本發明涉及一種用于處理微光刻光掩模的缺陷的方法、一種計算機程序產品及一種設備。

背景技術：

1、微光刻(microlithography)用于生產微結構組件部件，例如集成電路。使用包含照明系統和投射系統的光刻設備來執行微光刻工藝。在這種情況下，通過照明系統照明的光掩模(photomask)(掩模版(reticle))的圖像通過投射系統投射到基板(例如硅晶片)上，該基板涂覆有光敏層(光致抗蝕劑)并布置在該投射系統的圖像平面中，以便將掩模結構轉移到基板的光敏涂層上。

2、為了獲得較小的結構尺寸并因此增加微結構組件的集成密度，越來越多地使用非常短波長的光，例如稱為深紫外(duv)或是極紫外(euv)。duv的波長例如為193nm，并且euv的波長例如為13.5nm。

3、在這種情況下，微光刻光掩模甚至具有范圍從幾納米至幾百納米的結構尺寸。這種光掩模的生產非常復雜，并且因此成本很高。特別地，這種情況是因為光掩模必須是無缺陷的，否則不可能確保通過光掩模在硅晶片上產生的結構表現出所期望的功能。特別地，光掩模上的結構的質量對于通過所述光掩模在晶片上生產的集成電路的質量是決定性的。

4、正是由于此原因，檢查微光刻光掩模是否存在缺陷，并以有針對性的方式修復所發現的缺陷。典型的缺陷包括缺少設想的結構，例如因為沒有成功執行蝕刻工藝，或者存在未設想的結構，例如因為蝕刻工藝進行得太快或在錯誤的位置產生其效果。這些缺陷可通過有針對性地蝕刻多余材料或在適當位置有針對性地沉積額外材料來補救；舉例來說，這可通過電子束誘導工藝(febip，“聚焦電子束誘導工藝”)以非常有針對性的方式實現。

5、de?10?2017?208?114?a1描述了一種用于光刻掩模的粒子束誘導蝕刻的方法。在這種情況下，在光刻掩模上待蝕刻的位置處提供粒子束(特別是電子束)和蝕刻氣體。粒子束激活光刻掩模材料與蝕刻氣體之間的局部化學反應，其結果是從所述光刻掩模局部燒蝕該材料。

6、在此背景下，本發明要解決的問題是提供一種用于處理微光刻光掩模的缺陷的改進方法及改進設備。

技術實現思路

1、根據第一方面，提供了一種用于處理微光刻光掩模的缺陷的方法，其中借助于粒子束激活工藝氣體，其中控制單元設置成用于控制具有控制帶寬的偏轉單元，其中用于偏轉粒子束的偏轉單元被配置成在光掩模上方(over)引導粒子束，該方法包括以下步驟：

2、a)提供光掩模的至少一部分的圖像；

3、b)基于控制帶寬來確定圖像中的修復形狀，其中修復形狀包含缺陷；以及

4、c)借助于偏轉單元在修復形狀的m個像素處提供粒子束，并激活工藝氣體以處理缺陷。

5、在確定修復形狀時考慮控制帶寬允許考慮粒子束在目標像素上的沉降行為(settling?behaviour)。因此，尤其是在修復缺陷時，可以獲得改進的邊緣形狀，特別是改進的邊緣陡度或改進的邊緣輪廓。

6、缺陷的處理尤其包含缺陷的蝕刻，在其范圍內，從光掩模局部燒蝕材料，或者在缺陷的區域中將材料沉積在光掩模上。舉例來說，所提出的方法是允許更好地蝕刻掉缺陷區域中的多余結構，或者更好地增加缺陷區域中的缺失結構。

7、修復形狀包括缺陷，即修復形狀包含缺陷。

8、例如，通過掃描電子顯微鏡(sem)記錄光掩模的至少一部分的圖像。舉例來說，光掩模的至少一部分的圖像是具有幾納米量級的空間分辨率。還可使用掃描探針顯微鏡(spm)記錄圖像，諸如原子力顯微鏡(afm)或是掃描隧道顯微鏡(stm)。

