CN116057468A - 用于蚀刻光刻掩模的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

用于光刻掩模(100)、特别是用于非透射式EUV光刻掩模的粒子束诱导蚀刻的方法具有以下步骤：a)在工艺气体环境(ATM)中提供(S1)光刻掩模(100)，b)将聚焦粒子束(110)发射(S2)到光刻掩模(100)上的目标位置(ZP)上，c)供应(S3)至少一个第一气体成分(GK1)至工艺气体环境(ATM)中的目标位置(ZP)，其中第一气体成分(GK1)可通过活化转化为反应形式，其中反应形式与光刻掩模(100)的材料反应以形成挥发性化合物，以及d)供应(S4)至少一个第二气体成分(GK2)至工艺气体环境(ATM)中的目标位置(ZP)，其中在预定工艺条件下暴露于粒子束(100)的第二气体成分(GK2)形成沉积物，其包含硅与氧、氮和/或碳的化合物。

Description

用于蚀刻光刻掩模的方法与设备
技术领域
本发明关于用于蚀刻光刻掩模的方法与设备。
优先权申请案DE 10 2020 120 884.7的整体内容以引用的方式并入。
背景技术
微光刻用于生产微结构部件，例如集成电路。使用具有照明***和投射***的光刻设备来执行微光刻工艺。在这种情况下，由照明***照明的掩模(掩模母版)的像通过投射***投射到基板(例如硅晶片)上，该基板涂有光敏层(光刻胶)并设置在投射***的像平面中，以将掩模结构转印到基板的光敏涂层上。
为了获得小结构尺寸并因此增加微结构部件的集成密度，越来越多地使用具有非常短波长的光，其例如称作深紫外光(DUV)或极紫外光(EUV)。DUV具有例如193nm的波长，EUV具有例如13.5nm的波长。在这些情况下，光刻掩模本身的结构尺寸落在5至100nm范围内。生产这些类型的光刻掩模非常复杂且因此昂贵，特别是因为光刻掩模必须是无缺陷的，否则不能保证使用光刻掩模所产生的结构将具有期望的功能。为此，光刻掩模要经过验证，例如，这意味着测试光刻掩模中是否存在缺陷。在这个过程中，对缺陷进行检测和定位，从而能够对缺陷进行针对性的修复。典型的缺陷并没有预期的结构，例如由于蚀刻程序的执行不成功，或由于存在非预期的结构，例如由于蚀刻程序过快或蚀刻程序在错误的地方发生作用。这些缺陷可通过针对性地蚀刻多余材料或针对性地在相关位置沉积额外材料来消除，这种操作可通过例如聚焦电子束诱导程序(FEBIP)而以高度针对性的方式进行。
DE 10 2017 208 114 A1揭露了一种用于光学光刻掩模的粒子束诱导蚀刻的方法，其具有以下步骤：在待蚀刻的位置提供激活粒子束；以及在待蚀刻的位置提供蚀刻气体，其中蚀刻气体包含第一气体成分和作为第二气体成分的水蒸汽，且其中第一气体成分包含氮、氧和氯的一化合物。
DE 10 2013 203 995 A1揭露了一种用于在使用至少一个粒子束处理基板时保护基板的方法和设备。方法包含以下步骤：在基板上安装局部受限的保护层；通过粒子束和至少一个气体来蚀刻基板和/或设置在基板上的层，和/或通过粒子束和至少一个前趋气体在基板上沉积材料；以及从基板移除局部受限的保护层。
发明内容
在此背景下，本发明的目的为改进光刻掩模的工作。
根据第一方面，提出了一种用于光刻掩模(更具体为非透射EUV光刻掩模)的粒子束诱导蚀刻的方法。在第一步骤a)中，在工艺气体环境中提供光刻掩模。在第二步骤b)中，聚焦粒子束被发射到光刻掩模上的目标位置。在第三步骤c)中，将至少一个第一气体成分供应到工艺气体环境中的目标位置，其中第一气体成分可通过活化而转化为反应形式，其中反应形式与光刻掩模的材料反应而形成挥发性化合物。在第四步骤d)中，将至少一个第二气体成分供应到工艺气体环境中的目标位置，其中第二气体成分包含硅与氧、氮和/或碳的化合物。
这种方法的优点为可更有效地控制发生的蚀刻工艺，因此以更有针对性和更具体的方式进行。通过这种方式，有可能整体上提高蚀刻工艺的工艺分辨率。因此，可以针对性的方式处理具有较小结构的光刻掩模，和/或可处理具有较小尺寸的缺陷。
各个方法步骤的指定顺序，尤其是步骤b)–d)，不必按特定顺序进行；相反地，这些步骤可同步地、交替地、和/或以不同的组合或时间顺序执行。
特别地，步骤c)和d)在时间上在步骤b)之前进行和/或与步骤b)同步进行。
当存在用于蚀刻光刻掩模的工艺气体环境的合适成分，且粒子束以合适的能量照射到目标位置上时，蚀刻工艺开始。在实际发射粒子束之前供应两种气体成分将使得能够确保，例如，外部气体(例如仍存在于前一工艺步骤的工艺气体环境中)被清除，因此工艺气体环境从蚀刻工艺开始就具有所需的成分。在发射粒子束的同时持续供应气体成分可确保工艺气体环境的成分保持恒定和/或保持在限定的范围内。
步骤c)和d)可同步地进行或在不同时间进行，举例来说，间歇地或交替地供应第一和第二气体成分。更具体地，第一和第二气体成分被供应使得在目标位置处的工艺气体环境的成分在预定范围内。在实施例中，第一和第二气体成分有可能在被供应到目标位置之前混合，且有可能供应具有期望成分的混合物到目标位置。
有利地，粒子束诱导蚀刻基本上发生在粒子束撞击待加工的光刻掩模的表面上的位置处。蚀刻工艺的空间限制或分辨率取决于例如粒子束的性质。粒子束可包含例如光子、离子、质子、中子或电子。使用电子束是特别有利的，因为它可聚焦在非常小的撞击区域上，同时电子不会对受到照射的表面造成实质性损坏。因此，电子束可达到的分辨率特别高。
原则上，分子等级的蚀刻工艺使得粒子束撞击待加工的表面，其在该处触发了例如从撞击区域的表面出现的二次电子。这些二次电子的能量可能足以引起分子的离解。在这类型的二次电子撞击到例如吸附在表面上的迄今未被激活的蚀刻气体分子的情况下，该分子可能发生解离并因此进入反应形式。反应形式与材料表面的原子或分子反应，例如，形成挥发性化合物。因此，以这种方式，表面被侵蚀。此处发生的精确物理-化学过程非常多样化和复杂，是当前研究的主题。
显著影响蚀刻工艺并因此用于控制该工艺的关键参数例如为温度、工艺气体环境的成分、目标位置处的局部气压、各成分的分压、以及粒子束的强度和能量。此列举并非详尽。
工艺气体环境例如为具有受控成分和受控压力的气体环境，其例如落在10-2至10-8毫巴的范围内。工艺气体环境例如由抽真空的外壳提供。然而，工艺气体环境还是会受到空间和时间波动的影响。特别地，工作区域中的工艺气体环境在其组成上可能具有显著的变化，因为此成分取决于工艺气体的供应以及化学反应。此外，当光刻掩模被加工时，工艺气体环境的压力与不进行加工时相比可能高几个数量级。与真空外壳中其他地方的压力相比，工作区域中的压力也可能相差几个数量级。
更具体地，光刻掩模为EUV光刻掩模。EUV代表“极紫外光”，表示工作光波长在0.1nm–30nm范围内，尤其是13.5nm。在这些波长下，必须使用反射光学元件，且这也适用于光刻掩模。因此，光刻掩模具有对EUV辐射具有反射性且更特别地实施为布拉格反射镜的层，并具有在反射表面上的结构化吸收层。这种掩模也称作二元光刻掩模。结构化吸收层的作用是实现反射辐射强度的空间调节，最终导致样品上曝光的局部变化得到控制。
