TW201438060A - 使用粒子束在製程中保護基板的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明說明揭露使用至少一粒子束在製程中保護基板的方法及裝置。該方法包含以下步驟：(a)在該基板上施加局部受限的保護層；(b)使用該至少一粒子束及至少一氣體蝕刻該基板及/或配置於該基板上的層；及/或(c)使用該至少一粒子束及至少一前驅物氣體沉積材料至該基板上；以及(d)從該基板去除該局部受限的保護層。

Description

使用粒子束在製程中保護基板的方法及裝置
本發明係關於使用粒子束在製程中保護基板的方法及裝置。
基於半導體工業中不斷提高的整合密度(摩爾定律)的結果，光微影遮罩必須在晶圓上成像愈來愈小的結構，因此需要愈來愈複雜的處理程序來在晶圓上產生這種小的結構尺寸。處理程序尤其必須確認的是，未處理的半導體材料不會被該處理程序無意地改變及/或以不受控制的方式修改。
光微影系統藉由將光微影裝置的曝光波長移到愈來愈小的波長來考量整合密度提高的趨勢。目前光微影系統經常使用氟化氬準分子雷射作為發射約193nm波長的光源。
此刻，已開發出使用在極紫外線(EUV)波長範圍(在10nm至15nm的範圍中)的電磁輻射的光微影系統。這些EUV微影系統是基於光束引導的全新概念，該光束引導僅僅使用反射的光學元件，因為目前並沒有在指出的EUV範圍中光學透明的材料可用。發展EUV系統的技術挑 戰是巨大的，而且需要龐大的發展努力來使這些系統成為工業上可操作的。
因此，進一步發展傳統的微影系統以藉此在不久的將來提高整合密度是必須的。
當在配置於晶圓上的光阻中成像愈來愈小的結構時，光微影遮罩或曝光遮罩扮演著重大的角色。隨著各個進一步提高的整合密度，改良曝光遮罩的最小結構尺寸變得越來越重要。
在光微影遮罩的基板上施加摻雜鉬的氮化矽或氮氧化矽層作為吸收材料是滿足這些挑戰的一種可能。摻雜鉬的氮化矽或摻雜鉬的氮氧化矽在以下稱為MoSi層。
施加MoSi層來界定將被成像於光阻中的結構元件允許將入射到MoSi層上的電磁輻射之某些部分調整為可以穿透該層。基本上鉬含量可決定MoSi層的吸收。藉由遮罩基板的蝕刻製程及/或藉由MoSi層的對應層厚來將穿過透明遮罩基板的輻射之相位差調整為180°或π。因此，MoSi吸收層允許成像結構在光阻中具有比雙曝光遮罩可實現的更大的對比。因此，與傳統以金屬為基礎的雙吸收層相比，可以在遮罩基板上呈現出更小且更複雜的結構。因此，MoSi吸收層對於曝光遮罩的解析度改良完成了重大的貢獻。
在遮罩製造製程期間，由於吸收元件的微小結構尺寸和曝光遮罩的極端要求，錯誤的產生是無法排除的。光微影遮罩的製造製程是高度複雜的，而且非常耗時並因而價格昂貴。因此，只要可能便修復曝光遮罩。
典型上，離子束誘發的(FIB)濺射或電子束誘發的蝕刻(EBIE)被用於以金屬為基礎的曝光遮罩之傳統吸收層的過多材料之局部材料去除，該金屬例如鉻或鈦。舉例來說，在T.Liang等人的文章："Progress in extreme ultra violet mask repair using a focused ion beam",J.Vac.Sci.Technol.B.18(6),3216(2000)中以及在同申請人的專利EP 1 664 924 B1中描述了這些製程。
隨著光微影遮罩的結構元件逐步減少，至今一直不重要的光微影遮罩吸收結構元件的進一步態樣正受到關注。例如，吸收層的耐久性及吸收層在化學清洗製程及/或使用紫外線輻射的輻射下的耐久性變得越來越重要。MoSi層的鉬含量對這些性質具有決定性的影響。通常規則是，鉬含量愈低，則該等層對於化學清洗和UV輻射更具耐久的抗性。因此，理想的是當減少吸收層的結構元件時還降低MoSi層的鉬含量。
另一方面，鉬含量對於在製造製程期間已經產生的遮罩缺陷之修復具有明顯的效果。隨著MoSi層的鉬含量降低，使用電子束和目前一般的蝕刻氣體來局部去除過多的MoSi吸收材料變得愈來愈困難。在下文中，這以使用二氟化氙(XeF2)作為蝕刻氣體的電子束誘發蝕刻製程進行說明。
圖1圖示遮罩之基板的片段，其中長方形的MoSi層在幾分鐘期間已被往下蝕刻到基板。目前MoSi層的鉬含量通常在一位數的百分比範圍內。蝕刻製程只導致光微影遮罩的基板在去除MoSi層的區域(暗區)中產生中等的表面粗糙度。蝕刻處理以外的遮罩基板區域並未顯現明顯的修改。
圖2圖示在蝕刻鉬含量只有圖1的一半的MoSi層之後，圖 1的遮罩基板之片段。去除鉬含量較低的MoSi層之蝕刻製程需要的時間為圖1的MoSi層的加倍。需要長時間的蝕刻製程在MoSi層周圍的基板產生增加的粗糙度。此可由MoSi層的地面區域周圍之亮圈來確認。此外，蝕刻製程導致遮罩基板在MoSi層的地面區域明顯受損，此可藉由該區域中的黑色斑點來辨識。由於蝕刻製程所引起的基板損壞，曝光遮罩的進一步利用是遭受質疑的。
除了MoSi層的鉬含量之外，蝕刻行為還與MoSi材料系統的氮含量明顯相關。較高的MoSi層氮含量會明顯複雜化過多MoSi材料的去除。
因此，本發明基於該問題而提出在處理基板及/或配置於該基板上的層之過程中使用粒子束來保護基板的方法和裝置，該方法和裝置至少部分地避免了以上提及的缺點和限制。
依據本發明之一態樣，藉由如申請專利範圍第1項之方法來解決此問題。在一實施例中，使用至少一粒子束在製程中保護基板的方法包含以下步驟：(a)在該基板上配置局部受限的保護層；(b)使用該至少一粒子束及至少一氣體蝕刻該基板及/或配置於該基板上的層；及/或(c)藉由該至少一粒子束及至少一前驅物氣體沉積材料至該基板上；以及(d)從該基板去除該局部受限的保護層。
習知類河床化的問題常發生在粒子束誘發的處理程序中，即非刻意地將材料從蝕刻處理或濺射處理周圍的區域去除。在粒子束之外，類河床化發生的程度取決於蝕刻製程中使用的氣體。
在將被從MoSi層去除的材料周圍配置保護層可與蝕刻製程的持續時間無關地且與使用的蝕刻氣體無關地防止蝕刻製程局部損壞遮罩基板。因此，圖2中圖示的基板表面粗糙化可被確實地避免。此外，保護層還可以避免上述的類河床化或在處理程序期間材料局部沉積於基板上。
在一態樣中，配置該局部受限的保護層包含：將該保護層配置於鄰接一部分的該基板或將被處理的該層及/或將該保護層配置於與該層間隔一距離，於該距離內將材料沉積於該基板上。
依據進一步的態樣，配置該保護層進一步包含：沉積一保護層，與該基板相比該保護層具有大於1：1、較佳為大於2：1、更佳為大於3：1以及最佳為大於5：1的蝕刻選擇率。
在進一步的態樣中，配置該保護層進一步包含使用電子束及至少一揮發性金屬組成物在該基板上沉積一層。
較佳的是，該揮發性金屬組成物包含至少一金屬羰基前驅物氣體，而且該至少一金屬羰基前驅物氣體進一步包含以下化合物中之至少一者：六羰基鉬(Mo(CO)6)、六羰基鉻(Cr(CO)6)、六羰基釩(V(CO)6)、六羰基鎢(W(CO)6)、四羰基鎳(Ni(CO)4)、五羰基鐵(Fe(CO)5)、五羰基釕(Ru(CO)5)及五羰基鋨(Os(CO)5)。
亦較佳的是，該至少一揮發性金屬組成物包含金屬氟化物，而且該金屬氟化物進一步包含以下化合物中之至少一者：六氟化鎢(WF6)、六氟化鉬(MoF6)、氟化釩(VF2、VF3、VF4、VF5)、及/或氟化鉻(CrF2、CrF3、CrF4、CrF5)。
