TWI788238B - 修復微影光罩的裝置和方法以及包括指令的電腦程式 - Google Patents

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Abstract

本申請案係關於一種用於處理微影光罩(150、200、1500)的裝置(700)，該裝置包括：(a) 至少一隨時間變化的粒子束(410、715)，其具體實施用於在該微影光罩(150、200、1500)上的局部沉積反應及/或局部蝕刻反應；(b) 至少一用於提供至少一前驅氣體的第一構件(740、750、760)，其中該前驅氣體具體實施為在該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應期間與該粒子束(410、715)相互作用；及(c) 至少一第二構件(830、930、1050)，其減小該隨時間變化的粒子束(410、715)與該微影光罩的一表面(115)間之平均入射角(φ)。

Description

修復微影光罩的裝置和方法以及包括指令的電腦程式
本申請案主張德國專利申請案DE 10 2019 201 468.2的優先權，該申請案於2019年2月5日提交予德國專利商標局，其全部內容通過引用併入本申請案供參考。
本發明係關於用於修復微影光罩之裝置和方法。
由於半導體行業不斷增長的積體密度，微影光罩必須在晶圓上形成越來越小的結構。適應這種趨勢的一種選擇是使用微影光罩，其光化波長被移動到越來越短的波長。現階段，以大約193nm波長發射的ArF (氟化氬)準分子雷射在微影中經常用作光源。
目前正在開發使用EUV (極紫外線)波長範圍(較佳在10nm至15nm的範圍內)的電磁輻射之微影系統。該EUV微影系統基於全新的光束引導概念，該概念使用反射光學元件，因為目前無法獲得在該EUV範圍內光學透明的材料。發展EUV系統所面臨的技術挑戰相當巨大，並且需要相當大的開發努力，才能使該系統達到可用於工業應用的水準。
微影光罩、曝光光罩、光罩或僅是光罩對配置在晶圓上的光阻劑中越來越小的結構成像有重大的貢獻。隨著積體密度每次逐步增加，縮小曝光光罩的最小結構尺寸就變得更加重要。因此，微影光罩的製程變得越來越複雜，因此更耗時且最終也更昂貴。由於圖案元素的微小結構尺寸，所以不能排除光罩生產期間的缺陷，這些必須盡可能修正。
現階段，光罩缺陷經常通過電子束誘導的局部沉積及/或蝕刻處理來修復。由於圖案元素的結構尺寸減小，對修復處理的要求越來越具有挑戰性。由於結構元件的尺寸減小，因此借助於修復過程產生的結構邊緣斜率必須更加緊密地接近由設計預定之參考結構。這個問題同樣適用於修復奈米壓印微影(NIL，nanoimprint lithography)中使用的模板之缺陷。
以下指定的示例性文獻描述如何在晶圓上填充窄孔或如何借助聚焦離子束生產用於透射電子顯微鏡的樣品：US 2012 / 0 217 590 A1、US 2014 / 0 170 776 A1、US 9 530 674 B2、US 5 656 811和US 2012 / 0 235 055 A1。
本發明解決了指定一種裝置和方法來幫助改進微影光罩及/或用於奈米壓印微影模板的修復之問題。
根據本發明的示範具體實施例，此問題通過如申請專利範圍第1項之裝置及第15項之方法來解決。在一具體實施例中，該用於處理一微影光罩之裝置包括：(a) 至少一隨時間變化的粒子束，其具體實施用於在微影光罩上的局部沉積反應及/或局部蝕刻反應；(b) 至少一用於提供至少一前驅氣體的第一構件，其中該前驅氣體具體實施為在該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應期間與該粒子束相互作用；及(c) 至少一第二構件，其減小該隨時間變化的粒子束與該微影光罩的一表面間之平均入射角。
通過減小觸發局部沉積或蝕刻反應的一粒子束的微影光罩表面上之該平均入射角，可相對於該微影光罩的該表面，將一結構的邊緣斜率增大至可將其蝕刻及/或沉積，即可使該邊緣斜率更佳對應於通常由設計預先確定的90°角。此外，減小粒子束在微影光罩表面上的平均入射角有利於修復位置的產生，該修復部位的彎曲半徑基本上不偏離微影光罩的相應無缺陷位置之彎曲半徑。再者，減小粒子束在微影光罩表面上的平均入射角，使通過進行局部修復處理而在要修復位置周圍環境中產生，對微影光罩的損害最小化。
通常，由於粒子束在掃描區域上逐行掃描，因此粒子束感測光罩或通常是樣本的掃描區域。在掃描一行時，在樣本表面上粒子束的入射角會有些微改變。在上述的(c)點下指定的微影光罩表面上入射角的減小，並不表示在行掃描期間或通常在感測掃描區域期間，粒子束的角度變化。引用術語「平均入射角」是為了區分在行掃描期間的上述減小入射角與入射角變化。該術語描述在行掃描期間粒子束入射到樣本上的平均角度。舉例來說，平均入射角可定義為在行掃描或通常在粒子束掃描區域的所有入射角上之算術平均值。
在此及在本說明書的其他地方，如果使用根據現有技術的量測器具來確定量測量，則用語「大體上」說明在常規量測誤差內之量測量表示。
在本申請案中，術語「微影光罩」可能包括用於奈米壓印微影的模板。
通常，一微影光罩包括其上設置有圖案元素或蝕刻到該基板中的圖案元素之所述基板。在本申請案中，該微影光罩表面應理解為是指光罩表面的區域，該區域不具有使入射光成像的結構元件。
該第二裝置包括來自下列群組之至少一元件：一用於使微影光罩相對於粒子束傾斜的傾斜裝置；一用於使粒子束相對於微影光罩傾斜之光束源的樞軸裝置；及至少一用於該粒子束的粒子之偏轉裝置，用於減小粒子束在微影光罩上的平均入射角。
該光束源的該樞轉裝置可包括在該光束源的粒子束與用於處理微影光罩的裝置之樣品台之間，形成不同於90°的固定角度。
本質上，該第二器件也可包括一個以上上列裝置，並且平均入射角的減小可以通過兩或三個指定裝置之相互作用來實現。
該第二裝置可具體實施為使該隨時間變化的粒子束減小之入射角繞該微影光罩的光軸旋轉。
在該微影光罩的光軸平行於坐標系統的z軸之假設下，該第二構件總是具體實施為改變，即增大粒子束與光軸之間的極角。借助於該第二構件，也可改變該極角及促成改變該方位角，借助於局部沉積或蝕刻反應，可在光罩圖案元素的任何位置或任何側上進行該微影光罩的改善處理。
該偏轉裝置可包括選自下列群組之至少一元件：一電偏轉系統和一磁偏轉系統。
電與磁偏轉系統的組合是可能的。在此，一電偏轉系統可使粒子束往第一方向偏轉，而該磁偏轉系統可使粒子束往第二方向偏轉。但是，該電偏轉系統和該磁偏轉系統也可使粒子束往相同方向偏轉，從而放大彼此對粒子束的影響。
此外，該偏轉裝置可具體實施為使粒子束往兩方向偏轉。該偏轉裝置的該兩偏轉方向可相對於彼此具有大體上90°的角度。
該偏轉裝置可為該粒子束的光束源一部分。該偏轉裝置不可為該粒子束的光束源一部分。例如，如果該偏轉裝置是該粒子束的光束源一部分並且該光束源包括一掃描粒子顯微鏡，則該偏轉裝置可設置在該掃描粒子顯微鏡的一電子腔中。該偏轉裝置不應為該粒子束的光束源一部分並且該光束源包括一掃描粒子顯微鏡，則該偏轉裝置可設置在該掃描粒子顯微鏡的該電子腔之外。
但是，電和磁偏轉系統也可為該粒子束的光束源之一部分。因此，例如，電偏轉系統可設置在光束源的電子光學透鏡上游，而磁偏轉系統可設置在光束源的電子光學透鏡下游。
該電偏轉系統可包括至少一成對偏轉板。該電偏轉系統可包括可相對於彼此設置的至少兩成對偏轉板。該電偏轉系統可設置在用於該粒子束的光束源之電子光學透鏡上游。
