修補帶缺陷光罩圖形的方法
2023-05-19 20:18:11
專利名稱：修補帶缺陷光罩圖形的方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件製造的光刻技術領域，特別涉及修補帶缺陷光罩 圖形的方法。
背景技術：
隨著半導體製造技術的飛速發展，半導體器件為了達到更快的運算速度、
更大的資料存儲量以及更多的功能，半導體晶片向更高集成度方向發展；而 半導體晶片的集成度越高，半導體器件的臨界尺寸(CD, Critical Dimension) 越小，因此對於光罩的製作也要求越高。
現有光罩製造成本高以及加工時間長，而由於光罩製作複雜度日益增加， 單片光罩成本高達百萬元以上。光罩製作過程如圖l所示，通常在透明基板ll 上，塗布一層鉻膜12;再於其上覆蓋微影用光刻膠層14,以光罩布局軟體控 制光學直寫、電子束直寫或掃描電鏡(SEM, Scan Electron Microscopy)直寫 等曝光方法，在光罩10的光刻膠層(未圖示)上形成圖案；經過顯影程序後， 在光罩上形成多個光刻膠圖案；接著，以此光刻膠圖案為罩幕蝕刻鉻膜12後， 形成圖案化的光罩，仍覆蓋鉻膜12的部分則為不透光圖案。然而，在進行光 罩上圖案的蝕刻時，往往因為光罩上沾染少許環境中的微粒，曝光能量不均 或過度以及光刻膠材料問題，而產生帶缺陷光罩圖形14。
但是，由於較小的特徵間距、較小的缺陷標準和在修補區域需要最小傳 輸損耗等因素，生產沒有缺陷的光罩是較困難的，並且增大了製程的複雜性。 因此，當光罩上的圖案產生誤差時，則發展出多種微修技術以修補光罩圖案 的誤差，藉以重新製作光罩的需要，以減少光罩成本。通常，對光罩上的缺陷進行修正的技術，如圖2所示，用光罩檢測工具對
光罩100上的圖形進行掃描，發現光罩100中具有多個缺陷圖形102;在缺陷圖 形102周圍形成修補區域104,用於確定缺陷圖形102的位置。
如圖3所示，在修補區域104中沉積有機物碳膜或Cr(CO)6,用以修正缺陷 圖形102。
但是由於半導體器件的臨界尺寸越來越小，並且半導體器件的形狀也越 來越複雜，因此在光罩上也沒有這種簡單的電路圖形。
因此，現有對光罩上的缺陷進行修正的方法請參考臺灣專利TW567531 所述的技術方案。如圖4所示，當光罩20上產生帶缺陷光罩圖形21時，在 與帶缺陷光罩圖形20所在的光罩上尋找與帶缺陷光罩圖形21相同形狀大小 的無帶缺陷光罩圖形22;把與帶缺陷光罩圖形21形狀大小相同的無帶缺陷光 罩圖形22作為參考圖案複製到帶缺陷光罩圖形21的鉻膜上；用聚焦離子束 將帶缺陷光罩圖形21位置的鉻膜去除，帶缺陷光罩圖形21修補完整。
現有光罩上帶缺陷光罩圖形修補方法由於直接將在帶缺陷光罩圖形所在 的光罩上找到與帶缺陷光罩圖形形狀一致的無帶缺陷光罩圖形進行複製，將 無帶缺陷光罩圖形作為參考圖案，然後用參考圖案對帶缺陷光罩圖形進行修 補。(1)參考圖案與無帶缺陷光罩圖形相比會有誤差，這種誤差加上參考圖 案本身的誤差，在臨界尺寸越來越小的情況下，修補後的帶缺陷光罩圖形可 能會誤差更大；(2)在晶圓製作時， 一片光罩上可能沒有重複的晶片，因此 會產生各個圖案都不一樣，因此也就沒有相同的圖案能被複製用於修補；(3) 在複製無帶缺陷光罩圖形時，需要用電子束對無帶缺陷光罩圖形進行反覆掃 描，這可能會對光罩的透明基板產生傷害，影響光的通過率。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種修補帶缺陷光罩圖形的方法，提高帶缺陷光罩圖形修補的精度；防止複製與帶缺陷光罩圖形相同的無帶缺陷光罩圖形 時避免電子束對光罩產生傷害。
為解決上述問題，本發明提供一種修補帶缺陷光罩圖形的方法，包括下
列步驟將布局圖形轉移至光罩上形成光罩圖形；獲取光罩上帶缺陷光罩圖 形及其缺陷部分任意一點位置坐標；根據任意一點的位置坐標將帶缺陷光罩 圖形對應的布局圖形導出；對導出的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形進行光 學近似修正；將修正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補 帶缺陷光罩圖形。
用光罩檢驗工具獲取帶缺陷光罩圖形及缺陷部分任意一點位置坐標。
