TWI613694B - 以聚焦粒子束處理基板的方法與裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種以入射於基板上的聚焦粒子束處理基板的方法，該方法包含以下步驟：(a)使用該聚焦粒子束及至少一個處理氣體產生至少一個參考標記於該基板上；(b)決定該至少一個參考標記之一參考位置；(c)使用該參考標記之該參考位置處理該基板；及(d)自該基板移除該至少一個參考標記。

Description

以聚焦粒子束處理基板的方法與裝置
本發明有關以聚焦粒子束處理基板的領域。
由於半導體器件積體密度穩定地增加，光微影遮罩或奈米壓印微影的模板必須轉印越來越小的特徵。為符合此要求，成像工具的光化波長已按436 nm及365 nm至193 nm的級距減少。此外，已引入浸潤式微影以放大投射系統的數值孔徑。結果，遮罩製程已達到極高的複雜度且連帶使成本急遽增加。在不遠的將來，將使用波長13.5 nm的光，使用反射型遮罩進行成像。
為了以足夠的良率製造光微影遮罩，在製程結束時藉由修補移除遮罩缺陷。在以光微影遮罩照射的晶圓上產生結構元件亦可導致同樣必須校正的小缺陷。再者，超大型(ULSI)晶片通常在相同晶片上具有許多藉由電路修正而選擇、啟動及修補的積體電路變體。另外，微影技術的進展允許製作例如特徵尺寸越來越小的微機電系統(MEMS)或光子積體電路(PIC)，其製作係容易發生誤差的程序。類似於光微影遮罩的情況，需要隨時校正這些器件的誤差。
下文中，以術語「基板」概述這些及其他項目。
一般而言，上述誤差是可使用聚焦粒子束校正的局部缺陷。聚焦粒子束提供上述較小結構所需的空間解析度(<1 μm)。為了修補基板上的局部缺陷，結合粒子束施加合適處理氣體以引發粒子束輔助的化學程序。為了局部移除基板的過多材料， 處理氣體包含至少一個蝕刻氣體。若要局部沈積某一材料，將使用前驅氣體或化學氣相沈積(CVD)氣體作為處理氣體。
在處理缺陷期間，可能對缺陷進行加熱。還有，用於掃描的微操縱器可能在某個時間週期內取得一些滑移(slip)。此外，當使用帶電粒子束時，基板表面可充電，因而導致帶電粒子束撞擊基板之位置的位移及/或扭曲。所有這些效應導致入射粒子束及要處理的基板之間的相對位置漂移，因而使得粒子束對基板有缺陷區域的空間解析度下降。
藉由使用及/或製作及使用接近基板缺陷的參考標記，可解決此問題。在一些具體實施例中，參考標記具有在50 nm至100 nm之範圍中的尺寸。在修補程序期間，使用參考標記校正粒子束相對於有缺陷區域的漂移。在先前技術中，此一程序稱為「漂移校正(drift correction,DC)」。
以下文獻為本專利申請案的相關技術：US 7 018 683、EP 1 662 538 A2、JP 2003007247 A、US 2007/0023689、及US 2008/0073580。
然而，如果特徵元件的大小減少至其尺寸變成與參考標記的尺寸相當的程度，則又是另一種情況。因而，參考標記不容忽視，因為其可影響基板的進一步處理，並存在參考標記可能影響基板影像的危險。
因此，本發明實施例之一目的在於提供一種儘量減少參考標記對進一步處理及/或塗覆基板之影響的方法及裝置。
根據本發明之第一方面，提供一種如後述申請專利範圍所述之方法。在一具體實施例中，以入射於基板上之聚焦粒子束處理基板的方法包含以下步驟：(a)使用該聚焦粒子束及至少一個處理氣體產生至少一個參考標記於該基板上；(b)決定該至少一個參考標記之一參考位置；(c)使用該參考標記之該參考位置處理該基板；及(d)自該基板移除該至少一個參考標記。
在一方面中，根據所主張方法處理基板在第一步驟中產生具有已知組成物的參考標記。參考標記將協助誤差校正。可使用習用的程序，自基板移除參考標記。
在一具體實施例中，32 nm節點(node)的光微影遮罩具有130 nm的典型線寬，類似於DC標記的尺寸(50 nm-100 nm)。因此，在成功修補程序結束時，參考標記可導致不想要的效應。此類效應的實例有利用度量工具偵測參考標記可在遮罩的最終檢測時導致困難。DC標記在位於吸收線上時無法在傳輸光中看到，但其可在檢測工具的反射或散射(scattered)光成分中「見到」。再者，在縮小的特徵大小下，在修補期間掃描DC標記的殘餘可能影響空間的傳輸，因而甚至影響在193 nm遮罩上的可印性(printability)。結果，在應用光微影遮罩時，參考標記甚至可造成曝光損失，因而危及由晶圓上遮罩產生的影像品質。
再者，參考標記的組成物通常並非完全已知。事實上，甚至很難定義其組成物。例如，可能存在密度及/或原子比的不均勻性。因此，很難預測其在進一步處理遮罩期間及特別在其應用期間的時間性演變。尤其，使參考標記曝光於微影器件之投射系統中使用的紫外光或深紫外光(DUV)輻射，將挑戰參考標 記的長期穩定性。
應用定義的缺陷校正程序避免了上文討論的問題。
此外，上述方法不限於遮罩修補程序。上述方法可應用於任何種類的處理，其中處理樣品所需的輔助結構必須配置在樣品上，及在處理結束時，必須自樣品移除該等輔助結構。
在一方面中，在處理基板之前，先決定參考位置。
在開始處理基板之前決定參考標記的參考位置時，可追蹤及校正所有處理步驟對粒子束及基板上處理位置之相對位置的效應。
在又一方面中，處理基板另外包含：(a)中斷處理；(b)決定至少一個參考標記之位置相對於參考位置之漂移；及(c)以校正的漂移繼續處理基板。在還另一方面中，處理基板另外包含週期性重複步驟(a)至(c)。
可針對處理的特定情況，調整決定參考標記之位置漂移的週期。例如，可在程序一開始且總裝置尚未達到熱穩定條件時，選擇較短的時間週期。此外，時間週期可取決於基板的實際處理，例如在基板上局部移除材料或局部沈積材料。
根據另一方面，處理基板另外包含基於漂移感測器的信號重複前面段落中的步驟(a)至(c)。
在參考標記之外應用漂移感測器提供了用於決定聚焦粒子 束之位置的第二獨立構件。再者，漂移感測器允許決定聚焦粒子束在時間週期內的突然漂移。在兩個時間點之間，自參考標記的影像偵測漂移。
在另一方面中，處理基板另外包含使用與產生至少一個參考標記所使用的粒子束不同的粒子束。
取決於特定基板及其組成物，可以使用一個粒子束產生參考標記，及使用另一個粒子束處理基板。
在又一方面中，處理氣體包含至少一個第一前驅氣體、至少一個第二前驅氣體及/或至少一個蝕刻氣體。第二前驅氣體可與第一前驅氣體不同。
根據另一方面，產生至少一個參考標記包含使用聚焦粒子束及至少一個第一前驅氣體沈積材料點(dot)。
雖然可設想應用一個處理氣體產生參考標記及處理基板，但更有可能的是使用特定第一前驅氣體或數個特定前驅氣體的組合產生參考標記。如果處理基板包含局部沈積特定材料於基板上，則一般使用第二前驅氣體。假使處理基板包含局部移除材料，則可使用單一蝕刻氣體或數個蝕刻氣體的組合。
根據又一方面，產生至少一個參考標記包含使用聚焦粒子束及至少一個蝕刻氣體蝕刻孔洞。
一般而言，參考標記在含有參考標記之區域的影像中，具有在基板某個位置產生對比的功能。可利用添加至此位置的材 料點或利用在相應位置蝕刻至基板中的孔洞，產生此對比。
在另一方面中，移除至少一個參考標記包含使用習用的基板處理程序。在又一方面中，移除至少一個參考標記包含使用習用的化學氣相沈積程序填充孔洞。
本發明的一個重要優點是，可基於熟知技術移除參考標記。因此，可在不用昂貴及習用粒子束產生裝置的有關修改下，應用上述方法。
根據還另一方面，聚焦粒子束包含以下至少一者：電子束、離子束、原子束、分子束、及/或光子束。
為誘發粒子束輔助的沈積或蝕刻程序，可利用一或多個上述粒子束。由於所列粒子束亦可自基板局部釋放粒子，亦可使用這些射束決定參考標記在基板上的參考位置以及實際位置。
