CN103838077A

CN103838077A - 相偏移光罩的缺陷处理方法

Info

Publication number: CN103838077A
Application number: CN201210484778.5A
Authority: CN
Inventors: 黄金
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Corp
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明公开了一种相偏移光罩的缺陷处理方法，直接寻找缺陷，并进行刻蚀，之后进行第一次清洗和第二次清洗，分别将刻蚀液及缺陷处理后的残留物清洗掉，如此节省了大量的时间，同时，相偏移光罩的相位和穿透度在处理缺陷过程后不达标的可能性也降低了。此外，第一次清洗去除刻蚀液避免了第二次清洗时酸液与刻蚀液等发生反应形成新的缺陷，这对于缺陷数量少的相偏移光罩有着较高的处理效率，有利于高效生产。

Description

相偏移光罩的缺陷处理方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种相偏移光罩的缺陷处理方法。

背景技术

在半导体制程中，为了将所设计的电路转换成器件，必须要将图案形成在光罩上，之后通过光刻工艺将之形成在芯片上。对于一些电路图较细微的设计而言，必须要提高光罩上的分辨率，从而使得图案能够准确无误的转移到芯片上，才能够方便后续制程顺利的进行。

目前，业内常用的方法为采用相偏移光罩（Phase Shift Mask，PSM），来提高分辨率。现有的相偏移光罩在制作过程中首先提供一石英基板，所述石英基板上形成有相移层，所述相移层上形成有铬（Cr）层，并在铬层上涂敷光刻胶，形成电路图案，之后经过刻蚀工艺形成光罩的图案区。在此过程中，位于图案区的铬是需要去除，而图案区周围的铬必须保留。但是在去除铬的步骤中，很容易去除不完全，形成残留缺陷，这对图案区有可能产生较大的影响，乃至于使得光罩不达标。

请参考图1所示，其为现有工艺处理相偏移光罩的铬残留缺陷的流程图，现有工艺中对缺陷（铬残留缺陷）进行处理的方法主要包括：

步骤S101，测量待处理相偏移光罩的相位和穿透度；

步骤S102，对所述相偏移光罩进行清洗（short clean），这里主要采用的是硫酸，双氧水和氨水混合物或臭氧；

步骤S103，对所述相偏移光罩进行涂敷光阻、曝光和显影，从而确定出要处理的区域；

步骤S104，刻蚀显影后的相偏移光罩，即对缺陷进行处理；

步骤S105，刻蚀后对所述相偏移光罩进行清洗（strip），以去除刻蚀后的缺陷、残留物等；

步骤S106，对所述相偏移光罩进行镜检；

步骤S107，采用透反射光检测所述相偏移光罩，步骤S106和步骤S107是检测缺陷是否处理到可接受范围；

步骤S108，再次测量所述相偏移光罩的相位和穿透度，从而判断上述处理后相偏移光罩的相位和穿透度是否达标。

很显然，这是一个非常漫长的过程，在实际操作中，仅处理相偏移光罩的铬残留缺陷就需要至少20小时，那么也就意味着生产周期至少被延长20小时。

诚然，这是不可避免的一道工序，但是并非所有的相偏移光罩的缺陷都很多，比如一块相偏移光罩在铬去除后仅残留一个较大的缺陷，而这却要花费20小时来进行处理，是很不划算的。因此，若对于缺陷数量少，颗粒大的情况，能否改善现有处理流程，对提高光罩的生产效率具有重大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相偏移光罩的缺陷处理方法，以解决现有工艺流程繁琐、耗时长的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种相偏移光罩的缺陷处理方法，包括：

提供待处理的相偏移光罩；

对所述相偏移光罩进行刻蚀；

对所述相偏移光罩进行第一次清洗；及

对所述相偏移光罩进行第二次清洗。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，通过对准设备找到缺陷之前，还包括如下工艺步骤：

采用保护模块保护所述相偏移光罩的外围区域。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述保护模块为塑料薄膜、塑料护垫或无尘布以及其他物品可防止蚀刻液渗进或滴落在外围Cr区域。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述相偏移光罩的缺陷数量小于等于5颗。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述缺陷的尺寸大于等于1μm。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述缺陷与所述相偏移光罩周围的铬间距大于等于2000μm。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述刻蚀为将刻蚀液滴于所述缺陷上。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述刻蚀液为硝酸铈铵、高氯酸、硝酸及乙酸的混合水溶液。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述第一次清洗为纯净水清洗。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述纯净水清洗为将所述相偏移光罩置于载台上，使用喷嘴喷射纯净水进行清洗。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，所述第二次清洗为采用硫酸，双氧水和氨水混合物或臭氧进行清洗。

