CN112965336A - 用于掩膜版缺陷修补的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于掩膜版缺陷修补的方法及装置，涉及芯片生产技术，包括以下步骤：对显影后的掩膜版的感光胶面进行缺陷识别，得到所述掩膜版上的若干个缺陷的位置信息和尺寸信息；根据各所述缺陷的所述尺寸信息确定感光胶量；根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，利用感光胶修补各所述缺陷。本方案可以及时对感光胶层进行修复，避免刻蚀阶段产生白缺陷。

Description

用于掩膜版缺陷修补的方法及装置

技术领域

本发明涉及芯片生产技术领域，尤其是一种用于掩膜版缺陷修补的方法及装置。

背景技术

光刻掩膜版(也称作“掩膜版”、“光掩膜版”、“光罩”，英文名称为Mask或Photomask， 以下统一用“掩膜版”叙述)是含有电子线路显微图像的精密镀膜玻璃基板，是信息技术产业 中电子产品制造过程中的核心部件，其作用是将设计者的电路图形通过光刻的方式转移到下 游产品所用的玻璃基板或半导体晶圆上，然后进行后续制程，直至封装、测试合格后成为最 终产品。掩膜版是光刻复制图形的基准和蓝本，掩膜版上的任何缺陷都会对最终图形精度都 会有较大影响，并直接影响最终制品的优品率。

掩膜版的结构主要由玻璃基板和玻璃基板表面的图形化的铬金属膜组成，铬膜厚度约为 150nm。其生产流程可简要描述如下：在玻璃基板(Blanks)上依次沉积铬膜、涂布光阻材 料，利用激光直写光刻设备描绘出所需的各种设计图形，通过显影制程，去除掉基板上不需 要的光阻材料，再通过蚀刻制程，去除掉不被光阻覆盖的铬膜，再通过脱膜液去除残留下来 的光阻，最后在基板上形成所设计图形效果，其图形就包含了透光部分和不透光的部分。在 TFT或半导体用光掩膜版制作流程中，还需要在光掩膜版表面密着用来防尘的光学保护膜 (Pellicle)。

掩膜版的生产过程包含了显影、蚀刻等化学过程，由于制程、材料、环境等因素，掩膜 版产品在蚀刻后会产生的一定数量的缺陷(Defect)。根据掩膜版行业标准，一般会将这些缺 陷分为黑缺陷和白缺陷两类，其中黑缺陷包含铬残留(Protrusion)、线条短接(Short)等。 黑缺陷的修补方式通常是采用激光修打的方式，即用一定波长和能量的激光，与设计图形对 比，将多余的铬图形打掉。因此，修打后的黑缺陷最终不会实际留在掩膜版产品表面，对掩 膜版产品精度、品质没有影响。白缺陷的主要类型包含图形针孔(Pinhole)、线条断线(Open)、 白凸(Intrusion)、图形缺失等。此类缺陷已经对图形及其精度造成影响，需要比对设计图档 进行修补。

目前业内主要采用激光诱导化学气相沉积(LCVD)的方式。其原理是利用反应气体分 子对特定波长的激光共振吸收，气体分子受到激光加热被诱导发生离解的化学反应，由于离 解后的气体分子带有一定能量，在合适的工艺参数条件下就能在掩膜版上沉积形成连续的薄 膜。因此该修补方式可以针对断线、白凸及图形缺失等白缺陷进行修复。

掩膜版蚀刻后产生的白缺陷可以利用上述修补方式进行修补。但此方式受到激光光斑大 小、缺陷大小、视场等因素的限制。特别是修补激光光斑，一般都在数十微米左右，当白缺 陷太大时，就需要针对缺陷进行拼接修补。这种方式增加了修补时间和制作成本，同时多次 修补拼接后的图形，在精度方面也更难控制，且修补后该区域沉积铬膜的附着力也很难保证。 因此，针对大尺寸白缺陷，此修补方式一定程度上很难保证最终图形效果及品质。

