相移掩模遮光層殘留物修複方法
2023-06-04 21:00:51 4
專利名稱：相移掩模遮光層殘留物修複方法
技術領域：
本發明涉及半導體光刻工藝領域，特別涉及一種相移掩模遮光層殘留物修複方 法。
背景技術：
通常，在曝光工藝中使用的用於形成光刻圖型的曝光掩模是通過在石英襯底上塗 覆鉻層或者鋁層作為遮光層，然後利用離子束刻蝕遮光層以形成相應的遮光圖形而得到。 但隨著半導體元件尺寸的不斷減小，複雜度越來越高，掩模圖案也相應地更加複雜和密集。 掩模上不透光區域之間距離的縮短導致數值孔徑的降低，進而導致光在穿透掩模圖案時會 發生光繞射現象，從而使掩模的解析度下降。現有技術中通常採用相移掩模來提升解析度和聚焦深度。相移掩模是在傳統的掩 模上增加相移圖層，通過相移圖層將光的相位改變180度，使得通過相鄰相移圖層的光形 成幹涉，由此改善光刻掩模的解析度。請參閱圖Ia-圖lb，圖Ia-圖Ib為相移掩模形成過程中對遮光層進行二次刻蝕的 過程示意圖。如圖Ia所示，首先在石英襯底1上依次形成相移圖層2、遮光圖層3和光刻膠 (圖中未示出)，然後通過光刻、顯影、刻蝕和去膠形成貫通遮光圖層3和相移圖層2的接觸 孔5，再在遮光圖層3上及接觸孔5內塗覆光刻膠4，通過光刻和顯影，去除部分光刻膠4以 形成如圖Ia所示的光刻膠圖形，再以光刻膠4為掩膜，對接觸孔5周圍的遮光圖層3進行 刻蝕以形成如圖Ib所示的最終的相移掩模圖形。現有技術中，在通過光刻、顯影、刻蝕和去 膠形成貫通遮光圖層3和相移圖層2的接觸孔5的一系列的工藝處理中，若有顆粒物6殘 留在遮光圖層3上，則如圖Ib所示在對遮光圖層3進行第二次刻蝕的時候會由於殘留顆粒 物的遮擋使本該被刻蝕掉的一部分遮光層7殘留下來。由於汙染顆粒物6的形狀及數量的 不確定，殘留遮光層7可能並不是很規則，也可能面積較大，覆蓋在相移圖層2刻蝕後形成 的接觸孔5的四周，從而影響了接觸孔5的線寬及穿透率，進而影響了相移掩模的解析度。現有技術中對於上述殘留遮光層7通常採用對相移掩模的遮光層3再進行多次重 復曝光和刻蝕的方法將其完全去除，這種刻蝕還是採用原來形成遮光層圖形的刻蝕掩模。 由於相移掩模不同於普通掩模，其殘留遮光層7位於相移圖層2之上，因而在進行重複刻蝕 時，必須很好的把握刻蝕時間刻蝕時間不夠則殘留遮光層7仍然存在，需再次刻蝕；刻蝕 時間過長則會對相移圖層造成傷害。但在實際操中，刻蝕的時間通常是非常難以把握的，修 復殘留遮光層7的風險很大。並且多次的曝光和刻蝕導致清洗次數的增加，而清洗次數越 多則可能造成對相移圖層2的破壞。同時，為去除殘留遮光層7所進行的重複曝光和刻蝕 必須佔用人員和機臺並花費較長的時間，其成本也很高。因而，現有技術中對於大塊的覆蓋 於相移圖層上的殘留遮光層7則通常不予修復而寧可犧牲相移掩模的解析度。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種相移掩模遮光圖層殘留物修複方法，以解決相移掩模上存有大塊遮光圖層的殘留物而影響相移掩模解析度的問題。為解決上述技術問題，本發明提供一種相移掩模遮光層殘留物修複方法，對覆蓋 在形成有接觸孔的相移圖層上的遮光層殘留物進行修復，包括以下步驟刻蝕位於接觸孔 四周的部分遮光層殘留物曝露出其下的相移圖層。可選的，使用聚焦離子束或雷射束對所述遮光層殘留物進行刻蝕。本發明提供的相移掩模遮光圖層殘留物修複方法無需通過重複的曝光和刻蝕去 除遮光層殘留物，只需採用聚焦離子束(FIB)或雷射束(Laser beam)將接觸孔四周的殘留 遮光層刻蝕為不規則形狀，使不規則形狀內的殘留遮光層被去除，相移圖層暴露出來，從而 改善接觸孔的穿透率，進而改善掩模的解析度。該方法無需將所有殘留遮光層都刻蝕掉，試 驗證明僅將非正常接觸孔四圍的殘留遮光層刻蝕為不規則形狀即可達到有效的改善接觸 孔的線寬和穿透率的明顯效果。該方法易操作，改變了現有此類缺陷修復工藝耗時耗力的 狀況，大大縮短了工藝時間，降低了修復成本。
圖Ia-圖Ib為相移掩模形成過程中對遮光層進行二次刻蝕的過程示意圖；圖2為相移掩模相移圖層接觸孔周圍的遮光層殘留物示意圖；圖3a-圖3e為殘留遮光層經本發明方法修復後的形狀示意圖；圖4為未對殘留遮光層進行修復時非正常接觸孔的透光區關鍵尺寸與採用本發 明方法將殘留遮光層刻蝕為不同不規則圖形後的非正常接觸孔的透光區關鍵尺寸的對比 圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的具體實施方式