該磁偏轉系統可包括至少一線圈配置。該至少一線圈配置可包括至少一成對線圈。然而，該磁偏轉系統也可包括至少一或多個永久磁鐵。
該傾斜裝置可包括用於該微影光罩的樣本台，該樣本台可繞至少兩軸旋轉，並且該兩軸可位於微影光罩平面內並且可彼此不平行。該樣本台的兩旋轉軸彼此垂直是有利的。
該樣本台可繞一第三軸旋轉，其中該樣本台的第三旋轉軸基本平行於該微影光罩的光軸。一用於減小該隨時間變化的粒子束往一方向在該微影光罩表面上之平均入射角之第二構件、及一可繞該微影光罩的光軸旋轉之樣本台之組合允許往兩空間方向調整該隨時間變化的粒子束之平均入射角。這提供對該微影光罩上的任何處理位置之存取。
該第二構件可將該隨時間變化的粒子束與該微影光罩表面間之平均入射角減小＞ 5°，較佳＞ 10°，更佳＞ 20°並且最佳＞ 30°。
在該微影光罩上的入射點上，該粒子束可具有0.1 nm至1000 nm的焦點直徑，較佳為0.2 nm至200 nm，更佳為0.4 nm至50 nm並且最佳為0.5 nm至2 nm。
該粒子束的孔徑角可為0.1 mrad度至1000 mrad，較佳為0.2 mrad至700 mrad，更佳為0.5 mrad至500 mrad並且最佳為1 mrad至200 mrad。在此，「mrad」代表毫弧度。
粒子束的粒子之動能可在0.01 keV至500 keV的範圍內，較佳在0.05 keV至200 keV內，更佳在0.1 keV至50 keV內並且最佳在0.1 keV至1 keV內。
隨時間變化的粒子束可包括在該微影光罩掃描區域上掃描的粒子束。粒子束的掃描可通過停留時間和重複時間的參數來特徵化。
然而，隨時間變化的粒子束也可包括，其中其粒子的動能及/或粒子束的焦距直徑經歷時間變化之粒子束。
用於處理微影光罩的裝置可更包括一評估單元，該評估單元具體實施為分析要在該微影光罩上處理的位置之掃描資料。尤其是，該評估單元可從掃描資料中產生影像資料。該影像資料可儲存及/或顯示在監視器上。
此外，該評估單元可具體實施為從分析的掃描資料，確定粒子束在該微影光罩表面上的平均入射角之至少一變化。
該評估單元可具體實施為根據用於執行局部蝕刻反應及/或局部沉積反應的粒子束動能，以決定粒子束的平均入射角減小。再者，該評估單元可具體實施為從待沉積及/或待蝕刻的材料之材料成分，以決定粒子束平均入射角的減小。此外，該評估單元可具體實施為根據該掃描資料，設定粒子束的平均入射角。
該粒子束中粒子的動能及粒子束的粒子撞擊到的材料成分會影響粒子束與微影光罩的相互作用區域之大小，從而影響可處理或可能因執行局部沉積處理或局部蝕刻處理而受損的光罩區域。
此外，該評估單元可具體實施為決定處理位置周圍之一保護層的面積和材料成分。
用於處理微影光罩的裝置可更包括一控制裝置，該控制裝置具體實施為控制該第二構件，用於改變粒子束在該微影光罩表面上的平均入射角。
該第一裝置可包括下列群組之至少一元件：至少一供應容器，其具體實施為儲存至少一前驅氣體；至少一控制閥，其具體實施為控制該至少一前驅氣體的氣體質量流；至少一氣體管線系統，其具體實施成將至少一前驅氣體從該至少一供應容器引導到在該微影光罩上的粒子束入射點；及至少一噴嘴， 其具體實施為將該前驅氣體集中在該微影光罩表面上的粒子束入射點處。
該至少一前驅氣體可包括選自下列群組之至少一元件：至少一蝕刻氣體、至少一沉積氣體和至少一添加氣體。
該至少一蝕刻氣體可包括至少一含鹵素的化合物。一含鹵素的化合物可包括來自下列群組之至少一元素：氟(F 2)、氯(Cl 2)、溴(Br 2)、碘(I 2)、二氟化氙(XeF 2)、四氟化氙(XeF 4)、六氟化氙(XeF 6)、氯化氙(XeCl)、氟化氬(ArF)、氟化氪(KrF)、二氟化硫(SF 2)、四氟化硫(SF 4)、六氟化硫(SF 6)、三氟化磷(PF 3)和五氟化磷(PF 5)。
該至少一沉積氣體可包括來自下列群組之至少一元素：金屬烷基、過渡元素烷基、烷基主基團、金屬羰基、過渡元素羰基、羰基主基團、金屬醇鹽、過渡元素醇鹽、醇鹽主基團、金屬複合物、過渡元素複合物、複合物主基團、及有機化合物。
該金屬烷基、該過渡元素烷基和該烷基主基團可包括來自下列群組之至少之一者：環戊二烯基(Cp)三甲基鉑(CpPtMe 3)、甲基環戊二烯基(MeCp)三甲基鉑(MeCpPtMe 3)、四甲基錫(SnMe 4)、三甲基鎵(GaMe 3)、二茂鐵(Co 2Fe)和雙芳基鉻(Ar 2Cr)。該金屬羰基、該過渡元素羰基和該羰基主基團可包括來自下列群組之至少之一者：六羰基鉻(Cr(CO) 6)、六羰基鉬(Mo(CO) 6)、六羰基鎢(W(CO) 6)、八羰基二鈷(Co 2(CO) 8)、十二羰基三釕(Ru 3(CO) 12)和五羰基鐵(Fe(CO) 5)。該金屬醇鹽、該過渡元素醇鹽和該醇鹽主基團可包括來自下列群組之至少之一者：原矽酸四乙酯(TEOS, Si(OC 2H 5) 4)和四異丙氧基鈦(Ti(OC 3H 7) 4)。該金屬鹵化物、該過渡元素鹵化物和該鹵化物主基團可包括選自下列群組之至少之一者：六氟化鎢(WF 6)、六氯化鎢(WCl 6)、六氯化鈦(TiCl 6)、三氯化硼(BCl 3)和四氯化矽(SiCl 4)。該金屬複合物、該過渡元素複合物和該複合物主基團可包括選自下列群組之至少之一者：雙(六氟乙酰丙酮)銅(Cu(C 5F 6HO 2) 2)和三氟乙酰丙酮二甲基金(Me 2Au(C 5F 3H 4O 2))。該有機化合物可包括來自下列群組之至少之一元素：一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO 2)、脂族烴、芳族烴、真空泵油的成分和揮發性有機化合物。
該至少一添加氣體可包括來自下列群組之至少一元素：氧化劑、鹵化物和還原劑。
該氧化劑可包括來自以下群組至少一元素：氧氣(O 2)、臭氧(O 3)、水蒸氣(H 2O)、過氧化氫(H 2O 2)、一氧化二氮(N 2O)、氧化氮(NO)、二氧化氮(NO 2)和硝酸(HNO 3)。該鹵化物可包括來自以下群組至少一元素：氯(Cl 2)、鹽酸(HCl)、二氟化氙(XeF 2)、氫氟酸(HF)、碘(I 2)、碘化氫(HI)、溴(Br 2)、溴化氫(HBr)、亞硝酰氯(NOCl)、三氯化磷(PCl 3)、五氯化磷(PCl 5)和三氟化磷(PF 3)。該還原劑可包括來自以下群組至少一元素：氫(H 2)、氨(NH 3)和甲烷(CH 4)。
該粒子束可包括來自下列群組之至少一元素：電子束、離子束、原子束、分子束和光子束。
此外，該控制器件可具體實施成控制該第一器件。再者，該控制器件可具體實施成控制粒子束和所述用於在處理位置周圍沉積保護層之第一器件。
再者，用於處理微影光罩的裝置可包括至少一偵測器，該偵測器具體實施以偵測源自該微影光罩的粒子，這些粒子是由粒子束所引起。源自該微影光罩的該等粒子可包括該隨時間變化的粒子束之粒子類型。源自該微影光罩的該等粒子可不同於該粒子束的粒子類型。
再者，用於處理微影光罩的裝置可具體實施以執行下面定義用於處理微影光罩的方法步驟。
在一具體實施例中，用於處理一微影光罩之方法包括下列步驟：(a) 提供至少一前驅氣體；(b) 通過使該隨時間變化的粒子束作用於該前驅氣體上，在該微影光罩上進行局部沉積反應及/或局部蝕刻反應；及(c) 在執行該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應的至少一部分時，減小該隨時間變化的粒子束與該微影光罩表面間之一平均入射角。
用於處理一微影光罩之方法可更包括下列步驟：使用該粒子束分析該微影光罩。