发明内容

为解决上述技术问题的至少之一，本发明的目的在于：提供一种用于掩膜版缺陷修补的 方法及装置，以提高掩膜版的质量。

第一方面，本发明实施例提供了：

一种用于掩膜版缺陷修补的方法，包括以下步骤：

对显影后的掩膜版的感光胶面进行缺陷识别，得到所述掩膜版上的若干个缺陷的位置信 息和尺寸信息；

根据各所述缺陷的所述尺寸信息确定感光胶量；

根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，利用感光胶修补各所述缺陷。

在部分实施例中，还包括以下步骤：在利用感光胶修补各所述缺陷之前，还包括以下步 骤：

为各所述缺陷选择修补缺陷时的目标针管，其中，所述目标针管根据所述缺陷的所述感 光胶用量从多个候选针管中选择，各所述候选针管所配置的针头直径不同。

第二方面，本发明实施例提供了：

一种用于掩膜版缺陷修补的装置，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于加载所述程序以执行用于掩膜版缺陷修补的方法。

第三方面，本发明实施例提供了：

一种用于掩膜版缺陷修补的装置，包括：

执行装置，用于利用感光胶修补掩膜版的缺陷；

控制装置，用于对显影后的掩膜版的感光胶面进行缺陷识别，得到所述掩膜版上的若干 个缺陷的位置信息和尺寸信息；根据各所述缺陷的所述尺寸信息确定感光胶量；根据各所述 缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，控制所述执行装置修补各所述缺陷；

在部分实施例中，所述执行装置包括：

容器，用于存储感光胶；

称量装置，用于称量所述容器的质量；

充气阀，用于控制向所述容器输入气体的管道的开关；

针管，用于向所述掩膜版的感光胶面填充感光胶；

导胶管，第一端设置在所述容器中，第二端与所述针管连接，用于输送所述容器中的感 光胶到所述针管之中；

供给阀，用于控制所述导胶管的通断；

驱动装置，用于移动所述针管的位置。

在部分实施例中，所述根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，控制所述执 行装置修补各所述缺陷，包括：

控制所述执行装置依次对各所述缺陷进行修补；

其中，在对每一个所述缺陷进行修补时，包括以下步骤：

根据该缺陷的所述位置信息，控制所述针管移动到所述缺陷的上方；

打开充气阀和所述供给阀，使得所述容器中的感光胶被输入到所述针管中；

控制所述充气阀和所述供给阀关闭；

根据该缺陷的感光胶用量控制所述针管向所述缺陷填充感光胶。

在部分实施例中，所述针管包括：

针管本体，与所述导胶管的第二端连接；

针头，设置在所述针筒本体的第一端；

活塞推杆，被套接在所述针管本体的第二端；

限流阀，设置在所述针头和所述针管本体之间。

在部分实施例中，所述控制所述针管向所述缺陷填充感光胶，包括：

打开所述限流阀；

控制所述驱动装置按压所述活塞推杆，使得在所述针管本体中的感光胶从所述针头中被 挤出；

关闭所述限流阀。

在部分实施例中，由所述导胶管构成的导胶通路中还设有过滤器。

在部分实施例中，所述供给阀和所述针管的数量相同且均为多个；

所述控制装置还用于：在利用感光胶修补各所述缺陷之前，为各所述缺陷选择修补缺陷 时的目标针管；

其中，所述目标针管根据所述缺陷的所述感光胶用量从多个候选针管中选择，各所述候 选针管所配置的针头直径不同。

本发明实施例的有益效果是：本方案通过识别显影后的掩膜版的胶面中的缺陷，并根据 缺陷的尺寸为位置，为缺陷填充相应用量的感光胶，使得在进行刻蚀工艺后，掩膜版的白缺 陷大幅度减少白缺陷。

附图说明

图1为根据本发明实施例提供的一种用于掩膜版缺陷修补的方法的流程图；

图2是正常涂胶基板截面示意图；

图3是图2中基板完成曝光步骤的截面示意图；

图4a是图3显影后有胶面缺陷基板的截面示意图；

图4b是图3显影后无胶面缺陷基板的截面示意图；

图5a是图4a中基板完成蚀刻步骤的截面意图；

图5b是图4b中基板完成蚀刻步骤的截面意图；

图6是有胶面缺陷的基板完成修补后蚀刻步骤的截面示意图；

图7为根据本发明实施例提供的一种用于掩膜版缺陷修补的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明进行进一步的说明。