做詳細的說明。本發明所述的相移掩模遮光圖層殘留物修複方法可廣泛應用於多種不同的相移 掩模上所具有的不同遮光層殘留物的修復當中，並且可以利用多種替換方式實現，下面是 通過較佳的實施例來加以說明，當然本發明並不局限於該具體實施例，本領域內的普通技 術人員所熟知的一般的替換無疑地涵蓋在本發明的保護範圍內。請參看圖2，圖2為相移掩模相移圖層接觸孔周圍的遮光層殘留物示意圖。如圖 2所示，相移圖層接觸孔501、502及503為非正常接觸孔，其周圍由於顆粒物的汙染導致了 接觸孔周圍相移圖層之上的遮光圖層未被刻蝕，形成了殘留的遮光層7。接觸孔504和505 則為正常接觸孔，其周圍是相移圖層，並沒有殘留的遮光層。圖2中所示的殘留的遮光層7 僅為簡單的示意圖，實踐中接觸孔周圍殘留的遮光層7可能為任何形狀，相鄰接觸孔周圍 殘留的遮光層7也可能並非連結成片。由於殘留的遮光層7的存在遮蓋了接觸孔501、502 和503邊緣原本應露出的相移圖層，從而使得光在透過接觸孔501、502和503時無法產生 很好的相位位移，發生衍射和幹涉現象，影響到接觸孔501、502和503的線寬和穿透率。請參看圖3a-圖3e，圖3a_圖3e為殘留遮光層經本發明方法修復後的形狀示意圖。本發明方法中，為改善非正常接觸孔501的穿透率，作為實施例，將接觸孔501邊緣的殘留遮光層7刻蝕為如圖3a-圖3e中任一所示的圍繞在接觸孔501邊緣的不規則形 狀8，不規則形狀8所示的殘留遮光層被刻蝕掉，使其底部的相移圖層暴露出來。不規則形 狀8圍繞在接觸孔501的四周，其暴露出的相移圖層在光穿過時改變光的相位，從而減少光 在穿過接觸孔501時發生的衍射和幹涉現象，有效改善了接觸孔501的線寬和穿透率。對 殘留遮光層7的刻蝕可採用聚焦離子束(FIB)或雷射束(Laser beam machine)實現。圖3a_圖3e所示僅為本發明方法的幾種實施例，本發明方法所述的在殘留遮光層 7上刻蝕成的包圍在非正常接觸孔501周圍的不規則形狀8並非僅局限於圖3a-圖3e中的 形狀，事實上不規則形狀8可以為任何形狀。採用本發明方法對相移掩模遮光圖層的殘留物進行修復時無需將所有殘留遮光 層都刻蝕掉，實驗證明將非正常接觸孔501四圍的殘留遮光層刻蝕為不規則形狀即可達到 有效的改善接觸孔501的線寬和穿透率的明顯效果。未對非正常接觸孔周圍的殘留遮光層 進行處理所測得的透光區關鍵尺寸與採用本發明方法將非正常接觸孔周圍的殘留遮光層 刻蝕為不同不規則圖形後的接觸孔透光區關鍵尺寸的對比請參看圖4。本發明方法易操作，改變了現有此類缺陷修復工藝耗時耗力的狀況，大大縮短了 工藝時間，降低了修復成本。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍 之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
一種相移掩模遮光層殘留物修複方法，對覆蓋在形成有接觸孔的相移圖層上的遮光層殘留物進行修復，其特徵在於，包括以下步驟刻蝕位於接觸孔四周的部分遮光層殘留物曝露出其下的相移圖層。
2.如權利要求1所述的相移掩模遮光圖層殘留物修複方法，其特徵在於，使用聚焦離 子束或雷射束對所述遮光層殘留物進行刻蝕。
全文摘要
本發明提供的一種相移掩模遮光層殘留物修複方法，對覆蓋在形成有接觸孔的相移圖層上的遮光層殘留物進行修復，包括以下步驟刻蝕位於接觸孔四周的部分遮光層殘留物曝露出其下的相移圖層。該方法無需將所有殘留遮光層都刻蝕掉，僅將非正常接觸孔四圍的殘留遮光層刻蝕為不規則形狀即可達到有效的改善接觸孔的線寬和穿透率的明顯效果。該方法易操作，改變了現有此類缺陷修復工藝耗時耗力的狀況，大大縮短了工藝時間，降低了修復成本。
文檔編號G03F1/72GK101989036SQ20091005590
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月4日 優先權日2009年8月4日
發明者錢芳 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司