KR20170101149A - 포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함을 영구적으로 수리하는 방법 및 장치 - Google Patents

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홀스트 슈나이더
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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

본 출원은 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 재료 부재의 결함(260, 270, 280)을 영구적으로 수리하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은: (a) 상기 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 수리될 위치에 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계; (b) 재료 부재의 위치에 재료를 퇴적하도록 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 에너지원(127)의 도움으로 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 반응을 시작시키는 단계 - 상기 퇴적된 재료(460, 670, 880)는 반응된 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 적어도 하나의 반응 산물을 포함함 - ; 및 (c) 상기 퇴적된 재료(460, 670, 880)의 탄소 비율을 최소화하도록 상기 적어도 하나의 산화제의 가스 체적 유랑을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함을 영구적으로 수리하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PERMANENTLY REPAIRING DEFECTS OF ABSENT MATERIAL OF A PHOTOLITHOGRAPHIC MASK}
본 발명은 포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함을 영구적으로 수리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
마이크로일렉트로닉스에서 지속적으로 증가하는 집적 밀도의 결과로, 포토리소그래피 마스크는 웨이퍼의 포토레지스트 층에 점점 더 작아지는 구조 요소를 이미징해야 한다. 이러한 요건을 충족시키기 위하여, 노광 파장은 더 짧은 파장으로 이동된다. 현재, 아르곤 플루오라이드(ArF) 엑시머 레이저는 노광 목적으로 주로 사용되고, 이러한 레이저는 193nm의 파장으로 방출한다. 극자외선(EUV) 파장 범위(10nm 내지 15nm)로 방출하는 광원 및 상응하는 EUV 마스크에 관하여 집중 작업(Intensive work)이 수행된다. 웨이퍼 노광 공정의 해상도 능력을 증대시키기 위하여, 종래의 바이너리 포토리소그래피 마스크의 다수의 변형이 동시에 발달되었다. 그의 예시는 위상 마스크 또는 위상 이동 마스크 및 복수 노광을 위한 마스크이다.
구조 요소의 계속 감소하는 치수로 인하여, 포토리소그래피 마스크, 포토마스크 또는 단순한 마스크는 항상 웨이퍼 상에서 인쇄 가능하거나 가시적인 결함 없이 생성될 수 없다. 포토마스크의 고비용 생산으로 인해, 결함 포토마스크가 가능할 때마다 수리된다. 포토리소그래피 마스크의 결함의 2개의 중요한 그룹은 먼저 다크한(dark) 결함이다. 이들은 흡수체 또는 위상 이동 재료가 존재하되 이러한 재료가 없어야 하는 위치이다. 이러한 결함은 국소적 에칭 공정의 도움으로 바람직하게 다량의 재료를 제거함으로써 수리된다.
다음으로, 소위 클리어한(clear) 결함이 존재한다. 이것은 포토마스크 상의 결함이고, 이것은 웨이퍼 스텝퍼 또는 웨이퍼 스캐너에서의 광학적 노광 직후, 동일한(identical) 결함이 없는 기준 위치보다 더 큰 광 투과율을 갖는다. 마스크 수리 공정에서, 이러한 결함은 적절한 광학 특성을 갖는 재료를 퇴적함으로써 제거될 수 있다. 이상적으로, 수리를 위해 사용되는 물질의 광학적 특성은 흡수체 또는 위상 이동 재료의 특성에 상응해야 한다. 이로써 수리된 위치의 층 두께는 둘러싸는 흡수체 또는 위상 이동 재료의 층의 치수에 적응될 수 있다.
수리를 위해 퇴적된 재료는 적어도 2개의 추가 요건을 충족해야 한다. 먼저, 이것은 그 구성, 즉, 광학 특성 및 사이즈에 대한 변경 없이 실질적으로 미리 규정된 횟수의 마스크 세정 사이클을 견뎌야 한다. 다음으로, 주어진 수의 웨이퍼 노광은 인접한 흡수체 또는 위상 이동 재료에 관한 상당한 변화를 경험하는 퇴적된 재료의 언급된 특성 없이 퇴적된 재료를 갖고 수행될 수 있어야 한다.
WO 2012/146647 A1는 산화 가스일 수 있는 추가 가스, 처리 가스 및 입자 빔의 도움으로 포토마스크 상의 기준 마킹의 퇴적을 기재한다.
WO 2005/017949 A2는 유기 또는 무기 전구체 가스 또는 전자빔 및 TEOS(테트라에틸 오소실리케이트; tetraethyl orthosilicate)에 의해 포토마스크 상의 재료의 퇴적을 기재한다.
제 US 7 727 682 B2 호를 갖는 US 특허는 전자빔 및 퇴적 가스 TEOS에 의한 위상 이동 층의 수리를 기재한다. 수리된 위치를 보호하기 위하여, 제 2 공정 단계에서, 크로뮴 보호층은 크로뮴 헥사카르보닐의 그리고 전자빔의 도움에 의해 다시 전체 영역에 걸친 위상 이동 포토마스크 상에 퇴적된다.
출원인은 클리어한 결함의 수리된 위치가 수리된 포토마스크의 사용의 과정에서의 변화의 대상이 될 수 있는 것을 규명했다. 앞서 언급된 문헌은 적절한 재료의 퇴적에 의해 수리된 위치에 보호층이 제공되어야 하는 것을 밝혀냈다.
그러나, 하나 이상의 수리된 위치를 커버하기 위하여 수리된 마스크 상의 전역 보호층을 도포하는 것은 시간과 비용이 많이 드는 추가 공정 단계이다. 덧붙여, 이러한 추가 층을 퇴적시키는 단계는 완전히 균일하지 않은 층이 수리된 포토마스크의 새로운 결함을 생성할 것이라는 리스크를 수반한다.
그러므로, 본 발명은 포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함의 영구적 수리를 가능하게 하고 상기 논의된 단점의 적어도 일부를 회피하는 방법 및 장치를 명시하는 문제를 다룬다.
본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 이러한 문제는 청구항 1에 따른 방법에 의해 해결된다. 일 실시예에서, 포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함을 영구적으로 수리하는 방법으로서, 상기 방법은:(a) 상기 포토리소그래피 마스크의 수리될 위치에 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계; (b) 재료 부재의 위치에 재료를 퇴적하도록 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 에너지원의 도움으로 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 반응을 시작시키는 단계 - 퇴적되는 재료는 반응된 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 적어도 하나의 반응 산물을 포함함 - ; 및 (c) 퇴적되는 재료의 탄소 비율을 최소화하도록 상기 적어도 하나의 산화제의 가스 체적 유량을 제어하는 단계를 포함한다.
탄소 함유 전구체 가스로부터 재료를 퇴적할 시에, 선행기술에 따른 방법 및 장치에서, 전구체 가스에 포함된 탄소 또는 하나 이상의 탄소 화합물의 부분은 퇴적된 재료 내로 의도치 않게 포함된다. 클리어한 결함의 하나 또는 복수의 상응하게 수리된 위치를 갖는 포토마스크의 노광 동안, 노광을 위해 사용되는 심자외선(DUV) 방사선 및/또는 노광 공정 동안 분위기 가스로부터 발생한 오존은 퇴적된 재료 내로 포함된 탄소의 일부를 추출한다. 더욱이, 수리된 마스크의 세정의 반복된 공정은 마찬가지로 퇴적된 재료에 존재하는 탄소의 일부를 유리시킬 수 있다(liberate). 양쪽의 공정들은, 특성, 특히 마스크 수리 공정에서 퇴적된 재료의 구조 및/또는 광학적 특성을 변경한다.
본 발명에 따른 방법은 에너지원에 의해 시작된 전구체 가스의 화학 반응 동안 전구체 가스의 제어된 산화에 의해 이러한 문제를 해결한다. 반응 사이트(site)를 벗어날 수 있는 휘발성 탄소 함유 화합물의 비율은 결과적으로 상당히 증가한다. 그 결과, 퇴적된 재료 내로 포함되는 탄소의 분류가 상당히 감소된다. 감소된 탄소 부분의 결과로서, 클리어한 결함을 수리하기 위하여 퇴적된 물질은 실질적으로 증가된 장기(long-term) 안정도를 갖는다. 이는 그 광학적 특성 및 그 치수에 관한 변화 없이 미리 규정된 수의 노광 및 세정 사이클을 실질적으로 견딜 수 있다.
이러한 응용에서, 반응 또는 화학 반응은 공정을 표시하고, 여기서 하나 이상의 화학 합성물은 하나 이상의 기타 합성물로 변환된다. 이러한 응용의 맥락에서, 화학 합성물의 해리는 반응 또는 화학 반응의 특수한 경우로 고려된다.
본 기재에서 마찬가지로, 본 명세서에서 "실질적으로"라는 표현은 선행 기술에 따른 계측법을 사용할 시의 일반적인 오류 한계 내에서 측정된 변수의 표시를 의미한다.