用於處理一微影光罩之方法可更包括下列步驟：在進行該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應的同時改變該入射角。如上述，球坐標系中的該入射角包括方位角或極角。
用於處理一微影光罩之方法可更包括下列步驟：中斷該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應，並使用粒子束分析要產生的結構及/或要蝕刻的位置之產生部分。
用於處理微影光罩的方法可在用於該微影光罩的局部處理過程中中斷。該粒子束可用來分析該處理位置。在該處理過程繼續之前，可根據該分析處理來修改該平均入射角。此處理指引允許在處理過程中改變待生產結構的側壁之邊緣斜率。
該粒子束在該微影光罩表面上的平均入射角可通過控制器件以自動形式改變。
電腦程式可包括指令，當電腦系統執行電腦程式時，該等指令提示根據上述態樣之一者之裝置的電腦系統，以執行上述態樣之一者的方法步驟。
下面更詳細解釋根據本發明的裝置及根據本發明用於處理微影光罩的方法之當前較佳具體實施例。使用掃描粒子顯微鏡的範例來描述根據本發明的裝置。然而，根據本發明的裝置並不受限於一掃描粒子顯微鏡。而是，根據本發明的裝置可基於任何掃描粒子顯微鏡，即如本申請案中所定義的裝置可使用任何類型的粒子來處理光罩。此外，根據本發明的裝置和根據本發明的方法之使用不僅僅限於微影光罩的處理。相反，這裡說明的設備和方法可用於處理各種微結構化組件。針對此的範例包括用於奈米壓印微影的模板、晶圓、IC (積體電路)、MEMS (微機電系統)和PIC (光子積體電路)。
圖1的上半部影像105圖解顯示通過微影光罩100的片段之剖面。光罩100可為透射式或反射式光罩100。在圖1的範例中，光罩100包括一基板110及一圖案元件120或一結構元件120。基板110可包括一石英基板及/或一具有低熱膨脹係數的材料(LTE (低熱膨脹)基板)。圖案元件120可為二元光罩100的結構元件120。在這種情況下，圖案元件120可包括一吸收體結構120的元件，並且可包括例如鉻。然而，圖案元件120也可包括一相移光罩100的結構元件120。舉例來說，可通過將適當圖案蝕刻到光罩100的基板110中，以製造相移光罩100。此外，圖案元件120可包括結構元件120，該元件使光化輻射的相位相對於入射在基板110上的輻射移位，並且還吸收入射在圖案元件120上的一些光化波長的光。此的範例包括OMOG (玻璃上不透明MoSi (矽化鉬(molybdenum silicide))光罩。
圖1的上半部影像105顯示由設計預先決定的理想邊緣130或穿過側壁140的截面。圖案元件120的邊緣130之特徵在於側壁140的傾斜角α及半徑150或曲率半徑150，藉此邊緣130首先合併到光罩100的基板110之表面115中，然後將合併到圖案元件120的平面125中。通常，該設計規定側壁140有大致90°的傾斜角α。圖案元件120的邊緣130或側壁140的曲率半徑150應盡可能小，即盡可能接近零。
圖1的下半部影像155呈現出通過圖案元素120的截面，該圖案元素係根據以上討論的設計規定在光罩100的基板110上產生的。側壁170或邊緣160的傾斜角α基本上為90°，因此與設計規定具有良好的對應關係。邊緣160的曲率半徑180和185不是零而是很小，讓圖案元件120執行其功能。這意味著如圖1中下半部影像155所示，其結構元件120具有側壁170的邊緣160或傾斜角α之微影光罩100滿足規格。
圖2顯示通過微影光罩200的示意剖面圖，該微影光罩包括一基板110和一圖案元件120，其在邊緣160或側壁170處具有過量材料250。過量材料250可包括圖案元件120的材料或基板110的材料。然而，過量材料250的缺陷也可能是已經沉澱在圖案元件120的邊緣160處之顆粒。呈顆粒形式的過量材料250通常具有不同於光罩200的材料成分。
在圖2重顯的範例中，過量材料250的缺陷與圖案元素120的高度相同。但是，這並不是使用本申請案中所述裝置來處理過量材料250的缺陷之先決條件。相反，所說明的裝置可處理實際上具有任何形式之過量材料250的缺陷。
圖3呈現在藉由局部粒子束誘導蝕刻處理，例如根據先前技術的EBIE (電子束誘導蝕刻)，已經去除了過量材料250或過量材料250的缺陷之後，通過來自圖2中光罩200的片段之剖面。從圖3所示已修復的光罩300可收集到的是，由於局部蝕刻處理而產生的側壁370之傾斜角α'明顯偏離了設計所要求的角度α=90°。此外，相對於在圖1內下半部影像155中指定的範例，所產生的圖案元件320的邊緣360之曲率半徑380、385已大大增加。此外，通過局部蝕刻處理，已去除在過量材料250先前所覆蓋區域中和周圍的光罩200的基板110之部分350。由於局部蝕刻處理的所解釋不利影響之影響，則已修復光罩300仍不滿足預定的成像規格。
上面使用圖3來說明通過執行粒子束誘導的局部蝕刻處理，以處理過量材料250的缺陷時之困難。第二類經常發生的微影光罩缺陷是缺少材料的缺陷，例如在二元光罩的情況下(圖3中未顯示)缺少吸收材料。像局部蝕刻的情況一樣，在缺少材料(例如，缺少吸收劑材料)的局部沉積範圍內，借助於粒子束誘導沉積處理(例如EBID (電子束誘導沉積)處理)產生明顯偏離90°的已沉積圖案元件側壁之傾斜角。此外，已沉積圖案元素的曲率半徑通常也顯著大於無缺陷光罩150的原始生產過程中已沉積圖案元素120的曲率半徑180、185。此外，由於局部沉積處理，在基板110的表面115之部分上存在不想要的材料堆積，該部分應當沒有沉積的材料。
這意味著局部沉積處理會在局部處理位置周圍產生一種暈環類型。因此，另外沉積在基板110的表面115之部分上的材料和局部EBID處理的上述缺陷，通常導致已修復的微影光罩之功能局部受損。
下面基於圖4和圖5，解釋導致以上在圖3的示圖中所討論問題的至少一些原因。
圖4的上半部影像405重顯圖2的微影光罩100之片段。具有孔徑角β的粒子束410撞擊光罩100的基板110。孔徑角β可包括從大約0.1 mrad到100 mrad的角度範圍。粒子束410以基本垂直的方式撞擊光罩100的基板110之表面115。圖4的下半部影像455顯示粒子束410在其尖端420或其焦點420內，或在粒子束410入射在圖1中光罩100的基板110之表面115上入射點處的強度分佈。通常，粒子束410在其焦點420處具有高斯或類高斯強度分佈。最小可達到的半峰全寬(full width at half maximum，FWHM)450取決於粒子束410的粒子類型。現階段，電子束有可能聚焦在次奈米範圍內焦點上的光斑直徑上。
為了獲得盡可能高的局部處理過程之空間解析度，必須將粒子束410聚焦到處理位置的小光斑450上。像在光學領域一樣，然而焦點上小光斑直徑的要求對於粒子束410而言需要大的孔徑角β。如圖4的上半部影像405中所示，粒子束410的大孔徑角β削弱了粒子束410存取位於圖案元件120的邊緣160或陡峭側壁170附近加工或修復位置之能力。
圖5呈現圖2，含圖4的粒子束410另外入射在微影光罩100的材料上。在圖5中，參考符號510表示當入射到微影光罩100的基板110上時，粒子束410產生的相互作用區域。當粒子束410入射到基板110上時，該粒子束的粒子(例如，電子)在基板材料110的原子核之電磁場中散射。粒子束410中的入射粒子的能量在相互作用體積510或散射錐510中產生次級產物。舉例來說，具有原子核的入射粒子之散射處理將能量轉移到光罩100的基板材料110之晶格上，由此將基板材料110局部加熱。基板材料110的電子還可通過散射處理，從入射在基板110中的入射點520上的粒子束410之初級粒子吸收能量，並且可釋放作為二次電子及/或背向散射電子。相互作用區域510的尺寸和形狀取決於粒子束410的粒子類型，以及入射在基板110上的粒子束410之粒子動能。此外，基板110的材料或材料成分影響散射錐510的尺寸和形式。