在另一個態樣中，該局部受限的保護層包含0.2nm-1000 nm、較佳0.5nm-500nm及最佳1nm-100nm的厚度及/或在該基板上具有0.1nm-5000nm、較佳0.1nm-2000nm及最佳0.1nm-500nm的橫向延伸。
在本申請案的上下文中，局部受限的保護層意指橫向延伸適配處理位置之大小的保護層。處理位置係基板上的缺陷及/或配置在基板上的層上具有過多或缺少的材料之缺陷。除了處理位置的大小以外，保護層的橫向延伸還取決於施加的粒子束、粒子束之參數以及用於處理的氣體。
依據進一步的態樣，沉積材料包含在該基板上鄰接配置於該基板上的該層沉積材料。
在仍進一步的態樣中，該至少一氣體包含至少一蝕刻氣體。較佳的是，該至少一蝕刻氣體包含二氟化氙(XeF2)、六氟化硫(SF6)、四氟化硫(SF4)、三氟化氮(NF3)、三氟化磷(PF3)、氮氧氟化物(NOF)、六氟化鉬(MoF6)、氟化氫(HF)、三磷三氮六氟化物(P3N3F6)或這些氣體的組合。
依據有利的態樣，去除該保護層包含將該電子束和至少一第二蝕刻氣體導引至該保護層，其中該至少一第二蝕刻氣體與該基板相比具有大於1：1、較佳為大於2：1、更佳為大於3：1以及最佳為大於5：1的蝕刻選擇率。
在進一步的態樣中，去除該保護層包含將該電子束和至少一第二蝕刻氣體導引至該保護層，其中該至少一第二蝕刻氣體包含含氯氣體、含溴氣體、含碘氣體及/或包含這些鹵素之組合的氣體。較佳的是，該至少一第二蝕刻氣體至少包含含氯氣體。
在另一尤其較佳的態樣中，去除該基板之該保護層係使用該基板之濕化學清洗來實現。
依據另一個態樣，該基板包含光微影遮罩之基板及/或配置於該基板上的該層包含吸收層。該吸收層較佳包含MoxSiOyNz，其中0≦x≦0.5、0≦y≦2以及0≦z≦4/3。
材料系統MoxSiOyNz包含四種不同的化合物作為限制性案例：
(a)當y=z=0為矽化鉬
(b)當x=y=0為氮化矽或矽氮層系統
(c)當z=0為摻雜鉬的氧化矽
(d)當y=0為摻雜鉬的氮化矽
依據本發明的進一步實施例，上述問題可藉由申請專利範圍第18項的方法來解決。在一實施例中，去除部分吸收層的方法(該部分吸收層係配置於光微影遮罩之基板之部分表面上，其中該吸收層包含MoxSiOyNz，並且其中0≦x≦0.5、0≦y≦2以及0≦z≦4/3)包含以下步驟：將至少一粒子束和至少一氣體導引至將被去除的該吸收層之至少一部分上，其中該至少一氣體包含至少一蝕刻氣體和至少一第二氣體，或其中該至少一氣體在一個化合物中包含該至少一蝕刻氣體和至少一第二氣體。
在上述過多MoSi吸收材料之替代去除製程中，可防止遮罩基板損壞的發生是因為藉由添加第二氣體而加速了蝕刻製程，或是基板材料上的蝕刻製程被減緩了。或者，兩者之蝕刻速率皆被減緩，然而其中基板上的蝕刻速率比MoSi材料的蝕刻速率被更為明顯強烈地減緩，使得整體 而言二次粒子在基板上的效應受到了限制。第二氣體或其組成可被調整為個別MoSi層之材料組成。
進一步有利的態樣包含在該至少一粒子束和該至少一氣體被導引至將被去除的該吸收層之至少一部分上的時段期間，改變該至少一蝕刻氣體與該至少一第二氣體的氣體流動速率之比例。較佳的是，在到達介於該吸收層和該基板間的層邊界之前改變該至少一第二氣體之組成。
在另一個態樣中，該至少一第二氣體包含供氨氣體。較佳的是，該至少一供氨氣體包含氨(NH3)、氫氧化銨(NH4OH)、碳酸銨((NH4)2CO3)、二亞胺(N2H2)、肼(N2H4)、硝酸(HNO3)、碳酸氫銨(NH4HCO3)及/或碳酸二氨((NH3)2CO3)。
依據進一步的態樣，該至少一蝕刻氣體和該至少一供氨氣體係提供於一化合物中，而且該化合物包含三氟乙醯胺(CF2CONH2)、三乙胺三氫氟酸鹽((C2H5)3N．3HF)、氟化銨(NH4F)、二氟化銨(NH4F2)及/或四氨硫酸銅(CuSO4．(NH3)4)。
依據另一個態樣，該至少一第二氣體至少包含水蒸汽。
在有利的態樣中，該至少一第二氣體包含供氨氣體和水蒸汽。
依據有利的態樣，該至少一第二氣體包含至少一金屬前驅物氣體，而且該至少一金屬前驅物氣體包含以下化合物中之一者：六羰基鉬(Mo(CO)6)、六羰基鉻(Cr(CO)6)、六羰基釩(V(CO)6)、六羰基鎢(W(CO)6)、四羰基鎳(Ni(CO)4)、五羰基鐵(Fe(CO)5)、五羰基釕(Ru(CO)5)及五羰基鋨(Os(CO)5)。
在有利的態樣中，該至少一第二氣體包含至少一金屬羰基化合物和水蒸汽及/或至少一供氨氣體。
依據較佳的態樣，該至少一第二氣體包含氧、氮及/或至少一氮氧化合物。依據進一步的態樣，該至少一第二氣體包含氧、氮及/或至少一氮氧化合物以及供氨氣體。依據進一步的態樣，該至少一第二氣體包含氧、氮及/或至少一氮氧化合物以及水蒸汽。
在仍另一個態樣中，將該至少一第二氣體導引至將被去除的該吸收層之一部分上包含使用活化源活化該氧、該氮及/或該至少一氮氧化合物。
氧化氮(NO)自由基可以導致表面的氮化矽之氧化放大。藉此，氟基試劑的蝕刻速率可被明顯加速(例如Kastenmeier et.al.："Chemical dry etching of silicon nitride and silicon dioxide using CF4/O2/N2 gas mixtures",J.Vac.Sci.Technol.A(14(5),p.2802-2813,Sep/Aug 1996))。
依據有利的態樣，一種在製程過程中使用至少一粒子束保護基板的方法，包含以下步驟：(a)在該基板上配置局部受限的保護層；(b)使用該至少一粒子束及至少一氣體蝕刻該基板及/或配置於該基板上的層；及/或(c)使用該至少一粒子束及至少一前驅物氣體沉積材料至該基板上；以及(d)從該基板去除該局部受限的保護層。另外，該方法包含依據上述的其中一個態樣進行至少一步驟。
一方面，配置局部受限的保護層及施加包含蝕刻氣體和第二氣體的氣體使得能夠藉由調整兩個獨立的參數來保護圍繞缺陷的遮罩基板，而且另一方面，能夠藉由吸收層的處理程序保護缺陷下方的基板區域免於 損壞。該第二氣體從而允許最佳化蝕刻製程而不用擔心會損壞基板。因此，該第二氣體可以被專門選擇用於最佳化蝕刻製程，並避免損壞缺陷下方的基板，而不需任何折衷。
在進一步的態樣中，該光微影遮罩之該基板包含的材料在紫外線波長範圍中為透明的，及/或該粒子束包含電子束。除了電子束之外，離子束也是有利的。在此製程中，使用氣場離子源(GFIS)及惰性氣體產生的離子束是較佳的，該惰性氣體例如氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)及/或氙(Xe)。
以上界定的方法之應用並不限於光微影遮罩之基板。更確切來說，該方法允許在處理步驟期間及/或在修正局部缺陷期間可靠地保護所有的半導體材料。另外，局部受限的保護層通常可以用於在粒子束誘發的材料局部處理程序期間保護任何的材料，例如絕緣體、半導體、金屬、或金屬化合物。最後，以上討論的方法還可用來去除用於極紫外線(EUV)波長範圍的反射遮罩之缺陷。
本發明之進一步態樣係指一種在製程的過程中使用至少一粒子束保護基板的裝置，其中該裝置包含：(a)在該基板上配置局部受限的保護層的工具；(b)使用該至少一粒子束及至少一氣體蝕刻該基板及/或配置於該基板上的層之工具；及/或(c)使用該至少一粒子束及至少一前驅物氣體沉積材料至該基板上之工具；以及(d)從該基板去除該局部受限的保護層之工具。