因此，光刻掩模具有例如尽可能反射全部入射辐射的区域、以及吸收辐射的特定部分的其他区域。在这些区域中不需要完全吸收辐射。仍可容忍的残余强度水平取决于特定的光刻工艺。较佳为小于10％的入射强度被反射。
结构化层结构中的任何缺陷或故障将会导致光刻工艺中不想要的曝光，因此光刻掩模具有尽可能少的缺陷是特别重要的。使用定义的测试方法来确定存在的缺陷，并接着在可能的情况下进行针对性的修复。此处提出的方法特别适用于移除残留在本应没有材料的位置处的材料。这也称作不透明缺陷，因为材料吸收EUV辐射，因此反射辐射的强度太低。这些缺陷可通过针对性地蚀刻多余材料来消除。
在第三步骤c)中，将至少一个第一气体成分供应到工艺气体环境中的目标位置。在当前情况下，第一气体成分形成蚀刻气体。这种气体的特征为它在具有相对低反应性的化合物中包含高反应性成分。反应性成分特别地包含卤素，例如氟或氯。蚀刻气体可通过活化分解、或以其他方式转化为反应形式。
蚀刻气体被供应到尽可能靠近工艺气体环境中的目标位置。蚀刻气体本身具有例如在10-3至10-4毫巴范围内的压力。蚀刻气体的个别分子将吸附在光刻掩模的表面上。在吸附状态下，这些分子以低距离与表面结合，但也可能在表面扩散。以此方式，举例来说，分子的吸附单层可形成在光刻掩模的表面上，较佳形成在目标位置的区域中。由于吸附分子与光刻掩模的表面原子的实体接近，因此解离的反应性分子与表面原子反应的概率大幅地增加。
蚀刻气体经由粒子束而被间接激活。如上所述，激活例如由以下触发：由粒子束从表面引出的二次电子。激活也可通过粒子束的粒子而直接地发生；然而，这种反应的有效截面非常小，因此它的贡献很小。举例来说，有效截面取决于可用于影响它的光束能量。
有利地，蚀刻气体中的活性物质与表面原子的反应形成挥发性化合物，其可经由工艺气体环境从目标位置泵出。
尽管如上所述的粒子束诱导蚀刻工艺已经产生了高工艺分辨率，但也可能存在不希望的副作用，例如不是由粒子束引起的自发反应，或在目标位置以外的位置处的蚀刻反应。为了更好地控制蚀刻工艺，因此建议将第二气体成分供应到工艺气体环境中的目标位置。第二气体成分包含硅与氧、氮和/或碳的化合物。更具体地，第二气体成分可包含化合物，其在预定工艺条件下在暴露于粒子束时能够形成包含硅与氧、氮和/或碳的化合物的沉积物。这些预定的工艺条件尤其包含第二气体成分在目标位置处的压力以及分压，以及工艺气体环境在目标位置处的进一步成分。也可以说第二气体成分包含沉积气体。
这是不寻常的，因为加工的目的是烧蚀材料而不是堆积材料。然而，在实验中，申请人已显示，通过供应这种沉积气体，可在改良控制的情况下(尤其是在蚀刻速率方面)，以及在显著减少对光刻掩模的损坏的情况下(不仅在目标位置也在其他位置)，进行蚀刻工艺。
对应于第一气体成分，第二气体成分尽可能以针对性的方式在目标位置处供应。第二气体成分的分子同样可吸附在光刻掩模的表面上。在这种情况下，两种气体成分竞争表面上的自由位置。举例来说，在平衡状态下，会出现一种分布，这取决于以下因素：两种成分在气相中的分压、在各自表面上的吸附倾向、以及分子部分的个别移动率。
如果吸附在表面上的第二气体成分的分子被激活，其例如可能通过二次电子而发生，则分子可能分解，在这种情况下，举例来说，具有硅和氧的分子(如SiO或SiO2)将附着在表面上。在所提出的蚀刻方法期间，工艺条件较佳设定为使得不形成沉积物或仅形成不显著程度的沉积物。举例来说，这意味着蚀刻材料与沉积材料的比率至少为5:1，较佳为10:1，更佳为20:1，再更佳为50:1，又更佳为100:1。
也可以说，蚀刻工艺被沉积工艺减慢，而以明显较低的速率并行地进行，因此可更有效地控制蚀刻工艺。然而，鉴于第二气体成分或其反应形式的有利钝化作用(在被粒子束激活或如上所述的次级作用之后)，这不是唯一的效果；相反地，蚀刻工艺也可更有效地在空间上被限制，且可避免在未受粒子束影响的光刻掩模的位置处发生损坏的情况。
为了获得对蚀刻工艺的针对性控制，较佳为控制第一和第二气体成分的个别气流。举例来说，第一气体成分的气流落在0.1sccm–10sccm(sccm＝标准立方厘米)的范围内。第二气体成分的气流较佳基于第一成分的气流来设定：举例来说，设定第一气体成分与第二气体成分的比率为100:1至10000:1。第一和第二成分的气流比率特别重要，因为它决定了在目标位置区域中的成分的化学计量比。
在实施例中，蚀刻工艺的工艺条件的设定尤其要避免材料的层形成或沉积。举例来说，这种层的形成可能是由于工艺气体环境中存在第二气体成分。“层形成”在此上下文中更具体地表示，不仅仅是数量不多的原子(例如单个原子)，在例如1nm2的面积上，沉降在表面上或与其反应。举例来说，当没有形成相干层时，可避免层的形成。工艺条件尤其包含工艺气体环境的压力、目标位置处的第一和第二气体成分的相应分压、目标位置处的工艺气体环境的进一步组成、温度、以及粒子束的能量和强度。
在一实施例中，第二气体成分包含硅酸盐、硅烷、硅氧烷、硅氮烷、和/或异氰酸硅(silicon isocyanate)。
硅酸盐是正硅酸Si(OH4)的盐和酯。硅烷具有被氢饱和的硅骨架。硅氧烷和硅氮烷是衍生自硅烷的化合物，其中硅氧烷具有一般经验式R3Si-[O-SiR2]n-O-SiR3(其中R为自由基，其可为氢原子或烷基)且硅氮烷具有一般经验式R3Si-[NH-SiR2]n-NH-SiR3。
硅酸盐的一个例子为原硅酸四乙酯Si(OC2H5)4；硅烷的一个例子为环戊硅烷H10Si5；硅氧烷的一个例子为五甲基二硅氧烷C5H15OSi2；硅氮烷的一个例子为1,1,3,3-四甲基二硅氮烷(CH3)2(SiH)2O；以及异氰酸硅的一个例子为四异氰酸基硅烷C4N4O4Si。所形成的任何沉积物的特定成分取决于各种因素，特别是包含在加工过程中供应的进一步添加气体。举例来说，在硅烷与氨NH3结合的情况下，可能会形成含有氮化硅的沉积物。
根据另一实施例，第二气体成分在暴露于粒子束的预定工艺条件下形成沉积物，其包含硅与氧、氮和/或碳的化合物。
可注意到，在所提出的蚀刻工艺的上下文中，较佳通过工艺条件的适当设定来避免这种沉积物的形成。
如上所述，形成的任何沉积物的精确化学成分也取决于在加工过程中供应的其他添加气体。举例来说，在硅烷与氨NH3结合的情况下，可能会形成含有氮化硅的沉积物。
根据另一实施例，在光刻掩模的湿化学清洁步骤中移除由第二气体成分在蚀刻工艺期间形成的沉积物。
这具有以下优点：在粒子束诱导蚀刻工艺期间具有保护作用的沉积物被无残留地移除，因此在使用已加工的光刻掩模执行的光刻工艺中不产生影响。
根据另一实施例，第一气体成分包含二氟化氙XeF2、六氟化硫SF6、四氟化硫SF4、三氟化氮NF3、三氟化磷PF3、六氟化钨WF6、六氯化钨WCl6、六氟化钼MoF6、氟化氢HF、氮氧氟化物NOF、和/或三磷六氟化三氮P3N3F6的其中一者。
根据另一实施例，在将粒子束照射到目标位置上之前和/或之后供应第二气体成分。