在處理過程期間，前驅氣體分子被吸附在基板110上要處理的部位附近之表面115處。存在於光罩100、200的基板110中表面125上粒子束410的入射點520之區域中的前驅氣體分子，通過在相互作用區域510中進行的處理，例如，通過吸收二次電子及/或背向散射電子，或該分子觸發被吸附的前驅氣體分子與光罩100、200的基板材料之分子或原子間之局部化學反應，而分解成其組成部分。
當粒子束410入射在基板110上時，相互作用區域510或散射錐510基本上位於光罩100的基板110內。如果粒子束410入射在光罩100的圖案元件120之邊緣160或側壁170上，則僅在相互作用區域510中進行的一些處理發生在光罩100的圖案元件120之材料內 。這在圖5中通過變形或大體上對分的相互作用區域550可見。在變形的相互作用區域550中產生的一部分次級或背向散射粒子560可離開相互作用區域550並到達光罩100的基板110之表面115。這在圖5是由箭頭560表示。不像圖案元件120的材料，在真空環境中幾乎沒有任何相互作用過程，通常在處理過程中光罩100、200位於真空環境中。
如上面已經解釋，在微影光罩200的處理過程中，光罩200的基板110之表面125被圖案元素120的邊緣160或側壁170區域中之前驅氣體分子覆蓋。 由粒子束410在變形的相互作用區域550中釋放，並入射在基板110的表面115上之次級粒子560，在基板110上引發不想要的局部處理過程。如果前驅氣體以蝕刻氣體的形式存在，則這是基板110的蝕刻處理，其導致基板110中的局部凹陷350，如圖3所示。對照下，以沉積氣體形式存在的前驅氣體通常會導致在微影光罩200的基板110上發生不必要之局部沉積處理。
圖6的圖式600通過在微影光罩100的基板110上，沿著圖案元件120的側壁170沉積材料650，以對缺失材料的缺陷之校正視覺化。圖6例示根據先前技術的EIBD處理。在圖5的示圖中解釋，電子束410在入射到光罩100的基板110之表面115上時，在基板中產生相互作用區域510。在相互作用區域510中進行的處理，促進吸附在基板110的表面115上之前驅氣體分子之分裂。如果吸附在基板110的表面115上之前驅氣體的分子是沉積氣體，則可將通過電子束410的作用而分裂之沉積氣體構成部分或成分沉積在表面115上。 因此，例如，羰基金屬通過電子束410的直接及/或間接作用，而分裂成金屬原子或金屬離子和一氧化碳。金屬原子可沉積在基板110的表面115上，而揮發性一氧化碳分子可大部分離開處理位置。
通過在缺陷材料650的區域上順序掃描聚焦的電子束410，在存在沉積氣體的情況下，將缺陷材料逐層沉積在基板110上。然而，由電子束410在基板或沉積物650或沉積材料650中產生的相互作用區域610之尺寸，阻止沉積側壁670或具有大致90°傾斜角的邊緣。相反，相互作用區域610的尺寸至少部分設置側壁670或沉積物650的邊緣660之傾斜角α"的尺寸。就像執行局部蝕刻處理時一樣，相互作用區域610的大小和形狀取決於電子束410內電子的動能及沉積物650的材料成分。
圖7顯示通過裝置700的一些重要部件的示意剖面圖，該裝置能夠在局部處理例如微影光罩200的樣本725時，防止發生上述困難之至少一者。圖7的示範裝置700包括以掃描粒子顯微鏡(SEM) 710形式的已改進掃描粒子顯微鏡710。
電子束715當成粒子束715是有利的，因為其基本上不會損壞樣本或微影光罩200。然而，也可在裝置700中使用離子束、原子束或分子束(圖6中未顯示)，以處理樣本725。
掃描粒子顯微鏡710由電子槍705和電子光柱715組成，其中配置有例如為SEM 710的電子光學單元形式的電子束光學單元720。在圖7的SEM 710中，電子槍705產生電子束715，其當成聚焦電子束715引導到樣本725上的位置722之上，該位置可包括成像元件的微影罩200，圖7中未顯示，其配置在電子腔720中。樣本725配置在樣本台730 (或台階)上。此外，SEM 710的電子腔720之成像元件可掃描樣本725上的電子束715。可使用SEM 710的電子束715檢查樣本725。此外，電子束715可用於引發粒子束誘導的沉積處理(電子束誘導沉積，EBID)及/或粒子束誘導的蝕刻處理(電子束誘導蝕刻，EBIE)。此外，SEM 710的電子束715可用於分析樣本725或樣本725的缺陷，例如微影光罩200上過量材料250的缺陷。
偵測器717記錄通過電子束715在樣本725的相互作用區域510、550、610中產生之背向散射電子和二次電子。配置在電子腔720中的偵測器717稱為「透鏡組內用型(in-lens)偵測器」。在各種具體實施例中，偵測器717可安裝在電子腔720中。偵測器717將由電子束715在測量點722處產生的二次電子及/或從樣本725背向散射的電子轉換為電量測信號，並將該電量測信號傳輸至裝置700的電腦系統780之評估單元785。偵測器717可包含濾波器或濾波器系統，以根據能量及/或立體角(在圖7中未重顯)來區分電子。偵測器717受到裝置700的控制器件790所控制。
裝置700可包含一第二偵測器719。第二偵測器719設計用於偵測電磁輻射，特別是在X光區域中。因此，偵測器719有助於分析在處理樣本725之過程中產生的輻射。偵測器719同樣受到控制器件790的控制。
此外，裝置700可包括一第三偵測器(圖7內未顯示)。第三偵測器通常以Everhart-Thornley偵測器的形式具體實施，並且通常配置在電子腔720的外部。因此，用來偵測第二電子。
裝置700可包括離子源，其在樣本725的區域中提供具有低動能的離子(圖7中未顯示)。動能低的離子可補償樣本725的電荷。此外，裝置700可在已修改的SEM 710之電子腔720的輸出上具有網孔(圖7中未顯示)。樣本725的靜電電荷同樣可通過將電壓施加給網孔而獲得補償。更進一步可讓網孔接地。
樣本725配置在樣本台730或樣本固定器730上。樣本台730在本領域中也被稱為「台」。如圖7中的箭頭所示，例如可通過未在圖7中例示的微操縱器，相對於SEM 710的電子光柱715在三個空間方向上移動樣本台730。
除了平移運動之外，樣本台730還可繞彼此垂直的三個軸旋轉。圖8的圖式800圖解顯示樣品台730環繞垂直於圖紙平面的軸旋轉。作為這些旋轉選項的因此，樣本台730實現傾斜裝置830。相較於圖7中電子束410的電子在樣本725上的基本垂直入射，旋轉樣本台730允許減小電子束715在樣本725的表面815上之入射角φ 1。傾斜裝置830可使樣本台730與水平最多傾斜45°。此外，傾斜裝置830可環繞垂直於樣本台平面的旋轉軸旋轉360°。原則上，傾斜裝置830可具體實施在至少三個變型形式中。在圖8示意說明的第一具體實施例中，傾斜軸是固定並且垂直於圖紙平面。旋轉軸在圖紙平面內，並且垂直於旋轉軸。在第二具體實施例中，傾斜單元或傾斜裝置位於旋轉單元或旋轉設備上。在此示範具體實施例中，旋轉軸靜止。舉例來說，該旋轉軸平行於z方向，即平行於電子束715。在第三具體實施例中，樣本725(例如，光罩100、200)是傾斜。舉例來說，這可由兩高度可調整支柱來實現。最後指定的示範具體實施例受限於小傾斜角。