依據另一個態樣，該裝置係設以執行如上述態樣中任一者之方法。
依據進一步的態樣，該裝置包含另外用以產生第二粒子束以活化氧、氮及/或氮氧化合物之工具。
1000‧‧‧裝置
1002‧‧‧遮罩
1005‧‧‧樣品台
1007‧‧‧真空腔室
1010‧‧‧基板
1015‧‧‧表面
1018‧‧‧電子槍
1020‧‧‧束形成元件
1025‧‧‧束成像元件
1027‧‧‧電子束
1030‧‧‧偵測器
1035‧‧‧離子束源
1040‧‧‧電腦系統
1050‧‧‧第一儲存容器
1051‧‧‧閥
1052‧‧‧氣體供應
1055‧‧‧第二儲存容器
1056‧‧‧閥
1057‧‧‧氣體供應
1060‧‧‧第三儲存容器
1061‧‧‧閥
1062‧‧‧氣體供應
1065‧‧‧第四儲存容器
1066‧‧‧閥
1067‧‧‧氣體供應
1070‧‧‧第五儲存容器
1071‧‧‧閥
1072‧‧‧氣體供應
1075‧‧‧第六儲存容器
1076‧‧‧閥
1077‧‧‧氣體供應
1080‧‧‧雷射系統
1082‧‧‧雷射束
1085‧‧‧抽吸裝置
1087‧‧‧泵
1100‧‧‧曝光遮罩
1110‧‧‧基板
1115‧‧‧表面
1120‧‧‧吸收材料的線空間結構
1125‧‧‧吸收材料的線空間結構
1130‧‧‧延伸缺陷
1135‧‧‧虛線
1140‧‧‧電子束
1145‧‧‧金屬羰基化合物
1150‧‧‧局部受限保護層
1200‧‧‧示例性去除製程
1240‧‧‧電子束
1242‧‧‧坑洞外觀或粗糙度
1245‧‧‧蝕刻氣體
1260‧‧‧二次電子
1400‧‧‧蝕刻製程
1440‧‧‧電子束
1445‧‧‧蝕刻氣體和第二氣體的混合物
1460‧‧‧二次粒子
1600‧‧‧蝕刻製程
1640‧‧‧電子束
1645‧‧‧蝕刻氣體和第二氣體的混合物
1660‧‧‧二次粒子
1700‧‧‧蝕刻製程
1740‧‧‧電子束
1745‧‧‧蝕刻氣體和第二氣體的混合物
1760‧‧‧二次粒子
1800‧‧‧蝕刻製程
1840‧‧‧電子束
1845‧‧‧蝕刻氣體和第二氣體的混合物
1860‧‧‧二次粒子
1900‧‧‧剖面
1955‧‧‧保護層
2000‧‧‧蝕刻製程
2040‧‧‧電子束
2045‧‧‧蝕刻氣體
2100‧‧‧片段
2200‧‧‧光微影遮罩
2210‧‧‧基板
2215‧‧‧表面
2220‧‧‧線空間結構
2225‧‧‧線空間結構
2230‧‧‧缺陷
2235‧‧‧虛線
2340‧‧‧電子束
2345‧‧‧前驅物氣體
2350‧‧‧保護層
2400‧‧‧沉積製程
2440‧‧‧電子束
2445‧‧‧金屬羰基化合物
2450‧‧‧保護層
2460‧‧‧二次粒子
2470‧‧‧層
2480‧‧‧薄層
2500‧‧‧蝕刻製程
2540‧‧‧電子束
2545‧‧‧蝕刻氣體
2555‧‧‧吸收層
2590‧‧‧薄吸收層
在以下的實施方式中，參照圖示來描述本發明目前較佳的應用實例，其中：圖1圖示MoSi層已被去除的遮罩之基板的俯視圖片段，其中MoSi層的鉬含量係在一位數百分比的範圍中；圖2圖示MoSi層已被蝕刻掉的曝光遮罩之基板的俯視圖片段，其中MoSi的鉬含量約為圖1的一半；圖3圖示通過用於修正光微影遮罩之吸收缺陷的裝置之示意圖的剖面；圖4圖示由吸收材料製作的線空間結構之片段的示意俯視圖，其中一個線或條具有缺陷，在該缺陷處沉積了過多的吸收材料；圖5示意性圖示用於圖4缺陷的局部受限保護層之配置；圖6示意性圖示使用電子束和蝕刻氣體蝕刻圖5的缺陷；圖7示意性圖示使用電子束、蝕刻氣體及供氨氣體蝕刻圖5的缺陷；圖8圖示遮罩的片段，其中已經使用電子束、XeF2作為蝕刻氣體及氫氧化銨(NH4OH)去除了具有低鉬含量的長方形MoSi層；圖9示意性圖示使用電子束、蝕刻氣體、供氨氣體及水蒸汽蝕刻圖5的缺陷；圖10示意性圖示使用電子束、蝕刻氣體、供氨氣體及一氧 化氮自由基蝕刻圖5的缺陷；圖11示意性重製使用電子束、蝕刻氣體、金屬羰基化合物、供氨氣體及/或水蝕刻圖5的缺陷；圖12圖示圖7和9-11完成圖5的缺陷去除之後；圖13示意性圖示用於去除圖12的局部受限保護層的蝕刻製程；圖14示意性圖示圖13的遮罩去除保護層之後的剖面；圖15圖示由吸收材料製作的線空間結構之片段的示意俯視圖，其中一個線或條具有缺少吸收材料的缺陷；圖16圖示在配置局部受限保護層的製程期間通過光微影遮罩之示意圖的剖面；圖17圖示在缺少的吸收材料之沉積製程期間通過圖16的遮罩之剖面；圖18圖示在去除該局部受限保護層的過程中通過圖17的遮罩之剖面；以及圖19圖示在去除該局部受限保護層之後通過圖18的遮罩之剖面。
以下更詳細地描述發明方法和發明裝置的較佳實施例。這些較佳實施例是使用處理光微影遮罩缺陷的實例進行說明。然而，發明方法和發明裝置並不限於光微影遮罩的應用。更確切來說，發明方法和發明裝置可被用於在製程的過程中及/或在修復製程的過程中處理半導體材料。在 使用粒子束進行局部處理的過程中，也可以使用局部限定的保護層來保護任意的材料。
圖3圖示裝置1000之較佳組件的示意性剖面圖，裝置1000可被用於修復遮罩的吸收結構之局部缺陷，同時裝置1000可以防止遮罩的基板在修復製程的過程中被損壞。圖3的示例性裝置1000是一種改良的掃描電子顯微鏡(SEM)。電子槍1018產生電子束1027，而一束形成和一束成像元件1020和1025將聚焦電子束1027導引到曝光遮罩1002的基板1010上或導引到排列在表面1015上的吸收結構之元件(未圖示於圖3)。
遮罩1002的基板1010被安置在樣品台1005上。樣品台1005包含偏移滑動件(未圖示於圖3)，該偏移滑動件可允許在垂直於電子束1027的平面上平移遮罩1002，使得遮罩1002的吸收結構之缺陷位在電子束1027下方。樣品台1005還可以包括一個或多個元件，藉由使用該等元件可以將遮罩1002的基板1010的溫度設定於預定的溫度並控制在預定的溫度下(未圖示於圖3)。
圖3的示例性裝置1000使用電子束1027作為粒子束。電子束1027可以被聚焦在遮罩1002的表面1015上、直徑小於10奈米的小點上。撞擊在基板1010之表面1015上或吸收結構之元件上的電子之能量可以在大的能量範圍間變化(從幾eV至高達50keV)。當撞擊在基板1010之表面1015上時，由於電子的質量小，故電子不會造成基板表面1015明顯損壞。
使用本申請案中所定義的方法並不限於使用電子束1027。更確切來說，可以使用任何的粒子束，該粒子束能夠在粒子束撞擊遮罩1002 並提供相應氣體的位置誘發前驅物氣體的局部化學反應。替代性粒子束的實例是離子束、金屬束、分子束及/或光子束。
也可以使用兩個或更多個平行的粒子束。雷射系統1080被併入圖3示例性圖示的裝置1000中，雷射系統1080產生雷射束1082。因此，裝置1000允許同時組合施加電子束1027與光子束1082到遮罩1002。束1027和1082皆可被連續地提供或以脈衝的形式提供。此外，兩個束1027和1082的脈衝可以同時部分地重疊或可以在反應位點媒介反應。反應位點是電子束1027單獨或與雷射束1082組合來誘發前驅物氣體產生局部化學反應的位置。