9、該方法可以特別包括通過掃描電子顯微鏡和/或掃描探針顯微鏡捕獲光掩模的至少一部分的圖像的步驟。

10、例如，微光刻光掩模是用于euv光刻設備的光掩模。在這種情況下，euv代表“極紫外”并表示工作光的波長在0.1nm與30nm之間，特別是13.5nm。在euv光刻設備中，光束成形與照明系統是用于將euv輻射引導到光掩模(也稱為“掩模版”)上，該光掩模特別是反射光學元件(反射光掩模)的形式。光掩模具有通過euv光刻設備的投射系統以縮小方式成像到晶片等上的結構。

11、例如，微光刻光掩模也可以是用于duv光刻設備的光掩模。在這種情況下，duv代表“深紫外”并表示工作光的波長在30nm與250nm之間，特別是193nm或248nm。在duv光刻設備中，光束成形與照明系統是用于將duv輻射引導到光掩模上，該光掩模特別是透射光學元件(透射光掩模)的形式。光掩模具有通過duv光刻設備的投射系統以縮小方式成像到晶片等上的結構。

12、例如，微光刻光掩模包含基板以及通過涂層形成在該基板上的結構。例如，光掩模是透射光掩模，在這種情況下，要成像的圖案以透明基板上的吸收(即不透明或部分不透明)涂層的形式實現?；蛘撸庋谀Ｒ部梢允欠瓷涔庋谀＃?，尤其用于euv光刻中。在實施例中考慮了二元或相移光掩模。

13、例如，該基板包括二氧化硅(sio2)，例如熔融石英。例如，結構化涂層包含鉻、鉻化合物、鉭化合物和/或由硅、氮、氧和/或鉬制成的化合物。該基板和/或涂層也可包含其他材料。

14、在用于euv光刻設備的光掩模的情況下，該基板可包含交替順序(sequence)的鉬層與硅層。

15、使用所提出的方法，可識別、定位以及修復光掩模的缺陷，特別是光掩模的結構化涂層的缺陷。具體而言，缺陷是被不正確地施加到該基板上的光掩模的(例如，吸收或反射)涂層。該方法可用于在光掩模上缺少涂層的位置增加涂層。此外，可使用該方法從光掩模上涂層被不正確施加的位置移除涂層。

16、為此，在光掩模的至少一部分的記錄圖像中確定缺陷的幾何形狀。舉例來說，確定缺陷的二維幾何形狀。所確定的缺陷的幾何形狀在下文中被稱為所謂的修復形狀。

17、在修復形狀中定義m個像素，用于所述修復形狀的粒子束誘導處理。在該方法的過程中，粒子束指引向修復形狀的m個像素中的每一個。特別地，電子束的強度最大值指引向m個像素中的每一個的每個中心。換句話說，修復形狀的m個像素表示用于粒子束誘導處理的修復形狀的光柵，特別是二維光柵。例如，修復形狀的m個像素對應于在缺陷的粒子束誘導處理期間粒子束的入射區域。例如，以這樣的方式選擇像素尺寸：由于電子束的高斯強度分布，指引向像素中心的電子束的強度分布下降到所述像素邊緣處的預定強度。該預定強度可對應于下降到強度最大值的一半，或者下降到電子束的強度最大值的任何其他分數。例如，像素尺寸和/或電子束半峰全寬(full?width?at?half?maximum)在亞納米范圍內或幾納米量級。

18、例如，工藝氣體是前體(precursor)氣體和/或蝕刻氣體。例如，工藝氣體可以是多個氣體成分的混合物，即工藝氣體混合物。例如，工藝氣體可以是多個氣體成分的混合物，其中每種氣體成分僅有特定分子類型。

