CN113589641B - 相移掩模的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种相移掩模的制作方法,涉及半导体制造领域。该相移掩模的制作方法包括提供掩模基板;根据第一层图形设计数据,对掩模基板进行第一次图形化处理;在掩模基板表面涂布光刻胶;根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影,显影后的光刻胶完全包裹划片道内需要被保留的不透光层,且划片道内需要被去除的不透光层不被光刻胶覆盖;以光刻胶为掩模,对掩模基板上的不透光层进行刻蚀;解决了目前相移掩模板的划片道内的条状缺陷的问题;达到了提高优化相移掩模的图形设计数据,提高相移掩模的良品率的效果。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造领域,具体涉及一种相移掩模的制作方法。
背景技术
光刻工艺是半导体制造过程中的关键工艺之一。光刻工艺将掩模上的设计图形转移到晶圆上的光阻中。随着特征尺寸的不断减小,对光刻工艺的要求越来越高,相移掩模被广泛应用。
相移掩模(phase shifting mask,PSM)通过对相移掩模基板进行第一次曝光和显影、第一次刻蚀、第二次曝光和显影、第二次刻蚀来制作。在相移掩模的设计及制作完成后,对每块相移掩模进行缺陷检测时,发现相移掩模上的划片道内存在密集的条状缺陷。
经过分析,条状缺陷是由于第二次图形化时的套刻精度问题而产生的。如图1所示在对相移掩模基板进行第二次图形化时,希望形成的光阻图形11与第一次形成的图形完全对准,但是,由于套刻精度的问题,如图2所示,第二次图形化实际形成的光阻图形21发生偏移,进而影响第二次刻蚀,产生条状缺陷。
发明内容
为了解决相关技术中的问题,本申请提供了一种相移掩模的制作方法。该技术方案如下:
一方面,本申请实施例提供了一种相移掩模的制作方法,该方法包括:
提供掩模基板;
根据第一层图形设计数据,对掩模基板进行第一次图形化处理;
在掩模基板表面涂布光刻胶;
根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影,显影后的光刻胶完全包裹划片道内需要被保留的不透光层,且划片道内需要被去除的不透光层不被光刻胶覆盖;
以光刻胶为掩模,对掩模基板上的不透光层进行刻蚀。
可选的,根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影之前,该方法还包括:
获取掩模等级对应的平均值相对目标值偏差规范和registration规范;
根据平均值相对目标值偏差规范和registration规范,确定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的偏差值。
可选的,根据平均值相对目标值偏差规范和registration规范,确定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的偏差值,包括:
根据平均值相对目标值偏差规范和registration规范,设定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的测试偏差值;
根据测试偏差值进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果;
检测缺陷测试结果是否满足通过标准;
若检测到缺陷测试结果满足通过标准,则将测试偏差值确定为第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的偏差值;
若检测到缺陷测试结果不满足通过标准,则重新设定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的测试偏差值,并重新执行根据测试偏差值进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果的步骤。
可选的,根据测试偏差值进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果,包括:
根据测试偏差值制作测试掩模;
对测试掩模进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果。
可选的,根据第一层图形设计数据,对掩模基板进行第一次图形化处理,包括:
在掩模基板表面涂布光刻胶;
根据第一层图形设计数据对光刻胶进行曝光、显影;
以光刻胶为掩模,刻蚀掩模基板上的不透光层和相位移层。
可选的,不透光层为铬层。
可选的,相位移层为硅化钼层。
本申请技术方案,至少包括如下优点:
通过提供掩模基板,根据第一层图形设计数据,对掩模基板进行第一次图形化处理,在掩模基板表面涂布光刻胶,根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影,显影后的光刻胶完全包裹划片道内需要被保留的不透光层,且划片道内需要被去除的不透光层不被光刻胶覆盖;以光刻胶为掩模,对掩模基板上的不透光层进行刻蚀;解决了目前相移掩模板的划片道内的条状缺陷的问题;达到了提高优化相移掩模的图形设计数据,提高相移掩模的良品率的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种掩模基板在第一次图形化过程中的局部示意图;