在另一方面中，該方法包含沈積犧牲層於基板上，及產生至少一個參考標記於犧牲層上。
可以相對於如組成物、形狀、位置、厚度等參數的較大自由性，沈積犧牲層於基板上。例如，結合至少一個處理氣體使用聚焦粒子束，可沈積犧牲層於基板上。
在又一方面中，基板包含以下至少一者：透射型或反射型光微影遮罩、奈米壓印微影模板、半導體器件、微機電器件、光子積體電路、積體電路、及/或印刷電路板。
如已經指明，上述方法可應用於樣品或基板的各種處理，其中處理樣品或基板所需的輔助結構必須配置在樣品或基板上，且在處理樣品或基板完成後必須移除該等輔助結構。
在還另一方面中，參考標記包含一材料：(a)在以聚焦粒子束產生的影像中產生相對於基板材料的對比差；(b)在處理基板期間具有穩健性(being robust)；及(c)在處理結束時可使用習用的基板處理程序自基板移除。
根據第一需求，較佳不要使用基板材料作為參考標記的材料。此種參考標記無法提供材料對比，但基板材料仍可提供形貌對比差。下文中，指出許多導致基板上材料具有所需特性的第一前驅氣體。藉由使用具有已知組成物的第一前驅氣體，及藉由針對生長條件明確定義的參數產生參考標記，所得參考標記亦具有已知組成物。
又一方面包含在聚焦粒子束的影像中產生相對於基板材料的材料對比差。
例如，參考標記的材料可比圍繞參考標記的材料更強或更弱地反射電子。可以挑選針對給定基板材料造成合理材料對比差的參考標記材料。在另一實例中，選擇犧牲層的材料及參考標記的材料，使得參考標記相對於犧牲層材料產生較高材料對比差。
在又一方面中，至少一個第一前驅氣體包含至少一個沈積氣體、或至少一個沈積氣體及至少一個添加氣體。
在另一方面中，至少一個沈積氣體包含以下至少一者：金屬烷基、過渡元素烷基及主族元素烷基。根據還又一方面，金屬烷基、過渡元素烷基及主族元素烷基的至少一者包含：環戊二烯基(Cp)三甲基鉑(CpPtMe3)、甲基環戊二烯基(MeCp)三甲基鉑(MeCpPtMe3)、四甲基錫(SnMe4)、三甲基鎵(GaMe3)、二茂鐵環戊二烯基(Cp2Fe)、及雙芳基鉻(Ar2Cr)。在所有這些例子中，術語「甲基」有關碳氫化合物自由基-CH3。
在又一方面中，至少一個沈積氣體包含以下至少一者：金屬羰基、過渡元素羰基及主族元素羰基。在另一方面中，金屬羰基、過渡元素羰基及主族元素羰基的至少一者包含六羰鉻(Cr(CO)6)、六羰鉬(Mo(CO)6)、六羰鎢(W(CO)6)、八羰二鈷(Co2(CO)8)、十二羰三釕(Ru3(CO)12)、及五羰鐵(Fe(CO)5)。
根據另一方面中，至少一個沈積氣體包含以下至少一者：金屬羰基、過渡元素羰基及主族元素羰基。在還又一方面中，金屬烷氧化物、過渡元素烷氧化物及主族元素烷氧化物的至少一者包含矽酸四乙酯(Si(OC2H5)4)及異丙醇鈦(Ti(OCH(CH3)2)4)。
在還一替代方面中，至少一個沈積氣體包含金屬鹵化物、過渡元素鹵化物及主族元素鹵化物的至少一者。根據另一方面，金屬鹵化物、過渡元素鹵化物及主族元素鹵化物的至少一者包含六氯化鎢(WCl6)、四氯化鈦(TiCl4)、三氯化硼(BCl3)、及四氯化矽(SiCl4)。
根據另一方面中，至少一個沈積氣體包含以下至少一者：金屬錯合物、過渡元素錯合物及主族元素錯合物。在又一方面中，金屬錯合物、過渡元素錯合物及主族元素錯合物的至少一 者包含六氟乙醯丙酮銅(Cu(C5F6HO2)2)及二甲基三氟乙醯丙酮金(Me2Au(C5F3H4O2))。
在再又一方面中，至少一個沈積氣體包含一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、脂肪族或芳香族碳氫化合物、真空泵油的組分、及揮發性有機化合物。
沈積氣體CO、CO2及/或脂肪族或芳香族碳氫化合物(以及甲苯與酮)導致沈積一層非晶碳。非晶碳是形成參考標記以及形成犧牲層的較佳材料。
真空泵油的組分包含所謂的聚矽氧化合物，含有例如-Si(Me)2-或-Si(OMe)2-部分。縮寫GBL的加馬丁內酯或γ-丁內酯是另一個重要的沈積氣體。
與此相反，先前技術使用例如：簡單芳香族化合物，諸如乙炔、苯、萘或蒽；芳香劑，諸如薄荷腦或樟腦；有機溶劑，諸如丙酮、異丙醇或醋酸；及單體，諸如丙烯酸及苯乙烯。
在又一方面中，至少一個添加氣體包含氧化劑。在還又一方面中，氧化劑包含氧(O2)、臭氧(O3)、水蒸氣(H2O)、過氧化氫(H2O2)、一氧化二氮(N2O)、氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、硝酸(HNO3)、及含氧氣體。
在再另一方面中，至少一個添加氣體包含鹵化物。在另一方面中，鹵化物包含氯氣(Cl2)、氫氯酸(HCl)、二氟化氙(XeF2)、氫氟酸(HF)、碘(I2)、碘化氫(HI)、溴(Br2)、溴化氫(HBr)、氧氯化氮(NOCl)、三氯化磷(PCl3)、五氯化磷(PCl5)、三氟化磷(PF3)、 三氟化氮(NF3)、及含鹵素氣體。
根據還又一方面，至少一個添加氣體包含具有還原效應的氣體。在另一方面中，具有還原效應的氣體包含氫(H2)、氨(NH3)、甲烷(CH4)、及含氫氣體。
在另一方面中，在沈積參考標記所使用的真空室中移除參考標記。
在產生參考標記所使用及還有處理基板所使用的真空室中移除參考標記，將總程序的設置時間減少為最小值，因此造成高效率的總程序。
在又一方面中，移除參考標記包含將粒子束及至少一個蝕刻氣體引導至參考標記上。
利用氧化蝕刻氣體，例如O2、O3、水蒸氣(H2O)、H2O2、N2O、NO、NO2、HNO3、及其他含氧蝕刻氣體，選擇性移除非晶碳層及/或含有參考標記的碳。還有，利用含氟蝕刻氣體，移除含矽層及/或含矽參考標記。再者，利用碘及/或含氯蝕刻氣體，選擇性移除含鈦層及/或含鈦參考標記。
包含鉻、鉬及/或鎢的參考標記及/或(犧牲)層(即，已使用例如沈積氣體Cr(CO)6、Mo(CO)6、或W(CO)6產生)只能藉由使用蝕刻氣體二氟化氙(XeF2)或水蒸氣(H2O)非選擇性蝕刻。
根據一有利方面，粒子束包含電子束，及至少一個蝕刻氣體包含至少一個含鹵素氣體。在另一方面中，使用習用的清洗 程序在清洗器中移除參考標記。
與諸如離子束的重粒子束相比，電子束不會對基板造成嚴重損害，因此能夠對基板進行實質上無殘餘處理。
根據另一方面，使用習用的清洗程序在清洗器中移除犧牲層，該清洗程序同時移除犧牲層上的至少一個參考標記。
在清洗程序期間，移除配置在犧牲層上的所有參考標記，即使在清洗程序中，參考標記的蝕刻率小於犧牲層本身的蝕刻率。因此，在需要使用必須禁得起許多修補程序步驟之參考標記的情況中，塗覆犧牲層將很有利。
在又一方面中，使用習用的清洗程序在清洗器中移除參考標記。在再另一方面中，清洗包含濕式化學清洗程序。
在本發明之一具體實施例中，不是以局部程序在真空室中移除參考標記，而是結合基板的最終清洗在清洗器中移除參考標記。清洗程序已在半導體工業及相關領域中明確制定。在清洗器中，可針對相應參考標記的材料設計清洗劑。利用濕式化學清洗程序，可以單一步驟移除配置在整個基板上的所有參考標記，因而造成快速的清洗程序。
如上文已經提到的，犧牲層較佳以非晶碳形成。藉由使用沈積氣體一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、及/或脂肪族或芳香族碳氫化合物，形成犧牲層。在清洗程序期間，自基板或光罩移除包含非晶碳的參考標記及/或犧牲層。
還有，塗覆酸性水溶液選擇性移除含碳犧牲層。另外，清洗程序亦移除在犧牲層下方之金屬層20%的金屬原子。再者，對於EUV遮罩，以包含溶解氧化氣體(例如O2、N2及/或H2)的水執行清洗程序。
在一方面中，填充孔洞包含使用電子束及以下至少一者：至少一個第一前驅氣體及/或至少一個第二前驅氣體。