通過樣本台730繞兩相互垂直的旋轉軸旋轉，及繞著電子束715的軸線旋轉樣本730的附加選擇，可在樣本725上的每個點處，以受控的方式減小樣本725的表面815上之入射角φ 1。裝置700的控制器件790可控制樣本台730的平移和旋轉運動。
請即重新參考圖7，樣本725可為任何微結構部件或需要處理的部件，例如局部缺陷250的修復。因此，樣本725可包括例如透射式或反射式光罩200及/或用於奈米壓印技術的模板。透射式和反射式光罩100、200可包括所有類型的光罩，例如二元光罩、相移光罩、OMOG光罩或用於兩次或多次曝光的光罩。
此外，圖7的裝置700可包括一或多個可用於分析及/或處理樣本之掃描探針顯微鏡，例如原子力顯微鏡(AFM)形式(圖7中未顯示)。
掃描粒子顯微鏡710的電子腔720可繞至少一軸樞轉或旋轉。圖900例示相對於水平放置的樣本台730處於樞轉狀態的電子腔720之樣本側端。在圖9中，樞轉裝置930由垂直於圖紙平面的旋轉或樞轉軸線930表示。樞轉裝置930可沿著至少一方向樞轉SEM 710的電子腔720。然而，也可將樞轉裝置930具體化為允許電子腔720較佳沿兩相互垂直的樞轉軸線偏轉。因為掃描粒子顯微鏡710的電子腔720既大且重，所以當前最佳將樞轉裝置930具體實施為僅可繞一樞轉軸線旋轉，並且樣本台730具體實施為可繞垂直於該樣本台平面的旋轉軸旋轉。在另一示範具體實施例中，可將電子腔720以相對於樣本台730的表面偏離90°之固定角度安裝在裝置700中。
裝置700可具有一用於樣本台730的傾斜裝置830和一用於SEM 710的電子腔720之樞軸裝置930兩者。
請即重新參考圖7，如上所述，除了分析樣本725之外，改進的SEM 710之電子束715還可用於誘發電子束誘導的沉積處理和EBIE處理。此外，裝置700的SEM 710之電子束715也可用於執行EBID處理。為了執行這些處理，圖7的裝置700具有三個用於儲存前驅氣體的不同供應容器740、750和760。
第一供應容器740儲存前驅氣體，例如金屬羰基(metal carbonyl)，例如六羰基鉻(chromium hexacarbonyl)(Cr(CO) 6)，或金屬醇鹽(metal alkoxide)主基團，例如TEOS。借助於儲存在第一供應容器740中的前驅氣體，例如在局部化學沉積反應的範圍內，可將微影光罩200所缺少的材料沉積在其上。光罩200的缺失材料可包括缺失的吸收體材料，例如鉻；缺失的基板材料110，例如石英；OMOG光罩的缺失材料，例如矽化鉬(molybdenum silicide)；或反射光罩的多層結構之缺失材料。
如以上在圖5的示意圖所示，SEM 710的電子束715充當能量供應器，用於在應將材料沉積在樣本725上的位置處，將儲存在第一供應容器740中的前驅氣體分離。這意味著電子束715和前驅氣體的組合準備導致執行EBID (電子束誘導沉積)處理，以局部沉積缺失的材料，例如從光罩200缺失的材料。裝置700的已修改SEM 710與第一供應容器740組合形成沉積設備。
電子束715可聚焦到數奈米的光斑直徑上。因此，EBID處理可以通常範圍在5 nm至20 nm內的空間解析度來局部沉積缺失材料。但是，電子束715的較小聚焦直徑與較大的孔徑角β–有關聯性，如圖4的示意圖所示。
在圖7所示的裝置700中，第二供應容器750儲存蝕刻氣體，該氣體允許進行局部電子束誘導蝕刻(EBIE)處理。可藉由電子束誘導的蝕刻處理從樣本725去除過量材料，例如，從微影光罩200的基板110之表面115去除過量材料250或過量材料250的缺陷。舉例來說，蝕刻氣體可包括二氟化氙(XeF 2)、鹵素或亞硝酰氯(NOCl)。因此，已修改的SEM 710與第二供應容器750組合形成局部蝕刻裝置。
添加劑或附加氣體可儲存在第三供應容器760中，該添加劑在必要時能夠添加到在第二供應容器750中保持可用之蝕刻氣體920，或添加到儲存在第一供應容器740中的前驅氣體。另外，第三供應容器760可儲存第二前體氣體或第二蝕刻氣體。
在圖7所例示的掃描粒子顯微鏡710中，供應容器740、750和760之每一者具有其自己的控制閥742、752和762，以監測或控制每單位時間提供的相應氣體量，即在樣本725上電子束715的入射位置722處之氣體體積流量。控制閥742、752和762由控制器件790控制和監控。使用此配置，可設定在處理位置722處提供一或多個氣體之分壓條件，以在寬範圍內執行EBID及/或EBIE處理。
此外，在圖7中的示範SEM 710中，每個供應容器740、750和760都具有自己的氣體饋線系統745、755和765，其末端是在樣本725上的電子束715的入射點722附近的噴嘴747、757和767。
供應容器740、750和760可具有自己的溫度設定元件及/或控制元件，其允許冷卻和加熱相應的供應容器740、750和760。這使得可在各自最佳溫度下儲存並且特別是提供前體氣體及/或蝕刻氣體(圖7中未顯示)。控制器件790可控制供應容器740、750、760的溫度設定元件和溫度控制元件。在EBID和EBIE處理過程期間，供應容器740、750和760的溫度設定元件可進一步通過適當溫度選擇，用來設定儲存在其中的前體氣體之蒸汽壓力。
裝置700可包括一個以上的供應容器740，以儲存兩或更多種前驅氣體。此外，裝置700可包括一個以上的供應容器750，以儲存兩或多個蝕刻氣體(圖7未顯示)。
圖7所例示的掃描粒子顯微鏡710在真空室770中運作。實施EBID和EBIE處理需要真空室770中相對於環境壓力的負壓。為此目的，圖7中的SEM 710包括泵系統772，用於產生和維持真空室770中所需的負壓。利用關閉控制閥742、752和762，在真空室770中實現＜10 -4Pa的殘餘氣體壓力。泵系統772可包括單獨泵系統，用於真空室770上半部來提供SEM 710的電子束715以及用於下半部775或反應室775 (圖7未顯示)。
裝置700包含一電腦系統780。電腦系統780包括一掃描單元782，其掃描樣本725上方的電子束725。此外，電腦系統780包括控制單元790，該單元用於設定和控制裝置700的已改進掃描粒子顯微鏡710的各種參數。再者，控制單元790可控制樣本台730的傾斜裝置830和SEM 710的電子腔720之樞軸裝置930。
此外，電腦系統780包括評估單元785，該單元分析來自偵測器717和719的量測信號並從中產生影像，該影像顯示在電腦系統780的顯示器795上。特別是，評估單元785設計為從偵測器717的量測資料，決定樣本725 (例如微影光罩200)中缺失材料之缺陷及/或過量材料250的缺陷之位置和輪廓。此外，評估單元785包含一或多個演算法，其允許決定與光罩200的已分析缺陷250相對應的修復形狀。再者，電腦系統780的評估單元785可包括一或多個演算法。一或多個演算法可根據粒子束715的電子動能及/或根據要蝕刻或沉積的材料成分，以確定樣本台730的傾斜裝置830之角度變化及/或SEM 710的電子腔720之樞軸裝置930的角度變化。再者，評估單元785的演算法可確定偏轉裝置的參數。下面根據圖10和圖11說明電子束715的偏轉裝置範例。評估單元785的演算法可採用硬體、軟體或其組合實現。