추가 측면에 있어서, 상기 퇴적되는 재료는 20atom% 미만의, 바람직하게는 15atom% 미만의, 더 바람직하게는 10atom% 미만의 및 가장 바람직하게는 5atom% 미만의 탄소 비율을 포함한다.
탄소 함유 전구체 가스로 구성된 층의 퇴적 동안, 퇴적된 재료의 탄소 비율은 20atom% 또는 그 이상의 영역에 있다. 탄소 함유 재료의 화학 반응 동안 산화재를 추가로 제공함으로써, 퇴적된 재료의 탄소 비율이 상당히 감소되는 것이 가능하다. 그 결과로서, 퇴적된 재료의 에이징(ageing) 공정이 급격하게 감속된다.
다른 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스는 적어도 하나의 금속 카르보닐 및/또는 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드를 포함한다.
금속 카르보닐은 바이너리 포토마스크의 클리어한 결함을 교정하도록 사용될 수 있다. 전형 원소 알콕시드의 형태인 전구체 가스는 투과형 포토마스크의 기판 결함을 수리하기 위하여 및/또는 EUV 마스크를 수리하기 위하여 사용될 수 있다. 금속 카르보닐 및 전형 알콕시드를 포함하는 탄소 함유 전구체 가스는 위상 마스크 상에 존재하는 클리어한 결함을 교정하기 위하여 사용될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 금속 카르보닐은, 크로뮴 헥사카르보닐(Cr(CO)6), 몰리브덴 헥사카르보닐(Mo(CO)6), 텅스텐 헥사카르보닐(W(CO)6), 디코발트 옥타카르보닐(Co2(CO8), 트리루테늄 도데카카르보닐(Ru3(CO)12) 및 아이언 펜타카르보닐(Fe(CO)5)을 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함한다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드는 테트라에틸 오소실리케이트(Si(OC2H5)4, TEOS), 테트라메틸 오소실리케이트(Si(OCH3)4, TMOS) 및 티타늄 테트라이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4)를 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함한다.
일 편리한 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 산화제는 산소(O2), 오존(O3), 수증기(H2O), 과산화수소(H2O2), 일산화 이질소(N2O), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2) 및 질산(HNO3)을 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함한다.
산화재는, 탄소 함유 전구체 가스가 금속 카르보닐, 전형 원소 알콕시드 또는 금속 카르보닐과 전형 원소 알콕시드의 조합을 포함하는지의 여부에 상관없이 사용될 수 있다.
또 다른 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지원은 적어도 하나의 입자 빔을 포함한다. 또 다른 유리한 측면에 있어서, 적어도 하나의 입자 빔은 전자빔 및/또는 광자 빔을 포함한다.
전자빔 및 광자빔 모두 정교하게 집속될 수 있어서 전자빔 및/또는 광자빔이 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 화학 반응을 시작하는 영역은 상당히 작다. 국소적인 클리어한 결함을 수리할 시의 공간적 해상도는 따라서 높다.
전자빔은 0.4nm 내지 10nm, 바람직하게 0.5nm 내지 8nm, 더 바람직하게 0.6nm 내지 6nm, 그리고 가장 바람직하게 0.7nm 내지 4nm의 범위의 해상도를 가질 수 있다. 더욱이, 전자빔은 0.05keV 내지 5keV, 바람직하게 0.1keV 내지 4keV, 더 바람직하게 0.2keV 내지 3keV, 그리고 가장 바람직하게 0.4keV 내지 2keV의 범위의 에너지를 가질 수 있다. 더욱이, 전자빔은 5 pA 내지 100 pA, 바람직하게 10 pA 내지 80 pA, 더 바람직하게 15 pA 내지 70 pA, 그리고 가장 바람직하게 20 pA 내지 60 pA의 범위의 빔 전류를 가질 수 있다.
추가 측면에서, 수리될 위치에서의 전자빔은 30ns 내지 1s의, 바람직하게는 50ns 내지 100ms의, 더 바람직하게는 50ns 내지 10㎲의, 그리고 가장 바람직하게는 50ns 내지 5㎲의 범위의 대기 시간을 갖는다. 다른 유리한 측면에 있어서, 전자빔은 1㎲ 내지 10s의, 바람직하게 10㎲ 내지 1s의, 더 바람직하게는 50㎲ 내지 300ms, 그리고 가장 바람직하게는 100㎲ 내지 100ms의 범위의 반복 시간을 갖는다.
상기 재료 부재는, 바이너리 마스크의 적어도 하나의 구조 요소의 재료 부재, 위상 마스크의 적어도 하나의 구조 요소의 재료 부재, 극자외선 파장 범위용 포토마스크의 적어도 하나의 구조 요소의 재료 부재, 투과형 포토리소그래피 마스크의 기판의 재료 부재 및 나노임프린트 리소그래피 마스크의 적어도 하나의 구조 요소의 재료 부재를 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 유리하게 현재 사용되며 개발 중인 다양한 포토마스크의 클리어한 결함을 교정하기 위하여 사용될 수 있다.
재료 부재의 위치에 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 상기 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계는 1:100의, 바람직하게는 1:50의, 더욱 바람직하게는 1:25의 그리고 가장 바람직하게는 1:10의 혼합비로 수행될 수 있다.
전구체 가스의 입자보다 포토마스크의 수리될 위치에 산화재의 적어도 10배 많은 입자들을 제공하는 것이 유익하다. 산소를 제공하는 산화재는 휘발성 탄소 함유 화합물의 최대 가능 비율이 전구체 가스의 화학 반응 동안 형성되는 것을 보장한다.
상기 적어도 하나의 금속 카르보닐 및 상기 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드를 제공하는 단계는 1:20의, 바람직하게 1:10의, 더 바람직하게 1:7 그리고 가장 바람직하게 1:5의 혼합비로 수행될 수 있다.
전구체 재료의 산화의 결과로, 위상 마스크의 클리어한 결함을 수리하기 위한 퇴적 공정 동안, 퇴적된 재료의 탄소 비율은 선행 기술로부터의 퇴적된 재료에 비해 감소된다. 탄소 반응성 마스크 세척 공정에 대한 충분한 안정도가 따라서 성취될 수 있다. 동일한 이유로, 웨이퍼 스텝퍼 또는 웨이퍼 스캐너의 선호되는 마스크의 노광에 관하여 충분한 내구성을 성취하는 것이 가능하다. 이러한 목적으로, 상응하는 산화재의 작용에 의한 위상 이동 마스크의 수리의 경우, 전형 원소 알콕시드로 구성된 전구체 가스에 대한 금속 카르보닐의 작은 혼합물은 이미 충분하다.
일 유리한 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드 및 상기 적어도 하나의 산화제를 재료 부재의 위치에 제공하는 단계는 1:100의, 바람직하게 1:50의, 더 바람직하게 1:25의 그리고 가장 바람직하게 1:10의 혼합비로 수행된다.
금속 카르보닐과 산화재의 비에 있어서, 유사한 방식으로, 전형 원소 알콕시드로 구성된 전구체 가스의 입자보다 포토마스크의 수리될 위치에서의 산화재의 실질적으로 더 많은 입자를 제공하는 것이 유리하다.
일 유리한 측면에서, 상기 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계는 0.3sccm 내지 10sccm의, 바람직하게 0.5sccm 내지 7sccm의, 더 바람직하게 1sccm 내지 5sccm의, 그리고 가장 바람직하게 2sccm 내지 4sccm의 범위의 가스 체적 유량으로 수행된다.
산화재의 가스 용적 흐름 속도는 미터링 밸브의 도움으로 및/또는 저장된 산화재의 온도의 변경에 의해 설정될 수 있다. 미터링 밸브는 대량 흐름 제어기의 형태로 구현될 수 있다.
일 선호되는 측면에 있어서, 재료 부재의 위치에 상기 적어도 하나의 금속 카르보닐을 제공하는 단계는 10- 6mbar 내지 10- 4mbar의 압력 범위에서 수행되고, 상기 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드를 제공하는 단계는 10- 6mbar 내지 10- 4mbar의 압력 범위에서 수행되고 및/또는 상기 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계는 10-5mbar 내지 10-2mbar의 압력 범위에서 수행된다.
또 다른 측면에 있어서, 재료 부재의 위치에 상기 적어도 하나의 금속 카르보닐을 제공하는 단계는 -50℃ 내지 +35℃의, 바람직하게 -40℃ 내지 +30℃의, 더 바람직하게 -30℃ 내지 +25℃의 그리고 가장 바람직하게 -20℃ 내지 +20℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 사용된 금속 카르보닐(들)에 적어도 하나의 금속 카르보닐을 제공하기 위하여 온도 범위를 적응시키는 것이 유리하다.