可选的，对于所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，对所述相偏移光罩进行第二次清洗后，还包括如下步骤：

对所述相偏移光罩进行镜检；

对所述相偏移光罩进行光的透反射检测；

检测所述相偏移光罩的相位和穿透度。

本发明提供的一种相偏移光罩的缺陷处理方法中，直接寻找缺陷，并进行刻蚀，之后进行第一次清洗和第二次清洗，分别将刻蚀液及缺陷处理后的残留物清洗掉，如此节省了大量的时间，同时，相比较传统方法，由于少了一次硫酸，双氧水和氨水混合物或臭氧进行清洗的步骤，相偏移光罩的相位和穿透度在处理缺陷过程后不达标的可能性也降低了。此外，第一次清洗去除刻蚀液避免了第二次清洗时酸液与刻蚀液等发生反应形成新的缺陷，这对于缺陷数量少的相偏移光罩有着较高的处理效率，有利于高效生产。

附图说明

图1为现有工艺处理相偏移光罩的铬残留缺陷的流程图；

图2为本发明实施例的相偏移光罩的缺陷处理方法的流程图；

图3为本发明实施例中待处理相偏移光罩的示意图；

图4为本发明实施例中采用保护模块覆盖相偏移光罩周围的铬的示意图；

图5为本发明实施例中进行刻蚀的示意图；

图6为本发明实施例中对相偏移光罩进行第一次清洗的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的相偏移光罩的缺陷处理方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图2所示的流程图，主要包括：

步骤S201，提供待处理的相偏移光罩；

步骤S202，通过对准设备找到缺陷；

步骤S203，对所述缺陷进行刻蚀；

步骤S204，对所述相偏移光罩进行第一次清洗；及

步骤S205，对所述相偏移光罩进行第二次清洗。

请参考图3，待处理的相偏移光罩100可以分为外围区域101和图案区域102，所述外围区域101包括金属铬，在所述图案区域102中具有缺陷103，其为铬残留。较为理想的情况下，所述缺陷103的数量小于等于5颗，且其尺寸不能过小，例如应当大于等于1μm。这是考虑到当缺陷103数量小于等于5颗时，采用本方法将极为便利，而对尺寸的限制则是考虑到若尺寸过小时，则容易遗漏，一般情况下，按照本申请的方法能够处理大部分的相偏移光罩。此外，所述缺陷103到外围区域101的最短距离L优选大于2000μm，以避免外围区域被刻蚀液侵蚀。

采用对准设备找到缺陷103的具体位置，例如可以采用具有多种放大倍率的光学显微镜，找到并记录下缺陷103的位置。相比现有工艺的采用光刻的做法而言，本发明是直接寻找缺陷位置，具有更强的目的性和针对性，同时大大缩减了操作时间。

请参考图4，采用保护模块104将所述相偏移光罩的外围区域101进行保护，例如可以采用塑料薄膜，塑料护垫、无尘布或者可以按照外围区域和图案区域的大小定制密封盖，用以防止外围区域101受到例如机械或化学损坏。优选的，所述保护模块104应当完全覆盖外围区域101并稍微覆盖图案区域102。本实施例中，选用了四张无尘布分别遮住所述相偏移光罩的外围区域101。此做法相比现有技术中利用光阻做保护层安全可靠，从根本上避免了光阻残留的问题。

接着，请参考图5，对所述相偏移光罩100进行刻蚀，通过导液装置105将过量的刻蚀液106滴于并覆盖缺陷103。这里还可以是人工刻蚀，比如采用滴管将刻蚀液滴在缺陷上。由于保护模块104不仅仅是覆盖外围区域，故刻蚀液在流动向外围区域的过程中就会被保护模块104阻挡或者吸收，从而避免了刻蚀液对外围区域进行侵蚀的情况。所述刻蚀液例如是硝酸铈铵（Ce(NH₄)₂(NO₃)₆，CAN）、高氯酸（HClO₄）、硝酸（NHO₃）及乙酸（C₂H₄O₂）的混合水溶液。