評估單元785可進一步設計為從偵測器719的量測資料中確定臨時保護層相對於待處理位置的面積和位置。在至少部分環繞局部處理位置處施加臨時保護層，可在很大程度上避免不參與正在執行的局部處理過程之樣本725區域，例如光罩200的基板110一部分，避免受到損害或損壞。電腦系統780的控制單元790控制臨時保護層的沉積及其去除，例如通過執行EBIE處理。在替代具體實施例中，在樣本725的清潔過程中，例如濕化學清潔過程中，從樣本725去除該臨時保護層。
電腦系統780及/或評估單元785可包含一記憶體(圖7中未顯示)，最佳是非揮發性記憶體，其儲存用於各種光罩類型的一或多個修復形狀模型。評估單元785可設計為根據修復模型，從偵測器717的量測資料中計算出微影光罩200的缺陷250之修復形狀。
如圖7所示，評估單元785可整合到電腦系統780。然而，也可將評估單元785具體實施為裝置700內部或外部的獨立單元。特別是，評估單元785可設計為藉由專用硬體實施方式來執行其一些任務。
電腦系統780可整合到裝置700中或具體實施為獨立設備(圖7中未顯示)。電腦系統780可採用硬體、軟體、韌體或其組合建構成。
圖10的圖式1000顯示來自圖2的微影光罩200上電子束715的入射點1022之區域中的裝置700之放大片段。在圖10中例示的範例中，微影光罩200的基板110藉由三點軸承配置於樣本台1050上。光罩200在重力作用下保持在其位置上。圖式1000的部分顯示三點軸承的三個球體1020中之兩者。
偏轉裝置1050安裝在裝置700中，在SEM 710的電子腔720之輸出與光罩200之間。偏轉裝置1050包括磁偏轉系統1030，該系統例如可以線圈對或一或多個永久磁體(圖10中未顯示)的形式實現。在圖10中例示的範例中，磁偏轉系統1030產生磁場1010，該磁場的場線垂直於圖紙平面並指向圖紙平面。當離開電子腔720時，電子束715的電子被磁偏轉系統1030產生的磁場1010偏轉，並且該電子在穿過彎曲路徑1015之後於入射點1022上撞擊微影光罩200。舉例來說，電子束715的電子到達過量材料250的缺陷。光罩200上電子束715的入射點1022與圖7中裝置700的入射點722不同。而且，受到磁偏轉系統1030的磁場1010偏轉之電子束715以小於圖7中電子束715的入射角的之角度φ 3撞擊光罩200。當聚焦電子束715時，考慮已由磁偏轉系統1030延長的電子之路徑1015。
磁偏轉系統1030可產生均勻或不均勻的磁場1010。磁場1010的強度可由電腦系統780的控制單元785來設定。
在圖10中重顯的範例中，磁偏轉系統1030產生同質性磁場1010，該磁場的場線垂直通過圖紙平面。但是，磁偏轉系統1030也可產生第二磁場，該磁場的場線平行於例如圖紙的平面延伸。借助於基本上彼此垂直的兩個磁場，磁偏轉系統1030不僅可通過改變兩磁場的場強度來設定電子束715之極角，而且也可設定其方位角。這允許電子束715以入射角φ 3到達微影光罩200中圖案元件120的不同側。
在圖10中，磁偏轉系統1030安裝到裝置700中成一單元1050，該單元與SEM 710的電子腔720分離或獨立。但是，磁偏轉系統1030也可在電子腔720的輸出處整合至SEM 710中。
圖11呈現出偏轉裝置1050的第二示範具體實施例。在圖11中重顯的範例中，偏轉裝置1050包括一電偏轉系統1130。在圖11中，電偏轉系統1130由兩個額外的成對偏轉板1110和1120來實現，該等偏轉板已安裝在SEM 710的電子腔720內電子光學物鏡1150之上游。第一成對偏轉板1110使電子束715從SEM 710的軸1160或電子光軸1160偏轉。第二成對偏轉板1120設計和設置成使得偏轉的電子束1115大體上穿過電子光學物鏡1150的中心。由於電子光學物鏡1150，此光束引導防止已偏轉的電子束1115遭受顯著的成像像差。
從圖11可收集到的是，由電偏轉系統1130偏轉的電子束1115以相對於來自圖7的入射角顯著減小之角度φ 4入射在樣本725上。此外，已偏轉的電子束1115撞擊樣本725的表面815上之位置1122，該位置不同於圖7中電子束的入射點722。可通過改變施加到電偏轉系統1130的成對偏轉板1110和1120上之電壓，以設定樣本725的表面815上之入射角φ 4。控制器件790可控制電偏轉系統1130。評估單元785可基於針對缺陷所確定的修復形狀，以確定電偏轉系統1130的設定。
在圖11中描繪的範例中，電偏轉系統1130被實現為在相對於電子光軸1160的方向上偏轉電子束715。本質上，電偏轉系統1130也可設計成使得後者可相對於SEM 710的電子光軸1160，往兩不同方向偏轉通過偏轉系統1130的電子束715。
此外，磁偏轉系統1030和電偏轉系統1130可結合在一偏轉裝置1050中。再者，傾斜裝置830可結合偏轉裝置1050。再者，樞轉裝置930可結合偏轉裝置1050。
圖12和圖13例示如何通過減小樣本725的表面815上隨時間變化的粒子束715之平均入射角，可在很大程度上消除圖4和圖5中所解釋在樣本725 (例如光罩100)的局部處理期間出現的困難。圖12的上半部影像1205可視化了電子束410在微影光罩100上之入射，相較於圖2，電子束410的入射角已經減小角度φ。上面在圖7至圖11中說明減小入射角(90°-φ)的可能性。圖12的下半部影像1255以類似於圖4的方式，呈現出電子束410在其焦點420中的強度分佈。如圖12所示，減小電子束410在微影光罩100的表面115上之平均入射角(90°-φ)，允許電子束410聚焦在焦點上沒有大孔徑角β所導致的小光斑直徑450上，從而被光罩100的圖案元件120明顯遮蔽。
圖13呈現在處理微影光罩100的側壁170或邊緣160時電子束410的相互作用區域，其中電子束410在光罩100的表面115、125、170上之平均入射角已減小了角度φ，如圖12所示。關於光罩100的基板110的處理，參考有關圖5的說明。不像圖5，當以減小的入射角(90°-φ)加工邊緣160或側壁170時，相互作用區域1450幾乎不再變形。舉例來說，這意味著可通過EBIE處理蝕刻邊緣160或側壁170，而不通過局部EBIE處理顯著改變側壁170的傾斜角α。此外，當進行局部蝕刻處理時，基板110的表面115沒有明顯受到侵蝕。
圖14的圖式1400通過在微影光罩100的基板110上，沿著圖案元件120的側壁170沉積材料1420，以呈現對缺失材料的缺陷之校正。相較於圖6內說明沉積處理，如圖12所示，在處理開始之前，減小粒子束410在光罩100的表面115、125、170上之平均入射角(90°-φ)，如圖12和圖13內所示。從圖14可得出的結論是，沉積物1420以邊緣1460或側壁1470沉積，該兩者稍微偏離了光罩100設計所預先決定的90°角。但是，與有關圖6的討論範圍內所說明EBID處理之傾斜角相比，偏差很小。此外，曲率半徑1480和1485明顯不大於光罩100的無缺陷圖案元件120之半徑。此外，在圖14的範圍內所解釋之沉積處理在微影光罩100的基板110之表面115上大體上不沉積材料1420。
圖15的圖式1590顯示微影光罩1500的電子顯微鏡記錄之片段1505。片段1505顯示圖案元件1520的邊緣1530，其配置在光罩1500的基板1510上。圖案元件1520及因此的光罩1500具有缺圖案材料1550的缺陷。黑條1560指定電子束715的掃描區域寬度，其用於修復缺陷1550。通過在缺陷區域1550中沉積材料來校正缺少的圖案材料1550之缺陷，所沉積材料所具有的光學特性與圖案元件1520的材料盡可能接近。