재료 부재의 위치에 상기 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드를 제공하는 단계는 -40℃ 내지 +15℃의, 바람직하게 -30℃ 내지 +5℃의, 더 바람직하게 -20℃ 내지 -5℃의 그리고 가장 바람직하게 -15℃ 내지 -10℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.
재료는 0.01nm/s 내지 1.0nm/s의, 바람직하게는 0.02nm/s 내지 0.5nm/s의, 더욱 바람직하게는 0.04nm/s 내지 0.3nm/s 및 가장 바람직하게는 0.05nm/s 내지 0.15nm/s의 속도로 퇴적될 수 있다.
상기 포토리소그래피 마스크는 위상 마스크를 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 전구체 가스를 제공하는 단계는 크로뮴 헥사카르보닐(Cr(CO6)) 및 테트라에틸 오소실리케이트(Si(OC2H5)4, TEOS)를 동시에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
크로늄 헥사카르보닐 및 TEOS를 포함하는 전구체 가스는 위상 마스크, 특히 감쇠된 위상 이동 마스크의 클리어한 결함을 교정하기 위하여 사용될 수 있다. 퇴적 단계와 관련하여, 장기 안정도를 상당히 보이는 결함 수리는 이러한 전구체 가스 조합에 의해 성취될 수 있다. 수리된 그리고 따라서 동시에 전체 포토마스크에 걸친 보호 층의 퇴적은 더는 필수적이지 않다.
또 다른 측면에 있어서, 포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함을 영구적으로 수리하는 장치로서, 상기 장치는: (a) 상기 포토리소그래피 마스크의 수리될 위치에 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는 수단; (b) 재료 부재의 위치에 재료를 퇴적하도록 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 반응을 시작시키기 위한 적어도 하나의 에너지원 - 상기 퇴적되는 재료는 반응된 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 적어도 하나의 반응 산물을 포함함 - ; 및 (c) 상기 퇴적되는 재료의 탄소 비율을 최소화하도록 상기 적어도 하나의 산화제의 가스 체적 유량을 제어하는 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 포토마스크 상에서 장기 안정도를 보이는 재료의 국소적 퇴적을 가능하게 하고, 이러한 재료는 실질적으로 결함을 둘러싸는 재료의 광학적 특성을 재현한다. 퇴적된 재료는 따라서 결함의 치수에 적응될 수 있다.
추가 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 상기 적어도 하나의 산화제를 제공하기 위한 수단은 적어도 하나의 미터링 밸브를 각각 갖는 적어도 3개의 공급 컨테이너 및 수리될 위치 근처에 적어도 하나의 노즐을 갖는 적어도 하나의 가스 공급 라인 시스템을 포함하여, 적어도 하나의 제 1 및 하나의 제 2 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공한다.
마지막으로, 상기 적어도 하나의 산화제의 가스 체적 유량을 제어하는 수단은 상기 적어도 하나의 산화제 및 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 가스 체적 유량을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함할 수 있다.
이하의 상세한 설명은 도면을 참조하여 본 발명의 현재 선호되는 예시적인 실시예를 기재한다.
도 1은 포토마스크의 클리어한 결함을 수리하기 위하여 사용될 수 있는 장치의 특정 중요한 구성요소들의 블록 다이어그램을 개략적으로 도시한다.
도 2는 기판 재료 부재의 결함을 갖는 포토마스크로부터의 발췌(excerpt)를 개략적으로 도시한다.
도 3은 기판 재료 부재의 결함이 부분적으로 수리된 후 도 2의 발췌를 도시한다.
도 4는 기판 재료 부재의 결함의 수리 후 도 3으로부터의 발췌를 도시한다.
도 5는 흡수체 재료 부재의 결함을 갖는 바이너리 포토마스크로부터의 발췌를 개략적으로 도시한다.
도 6은 수리된 결함을 갖는 도 5를 도시한다.
도 7은 흡수체 재료 부재의 결함을 갖는 순수 석영 마스크 및/또는 위상 이동 포토마스크로부터의 발췌를 개략적으로 표시한다.
도 8은 교정된 결함을 갖는 도 7을 도시한다.
도 9는 포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함을 수리하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
포토리소그래피 마스크의 재료 부재의 결함을 영구적으로 수리하기 위한, 본 발명에 따른 장치의 현재 선호되는 실시예는 변형된 스캐닝 전자 현미경의 예시를 기초로 이하에서 더욱 상세히 기재된다. 그러나, 본 발명에 따른 장치는 이하에서 기재되는 예시에 한정되지 않는다. 당업자에 의해 어려움 없이 인지되는 바와 같이, 논의된 스캐닝 전자 현미경 대신에, 예컨대 집속된 이온 빔 및/또는 집속된 광자 빔을 에너지원으로 사용하는 임의의 스캐닝 입자 현미경을 사용하는 것이 가능하다. 더욱이, 본 발명에 따른 방법은 이하에서 예시로서 논의되는 포토마스크의 사용에 한정되지 않는다. 그보다, 이러한 방법은 임의의 원하는 포토리소그래피 마스크를 수리하기 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 방법의 응용은 포토마스크에 대한 응용에 한정되지 않는다. 그보다는, 이러한 방법은 일반적으로 재료 부재의 결함을 갖는 광학 요소를 교정하기 위하여 또는 나노 임프린트 기술을 위한 탬플릿을 수리하기 위하여 사용될 수 있다.
도 1은 재료 부재의 결함을 갖는 샘플(105)을 영구적으로 수리하기 위해 사용될 수 있는 장치(100)의 필수 구성요소들을 개략적으로 도시한다. 샘플(105)은 자의적인 마이크로구조화된 구성요소 또는 구조적 부분이 될 수 있다. 예시로서, 샘플(105)은 나노임프린트 기술을 위한 투과형 또는 반사형 포토마스크 및/또는 탬플릿을 포함할 수 있다. 더욱이, 장치(100)는 예컨대, 재료 부재의 결함을 갖는 집적 회로, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 및/또는 포토닉(photonic) 집적 회로를 수리하기 위하여 사용될 수 있다. 이하에서 기재된 예시에서, 샘플(105)은 포토리소그래피 마스크(105)이다.
도 1의 예시적인 장치(100)는 변형된 스캐닝 전자 현미경(SEM)이다. 전자총(115)은 전자빔(127)을 생성하고, 집속된 전자빔(127)으로서 요소(120 및 125)에 의해 샘플 스테이지(110) 상에 배열된 포토리소그래피 마스크(105) 상으로 보내진다.
샘플 스테이지(110)는 마이크로매니퓰레이터(도 1에 미도시)를 갖고, 이것에 의해, 포토마스크(105)의 결함 위치가 포토마스크(105) 상의 전자빔(127)의 입사 지점 아래로 이동될 수 있다. 또한, 샘플 스테이지(110)는 높이에 있어서, 즉, 전자빔(127)의 빔 방향으로 변위될 수 있으므로, 전자빔(127)의 초점은 포토마스크(105)의 표면상에 위치되게 된다(마찬가지로 도 1에서 미도시). 또한, 샘플 스테이지(110)는 온도를 설정하고 제어하는 장치를 포함할 수 있고, 이것은 포토마스크(105)가 미리 규정된 온도가 되게 하고 이것을 이러한 온도로 유지시키는 것을 가능하게 한다(도 1에 미도시).
도 1의 장치(100)는 탄소 함유 전구체 가스의 국소적 화학 반응을 시작시키기 위한 에너지원(127)으로서 전자빔(127)을 사용한다. 전자빔(127)은 10nm 미만의 직경을 갖는 작은 초점 상으로 집속될 수 있다. 게다가, 그 운동 에너지가 큰 에너지 범위에 걸쳐서 변화하더라도, 포토마스크(105)의 표면상에 입사하는 전자는 포토마스크(105)에 대한 손상을 거의 유발하지 않는다. 그러나, 장치(100) 및 본 명세서에 제시된 방법은 전자빔(127)의 사용에 한정되지 않는다. 그보다는, 임의의 원하는 입자빔이 사용될 수 있고, 이것은 포토마스크(105)의 표면상에 입자 빔의 입사 지점에서의 전구체 가스의 화학적 반응을 국소적으로 야기할 수 있다. 대안적인 입자빔의 예시는 이온 빔, 원자 빔, 분자 빔 및/또는 광자 빔이다. 또한, 평행하는 2개 이상의 입자 빔을 사용하는 것이 가능하다. 특히, 에너지원(127)으로서 전자빔(127) 및 광자빔을 동시에 사용하는 것이 가능하다(도 1에 미도시).
전자빔(127)은 포토마스크(105)의 이미지, 특히 포토마스크(105)의 결함 위치를 기록하기 위하여 사용될 수 있다. 후방 산란된 전자 및/또는 2차 전자를 검출하기 위한 검출기(130)는 포토마스크(105)의 구성 및/또는 표면 컨투어에 비례하는 신호를 공급한다.