用聚焦離子束將修正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上
修補帶缺陷光罩圖形，通過聚焦離子束轟擊或離子反應沉積的方法修補帶缺
陷光罩圖形，所述聚焦離子束為聚焦鎵離子束。
從光罩版圖的原始資料庫中將帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形導出。 所述光學近似修正為使用光學近似修正軟體模擬曝光、顯影和蝕刻工藝
時所需的光學參數及圖形數據。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明根據帶缺陷光罩圖形的 缺陷部分的任意一點位置坐標將帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形導出；對導 出的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形進行光學近似修正；將修正後的帶缺陷 光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形。(1)直接將修 正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形， 由於不需要複製無缺陷的光罩圖形進行修補，因此不會產生複製過程中的累 積誤差，修補後的帶缺陷光罩圖形精確度高；(2)直接將修正後的帶缺陷光 罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形，因此沒有相同的 無缺陷光罩圖形作為參考圖案也可以進行修補，並且修補方便；(3)由於不 需要進行複製無缺陷光罩圖形過程，因此不會產生電子束對無帶缺陷光罩圖形進行反覆掃描的情況，光罩的透明基板不會產生傷害。
圖l是現有技術光罩製作過程中產生缺陷的示意圖2至圖4是現有技術對帶缺陷光罩圖形進行修補的示意圖5是本發明具體實施方式
對帶缺陷光罩圖形進行修補的流程圖6至圖8是本發明具體實施方式
在光罩上形成圖案的過程；
圖9是本發明對光罩上的帶缺陷光罩圖形進行修補的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式
在光罩製作過程中，因為光罩上沾染少許環境中的微粒，曝光能量不均 或者光刻膠材料問題很容易產生帶缺陷光罩圖形。本發明根據帶缺陷光罩圖 形的位置坐標將帶缺陷光罩圖形數據導出；對導出的帶缺陷光罩圖形數據進 行光學近似修正；根據修正的數據修補帶缺陷光罩圖形。本發明根據帶缺陷 光罩圖形的缺陷部分的任意一點位置坐標將帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形 導出；對導出的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形進行光學近似修正；將修正 後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形。(1) 直接將修正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光 罩圖形，由於不需要複製無缺陷的光罩圖形進行修補，因此不會產生複製過 程中的累積誤差，修補後的帶缺陷光罩圖形精確度高；(2)直接將修正後的 帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形，因此沒 有相同的無缺陷光罩圖形作為參考圖案也可以進行修補，並且修補方便；(3) 由於不需要進行複製無缺陷光罩圖形過程，因此不會產生電子束對無帶缺陷 光罩圖形進行反覆掃描的情況，光罩的透明基板不會產生傷害。下面結合附 圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。圖5是本發明具體實施方式
對帶缺陷光罩圖形進行修補的流程圖。如圖5 所示，執行步驟S201將布局圖形轉移至光罩上形成光罩圖形；
執行步驟S202獲取光罩上帶缺陷光罩圖形及其缺陷部分任意一點位置坐標。
本實施例中，獲取帶缺陷光罩圖形及其坐標的工具為光罩檢驗機臺，例 如科天公司的KT575機器或應用材料公司的ARIS200機器。
