CN117289537A - 一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，属于相移掩膜二次生产技术领域，步骤如下：获取经一次生产后的相移掩膜；利用负化学增幅型光刻胶对一次生产后的相移掩膜进行光阻涂布，得到待二次生产相移掩膜；对待二次生产相移掩膜进行二次生产，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜。本发明通过在对相移掩膜的二次生产流程中将光刻胶涂布流程中的光刻胶类型变更，解决了主图形区硅化钼层上铬残留缺陷易发生的问题。

Description

一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法

技术领域

本发明属于相移掩膜二次生产技术领域，尤其涉及一种基于负化学增幅型光刻胶进行二次生产且减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法。

背景技术

光掩模板分为相移掩膜和双极掩膜，所述双极掩膜无硅化钼层，只有单独的铬层作为吸收层，其仅需一次生产流程；所述相移掩膜在铬层上还设置有一层硅化钼层；由于芯片厂机台对光掩模边框上对准标识的对位校准需要，要求光掩模边框区要在硅化钼层保留住铬层，而主图形区则只要保留硅化钼层即可。因此，为区分开两个区域需要对相移掩膜进行二次生产流程。

目前为二次生产流程做准备的光阻涂布步骤均使用作为正光阻的正化学增幅型光刻胶。在相移掩膜的二次生产流程中，因最后需要主图形区没有铬层，边框区有铬层，因此需要对主图形区进行二次曝光。但在生产过程中，常会因外界环境污染导致二次曝光前有微尘落在主图形区光阻涂布后的正光阻表面。由于微尘遮挡住了电子束的入射，导致对微尘下面该曝光的光刻胶实际却未曝光；被微尘遮挡导致未经过曝光的正化学增幅型光刻胶，由于未激发光化学反应，导致在显影时无法去除；在后续的干蚀刻因有光刻胶遮挡导致下层应被蚀刻掉的铬无法去除或去除不完全，从而形成硅化钼上的铬残留缺陷。

硅化钼上的铬残留缺陷，无法依据正常缺陷使用修补机台修补，会导致硅化钼层图形受损。铬残留缺陷需要再经额外的光刻胶涂布、三次曝光、三次显影跟蚀刻才能有效去除，导致生产成本的增加和生产时间的延长。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，通过在对相移掩膜的二次生产流程中将光刻胶涂布流程中的光刻胶类型变更，解决了主图形区硅化钼层上铬残留缺陷易发生的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，包括如下步骤：

S1、获取经一次生产后的相移掩膜；

S2、利用负化学增幅型光刻胶对一次生产后的相移掩膜进行光阻涂布，得到待二次生产相移掩膜；

S3、对待二次生产相移掩膜进行二次生产，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明提供的一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，减少了因曝光前的微尘而引起主图形区对应的硅化钼层上存在铬残留的缺陷发生率，提高了相移掩膜的生产良品率，缩短了相移掩膜的生产时间；且由于光刻胶变为负化学增幅型光刻胶后，在二次生产过程中仅对于边框区对应的光刻胶层进行曝光，使得的二次曝光面积变小，缩短了曝光时间，增加了曝光机台输出，同时降低了成本。

进一步地，所述S1包括如下步骤：

S11、获取从上到下依次由光刻胶层、铬层、硅化钼层和石英玻璃层构成的相移掩膜基板，其中，所述光刻胶层涂布的是正化学增幅型光刻胶；

S12、对相移掩膜基板中主图形区的白区对应的光刻胶层进行一次曝光，得到一次曝光后的相移掩膜；

S13、对一次曝光后的相移掩膜进行烘烤，得到烘烤后的相移掩膜；

S14、对烘烤后的相移掩膜进行一次显影，得到一次显影后的相移掩膜；

S15、对一次显影后的相移掩膜进行一次蚀刻，得到一次蚀刻后的相移掩膜；

S16、对一次蚀刻后的相移掩膜进行一次去光阻，得到经一次生产后的相移掩膜。

采用上述进一步方案的有益效果为：采用正化学增幅型光刻胶，得到经一次生产后的相移掩膜，为进行二次生产和对主图形区的黒区对应的铬层蚀刻提供基础。

进一步地，所述S2中待二次生产相移掩膜中主图形区的白区对应的铬层、硅化钼层，以及主图形区和边框区对应的光刻胶层均采用负化学增幅型光刻胶进行光阻涂布。

采用上述进一步方案的有益效果为：采用负化学增幅型光刻胶对经一次生产后的相移掩膜进行光阻涂布，利用其取代二次生产过程前原有相移掩膜进行光阻涂布的正化学增幅型光刻胶，使在二次显影时，没有经过曝光的主图形区对应的负化学增幅型光刻胶被显影液去除，光刻胶上的微尘也随之去除，也有效减少了因微尘引起的铬残留缺陷，这对后续制程不存在任何影响。