제어 유닛(145)에 의한 포토마스크(105)에 걸친 전자빔(127)의 스캐닝 또는 래스터 스캐닝에 의해, 장치(100)의 컴퓨터 시스템(140)은 포토마스크(105)의 이미지를 생성할 수 있다. 제어 유닛(145)은 도 1에 도시된 바와 같이 컴퓨터 시스템(140)의 일부가 되고 또는 별도의 유닛(도 1에 미도시)으로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 시스템(140)은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그 조합으로 구현되며 검출기(130)의 측정 데이터로부터 이미지를 추출할 수 있게 하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(140)의 스크린(도 1에 미도시)은 계산된 이미지를 표시할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(140)은 계산된 이미지 및/또는 검출기(130)의 측정 데이터를 저장할 수 있다. 더욱이, 컴퓨터 시스템(140)의 제어 유닛(145)은 전자총(115) 및 빔 이미징 및 빔 성형 요소(120 및 125)를 제어할 수 있다. 제어 유닛(145)의 제어 신호는 또한 마이크로매니퓰레이터(도 1에 미도시)에 의해 샘플 스테이지(110)의 움직임을 제어할 수 있다.
포토마스크(105) 상에 입사하는 전자빔(127)은 포토마스크(105)를 정전기적으로(electrostatically) 충전(charge)시킬 수 있다. 결과적으로, 전자빔(127)이 편향될 수 있으며 결함을 기록할 때 그리고 결함을 수리할 때의 공간적 해상도가 감소될 수 있다. 포토마스크(105)의 정전기적 충전을 줄이기 위하여, 이온 총(135)은 낮은 운동 에너지를 갖는 이온으로 포토마스크(105)의 표면을 조사하도록 사용될 수 있다. 예시로서, 포토마스크(105)를 중성화하기 위한 수 100eV의 운동 에너지를 갖는 아르곤 이온을 사용하는 것이 가능하다.
샘플 스테이지(110) 상에 배열된 포토마스크(105)를 공정하기 위하여, 즉, 상기 포토마스크의 결함을 수리하기 위하여, 장치(100)는 3개의 상이한 공정 가스를 위한 적어도 3개의 공급 컨테이너를 포함한다. 제 1 공급 컨테이너(150)는 제 1 전구체 가스, 특히, 제 1 탄소 함유 전구체 가스를 저장한다. 예시로서, 전형 원소 알콕시드는 예컨대 TEOS와 같이 제 1 공급 컨테이너에 저장될 수 있다. 제 2 공급 컨테이너(155)는 제 2 탄소 함유 전구체 가스를 저장한다. 제 2 공급 컨테이너(155)에 저장된 전구체 가스는 예컨대 금속 카르보닐, 예컨대 크로뮴 헥사카르보닐이 될 수 있다. 제 3 공급 컨테이너(160)는 산화제, 예컨대 산소를 저장한다. 산화제는, 예컨대, 산소(O2), 오존(O3), 수증기(H2O), 과산화수소(H2O2), 일산화 이질소(N2O), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 질산(HNO3) 및 기타 산소 함유 화합물을 포함하는 그룹으로부터의 원소를 포함할 수 있다.
제 4, 선택적 공급 컨테이너(165)는 예컨대, 제 2 산화제, 예컨대 NO2를 저장할 수 있다. 마찬가지로, 제 5, 선택적 공급 컨테이너(170)는 추가 전구체 가스, 예컨대 제 2 금속 카르보닐 또는 제 2 전형 원소 알콕시드를 저장할 수 있다. 최종적으로, 제 6, 선택적 공급 컨테이너(175)는 에칭 가스를 함유할 수 있다. 그의 도움으로, 포토마스크(105)의 다량의 재료의 결함(다크 결함)이 수리될 수 있다. 또한, 제 6 컨테이너(175)에 저장된 에칭 가스는 결함 수리 동안 마스크(105) 상에 퇴적된 과하게 많은 재료를 다시 제거하는데 사용될 수 있다.
각각의 공급 컨테이너(150, 155, 160, 165, 170, 175)는 그 자체의 제어 밸브(151, 156, 161, 166, 171, 176)를 가져서 단위 시간 당 제공되는 상응하는 가스의 절대값, 즉, 전자빔(127)의 입사 위치에서의 가스 체적 유량을 감독하거나(supervise) 제어한다. 제어 밸브(151, 156, 161, 166, 171 및 176)는 컴퓨터 시스템(140)의 제어 유닛(145)에 의해 제어되고 감독된다. 따라서, 공정 사이트에 제공된 가스의 부분적인 압력 비는 넓은 범위에서 설정될 수 있다.
이에 더하여, 예시적인 장치(100)에서, 각각의 공급 컨테이너(150, 155, 160, 165, 170, 175)는 그 자체의 가스 공급 라인 시스템(152, 157, 162, 167, 172, 177)을 갖고, 이것은 포토마스크(105) 상의 입자빔(127)의 입사 지점의 인근의 노즐로 끝난다. 대안적인 실시예(도 1에 미도시)에서, 가스 공급 라인 시스템은 샘플(105)의 표면상으로의 공통 스트림에서 복수의 또는 모든 공정 가스를 운반하도록 사용된다.
도 1에 도시된 예시에서, 밸브(151, 156, 161, 166, 171, 176)는 상응하는 컨테이너(150, 155, 160, 165, 170, 175)의 인근에 배열된다. 대안적인 배열에서, 제어 밸브(151, 156, 161, 166, 171, 176)는 상응하는 노즐(도 1에 미도시)의 인근에서 포함될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 달리 그리고 현 시점에서의 선호 없이, 장치(100)의 진공 챔버(102)의 더 낮은 부분에서 비방향성으로 컨테이너(150, 155, 160, 165, 170, 175)에 저장된 하나의 또는 복수의 가스를 제공하는 것이 또한 가능하다. 이런 경우에, 장치(100)가 장치(100)의 하위 반응 공간과 상부 사이의 스탑(도 1에 미도시)을 포함하는 것이 필수적이고, 이것은 전자빔(127)을 제공하여 장치(100)의 상부에서의 상당히 낮은 진공을 방지한다.
각각의 공급 컨테이너(150, 155, 160, 165, 170 및 175)는 상응하는 공급 컨테이너의 냉각과 가열 모두 가능하게 하는 그 자체의 온도 설정 요소 및 제어 요소를 가질 수 있다. 이것은 탄소 함유 전구체 가스, 산화제(들) 및 가능할 경우 에칭 가스(도 1에서 미도시)를 개별적으로 최적인 온도에서 저장하고 제공하는 것을 가능하게 한다. 덧붙여서, 각각의 피더 시스템(152, 157, 162, 167, 172 및 177)은 그 자체의 온도 설정 요소 및 온도 제어 요소를 포함하여, 포토마스크(105) 상의 전자빔(127)의 입사 지점에서의 그 최적 공정 온도로 모든 공정 가스를 제공한다(도 1에 미도시). 컴퓨터 시스템(140)의 제어 유닛(145)은 공급 컨테이너(150, 155, 160, 165, 170, 175) 및 가스 공급 라인 시스템(152, 157, 162, 167, 172, 177)의 양쪽의 온도 설정 요소 및 온도 제어 요소를 제어할 수 있다.
도 1의 장치(100)는 진공 챔버(102)에 요구되는 진공을 생성하고 유지하기 위한 펌프 시스템(도 1에 미도시)을 포함한다. 폐쇄된 제어 밸브(151, 156, 161, 166, 171, 176)에 의해, 10- 7mbar 이하의 잔여 가스 압력은 장치(100)의 진공 챔버(102)에서 성취된다. 펌프 시스템은 전자빔(127)을 제공하기 위한 장치(100)의 상부를 위한 별도의 펌프 시스템 및 포토마스크(105)를 갖는 샘플 스테이지(110)를 포함하는 하부를 포함할 수 있다. 또한, 장치(100)는 전자빔(127)의 공정 지점의 인근의 석션 추출 장치(suction extraction device)(도 1에 미도시)를 포함하여, 포토마스크(105)의 샘플의 표면에서의 규정된 국소적 압력 조건을 규정할 수 있다. 추가적인 석션 추출 장치의 사용은 하나 또는 복수의 탄소 함유 전구체 가스의 하나 또는 복수의 휘발성 반응 생성물을 대체적으로 방지할 수 있고, 이것은, 포토마스크(105) 상에 및/또는 진공 챔버(102)에 퇴적하는 것으로부터 퇴적된 물질의 국소적 퇴적에 요구되지 않는다. 또한, 석션 추출 장치는 에칭 공정에서 발생한 입자가 장치(100)의 진공 챔버(102)에 분포되는 것을 방지할 수 있다. 펌프 시스템(들) 및 추가 석션 추출 장치의 기능은 마찬가지로 컴퓨터 시스템(140)의 제어 유닛(145)에 의해 제어되고 및/또는 모니터링될 수 있다.