此外，電子束1027可被用於掃描整個表面1015，以記錄遮罩1002的基板1010表面1015的圖像。用於反向散射的偵測器1030及/或由入射電子束1027的電子及/或由雷射束1082產生的二次電子提供與基板材料1110的組成或與吸收結構的元件之材料組成成比例的訊號。遮罩1002的吸收結構元件之缺陷可以從基板1010表面1015的圖像測定。或者，遮罩1002的吸收結構之缺陷可以藉由曝露晶圓及/或藉由使用一個或數個空氣圖像的紀錄(例如使用AIM-STM測定的)來測定。
電腦系統1040可以在從掃描電子束1027及/或雷射束1082所得到的偵測器1030之訊號的基礎上測定遮罩1002的基板1010表面1015之圖像。電腦系統1040可以包括在硬體及/或軟體中實現的演算法，該演算法允許從偵測器1030的數據訊號測定遮罩1002的基板1010表面1015之圖像。與電腦系統1040連接的顯示器可以呈現所計算出的圖像(未圖示於圖3)。電腦系統1040還可以顯示偵測器1030的數據訊號及/或可以儲存 所計算出的圖像(亦未圖示於圖3)。電腦系統1040也可以控制和調整電子槍1018及束形成和束成像元件1020和1025以及雷射系統1080。此外，電腦系統1040還可以控制樣品台1005的移動(未圖示於圖3)。
入射在遮罩1002的基板1010表面1015上的電子束1027可以對基板表面1015充電。為了減少電子束1027造成的電荷累積之影響，可以使用具有低能量離子的離子槍1030照射基板表面1015。例如，可以使用具有幾百伏特動能的氬離子束來中性化基板表面1015。電腦系統1040還可以控制離子束源1035。
假使使用聚焦離子束來取代電子束1027，則正電荷分佈會累積在基板1010的絕緣表面1015上。在這種情況下，可以使用電子束來照射基板表面1015，以減少基板表面1015上的正電荷分佈。
圖3的示例性裝置1000較佳包含六個用於不同的氣體或前驅物氣體的不同儲存容器，以處理位於基板1010表面1015上的吸收結構之一或數個缺陷。第一儲存容器1050儲存第一前驅物氣體或與電子束1027組合使用以在吸收元件的缺陷周圍產生保護層的沉積氣體。第二儲存容器1055包括含氯蝕刻氣體，藉由使用該含氯蝕刻氣體可以在吸收缺陷的修復製程結束後從遮罩1002的基板1010表面1015去除該保護層。
第三儲存容器1060儲存蝕刻氣體，該蝕刻氣體例如用於局部去除過多吸收材料的二氟化氙(XeF2)。第四儲存容器1065儲存前驅物氣體，用於在曝光遮罩1002的基板1010表面1015上局部地沉積缺失的吸收材料。第五儲存容器1070和第六儲存容器1075含有另外兩種不同的氣體，可以視需要將該兩種氣體混入儲存在第三儲存容器1060中的蝕刻氣體。 此外，裝置1000可允許視需要安裝另外的儲存容器和氣體供應。
每個儲存容器具有自己的閥1051、1056、1061、1066、1071、1076，以控制在電子束1027入射於遮罩1002的基板1010處每單位時間提供的氣體粒子總數或氣體流速。另外，各個儲存容器1050、1055、1060、1065、1070、1075具有自己的氣體供應1052、1057、1062、1067、1072、1077，這些氣體供應在末端具有噴嘴，該等噴嘴靠近電子束1027撞擊基板1010的點。電子束1027撞擊遮罩1002之基板1010的點與氣體供應1052、1057、1062、1067、1072、1077的噴嘴之間的距離是在幾毫米的範圍內。然而，圖3的裝置1000還允許的配置為氣體供應到電子束1027撞擊點的距離比1毫米更短。
在圖3圖示的實例中，將閥1051、1056、1061、1066、1071、1076設置為靠近儲存容器。在替代的實施例中，可以將全部或一些閥1051、1056、1061、1066、1071、1076設置為靠近相應的噴嘴(未圖示於圖3)。此外，可以使用共同的氣體供應來提供兩個或更多個儲存容器的氣體；此亦未圖示於圖3。
各個儲存容器可以具有用於個別的溫度設定和控制的自有元件。溫度設定允許冷卻和加熱每種氣體。此外，每個氣體供應1052、1057、1062、1067、1072、1077也可以具有個別的元件用於設定和控制每種氣體在反應位點的供應溫度(亦未圖示於圖3)。
圖3的裝置1000具有泵送系統，以產生和保持所需的真空。在開始處理程序之前，真空腔室1007中的壓力通常在10-5Pa至2．10-4Pa的範圍中。在反應位點，局部的壓力通常可以增加至高達約10Pa的範圍。
圖3示意性圖示的抽吸裝置1085是氣體供應系統的重要部分。抽吸裝置1085與泵1087結合使得由前驅物氣體或局部化學反應不需要的前驅物氣體部分(例如源自於電子束誘發的金屬羰基化合物分解的一氧化碳)分解所產生的碎體基本上在產生的地方被從裝置1000的真空腔室1007抽出。可避免污染真空腔室1007，因為不需要的氣體成分在被分散之前並在被沉積之前在電子束1027及/或雷射束1082入射於基板1010上的位置被從真空腔室1007局部抽出。
較佳的是，電子束1027被專門用來起始圖3的示例性裝置1000中的蝕刻反應。電子的加速電壓是在0.01keV至50keV的範圍中。施加電子束的電流在1pA和1nA之間的區間變化。藉由使用雷射束1082，雷射系統1080可提供附加的及/或替代的能量轉移機制。例如該能量轉移機制可以選擇性地活化前驅物氣體或可以選擇性地活化由前驅物氣體分解所產生的組分或碎體，以便有效地支援吸收結構元件的局部修復製程。
圖4示意性圖示曝光遮罩1100的基板1110的片段。將吸收材料的線空間結構1120、1125設置在基板1110的表面1115上。右邊的線或條1125包含具有過多吸收材料的延伸缺陷1130。虛線1135圖示通過圖4曝光遮罩1100的片段的切割或剖面之切割線，其中該剖面呈現於圖5。
圖5的實例呈現的缺陷1130意外地與吸收元件1125具有相同的高度。然而，這對於修復遮罩1100的吸收結構1120、1125之延伸缺陷並非必須的。更確切來說，以下說明的修復製程可以修正比吸收結構元件1120、1125更低或更高的缺陷。
在第一步驟中，將保護層1150沉積在缺陷1130周圍的基板 1100表面1115上。為此目的，將電子束1140聚焦在遮罩1100的基板1110之表面1115上。用電子束1140掃描上面將沉積局部受限保護層1150的表面1115的整個部分。與電子束1140平行地局部提供前驅物氣體。原則上，可以使用任何的沉積前驅物氣體。揮發性金屬化合物是較佳的，因為可以沉積從而局部受限的保護層1150，可以在處理程序之後將保護層1150輕易地和無殘餘物地從基板去除。在眾多的揮發性金屬化合物中，金屬羰基化合物是有利的。
保護層1150應同時滿足三個基本要求：應該能夠以界定的形式在遮罩基板1110上施加保護層1150，且不需使用明顯複雜的儀器。保護層1150基本上必須抵抗MoSi吸收層的處理程序。最後，應該能夠基本上無殘餘物地再次從曝光遮罩1100的基板1110去除保護層1150。此處以及其他說明段落的表達基本上意指不影響遮罩功能性的遮罩變化。
如同以上已經指出的，金屬羰基化合物1145特別適用於沉積保護層1150。至今可以使用金屬羰基前驅物氣體六羰基鉬(Mo(CO)6)實現最佳的結果。也已經成功地使用其他的金屬羰基化合物，例如六羰基鉻(Cr(CO)6)。