執行步驟S203根據任意一點的位置坐標將帶缺陷光罩圖形對應的布局圖 形導出；
本實施例中，首先根據帶缺陷光罩圖形缺陷部分的任意一點位置坐標， 確定帶缺陷光罩圖形在光罩版圖中的位置，然後再將帶缺陷光罩圖形對應的 布局圖形從光罩版圖的原始資料庫中導出。
所述導出的帶缺陷光罩圖形對應布局圖形格式可以是圖形數據流格式 (GDS， Graphic Data Stream )、開放架構交互式標準才各式(OASIS, Open Artwork System Interchange Standard)或國際電氣和電子工程師協會(正EE) 認可的格式。
執行步驟S204對導出的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形進行光學近似修
正；
本實施例中，光學近似修正為使用光學近似修正軟體模擬曝光、顯影和 蝕刻工藝時所需的光學參數及圖形數據。
執行步驟S205將修正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上 修補帶缺陷光罩圖形。
本實施例中，通過聚焦離子束轟擊或離子反應沉積聚焦離子束將修正後 的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形，所述 聚焦離子束為聚焦鎵離子束。
圖6至圖8是本發明具體實施方式
在光罩上形成圖案的過程。如圖6所示，首先設計布局圖形；然後，在透明基板30上，先形成不透光的鉻膜層32; 在鉻膜層32上增加氧化鉻層，以形成抗反射層34;在抗反射層34上覆蓋光 刻膠36;並以光學直寫、投影式電子束直寫或掃描電鏡直寫等方式曝光，將 布局圖形轉移至在光刻膠36上形成半導體圖案；接著以顯影工藝將光刻膠形 成圖案化開口。如圖7所示，以光刻膠36上的半導體圖案為幕罩，以溼法蝕 刻或電漿蝕刻方法蝕刻抗反射層34和鉻膜層32形成光罩圖形。當抗反射層 34和鉻膜層32蝕刻完成後，則移除光刻膠36。此時可進行光罩檢查以檢驗 是否有帶缺陷光罩圖形38存在以及帶缺陷光罩圖形38所在的區域。如圖8 所示，如果有帶缺陷光罩圖形38出現，根據帶缺陷光罩圖形38的缺陷部分 任意一點位置坐標，確定帶缺陷光罩圖形38在光罩版圖中的對應位置布局圖 形，然後再將帶缺陷光罩圖形38對應的布局圖形從光罩版圖的原始資料庫中 導出；對導出的帶缺陷光罩圖形38對應的布局圖形進行光學近似修正；用聚 焦離子束將修正後的帶缺陷光罩圖形38對應的布局圖形寫入帶缺陷光罩圖形 38處，將帶缺陷光罩圖形38的缺陷部分抗反射層和鉻膜層去除，使帶缺陷光 罩圖形38修補完整。
本實施例中，透明基板的大小為6英寸，在透光的石英玻璃基板上塗布 50nm 105nm鉻膜；在鉻膜層上增加厚度為20nm的一氧化鉻層，作為抗反射 層；再於抗反射層上覆蓋微影用光刻膠，厚度為300~400nm。當然，除實施 例外，可根據要製作的晶片尺寸來確定光罩及透明基板的大小。同樣，在透 明基板上塗布的鉻膜層厚度，可根據鉻膜的特性，製作的半導體器件及製程 工藝要求作出調整。抗反射層作為一緩衝層，其厚度根據保護圖形的線寬進 行調節。在抗反射層上覆蓋的光刻膠厚度由所需保護的膜層特性和後續蝕刻 的厚度來決定。
本實施例中，蝕刻製程先採用溼法蝕刻，再輔以電漿蝕刻，但本發明並 非以此蝕刻製程為限。由於在蝕刻處理中，可能因為側向蝕刻對原先形成的
8光罩圖案層造成損傷，因此，可以略微放大光刻膠遮光圖案作為緩衝，有效 維持光罩圖案的線寬。
本實施例中，通過聚焦離子束轟擊或離子反應沉積的方法將修正後的帶
缺陷光罩圖形38對應的布局圖形寫入帶缺陷光罩圖形38處修補帶缺陷光罩 圖形38,所述聚焦離子束為聚焦鎵離子束。
圖9是本發明對光罩上的帶缺陷光罩圖形進行修補的一個實施例的示意 圖。如圖9所示，在對光罩200上的圖形製作完成後，用光罩抬v驗工具進行 光罩檢查，由於光罩200上沾染少許環境中的微粒，曝光能量不均或者光刻 膠材料問題出現帶缺陷光罩圖形202的情況；用光罩檢驗工具獲取光罩200 上的帶缺陷光罩圖形202及其帶缺陷光罩圖形202缺陷部分任意一點的位置 坐標，根據帶缺陷光罩圖形202缺陷部分任意一點的位置坐標，確定帶缺陷 光罩圖形202在光罩版圖中對應位置的布局圖形，然後再將帶缺陷光罩圖形 202對應的布局圖形從光罩版圖的原始資料庫中導出；對導出的帶缺陷光罩圖 形對應的布局圖形進行光學近似修正；然後，根據修正後的帶缺陷光罩圖形 對應的布局圖形用聚焦離子束寫入帶缺陷光罩圖形202處，將帶缺陷光罩圖 形202的缺陷部分抗反射層和鉻膜層去除，使帶缺陷光罩圖形202修補完整。