举例来说，第二气体成分经由管线***传送到目标位置。在这种情况下，可提供阀门或类似的控制装置，用于设定管线***中第二气体成分的体积或质量流率，以精确控制第二气体成分的供应。举例来说，在目标位置受到照射之前，通过开启相应的阀门来供应第二气体成分。接着，关闭阀门并射入粒子束。根据从阀门到目标位置处的喷嘴的管线长度，即使阀门关闭，进入工艺气体环境中的气体流量仍会减少。此外，吸附在表面上的气体分子在一段时间内仍保持吸附在表面上，因此尽管在照射期间不再提供第二气体成分的事实，仍实现了正面的效果。也可以说，即使在阀门关闭之后，在目标位置区域的工艺气体环境中的第二气体成分的分压或化学计量分数在一定期间内仍然足够高，以达到正面的效果。
根据另一实施例，在将粒子束照射到目标位置上的过程中供应第二气体成分。
根据另一实施例，另外供应包含氧化剂和/或还原剂的第三气体成分。
第三气体成分可在将粒子束照射到目标位置上之前、期间和/或之后的时间发生。可在供应第一和/或第二气体成分之前、期间和/或之后的时间供应第三气体成分，和/或相对于第一和/或第二气体成分间歇地供应第三气体成分。在这种情况下，间歇地是指交替供应各个成分。
氧化剂的例子为过氧化氢H2O2、一氧化二氮N2O。还原剂的例子为氧化氮NO、二氧化氮NO2、硝酸HNO3、氢H2、氨NH3和/或甲烷CH4。需要指出的是，氧化剂也可作用为还原剂，且还原剂也可作用为氧化剂，这取决于被氧化或还原的其他相应成分的氧化或还原能力的强弱。
借助第三气体成分，通过产生额外的反应路径和/或有利地影响平衡反应的化学平衡，有可能对蚀刻工艺进行甚至更有效的控制。
在实施例中，有可能另外供应化学惰性的缓冲气体，其可特别有助于蚀刻工艺的稳定性，例如在空间和时间上基本为均匀的蚀刻速率。合适的缓冲气体较佳为惰性气体，例如氩气。
根据进一步的实施例，第一气体成分、第二气体成分和/或第三气体成分的供应包含：提供相应成分的固相或液相、设定相应成分的固相或液相的温度以使得在固相或液相上实现相应成分的规定蒸汽压、以及通过相应的供应管线将相应的气体成分供应到工艺气体环境。
此实施例在控制相应成分的个别气流方面是特别有利的。举例来说，对于所供应的每个成分，提供单独的容器或罐体，于其中储存相应的固相或液相。每个罐体都有一个专用的热调节构件，其可用于设定罐体内容物的温度。热调节构件包含例如电热元件，例如帕耳帖元件，其可用于冷却或加热。也有可能提供冷却电路，以实现远低于0℃的温度。
可通过温度来非常精确地控制各个成分的固相或液相的蒸汽压。由于工艺气体环境的低压，从相应罐体到工艺气体环境存在一压力梯度，且这导致相应的气体成分从罐体经由供应管线流入工艺气体环境。
两种或更多种气体成分的单独气流在例如一共同混合室中彼此混合，该混合室为相应供应管线的端点且另一供应管线从该混合室通向工艺气体环境，从而形成了均匀的混合物。
根据另一实施例，通过设定相应供应管线的管线横截面和/或通过控制关闭阀门的工作周期来控制相应气体成分的质量流率和/或体积流率。
以这种方式，有可能更精确地控制气体流量，并实现气体流量的快速变化。举例来说，在射入粒子束之前，选择第一和第二气体成分的第一气体流量比，而在发射期间选择第二气体流量比，并在发射之后选择第三气体流量比。此处的相应持续时间在几分钟的范围内。相应成分的固相或液相温度不能快速改变，因为热传导过程本身在几分钟范围内的时间尺度上运行。
举例来说，在相应的供应管线中存在用于控制相应气体成分的质量流率和/或体积流率的相应供应阀门，其中相应的供应阀门配置为以设定规定的管线横截面。
替代地或附加地，阀门可根据规定的介于0和100之间工作周期(duty cycle)或工作因数(duty factor)在关闭位置和开启位置之间切换。这里的工作周期表示供应阀门的关闭时间与供应阀门的开启时间的比率，其中0＝始终开启，100＝始终关闭。举例来说，选择一秒作为基本间隔，意味着最短可能的开启或关闭时间为一秒，工作周期为10表示供应阀门打开一秒，然后关闭十秒。这种方法，也称作“截波(chopping)”，导致工艺气体环境中的相应气体成分的分压波动可忽略不计，特别是因为供应管线的体积以缓冲的方式保持气流，即使阀门关闭。
根据另一实施例，粒子束由带电粒子构成，更具体地由电子构成。
电子的一个优点为它们对光束下的表面只造成很小的损坏或没有损坏，因为它们不会深入穿透材料且可简单地作为电流流出。此外，电子束可聚焦到非常小的入射区域，直径在10nm左右，因此蚀刻工艺的分辨率特别高。
根据另一实施例，光刻掩模实施为用于EUV光刻。
EUV光刻掩模与可透射地使用的光刻掩模(例如用于DUV光刻的光刻掩模(DUV：深紫外光，工作光波长例如为193nm))具有根本上不同的构造。举例来说，DUV光刻掩模特征为具有透明的石英基板和同样透明但具有相位影响特性的结构层，例如氮化硅。EUV光刻掩模的化学性质与此完全不同，因为材料的光学特性在EUV波长下有根本的不同。
举例来说，EUV光刻掩模具有分层结构，其中基底由载体或基板形成，该载体或基板可例如由熔融石英或硅构成。布拉格反射镜或多层反射镜设置于稍后在操作中接收工作光束的一侧上，其专门针对工作光的相应波长实施。在此配置中，具有高和低折射率(基于工作光波长)并具有约为工作光波长的一半的层厚度的层交替设置在彼此之上。工作光具有例如13.5nm的波长。在该情况下，合适的反射镜可为多层反射镜，其包含多个双薄层，例如由钼和硅构成，每个薄层具有6.75nm的层厚，形式为布拉格反射镜(用于垂直入射)。多层反射镜可使用已知的沉积工艺制造，例如化学气相沉积(CVD)等。设置在多层反射镜上的是蚀刻停止层。首先，蚀刻停止层具有在对结构化薄层进行结构化时停止所使用的蚀刻工艺的功能，使得多层反射镜不受侵蚀。其次，蚀刻停止层本身就是多层反射镜的一部分。因此，蚀刻停止层特别地具有与工作光相对应的层厚度。举例来说，蚀刻停止层由钌或另一种贵金属构成。蚀刻停止层上的结构化层吸收EUV辐射，因此是对辐射的空间照明强度进行调节的层。
对于EUV光刻掩模，表面均匀性要求特别严格。尤其有必要将反射表面的任何粗糙度控制在亚纳米范围内，否则将会有散射损失且光刻工艺相应地受到损害。
根据另一实施例，光刻掩模具有蚀刻停止层，其正面载有由吸收光刻工艺中使用的辐射的材料所构成的结构化薄层，其中相较于相对结构化薄层的蚀刻速率，活化的第一气体成分相对于蚀刻停止层的蚀刻速率至少低2倍，较佳为低5倍，更佳为低10倍。
结构化薄层尤其包含钽的化合物，例如氮化钽TaN、氧化钽TaO、氮氧化钽TaNO、氮化硼钽TaBN等。然而，吸收用于在光刻工艺中曝光的辐射的其他材料在这里同样是可能的。特别地，蚀刻停止层包含贵金属，例如钌。通过蚀刻选择性可以更有效地控制蚀刻工艺。
根据另一实施例，光刻掩模包含实施为由多个双层构成的多层反射镜的反射镜层，其中相应的双层包含由第一化学成分构成的第一层和由第二化学成分构成的第二层，其中第一层和第二层的相应层厚度在3-50nm的范围内，较佳为3-20nm，更佳为5-10nm，又更佳为5-8nm，又再更佳为6-7nm。
第一化学成分和第二化学成分的光学特性(尤其是折射率)相对于光刻工艺中所使用的辐射而言是不同的。