使用聚焦粒子束及前驅氣體填充用作參考標記的孔洞，與藉由沈積材料於基板上以修補基板上的局部缺陷極為類似。因此，可以最小實驗工作量填充臨時形成參考標記的孔洞。
在本發明之又一方面中，自基板移除過多材料的方法包含：(a)使用聚焦粒子束及至少一個沈積氣體在過多材料周圍沈積可移除材料；及(b)連同可移除材料一起移除過多材料。
本發明此方面的好處是，可移除一般在清洗程序中無法去掉的過多材料。例如在清洗程序中，以可輕易移除的材料圍繞過多材料，聯合移除過多材料及可移除材料。
可使用本發明之此方面自基板修補程序開始時即已存在的基板移除過多材料。再者，還可用以移除在基板修補程序期間意外沈積的過多材料。
在又一方面中，過多材料包含在漂移校正程序期間意外沈積的材料。根據另一方面，在基板修補程序開始之前，先在過多材料周圍沈積可移除材料。在還另一方面中，可移除材料包含產生參考標記所使用的材料。在又一方面中，可移除材料包 含元素鉬、碳及氧的組合及/或元素鉬及氧的組合。
在還又一方面中，移除過多材料及可移除材料包含將聚焦粒子束及至少一個蝕刻氣體引導至包含過多材料及可移除材料的區域上。根據另一方面，使用習用的清洗程序在清洗器中移除過多材料及可移除材料。在一有利方面中，移除過多材料及可移除材料包含使用化學移除程序。
此外，根據本發明之又一方面，以入射在基板上的聚焦粒子束處理基板的裝置包含：(a)用於使用該聚焦粒子束及至少一個處理氣體產生至少一個參考標記於該基板上的構件；(b)用於決定該至少一個參考標記之一參考位置的構件；(c)用於使用該參考標記之該參考位置處理該基板的構件；及(d)用於自該基板移除該至少一個參考標記的構件。
在還另一方面中，聚焦粒子束包含以下至少一者：電子束、離子束、原子束、分子束、及/或光子束。
在一方面中，基板包含以下至少一者：透射型或反射型光微影遮罩、奈米壓印微影模板、半導體器件、微機電器件、光子積體電路、積體電路、及/或印刷電路板。
在另一方面中，處理氣體包含至少一個第一前驅氣體、至少一個第二前驅氣體及/或至少一個蝕刻氣體。在又一方面中，至少一個第一前驅氣體包含至少一個沈積氣體、或至少一個沈積氣體及至少一個添加氣體。根據又一方面，其中至少一個沈積氣體包含以上給定之沈積氣體的至少一者。
再者，在本發明之還另一方面中，處理基板的裝置包含：(a)一粒子源，用於產生一粒子束；及至少一個成像元件，用於聚焦及引導該粒子束於基板上；(b)至少一個儲存容器，用於儲存至少一個第一前驅氣體；及具有一閥門之一導管，用於引導及供給該至少一個前驅氣體於該基板上，其中該粒子束及該至少一個第一前驅氣體產生至少一個參考標記於該基板上；(c)至少一個偵測器，用於決定該至少一個參考標記的一參考位置；(d)至少一個儲存容器，用於儲存至少一個第二前驅氣體；及具有一閥門之一導管，用於引導及供給該至少一個第二前驅氣體於該基板上，其中該粒子束及該至少一個第二前驅氣體局部沈積材料於該基板上；(e)至少一個儲存容器，用於儲存至少一個蝕刻氣體；及具有一閥門之一導管，用於引導及供給該至少一個蝕刻氣體於該基板上，其中該粒子束及該至少一個蝕刻氣體自該基板局部移除材料；及(f)其中該粒子束及該至少一個蝕刻氣體亦自該基板移除該至少一個參考標記。
在又一方面中，偵測器偵測在粒子束效應下自基板往回散射的粒子及/或在基板中產生的二次電子。
在還另一方面中，至少一個添加氣體包含以上給定之添加氣體的至少一者。
在再又一方面中，該裝置另外包含至少一個儲存容器，用於儲存至少一個添加氣體；及具有一閥門之一導管，用於引導及供給至少一個添加氣體；其中使用至少一個添加氣體在處理基板期間產生至少一個參考標記及/或局部沈積材料於基板上。
根據又一方面，該裝置另外包含至少一個清洗器以執行濕 式化學清洗。
最後，在還另一方面中，使用質流控制器及/或熱化的前驅氣體供給第一及/或第二前驅氣體及/或蝕刻氣體的蒸氣壓。
下文中，將參考圖解本發明例示性具體實施例的附圖詳細說明本發明。不過，本發明可用不同方式加以實施，所以不應解釋為受限於所列出的具體實施例。確切地說，所提供的這些具體實施例將使得本揭露內容更為詳盡，並讓熟習本技術者瞭解本發明之範疇。
圖1顯示裝置100之必要組件的示意圖，可使用裝置100在基板105上產生參考標記、處理基板105及在處理基板105結束時(或更明確地說在校正基板105上的誤差後)自基板105移除參考標記。圖1中描繪的例示性裝置100是修改的掃描電子顯微鏡(SEM)。電子槍115產生電子束127，及射束形成及成像元件120及125將聚焦電子束127引導至配置在樣品台或基板台110上的基板105上。
樣品台110是一種XY台(圖1未顯示)，可將其移至基板105的有缺陷區域。此外，樣品台110可包含溫度設定及控制元件(圖1未指示)，其使基板105建立及保持在預定溫度。
圖1的裝置使用電子束127。電子束可聚焦於較小焦點(直徑<10 nm)，及打擊在基板105之表面上的電子不會在基板105中引發多少損壞，即使在較大範圍上改變其動能也是如此。然而，本發明方法不限於施加電子束。一般而言，可利用任何粒 子束，只要其能夠局部引發在粒子束入射於基板105上的位置處所提供之處理氣體的化學反應。替代粒子束的實例有離子束、原子束、分子束及/或光子束。還有，可以並行使用兩個或數個粒子束。尤其，可以同時結合光子束(圖1未顯示)施加電子束或離子束。
可施加電子束127以藉由掃描基板表面，記錄基板105的影像。用於入射電子束127所產生之回散射及/或二次電子的偵測器130提供與基板105的表面外形及/或組成物成比例的信號。
當電子束127橫跨基板表面掃描時，電腦系統140可從偵測器130的信號計算基板105的影像。電腦系統140可含有以硬體及/或軟體實現的演算法，其允許從偵測器130的信號資料擷取影像。電腦系統140的監視器(圖1未顯示)可顯示所計算的影像。此外，電腦系統140可儲存偵測器130的信號資料及/或所計算的影像。還有，電腦系統140亦可控制電子槍115及射束形成及成像元件120及125。電腦系統140的控制信號可另外控制樣品台110(圖1未圖解)的移動。
入射於基板105上的電子束127可使基板表面充電。這可發生於基板105是絕緣體或具有絕緣塗層時。此外，這在導電基板是電氣浮動(即，未連接至接地電勢)時亦可發生在導電基板上。更複雜的是，取決於主要電子能，基板材料中可能產生錯合物空間電荷分布。這可造成基板中具有不同極性的帶電區域共同存在。因不同容量及傳導性區域的放電所造成的時間性效應導致無法預測主要聚焦電子束127的定位誤差。
結果，基板105上累積的正電荷或負電荷減少電子束127 的空間解析度，因而減少所產生之表面影像的解析度。為了減少電荷累積的效應，可使用離子槍135以具有低動能的離子輻照基板表面。例如，可施加具有幾百伏特之動能的氬離子束以中和基板表面。
在使用聚焦離子束(FIB)取代電子束時，正電荷分布在基板105的絕緣表面上累積。在此例中，可使用輻照基板表面的電子束減少基板表面上的正電荷分布。電腦系統140亦可控制離子束源135。
為了處理樣品台110上的基板105，圖1的裝置100具有三個不同處理氣體的三個儲存容器。第一儲存容器150儲存第一前驅氣體或沈積氣體，此氣體可結合電子束127在基板105的表面上產生參考標記，這將在下文討論圖4時詳細說明。第二容器155提供第二前驅氣體，此氣體可用來修補或校正缺陷，此缺陷特徵為在基板105上局部缺少特定材料。第三儲存容器160儲存蝕刻氣體，可利用此氣體自基板105的表面局部移除過多材料。
第四儲存容器165提供添加氣體，可結合儲存於第一容器160中的第一前驅氣體或沈積氣體使用此氣體。同樣地，第五儲存容器170含有另一前驅氣體，其可與儲存於第二容器155中的第二前驅氣體一起施加。最後，第六儲存容器175提供第二蝕刻氣體，其可結合第三儲存容器160中的蝕刻氣體一起施加。