최종적으로, 장치(100)는 포토마스크의 결함을 상세히 분석하는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 스캐닝 포스 현미경(도 1에 미도시)을 포함할 수 있다.
도 2는 포토마스크(105)로부터의 발췌를 개략적으로 도시한다. 도 2의 예시에서, 포토마스크(105)는 바이너리 마스크(210) 또는 위상 마스크(220), 예컨대, 감쇠된(attenuated) 위상 이동 마스크를 포함할 수 있다. 또한, 포토마스크(105)는 나노임프린트 리소그래피(NIL)용 순수 석영(pure quartz) 마스크 또는 마스크를 포함할 수 있다. 순수 석영 마스크는 193nm의 파장 범위의 방사선에 의해 노광될 수 있다.
도 2의 상부는 마스크(105)의 부분의 평면도를 도시한다. 하부는 상부의 발췌의 측면도를 도시한다. 포토리소그래피 마스크(105)는 광학적으로 투명한 기판(230), 바람직하게 석영 기판 또는 플루오르화 칼슘(CaF2) 기판을 포함한다. 포토마스크(105)가 바이너리 마스크(210)를 의미할 경우, 블랙 또는 불투명 패턴(240)이 기판(230)에 배열된다. 패턴(240)은 도 2의 예시에서 라인 패턴(240)으로 표시된다. 라인 패턴(240)의 재료는 얇은 산화 크로뮴층으로 통상적으로 코팅되는 크로뮴을 종종 포함한다. 대안적으로, 얇은 산화물 층(즉, 수 나노미터를 포함)에 의해 마찬가지로 커버되는 바이너리 포토마스크(210)를 제조하기 위하여 알루미늄 또는 티타늄을 사용하는 것이 가능하다. 통상적인 흡수체 구조는 10nm에서 100nm의 범위의 층 두께를 갖는다.
바이너리 마스크(210)는 예컨대 몰리브덴 실리콘의 층의 두꺼운(d
Figure pat00001
200nm) 불투명 층으로부터 기타 흡수체 재료를 갖고 생성될 수 있다. 추가 흡수체 재료의 예시는 몰리브덴, 질소, 실리콘 및 산소의 화합물 - 이것은 기계적 분야에서, 유리상의 불투명 몰리브덴 실리사이드(MoSi)를 의미하는 OMOG의 줄임말임 - 및, 탄탈륨, 붕소 및 질소의 화합물이다. 이러한 재료의 층 두께는 통상적으로 100nm 이하의 영역에 해당한다. 바이너리 마스크는 흡수체 패턴에 의해 구분되고, 이것의 구조 치수는 노광 동안 사용되는 방사선의 회절 한계보다 더 크고 이것의, 노광 파장에서의 광학 투과율은 1% 미만이다.
위상 마스크(220)의 흡수체 요소, 예컨대 도 2의 라인 패턴(250)은 부분적으로 투명한 몰리브덴 실리콘 산화물(MoSiOx, 0<x≤1) 또는 몰리브덴 실리콘 산화질화물(MoSiOxNy, 0<x≤1, 0<y≤1)로부터 생성된다. 심자외선 범위의 노광 파장(248nm 또는 193nm)을 갖는 위상 마스크에 있어서, 구조 생성 층의 요소들은 종종 단수 퍼센트 범위에서 몰리브덴 및 산소로 도핑된 실리콘 질화물로부터 생성된다. 이하에서, 위상 이동 흡수체 층은 MoSi 층으로 지칭된다.
그러나 산화 크로뮴(CrO) 및 크로뮴 옥시나이트라이드(CrOxNy, 0<x≤1, 0<y≤1)는 예컨대 감쇠된 위상 이동 마스크와 같은 위상 마스크(220)를 위한 흡수체 재료로서 사용될 수 있다. 위상 마스크(220)의 위상 이동 및 흡수 구조 요소(250)의 층 두께는 사용된 노광 파장에 적응된다. 추가 위상 마스크의 예시는 상이한 높이의 순수 석영 구조이며, 무크롬(chromeless) 위상 이동 리소그래피를 의미하는 CPL로서 기계적 영역에서 지칭된다. 또한, 바이너리 흡수체를 갖는 상이한 높이의 석영 구조로 구성된 위상 마스크가 사용되고, 교번하는 위상 이동 마스크를 의미하는 APSM으로 축약된다. 본 출원에서 기재되는 바와 같이 결함 교정을 위한 공정은 언급된 모든 마스크 타입에 적용될 수 있다.
도 2의 포토마스크(105)는 재료 부재의 결함(260)을 갖는다. 결함(260)은 포토마스크(105)의 투명 기판(230)에서의 함몰부(depression)를 표시하고, 즉, 기판(230)의 재료는 결함(260)의 위치에서 부재한다. 상응하는 계측 도구에 의해 결함(260) 및/또는 추가 결함(270, 280)(도 5 및 도 7 참조)을 찾은 후에, 결함(260) 또는 결함들(260, 270, 280)은 제 1 단계에서 장치(100)의 전자빔(127)에 의해 스캐닝된다. 필수적으로, 결함(260) 또는 결함들(260, 270, 280)은 추가적으로 스캐닝 포스 현미경을 사용하여 검사될 수 있다.
포토마스크는 통상적으로 6.35mm의 두께를 갖는다. 결함(260)은 1 나노미터 미만에서 수백 나노미터의 범위까지의 깊이를 가질 수 있다. 기판 재료 부재의 결함(260)의 측방향 치수는 한 자리 수 나노미터 범위에서 두 자리 수 마이크로미터 범위로 연장할 수 있다. 결함(260)은 기판 재료 부재의 위치에 이산화규소(SiO2)를 퇴적함으로써 교정될 수 있다. 전구체 가스 테트라에틸 오소실리케이트(TEOS) 및 테트라메틸 오소실리케이트(TMOS)가 SiO2 공급자로서 리간드의 틈(cleavage)에 의해 사용될 수 있다. 바람직하게, 산소(O2) 또는 이산화질소(NO2)는 결함(260)의 수리를 위한 산화제로서 사용된다. 이하에서 기재된 예시에서, TEOS는 전구체 가스로서 사용되며, NO2는 산화제로서 사용된다.
클리어한 결함(260) 또는 기판 결함(260)을 수리하기 위하여, 공급 컨테이너(150)로부터, TEOS는 제어 밸브(151)에 의해 제어되는 방식으로 공급 라인 시스템(152)에 의해 결함(260)의 위치에 제공된다. 이로서, TEOS는 결함 위치의 영역에서 기판(230)의 표면상에 흡수된다(물리흡착(physisorption)). 제어 밸브(151)에 의해, 결함 위치의 압력은 10- 5mbar로 설정된다. 이것은 대략 0.05sccm(표준 입방 센티미터)의 가스 체적 유량에 상응한다. 전구체 가스 TEOS는 -10℃의 온도에서 결함(260)의 위치에 제공된다. 동시에, 결함 위치에서, 공급 컨테이너(160)로부터, 산화제 NO2는 제어 밸브(161)에 의해 제어되는 방식으로 4sccm이 가스 체적 유량에서 가스 공급 라인 시스템(162)을 통해 공급된다. 산소의 가스 체적 유량은 결함 위치에서 10-3mbar의 압력의 부분 압력을 생성한다.
장치(100)의 전자빔(127)은 국소적 화학 반응을 시작시키기 위한 에너지를 결함(260)의 위치에서 국소적으로 공급하고, 이것은 후자의 중앙 원자 실리콘으로부터 전구체 가스 TEOS의 리간드의 적어도 일부를 가른다(cleave). 추가적으로 제공된 산화제(NO2)는 일 측면에서 TEOS에서 SiO2 의 중심 원자의 산화 및 다른 한편으로 갈라진 리간드 또는 그의 조각의 산화를 국소적으로 지원하며, 이것은 휘발성 구성요소가 장치(100)의 석션 추출 장치에 의해 진공 챔버(102)로부터 석션에 의해 추출된다. 대량으로 존재하는 산화제 NO2는 결함 위치에서의 더 순수한 SiO2 층의 퇴적을 야기하고, 또한, 퇴적 위치에 산소를 공급하지 않고 공정을 구현하는 것에 비해 적은 탄소가 포함된다. 결함 위치에서 퇴적된 층에서, 탄소는 단순히 5atom% 이하로 제시된다.
퇴적 공정 동안, 전자빔(127)은 최대 1keV의 운동 에너지 및 대략 50pA의 빔 전류를 갖는 전자를 공급한다. 전자빔은 최대 1㎲의 유지 시간 및 1ms의 반복 기간을 갖고 5nm의 초점 직경을 갖는 결함(260)의 위치에 걸쳐서 래스터 스캐닝된다(raster-scanned).