图2是一种掩模基板在第二次图形化过程中的局部示意图;
图3是本申请实施例提供的一种相移掩模的制作方法的流程图;
图4是本申请实施例提供的一种掩模基板的示意图;
图5是本申请实施例提供的第一次图形化处理后,掩模基板上划片道内的结构局部剖视图;
图6是本申请实施例提供的第二次曝光显影后,掩模基板上划片道内的结构局部剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电气连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图3,其示出了一种相移掩模的制作方法的流程图,该方法至少包括如下步骤:
步骤101,提供掩模基板。
如图4所示,掩模基板由基片12、不透光层14、相位移层13构成,相位移层13位于基片12的上方,不透光层14位于相位移层13的上方。
可选的,基片12为石英基片。
步骤102,根据第一层图形设计数据,对掩模基板进行第一次图形化处理。
根据产品的电路设计方案确定相移掩模的第一层图形设计数据,根据第一层图形设计数据对掩模基板进行第一次图形化处理。
在第一次图形化处理的过程中,掩模基板上的相位移层13和不透光层14被刻蚀,掩模基板上形成第一次设计图形;在一个例子中,掩模基板的划片道内形成的结构如图5所示。
步骤103,在掩模基板表面涂布光刻胶。
在对掩模基板进行第二次图形化处理之前,先去除掩模基板表面残余的光刻胶,检验、清洗掩模基板后,在掩模基板表面涂布光刻胶。
步骤104,根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影,显影后的光刻胶完全包裹划片道内需要被保留的不透光层,且划片道内需要被去除的不透光层不被光刻胶覆盖。
在第二图形化处理的过程中,部分不透光层被去除,部分不透光层被保留。因此,在对掩模基板进行第二次图形化处理之前,需要利用光刻胶定义不透光层图形,根据不透光层图形确定需要被保留的不透光层和需要被去除的不透光层。
由于套刻误差的存在,目前的相移掩模在经过第二次图形化处理后,在划片道区域会产生条状缺陷,为了解决该问题,在设计第二层图形时,对划片道内的不透光层图形的偏差值(bias)进行调整;即本申请实施例提供的相移掩膜的制作方法中,第二层图形设计数据中的不透光层图形的偏差值与现有的第二层图形设计数据中的不透光层图形的偏差值不同。
本申请实施例提供的第二层图形设计数据中的划片道内不透光层图形的偏差值,可以令显影后的光刻胶31完全包裹划片道内需要被保留的不透光层62,且划片道内需要被去除的不透光层61不被光刻胶覆盖,如图6所示。
步骤105,以光刻胶为掩模,对掩模基板上的不透光层进行刻蚀。
如图6所示,由于需要被去除的不透光层61不被光刻胶覆盖,在后续的刻蚀过程中,不会出现不透光层需要被去除但未被去除的情况;由于不需要被去除的不透光层62被光刻胶31完全覆盖,不会出现不透光层需要被保留但被去除的情况;进而避免了划片道内出现条状缺陷的问题。
综上所述,本申请实施例提供的相移掩模的制作方法,通过提供掩模基板,根据第一层图形设计数据,对掩模基板进行第一次图形化处理,在掩模基板表面涂布光刻胶,根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影,显影后的光刻胶完全包裹划片道内需要被保留的不透光层,且划片道内需要被去除的不透光层不被光刻胶覆盖;以光刻胶为掩模,对掩模基板上的不透光层进行刻蚀;解决了目前相移掩模板的划片道内的条状缺陷的问题;达到了提高优化相移掩模的图形设计数据,提高相移掩模的良品率的效果。
在基于图3所示实施例的可选实施例中,在根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影之前,该方法还包括如下步骤:
步骤201,获取掩模等级对应的平均值相对目标值偏差规范和registration规范。
不同的掩模等级对应不同的平均值相对目标值偏差(mean to target,MTT)规范和registration规范。
步骤202,根据平均值相对目标值偏差规范和registration规范,确定第二次图形设计数据中划片道内的不透光图形的偏差值。
对于划片道内的不透光图形,若不透光图形对应的不透光层需要被去除,则相对现有的不透光图形的偏差值,减小不透光图形的偏差值;若不透光图形对应的不透光层需要被保留,则相对现有的不透光图形的偏差值,增加不透光图形的偏差值。
由于根据平均值相对目标值偏差规范和registration规范可以确定出一个偏差值的范围,为了达到更好的设计效果,步骤202可以由如下步骤实现:
步骤2021,根据平均值相对目标值偏差规范和registration规范,设定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的测试偏差值。
在平均值相对目标值偏差规范和registration规范对应的偏差值范围内,设定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的测试偏差值。