每個儲存容器150、155、160、165、170及175具有其自己的閥門151、156、161、166、171、176，以控制每時間單位在入射電子束127的位置提供的氣體量。此外，在圖1中，每 個容器150、155、160、165、170及175具有其自己的導管152、157、162、167、172及177，其終止於接近電子束127入射在基板105上之位置的噴嘴中。在圖1中，閥門151、156、161、166、171、及176係接近相應的容器150、155、160、165、170及175；在替代配置中，閥門151、156、161、166、171、及176可配置接近相應的噴嘴(圖1未顯示)。再者，與圖1相反，可用單一導管(圖1亦未圖解)提供兩個或更多容器的氣體。再者，與圖1的圖解不同且目前並非較佳，在裝置100的整個下方部分中亦可只提供一或數個處理氣體。在此例中，裝置100在提供聚焦電子束127的上方部分及包含處理腔室的下方部分之間必須具有孔徑(圖1未指示)，以防止裝置100的上方部分中真空過低。
每個儲存容器150、155、160、165、170及175可具有其自己的溫度設定及控制元件，以進行冷卻及加熱。這允許每個處理氣體以其最佳儲存溫度(圖1未顯示)儲存。另外，每個導管152、157、162、167、172及177亦可具有溫度設定及控制元件，以在電子束127衝擊在基板105上的位置處(圖1亦未指示)提供各具有其最佳處理溫度的處理氣體。
圖1的裝置具有產生及維持所需真空的泵浦系統。泵浦系統可具有分開的泵浦系統用於裝置100提供電子束127的上方部分及含有具基板105之樣品台110的下方部分。如上文所解說，這在裝置100在上方及下方部分之間具有孔徑時特別有用。還有，為了保障接近處理位置之明確定義的壓力條件，及因此保障基板105上之定義的處理條件，圖1的裝置100亦可具有接近處理位置的抽取器件。應用額外的抽取器件可大幅避免前驅氣體未用以在基板105上局部沈積特定材料的成分沈積在基 板上他處或裝置100的真空室。此外，抽取器件可防止從基板105蝕刻的粒子在真空室內散布。圖1未圖解真空產生及維持組件。
圖1的下方部分顯示清洗器190，其中含有清洗液195用以在裝置100中完成基板處理期間及/或其後清洗基板105。再者，如將在討論圖14時詳細解說，亦可應用清洗器自基板105移除參考標記。
圖2描繪流程圖200，其圖解基板105上缺陷的誤差校正程序。程序始於步驟205。接著，在第一步驟210，決定基板105的誤差或缺陷。基板105可以是具有一或數個局部缺陷的任何組件。基板105的實例有晶圓、積體電路(IC)、微機電系統(MEMS)、光子積體電路(PIC)及/或透射型及/或反射型光微影遮罩。下文中，在二元或相移光微影遮罩的背景中討論所主張的原理。
圖3顯示相移遮罩300的輪廓圖。圖3的上方部分顯示遮罩300的俯視圖。下方部分圖解遮罩300的側視圖。光微影遮罩300包含透明基板310，其通常為熔融矽石(fused silica)基板。黑色或不透明缺陷330配置在基板310上。圖案材料通常包含鉻，但亦可使用鋁或鎢。二元遮罩一般使用鉻。相移遮罩大部分採用由鉬及矽製成的合金。極紫外光(EUV)光微影遮罩上的吸收體結構包含鉭化合物。所有吸收體材料含有像氧及/或氮的額外元素。再者，組成物可在吸收體層的厚度內有所改變。
在圖3中，特徵元件包含三個條帶。圖3亦指示黑色或不透明缺陷330配置在左邊的不透明條帶上。如可從側視圖看出， 在此實例中，不透明缺陷330與圖案元件320具有幾乎相同的高度。此外，圖3的中間條帶具有空白或透光型缺陷340，因為條帶的一部分的材料完全缺少(missing)。條帶或特徵元件320亦可局部沒有預定高度。
如已提過的，圖2流程圖200的第一步驟210包含決定圖3之缺陷330及340的位置。這可藉由掃描電子束127橫跨有缺陷區域330及340及以偵測器130測量回散射及/或產生的二次電子來完成。為了減少掃描不透明缺陷330及尤其透光型缺陷340時的電荷累積效應，可使用離子束源135以免危及決定缺陷330及340的位置。
如果施加FIB取代電子束127，除了電子偵測器130之外，還可使用二次離子質譜儀(SIMS)。
圖2流程圖200的下一個步驟：步驟215，包含產生參考標記。有數個替代方案可產生圖3圖解之兩個缺陷330、340的參考標記。圖4顯示組態400，其中對特徵元件320左邊不透明條帶上的不透明缺陷330提供第一參考標記或DC標記410。在光微影遮罩300的透明基板310上產生透光型缺陷340的第二參考標記420。或者，由於在圖3的例示性遮罩300中，兩個缺陷330及340彼此接近，亦可對兩個缺陷330及340使用單一參考標記。還有，單一缺陷330及/或340亦可使用數個參考標記。
應用參考標記410、420係基於以下假設：DC標記410、420經歷影響電子束127在衝擊或掃描缺陷330、340時的相同位移或扭曲。因此，有利的是將參考標記410、420布置儘可能接近相應的缺陷330、340。另一方面，處理缺陷330、340可影 響參考標記410、420。例如，處理缺陷330、340可能因減少在DC標記410、420及其環境之間的對比，損及DC標記410、420在自偵測器130之信號獲得的影像中的可見度。
使用固定電子束127及儲存在容器150中的第一前驅氣體，可產生參考標記410、420。第一前驅氣體可以是儲存在容器150中的沈積氣體。用於產生DC標記410及420的沈積氣體例如可以是烷基、羰基、烷氧化物、及/或金屬鹵化物、過渡元素鹵化物、及主族元素鹵化物。容器150亦可含有數個沈積氣體的混合物。目前，六羰鉬(Mo(CO)6)是參考標記410、420的較佳沈積氣體。
包含鉬(Mo)、碳(C)及氧(O)作為主成分的參考標記410、420在SEM(掃描電子顯微鏡)影像中提供在基板310及光微影遮罩300的特徵元件320二者上的形貌對比以及材料對比。兩種效應的組合有助於識別DC標記410、420。作為實例，在缺少氧化劑的情況下，可使用具有以下元素比的參考標記：Mo10%-15%C70%-75%O15%。使用有效的氧化劑，參考標記實質上包含MoO3，其指示在沈積的例示性參考標記中，至少碳或氧永遠與鉬一樣多。
電子束127的能量局部分解沈積氣體，使得金屬、過渡元素及/或主族元素在電子束127撞擊基板表面的位置處，沈積在基板310或圖案元件320上。如描述圖1裝置100時所討論，配置接近處理位置的吸引噴嘴或抽真空器件可排空沈積氣體的揮發成分，因而儘量減少其在參考標記410及420中聚集。
除了容器150的沈積氣體之外，可將儲存在容器165中的 添加氣體添加至沈積氣體。添加氣體的實例有含氧氣體、鹵化物及含鹵素氣體及/或具有還原效應的氣體。在另一具體實施例中，容器165包含兩個或數個添加氣體的混合物。
圖1的裝置100能夠精確控制決定DC標記材料之生長條件的參數。因此，可控制參考標記410及420的組成物以及尺寸。
垂直入射於基板105上的電子束127產生實質上圓形的參考標記410、420。取決於沈積參數，所產生DC標記的直徑係在50 nm及100 nm之間的範圍中。較小的標記無法在相應影像中提供足夠的對比，而較大的標記或襯墊可能干擾基板的進一步處理，或干擾所製作基板的塗覆。在本說明書內此處及他處的術語「實質上」是指在測量不確定性內的數量數值。