参照图1，本实施例公开了一种用于掩膜版缺陷修补的方法，包括以下步骤：

步骤110、对显影后的掩膜版的感光胶面进行缺陷识别，得到所述掩膜版上的若干个缺陷 的位置信息和尺寸信息。

需要理解的是，可以通过摄像头或者其他光学系统获取掩膜版感光胶面的图像，然后根 据图像和预设的显影图像进行比对，从而确定出缺陷。其中，光学系统包括AOI(Automated Optical Inspection)，即自动光学检测，是基于光学原理来对产品生产中遇到的常见缺陷进行 检测的设备。对系统和掩膜版之间的位置关系进行标定，从而使得AOI可以获得通过图像确 定缺陷的位置和尺寸。一般情况下，会设置一定的阈值，只有当缺陷的尺寸大于设定值才会 确定为本实施例中需要修复的缺陷。其中，确定缺陷的尺寸信息的时候可以通过多种方式， 例如，采用积分的方式可以比较准确地得到不规则的缺陷的面积，或者用估算的方式，将缺 陷当作规则图像来计算，例如圆柱或者长方体。

步骤120、根据各所述缺陷的所述尺寸信息确定感光胶量。

一般情况下，由于感光胶层的厚度是确定的，因此当确定好缺陷的尺寸后，可以换算出 大致需要的感光胶用量。在本实施例中，假设缺陷是规则的柱状，因此，通过缺陷的面积乘 以感光胶层的厚度可以得到用量。

步骤130、根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，利用感光胶修补各所述缺 陷。在本步骤中，可以按照一定的顺序，例如从左到右、从上到下的顺序依次修复需要修复 的缺陷。具体地，修复时，向缺陷填充感光胶，感光胶用量根据缺陷尺寸信息确定。通过这 样的方式可以大致填平缺陷。

参照图2、图3、图4a、图4b、图5a、图5b和图6，对本方法的原理进行说明，如图2所示，正常涂胶基板由感光胶层210、铬层220和基板230构成，图3中显示出了图2中掩 膜版在显影阶段的感光区211，在显影后，感光区211中的感光胶被会清除。在刻蚀工艺中， 没有被感光胶所覆盖的铬层将会被刻蚀。参照图4a和图4b，在感光胶层显影的阶段，感光 胶层210可能由于某些原因会产生缺陷212，缺陷212是本实施例在显影阶段中产生的随机 图案，其并不在计划的图案之中。参照图5a和图5b，可见缺陷212会导致铬层在刻蚀阶段 产生白缺陷213。而如前面所述的，如果在产生白缺陷后再进行修复，会对掩膜版的质量产 生不良影响。如图6所示，如果在进行刻蚀之前对掩膜版的缺陷区211填入感光胶214，可 以避免白缺陷的产生，从而提高掩膜版的品质。

在部分实施例中，为了提高感光胶的填充效率以及填充精度，还包括以下步骤：在利用 感光胶修补各所述缺陷之前，还包括以下步骤：

为各所述缺陷选择修补缺陷时的目标针管，其中，所述目标针管根据所述缺陷的所述感 光胶用量从多个候选针管中选择，各所述候选针管所配置的针头直径不同。

当然在部分实施例中各候选针管的针头的形状也不同，也可以识别所述缺陷的形状，根 据缺陷的形状来选择针管，可以适应不同的形状。

在这些实施例中，通过配置多个具有不同直径的针头的针管供选择，根据感光胶用量的 大小来选择针管，一方面可以增加感光胶用量大的针管的填充效率，另一方面可以针对比较 小的缺陷采用较小的针头，以保证填充的精度。

参照图7，本实施例公开了一种用于掩膜版缺陷修补的装置，其包括：

执行装置700，用于利用感光胶修补掩膜版的缺陷；

控制装置800，用于对显影后的掩膜版的感光胶面进行缺陷识别，得到所述掩膜版上的若 干个缺陷的位置信息和尺寸信息；根据各所述缺陷的所述尺寸信息确定感光胶量；根据各所 述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，控制所述执行装置修补各所述缺陷；