19、特別是，主族元素、金屬或過渡元素的烷基化合物可以被認為是適用于沉積或生長抬升結構的前體氣體。其示例是(環戊二烯基)三甲基鉑(cpptme3me＝ch4)、(甲基環戊二烯基)三甲基鉑(mecpptme3)、四甲基錫(snme4)、三甲基鎵(game3)、二茂鐵(cp2fe)、二芳基鉻(ar2cr)，和/或主族元素、金屬或過渡元素的羰基化合物，諸如，例如六羰基鉻(cr(co)6)、六羰基鉬(mo(co)6)、六羰基鎢(w(co)6)、八羰基二鈷(co2(co)8)、十二羰基三釕(ru3(co)12)、五羰基鐵(fe(co)5)，和/或主族元素、金屬或過渡元素的醇鹽化合物，諸如，例如四乙基硅酸酯(si(oc2h5)4)、四異丙氧基鈦(ti(oc3h7)4)，和/或主族元素、金屬或過渡元素的鹵化物，諸如，例如六氟化鎢(wf6)、六氯化鎢(wcl6)、四氯化鈦(ticl4)、三氟化硼(bf3)、四氯化硅(sicl4)，和/或包含主族元素、金屬或過渡元素的絡合物，諸如，例如雙(六氟乙酰丙酮)銅(cu(c5f6ho2)2)、三氟乙酰丙酮二甲基金(me2au(c5f3h4o2))，和/或有機化合物，例如一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)、脂肪烴和/或芳香烴等。

20、例如，蝕刻氣體可包含：二氟化氙(xef2)、二氯化氙(xecl2)、四氯化氙(xecl4)、蒸汽(h2o)、重水(d2o)、氧氣(o2)、臭氧(o3)、氨(nh3)、亞硝酰氯(nocl)和/或以下鹵化物中的一種：xno、xono2、x2o、xo2、x2o2、x2o4、x2o6，其中x是鹵化物。申請人的美國專利申請號13/0103281中是詳細說明了用于蝕刻一個或多個沉積測試結構的其他蝕刻氣體。

21、工藝氣體可包含另外的附加氣體，例如氧化氣體，諸如過氧化氫(h2o2)、一氧化二氮(n2o)、氧化氮(no)、二氧化氮(no2)、硝酸(hno3)以及其他含氧氣體和/或鹵化物，諸如氯氣(cl2)、氯化氫(hcl)、氟化氫(hf)、碘(i2)、碘化氫(hi)、溴(br2)、溴化氫(hbr)、三氯化磷(pcl3)、五氯化磷(pcl5)、三氟化磷(pf3)以及其他含鹵素氣體和/或還原性氣體，諸如氫氣(h2)、氨氣(nh3)、甲烷(ch4)以及其他含氫氣體。這些附加氣體可用于例如蝕刻工藝，當作緩沖氣體，當作鈍化介質等。

22、例如，借助于設備來提供激活粒子束，該設備可包含：粒子束源，用于創建粒子束；粒子束引導裝置(例如掃描單元)，其配置成將粒子束指引向光掩模的修復形狀、多個修復形狀或各個修復子形狀的各個像素處；粒子束成形裝置(例如，電子或光束光學組件)，其配置成成形粒子束，又特別是聚焦粒子束；至少一個儲存容器，其配置成儲存工藝氣體或工藝氣體的至少氣體成分；至少一個氣體供應裝置，其配置成向修復形狀、多個修復形狀或各個修復子形狀的各個像素提供具有預定氣體量流率的工藝氣體或工藝氣體的至少一種氣體成分。

23、例如，激活粒子束包含電子束、離子束和/或激光束。

24、例如，借助于改進的掃描電子顯微鏡提供電子束。例如，使用提供激活電子束的相同改進的掃描電子顯微鏡記錄光掩模的至少一部分的圖像。

25、激活粒子束尤其激活光掩模材料與工藝氣體之間的局部化學反應，這導致光掩模上的材料從氣相局部沉積或將光掩模的材料局部轉變為氣相。

26、激活粒子束連續提供在修復形狀、多個修復形狀或各個修復子形狀的每個像素處，例如透過粒子束引導裝置(特別是偏轉單元)。在該方法的步驟c)中，激活粒子束在每個像素上保留預定的停留時間。例如，停留時間為100ns。

