CN103698970A

CN103698970A - 集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法

Info

Publication number: CN103698970A
Application number: CN201310700235.7A
Authority: CN
Inventors: 陈友篷; 王兴平; 尤春
Original assignee: WUXI ZHONGWEI MASK ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: WUXI ZHONGWEI MASK ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明涉及一种集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，所述金属残留缺陷修补方法包括如下步骤：a.提供具有金属残留的基板，并在所述基板上涂覆保护膜层，所述保护膜层覆盖在金属残留上且覆盖在基板的金属层上；b.对金属残留正上方的保护膜层进行物理轰击，以去除金属残留正上方的保护膜层，使得基板上的金属残留裸露；c.通过保护膜层对金属层的保护作用下，腐蚀去除基板上的金属残留；d.去除金属层上的保护膜层，并对基板及金属层进行清洗。本发明工艺操作方便，能对金属残留进行有效快速清除，适应范围广，安全可靠。

Description

集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法

技术领域

本发明涉及一种修补工艺方法，尤其是一种集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，属于集成电路的技术领域。

背景技术

在半导体、集成电路、光伏产品等电子产品制造过程中，需要对以半导体晶片和光掩模板为代表的各种基板进行光刻处理，这些基板还包括液晶显示器、等离子体显示器用玻璃基板、磁盘、光磁盘母版等，以下统称为掩模版。在加工时，需要使用光致抗蚀材料（光刻胶）在基板上形成集成电路和半导体器件的布局图案或者其它电路图案和数据图案。基板完成曝光、显影、刻蚀、去胶、检测等加工工艺之后，需要对检测出来的缺陷进行修复，保证整个集成电路设计图形的完整性和一致性。由于缺陷的来源有多重原因且控制难度较大，尽管行业采取了很多的管制方法及工艺来减少缺陷，但是缺陷的生成，特别是高阶集成电路掩模版的缺陷形成依然是不可避免，这严重影响了掩模版本身的良率，也满足不了行业对掩模版本身制造所提出的时间及品质要求。

目前，修补机是缺陷修复的普遍设备，通过修补机修补掩模版表面缺陷是掩模版制造企业通用的修复方法。业界通过的修补方法是通过激光束、电子束或者离子束的高能量直接轰击掩模版表面金属残留缺陷，可以快速地去除表面缺陷，但是由于缺陷之间的差异性，对于上述的各类能量束的精确控制显得尤为重要，因为上述的能量束对缺陷下方的石英层具有物理作用；当能量束的控制不恰当时，会造成石英损伤（QZ Damage）。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，其工艺操作方便，能对金属残留进行有效快速清除，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，一种集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，所述金属残留缺陷修补方法包括如下步骤：

a、提供具有金属残留的基板，并在所述基板上涂覆保护膜层，所述保护膜层覆盖在金属残留上且覆盖在基板的金属层上；

b、对金属残留正上方的保护膜层进行物理轰击，以去除金属残留正上方的保护膜层，使得基板上的金属残留裸露；

c、通过保护膜层对金属层的保护作用下，腐蚀去除基板上的金属残留；

d、去除金属层上的保护膜层，并对基板及金属层进行清洗。

所述步骤a中，在基板上通过喷涂烘烤方式涂覆保护膜层，所述保护膜层的厚度为440nm~480nm，烘烤的温度为95℃~150℃，烘烤时间为25~30分钟。

所述步骤b中，利用激光束对金属残留正上方的保护膜层进行物理轰击，其中，激光束的能量为35毫焦~40毫焦，轰击时间为3~4ns。

在对保护膜层进行激光束物理轰击时，利用0.8μm~50μm孔径的可变孔径光阑来控制激光束的尺寸。

所述步骤c中，利用Cr-3S溶液去除基板上裸露的金属残留。

所述步骤d中，所述清洗步骤包括：

d1、以浓H₂SO₄溶液、H₂O₂溶液的混合溶液进行初步清洗12~15分钟，其中，浓H₂SO₄溶液的浓度为95.5%~96.5%，H₂O₂溶液的浓度为29%~31%，浓H₂SO₄溶液与H₂O₂溶液混合的体积比为3:1~4:1，混合溶液的温度为80℃~90℃；

