CN101311821A - 修补带缺陷光罩图形的方法 - Google Patents
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Abstract
一种修补带缺陷光罩图形的方法，包括下列步骤将布局图形转移至光罩上形成光罩图形；获取光罩上带缺陷光罩图形及其缺陷部分任意一点位置坐标；根据任意一点的位置坐标将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出；对导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形进行光学近似修正；将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形。经过上述步骤，修补方便、精确。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造的光刻技术领域，特别涉及修补带缺陷光罩图形的方法。
背景技术
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展；而半导体芯片的集成度越高，半导体器件的临界尺寸(CD，Critical Dimension)越小，因此对于光罩的制作也要求越高。
现有光罩制造成本高以及加工时间长，而由于光罩制作复杂度日益增加，单片光罩成本高达百万元以上。光罩制作过程如图1所示，通常在透明基板11上，涂布一层铬膜12；再于其上覆盖微影用光刻胶层14，以光罩布局软件控制光学直写、电子束直写或扫描电镜(SEM，Scan Electron Microscopy)直写等曝光方法，在光罩10的光刻胶层(未图示)上形成图案；经过显影程序后，在光罩上形成多个光刻胶图案；接着，以此光刻胶图案为罩幕蚀刻铬膜12后，形成图案化的光罩，仍覆盖铬膜12的部分则为不透光图案。然而，在进行光罩上图案的蚀刻时，往往因为光罩上沾染少许环境中的微粒，曝光能量不均或过度以及光刻胶材料问题，而产生带缺陷光罩图形14。
但是，由于较小的特征间距、较小的缺陷标准和在修补区域需要最小传输损耗等因素，生产没有缺陷的光罩是较困难的，并且增大了制程的复杂性。因此，当光罩上的图案产生误差时，则发展出多种微修技术以修补光罩图案的误差，藉以重新制作光罩的需要，以减少光罩成本。
通常，对光罩上的缺陷进行修正的技术，如图2所示，用光罩检测工具对光罩100上的图形进行扫描，发现光罩100中具有多个缺陷图形102；在缺陷图形102周围形成修补区域104，用于确定缺陷图形102的位置。
如图3所示，在修补区域104中沉积有机物碳膜或Cr(CO)6，用以修正缺陷图形102。
但是由于半导体器件的临界尺寸越来越小，并且半导体器件的形状也越来越复杂，因此在光罩上也没有这种简单的电路图形。
因此，现有对光罩上的缺陷进行修正的方法请参考台湾专利TW567531所述的技术方案。如图4所示，当光罩20上产生带缺陷光罩图形21时，在与带缺陷光罩图形20所在的光罩上寻找与带缺陷光罩图形21相同形状大小的无带缺陷光罩图形22；把与带缺陷光罩图形21形状大小相同的无带缺陷光罩图形22作为参考图案复制到带缺陷光罩图形21的铬膜上；用聚焦离子束将带缺陷光罩图形21位置的铬膜去除，带缺陷光罩图形21修补完整。
现有光罩上带缺陷光罩图形修补方法由于直接将在带缺陷光罩图形所在的光罩上找到与带缺陷光罩图形形状一致的无带缺陷光罩图形进行复制，将无带缺陷光罩图形作为参考图案，然后用参考图案对带缺陷光罩图形进行修补。(1)参考图案与无带缺陷光罩图形相比会有误差，这种误差加上参考图案本身的误差，在临界尺寸越来越小的情况下，修补后的带缺陷光罩图形可能会误差更大；(2)在晶圆制作时，一片光罩上可能没有重复的芯片，因此会产生各个图案都不一样，因此也就没有相同的图案能被复制用于修补；(3)在复制无带缺陷光罩图形时，需要用电子束对无带缺陷光罩图形进行反复扫描，这可能会对光罩的透明基板产生伤害，影响光的通过率。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种修补带缺陷光罩图形的方法，提高带缺陷光罩图形修补的精度；防止复制与带缺陷光罩图形相同的无带缺陷光罩图形时避免电子束对光罩产生伤害。
为解决上述问题，本发明提供一种修补带缺陷光罩图形的方法，包括下列步骤：将布局图形转移至光罩上形成光罩图形；获取光罩上带缺陷光罩图形及其缺陷部分任意一点位置坐标；根据任意一点的位置坐标将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出；对导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形进行光学近似修正；将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形。
用光罩检验工具获取带缺陷光罩图形及缺陷部分任意一点位置坐标。
用聚焦离子束将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形，通过聚焦离子束轰击或离子反应沉积的方法修补带缺陷光罩图形，所述聚焦离子束为聚焦镓离子束。
从光罩版图的原始数据库中将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出。