圖16的圖式1690呈現在修復缺失圖案材料1550的缺陷之後，微影光罩1500的片段1505之電子顯微鏡記錄。通過借助於EBID處理沉積材料來修復缺陷1550。為了啟動局部電子束誘導的沉積處理，電子束410不是以垂直方式而是垂直從正面傾斜引導到缺陷部位1550上，使得電子束715在基板1510的表面115上之平均入射角小於90°。當記錄片段1505時，電子束410同樣從正面傾斜入射到微影光罩1500上。已修復的缺陷1550在圖16中用參考符號1660標記。相較於圖15，圖16所示圖案元素1520的邊緣1530之輪廓不那麼清晰。
從圖16可看出，用於修復缺陷1550的EBID處理幾乎沒有在微影光罩1500的缺陷部位前面區域1620中之基板1510上沉積任何材料。因此，修復處理不會損害光罩1500的基板1510之透射。
但是，從圖16可以清楚看出，缺陷1550的修復處理已在圖案元件1520上沉積大量材料。從圖16中以參考符號1650標記的暈環中可明顯看出這一點。
如果圖案元件1520是二元光罩1500的圖案元件，如圖15和圖16以示範方式例示的光罩1500之情況，則圖案元件上暈環1650的附加吸收材料不會損害微影光罩1500的功能。
相反，如果圖案元件1520是相移光罩的結構元件1520，則通過修復處理產生的暈環1650將顯著損害該已修復的光罩。為了防止這種情況，在執行用於修復已缺失圖案材料1550的缺陷之EBID處理之前，圖案元件1520可在暈環1650的區域中由臨時保護層覆蓋(圖16中未顯示)。臨時保護層同樣可藉由粒子束誘導的沉積處理來沉積。選擇一種材料或材料組合物作為用於臨時保護層的材料，使得可輕易將臨時保護層與位於該臨時保護層上的材料一起從已修復微影光罩1500上去除，該材料沉積用於修復缺陷。可以通過使用裝置700執行EBIE處理，以去除臨時保護層。另外，例如，可在用於微影光罩1500的清潔處理範圍內，例如通過濕化學清潔，以實現保護層。
最後，圖17的流程圖1700呈現用於以緊湊形式處理微影光罩150、200、1500的方法之基本步驟。該方法從步驟1710開始。在下一步驟1720中提供至少一前驅氣體。可將一或多個前驅氣體儲存在裝置700的供應容器740、750、760之一者中，並可通過氣體饋線系統745、755、765引導至電子束410、715入射於樣本725上的位置。隨後，在步驟1730中，通過使隨時間變化的粒子束410、715作用在前驅氣體上，在微影光罩150、200、1500上進行局部沉積反應及/或局部蝕刻反應。在執行至少部分局部沉積反應及/或局部蝕刻時，在步驟1740中減小隨時間變化的粒子束410、715與微影光罩150、200、1500的表面115間之平均入射角。 該方法結束於步驟1750。
100:微影光罩 105:上半部影像 110:基板 115:表面 120:圖案元件 120:結構元件 125:平面 130:理想邊緣 140:側壁 150:曲率半徑 155:下半部影像 160:邊緣 170:側壁 180、185:曲率半徑 200:微影光罩 250:過量材料 300:已修復的光罩 320:圖案元件 350:部分 360:邊緣 370:側壁 380、385:曲率半徑 405:上半部影像 410:電子束/粒子束 420:焦點 450:小光斑 455:下半部影像 510:相互作用區域 520:入射點 550:相互作用區域 560:背向散射粒子 610:相互作用區域 650:材料 660:邊緣 670:側壁 700:裝置 705:電子槍 710:電子束/掃描粒子顯微鏡 715:電子束/粒子束/電子光柱 717:偵測器 719:第二偵測器 720:電子束光學單元/電子腔 722:位置 725:樣本 730:樣本台 740、750、760:供應容器 742、752、762:控制閥 745、755、765:氣體饋線系統 747、757、767:噴嘴 770:真空室 772:泵系統 775:反應室 780:電腦系統 782:掃描單元 785:評估單元 790:控制器件 795:顯示器 815:表面 830:傾斜裝置 930:樞轉裝置 1010:磁場 1015:彎曲路徑 1020:球體 1022:入射點 1030:磁偏轉系統 1050:樣本台 1050:偏轉裝置 1110、1120:成對偏轉板 1115:偏轉的電子束 1122:位置 1130:電偏轉系統 1150:電子光學物鏡 1160:電子光學軸 1205:上半部影像 1255:下半部影像 1420:沉積物 1460:邊緣 1470:側壁 1480、1485:曲率半徑 1500:微影光罩 1505:片段 1510:基板 1520:圖案元件 1530:邊緣 1550:缺圖案材料 1560:黑條 1650:暈環
以下實施方式將參考附圖以描述本發明的目前較佳示範具體實施例，其中：
圖1描述在上半部影像中通過設計所預先決定的微影光罩圖案元素之一邊緣的示意剖面圖，並且在下半部影像中重顯該上半部影像的圖案元素之一邊緣，該邊緣無缺陷地產生；
圖2顯示具有過量材料形式缺陷的微影光罩之圖案元件邊緣的示意剖面圖；
圖3顯示根據先前技術在進行局部修復過程以去除缺陷之後，圖2的圖案元件邊緣之示意剖面圖；
圖4在上半部影像中重顯圖2，其中具有孔徑角β的粒子束入射在該微影光罩上，並且在下半部影像中例示該上半部影像中該粒子束在焦點上的強度分佈；
圖5描述根據先前技術處理圖2中該微影光罩圖案元件的邊緣或側壁時，圖4的粒子束之相互作用區域(「散射錐」)；
圖6示意性顯示根據所要執行的先前技術之粒子束誘導沉積處理；
圖7顯示用於處理微影光罩的裝置中一些組件之示意剖面圖；
圖8重顯來自圖7中裝置的放大片段，該裝置具有用於使微影光罩相對於圖7中裝置的粒子束傾斜之傾斜裝置；
圖9描述來自圖7中裝置的放大片段，其具有用於使圖7中裝置的粒子束相對於微影光罩傾斜之樞軸裝置；
圖10呈現來自圖7中裝置的放大片段，該裝置在掃描粒子顯微鏡的電子腔輸出處具有磁偏轉系統形式的偏轉裝置；
圖11重顯來自圖7中裝置的放大片段，該裝置在掃描粒子顯微鏡的電子腔之樣本側末端處具有電偏轉系統形式的偏轉裝置；
圖12重顯圖4，其中減小圖7中裝置的該隨時間變化的電子束與樣本表面間之平均入射角；
圖13重顯來自圖5的相互作用區域，其中在進行處理過程時，縮小來自圖7中裝置的電子束之平均入射角；
圖14重顯來自圖6的該沉積處理，其中減小來自圖7中裝置的該粒子束與微影光罩表面間之平均入射角；
圖15顯示包括圖案元素的微影光罩之電子顯微鏡記錄的片段，其中該圖案元素具有缺失的圖案材料缺陷；
圖16是圖15中缺失的圖案缺陷修復後的片段；及
圖17指出用來處理微影光罩的方法流程圖。
715:粒子束
720:電子束光學單元/電子腔
722:位置
725:樣本
730:樣本台
815:表面
830:傾斜裝置

Claims (20)