d2、以氨水、H₂O₂溶液、清水形成的混合溶液进行再次清洗12~15分钟，其中，氨水的浓度为28%~30%，H₂O₂溶液的浓度为29%~31%，氨水、H₂O₂溶液、清水混合的体积比为1:2:200，混合溶液的温度为35℃~45℃；

d3、利用清水对基板及金属层进行最后清洗。

本发明的优点：

1、集成电路用掩模版表面金属残留缺陷修补的工艺方法是使用既有的工艺设备完成，勿须其它支撑性设备；

2、通过物理轰击表面所涂覆的化学物质方法是金属残留得以裸露，其轰击区域及范围可以随意控制，不会伤及下方的掩模设计图形，可以应对任何尺寸的金属残留缺陷；

3、通过弱酸性物质化学腐蚀的方法将表面残留的金属残留去除，其化学反应的可辨识性，避免了对底层的石英玻璃造成损伤，实现透光区域的100%透光，可应对任何规格之继承电路掩模版修补之规格要求，工艺操作方便，适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1~图6为本发明具体实施工艺步骤的剖视图，其中

图1为基板上具有金属残留的剖视图。

图2为涂覆保护膜层后的剖视图。

图3为物理轰击使得金属残留裸露后的剖视图。

图4为去除金属残留后的剖视图。

图5为去除保护膜层后的剖视图。

图6为对基板及金属层进行清洗后的剖视图。

附图标记说明：1-基板、2-金属层、3-窗口、4-金属残留及5-保护膜层。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1~图6所示：为了能够对集成电路用掩模版的金属残留4进行有效修补，避免修补时造成的损伤，本发明所述金属残留缺陷修补方法包括如下步骤：

a、提供具有金属残留4的基板1，并在所述基板1上涂覆保护膜层5，所述保护膜层5覆盖在金属残留4上且覆盖在基板1的金属层2上；

如图1、图2和图3所示：基板1的材料为硅等材料，金属层2的材料为常规的金属材料，为了能够得到所需的图形，基板1的正上方设置窗口3，所述窗口3贯通金属层2，金属残留4位于窗口3的底部，即金属残留4位于窗口3底部的基板1上。

在基板1上通过喷涂烘烤方式涂覆保护膜层5，所述保护膜层5的厚度为440nm~480nm，烘烤的温度为95℃~150℃，烘烤时间为25~30分钟。在涂覆保护膜层5时，保护膜层5填充在窗口3内以覆盖金属残留4上，并覆盖金属层2上，以对金属层2进行保护。保护膜层5可以采用IP3500或FPE171，所述的喷涂烘烤是通过旋转喷涂设备MTC3003实现。

b、对金属残留4正上方的保护膜层5进行物理轰击，以去除金属残留4正上方的保护膜层5，使得基板1上的金属残留4裸露；

利用激光束对金属残留4正上方的保护膜层5进行物理轰击，其中，激光束的能量为35毫焦~40毫焦，轰击时间为3~4ns。在对保护膜层5进行激光束物理轰击时，利用0.8μm~50μm孔径的可变孔径光阑来控制激光束的尺寸。如图4所示：通过物理轰击去除金属残留4上方的保护膜层5，同时保留金属层2上的保护膜层5，激光束采用YAG激光，通过对激光束的能力及光阑配合，能只对窗口3内的保护膜层5进行轰击，避免对金属层2上的保护膜层5产生误操作。

c、通过保护膜层5对金属层2的保护作用下，腐蚀去除基板1上的金属残留4；

利用Cr-3S溶液去除基板1上裸露的金属残留4，如图5所示。Cr-3S溶液包括6%硝酸铈铵、6%高氯酸、87%纯水与1%的表面活性剂混合溶液，Cr-3S溶液为常用化学腐蚀液，通过Cr-3S溶液能对金属残留4进行去除，同时，由于保护膜层5对金属层2的保护作用，在对金属残留4进行腐蚀去除时，不会对金属层2的结构性质产生影响，也不会对基板1造成损伤。