電子束1140的能量轉移作用在化學反應的位置(即在電子束1140入射於基板表面的位置)從中心金屬原子分離出一氧化碳(CO)配位基。抽吸裝置1085從反應位點去除部分的CO分子。前驅物氣體分子的金屬原子在遮罩1100的基板1110表面1115上的反應位點沉積沉積物，因為實施中可以使用一個或更多的CO分子，從而形成保護層1150。
在沉積製程期間電子束1140的參數取決於所使用的前驅物 氣體。例如，對於前驅物氣體六羰基鉬(Mo(CO)6)來說，藉由使用動能在0.2keV到5.0keV範圍中及束電流在0.5pA和100pA之間的電子可獲得良好的結果。對於沉積保護層的電子束聚焦沒有特定的要求。
經由氣體供應1052以0.01sccm至5sccm(每分鐘標準立方公分)的氣體流動速率將六羰基鉬輸送到反應位點，該氣體流動速率可藉由閥1051調節和控制。或者，在反應位點提供的氣體量可以藉由Mo(CO)6或更一般的金屬羰基化合物之溫度來控制和調節，並因此可藉由壓力進行控制或調節。
除了用於保護層1150的材料之外，將沉積的保護層1150之厚度還取決於後續的處理程序，保護層1150必須保護基板1110的表面1115對抗該後續的處理程序。保護層1150(例如Mo(CO)6層)應具有1nm和5nm之間的厚度，以在後續的去除或蝕刻製程中提供對抗藉由電子束處理缺陷1130的保護。當沉積吸收材料時，保護層的要求較低。在這種情況下，沉積的保護層無針孔是足夠的，使得約1nm的層厚度是足夠的。
保護層1150的尺寸和形狀可以從後續處理程序的製程條件衍生出。當同時提供金屬羰基前驅物氣體1145時，可以藉由以電子束1140掃描基板1110的整個測定表面1115來產生保護層1150。
保護層1150可以包含兩個或多個層。與基板1110的表面1150接觸的最下層可以提供對基板1110的界定黏附。局部受限保護層1150的第二或較高的層可以提供對抗後續緊接處理程序的界定阻力。或者，保護層1150的組成可以在整個厚度或深度間變化。為此目的，除了來自儲存容器的金屬羰基前驅物氣體之外，可以例如藉由第六儲存容器1175在反應 位點局部供應第二前驅物氣體。
圖6圖示藉由電子束1240和蝕刻氣體1245去除缺陷1130的過多材料的示例性去除製程1200。在圖6的實例中，吸收結構1120、1125的元件以及缺陷1130是由MoxSiOyNz所組成的，而且：0≦x≦0.5，0≦y≦2.0，0≦z≦4/3；此材料系統在以下縮寫為MoSi。電子束1240的應用有益之處在於一個粒子束可被用於形成保護層1150及用於去除過多的MoSi材料。
例如，可以使用二氟化氙(XeF2)作為蝕刻氣體1245。可能的蝕刻氣體的進一步實例為六氟化硫(SF6)、四氟化硫(SF4)、三氟化氮(NF3)、三氟化磷(PF3)、六氟化鎢(WF6)、氟化氫(HF)、氮氧氟化物(NOF)、三磷三氮六氟化物(P3N3F6)或這些蝕刻氣體的組合。也可以將蝕刻化學品延伸到其他的鹵素，例如氯(Cl2)、溴(Br2)、碘(I2)或上述元素之化合物，例如氯化碘(ICl)或氯化氫(HCl)。
電子束誘發的蝕刻製程對於具有低鉬含量的MoSi層是困難的。假使MoSi材料另外具有高含量的氮，則可以上述的蝕刻氣體1245和電子束1240實現非常低的蝕刻速率。二次電子1260在長的時間期間作用在保護層1150上，並因此會損壞保護層1150。
蝕刻選擇率是特性化蝕刻製程的重要參數。蝕刻選擇率係定義為第一材料(通常是將被蝕刻的材料)的蝕刻速率對第二材料(通常是將不被蝕刻的材料)的蝕刻速率之比值。該比值愈大，則蝕刻製程愈具選擇性，而且愈容易再現的實現所需的蝕刻結果。應用到圖6的蝕刻製程，這意指假使蝕刻製程將以遠比遮罩1100的基板1110更高的蝕刻速率蝕刻 MoSi層1130的材料，則蝕刻選擇性會是高的。然後電子束1250和蝕刻氣體1245的組合將以較高的速率去除缺陷1130，而且當到達與基板1110表面1115的層邊界時，將可明顯減緩該製程，或理想上該製程將變成停止。
在圖6的實例中，蝕刻選擇率是在1：7的範圍中。此意指電子束1240和蝕刻氣體1245蝕刻遮罩1100的基板1110遠比缺陷1130的MoSi材料快。從這個結果可得出至少兩個結論。若沒有先前的保護層1150，前向散射電子1260的貢獻將導致遮罩1100的基板1110損壞，該損壞的程度與將被去除的吸收層之厚度量級相同。保護層1150有效地防止了這種蝕刻製程。
目前用來作為去除MoSi材料的標準的蝕刻氣體在耗時的蝕刻製程過程中會在缺陷的蝕刻表面上形成一種坑洞外觀。這在圖6中藉由符號1242指示。當到達缺陷1130和下層基板之間的層邊界時，假使缺陷的最深坑洞一到達基板表面1115即停止蝕刻製程，則有部分的缺陷1130未被去除，或是假使在完全去除缺陷1130之後才終止蝕刻製程，則蝕刻製程會在遮罩基板1150中形成放大的坑洞外觀。
圖2圖示圖6的蝕刻製程用於具有低鉬含量的長方形MoSi層的結果。圖6的蝕刻製程1200已經將缺陷1130的粗糙度1242轉入MoSi層下方的遮罩基板1110中。
當蝕刻MoSi層時，藉由添加供氨氣體可以明顯減少坑洞外觀或粗糙度1242。圖7圖示這個事實。供氨氣體或不同供氨氣體的組合可以例如使用氣體供應1072、1077由第五或第六儲存容器1070及/或1075提供到反應位點，並可以使用閥1071及/或1076進行控制。
除了氨(NH3)之外，也可以使用氫氧化銨(NH4OH)及/或芳香鹽((NH4)2CO3)作為供氨氣體以及類似的物質，例如碳酸銨((NH3)2CO3)、碳酸氫銨(NH4HCO3)、二亞胺(N2H2)、肼(N2H4)、硝酸(HNO3)。這些氣體一方面輕微地加速缺陷1130的MoSi材料的蝕刻，並且另一方面減緩遮罩1100的基板1110之蝕刻製程。對於圖7圖示的蝕刻製程的典型製程參數來說，減緩約為二分之一並且加速約達40%。因此，總蝕刻選擇率從圖6的蝕刻製程1200中約1：7改良到現在的1：2.5。然而，由此所得的蝕刻選擇率仍然在反比的領域(inverse regime)中。這表示電子束1440和前驅物氣體1445的組合仍然蝕刻基板1110比缺陷1130的MoSi材料更快。
由於缺陷1130的平滑蝕刻行為(圖示於圖7)，包含蝕刻氣體1245(在圖6的實例中為XeF2)的氣體1445和至少一供氨氣體的組合與背向散射及/或如圖3的內文中討論的二次電子的偵測結合，導致示例性缺陷1130在預定規格中被去除。
蝕刻氣體1245和供氨氣體的氣體流動速率之比可以在蝕刻製程1400期間變化。因此可以考慮沿著缺陷1130的深度改變的MoSi材料組成。另一方面，缺陷1130的蝕刻速率和基板表面1150的粗糙度因而可以在去除的缺陷1130區域中被最佳化。
圖8圖示添加供氨氣體對於去除具有低鉬含量的MoSi層的影響。在結果圖示於圖8的蝕刻製程中，已經將氫氧化銨(NH4OH)混入蝕刻氣體XeF2中。在圖8的示例性修正製程中，電子束1440的能量是在0.1keV和5.0keV間的範圍中。XeF2和NH4OH的氣體流動速率分別是在 0.05sccm至高達1sccm和從0.01sccm到1sccm的範圍中。
在修改的製程控制中，氣體1445(即蝕刻氣體1245)和供氨氣體被以一種化合物提供，即在反應位點的一種氣體分子內。為此目的，可以使用例如化合物三氟乙醯胺(CF2CONH2)、三乙胺三氫氟酸鹽((C2H5)3N．3HF)、氟化銨(NH4F)、二氟化銨(NH4F2)及/或四氨硫酸銅(CuSO4．(NH3)4)。應用同時提供蝕刻氣體和供氨氣體的前驅物氣體可便利儲存。另外，也可以便利氣體供應和控制，因為只需要一種單一氣體來替代多種氣體的混合物。