  1. 一種用於處理至少一微影光罩(150、200、1500)的裝置(700)，其包括：a.至少一隨時間變化的粒子束(410、715)，其具體實施用於在該至少一微影光罩(150、200、1500)上的局部沉積反應及/或局部蝕刻反應；b.至少一用於提供至少一前驅氣體的第一構件(740、750、760)，其中該前驅氣體具體實施為在該至少一微影光罩(150、200、1500)的一表面(115)上的該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應期間與該隨時間變化的粒子束(410、715)相互作用；c.至少一第二構件(830、930、1050)，其減小該隨時間變化的粒子束(410、715)與該至少一微影光罩(150、200、1500)的該表面(115)間之平均入射角(φ)；d.一控制器件(790)具體實施成控制該至少一第二構件(830、930、1050)，用於減少該隨時間變化的粒子束(410、715)與該至少一微影光罩(150、200、1500)間的該平均入射角(φ)；以及e.該控制器件(790)進一步實施成控制該隨時間變化的粒子束(410、715)與該至少一前驅氣體相互作用，以實施該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置(700)，其中該第二構件(830、930、1050)包括至少來自以下群組的一元件：- 一傾斜裝置(830)，其用於使該至少一微影光罩(150、200、1500)相對於該隨時間變化的粒子束(410、715)傾斜；- 一光束源(710)的樞軸裝置(930)，其用於使該隨時間變化的粒子束(410、715)相對於該至少一微影光罩(150、200、1500)傾斜；及 - 至少一用於該隨時間變化的粒子束(410、715)的粒子之偏轉裝置(1050)，用於減小該隨時間變化的粒子束(410、715)在該至少一微影光罩(150、200、1500)上的該平均入射角(φ)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置(700)，其中該偏轉裝置(1050)包括來自以下該群組的至少一元件：一電偏轉系統(1130)和一磁偏轉系統(1030)。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之裝置(700)，其中該至少一偏轉裝置(1050)為該隨時間變化的粒子束(410、715)的該光束源(710)之一部分。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之裝置(700)，其中該至少一偏轉裝置(1050)不為該隨時間變化的粒子束(410、715)的該光束源(710)之一部分。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之裝置(700)，其中該電偏轉系統(1130)包括至少一成對偏轉板(1110、1120)。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之裝置(700)，其中該磁偏轉系統(1030)包括至少一線圈配置。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之裝置(700)，其中該傾斜裝置(830)包括用於該至少一微影光罩(150、200、1500)的一樣本台(730)，該樣本台繞著至少兩軸線旋轉，並且其中該等兩軸線位於該至少一微影光罩(150、200、1500)的一平面內，並且彼此不平行。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝置(700)，其中該第二構件(830、930、1050)將該隨時間變化的粒子束(410、715)與該至少一微影光罩(830、930、1050)的該表面(115)間之該平均入射角減小>5°。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝置(700)，其中在該至少一微影光罩(150、200、1500)上入射點(722、1022、1122)處的該隨時間變化的粒子束(410、715)具有焦距直徑為0.1nm至1000nm。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝置(700)，其中該隨時間變化的粒子束(410、715)具有孔徑角為0.2mrad至700mrad。
  12. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝置(700)，更包括：一評估單元(785)，該評估單元具體實施為分析要在該至少一微影光罩(150、200、1500)上處理的位置之掃描資料。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之裝置(700)，其中該評估單元(785)進一步具體實施為從該已分析的掃描資料，決定該至少一微影光罩(150、200、1500)上的該隨時間變化的粒子束(410、715)的該平均入射角(φ)。
  14. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝置(700)，其中該控制器件(790)更進一步具體實施成在掃描該至少一微影光罩(150、200、1500)以取得掃描資料的期間，控制該隨時間變化的粒子束(410、715)。
  15. 用於處理至少一微影光罩(150、200、1500)之方法(1700)， 該方法包括下列步驟：a.提供(1720)至少一前驅氣體；b.通過使一隨時間變化的粒子束(410、715)作用在該前驅氣體上，在該至少一微影光罩(150、200、1500)上執行(1730)一局部沉積反應及/或一局部蝕刻反應；c.在執行至少部分該局部沉積反應及/或該局部蝕刻時，減小(1740)該隨時間變化的粒子束(410、715)與該至少一微影光罩(150、200、1500)的表面(115)間之一平均入射角(φ)；以及d.在實施該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應時，控制該隨時間變化的粒子束(410、715)與該至少一微影光罩(150、200、1500)的表面(115)間之該平均入射角(φ)；e.其中所述控制步驟d.進一步包括控制至少一第二構件(830、930、1050)以減小在該至少一微影光罩(150、200、1500)的表面(115)上的該隨時間變化的粒子束(410、715)的該平均入射角(φ)，同時實施該隨時間變化的粒子束(410、715)與該至少一前驅氣體相互作用，以進行局部沉積反應和/或局部蝕刻反應。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法(1700)，其更包括步驟：使用該隨時間變化的粒子束(410、715)分析該至少一微影光罩(150、200、1500)。
  17. 如申請專利範圍第15或16項所述之方法(1700)，其更包括步驟：在執行該局部沉積反應及/或該局部蝕刻時變更該入射角(φ)。
  18. 如申請專利範圍第15或16項所述之方法(1700)，其更包括步驟：中斷該局部沉積反應及/或該局部蝕刻反應，並使用該隨時間變 化的粒子束(410、715)分析要產生的結構及/或要蝕刻的位置之一產生部分。
  19. 如申請專利範圍第15或16項所述之方法(1700)，其中通過一控制器件(790)，以自動形式變更該至少一微影光罩(830、930、1050)的該表面(115)上的該隨時間變化的粒子束(410、715)之該平均入射角(φ)。
  20. 電腦程式包括指令，當該電腦系統(780)執行該電腦程式時，該指令提示根據如申請專利範圍第1至14項中任一項所述裝置(700)的電腦系統，以執行如申請專利範圍第15至19項中任一項之該等方法步驟。
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