所述光学近似修正为使用光学近似修正软件模拟曝光、显影和蚀刻工艺时所需的光学参数及图形数据。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明根据带缺陷光罩图形的缺陷部分的任意一点位置坐标将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出；对导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形进行光学近似修正；将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形。(1)直接将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形，由于不需要复制无缺陷的光罩图形进行修补，因此不会产生复制过程中的累积误差，修补后的带缺陷光罩图形精确度高；(2)直接将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形，因此没有相同的无缺陷光罩图形作为参考图案也可以进行修补，并且修补方便；(3)由于不需要进行复制无缺陷光罩图形过程，因此不会产生电子束对无带缺陷光罩图形进行反复扫描的情况，光罩的透明基板不会产生伤害。
附图说明
图1是现有技术光罩制作过程中产生缺陷的示意图；
图2至图4是现有技术对带缺陷光罩图形进行修补的示意图；
图5是本发明具体实施方式对带缺陷光罩图形进行修补的流程图；
图6至图8是本发明具体实施方式在光罩上形成图案的过程；
图9是本发明对光罩上的带缺陷光罩图形进行修补的一个实施例的示意图。
具体实施方式
在光罩制作过程中，因为光罩上沾染少许环境中的微粒，曝光能量不均或者光刻胶材料问题很容易产生带缺陷光罩图形。本发明根据带缺陷光罩图形的位置坐标将带缺陷光罩图形数据导出；对导出的带缺陷光罩图形数据进行光学近似修正；根据修正的数据修补带缺陷光罩图形。本发明根据带缺陷光罩图形的缺陷部分的任意一点位置坐标将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出；对导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形进行光学近似修正；将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形。(1)直接将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形，由于不需要复制无缺陷的光罩图形进行修补，因此不会产生复制过程中的累积误差，修补后的带缺陷光罩图形精确度高；(2)直接将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形，因此没有相同的无缺陷光罩图形作为参考图案也可以进行修补，并且修补方便；(3)由于不需要进行复制无缺陷光罩图形过程，因此不会产生电子束对无带缺陷光罩图形进行反复扫描的情况，光罩的透明基板不会产生伤害。下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图5是本发明具体实施方式对带缺陷光罩图形进行修补的流程图。如图5所示，执行步骤S201将布局图形转移至光罩上形成光罩图形；
执行步骤S202获取光罩上带缺陷光罩图形及其缺陷部分任意一点位置坐标。
本实施例中，获取带缺陷光罩图形及其坐标的工具为光罩检验机台，例如科天公司的KT575机器或应用材料公司的ARIS200机器。
执行步骤S203根据任意一点的位置坐标将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出；
本实施例中，首先根据带缺陷光罩图形缺陷部分的任意一点位置坐标，确定带缺陷光罩图形在光罩版图中的位置，然后再将带缺陷光罩图形对应的布局图形从光罩版图的原始数据库中导出。
所述导出的带缺陷光罩图形对应布局图形格式可以是图形数据流格式(GDS，Graphic Data Stream)、开放架构交互式标准格式(OASIS，OpenArtwork System Interchange Standard)或国际电气和电子工程师协会(IEEE)认可的格式。
执行步骤S204对导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形进行光学近似修正；
本实施例中，光学近似修正为使用光学近似修正软件模拟曝光、显影和蚀刻工艺时所需的光学参数及图形数据。
执行步骤S205将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形。
本实施例中，通过聚焦离子束轰击或离子反应沉积聚焦离子束将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形，所述聚焦离子束为聚焦镓离子束。