取決於沈積參考標記的基板類型，電子束127一般具有在0.2 keV及3 keV之間的射束能量。主要電子束127具有在1 nm至5 nm之範圍中的焦點(半高寬(FWHM))，及射束電流在10 pA及250 pA之間。照射參考標記的時間在0.1 s至10 s的範圍中改變。在沈積期間的腔室壓力一般在1．10-6及1．10-6 mbar的範圍中，其藉由位置遠離氣體注入點的潘寧真空計(Penning gauge)來測量。
DC標記在大約50 nm的高度中一般具有大約80 nm的直徑。如上述實例已經指出，參考標記的組成物在Mo1C10O3及MoO3之間改變，其中數字指示各元素的化學計量比。
參考圖2的流程圖200，必須決定在缺陷330、340及相應 參考標記410、420之間的相對位置(圖2中的步驟220)。此測量同樣可在不使用處理氣體下，藉由掃描電子束127橫跨光微影遮罩300來執行。
在圖2流程圖200的步驟225中，決定校正第一缺陷330的參數。此分析係基於偵測缺陷330時測量的資料，或在決定缺陷330及DC標記410之間的距離時獲得。取決於缺陷，選擇儲存在容器160中的蝕刻氣體。先前技術中已經說明用於電子束引發蝕刻(EBIE)的許多蝕刻氣體。實例有鹵化氣體，尤其是二氟化氙(XeF2)。還有，還判定使用儲存在容器175中的第二蝕刻氣體是否有用。第二蝕刻氣體亦可包含鹵素、鹵化氣體及/或氧化氣體。從容器160及175提供的兩個蝕刻氣體之間的混合比率亦為固定。
再者，電子束127的參數、停留時間、重複時間、射束能量及射束寬度為固定。接著，依據蝕刻氣體或蝕刻氣體比率及電子束參數，決定個別迭代(iteration)的迭代數及時間週期。圖5描繪在不透明缺陷330之校正程序開始時的情況。調整電子束127使得其與參考標記410重合，這在圖5中以參考數字510圖解。接著，以DC標記410及不透明缺陷330之間的決定距離移動樣品台110。
再次參考圖2的流程圖200，在步驟235開始第一迭代(步驟230)。為校正(即，為蝕刻)不透明缺陷330，使用上文討論之電子束127、所選擇蝕刻氣體或蝕刻氣體混合物的參數，掃描電子束127橫跨有缺陷區域530。控制儲存第一蝕刻氣體之容器160的閥門161，以在不透明缺陷330的位置提供所需的蝕刻氣體量。視需要，閥門176控制儲存容器175中含有的第二蝕刻 氣體流，以提供所要的蝕刻氣體混合物。在蝕刻缺陷330期間，可改變蝕刻氣體混合物的比率。
在步驟240，在第一時間週期結束後，中斷(interrupt)對於不透明缺陷330的蝕刻，即，關閉儲存蝕刻氣體之容器160的閥門161。若使用蝕刻氣體混合物蝕刻缺陷330，則亦關閉閥門176，中斷第二蝕刻氣體流。
如圖6的組態600所示，在第一處理時間週期期間，電子束127掃描的區域630已相對於剩下的缺陷620的區域位移。區域630是利用電子束127及容器160及175提供之一或數個蝕刻氣體的結合交互作用執行蝕刻的區域。
數個效應可引起電子束127掃描的區域630及缺陷330的區域之間的漂移。由電子束127的電子沈積的能量在遮罩300的基板310內引發的溫度變化引起遮罩基板310的一部分膨脹，使缺陷330相對於電子束127掃描的區域630位移。還有，電子束127的掃描可能具有系統誤差。樣品台110的移動可能會有滑移。作為替代或補充，電子束127在遮罩300之基板310上的落點位置可因為在遮罩基板310表面上累積的電荷而位移。如圖6下方部分的側視圖所示，已從缺陷620蝕刻一層，因此其高度比初始缺陷330減少。
當以缺陷330或剩下的缺陷620及DC標記410之間的距離及方向移動樣品台110時，電子束127的入射位置610不會碰到參考標記410。因此，電子束127在其目前位置周圍掃描以識別DC標記410。為了校正電子束127相對於缺陷330取得的漂移，使電子束再次與DC標記410一致。此情況圖解於圖7。 類似於圖5所示之校正程序的開始，在第二處理週期開始時，電子束127掃描的有缺陷區域730與剩下的缺陷620重合。有缺陷區域730的大小及形狀可能與實際形貌區域620稍微不同，以校正程序副效應(side effect)。
按照上文解說的方案，執行在圖2流程圖200的步驟225中預定的處理週期數。如圖9所示，在第三處理週期，蝕刻區域930以與前兩個處理週期的不同量及不同方向漂移。減少漂移的理由可能是光微影遮罩300達到熱平衡。熱漂移永遠發生在相同方向中。另外可涉及其他效應，但這無法事先預測。例如，此類效應可包含在處理週期開始及停止之間的不同充電行為、及/或絕緣石英基板中隨著蝕刻程序進行的較重植入劑量。因此，需要本申請案中定義的啟發式(heuristic)漂移校正演算法。
使用電子束127及蝕刻氣體之一者或蝕刻氣體之組合蝕刻不透明缺陷330可能要花一些時間，因為EBIE程序是化學程序。如已經指出的，此程序不會引發遮罩基板310的損壞。另一方面，在處理時間期間，電子束127的入射位置可相對於缺陷330的位置而變化。因此，利用EBIE程序移除不透明缺陷一般比使用FIB需要更多迭代，其中藉由在缺陷330之材料上入射之離子的濺鍍效應，移除缺陷330的一部分或主要部分。
再次參考圖2的流程圖200，在預定的蝕刻迭代循環結束時，在步驟255，可使用具有合適參數集的電子束127分析剩下的不透明缺陷920。在決策方塊260，可判定剩下的不透明缺陷920的大小及/或高度是否低於預定的臨限值。如果無法滿足此條件，則方法繼續進行至步驟235，然後執行另一處理週期。如果剩下的缺陷920小於預定的臨限值，則方法繼續進行至決策 方塊265，其中判定是否還有要校正的其他缺陷。如果這是正確的，則方法繼續進行至步驟225，並決定下一個缺陷之校正程序的參數。在圖3圖解的例示性遮罩300中，此為透光型缺陷340。
圖2的步驟255及260為選擇性步驟。在從方法流程取消這些步驟時，流程圖200中提出的方法亦可發揮作用。步驟255提出控制誤差校正程序成功與否的手段，及步驟260說明減少潛在剩下的缺陷低於預定臨限值的手段。
如圖3中圖解，例示性光微影遮罩300亦顯示透光型(clear)或空白(blank)缺陷340。為移除透光型缺陷340，在缺陷340的位置沈積不透明材料。使用電子束127及儲存在儲存容器155中的第二前驅氣體，執行材料沈積。利用閥門156控制第二前驅氣體流。修補或校正光微影遮罩之透光型缺陷所使用的前驅氣體實例為金屬羰基。通常選擇作為前驅氣體的金屬羰基是六羰鉻(Cr(CO)6)。類似於上述DC標記410、420的沈積，亦可施加兩個或兩個以上前驅氣體的組合或混合物以在透光型缺陷340位置處沈積材料。為此目的，閥門171控制儲存在容器170中的前驅氣體流。可由電腦系統140控制閥門151、156、161、166、171及176。圖1未描繪閥門151、156、161、166、171及176與電腦系統140的連接。
在選擇電子束參數及第二前驅氣體的組成物及每時間單位提供的數量後，決定時間週期及迭代循環數或處理週期數，如圖2流程圖200的步驟225所給定。同樣地，如上文討論不透明缺陷330的校正所述，決定參考標記420及透光型缺陷340之間的距離及方向。
圖10指示在透光型缺陷340之誤差校正程序的第一處理週期開始時的開始條件。電子束127的位置1020與DC標記420重合。以DC標記420及透明缺陷340之間的距離移動樣品台110。電子束127然後掃描橫跨與缺陷340之區域實質上相同的區域730。電子束127的電子能量分解前驅氣體，及金屬成分沈積在遮罩300的基板310上。
如討論不透明缺陷330的誤差校正程序時所解說，在決定的時間週期結束後，中斷沈積程序。如圖11所示，在處理時間週期期間，電子束127掃描的區域1130相對於剩下的缺陷1150的位置漂移。類似於不透明缺陷330的誤差校正程序，使用DC標記420校正電子束127相對於透光型缺陷340或剩下的缺陷1150的位移。如圖12所示，電子束127的位置1220與DC標記420重合，及掃描區域1230或沈積區域1230與剩下的缺陷1150的區域重合。接著，開始修補透光型缺陷340之沈積程序的第二迭代循環或第二處理週期。