举例来说，多层反射镜包含50-100个双层，即100-200个单独的层。多层反射镜还可具有另外的中间层，其具有例如减少原子从一层扩散到多层堆叠体内的相邻层中的作用。这种中间层较佳具有在光学方面基本上是不可察觉的层厚度，例如，几层原子的厚度。
第一和第二化学成分的相应组合较佳基于两种化学成分的折射率对比来选择。考虑到入射角，相应的层厚度较佳选择为使得层的光学活性厚度对应于大约波长的一半。举例来说，为了补偿中间层，可能与此略有偏差。
根据另一实施例，粒子束具有1eV-100keV的能量，较佳为3eV-30keV，更佳为10eV-10keV，又更佳为30eV-3keV，再更佳为100eV–1keV。
束能量较佳选择为使得束中的尽可能多的入射粒子导致第一气体成分的分子的活化。为此目的，非常低的束能量是有利的。另一方面，光刻掩模的充电效应可能由于经由粒子束提供的电荷载流子而发生，这可能导致粒子束的转向并因此导致分辨率的降低。为了最小化这种影响，较高的束能量是有利的。
举例来说，粒子束由电子构成，电子束的电流为1-1000pA，较佳在1-100pA的范围内，更佳在10-70pA的范围内，又更佳在20-40pA的范围内。较高的电流可导致较高的反应速率并因此加速蚀刻工艺，但较高的电流也会导致表面的更多充电。
根据第二方面，提出了通过根据第一方面的方法所产生的光刻掩模，更特别地为非透射式EUV光刻掩模。
根据第三方面，提出了一种用于光刻掩模、更具体为非透射EUV光刻掩模的粒子束诱导蚀刻的设备。设备包含用于提供工艺气体环境的外壳，以及用于在光刻掩模上的目标位置处聚焦发射粒子束的构件。进一步提供了用于在工艺气体环境中的目标位置处提供第一气体成分的构件，其中第一气体成分可通过活化转化为反应形式，其中反应形式与光刻掩模的材料反应以形成挥发性化合物。进一步提供了用于在工艺气体环境中的目标位置处提供第二气体成分的构件，其中第二气体成分包含硅与氧、氮和/或碳的化合物。
设备特别包含控制装置，其用于致动用以在目标位置处聚焦发射粒子束的构件、用于致动用以在目标位置处提供第一气体成分的构件、以及用于致动用以在目标位置处提供第二气体成分的构件，该控制装置配置为使得第一气体成分和第二气体成分的提供在时间上早于和/或同步于粒子束在目标位置处的聚焦发射。
此设备较佳根据第一方面的方法进行操作。设备具有与上述方法相同的优点。
针对所提出的方法描述的实施例和特征也相应地对所提出的装置有效，反之亦然。
举例来说，设备包含设置在真空外壳中的电子柱，其配置用于将电子束聚焦发射到设置在样品保持器的样品上。此设备可例如为改良的电子显微镜。真空外壳有利地提供工艺气体环境，所提供的压力例如为在10-5至10-8毫巴范围内的压力。工艺气体环境中的压力可能会受到空间和时间波动的影响。用于提供第一和第二气体成分的相应构件尤其包含容纳大量相应成分于其中的容器或罐体。如果相应成分以气体形式储存，则构件较佳为高压容器，其将气体保持在数百巴的压力下。在容器中有利地提供相应成分的液相或固相，其中成分的蒸汽压通过温度来控制。在这种情况下，个别气体分子从液相或固相直接蒸发或升华到气相。相应构件还包含供应管线，其在尽可能靠近目标位置的喷嘴处结束。以这种方式，相应的气体成分被非常紧密地且针对性地供应到光刻掩模上的目标位置。此供应管线可包含阀门和/或其他工艺工程装置。
控制装置特别地配置以控制使用该设备所执行的工艺(例如蚀刻工艺)的时间进程。举例来说，控制装置控制电子显微镜并控制用于第一和第二气体成分的供应管线中的阀门。控制装置在技术上可实现为硬件和/或软件。如果实施为硬件，则控制装置可例如实施为计算机或微处理器。如果实施为软件，则控制装置可实施为计算机程序产品、功能、例程、算法、程序代码的一部分、或可执行物。
本案中的“一；一个”不必理解为仅限于恰好一个元件。相反地，也可提供多个元件，例如两个、三个或更多个。此处使用的任何其他数字也不应被理解为对所陈述的元件数量有严格限制。相反地，可能有向上和向下的数值偏差，除非有相反的指示。
本发明的进一步可能的实施方式还包含前文或下文关于示例性实施例所描述的特征或实施例的未明确提及的组合。在这种情况下，本领域技术人员也将加入个别方面作为对本发明的各个基本形式的改进或补充。
附图说明
本发明的其他有利配置和方面为从属权利要求以及下文所描述的本发明的示例性实施例的主题。在下文中，将参照附图基于较佳实施例来更详细地解释本发明。
图1示意性地显示了正在经历粒子束诱导处理操作的光刻掩模的截面图；
图2显示了用于光刻掩模的粒子束诱导蚀刻的设备的示意方块图；
图3a和图3b显示了在粒子束诱导蚀刻工艺之前和之后的光刻掩模的电子显微镜图像；
图4a-4c显示了在光刻掩模上的已知粒子束诱导蚀刻工艺；
图5a-5c显示了通过已知蚀刻工艺进行蚀刻之前和之后的光刻掩模的一系列电子显微镜图像；
图6a-6c显示了由已知蚀刻工艺所引起的对基板的损坏；
图7a-7c显示了在光刻掩模上的本发明的粒子束诱导蚀刻工艺；
图8a-8c显示了使用本发明的蚀刻工艺处理的光刻掩模；
图9显示了用以使用粒子束诱导蚀刻工艺来处理光刻掩模的方法的示意方块图；以及
图10显示了用于光刻掩模的粒子束诱导蚀刻的另一设备的示意方块图。
除非另有说明，图中相同的元件或具有相同功能的元件具有相同的元件符号。还应注意到，附图中的各图例不一定按比例绘制。
具体实施方式
图1示意性地显示了通过光刻掩模100的截面，其正经历粒子束诱导处理操作。此操作更具体地为局部诱导蚀刻工艺，其中从光刻掩模100烧蚀材料。蚀刻工艺也可应用于(未示出)异物，例如灰尘颗粒，其例如已落在光刻掩模100的表面。
在所绘示的光刻掩模100的示例中，掩模是例如适用于EUV光刻的掩模，在反射的基础上操作。这意味着运行中的工作光照射在光刻掩模100上并被反射回相同的半空间。EUV在此处代表“极紫外光”，且表示工作光波长在0.1nm到30nm之间。
在此示例中，光刻掩模100具有分层结构，其中基底由载体或基板102形成，其可例如由熔融石英所构成。多层反射镜104设置在随后在操作中以工作光照射的一侧上，其特别地针对工作光的相应波长而设计作为布拉格反射镜。在此配置中，高折射率层和低折射率层(其基于工作光的波长)交替设置在彼此之上，层厚度约为工作光波长的一半，乘以工作光在光刻掩模100上的入射角的正弦值。举例来说，工作光具有13.5nm的波长。在该情况下，适合于入射角为90°的多层反射镜将为包含多个钼和硅的双薄层(每个薄层的层厚度为6.75nm)的反射镜104，作为布拉格反射镜。在光线倾斜入射的情况下，选择的层厚度必须更小。多层反射镜104包含例如多达100个这样的双薄层。多层反射镜104可由已知的沉积工艺来制造，例如化学气相沉积(CVD)等。设置在多层反射镜104上的是蚀刻停止层106。此蚀刻停止层106的第一个功能是停止在结构化薄层108的结构化中所使用的蚀刻工艺，使得多层反射镜104或基板102不被侵蚀。此外，蚀刻停止层106本身为多层反射镜104的一部分，因此形成多层反射镜104的第一层。因此，蚀刻停止层106特别地具有与工作光相应地适配的层厚度。蚀刻停止层106例如由钌或另一贵金属所构成。