在部分实施例中，所述执行装置包括：

容器710，用于存储感光胶。需要理解的是容器是一个密闭容器，该容器连接有高压惰性 气体的管道，其中惰性气体可以是氮气或者稀有气体。通过向容器中通入高压惰性气体，可 以将感光胶挤出。在本实施例中，容器710也称作胶桶，是盛放光刻胶的装置，因光刻胶的 特殊性质，顾该盛放装置须为密闭，洁净且为棕色或不透光的瓶罐。

称量装置720，用于称量所述容器710的质量。所述称量装置所需精度较高，可以采用精 确到0.0001g的精密称实现。该精密称可以设置在容器710的下方，或者通过其他受力结构 进行间接称量。需要理解的是，在本实施例中容器710的质量应该包括容器710中感光胶的 质量。通过称量容器710的质量减少量可以确定出充入针管的感光胶量，从而统计出修补用 量。

充气阀730，用于控制向所述容器710输入气体的管道的开关。充气阀730作为高压惰性 气体的开关，当需要将容器710的感光胶挤出的时候，就可以打开充气阀730，气体充入容 器710，通过导胶管750将感光胶挤出。输送气体的管道连接充气阀与容器，通过充气阀控 制氮气的开关与压力大小(也可在导气管旁加装压力计来测定胶桶内压力)，导气管不插入胶 桶内的胶面以下，防止产生气泡；

供给阀760，用于控制所述导胶管750的通断。在本实施例中设置有供给阀760，目的在 于控制感光胶充入针管的时机。通常每次充胶都将针管充满为止。

针管740，用于向所述掩膜版的感光胶面填充感光胶。设置针管740的目的是用于控制感 光胶的填充方向，也用于控制填充感光胶的用量。

导胶管750，第一端设置在所述容器710中，第二端与所述针管740连接，用于输送所述 容器710中的感光胶到所述针管740之中。因光刻胶的特殊性质，导胶管需选择不透光且耐 压的洁净材质。

驱动装置770，用于移动所述针管740的位置和控制针管的出胶状态。在本实施例中驱动 装置可以将针管740进行平移和升降，使得针管可以从默认位置移动到缺陷的上方，并和掩 膜版保持设定的距离。

在部分实施例中，所述针管包括：

针管本体741，与所述导胶管的第二端连接；

针头742，设置在所述针筒本体的第一端；

活塞推杆743，被套接在所述针管本体的第二端；

限流阀744，设置在所述针头和所述针管本体之间。

在本实施例中，通过设置限流阀，通过限流阀744的通断来控制针管是否可以出胶，当 限流阀744处于关闭状态时，打开充气阀730和供给阀760可以使得感光胶充入针管本体741， 此时，活塞推杆743抬起。在充气阀730和供给阀760关闭的时候，打开限流阀744，通过 控制活塞推杆743可以将定量的感光胶从针头挤出。通过控制三个阀门，可以实现感光胶的 准确填充。

在部分实施例中，所述根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，控制所述执 行装置修补各所述缺陷，包括：