27、修復形狀可全部或部分地包括缺陷。修復形狀可具有：腎形、u形或環形。在當前情況下，“修復形狀”也可指修復子形狀，只要沒有任何相反的規定。

28、例如，數字“m”和/或“n”(見下文)在每種情況下大于100、1000、10000、100000或1000000。

29、根據一個實施例，在步驟a)之前，特別是在粒子束柱投入運行以執行步驟a)至c)之前或之時，確定或提供控制帶寬，其中優選地在步驟b)之前將所確定或所提供的控制帶寬或從其導出的值被儲存在數據存儲器中并在步驟b)中使用。

30、控制帶寬或者由此導出的值可以特別地存儲在計算機程序中，所述計算機程序在上述方法的范圍內運行。

31、根據進一步的實施例，步驟b)包括：

32、b1)基于控制帶寬(gf)將包含缺陷(d)的修復形狀(108)細分(s2-1)為k個修復子形狀(1102、1104)，并選擇k個修復子形狀(1102、1104)中的一個；和/或

33、b2)將包含缺陷(d)的修復形狀(108)細分(s2-2)為k個修復子形狀(1300-1304、1400-1410)并選擇k個修復子形狀(1300-1304、1400-1410)中的一個，其中基于控制帶寬(gf)來實現選擇，

34、其中，步驟c)包括：

35、借助于偏轉單元(816)在所選擇的k個修復子形狀(1300-1304、1400-1410)的m個像素(410)處提供粒子束(802)，并激活工藝氣體以處理缺陷(d)。

36、因此，可在修復形狀的細分期間或僅在選擇各個修復子形狀期間已考慮控制帶寬，特別是當確定粒子束按時間連續掃過的修復子形狀的順序時。根據一種變型，細分和選擇兩者可基于控制帶寬來實現?！発”可大于或等于2、10或100。

37、根據進一步的實施例，根據步驟b)的確定或根據步驟b1)的細分和/或根據步驟b2)的選擇是基于兩個修復形狀之間或在k個修復子形狀中的兩個之間的間距或跳躍寬度來實現的。

38、間距或跳躍寬度越大，粒子束通常需要越長的時間才能再次達到沉降狀態(settled?state)。因此，將此信息與控制帶寬聯系起來特別有利。

39、根據進一步的實施例，步驟c)包括：

40、借助于偏轉單元在第一修復形狀的m個像素處或在k個修復子形狀中之第一個的m個像素處提供粒子束，并激活工藝氣體以處理缺陷；

41、借助于偏轉單元在第二修復形狀的n個像素處或在k個修復子形狀中之第二個的n個像素處提供粒子束，并激活工藝氣體以處理缺陷。

42、具體上，在切換到下一修復形狀之前，k個修復子形狀中的每一個可被粒子束掃描過或光柵掃描超過100或超過1000次，然后粒子束又會依次掃過該修復形狀超過100次或超過1000次。粒子束可在重復之間停用或進行光柵掃描，以便允許工藝氣體流入各個修復子形狀中。

43、根據進一步的實施例，以隨機方式選擇n或m個像素中的第一個像素和/或最后一個像素。

44、這避免了光掩模上出現不需要的圖案。

45、根據進一步的實施例，在粒子束的掃描方向上不間斷地形成k個修復子形狀中的每一個。

46、因此，可快速掃描這些，并且不會產生跳躍效應(粒子束的沉降)。

47、根據進一步的實施例，在步驟b1)或b2)中使用掃描線方法。

48、這種數學方法可以簡單而有效地將修復形狀劃分為多個修復子形狀，每個修復子形狀都是凸起的和/或至少在掃描方向上沒有中斷(即沒有切口)。因此，粒子束不需要克服間隙、切口等。這避免了跳躍或沉降效應。