举例来说，这类型的层结构实现了对EUV照明的照射强度的约70％的反射率。为了实现光刻所需的照明强度的局部调节，结构化层108设置在蚀刻停止层106上。结构化层108包含例如氮化硼钽TaBN、氮化钽TaN、氧化硼钽TaBO、和/或氧化钽TaO。举例来说，为了制造结构化层108，首先在整个区域上施加一层TaBN，并接着选择性地蚀刻。在保留有TaBN层的区域中，入射的工作光大幅地衰减。因为反射光束穿过TaBN层两次，所以少于约10％的入射强度在TaBN层的区域中被反射。
在光刻掩模100的生产过程中，可能会出现缺陷(例如，参见图3)。在强度调节的光刻掩模的情况下，特别区分透明缺陷(clear defects)和不透明缺陷。透明缺陷的结果是，在只有低强度或没有强度的位置曝光时，强度太高。不透明缺陷的结果是相反的：换言之，在相应位置，强度不存在或强度相对于所需强度来说太低了。
在此示例中，可能的错误来源特别为多层反射镜104的构造(包含蚀刻停止层106)中的错误，以及结构化层108的结构化过程中的错误。结构化层108可以非常针对性的方式来修复，因为这些缺陷位于表面上，因此可以直接接触到。用于此目的的一合适技术为粒子束诱导工艺，因为它们能够实现针对性的局部工作。在这方面所考虑的粒子包含离子、电子和光子(激光或类似物)。特别有利的是电子束，因为一方面它们可聚焦在一个非常小的目标点上，另一方面它们只造成相对非常小的损坏，或者没有损坏，例如受到电子束作用的表面的结构变化。造成此情况的原因尤其包含电子具有相对较低的穿透深度这一事实。相比之下，离子尤其会更深地穿透材料，在那里它们有时会导致掺杂，从而导致材料的结构改变，可能产生不利后果。激光束相对于电子束的缺点是它们不能聚焦到如此小的区域上，因此工作过程的空间选择性和分辨率较低。此示例中的辐射为电子束110。
在此示例中，存在不透明缺陷112，其形式为结构化层108中TaBN层的未去除部分。使用局部诱导蚀刻工艺来移除缺陷112。为此目的，首先需要激活电子束110(一般来说：粒子束110)，其次需要可通过激活而转化为反应形式的第一气体成分GK1。
特别地，在目标位置ZP上扫描聚焦的电子束110。目标位置ZP的范围例如在5nm–2μm的范围内。在撞击点处，聚焦粒子束110较佳具有近似高斯光束分布(基于强度)，其半高全宽在1nm–50nm的范围内。可有利地调整聚焦。电子束110被偏转为使得，在各个情况下，在规定的停留时间内，它会照射与撞击点相同尺寸的点。这里也可使用术语“像素”。举例来说，目标位置ZP被划分为像素，这些像素由电子束110连续照射。举例来说，停留时间在从几百皮秒到数微秒的范围内。根据目标位置ZP的大小和像素的大小，有一个定义的周期时间来完成一个完整的过程。在106个像素和1000ps的停留时间的情况下，周期时间例如为1ms。举例来说，在蚀刻工艺中，对目标位置ZP施加数百万个周期，这意味着电子束110在目标位置ZP上扫描数百万次。
第一气体成分GK1(例如XeF2)较佳以针对性的方式供应到目标位置ZP。在这种情况下，个别XeF2分子可吸附在光刻掩模100的表面上。在吸附状态下，吸附分子与表面原子之间的相互作用比较强。由于激活电子束110和/或由于在目标点ZP中由电子束110触发的二次工艺，且特别是由来自近表面原子的二次电子，第一气体成分GK1的分子被激活。在XeF2的例子中，举例来说，此分子被解离了，所产生的氟原子或氟自由基与TaBN层的表面原子反应并形成挥发性气体化合物，其经由工艺气体环境ATM挥发。如此一来，出现了材料的局部烧蚀。
由于XeF2是一种比较有活性的物质，在某种程度上，即使没有被粒子束110激活，也会与表面原子发生自发反应，这会导致不受控制的蚀刻。这在很大程度上取决于第一气体成分GK1(蚀刻气体)和自由表面的化学性质之间所利用的组合。为了更有效地控制蚀刻工艺，有可能供应各种添加气体，这些气体实现缓冲功能或钝化功能。在这方面已知的是在蚀刻工艺中使用水，其具有钝化效果。然而，水的问题在于它可能侵蚀蚀刻停止层106，其例如由钌或另一种贵金属构成。在此示例中替代水来供应作为第二气体成分GK2的是原硅酸四乙酯Si(OC2H5)4，也称为四乙氧硅烷，以下简称为TEOS。TEOS为粒子束诱导工艺中已知的沉积气体，且例如用于氧化硅层的局部生成。首先，TEOS具有钝化作用，使得自发蚀刻工艺基本上不发生或根本不发生，且其次蚀刻停止层106不被侵蚀。在暴露于电子束110下，TEOS可导致包含氧化硅、氮化硅和碳化硅以及这些化合物的混合相的沉积物。这可有助于蚀刻工艺的选择性或控制。此外，可注意到，氧化硅、氮化硅和碳化硅仅对EUV辐射进行相对较小的衰减，因此在这种情况下可能由氧化硅、氮化硅和碳化硅形成的薄层可忽略不计。
在本发明的蚀刻工艺中，第一和第二气体成分GK1、GK2供应到目标位置ZP的时间较佳为在电子束110照射到目标位置ZP之前和/或期间。因此，可在电子束110被照射到目标位置ZP上的同时控制工艺气体环境ATM的成分，从而通过在蚀刻工艺中使用第二气体成分GK2来实现前文和下文所描述的有利效果。
图2显示了用于光刻掩模100(例如图1中的EUV光刻掩模100)的粒子束诱导蚀刻的设备200的示意方块图。设备200具有外壳210，其通过真空泵250抽真空至10-2至10-8mBar范围内的压力，以在外壳210中产生工艺气体环境ATM。设备200具有设置在真空外壳210中的构件220，用于提供聚焦粒子束110。构件220具有束制备单元222以及一个或多个束引导和/或束成形构件224、225，其以期望的方式将粒子束110引导至目标点ZP。举例来说，这里所讨论的装置为电子柱220，其配置用于提供聚焦电子束110。在这种情况下，束引导和束成形元件224、225特别地实施为多极。有利地，进一步设置检测器226，其检测反向散射电子和/或二次电子并因此配置为捕获光刻掩模100的电子显微镜图像。以这种方式可在原位追踪在光刻掩模100上的工作操作。
设备200具有用于保持和定位要在其上工作的光刻掩模100的样品平台202，且此平台较佳可在两个、更佳为三个空间方向上致动。此外，样品平台202可安装成可倾斜和可旋转的，以相对于构件220(更具体地为相对于粒子束110)以最大可能的准确度来对准(未示出)光刻掩模100。样品平台202有利地安装有减振器，并与架构的其余部分机械地分离(未示出)。
设置在外壳210外部的是用于提供第一气体成分GK1的构件230和用于提供第二气体成分GK2的构件240。各个构件230、240的实施例较佳使得它们控制相应成分的固相或液相的温度，以设定相应气体成分GK1、GK2的蒸汽压。以这种方式有可能有利地实现针对相应工艺最佳化的相应气体成分GK1、GK2的气流，而无需阀门等。然而，这并不排除额外提供阀门等，因为阀门能够有利地实现非常快速的气流变化。构件230、240中的每一个具有进入壳体210的供应管线232、242，其通向相应的喷嘴。喷嘴有利地指向目标点ZP，使得供应的气体GK1、GK2在目标点ZP以针对性的方式与光刻掩模100的表面接触。这提高了工艺控制和蚀刻工艺的效率。除了构件230、240之外，可提供以类似方式实现的其他构件(未示出)，用于将另外的气体成分(例如缓冲气体、氧化或还原气体)供应到工艺气体环境ATM中。