控制所述执行装置依次对各所述缺陷进行修补；

其中，在对每一个所述缺陷进行修补时，包括以下步骤：

根据该缺陷的所述位置信息，控制所述针管移动到所述缺陷的上方。一般情况下，针管 和掩膜版的距离是预设的。

打开充气阀和所述供给阀，使得所述容器中的感光胶被输入到所述针管中；

控制所述充气阀和所述供给阀关闭；

根据该缺陷的感光胶用量控制所述针管向所述缺陷填充感光胶，由于针管的位置的确定 的，容量也是确定的，通过控制活塞推杆的位置可以控制挤出量。

在部分实施例中，所述控制所述针管向所述缺陷填充感光胶，包括：

打开所述限流阀；

控制所述驱动装置按压所述活塞推杆，使得在所述针管本体中的感光胶从所述针头中被 挤出；

关闭所述限流阀。

从上述实施例可知，限流阀、供给阀和充气阀的配合，可以实现在移动过程先向针管填 充感光胶，待针管移动到位之后马上实施填充，提升了修补的速度。

在部分实施例中，由所述导胶管750构成的导胶通路中还设有过滤器780。设置过滤器 780可以过滤掉感光胶中杂质或者结块，避免堵塞针头。

在部分实施例中，所述供给阀和所述针管的数量相同且均为多个；

所述控制装置还用于：在利用感光胶修补各所述缺陷之前，为各所述缺陷选择修补缺陷 时的目标针管；

其中，所述目标针管根据所述缺陷的所述感光胶用量从多个候选针管中选择，各所述候 选针管所配置的针头直径不同。

在本实施例中，可以每个针管配置有一个供给阀或者共用一个供给阀，通过配置多个针 管，一方面可以针对不同尺寸的缺陷采用不同填充速度和不同填充精度的针管，另一方面在 设备执行修补方法时，可以预先为下一个选用的针管进行填胶，从而增加了处理效率。

本实施例公开了另一种用于掩膜版缺陷修补的装置，其包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于加载所述程序以执行用于掩膜版缺陷修补的方法。

对于上述方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序 不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性 调整。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领 域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的 变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种用于掩膜版缺陷修补的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对显影后的掩膜版的感光胶面进行缺陷识别，得到所述掩膜版上的若干个缺陷的位置信息和尺寸信息；

根据各所述缺陷的所述尺寸信息确定感光胶量；

根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，利用感光胶修补各所述缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在利用感光胶修补各所述缺陷之前，还包括以下步骤：

为各所述缺陷选择修补缺陷时的目标针管，其中，所述目标针管根据所述缺陷的所述感光胶用量从多个候选针管中选择，各所述候选针管所配置的针头直径不同。

3.一种用于掩膜版缺陷修补的装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求1或2所述的方法。

4.一种用于掩膜版缺陷修补的装置，其特征在于，包括：

执行装置，用于利用感光胶修补掩膜版的缺陷；

控制装置，用于对显影后的掩膜版的感光胶面进行缺陷识别，得到所述掩膜版上的若干个缺陷的位置信息和尺寸信息；根据各所述缺陷的所述尺寸信息确定感光胶量；根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，控制所述执行装置修补各所述缺陷；

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述执行装置包括：

容器，用于存储感光胶；

称量装置，用于称量所述容器的质量；

充气阀，用于控制向所述容器输入气体的管道的开关；

针管，用于向所述掩膜版的感光胶面填充感光胶；

导胶管，第一端设置在所述容器中，第二端与所述针管连接，用于输送所述容器中的感光胶到所述针管之中；

供给阀，用于控制所述导胶管的通断；

驱动装置，用于移动所述针管的位置。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述根据各所述缺陷的所述位置信息和所述感光胶用量，控制所述执行装置修补各所述缺陷，包括：

控制所述执行装置依次对各所述缺陷进行修补；

其中，在对每一个所述缺陷进行修补时，包括以下步骤：

根据该缺陷的所述位置信息，控制所述针管移动到所述缺陷的上方；

打开充气阀和所述供给阀，使得所述容器中的感光胶被输入到所述针管中；

控制所述充气阀和所述供给阀关闭；

根据该缺陷的感光胶用量控制所述针管向所述缺陷填充感光胶。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述针管包括：

针管本体，与所述导胶管的第二端连接；

针头，设置在所述针筒本体的第一端；

活塞推杆，被套接在所述针管本体的第二端；

限流阀，设置在所述针头和所述针管本体之间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制所述针管向所述缺陷填充感光胶，包括：

打开所述限流阀；

控制所述驱动装置按压所述活塞推杆，使得在所述针管本体中的感光胶从所述针头中被挤出；

关闭所述限流阀。

9.根据权利要求5、6或8所述的装置，其特征在于，由所述导胶管构成的导胶通路中还设有过滤器。

10.根据权利要求5、6或8所述的装置，其特征在于，所述供给阀和所述针管的数量相同且均为多个；

所述控制装置还用于：在利用感光胶修补各所述缺陷之前，为各所述缺陷选择修补缺陷时的目标针管；

其中，所述目标针管根据所述缺陷的所述感光胶用量从多个候选针管中选择，各所述候选针管所配置的针头直径不同。

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