圖13圖解在第二處理週期結束時，掃描的沈積區域1130已位移不同於第一迭代循環或第一處理週期的量及方向。如上文所討論，借助參考標記420校正剩下的缺陷1350及電子束127間之相對位置的位移。
再次參考圖2的流程圖200，在決定的迭代循環數或處理週期結束時，可視情況在步驟255控制誤差修補程序的成功與否。這可藉由決定校正區域1450與圍繞的特徵元件320的偏差來執行。如果在決策區塊260判定在沈積材料及相應特徵元件320之間的偏差大於預定的臨限值，則添加另一處理週期以減少偏差。如果在決策區塊260判定修補的缺陷符合決策區塊260的 品質標準，則方法繼續進行至步驟265，其中判定圖3的遮罩300上是否還有其他缺陷。如果還有其他缺陷，則自光微影遮罩300移除參考標記410及420。
為了移除DC標記410及420，可使用數個替代程序。使用電子束127結合儲存在容器160中的蝕刻氣體，可蝕刻DC標記。還有，亦可施加儲存在容器160及175之兩個或兩個以上蝕刻氣體的組合，以移除EBIE程序中的DC標記410及420。可使用閥門161及176針對特定參考標記調整蝕刻氣體的組成物。再者，可針對可隨DC標記高度改變之參考標記的材料組成物，調適蝕刻氣體的混合比率。再者，可施加不同於校正不透明缺陷330所使用之蝕刻氣體的蝕刻氣體或蝕刻氣體組合，以移除參考標記410及420。
除了分別針對蝕刻氣體及其混合物以外，針對相應DC標記410及420調整電子束127的參數。這點是可以做到的，因為DC標記410及420的組成物從其生長條件的參數得知。為了自裝置100的處理腔室移除DC標記410及420之蝕刻的材料，可應用抽真空器件(圖1未指示)。此舉避免污染裝置100的真空室。
以EBIE程序移除DC標記410及420可能要花一些時間，因為EBIE程序一般是緩慢的程序。另一方面，EBIE程序允許移除參考標記410及420，而不用相對於樣品台110移動遮罩300。因此，可在移除DC標記410及420後，立即繼續處理光微影遮罩300(或一般為基板105)。例如可以蝕刻氣體XeF2及水蒸氣(H2O)的混合物蝕刻自沈積氣體六羰鉬(Mo(CO)6)沈積的參考標記410及420，及其中電子束具有與沈積DC標記410及 420所使用的電子束實質上相同的參數值。這些參數的數值在上文給定。
此過程例如在吸收體蝕刻步驟及DC標記移除之間不需要使聚焦電子束127重新聚焦。另一方面，對DC標記移除使用與吸收體步驟期間的不同氣體組成物，蝕刻基板105可改良此步驟的選擇性，並保證在DC標記移除程序步驟期間不會進一步損壞基板105。
與圖2提出的例示性方法不同，亦可產生參考標記410以使用參考標記410校正不透明缺陷330，然後自遮罩300的特徵元件320移除參考標記410；然後產生參考標記420以使用參考標記420校正透光型缺陷，然後自圖3遮罩300的基板310移除參考標記420。還有，亦可以使用第一粒子束產生DC標記410及420，及使用第二粒子束處理基板。
自遮罩300再次移除參考標記410及420後，可以在遮罩300的透光型基板310上配置參考標記420。此自由性增加配置參考標記的靈活性。
在一替代具體實施例中，在誤差校正程序結束時，自圖1裝置100的真空室移除光微影遮罩300(或一般為基板105)。將總遮罩300插入圖1的清洗器190。清洗器195含有清洗液。清洗液195可以是在普通處理循環結束時清洗圖3遮罩300或基板105所使用的清洗液。清洗液的實例包含：水及/或水溶液，諸如在超音波或百萬赫次超音波振動的作用下及/或在出現紫外光(UV)或紅外(IR)光的情形下的稀釋硫酸或稀釋過氧化氫；及/或溶解氣體，諸如氫(H2)及/或氧(O2)。
還有，除了習用的清洗程序之外，清洗器190可含有針對DC標記410及420的材料組成物明確調適的清洗液195。例如，可用包含諸如無機酸、鹼、或有機配位體的特定水溶液的清洗液，移除以前驅氣體或沈積氣體六羰鉬(Mo(CO)6)產生的參考標記410及420。在較佳實例中，調諧沈積DC標記所使用的參數，使得可以「標準」遮罩清洗程序移除參考標記，因而不需要使用專用的清洗程序。
圖14圖解遮罩300在誤差校正程序結束時的輪廓圖。虛線1050指示移除之不透明缺陷330的位置，及參考數字1450顯示沈積在透光型缺陷340上的材料。在透光型缺陷340的位置處，校正的特徵元件320稍微較寬。再者，沈積材料比圍繞的特徵元件320高一點。虛線1410及1420指示移除之DC標記410及420的位置。不透明缺陷330及透光型缺陷340的誤差校正程序已經成功，因為校正的缺陷1050及1450不再擾亂通過透射型光微影遮罩300之光的相位關係。更重要的是，移除的DC標記1410及1420無法對遮罩300的進一步處理或光微影照射系統中在晶圓上產生之遮罩影像的品質有任何影響。
在一替代具體實施例中，藉由在特徵元件320中蝕刻孔洞及在遮罩300的基板310中蝕刻孔洞，在光微影遮罩300中產生參考標記410及420。孔洞的尺寸與沈積之DC標記410及420的尺寸相似。為此目的。可應用上述EBIE程序。針對特徵元件320及遮罩300之基板310上的相應參考標記(未在圖式之一指示)，調適電子束127及蝕刻氣體的參數或蝕刻氣體的組合。
用作參考標記的較小孔洞僅提供SEM影像中的形貌對比而 非材料對比。因此，在SEM影像中，識別較小孔洞可能比識別沈積的DC標記還要難。
在完成誤差校正程序後，可使用一前驅氣體或使用上述混合物或數個前驅氣體，填充用作參考標記的孔洞。亦如上文所討論，對於填充遮罩基板310上之特徵元件320的孔洞及/或對於填充遮罩300之基板310中的孔洞，指定有特定的電子束參數。
在不脫離本發明精神或必要特性的情況下，可以其他特定形式來體現本發明。應將所述具體實施例各方面僅視為解說性而非限制性。因此，本發明的範疇如隨附申請專利範圍所示而非如前述說明所示。所有落在申請專利範圍之等效意義及範圍內的變更應視為落在申請專利範圍的範疇內。
100‧‧‧裝置
105‧‧‧基板
110‧‧‧樣品台/基板台
115‧‧‧電子槍
120‧‧‧射束形成及成像元件
125‧‧‧射束形成及成像元件
127‧‧‧電子束
130‧‧‧偵測器
135‧‧‧離子槍
140‧‧‧電腦系統
150、155、160、165、170、175‧‧‧儲存容器
151、156、161、166、171、176‧‧‧閥門
152、157、162、167、172、177‧‧‧導管
190‧‧‧清洗器
195‧‧‧清洗液
200‧‧‧流程圖
205~275‧‧‧步驟
300‧‧‧相移遮罩
310‧‧‧基板
320‧‧‧特徵元件
330‧‧‧黑色或不透明缺陷
340‧‧‧空白或透光型缺陷
400‧‧‧組態
410‧‧‧第一參考標記或DC標記
420‧‧‧第二參考標記
510‧‧‧電子束與參考標記重合
530‧‧‧有缺陷區域
600‧‧‧組態
610‧‧‧電子束的入射位置
620‧‧‧剩下的缺陷
630‧‧‧電子束掃描的區域
730‧‧‧有缺陷區域
920‧‧‧剩下的不透明缺陷
930‧‧‧蝕刻區域
1020‧‧‧電子束位置
1050‧‧‧移除之不透明缺陷的位置
1130‧‧‧電子束掃描的區域
1150‧‧‧剩下的缺陷
1220‧‧‧電子束位置
1230‧‧‧掃描區域/沈積區域
1350‧‧‧剩下的缺陷
1410、1420‧‧‧移除之DC標記的位置
1450‧‧‧校正區域
為了更充分瞭解本發明及明白其實際應用，文中提供並參考以下圖式。應注意，圖式僅給定作為實例，而非限制本發明之範疇。