待缺陷103被刻蚀液106消耗后，则需将反应后的物质（包括剩余的刻蚀液）进行去除。请参考图6，首先采用纯净水对所述相偏移光罩100进行第一次清洗，稀释并去除剩余的刻蚀液，此处可以利用比如轨道机（track）里的喷嘴108进行处理，将所述相偏移光罩100传送至喷嘴108下方的载台（图中未示出）上，通过载台带动相偏移光罩100旋转或者利用位于喷嘴108附近的气嘴（图中未示出）将相偏移光罩上的物质（主要是剩余的刻蚀液和纯净水）去除。接着对所述相偏移光罩100进行第二次清洗，所述第二次清洗为采用硫酸（H₂SO₄），双氧水和氨水混合物或和臭氧（O₃）进行清洗，这里主要是将铬和刻蚀液反应后的产物去除。如此反应后的物质107将被完全去除，则缺陷已被处理掉。本发明采用两次连续的清洗过程，目的是避免剩余的刻蚀液与酸反应形成新的杂质，导致处理失败的情况发生。

在本实施例中，在进行第二次清洗后，还可包括如下步骤：

首先，对所述相偏移光罩进行镜检，即采用多倍显微镜进行粗略检查；接着对所述相偏移光罩进行光的透反射检测，例如可以采用KLA-tencor公司的型号为STARLight的检测设备进行详细的检测；然后检测所述相偏移光罩的相位和穿透度，完成对相偏移光罩的处理过程。经实际检测发现，采用本方法对5颗以下，缺陷尺寸在1μm~100μm的多个相偏移光罩进行处理后，平均耗时9.7小时，比现有工艺缩短了一倍多，同时检测结果都合格，故对于缺陷数量少，尺寸较大的缺陷而言，本发明具有很好的实用价值。

上述实施例提供的相偏移光罩的缺陷处理方法中，直接寻找缺陷，并进行刻蚀，之后进行第一次清洗和第二次清洗，分别将刻蚀液及缺陷处理后的残留物清洗掉，如此节省了大量的时间，同时，相比较传统方法，由于少了一次硫酸，双氧水和氨水混合物或臭氧进行清洗的步骤，相偏移光罩的相位和穿透度在处理缺陷过程后不达标的可能性也降低了。此外，第一次清洗去除刻蚀液避免了第二次清洗时酸液与刻蚀液等发生反应形成新的缺陷，这对于缺陷数量少的相偏移光罩有着较高的处理效率，有利于高效生产。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，包括：

提供待处理的相偏移光罩；

通过对准设备找到缺陷；

对所述缺陷进行刻蚀；

对所述相偏移光罩进行第一次清洗；及

对所述相偏移光罩进行第二次清洗。

2.如权利要求1所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，通过对准设备找到缺陷之前，还包括如下工艺步骤：

采用保护模块保护所述相偏移光罩的外围区域。

3.如权利要求2所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述保护模块为塑料薄膜、塑料护垫或无尘布。

4.如权利要求1所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述相偏移光罩的缺陷数量小于等于5颗。

5.如权利要求4所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述缺陷的尺寸大于等于1μm。

6.如权利要求4所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述缺陷与所述相偏移光罩周围的铬间距大于等于2000μm。

7.如权利要求1所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述刻蚀为将刻蚀液滴于所述缺陷上。

8.如权利要求7所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述刻蚀液为硝酸铈铵、高氯酸、硝酸及乙酸的混合水溶液。

9.如权利要求1所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述第一次清洗为纯净水清洗。

10.如权利要求9所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述纯净水清洗为将所述相偏移光罩置于载台上，使用喷嘴喷射纯净水进行清洗。

11.如权利要求1所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，所述第二次清洗为采用硫酸，双氧水和氨水的混合物或臭氧进行清洗。

12.如权利要求1所述的相偏移光罩的缺陷处理方法，其特征在于，对所述相偏移光罩进行第二次清洗后，还包括如下步骤：

对所述相偏移光罩进行镜检；

对所述相偏移光罩进行光的透反射检测；

检测所述相偏移光罩的相位和穿透度。