결함(260)의 치수에 따라, 퇴적 공정은 특정 시간 기간 동안 방해되며, 결함(260)의 잔부(360)는 전자빔(127) 및/또는 스캐닝 포스 현미경에 의해 분석된다. 이것은 도 3에 도시된다. 전구체 가스 TEOS 및 산화제 NO2의 도움으로 퇴적 공정이 결함(260)을 실질적으로 수리한 후의 시간 기간은 남아있는 잔부(360)의 측정 데이터로부터 계산된다.
도 4는 기판 결함(260)을 수리하기 위한 제 2 퇴적 공정 단계의 종료 후에 도 3의 포토마스크(105)로부터의 발췌를 도시한다. 퇴적 공정은 SiO2 층을 퇴적함으로써 함몰부, 즉, 결함(260)을 실질적으로 제거한다. 퇴적된 층(460)의 저탄소 비율로 인하여, 퇴적된 층(460)의 두께를 선택하는 것이 유리하므로 후자는 결함(260)의 함몰부를 정확하게 채운다(fill).
소량의 결함(260)이 제 2 퇴적 공정 단계 후에도 여전히 존재할 경우, SiO2의 추가적인 일시적으로 제한된 퇴적에 의해 교정될 수 있다. 너무 많은 재료가 의도치 않게 포토마스크(210, 220)의 기판(230) 상에서 측방향으로 및/또는 수직으로 퇴적된 경우, 공급 컨테이너(175)에 저장된, 예컨대 제논 디플루오라이드(xenon difluoride)(XeF2)와 같은 에칭 가스 및 전자빔(127)에 의해 새로 생성된 결함의 분석 후에 다시 제거될 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 논의된 예시에서, 결함(260)은 위상 이동 마스크(220)의 또는 바이너리 마스크(210)의 기판(230)의 결함이다. 그러나, 기재된 퇴적 공정은 또한 상기 기재된 CPL, ASPM 및 NIL 마스크와 같이 흡수체 물질로 구성된 구조 요소들 없이 관리하는 위상 마스크상에 부재한 재료를 퇴적하기 위하여 사용될 수 있다.
도 5는 기판(230) 상에 배열된 흡수체 구조 요소(240)를 갖는 바이너리 위상 마스크(210)로부터의 발췌를 도시한다. 도 5는 바이너리 포토마스크(210)로부터 발췌의 측면도를, 상부 도면에서는 평면도로 하부 도면에서는 측면도로 도시한다. 도 5의 예시에서, 흡수체 구조 요소(240)는 표면에서의 얇은(수 나노미터) 크롬 산화물 층을 포함하는 크롬층으로부터 생성된다. 크롬층의 두께는 10nm 내지 100nm의 범위에 있다. 도 5에서, 중심 흡수체 구조 요소(240)는 결함(270)을 갖고, 이것은 흡수체 재료 부재의 위치를 표시한다.
도 5의 바이너리 포토마스크(210)의 결함(270)의 수리는 이하에서 논의된다. 결함(270)의 측방향 치수는 단수 나노미터 범위로부터 2자리 마이크로미터 범위에 이를 수 있다. 흡수체 구조(240)의 결함(270)은 금속 카르보닐 및 산화재에 의해 확실히 교정될 수 있다. 본 명세서에 기재된 예시에서, 크로뮴 헥사카르보닐은 전구체 가스로서 사용되며 NO2는 산화재로서 사용된다.
바이너리 마스크(210)의 산화재 구조 요소(240)의 결함(270)을 수리하기 위하여, 공급 컨테이너(155)로부터, 전구체 가스 크로뮴 헥사카르보닐(Cr(CO)6)은 가스 공급 라인 시스템(157)에 의해 결함(270)의 위치로 공급된다. Cr(CO)6는 결함(270)의 영역의 기판(230)의 표면 상에서 흡수된다. 컴퓨터 시스템(140)의 제어 유닛(145)은 5
Figure pat00002
10- 4mbar의 결함의 위치에서 Cr(CO)6의 가스 압력을 생성하도록 공급 컨테이너(155)의 제어 밸브(156)를 개방한다. 이것은 0.01sccm의 가스 용적 흐름 속도에 상응한다. 동시에, 결함 위치에서, 공급 컨테이너(165)로부터, 산화제(NO2)는 가스 공급 라인 시스템(167) 및 제어 밸브(166)에 의해 제어되는 방식으로 2sccm의 가스 용적 흐름 속도에서 가스 공급 라인 시스템(167)을 통해 제공된다. NO2 가스 체적 유량은 결함 위치에서 5
Figure pat00003
10- 2mbar의 압력의 부분 압력을 생성한다.
장치(100)의 전자빔(127)은 결함(270)의 위치에서 국소적으로 에너지를 공급하고, 이것은 국소적 화학 반응에서, 후자의 중앙 원자 크로뮴(Cr)으로부터 전구체 가스(Cr(CO)6)의 CO 리간드의 적어도 일부를 분리한다. 추가로 제공된 산화제 NO2는 국소적으로 Cr(CO)6의 리간드의 해리를 지원하고, 중심 원자(Cr)의 CrO로의, 특히 CrO2로의 산화를 촉진하며 이산화탄소(CO2)로의 해리된 CO 리간드의 산화를 가능하게 하며, 이것은 휘발성 구성요소로서, 장치(100)의 석션 추출 장치에 의해 진공 챔버(102)로부터 석션에 의해 추출될 수 있다. 결함(270)의 위치에 NO2를 추가로 제공하지 않는 퇴적 공정에 비해, NO2 초과량은 결함 위치에서 더 순수한 Cr/CrO 층의 퇴적을 야기한다. 엄청난 양의 갈라진 CO 리간드가 장치(100)의 진공 챔버(102)로부터 CO2로서 제거될 수 있으므로, 상당히 작은 탄소가 퇴적된 층 내로 포함된다. 퇴적된 층은 약 5atom%의 탄소만을 포함한다.
퇴적 공정을 시작하기 위하여, 전자빔(127)은 1keV의 운동 에너지 및 대략40pA의 전류 강도를 갖는 전자를 제공한다. 전자빔(127)은 1ms의 반복 시간 및 1㎲의 대기 시간을 갖는 5nm의 초점 직경을 갖는 결함(270)의 위치에 대하여 래스터 스캐닝된다.
수리 공정은 다수의 연속하는 단계에서 다시 상기 기재된 바와 같이 수행될 수 있다. 개별적인 퇴적 단계들 사이에서, 여전히 남아있는 결함(270)의 잔부는 스캐닝 포스 현미경 및/또는 전자빔(127)에 의해 분석되고 다음 퇴적 단계 동안의 시간 기간은 그렇게 함으로써 결정된다. 도 6은 결함(270)의 위치에서 퇴적된 층(670)을 도시한다. 퇴적된 재료(670)의 높이는 흡수체 요소(240)의 높이에 적응된다. 이것은 퇴적된 층(670)의 물질의 흡수체 구조 요소(240)의 유사한 광학 특성으로 인해 유리하다.
개별적인 수리 단계 사이에서, 산화제 NO2의 그리고 금속 카르보닐 Cr(CO)6의 부분적인 압력비가 적응될 수 있다. 또한, 전구체 가스 및/또는 산화제를 연속적으로 또는 퇴적 공정 동안 결함(270)의 위치에서 펄싱된 방식으로 제공하는 것이 가능하다.
전자빔(127)에 의해 공급된 각각의 전자는 0.05 Å3 내지 0.25 Å3의 용량의 퇴적을 야기한다. 이것은 대략 0.1nm/s의 퇴적 속도에 상응한다. 상기 기재된 바와 같이, 흡수체 요소(240)의 층 두께는 10nm 내지 100nm의 범위에 있다. 60nm의 두께를 갖는 Cr/CrO 층은 따라서 대략 10분의 시간 인터벌로 퇴적될 수 있다.
도 2 내지 도 6의 맥락에서 논의된 예시는 바이너리 마스크(210) 또는 위상 이동 투과형 포토마스크(220)의 재료 부재의 수리에 관한 것이다. 그러나, 기재된 수리 공정은 또한 극자외선(EUV) 파장 범위용 포토마스크의 흡수체 요소의 재료 부재를 수리하기 위하여 사용될 수 있다. EUV 마스크의 경우에, 흡수체 구조 요소는 크로뮴 또는 탄탈륨 질화물(TaN)로부터 종종 생성된다. 상응하는 금속 카르보닐 및 산화제, 예컨대 산소 또는 이산화질소를 선택함으로써, EUV 마스크의 흡수체 재료 부재의 결함을 수리할 수 있다. 크로뮴 층은 예컨대 전구체 가스 크로뮴 헥사카르보닐(Cr(CO)6)의 사용에 의해 상기 기재된 바와 같이 수리될 수 있으며 탄탈륨 질화물 층은 전구체 가스 탄탈륨 헥사카르보닐(Ta(CO)6)의 도움으로 예컨대 수리될 수 있다.
