials in einem Temperaturbereich von –50 °C bis +35 °C, bevorzugt –40 °C bis +30 °C, mehr bevorzugt –30 °C bis +25 °C, und am meisten bevorzugt –20 °C bis 20 °C erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–14, wobei das Bereitstellen des zumindest einen Hauptgruppenelement-Alkoxids an der Stelle fehlenden Materials in einem Temperaturbereich von –40 °C bis +15 °C, bevorzugt –30 °C bis +5 °C, mehr bevorzugt –20 °C bis –5 °C, und am meisten bevorzugt –15 °C bis –10 °C erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abscheiden von Material (460, 670, 880) mit einer Rate von 0,01 nm/s bis 1,0 nm/s, bevorzugt 0,02 nm/s bis 0,5 nm/s, mehr bevorzugt 0,04 nm/s bis 0,3 nm/s, und am meisten bevorzugt 0,05 nm/s bis 0,15 nm/s erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die photolithographische Maske (105, 210, 220) eine Phasenmaske (220) umfasst, und das Bereitstellen des zumindest einen Präkursor-Gases das gleichzeitige Bereitstellen von Chromhexacarbonyl (Cr(CO₆)) und Tetraethylorthosilikat (Si(OC₂H₅)₄) umfasst.
Vorrichtung zum dauerhaften Reparieren von Defekten (260, 270, 280) fehlenden Materials einer photolithographischen Maske (105, 210, 220), aufweisend: a. Mittel zum Bereitstellen zumindest eines Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und zumindest eines Oxidationsmittels an einer zu reparierenden Stelle der photolithographischen Maske (105, 210, 220); b. Zumindest eine Energiequelle (127) zum Initiieren einer Reaktion des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases an der Stelle fehlenden Materials zum Abscheiden von Material (460, 670, 880) an der Stelle fehlenden Materials, wobei das abgeschiedene Material (460, 670, 880) zumindest ein Reaktionsprodukt des reagierten zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases umfasst; und c. Mittel zum Kontrollieren eines Gasmengenstroms des zumindest einen Oxidationsmittels zum Minimieren eines Kohlenstoffanteils des abgeschiedenen Materials (460, 670, 880).
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Mittel zum Bereitstellen des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und des zumindest einen Oxidationsmittels zumindest drei Vorratsbehälter (150, 155, 160, 165, 170, 175) mit jeweils zumindest einem Dosierventil (151, 156, 161, 166, 171, 176) und zumindest ein Gaszuleitungssystem (152, 157, 162, 167, 172, 177) mit zumindest einer Düse nahe der zu reparierenden Stelle umfasst zum Bereitstellen zumindest eines ersten und eines zweiten Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und zumindest eines Oxidationsmittels.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Mittel zum Kontrollieren des Gasmengenstroms des zumindest einen Qxidationsmittels eine Steuerungseinheit (145) umfasst, die ausgebildet ist, die Gasmengenströme des zumindest einen Kohlenstoff enthaltenden Präkursor-Gases und des zumindest einen Oxidationsmittels zu steuern.