49、根據進一步的實施例，修復形狀包含切口，切口的大小尺寸在5nm和小于10μm之間。

50、根據進一步的實施例，k個修復子形狀中的相應一個或修復形狀內的兩個像素之間的間距小于40、20或5nm。

51、根據進一步的實施例，偏轉單元包含多極(multipole)，特別是八極(octupole)，用于光束偏轉目的。

52、可以使用其他光束偏轉裝置，例如電容器板或磁線圈，來代替多極或八極。

53、根據進一步的實施例，在步驟c)中，粒子束沿直線移動，和/或沿平行線或與其垂直的線動。

54、根據進一步的實施例，在步驟c)中，粒子束平行于k個修復子形狀的一個和/或最長邊緣。

55、因此可避免粒子束的非期望跳躍，或由此獲得粒子束對修復形狀或修復子形狀的有效掃描。

56、根據進一步的實施例，在步驟b)中，確定包含缺陷的第一修復形狀及第二修復形狀，其中第二修復形狀至少部分位于第一修復形狀內。

57、有利的是，由此可獲得所謂的偏置效應；這同樣可考慮粒子束在目標位置(目標像素)的沉降行為。

58、根據進一步的實施例，第二修復形狀的輪廓相對于第一修復形狀的輪廓部分凹陷。

59、根據進一步的實施例，第二修復形狀部分地具有與第一修復形狀相同的輪廓。

60、根據粒子束的跳躍像素或目標像素，可能需要相對于第一修復形狀偏移輪廓，也可能不需要，這視情況而定。

61、根據進一步的實施例，當第一和第二修復形狀重疊在第一和第二修復形狀的兩個相鄰輪廓之間時，一個或多個像素沿與兩個相鄰輪廓相交的直線而定位。

62、根據第二方面，提供了一種計算機程序產品。計算機程序產品包含多個指令，當指令由用于處理微光刻光掩模的缺陷的設備執行時，促使設備執行上述方法步驟。

63、可提供或供應計算機程序產品，諸如，例如計算機程序介質，例如，作為儲存介質，諸如存儲卡、usb棒、cd-rom、dvd，或以其他可從網絡中的服務器下載的文件的形式。例如，在無線通信網絡中，這可通過使用計算機程序產品或計算機程序構件傳輸適當的文件來實現。

64、根據第三方面，提供一種用于處理微光刻光掩模的缺陷的設備。該設備包含：

65、用于提供工藝氣體的工藝氣體供應裝置，

66、用于提供粒子束的粒子源，

67、用于偏轉粒子束的偏轉單元，以便在修復形狀的m個像素處提供粒子束并激活工藝氣體，

68、用于利用控制帶寬來控制偏轉單元的控制單元，

69、用于提供光掩模的至少一部分的圖像的檢測器單元；

70、用于基于控制帶寬確定圖像中的修復形狀的確定單元，其中修復形狀包含缺陷。

71、上面與下面提到的每個單元(例如計算設備、控制單元、確定單元)都可使用硬件和/或軟件來實現。在使用硬件實現的情況下，對應的單元可體現為設備或設備的一部分，例如計算機或微處理器。例如，該設備可包含中央處理單元(cpu)、圖形處理單元(gpu)、可編程硬件邏輯(例如現場可編程門陣列，fpga)、專用集成電路(asic)等。此外，一個或多個單元可一起實現在單個硬件設備中，并且它們可例如共享存儲器、接口等。單元也可在單獨的硬件組件中實現。

72、在本案中，“一”不必被理解為僅限于一個元件。相反，也可提供多個元件，例如兩個、三個或多個。本文使用的任何其他數字也不應被理解為對精確規定的元件數量存在限制。相反地，除非另有說明，否則向上與向下的數值偏差是可能的。

73、本發明的另一可能實現方式也涵蓋未明確提及的關于示例性實施例在上文或下文中描述的特征或實施例的組合。在這種情況下，本領域技術人員也將添加單獨的方面作為對本發明的相應基本形式的改進或補充。