进一步地，所述S3包括如下步骤：

S31、对待二次生产相移掩膜的边框区对应的光刻胶层进行二次曝光，得到二次曝光后的相移掩膜；

S32、对二次曝光后的相移掩膜进行二次显影，得到二次显影后的相移掩膜；

S33、对二次显影后的相移掩膜进行二次蚀刻，得到二次蚀刻后的相移掩膜；

S34、对二次蚀刻后的相移掩膜进行二次去光阻，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜。

采用上述进一步方案的有益效果为：通过对待二次生产相移掩膜的边框区对应的光刻胶层进行二次曝光，使边框区对应的光刻胶层中的负化学增幅型光刻胶分子链结未被破坏，能够对其下方的铬层和硅化钼层保护，但主图形区对应的光刻胶层能够随显影液去除，同时把光刻胶层上的微尘也一通去除，直接避免了由微尘导致的铬残留缺陷，再对主图形区无光刻胶残留的黒区蚀刻铬层，仅保留黒区对应的硅化钼层，最后对边框区对应的光刻胶层中的负化学增幅型光刻胶去光阻，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜，有效提升了产品良品率，减少了生产时间和生产成本。

针对于本发明还具有的其他优势将在后续的实施例中进行更细致的分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例中一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法的步骤流程图。

图2为本发明实施例中相移掩膜基板的示意图。

图3为本发明实施例中经一次生产后的相移掩膜的示意图。

图4为本发明实施例中待二次生产相移掩膜的示意图。

图5为本发明实施例中二次曝光后的相移掩膜的示意图。

图6为本发明实施例中二次显影后的相移掩膜的示意图。

图7为本发明实施例中二次蚀刻后的相移掩膜的示意图。

图8为本发明实施例中基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

白区，指相移掩膜中主图形区中无图案区域。

黒区，指相移掩膜中主图形区中有图案区域。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，本发明提供一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，包括如下步骤：

S1、获取经一次生产后的相移掩膜；

所述S1包括如下步骤：

如图2所示，S11、获取从上到下依次由光刻胶层、铬层、硅化钼层和石英玻璃层构成的相移掩膜基板，其中，所述光刻胶层涂布的是正化学增幅型光刻胶；

S12、对相移掩膜基板中主图形区的白区对应的光刻胶层进行一次曝光，得到一次曝光后的相移掩膜；所述一次曝光后的相移掩膜中主图形区的白区对应的光刻胶层发生光化学反应，分子链结不存在，为随显影液被去除提供基础；

S13、对一次曝光后的相移掩膜进行烘烤，得到烘烤后的相移掩膜；通过烘烤使光刻胶层发生的光化学反应更剧烈；

曝光能够激发光阻发生光化学反应，在高温烘烤下使得光化学反应更加剧烈，一次曝光的对象是正化学增幅型光刻胶，发生光化学反应的正化学增幅型光刻胶能够在显影液中软化，并可溶解在显影液中，此时一次曝光区域(主图形区中白区)对应的光刻胶层之外的光刻胶层区域，正化学增幅型光刻胶未发生光化学反应，分子链结仍存在，故不受显影影响。

S14、对烘烤后的相移掩膜进行一次显影，得到一次显影后的相移掩膜；所述一次显影后的相移掩膜的主图形区的白区对应的铬层裸露；

对烘烤后的相移掩膜进行显影，通过显影液将一次曝光区域(主图形区中白区)对应的光刻胶层中的正化学增幅型光刻胶去除，保留了边框区和主图形区中黒区对应的光刻胶层，对进行蚀刻的区域外的铬层起到保护层的作用。

S15、对一次显影后的相移掩膜进行一次蚀刻，得到一次蚀刻后的相移掩膜；所述一次蚀刻后的相移掩膜的主图形区的白区对应的石英玻璃层裸露；

对一次曝光区(主图形区中白区)对应的铬层和硅化钼层进行蚀刻，蚀刻后，主图形区中白区对应的区域仅存石英玻璃层，为芯片制作过程提供基础。

如图3所示，S16、对一次蚀刻后的相移掩膜进行一次去光阻，得到经一次生产后的相移掩膜；所述经一次生产后的相移掩膜中光未被曝光的正化学增幅型光刻胶被去除。

对一次蚀刻后的相移掩膜未曝光区域(边框区和主图形中黒区对应的光刻胶层)保留的光刻胶层进行去除后，得到的经一次生产后的相移掩膜，其边框区和主图形区中黒区对应的区域从下到上依次存有石英玻璃层、硅化钼层和铬层，且其主图形区中白区对应的区域仅存有石英玻璃层。