图中也显示了抽吸单元260，其配置以在抽吸下从目标点ZP的区域抽出过量的气体以及特别是挥发性反应产物；这例如使用另外的真空泵250来完成。这允许更有效地控制工艺气体环境ATM的组成(composition)，且特别地它防止反应产物沉降在光刻掩模100上的别处或防止因过量气体而发生的其他不可预见的过程。
图3a和图3b显示了在粒子束诱导蚀刻工艺之前和之后的光刻掩模100的电子显微镜图像。此处描述的示例具有平行结构；然而，这仅为说明性的，不应被解释为强加任何限制。其他光刻掩模可具有各种其他几何形式。所绘示的光刻掩模100特别为EUV光刻掩模，其例如具有图1所示的层结构。
图3a显示了具有吸收区域形式的缺陷的光刻掩模100，这在此时并非有意为之。以白色虚线表示的框用于强调缺陷区域。EUV光刻掩模100与图2的设备200经历例如所提出的粒子束诱导蚀刻工艺，其中指定的目标位置ZP(见图1)为光刻掩模100的材料要被移除的区域。
图3b显示了在执行蚀刻工艺之后的EUV光刻掩模100。显然地，缺陷已成功地移除，且光刻掩模100上的线现在都彼此分离。白框用于强调维修位置。光刻掩模100现在具有预期结构，且可用于例如EUV光刻工艺。
图4a-4c示意性地显示了在光刻掩模100上的已知粒子束诱导蚀刻工艺。已知的工艺存在不希望的副作用，如下所述。图4a显示了初始情况，其中光刻掩模100设置在工艺气体环境ATM1中。主要由第一材料108a(例如氮化钽TaN)构成的结构化层108被蚀刻。层108的表面由不同的材料108b构成，其例如包含氧化钽TaO和/或氮氧化钽TaON。举例来说，这类型的近表面层108b可自己自发地形成(在这种情况下，层108b具有几纳米的厚度)，或可以针对性的方式沉积(在这种情况下，层厚度可任意地设置)。光刻掩模100可具有其他层，如图1所示，其为了清楚起见而未在此处示出。蚀刻工艺例如通过图2的设备200来进行。
图4a-4c中的工艺是在工艺气体环境ATM1下进行的，其包含例如作为蚀刻气体的XeF2和作为钝化气体的H2O。举例来说，意图是要移除缺陷112，如图3a所示。缺陷112在此处由虚线界定。目标位置ZP相应地放置在缺陷112的区域中。
如图4b所示，通过粒子束110以针对性的方式进行蚀刻工艺，其中目标位置ZP中的层108被向下移除至基板101。举例来说，目标位置ZP被划分成像素，其中一个像素对应于聚焦粒子束110在层108上的撞击区域，且粒子束110逐个像素地扫描目标位置。在每个循环中，层108的多个原子层被烧蚀。在这种情况下，首先暴露外层108b，接着分段暴露内层108a。
在蚀刻工艺中，可能会出现不想要的损坏DMG1、DMG2的情况。因此，例如，光刻掩模100的基板101可能被损坏，如由粗糙表面DMG1所表示。因为蚀刻过程并不总是在目标位置ZP的每个像素以完全相同的速度发生，所以会出现基板101在某些像素处已经暴露而在其他像素处仍有待烧蚀材料的情况。因此，蚀刻工艺继续，且这在基板101已经敞开的区域中可能导致由粒子束110以及由侵蚀性蚀刻气体(尤其是活化形式)、和/或由在工艺气体环境ATM1中作为钝化气体存在的水造成的损坏DMG1的情况。
此外，在目标位置ZP的边缘处，层108的侧壁随着蚀刻程序的进行而暴露，可能存在进一步损坏DMG2的情况。这方面的例子为对层108的暴露侧壁进行侵蚀的蚀刻工艺，其可能导致侧壁退化。
在所示的目标位置ZP处的此蚀刻工艺结束后，在例如光刻掩模100的另一位置处进行蚀刻工艺(未示出)。在此过程中，工艺气体环境ATM1中的气体继续与暴露层108a直接接触。在这种情况下，可能会发生自发反应，其中暴露材料108a受到侵蚀。结果，可能发生不想要的蚀刻工艺，且可能导致形式为表面层108b的底层蚀刻的进一步损坏DMG3，如图4c所示。此过程不受控制地进行，因此可能妨碍了针对性的蚀刻工艺。举例来说，当近表面层108b没有受到第一气体成分GK1的侵蚀或仅受到轻微侵蚀，而材料108a受到显著侵蚀时，就会发生损坏DMG3。
图5a-5c显示了在粒子束诱导蚀刻之前(图5a)和之后(图5b和图5c)的光刻掩模100的一系列电子显微镜图像，其使用参考图4a-4c所描述的蚀刻工艺。举例来说，光刻掩模100具有图1所示的结构。
基板106和结构化层108在电子显微镜图像中清晰可见。图5a以虚线框的形式显示了目标位置ZP。在这种情况下，目标位置ZP位于基板106上。聚焦粒子束110如参考图1所描述的那样扫描目标位置ZP(参见图1或图2)。
图5b显示了蚀刻工艺后的工作区域，图像是用600V的电子束能量捕获的。利用这种能量，有可能捕获特别是拓扑结构。在受到粒子束110作用的区域中，可感觉到轻微的变色，这表示在此区域中基板表面被损坏。损坏的区域由虚线DMG1强调。此外，层108的边缘与图5a的比较显示了这些边缘同样表现出损坏DMG2并不再如此清晰地界定。
图5c显示了工作区域的另一图像，此图像是用更高的电子束能量捕获的，特别是使材料的对比度变得可见。暗点DMG1表示蚀刻停止层106在这些位置已被完全蚀刻掉。在这些位置，也不能排除更深的损坏，例如对多层反射镜104(见图1)的损坏。
举例来说，所显示的损坏DMG1、DMG2的实例会导致光刻工艺中EUV辐射的反射减少，这可能会导致微结构部件生产中的错误。在磨损的边缘，更多的辐射被散射，这同样可能会损害曝光工艺。
图6a-6c显示了由已知的蚀刻工艺对EUV光刻掩模100上的蚀刻停止层106造成的进一步损坏，其中EUV光刻掩模100具有例如与图1所示的光刻掩模相同的构造。在这种情况下，举例来说，所使用的蚀刻工艺包含提供XeF2作为蚀刻气体、H2O作为钝化气体、和NO2作为缓冲气体。蚀刻工艺用于移除位于目标位置ZP区域中的一列钽氮化硼TaBN材料。
图6a显示了光刻掩模100的工作区域的电子显微镜图像。在目标位置ZP的区域中可看到明显的变亮，这表明损坏DMG1。同样有证据的是四个位置标记DC。为清楚起见，仅用参考符号标记了一个。位置标记DC的目的是视觉化和补偿光刻掩模100和用于在发射过程期间提供聚焦粒子束110(参见图1或图2)的构件220(参见图2)之间的相对偏移。在这种情况下，在蚀刻工艺过程中会定期地扫描位置标记DC，因此在它们周围也可看到变亮的损坏区域。
图6b显示了用光化辐射所捕获的光刻掩模100的图像。举例来说，图6b显示了反射辐射的二维强度分布，例如在使用光刻掩模100的光刻工艺中会出现在样品上。亮度的差异对应于强度的差异。反射强度在蚀刻停止层106的区域中约为70％且在结构化层108的区域中小于10％。受损区域DMG1同样可识别为发光。显示了一感兴趣区域ROI，它穿过损坏的区域DMG1。感兴趣区域ROI的强度值在图6c中绘示为位置的函数，其标记(“z”和“0”)与图6b一致。