本實施例中，光罩檢驗工具為科天公司的KT575機器或應用材料公司的 ARIS200機器。
通過聚焦離子束轟擊或離子反應沉積的方法將修正後的帶缺陷光罩圖形 202對應的布局圖形寫入帶缺陷光罩圖形202處修補帶缺陷光罩圖形202,所 述聚焦離子束為聚焦鎵離子束。
所述導出的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形格式可以是圖形數據流格式 (GDS, Graphic Data Stream )、開放架構交互式標準格式(OASIS, Open Artwork System Interchange Standard)或國際電氣和電子工程師十辦會(IEEE) 認可的格式。本實施例中，光學近似修正為使用光學近似修正軟體模擬曝光、顯影和 蝕刻工藝時所需的光學參數及圖形數據。
本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何 本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和 修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。
權利要求
1. 一種修補帶缺陷光罩圖形的方法，其特徵在於，包括下列步驟將布局圖形轉移至光罩上形成光罩圖形；獲取光罩上帶缺陷光罩圖形及其缺陷部分任意一點位置坐標；根據任意 一點的位置坐標將帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形導出；對導出的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形進行光學近似修正；將修正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形。
2. 根據權利要求1所述修補帶缺陷光罩圖形的方法，其特徵在於用光罩檢 驗工具獲取帶缺陷光罩圖形及缺陷部分任意一點位置坐標。
3. 根據權利要求1所述修補帶缺陷光罩圖形的方法，其特徵在於用聚焦離 子束將修正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷 光罩圖形。
4. 根據權利要求3所述修補帶缺陷光罩圖形的方法，其特徵在於通過聚焦 離子束轟擊或離子反應沉積的方法修補帶缺陷光罩圖形。
5. 根據權利要求4所述修補帶缺陷光罩圖形的方法，其特徵在於所述聚焦 離子束為聚焦鎵離子束。
6. 根據權利要求1所述修補帶缺陷光罩圖形的方法，其特徵在於從光罩版 圖的原始資料庫中將帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形導出。
7. 根據權利要求1所述修補帶缺陷光罩圖形的方法，其特徵在於所述光學 近似修正為使用光學近似修正軟體模擬曝光、顯影和蝕刻工藝時所需的光 學參數及圖形數據。
全文摘要
一種修補帶缺陷光罩圖形的方法，包括下列步驟將布局圖形轉移至光罩上形成光罩圖形；獲取光罩上帶缺陷光罩圖形及其缺陷部分任意一點位置坐標；根據任意一點的位置坐標將帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形導出；對導出的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形進行光學近似修正；將修正後的帶缺陷光罩圖形對應的布局圖形轉移至光罩上修補帶缺陷光罩圖形。經過上述步驟，修補方便、精確。
文檔編號G03F1/72GK101311821SQ200710041109
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月23日 優先權日2007年5月23日
發明者胡振宇 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司