图6至图8是本发明具体实施方式在光罩上形成图案的过程。如图6所示，首先设计布局图形；然后，在透明基板30上，先形成不透光的铬膜层32；在铬膜层32上增加氧化铬层，以形成抗反射层34；在抗反射层34上覆盖光刻胶36；并以光学直写、投影式电子束直写或扫描电镜直写等方式曝光，将布局图形转移至在光刻胶36上形成半导体图案；接着以显影工艺将光刻胶形成图案化开口。如图7所示，以光刻胶36上的半导体图案为幕罩，以湿法蚀刻或电浆蚀刻方法蚀刻抗反射层34和铬膜层32形成光罩图形。当抗反射层34和铬膜层32蚀刻完成后，则移除光刻胶36。此时可进行光罩检查以检验是否有带缺陷光罩图形38存在以及带缺陷光罩图形38所在的区域。如图8所示，如果有带缺陷光罩图形38出现，根据带缺陷光罩图形38的缺陷部分任意一点位置坐标，确定带缺陷光罩图形38在光罩版图中的对应位置布局图形，然后再将带缺陷光罩图形38对应的布局图形从光罩版图的原始数据库中导出；对导出的带缺陷光罩图形38对应的布局图形进行光学近似修正；用聚焦离子束将修正后的带缺陷光罩图形38对应的布局图形写入带缺陷光罩图形38处，将带缺陷光罩图形38的缺陷部分抗反射层和铬膜层去除，使带缺陷光罩图形38修补完整。
本实施例中，透明基板的大小为6英寸，在透光的石英玻璃基板上涂布50nm～105nm铬膜；在铬膜层上增加厚度为20nm的一氧化铬层，作为抗反射层；再于抗反射层上覆盖微影用光刻胶，厚度为300～400nm。当然，除实施例外，可根据要制作的芯片尺寸来确定光罩及透明基板的大小。同样，在透明基板上涂布的铬膜层厚度，可根据铬膜的特性，制作的半导体器件及制程工艺要求作出调整。抗反射层作为一缓冲层，其厚度根据保护图形的线宽进行调节。在抗反射层上覆盖的光刻胶厚度由所需保护的膜层特性和后续蚀刻的厚度来决定。
本实施例中，蚀刻制程先采用湿法蚀刻，再辅以电浆蚀刻，但本发明并非以此蚀刻制程为限。由于在蚀刻处理中，可能因为侧向蚀刻对原先形成的光罩图案层造成损伤，因此，可以略微放大光刻胶遮光图案作为缓冲，有效维持光罩图案的线宽。
本实施例中，通过聚焦离子束轰击或离子反应沉积的方法将修正后的带缺陷光罩图形38对应的布局图形写入带缺陷光罩图形38处修补带缺陷光罩图形38，所述聚焦离子束为聚焦镓离子束。
图9是本发明对光罩上的带缺陷光罩图形进行修补的一个实施例的示意图。如图9所示，在对光罩200上的图形制作完成后，用光罩检验工具进行光罩检查，由于光罩200上沾染少许环境中的微粒，曝光能量不均或者光刻胶材料问题出现带缺陷光罩图形202的情况；用光罩检验工具获取光罩200上的带缺陷光罩图形202及其带缺陷光罩图形202缺陷部分任意一点的位置坐标，根据带缺陷光罩图形202缺陷部分任意一点的位置坐标，确定带缺陷光罩图形202在光罩版图中对应位置的布局图形，然后再将带缺陷光罩图形202对应的布局图形从光罩版图的原始数据库中导出；对导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形进行光学近似修正；然后，根据修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形用聚焦离子束写入带缺陷光罩图形202处，将带缺陷光罩图形202的缺陷部分抗反射层和铬膜层去除，使带缺陷光罩图形202修补完整。
本实施例中，光罩检验工具为科天公司的KT575机器或应用材料公司的ARIS200机器。
通过聚焦离子束轰击或离子反应沉积的方法将修正后的带缺陷光罩图形202对应的布局图形写入带缺陷光罩图形202处修补带缺陷光罩图形202，所述聚焦离子束为聚焦镓离子束。
所述导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形格式可以是图形数据流格式(GDS，Graphic Data Stream)、开放架构交互式标准格式(OASIS，OpenArtwork System Interchange Standard)或国际电气和电子工程师协会(IEEE)认可的格式。
本实施例中，光学近似修正为使用光学近似修正软件模拟曝光、显影和蚀刻工艺时所需的光学参数及图形数据。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种修补带缺陷光罩图形的方法，其特征在于，包括下列步骤：
将布局图形转移至光罩上形成光罩图形；
获取光罩上带缺陷光罩图形及其缺陷部分任意一点位置坐标；
根据任意一点的位置坐标将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出；
对导出的带缺陷光罩图形对应的布局图形进行光学近似修正；
将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形。
2.根据权利要求1所述修补带缺陷光罩图形的方法，其特征在于：用光罩检验工具获取带缺陷光罩图形及缺陷部分任意一点位置坐标。
3.根据权利要求1所述修补带缺陷光罩图形的方法，其特征在于：用聚焦离子束将修正后的带缺陷光罩图形对应的布局图形转移至光罩上修补带缺陷光罩图形。
4.根据权利要求3所述修补带缺陷光罩图形的方法，其特征在于：通过聚焦离子束轰击或离子反应沉积的方法修补带缺陷光罩图形。
5.根据权利要求4所述修补带缺陷光罩图形的方法，其特征在于：所述聚焦离子束为聚焦镓离子束。
6.根据权利要求1所述修补带缺陷光罩图形的方法，其特征在于：从光罩版图的原始数据库中将带缺陷光罩图形对应的布局图形导出。
7.根据权利要求1所述修补带缺陷光罩图形的方法，其特征在于：所述光学近似修正为使用光学近似修正软件模拟曝光、显影和蚀刻工艺时所需的光学参数及图形数据。
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