步骤2022,根据测试偏差值进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果。
根据测试偏差值制作测试掩模。
将第二层图形设计数据中划片道内的不透光图形的偏差值设置为测试偏差值,根据第一层图形设计数据和第二层图形设计数据制作测试掩模。
对测试掩模进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果。
步骤2023,检测缺陷测试结果是否满足通过标准。
可选的,通过标准为划片道内不存在条状缺陷。
若检测到缺陷测试结果满足通过标准,则将测试偏差值确定为第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的偏差值。
若检测到缺陷测试结果不满足通过标准,则重新设定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的测试偏差值,并重新执行根据测试偏差值进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果的步骤;即重新执行步骤2021至步骤2023。
需要说明是,步骤201至步骤202一般在对掩模基板进行图形化处理之前进行。
在基于图3所示实施例的可选实施例中,上述步骤102,即步骤“根据第一层图形设计数据,对掩模基板进行第一次图形化处理”,可以通过如下方式实现:
步骤1021,在掩模基板表面涂布光刻胶。
在掩模基板上的不透光层表面涂布光刻胶。
步骤1022,根据第一层图形设计数据对光刻胶进行曝光、显影。
步骤1023,以光刻胶为掩模,刻蚀掩模基板上的不透光层和相位移层。
对不透光层和相位移层的刻蚀结束后,去除掩模基板上残留的光刻胶。
可选的,不透光层为铬(Cr)层。
可选的,相位移层为硅化钼(MoSi2)层。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种相移掩模的制作方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤101:提供掩模基板;
步骤102:根据第一层图形设计数据,对所述掩模基板进行第一次图形化处理;
步骤103:在所述掩模基板表面涂布光刻胶;
步骤104:根据第二层图形设计数据,对所述光刻胶进行曝光和显影,显影后的光刻胶完全包裹划片道内需要被保留的不透光层,且所述划片道内需要被去除的不透光层不被光刻胶覆盖;
步骤105:以光刻胶为掩模,对所述掩模基板上的不透光层进行刻蚀;
其中,在根据第二层图形设计数据,对光刻胶进行曝光和显影之前,制作方法还包括:
步骤201:获取掩模等级对应的平均值相对目标值偏差规范和registration规范;
步骤202:根据平均值相对目标值偏差规范和registration规范,确定第二次图形设计数据中划片道内的不透光图形的偏差值;
其中,步骤201至步骤202在对掩模基板进行图形化处理之前进行;
其中,步骤202包括:
步骤2021:根据所述平均值相对目标值偏差规范和所述registration规范,设定第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的测试偏差值;
步骤2022:根据所述测试偏差值进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果;
步骤2023:检测所述缺陷测试结果是否满足通过标准;
若检测到所述缺陷测试结果满足所述通过标准,则将所述测试偏差值确定为所述第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的偏差值;
若检测到所述缺陷测试结果不满足所述通过标准,则重新设定所述第二层图形设计数据中划片道内的不透光层图形的测试偏差值,并重新执行步骤2021至步骤2023。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述测试偏差值进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果,包括:
根据所述测试偏差值制作测试掩模;
对所述测试掩模进行掩模缺陷测试,得到缺陷测试结果。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述根据第一层图形设计数据,对所述掩模基板进行第一次图形化处理,包括:
在所述掩模基板表面涂布光刻胶;
根据所述第一层图形设计数据对所述光刻胶进行曝光、显影;
以光刻胶为掩模,刻蚀所述掩模基板上的不透光层和相位移层。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于,所述不透光层为铬层。
5.根据权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于,相位移层为硅化钼层。
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