圖1示意性繪示用以在基板上產生參考標記、處理基板及在處理基板後移除參考標記之裝置的一些主要組件的方塊圖；圖2描述定義所主張方法之例示性具體實施例的流程圖；圖3示意性描繪具有黑色或不透明缺陷及空白或透光型缺陷之二元或相移光微影遮罩的輪廓圖；圖4示意性繪示對每個缺陷產生參考標記後的圖3；圖5示意性顯示開始處理圖3的黑色或不透明缺陷；圖6示意性描繪在圖5處理週期後，粒子束相對於不透明缺陷的位移； 圖7示意性顯示在校正圖6之漂移後的情況；圖8示意性繪示在第二處理週期後，粒子束相對於缺陷的漂移及剩下的黑色或不透明缺陷；圖9示意性圖解在第三處理間隔後，在粒子束及剩下的不透明缺陷之間的漂移；圖10示意性顯示校正空白或透光型缺陷的初始情況；圖11示意性描繪在第一處理週期後，粒子束相對於透光型缺陷的漂移；圖12示意性顯示在校正圖11之漂移後的情況；圖13示意性繪示在第二處理週期後，粒子束相對於剩下的透光型缺陷的漂移；及圖14示意性圖解在校正圖3缺陷及移除圖4參考標記後之光微影遮罩的輪廓圖。

Claims (57)

  1. 一種以入射於一基板上的一聚焦粒子束處理該基板的方法，該方法包含以下步驟：a.使用該聚焦粒子束及至少一個處理氣體產生至少一個參考標記於該基板的至少一特徵元件上，其中所述產生至少一個參考標記包含使用該聚焦粒子束及至少一個第一前驅氣體沉積一材料點；b.決定該至少一個參考標記之一參考位置；c.使用該參考標記之該參考位置處理該基板；及d.自該基板移除該至少一個參考標記。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在處理該基板之前先決定該參考位置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中處理該基板另外包含：a.中斷處理；b.決定該至少一個參考標記之位置相對於該參考位置之漂移(drift)；及c.以校正的漂移繼續處理該基板。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中處理該基板另外包含週期性重複步驟a.至c.。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中處理該基板另外包含基於一漂移感測器之一信號重複步驟a.至c.。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中處理該基板包含使用該粒子束及該至少一個處理氣體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中處理該基板另外包含使用與產生該至少一個參考標記所使用之該粒子束不同的一粒子束。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該處理氣體包含至少一個第一前驅(precursor)氣體、至少一個第二前驅氣體及/或至少一個蝕刻氣體。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中產生至少一個參考標記包含使用該聚焦粒子束及該至少一個第一前驅氣體，沈積一材料點(dot of material)。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中產生至少一個參考標記包含使用該聚焦粒子束及該至少一個蝕刻氣體蝕刻一孔洞。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中移除該至少一個參考標記包含使用習用的基板處理程序。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中移除該至少一個參考標記包含使用習用的化學氣相沈積程序填充該孔洞。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該聚焦粒子束包含以下至少一者：一電子束、一離子束、一原子束、一分子束、及/或一光子束。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，另外包含沈積一犧牲層於該基板上，及產生至少一個參考標記於該犧牲層上。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基板包含以下至少一者：一透射型或反射型光微影遮罩、一奈米壓印微影模板、一半導體器件、一微機電器件、一積體電路、及/或一印刷電路板。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該參考標記包含一材料：a.在以該聚焦粒子束產生的影像中產生相對於該基板材料的對比差；b.在處理該基板期間具有穩健性(robust)；及c.在處理結束時可使用習用的基板處理程序自該基板移除。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，另外包含在以該聚焦粒子束產生的影像中，相對於該基板材料產生材料對比差。
  18. 如申請專利範圍第9或17項所述之方法，其中該至少一個第一前驅氣體包含至少一個沈積氣體或至少一個沈積氣體及至少一個添加氣體。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個沈積氣體包含以下至少一者：一金屬烷基、一過渡元素烷基及一主族元素烷基。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中一金屬烷基、一過渡元素烷基及一主族元素烷基之該至少一者包含：環戊二烯基(Cp)三甲基鉑(CpPtMe3)、甲基環戊二烯基(MeCp)三甲基鉑(MeCpPtMe3)、四甲基錫(SnMe4)、三甲基鎵(GaMe3)、二茂鐵環戊二烯基(Cp2Fe)、及雙芳基鉻(Ar2Cr)。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個沈積氣體包含以下至少一者：一金屬羰基、一過渡元素羰基及一主族元素羰基。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其中一金屬羰基、一過渡元素羰基及一主族元素羰基之該至少一者包含六羰鉻(Cr(CO)6)、六羰鉬(Mo(CO)6)、六羰鎢(W(CO)6)、八羰二鈷(CO2(CO)8)、十二羰三釕(Ru3(CO)12)、及五羰鐵(Fe(CO)5)。
  23. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個沈積氣體包含以下至少一者：一金屬烷氧化物、一過渡元素烷氧化物及一主族元素烷氧化物。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中一金屬烷氧化物、一過渡元素烷氧化物及一主族元素烷氧化物之該至少一 者包含矽酸四乙酯(Si(OC2H5)4)及異丙醇鈦(Ti(OCH(CH3)2)4)。
  25. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個沈積氣體包含以下至少一者：一金屬鹵化物、一過渡元素鹵化物及一主族元素鹵化物。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中一金屬鹵化物、一過渡元素鹵化物及一主族元素鹵化物之該至少一者包含六氯化鎢(WCl6)、四氯化鈦(TiCl4)、三氯化硼(BCl3)、及四氯化矽(SiCl4)。