추가 응용 예시에서, 도 7의 포토마스크(220)는 위상 이동 마스크를 기재하고, 이것의 흡수체 요소(250)는 얇은 부분적으로 투과형인 MoSi 층(감쇠된 위상 이동 마스크)를 포함한다. 도 7의 예시에서, 흡수 요소(250)의 MoSi 층은 흡수체 물질 부재의 결함(280)을 갖는다. MoSi 흡수체 요소(250)의 결함(280)은 흡수체 재료 부재의 위치에 이산화 실리콘(SiO2) 및 금속을 동시에 퇴적하여 교정될 수 있다. 이러한 경우에, TEOS 및/또는 TMOS는 SiO2를 공급하는 전구체 가스로서 사용될 수 있고, 금속 카르보닐은 금속을 공급하는 전구체 가스로서 사용될 수 있다. 다시, MoSi 흡수체 요소(250)의 결함(280)의 수리를 위한 산화제로서 O2 및/또는 NO2가 바람직하게 사용된다.
흡수체 재료 부재의 결함(280)을 교정하기 위하여, 공급 컨테이너(150)로부터, TEOS는 제어 밸브(151)에 의해 제어되는 방식으로 공급 라인 시스템(152)에 의해 결함(280)의 위치에 제공된다. 제어 밸브(151)에 의해, 결함 위치에서의 압력은 10-5mbar로 설정된다. 전구체 가스 TEOS는 결함(280)의 위치에서 -10℃의 온도이다. 동시에, 결함 위치에서, 공급 컨테이너(155)로부터, 크로늄 헥사카르보닐은 제어 밸브(156) 및 가스 공급 라인 시스템(157)에 의해 제어되는 방식으로 결함(280)의 위치로 보내진다. 결함(280)의 위치에서, Cr(CO)6은 -20℃의 온도이다. 제어 밸브(156)는 전구체 가스(Cr(CO)6)의 부분 압력이 5
Figure pat00004
10- 6mbar에 도달하도록 개방된다. 논의 하의 예시에서, 전구체 가스는 5:1의 부분 압력 비 TEOS:Cr(CO)6를 갖는다. 2개의 전구체 가스는 위상 이동 포토마스크(220)의 기판(230)의 기판상의 결함(280)의 영역에서 동시 흡착한다.
전구체 가스 및 TEOS 및 Cr(CO)6와 평행하게, 공급 컨테이너(165)로부터, 산화재 NO2는 제어 밸브(166)에 의해 제어되는 방식으로 2.5sccm의 가스 체적 유량으로 가스 공급 라인 시스템(167)을 통해 결함(280)의 위치로 전달된다. NO2의 가스 체적 유량은 결함 위치에서 10-2mbar의 압력의 부분 압력을 생성한다.
장치(100)의 전자빔(127)은 결함(280)의 위치에서 국소적으로 화학 반응을 시작하게 하고, 이것은 후자의 중심 원자 실리콘으로부터 전구체 가스 TEOS의 리간드의 적어도 일부를 가른다. 더욱이, 국소적 화학 반응은 크로뮴 헥사카르보닐의 중심 원자 크로뮴으로부터 CO 리간드의 해리를 동시에 야기한다. 추가적으로 제공된 NO2는 TEOS의 실리콘 중심 원자의 SiO2로의 산화, Cr(CO)6의 크로뮴 중심 원자의 산화 및 리간드의 조각 또는 갈라진 리간드의 산화를 국소적으로 조성한다. 특히, 대량으로 존재하는 이산화질소는 휘발성 CO2으로의 CO 리간드의 산화를 촉진한다. 전구체 가스의 분해 동안 발생한 휘발성 구성요소는 장치(100)의 석션 추출 장치에 의해 진공 챔버(102)로부터 제거된다.
국소적 화학 반응을 시작시키기 위하여, 전자빔(127)은 1㎲의 대기 시간 및 1ms의 반복 시간을 갖고 5nm의 초점 직경을 갖는 결함(270)의 위치에 걸쳐서 스캐닝된다. 전자빔(127)의 전자는 결함 위치에서 1keV의 운동 에너지를 갖고 포토마스크(220)의 기판(230)의 표면상에 충돌한다. 전자빔(127)의 전류 강도는 대략 50pA의 영역에 있다.
도 8은 결함(280)의 수리 후 도 7로부터 위상 마스크(220)로부터의 발췌를 도시한다. 층(870)은 상기 결함의 위치에 퇴적되었다. 퇴적된 층(870)의 높이는 MoSi 구조 요소(250)의 두께에 실질적으로 상응한다.
퇴적 공정 동안 전구체 가스의 산화는 사용된 전구체 가스의 탄소 비율에 비해 퇴적된 물질의 탄소 비율의 감소를 야기한다. 결과적으로, 전구체 가스 TEOS 및 Cr(CO)6와 결합하는 산화재 NO2는 결함(280)의 위치에서의 탄소가 부족한 SiO2/Cr 층의 퇴적을 야기한다. 결함 위치에서 퇴적된 층의 탄소 비율은 5atom% 이하이다.
퇴적 공정의 시간적(temporal) 시퀀스는 도 2 내지 도 4의 논의의 맥락에서 상기 기재되었다.
위상 마스크(220)의 MoSi 구조 요소(250)의 수리는 도 7 및 도 8에서 설명된다. 상기 표시된 바와 같이, 마찬가지로, 바이너리 포토마스크(210)의 흡수체 구조 요소(240)는 두꺼운 불투명 MoSi 층으로부터 생산될 수 있다. 도 7 및 도 8의 맥락에서 설명되는 바와 같이 부분적으로 투과형인 얇은 MoSi 층을 수리하기 위한 공정은 두꺼운 불투과형 MoSi 층의 재료 부재의 결함을 교정하도록 사용될 수 있다.
선행 기술에서, 위상 이동 MoSi 층(250)의 결함(280)은 Cr(CO)6로부터의 크로뮴 층 및 TEOS로부터의 SiO2 층의 지속적인 도포(progressive application)에 의해 퇴적된다. 논리에 따르면, 위상 이동 효과는 원칙적으로 전구체 가스 TEOS로부터 퇴적된 층으로 인한 것이며 흡수하는 효과는 주로 전구체 가스(Cr(CO)6)로부터 퇴적된 층으로 인한 것이다. 통상적으로, 선행 기술에서, MoSi 층의 결함(280)을 수리하기 위해, 둘러싸는 MoSi 층보다 훨씬 큰 층 두께를 갖는 퇴적된 재료가 퇴적된다. 그러므로, 150nm 미만의 피쳐 크기를 갖는 포토마스크(220)의 경우에, 수리된 위치의 영역에서, 웨이퍼의 노광에서의 편차는 결함이 없는 기준 위치에 비해 일어날 수 있다.
반응 위치에서, 즉, 결함(280)의 위치에서 2개의 전구체 가스의 인터믹싱(intermixing)은 산화재에 의한 동시 산화에 의해, 모든 반응재의 흡수 특성 및 위상 이동을 활용한다. 위상 이동 층 및 흡수 층으로의 분리는 결과적으로 취소된다. 더욱이, 양쪽 전구체 가스의 산화는 상당히 낮은 탄소 비율을 갖는 수리된 위치에서 퇴적된 재료를 야기한다. 이런 이유로, MoSi 흡수체 구조 요소(250)의 수리된 위치는 상당한 에이징(ageing)의 대상이 아니며, 특히, 수리된 포토마스크(210, 220)의 사용 동안 발생하는 노광 선량 및 또는 마스크 세정 공정에 관한 장기간의 안정성을 보인다. 위상 마스크(220)의 흡수체 요소(250)의 수리된 위치 위의 금속 보호층을 도포하는 것의 공정 - 선행 기술에 기재됨 - 가 생략될 수 있다. 결과적으로, 이러한 응용에서 기재되 방법은 재료 부재의 수리를 상당히 간소화한다.
도 2 내지 도 8의 논의의 맥락에서 상기 기재된 예시적인 수리 공정이 산화재를 제공하지 않고 수행될 경우, 이로써 퇴적된 층은 20atom% 이상의 탄소 비율을 갖는다. 높은 에너지의 심자외선 광에 의한 노광 동안(λ=193nm), 포토마스크는 막대한 부하의 대상이 된다. 웨이퍼의 노광 동안의 방사선 선량은 100kJ/cm2보다 훨씬 크다. 극도로 높은 노광 선량의 결과로, 포토리소그래피 노광 장치의 극도로 깨끗하고 건조한 환경에서(XCDA (초 청정 건조 공기;eXtra Clean Dry Air) 대기), 오존의 형성이 발생할 수 있고, 오존은 탄소 또는 탄소 화합물에 대하여 특별히 우수한 산화재로서 알려져 있다. 수리된 결함(260, 270, 280)의 위치에서의 퇴적된 층 내로 포함된 탄소 또는 CO 리간드와 같은 포함된 탄소 화합물은 CO2를 형성하기 위하여 오존과 반응하고, 이것은 퇴적된 재료로부터 탈출하여 그 구조를 약화시킨다.