假使除了蝕刻氣體1245和供氨氣體之外另外將水或水蒸汽供應到反應位點，則可以提高圖7圖示的蝕刻製程1400中的蝕刻選擇率。圖9圖示以這種方式實現的蝕刻製程1600。一方面，將水添加到氣體1645的混合物導致MoSi吸收元件1125沿著將被去除的缺陷1130的邊緣更明顯。另一方面，水蒸汽將蝕刻選擇率從約1：2.5(圖7的蝕刻製程1300)明顯改良到約1.7：1。因此，圖9圖示的蝕刻製程離開了反比的領域(inverse regime)。蝕刻選擇率的提高是藉由減緩蝕刻速率來實現。缺陷1130的MoSi層之蝕刻速率降低約二分之一，而遮罩基板1155的蝕刻速率減緩大約圖7蝕刻製程1400的數量級。
因此，圖9的蝕刻製程1600(其第二氣體1645包含三種物質(蝕刻氣體1245、供氨氣體及水)的組合)至少原則上可以不需要保護層1150來進行。然而，由於氨支援製程對類河床化的獨特親和力，在圖9的蝕刻製程1600中不使用保護層1150來進行是有利的，特別是假使缺陷1130的MoSi材料具有低鉬濃度及/或具有高氮分率。
在圖7蝕刻製程的進一步變化中，將一氧化氮(NO)混合到蝕刻氣體1245來取代水。圖11圖示的蝕刻製程1700使用以下成分的混合物作為第二氣體1745：蝕刻氣體1245和NO。使用電子束1740及/或雷射束1082在反應位點活化NO自由基。如本說明的第三部分已經解釋的，NO自由基明顯地提高氮化矽的蝕刻速率而沒有破壞遮罩1100的石英基板1110之矽氧連結。因此，與圖9的蝕刻製程1600相比，圖10的蝕刻製程1700之選擇率再次提高。結果，圖11的蝕刻製程1700原則上不需要保護層1150。
在修改後的蝕刻製程中，除了蝕刻氣體1245和一氧化氮之外，將供氨氣體另外添加到氣體1745的混合物中。如同前一節中所說明的，可以將NO自由基再次活化。將被去除的MoSi材料的組成細節決定修改後的蝕刻製程是否可以在沒有保護層1150下進行。
在圖10的蝕刻製程1700之進一步修改後的處理程序中，在反應位點提供氮(N2)和氧(O2)來取代一氧化氮。在反應位點使用電子束1740及/或使用雷射系統1080的雷射束1082再次活化氮和氧，使得氮和氧更佳地反應成NO。然後蝕刻製程的進一步程序如前一節中所說明的進行。
如同圖1的上下文中已經說明的，MoSi層的蝕刻速率隨著鉬的分率減少而降低，因此蝕刻製程的選擇率與基板1110相比大幅降低。在蝕刻製程期間缺乏的金屬原子可以藉由添加金屬羰基化合物作為前驅物氣體來平衡。圖11圖示蝕刻製程1800，其中氣體混合物1845除了蝕刻氣體(在本案中為XeF2)之外還具有金屬羰基化合物。
當使用金屬羰基化合物時，六羰基鉻(Cr(CO)6)和六羰基鉬(Mo(CO)6)可以實現極其良好的結果，亦即缺陷1130的蝕刻速率明顯加速，並因而提高了蝕刻選擇率。然而，應用其他的金屬羰基化合物也是可以的。此外，可以在氣體混合物1845中使用兩種或更多種金屬羰基化合物的組合。一般來說，可以藉由增加金屬羰基化合物的氣體流動速率來提高蝕刻速率。然而，在這個製程中，必須考慮到的是金屬羰基化合物是沉積氣體。這意指當金屬羰基化合物的某些氣體流動速率過高時，蝕刻速率會開始減緩，因為沉積部分開始勝過蝕刻速率的增快部分。
在蝕刻製程期間，可以對缺陷的MoSi材料組成調整蝕刻氣體和金屬羰基化合物的氣體流動速率之比，以最佳化蝕刻速率。目前蝕刻的材料之組成可以從圖3的裝置1000的偵測器1030之背向散射及/或二級電子的能量分佈來測定。
然而，藉由添加一種或數種金屬羰基化合物到蝕刻氣體混合物1845來加速蝕刻速率並不會導致經蝕刻表面的粗糙度1242降低。可以藉由添加水或水蒸氣及/或藉由供氨氣體而大幅降低經蝕刻的表面之粗糙度。
如同以上所解釋的，粗糙度的降低是伴隨著蝕刻製程的減速。因此，一方面蝕刻氣體和金屬羰基化合物的氣體流動速率之比、及另一方面蝕刻氣體和水及/或供氨氣體的氣體流動速率之比必須作為缺陷1130的MoSi材料之組成的函數被最佳化。在極端的情況下，假使氣體流動速率之比的大小錯誤，則蝕刻製程會停止。假使金屬羰基化合物和水及供氨氣體的氣體流動速率相對於蝕刻氣體的氣體流動速率太高，則金屬羰基化合物 的沉積效應會勝過蝕刻氣體的蝕刻效應。
也可以類似於在以單一化合物供應蝕刻氣體和第二氣體的上下文中所討論的，以單一的氣態化合物提供蝕刻氣體和金屬原子。用於此製程的示例性組成物為：六氟化鉬(MoF6)、四氟化鉻(CrF4)及六氟化鎢(WF6)。另外，為此目的可以使用另外的金屬氟化物化合物。最後，還可以使用其它的金屬鹵素化合物，以在氟基蝕刻化學品以外的鹵素之基礎上提供另外的蝕刻化學品。
單一化合物中蝕刻氣體和金屬原子的組合相對於各個前驅物氣體的儲存具有簡化圖3之裝置1000的有利面。此外，在單一化合物中的組合可以有更簡單的製程控制。
在具有低鉬分率的MoSi層之蝕刻製程期間、用於增加金屬含量的修改製程控制中，沒有在蝕刻製程期間將金屬羰基化合物加入氣體混合物中。更確切來說，在實際的蝕刻製程之前沉積由一種或數種金屬羰基化合物製成的金屬薄層。金屬層提供了在蝕刻製程期間MoSi材料中缺少的金屬原子。
將金屬羰基化合物加入氣體混合物中還提高了石英基板1110的蝕刻速率。因此，在蝕刻製程期間金屬原子的良好局部化是在缺陷1130上沉積金屬薄層的重要優點，使得關於蝕刻選擇率的折衷可被避免。為此理由，當使用此製程控制時可以不使用保護層的保護功能來進行。
另一方面，在使用此製程控制時，在缺陷1130的蝕刻製程過程中減少從薄層的金屬儲存局部提供的金屬原子並因此還降低蝕刻速率是不利的。這個缺點可以藉由以數個步驟執行該製程(即藉由週期性地沉 積金屬薄層)來補償。
在圖示於圖7、9、10或11的蝕刻製程1400、1600、1700或1800完成之後，通過遮罩1100的剖面1900具有保護層1955。當與保護層1150相比時，由於二次粒子1460、1660、1760或1860及/或蝕刻氣體和第二氣體的混合物1445、1645、1745或1845之影響，保護層1955會具有損壞。圖12藉由部分去除的保護層1955示意性地圖示之。另一方面，缺陷已藉由蝕刻製程1400、1600、1700、1800中之一者被從遮罩1100去除，其中基板1110的表面1150基本上在缺陷的位置未被粗糙化。
圖13示意性圖示在完成蝕刻製程1400、1600、1700、1800中之一者之後剩餘的圖13保護層1955的去除。藉由使用蝕刻製程藉由使用電子束2040和蝕刻氣體2045從基板1110的表面1115去除保護層1150、1955。一般來說，對於去除保護層1150、1955來說，相對於基板1110具有高選擇率的蝕刻製程是有利的。在此觀點上，氟基蝕刻氣體並非理想的。以剩餘鹵素為基礎的蝕刻氣體，即氯、溴及/或碘基蝕刻氣體已證明可成功去除保護層1150、1955。在圖13的蝕刻製程中使用亞硝氯(NOCl)作為蝕刻氣體2045。使用NOCl可以選擇性地從遮罩1100的基板1110去除保護層1955，其中該保護層已被從金屬羰基化合物沉積出。