图6c的图表显示了感兴趣区域ROI中的EUV辐射的反射强度R作为位置的函数。位置“z”和“0”与图6b一致。纵轴表示强度I，其例如归一化为最高值。测量结果显示，在位置“z”处的反射强度有最小值。这表明对蚀刻停止层106的损坏导致EUV辐射的较差反射率，并因此导致较差的光刻工艺。
图7a-7c显示类似于图4a-4c的蚀刻工艺，但在此处是根据本发明进行。因此，实质地抑制了参照图4a-4c所阐明的不想要或不受控制的副作用。
在图7a-7c的示例中，工艺气体环境ATM包含例如作为蚀刻气体的XeF2和作为添加气体的TEOS。蚀刻工艺以针对性的方式进行，图4b所示示例情况也是如此，如图7b所示。然而，与图4b相反，工艺气体环境ATM中TEOS的存在导致钝化层109的形成，钝化层109基本上由例如氧化硅或二氧化硅构成。此钝化层109可例如通过从工艺气体环境ATM沉积第二气体成分GK2和/或通过第二气体成分GK2的分子与暴露材料108a的化学反应来产生。钝化层109具有密封或钝化基板101和层108a的暴露表面的有利效果，因此不会发生或仅不显著地发生参照图3b所解释的类型的损坏。可注意到，也可通过激活蚀刻工艺来烧蚀层109。因此，有利地，不会形成层109的高层厚度。特别地通过控制气体供应来控工艺，其中气体供应决定了在目标位置ZP的区域中的工艺气体成分ATM的组成。
因此钝化层109具有减少或完全抑制损坏基板101的优点。此外，防止了可能同样限制光刻掩模100的质量的自发蚀刻反应。因此，非常针对性且干净的蚀刻工艺是可能的。
特别地，可能的情况是不形成统一的层109，而是仅第二气体成分GK2的一些原子从工艺气体环境ATM中沉积在被蚀刻工艺烧蚀的表面上，和/或与来自表面层的原子反应。因此避免了层形成。
图8a-8c显示了以本发明的蚀刻工艺来加工的光刻掩模100。光刻掩模100具有例如参照图1所阐明的层构造。在顶侧可见的部分是结构化层108且部分是蚀刻停止层106。光刻掩模100经受一蚀刻工艺，其中供应的第一气体成分GK1(见图1或图2)为XeF2，且供应的第二气体成分(见图1或图2)为TEOS。没有使用其他添加气体。经由成分的相应液相或固相的温度来控制气流，在该示例中XeF2保持在-20℃的温度，且TEOS保持在-33℃的温度。为了激活第一气体成分GK1，使用了聚焦电子束110(见图1或图2)。在暴露的蚀刻停止层106上的两个相邻的矩形目标位置ZP上进行蚀刻工艺。
这里的图8a显示了光刻掩模100的工作区域的电子显微镜图像，该图像是以600V的电子能量捕获的，这意味着表面结构很明显。在两个目标位置ZP的区域中，可感觉到非常轻微的变亮，这表示表面结构发生了轻微的变化，例如表面粗糙度。
图8b显示了光刻掩模100的工作区域的电子显微镜图像，其以更高的电子能量捕获，产生锐利的材料对比。在此图像中，若沉积物已形成在蚀刻停止层106上或若蚀刻停止层106已被蚀刻掉，将可明显看出，如图5c所示。图8b显示了基本上没有形成沉积物且蚀刻停止层106在蚀刻工艺期间基本上没有受到侵蚀。
图8c显示了以光化辐射拍摄的光刻掩模100的图像，其显示了反射强度。反射强度在蚀刻停止层106的区域中约为70％，且在结构化层108的区域中小于10％。在目标位置ZP的区域中，与蚀刻停止层106的其余未辐照表面相比，只能看到非常微小的偏差。
在这种情况下，与导致损坏的传统工艺相比(参见图5a-5c以及图6a-6c)，蚀刻停止层106没有损坏。
图9显示了使用粒子束诱导蚀刻工艺在光刻掩模100(参见图1-8)上工作的方法的示意方块图。在第一步骤S1中，在工艺气体环境ATM中提供光刻掩模100(见图1、2和7)。举例来说，光刻掩模100配置在设备200的样品平台202上，且外壳210被抽真空至约10-6至10-8毫巴的压力。在第二步骤S2中，聚焦粒子束110(见图1或图2)被照射到光刻掩模100上的目标位置ZP(见图1-8)上。在第三步骤S3中，第一气体成分GK1(见图1或2)被供应到工艺气体环境ATM中的目标位置ZP。第一气体成分GK1可通过活化转化为反应形式，其中反应形式与光刻掩模100的材料反应以形成挥发性化合物。第一气体成分GK1特别是由粒子束110激活、和/或由被粒子束110所触发的次级效应激活。在第四步骤S4中，供应至少一种第二气体成分GK2(见图1和图2)至工艺气体环境ATM中的目标位置ZP。在预定的工艺条件下，当暴露于粒子束110时，第二气体成分GK2形成包含硅与氧、氮和/或碳的化合物的沉积物。较佳地选择蚀刻工艺中的工艺条件，使得不形成沉积物或仅形成非常少量的沉积物。
在该方法中，特别地，第三步骤S3和第四步骤S4在时间上为在第二步骤之前执行和/或与第二步骤S2同步地执行。
图10显示了用于光刻掩模100的粒子束诱导蚀刻的设备200的另一实施例的示意方块图。图10的设备200具有参照图2阐明的设备200的所有特征，且出于这个原因，这些特征在此不再赘述。设备200特别地通过参照图9所阐明的方法来操作。
此外，图10中的设备200具有控制装置270。控制装置270例如实施为用于控制设备200的一控制计算机的一部分。控制装置270配置用以启动构件220用于在目标位置ZP处聚焦发射粒子束110、用以启动构件230用于在目标位置ZP处提供第一气体成分GK1、以及用以启动构件240用于在目标位置ZP处提供第二气体成分GK2P。在此配置中，控制装置270启动构件230和构件240，使得在时间上在粒子束110的聚焦发射之前和/或与粒子束110的聚焦发射同步地提供第一气体成分GK1和第二气体成分GK2至目标位置ZP。
控制装置270致动相应构件的概念被理解为例如表示控制装置270发送控制命令至相应构件、更具体地为发送控制命令至相应构件的控制器，此控制命令包含在该方法中的相应时间点所预期的针对相应构件的设定。举例来说，控制命令可通过有线或无线的方式通过光传输部分进行传输。
尽管已基于示例性实施例描述了本发明，但本发明可以多种方式进行修改。
符号说明
100           光刻掩模
101           基板
102           基板
104           多层反射镜
106           蚀刻停止层
108           结构化层
108a          层
108b          层
109           层
110           粒子束
112           缺陷
200           设备
202           样品平台
210           外壳
220           构件
222           束制备单元
224           束引导构件
225           束成形构件
226           检测器
230           构件
240           构件
250           真空泵
260           抽吸单元
270           控制装置
ATM           工艺气体环境
ATM1          工艺气体环境
DC            位置标记