d、去除金属层2上的保护膜层5，并对基板1及金属层2进行清洗。

所述清洗步骤包括：

d3、利用清水对基板1及金属层2进行最后清洗。

如图6所示：经过上述步骤后，能够对去除保护膜层5上产生的残留进行有效清理，同时，步骤d3中利用清水进行最后清洗，避免之前的混合溶液清洗时有溶液残留。

以常规的6英寸集成电路用掩模版的金属缺陷修补为例，本发明实施例的修补工艺具有以下的优点：

1）、在集成电路用掩模版的修补工艺中，有个重要风险是石英损伤（QZ damage），造成石英损伤的原因是修补金属残留缺陷时，需要通过高能量的离子束或者电子束对金属残留4进行轰击，同时辅以真空环境的负压将轰击下来的金属抽走。但是，金属残留4支撑在基板（石英）1上，由于缺陷的差异性，在轰击过程中无法精确地控制轰击的能量以及轰击的时间，因此有很大的风险会造成底层的基板1的损伤。特别对于高阶掩模更是对任何的石英损伤都无法接受。本发明实施例中，通过化学腐蚀去除金属残留4，由于化学反应的选择性，不会对底层的基板1造成任何损伤，规避了基板1损伤的风险。

2）、在物理轰击的工艺中，通过高精密的显微镜，可以灵活控制工件台的位置，同时孔径光阑可以灵活调整允许通过的激光束束斑尺寸，提供了宽泛的修补空间，对于尺寸较大，或者缺陷位置靠近正式图形的缺陷，都能够精确完成修补。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明专利的限定，任何基于本发明专利的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims

1. 一种集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，其特征是，所述金属残留缺陷修补方法包括如下步骤：

（a）、提供具有金属残留（4）的基板（1），并在所述基板（1）上涂覆保护膜层（5），所述保护膜层（5）覆盖在金属残留（4）上且覆盖在基板（1）的金属层（2）上；

（b）、对金属残留（4）正上方的保护膜层（5）进行物理轰击，以去除金属残留（4）正上方的保护膜层（5），使得基板（1）上的金属残留（4）裸露；

（c）、通过保护膜层（5）对金属层（2）的保护作用下，腐蚀去除基板（1）上的金属残留（4）；

（d）、去除金属层（2）上的保护膜层（5），并对基板（1）及金属层（2）进行清洗。

2.根据权利要求1所述的集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，其特征是：所述步骤（a）中，在基板（1）上通过喷涂烘烤方式涂覆保护膜层（5），所述保护膜层（5）的厚度为440nm~480nm，烘烤的温度为95℃~150℃，烘烤时间为25~30分钟。

3.根据权利要求1所述的集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，其特征是：所述步骤（b）中，利用激光束对金属残留（4）正上方的保护膜层（5）进行物理轰击，其中，激光束的能量为35毫焦~40毫焦，轰击时间为3~4ns。

4.根据权利要求3所述的集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，其特征是：在对保护膜层（5）进行激光束物理轰击时，利用0.8μm~50μm孔径的可变孔径光阑来控制激光束的尺寸。

5.根据权利要求1所述的集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，其特征是：所述步骤（c）中，利用Cr-3S溶液去除基板（1）上裸露的金属残留（4）。

6.根据权利要求1所述的集成电路用掩模版金属残留缺陷修补方法，其特征是，所述步骤（d）中，所述清洗步骤包括：

（d1）、以浓H₂SO₄溶液、H₂O₂溶液的混合溶液进行初步清洗12~15分钟，其中，浓H₂SO₄溶液的浓度为95.5%~96.5%，H₂O₂溶液的浓度为29%~31%，浓H₂SO₄溶液与H₂O₂溶液混合的体积比为3:1~4:1，混合溶液的温度为80℃~90℃；

（d2）、以氨水、H₂O₂溶液、清水形成的混合溶液进行再次清洗12~15分钟，其中，氨水的浓度为28%~30%，H₂O₂溶液的浓度为29%~31%，氨水、H₂O₂溶液、清水混合的体积比为1:2:200，混合溶液的温度为35℃~45℃；

（d3）、利用清水对基板（1）及金属层（2）进行最后清洗。