從一種或多種金屬羰基化合物沉積的保護層1150、1955另外具有的有利特性在於可以使用一般的遮罩清洗製程從基板1110的表面1115無殘餘物地去除保護層1150、1955。因此，不需要圖13圖示的蝕刻製程2000。可以在其中一個必要的遮罩清洗步驟過程中簡易地去除保護層1150、1955。
圖14圖示完成保護層1150、1955的去除之後遮罩1100的片段2100。所說明的修復製程已經去除了過多MoSi材料的缺陷，且基本上未損壞基板1110的表面1115。
圖15示意性圖示光微影遮罩2200的基板2210之片段。由MoSi吸收材料製作的線空間結構2220、2225被施加於基板2210的表面2215。左邊的線或條2220具有缺少吸收材料的缺陷。虛線2235表示通過圖15的曝光遮罩2200的片段之剖面的切割線，該剖面圖示於圖16。在修復缺陷2230之前，保護層2150被沉積在遮罩2200的基板2210之表面2215上，如圖16所示意性圖示。藉由使用電子束2340和一種或更多種金屬羰基化合物或其它的揮發性金屬化合物作為前驅物氣體2345來沉積保護層2350。除了金屬羰基化合物之外，還可以使用例如氟化鎢(WF6)、氟化鉬(MoF6)或其它的金屬氟化物化合物。
沉積保護層2350的細節已經在討論圖5時作了說明。與圖5的保護層1150相比，保護層2350的獨特性在於在該剖面的區域中，該保護層並非被配置鄰近吸收元件2220，而是被配置成與吸收元件2220隔開一段距離，該距離對應於缺陷2230的地面區域。
圖17示意性圖示用於修正缺陷2230的沉積製程2400。藉由在缺陷的位置或在處理位置或在反應位點提供一種或數種金屬羰基化合物以及使用電子束2440藉由電子束誘發的金屬羰基化合物2445之局部化學反應來進行由於缺陷2230而缺少的吸收材料之沉積。電子束2440將金屬羰基化合物2445分裂。分離的CO配位基部分或更一般的非金屬成分部分被抽吸裝置1085從反應位點抽出。金屬羰基化合物的中心金屬原子或金 屬氟化合物的金屬原子與其它的碎體一起沉積在缺陷2230的地面區域上。因此，吸收材料層2470可藉由使用電子束2440重複掃描缺陷2230的整個地面區域而形成。
類似於圖6、7及9-11的蝕刻製程，電子束2440產生二次電子，或更一般的是二次粒子2460。這些二次粒子的一部分會撞擊在保護層2350上，並且可以將保護層上可取得的金屬羰基化合物粒子分裂，而且可以在由金屬原子及其它碎體製成的保護層2350上沉積薄層2480。
對於修復缺陷2230，六羰基鉻(Cr(C06))是較佳的金屬羰基化合物。還可以藉由其它的金屬羰基化合物或藉由使用揮發性的金屬化合物來生長吸收材料層，例如藉由以上所提到的金屬氟化合物。與保護層2350相反，吸收層2470應該以可能的方式黏附在遮罩2200的基板2210之表面2250上，以使保護層2350既不會被清洗製程損壞也不會被紫外線照射曝露損壞，而且不會從基板2210分離。
在圖17圖示的沉積製程期間，入射電子的動能是在0.1keV到5.0keV的範圍中。有利的束電流包含從0.5pA到100pA的範圍。該金屬羰基化合物的氣體流動速率在0.01sccm到5sccm的範圍中。必須以適當的方式選擇重複時間以及停留時間，使得蝕刻速率是最佳的。
圖18示意性圖示在修復缺陷2230的沉積製程完成之後沉積的吸收層2555和保護層2450上的薄吸收層2590。在最後的製程步驟中，以蝕刻製程2500再次從基板2210的表面2215去除保護層2450。如圖13的上下文中已經說明的，蝕刻製程以電子束誘發的蝕刻製程進行，該蝕刻製程之參數係說明於以上圖13的討論之上下文中。在圖18的蝕刻製程2500 中，類似於圖13的蝕刻製程使用亞硝氯(NOCl)作為蝕刻氣體2545。
可以使用一般的清洗製程以類似於圖5之保護層1150的方式將圖18的保護層2450無殘餘物地從遮罩2250的基板2210去除。
最後，圖19圖示在保護層2450的去除完成之後遮罩2200的片段。所討論的修正製程基本上已經去除了缺乏MoSi材料的缺陷2230，且未損壞遮罩2200的基板2210之表面2215。
1000‧‧‧裝置
1002‧‧‧遮罩
1005‧‧‧樣品台
1007‧‧‧真空腔室
1010‧‧‧基板
1015‧‧‧表面
1018‧‧‧電子槍
1020‧‧‧束形成元件
1025‧‧‧束成像元件
1027‧‧‧電子束
1030‧‧‧偵測器
1035‧‧‧離子束源
1040‧‧‧電腦系統
1050‧‧‧第一儲存容器
1051‧‧‧閥
1052‧‧‧氣體供應
1055‧‧‧第二儲存容器
1056‧‧‧閥
1057‧‧‧氣體供應
1060‧‧‧第三儲存容器
1061‧‧‧閥
1062‧‧‧氣體供應
1065‧‧‧第四儲存容器
1066‧‧‧閥
1067‧‧‧氣體供應
1070‧‧‧第五儲存容器
1071‧‧‧閥
1072‧‧‧氣體供應
1075‧‧‧第六儲存容器
1076‧‧‧閥
1077‧‧‧氣體供應
1080‧‧‧雷射系統
1082‧‧‧雷射束
1085‧‧‧抽吸裝置
1087‧‧‧泵

Claims (35)

  1. 一種在使用至少一粒子束進行處理的過程中保護一基板的方法，該方法包含以下步驟：a.在該基板上施加一局部受限的保護層；b.使用該至少一粒子束及至少一氣體蝕刻該基板及/或配置於該基板上的一層；及/或c.使用該至少一粒子束及至少一前驅物氣體沉積材料至該基板上；以及d.從該基板去除該局部受限的保護層。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中施加該局部受限的保護層包含將該保護層施加於鄰接一部分的該基板或將被處理的該層及/或將該保護層施加於與該層間隔一距離，於該距離內材料將被沉積於該基板上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中施加該保護層包含沉積一保護層，與該基板相比該保護層具有一大於1：1、較佳為大於2：1、更佳為大於3：1以及最佳為大於5：1的蝕刻選擇率。
  4. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中施加該保護層包含使用一電子束及至少一揮發性金屬化合物在該基板上沉積至少一含金屬層。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該至少一揮發性金屬化合物包含至少一金屬羰基前驅物氣體，以及其中該至少一金屬羰基前驅物氣體包含以下化合物中之至少一者：六羰基鉬(Mo(CO)6)、六羰基鉻(Cr(CO)6)、六羰基釩(V(CO)6)、六羰基鎢(W(CO)6)、四羰基鎳 (Ni(CO)4)、五羰基鐵(Fe(CO)5)、五羰基釕(Ru(CO)5)及五羰基鋨(Os(CO)5)。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該至少一揮發性金屬化合物包含一金屬氟化物，以及其中該金屬氟化物包含以下化合物中之至少一者：六氟化鎢(WF6)、六氟化鉬(MoF6)、氟化釩(VF2、VF3、VF4、VF5)、及/或氟化鉻(CrF2、CrF3、CrF4、CrF5)。