  27. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個沈積氣體包含以下至少一者：一金屬錯合物、一過渡元素錯合物及一主族元素錯合物。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中一金屬錯合物、一過渡元素錯合物及一主族元素錯合物之該至少一者包含六氟乙醯丙酮銅(Cu(C5F6HO2)6)及二甲基三氟乙醯丙酮金(Me2Au(C5F3H4O2))。
  29. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中至少一個沈積氣體包含一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、脂肪族或芳香族碳氫化合物、真空泵油的組分、及揮發性有機化合物。
  30. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個添加 氣體包含氧化劑。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之方法，其中氧化劑包含氧(O2)、臭氧(O3)、水蒸氣(H2O)、過氧化氫(H2O2)、一氧化二氮(N2O)、氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、硝酸(HNO3)、及含氧氣體。
  32. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個添加氣體包含鹵化物。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中鹵化物包含氯(Cl2)、氫氯酸(HCl)、二氟化氙(XeF2)、氫氟酸(HF)、碘(I2)、碘化氫(HI)、溴(Br2)、溴化氫(HBr)、氧氯化氮(NOCl)、三氯化磷((PCl3)、五氯化磷(PCl5)、三氟化磷(PF3)、三氟化氮(NF3)、及含鹵素氣體。
  34. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該至少一個添加氣體包含具有還原效應(reducing effect)的氣體。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之方法，其中具有還原效應的氣體包含氫(H2)、氨(NH3)、甲烷(CH4)、及含氫氣體。
  36. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中在沈積該參考標記所使用的真空室中移除該參考標記。
  37. 如申請專利範圍第36項所述之方法，其中移除該參考標記 包含引導該粒子束及至少一個蝕刻氣體於該參考標記上。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之方法，其中該粒子束包含一電子束，及該至少一個蝕刻氣體包含至少一個含鹵素(halogen)氣體。
  39. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中使用習用的清洗程序在一清洗器中移除該參考標記。
  40. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中使用習用的清洗程序在一清洗器中移除該犧牲層，該清洗程序同時移除該犧牲層上的該至少一個參考標記。
  41. 如申請專利範圍第39或40項所述之方法，其中清洗包含濕式化學清洗程序。
  42. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中填充該孔洞包含使用一電子束及以下至少一者：該至少一個第一前驅氣體及/或該至少一個第二前驅氣體。
  43. 一種自一基板移除過多材料的方法，該方法包含以下步驟：a.使用一聚焦粒子束及至少一個前驅氣體在該過多材料周圍沈積一可移除材料，其中該可移除材料包含用於產生一參考標記的材料；及b.連同該可移除材料一起移除該過多材料。
  44. 如申請專利範圍第43項所述之方法，其中使用習用的清洗程序在一清洗器中移除該過多材料及該可移除材料。
  45. 如申請專利範圍第44項所述之方法，其中移除該過多材料及該可移除材料包含使用一化學移除方法。
  46. 一種以入射於一基板上的一聚焦粒子束處理該基板的裝置，包含：a.用於使用該聚焦粒子束及至少一個處理氣體產生至少一個參考標記的特徵元件於該基板上的構件，其中所述產生至少一個參考標記包含使用該聚焦粒子束及至少一個第一前驅氣體沉積一材料點；b.用於決定該至少一個參考標記之一參考位置的構件；c.用於使用該參考標記之該參考位置處理該基板的構件；及d.用於自該基板移除該至少一個參考標記的構件。
  47. 如申請專利範圍第46項所述之裝置，其中該聚焦粒子束包含以下至少一者：一電子束、一離子束、一原子束、一分子束、及/或一光子束。
  48. 如申請專利範圍第46或47項所述之裝置，其中該基板包含以下至少一者：一透射型或反射型光微影遮罩、一奈米壓印微影模板、一半導體器件、一微機電器件、一光子積體電路、一積體電路、及/或一印刷電路板。
  49. 如申請專利範圍第46項所述之裝置，其中該處理氣體包含至少一個第一前驅氣體、至少一個第二前驅氣體及/或至少一個蝕刻氣體。
  50. 如申請專利範圍第49項所述之裝置，其中該至少一個第一前驅氣體包含至少一個沈積氣體或至少一個沈積氣體及至少一個添加氣體。
  51. 如申請專利範圍第50項所述之裝置，其中該至少一個沈積氣體包含如申請專利範圍第19-29項中任一項給定之該等沈積氣體的至少一者。
  52. 一種處理一基板的裝置，包含：a.一粒子源，用於產生一粒子束；及至少一個成像元件，用於聚焦及引導該粒子束於該基板上；b.至少一個儲存容器，用於儲存至少一個第一前驅氣體；及具有一閥門之一導管，用於引導及供給該至少一個前驅氣體於該基板上，其中該粒子束及該至少一個第一前驅氣體產生至少一個參考標記於該基板上；c.至少一個偵測器，用於決定該至少一個參考標記的一參考位置；d.至少一個儲存容器，用於儲存至少一個第二前驅氣體；及具有一閥門之一導管，用於引導及供給該至少一個第二前驅氣體於該基板上，其中該粒子束及該至少一個第二前驅氣體局部沈積材料於該基板上；e.至少一個儲存容器，用於儲存至少一個蝕刻氣體；及具 有一閥門之一導管，用於引導及供給該至少一個蝕刻氣體於該基板上，其中該粒子束及該至少一個蝕刻氣體自該基板局部移除材料；及f.其中該粒子束及該至少一個蝕刻氣體亦自該基板移除該至少一個參考標記。
  53. 如申請專利範圍第52項所述之裝置，其中該偵測器偵測在該粒子束效應下自該基板往回散射的粒子及/或在該基板中產生的二次電子。
  54. 如申請專利範圍第52或53項所述之裝置，其中該至少一個添加氣體包含如申請專利範圍第30-35項中任一項給定之該等添加氣體的至少一者。
  55. 如申請專利範圍第52項所述之裝置，另外包含至少一個儲存容器，用於儲存至少一個添加氣體；及具有一閥門之一導管，用於引導及供給該至少一個添加氣體；其中使用該至少一個添加氣體在處理該基板期間產生至少一個參考標記及/或局部沈積材料於該基板上。
  56. 如申請專利範圍第52項所述之裝置，另外包含至少一個清洗器以執行濕式化學清洗。
  57. 如申請專利範圍第52項所述之裝置，其中使用一質流(mass flow)控制器及/或一熱化的前驅氣體以供給第一及/或該第二前驅氣體及/或該蝕刻氣體之一蒸氣壓。
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