DMG1          损坏
DMG2          损坏
DMG3          损坏
GK1           气体成分
GK2           气体成分
I             强度
POS           位置
R             反射强度
ROI           感兴趣区域
S1            方法步骤
S2            方法步骤
S3            方法步骤
S4            方法步骤
z             位置
ZP            目标点

Claims (17)

1.一种用于光刻掩模(100)的粒子束诱导蚀刻的方法，特别是用于非透射式EUV光刻掩模，该方法包含以下步骤：
a)在工艺气体环境(ATM)中提供(S1)该光刻掩模(100)，
b)将聚焦粒子束(110)发射(S2)到该光刻掩模(100)上的目标位置(ZP)上，
c)供应(S3)至少一个第一气体成分(GK1)至该工艺气体环境(ATM)中的该目标位置(ZP)，其中该第一气体成分(GK1)能够通过活化转化为反应形式，其中该反应形式与该光刻掩模(100)的材料反应以形成挥发性化合物，以及
d)供应(S4)至少一个第二气体成分(GK2)至该工艺气体环境(ATM)中的该目标位置(ZP)，其中该第二气体成分(GK2)包含硅与氧、氮和/或碳的化合物，其中
步骤c)和d)在时间上先于步骤b)进行和/或与步骤b)同步进行。
2.如权利要求1所述的方法，其中该第二气体成分(GK2)包含硅酸盐、硅烷、硅氧烷、硅氮烷和/或异氰酸硅。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中该第二气体成分(GK2)在预定工艺条件下暴露于该粒子束(110)而形成沉积物，该沉积物包含硅与氧、氮和/或碳的化合物。
4.如权利要求3所述的方法，其中在该光刻掩模(100)的湿化学清洗步骤中移除由该第二气体成分(GK2)在该蚀刻工艺的过程中所形成的沉积物。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该第一气体成分(GK1)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、六氟化钨WF6、六氯化钨WCl6、六氟化钼MoF6、氟化氢HF、氟化氮氧NOF、三磷六氟化三氮P3N3F6的其中一种。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中该第二气体成分(GK2)的供应在时间上发生在将该粒子束(110)发射到该目标位置(ZP)之前和/或之后。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中其中该第二气体成分(GK2)的供应发生在将该粒子束(110)发射到该目标位置(ZP)的过程中。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，包含：
供应包含氧化剂和/或还原剂的第三气体成分。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中该第一气体成分(GK1)、该第二气体成分(GK2)、和/或该第三气体成分的供应包含：
提供相应成分的固相或液相，
设定该相应成分的该固相或该液相的温度，以使该相应成分在该固相或该液相上达到规定蒸汽压，以及
经由相应供应管线(232,242)将相应气体成分(GK1,GK2)供应到该工艺气体环境(ATM)中。
10.如权利要求9所述的方法，其中通过设定该相应供应管线(232,242)的管线横截面和/或通过控制关闭阀的工作周期来控制该相应成分的质量流率和/或体积流率。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中该粒子束(110)由带电粒子构成，更特别地由电子构成。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中该光刻掩模(100)实施用于EUV光刻。
13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中该光刻掩模(100)具有蚀刻停止层(106)，其面向侧承载结构化薄层(108)，该结构化薄层由吸收在光刻工艺中所使用的辐射的材料所构成，其中活化的该第一气体成分(GK1)相对于该蚀刻停止层(106)的蚀刻速率比相对于该结构化薄层(108)的蚀刻速率至少低2倍、较佳为低5倍、更佳为低10倍。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中该光刻掩模(100)具有反射镜层，其实施为由多个双层所构成的多层反射镜(104)，其中相应双层包含由第一化学成分所构成的第一层和由第二化学成分所构成的第二层，其中该第一层和该第二层的相应层厚度在3nm至50nm、较佳在3nm至20nm、更佳在5nm至10nm、又更佳在5nm至8nm的范围内。
15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，其中该粒子束(110)具有1eV至100keV的能量、较佳为3eV至30keV的能量、更佳为10eV至10keV的能量、又更佳为30eV至3keV的能量、再更佳为100eV至1keV的能量。
16.一种光刻掩模(100)，更特别地为非透射式EUV光刻掩模，由权利要求1-15中的任一项所述的方法产生。
17.一种用于光刻掩模(100)的粒子束诱导蚀刻的设备(200)，特别是用于非透射EUV光刻掩模，该设备具有：
用于提供工艺气体环境(ATM)的外壳(210)，
用于在该光刻掩模(100)上的目标位置(ZP)处聚焦发射粒子束(110)的构件(220)，
用于在该工艺气体环境(ATM)中的该目标位置(ZP)处提供第一气体成分(GK1)的构件(230)，其中该第一气体成分(GK1)能够通过活化来转化为反应形式，其中该反应形式与该光刻掩模(100)的材料反应以形成挥发性化合物，
用于在该工艺气体环境(ATM)中的该目标位置(ZP)处提供第二气体成分(GK2)的构件(240)，其中该第二气体成分(GK2)包含硅与氧、氮和/或碳的化合物，以及
控制装置(270)，其用于启动用于在该目标位置(ZP)处聚焦发射该粒子束(110)的该构件(220)、用于启动用于在该目标位置(ZP)处提供该第一气体成分(GK1)的该构件(230)、以及用于启动用于在该目标位置(ZP)处提供该第二气体成分(GK2)的该构件(240)，该控制装置配置为使得在时间上在该粒子束(110)的聚焦发射之前和/或与该粒子束(110)的聚焦发射同步地提供该第一气体成分(GK1)和该第二气体成分(GK2)至该目标位置(ZP)。
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