  7. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中該局部受限的保護層具有一0.2nm-1000nm、較佳0.5nm-500nm及最佳1nm-100nm的厚度及/或在該基板上具有一從1nm-5000nm、較佳2nm-2000nm及最佳從5nm-500nm的橫向延伸。
  8. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中在該基板上沉積材料包含在該基板上鄰接配置於該基板上的該層沉積材料。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之方法，其中該至少一氣體包含至少一蝕刻氣體。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該至少一蝕刻氣體包含：二氟化氙(XeF2)、六氟化硫(SF6)、四氟化硫(SF4)、三氟化氮(NF3)、三氟化磷(PF3)、六氟化鎢(WF6)、六氟化鉬(MoF6)、氟化氫(HF)、氮氧氟化物(NOF)、三磷三氮六氟化物(P3N3F6)或這些氣體的組合。
  11. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中去除該保護層包含將該電子束和至少一第二蝕刻氣體導引至該保護層上，其中該至少一第二蝕 刻氣體與該基板相比包含一大於2：1、較佳為大於3：1、更佳為大於5：1以及最佳為大於10：1的蝕刻選擇率。
  12. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中去除該保護層包含將該電子束和至少一第二蝕刻氣體導引至該保護層上，其中該至少一第二蝕刻氣體包含一含氯氣體、一含溴氣體、一含碘氣體及/或一包含這些鹵素之組合的氣體。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該至少一第二蝕刻氣體包含至少一含氯氣體。
  14. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之方法，其中從該基板去除該保護層藉由使用該基板之一濕化學清洗來進行。
  15. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中該基板包含一光微影遮罩之一基板及/或配置於該基板上的該層包含一吸收層。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該吸收層包含MoxSiOyNz，其中0≦x≦0.5、0≦y≦2以及0≦z≦4/3。
  17. 一種去除一吸收層之部分的方法，該吸收層被配置於一光微影遮罩之一基板之一表面之部分上，其中該吸收層包含MoxSiOyNz，並且其中0≦x≦0.5、0≦y≦2及0≦z≦4/3，該方法包含以下步驟：將至少一粒子束和至少一氣體導引至將被去除的該吸收層之至少一部分上，其中該至少一氣體包含至少一蝕刻氣體和至少一第二氣體，以及其中該至少一氣體在一個化合物中包含一蝕刻氣體和至少一第二 氣體。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，進一步包含以下步驟：在該至少一粒子束被導引至將被去除的該吸收層之該至少一部分上的一時段期間，改變該至少一蝕刻氣體與該至少一第二氣體的氣體流動速率之一比例。
  19. 如申請專利範圍第17或18項之方法，進一步包含以下步驟：在到達一介於該吸收層和該基板間的層邊界之前改變該至少一第二氣體之組成。
  20. 如申請專利範圍第17-19項中任一項之方法，其中該至少一第二氣體包含一供氨氣體。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該至少一供氨氣體包含氨(NH3)、氫氧化銨(NH4OH)、碳酸銨((NH4)2CO3)、二亞胺(N2H2)、肼(N2H4)、硝酸(HNO3)、碳酸氫銨(NH4HCO3)、及/或碳酸二氨((NH3)2CO3)。
  22. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該至少一蝕刻氣體和該至少一供氨氣體係提供於一化合物中，以及其中該化合物包含三氟乙醯胺(CF2CONH2)、三乙胺三氫氟酸鹽((C2H5)3N．3HF)、氟化銨(NH4F)、二氟化銨(NH4F2)及/或四氨硫酸銅(CuSO4．(NH3)4)。
  23. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該至少一第二氣體至少包含水蒸汽。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該至少一第二氣體包含至少一供 氨氣體和水蒸汽。
  25. 如申請專利範圍第17-19項中任一項之方法，其中該至少一第二氣體包含一金屬前驅物氣體，以及其中該至少一金屬前驅物氣體包含以下化合物中之至少一者：六羰基鉬(Mo(CO)6)、六羰基鉻(Cr(CO)6)、六羰基釩(V(CO)6)、六羰基鎢(W(CO)6)、四羰基鎳(Ni(CO)4)、五羰基鐵(Fe(CO)5)、五羰基釕(Ru(CO)5)及五羰基鋨(Os(CO)5)。
  26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該至少一第二氣體包含一金屬羰基化合物和水及/或至少一供氨氣體。
  27. 如申請專利範圍第17-19項中任一項之方法，其中該至少一第二氣體包含氧、氮及/或至少一氮氧化合物。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該至少一第二氣體包含氧、氮及/或至少一氮氧化合物、以及一供氨氣體。
  29. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該至少一第二氣體包含氧、氮及/或至少一氮氧化合物、以及水蒸汽。
  30. 如申請專利範圍第27項之方法，其中將該至少一第二氣體導引至將被去除的該吸收層之一部分上包含使用一活化源活化該氧、該氮及/或該至少一氮氧化合物。
  31. 如申請專利範圍第1-16項中任一項之方法，進一步包含執行申請專利範圍第17-30項之步驟中之至少一者。
  32. 如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中該光微影遮罩之該基板包含一材料，該材料在紫外線波長範圍中為透明的，及/或其中該粒子束包含一電子束。
  33. 一種在一製程的過程中使用至少一粒子束保護一基板的裝置，包含：a.在該基板上配置一局部受限的保護層的工具；b.使用該至少一粒子束及至少一氣體蝕刻該基板及/或配置於該基板上的一層之工具；及/或c.使用該至少一粒子束及至少一前驅物氣體沉積材料至該基板上之工具；以及d.從該基板去除該局部受限的保護層之工具。
  34. 如申請專利範圍第33項之裝置，其中該裝置係進一步設以執行一如申請專利範圍第1-33項中任一項之方法。
  35. 如申請專利範圍第33項之裝置，進一步包含用以產生一第二粒子束以活化氧、氮及/或氮氧化合物之工具。
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