더욱이, 포토마스크(210, 220)용 현대의 세척제(cleaning agent)는 특히 탄소 함유 화합물 상에서 효과적이다. 결과적으로, 규칙적으로 발생한 마스크 세정의 맥락에서, 탄소 또는 탄소 함유 성분은 결함 교정을 위하여 퇴적된 층으로부터 추출된다. 이것은 먼저 퇴적된 재료의 광학적 특성에 있어서의 변화 및 다음으로 그의 구조의 약화를 야기한다. 그러므로, 전체적으로, 포토마스크(210, 220) 상에 퇴적된 재료는 이들이 추가적인 산화재를 갖지 않고 퇴적될 경우 에이징의 대상이 된다.
도 9의 흐름도(900)는 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 재료 부재의 결함(260, 270, 280)을 영구적으로 수리하는 방법의 단계를 제시한다. 선택적인 방법 단계들은 다이어그램(900)의 점선 프레임에 의해 표시된다.
방법은 단계(905)에서 시작한다. 단계(910)는 스캐닝 포스 현미경의 프로브 및/또는 전자빔(127)의 도움으로 재료 부재의 확인된 결함(260, 270, 280) 또는 결함(260, 270, 280)을 검사하는 단계를 포함한다. 단계(915)는 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 결함 위치(260, 270, 280)에서 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화재를 제공하는 단계를 포함한다.
단계(920)에서, 에너지원, 예컨대 전자빔(127)은 재료 부재의 위치에서 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 국소적 화학 반응을 시작하여 결함 위치(260, 270, 280)에 부재한 재료를 퇴적하며, 퇴적된 재료(460, 670, 880)는 반응된 적어도 하나의 탄소 포함 전구체 가스의 적어도 하나의 반응 생성물을 포함한다.
단계(925)는 퇴적된 재료(460, 670, 880)의 탄소 비율을 최소화하기 위하여 적어도 하나의 산화재의 가스 체적 유량을 제어하는 단계를 포함한다. 산화재의 가스 체적 유량은 제어 밸브(151, 156, 161, 166, 171, 176)와 관련하여 제어 유닛(145)에 의해 구현될 수 있다.
단계(930)는 잔여 결함(360)을 검사하는 단계를 포함한다. 이어서, 결정 단게(935)는 잔여 결함(360)이 미리 규정된 스레스홀드 값보다 작거나 같은지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 그러할 경우, 방법은 단계(940)에서 종료한다. 그렇지 않을 경우, 방법은 단계(915)로 나아가서 제 2 퇴적 공정 단계를 시작한다.

Claims (20)

  1. 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 재료 부재(absent)의 결함(260, 270, 280)을 영구적으로 수리하는 방법으로서, 상기 방법은:
    a. 상기 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 수리될 위치에 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계;
    b. 재료 부재의 위치에 재료를 퇴적하도록 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 에너지원(127)에 의해 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 반응을 시작시키는 단계 - 퇴적되는 재료(460, 670, 880)는 반응된 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 적어도 하나의 반응 산물을 포함함 - ; 및
    c. 퇴적되는 상기 재료(460, 670, 880)의 탄소 비율을 최소화하도록 상기 적어도 하나의 산화제의 가스 체적 유량(gas volumetric flow rate)을 제어하는 단계 - 퇴적되는 상기 재료(460, 670, 880)는 20atom% 미만의 탄소 비율을 포함함 - 를 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 퇴적되는 상기 재료(460, 670, 880)는 15atom% 미만의 탄소 비율을 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스는 적어도 하나의 금속 카르보닐(metal carbonyl) 및/또는 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드(main group element alkoxide)를 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 적어도 하나의 금속 카르보닐은, 크로뮴 헥사카르보닐(Cr(CO)6), 몰리브덴 헥사카르보닐(Mo(CO)6), 텅스텐 헥사카르보닐(W(CO)6), 디코발트 옥타카르보닐(Co2(CO8)), 트리루테늄 도데카카르보닐(Ru3(CO)12) 및 아이언 펜타카르보닐(Fe(CO)5)을 포함하는 그룹으로부터의 적어도 하나의 요소를 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드는, 테트라에틸 오소실리케이트(Si(OC2H5)4), 테트라메틸 오소실리케이트(Si(OCH3)4) 및 티타늄 테트라이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4)를 포함하는 그룹으로부터의 적어도 하나의 요소를 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 산화제는 산소(O2), 오존(O3), 수증기(H2O), 과산화수소(H2O2), 일산화이질소(N2O), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2) 및 질산(HNO3)을 포함하는 그룹으로부터의 적어도 하나의 요소를 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지원(127)은 적어도 하나의 입자 빔(127)을 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료 부재는, 바이너리 마스크(binary mask)(210)의 적어도 하나의 구조 요소(240)의 재료 부재, 위상 마스크(220)의 적어도 하나의 구조 요소(250)의 재료 부재, 극자외선 파장 범위용 포토마스크의 적어도 하나의 구조 요소의 재료 부재, 투과형 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 기판(230)의 재료 부재 및 나노임프린트 리소그래피 마스크의 적어도 하나의 구조 요소의 재료 부재를 포함하는 그룹으로부터의 적어도 하나의 요소를 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계가 1:10의 혼합비로 수행되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  10. 청구항 3 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 금속 카르보닐 및 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드를 제공하는 단계가 1:5의 혼합비로 수행되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  11. 청구항 3 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계가 1:10의 혼합비로 수행되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계가 0.3sccm 내지 10sccm의 범위의 가스 체적 유량으로 수행되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  13. 청구항 3 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 금속 카르보닐을 제공하는 단계가 10- 6mbar 내지 10- 4mbar의 압력 범위에서 수행되고, 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드를 제공하는 단계가 10- 6mbar 내지 10-4mbar의 압력 범위에서 수행되고 및/또는 적어도 하나의 산화제를 제공하는 단계가 10- 5mbar 내지 10- 2mbar의 압력 범위에서 수행되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  14. 청구항 3 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 금속 카르보닐을 제공하는 단계가 -50℃ 내지 +35℃의 온도 범위에서 수행되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  15. 청구항 3 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 재료 부재의 위치에 적어도 하나의 전형 원소 알콕시드를 제공하는 단계가 -40℃ 내지 +15℃의 온도 범위에서 수행되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 재료(460, 670, 880)는 0.01nm/s 내지 1.0nm/s의 속도로 퇴적되는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)는 위상 마스크(220)를 포함하고, 적어도 하나의 전구체 가스를 제공하는 단계가 크로뮴 헥사카르보닐(Cr(CO6)) 및 테트라에틸 오소실리케이트(Si(OC2H5)4)를 동시에 제공하는 단계를 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 방법.
  18. 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 재료 부재의 결함(260, 270, 280)을 영구적으로 수리하는 장치로서, 상기 장치는:
    a. 상기 포토리소그래피 마스크(105, 210, 220)의 수리될 위치에 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는 수단;
    b. 재료 부재의 위치에 재료(460, 670, 880)를 퇴적하도록 재료 부재의 위치에서 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 반응을 시작시키기 위한 적어도 하나의 에너지원(127) - 퇴적되는 상기 재료(460, 670, 880)는 반응된 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 적어도 하나의 반응 산물을 포함함 - ; 및
    c. 퇴적되는 상기 재료(460, 670, 880)의 탄소 비율을 최소화하도록 상기 적어도 하나의 산화제의 가스 체적 유량을 제어하는 수단 - 퇴적되는 상기 재료(460, 670, 880)는 20atom% 미만의 탄소 비율을 포함함 - 을 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스 및 상기 적어도 하나의 산화제를 제공하는 수단은, 적어도 하나의 미터링 밸브(151, 156, 161, 166, 171, 176)를 각각 갖는 적어도 3개의 공급 컨테이너(150, 155, 160, 165, 170, 175) 및 수리될 위치 근처에 적어도 하나의 노즐을 갖는 적어도 하나의 가스 공급 라인 시스템(152, 157, 162, 167, 172, 177)을 포함하여, 적어도 하나의 제 1 탄소 함유 전구체 가스, 하나의 제 2 탄소 함유 전구체 가스 및 적어도 하나의 산화제를 제공하는, 결함을 영구적으로 수리하는 장치.
  20. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서, 상기 적어도 하나의 산화제의 가스 체적 유량을 제어하는 수단은 상기 적어도 하나의 산화제 및 상기 적어도 하나의 탄소 함유 전구체 가스의 가스 체적 유량을 제어하도록 구성된 제어 유닛(145)을 포함하는, 결함을 영구적으로 수리하는 장치.
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