如图4所示，S2、利用负化学增幅型光刻胶对一次生产后的相移掩膜进行光阻涂布，得到待二次生产相移掩膜；

所述S2中待二次生产相移掩膜中主图形区的白区对应的铬层、硅化钼层，以及主图形区和边框区对应的光刻胶层均采用负化学增幅型光刻胶进行光阻涂布；

现有相移掩膜类相移掩膜的二次生产中，采用到的光阻涂布材料与一次生产中采用的光阻相同，均为正化学增幅型光刻胶，正化学增幅型光刻胶在想要对主图形区中黒区进行去铬层蚀刻前，需先去除用于保护铬层的光刻胶层。而对于正化学增幅型光刻胶，其去除需经过曝光和显影，若微尘覆盖于正化学增幅型光刻胶上，则被微尘覆盖部分的正化学型光刻胶并不存在电子束入射的情况，也不会发生光阻化学反应，微尘下方的光刻胶就不能虽显影液去除，导致铬层上残存未去除的正化学增幅型光刻胶，这在蚀刻铬层过程中，使得铬残留的缺陷无法避免；若要对铬残留蚀刻干净，则又需三次生产过程处理；但通过采用负化学增幅型光刻胶，其曝光对象则替换为了需硬化的边框区对应的光刻胶层，需蚀刻部分仅需显影即可去除负化学增幅型光刻胶，并将覆于负化学增幅型光刻胶表面的微尘随之去除，则直接避免了铬残留缺陷的发生。

三次生产处理过程对铬残留进行处理则需再次对存有铬残留的相移掩膜利用正化学增幅型光刻胶进行光阻涂布，并仅对主图形区中黒区对应区域进行三次曝光，使得三次显影和蚀刻过程仅对主图形区中黒区对应区域进行，而边框区和主图形区中白区对应区域则被分子链结未被打断的正化学增幅型光刻胶保护，主图形区中黒区对应区域经三次显影后露出硅化钼层及其上存有的铬残留缺陷，此后采用蚀刻的方法对铬残留缺陷去除，再对铬残留缺陷去除后的相移掩膜去光阻，但基于三次生产处理消除铬残留缺陷成本和时间耗费，相对于本方案采用负化学增幅型光刻胶进行二次生产的方案都要更高。

S3、对待二次生产相移掩膜进行二次生产，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜；

所述S3包括如下步骤：

如图5所示，S31、对待二次生产相移掩膜的边框区对应的光刻胶层进行二次曝光，得到二次曝光后的相移掩膜；本实施例中优选电子束对光刻胶层曝光；

对待二次生产相移掩膜的边框区对应的光刻胶层仅需二次曝光后，该区域上的负化学增幅型光刻胶分子链结更显著，形成了对其下方铬层和硅化钼层的保护层，避免受到显影和蚀刻的影响。

如图6所示，S32、对二次曝光后的相移掩膜进行二次显影，得到二次显影后的相移掩膜；

主图形区对应的光刻胶层未经曝光处理，因此能够在显影过程中随显影液将负化学增幅型光刻胶及其表面的微尘去除，避免了微尘和残留光刻胶的存在，有效防止了残留铬缺陷的发生。

如图7所示，S33、对二次显影后的相移掩膜进行二次蚀刻，得到二次蚀刻后的相移掩膜；所述二次蚀刻后的相移掩膜的黒区对应的硅化钼层裸露；

负化学增幅型光刻胶和微尘随显影液去除干净后，对二次显影后的相移掩膜中主图形区的黒区对应的铬层进行二次蚀刻，则能够在无铬残留的情况下去除主图形区黒区对应的铬层，仅保留硅化钼层，硅化钼层的穿透率为6％，而当铬残留遮挡时，因铬完全不透光，其穿透率为0，会导致实际曝光出的图形与设计图形不符，因此，硅化钼层上无铬残留时，保证了芯片产曝光时图形正确。

如图8所示，S34、对二次蚀刻后的相移掩膜进行二次去光阻，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜。

对二次蚀刻后的相移掩膜中被分子链结未被破坏的负化学增幅型光刻胶进行去光阻处理，则去光阻后的相移掩膜的边框区对应区域从下到上依次存有石英玻璃层、硅化钼层和铬层，其主图形区中白区对应区域仅存有石英玻璃层，其主图形区中黒区对应区域从下到上一次存有石英玻璃层和硅化钼层，且硅化钼层上并无铬残留缺陷。

本发明提供的一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，通过采用负化学增幅型光刻胶对相移掩膜二次生产进行光阻涂布，减少了因曝光前的微尘而引起主图形区对应的硅化钼层上存在铬残留的缺陷发生率，提高了相移掩膜的生产良品率，缩短了相移掩膜的生产时间；且由于光刻胶变为负化学增幅型光刻胶后，在二次生产过程中的二次曝光面积变小，缩短了曝光时间，增加了曝光机台输出，同时降低了成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取经一次生产后的相移掩膜；

S2、利用负化学增幅型光刻胶对一次生产后的相移掩膜进行光阻涂布，得到待二次生产相移掩膜；

S3、对待二次生产相移掩膜进行二次生产，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜。

2.根据权利要求1所述的减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，其特征在于，所述S1包括如下步骤：

S11、获取从上到下依次由光刻胶层、铬层、硅化钼层和石英玻璃层构成的相移掩膜基板，其中，所述光刻胶层涂布的是正化学增幅型光刻胶；

S12、对相移掩膜基板中主图形区的白区对应的光刻胶层进行一次曝光，得到一次曝光后的相移掩膜；

S13、对一次曝光后的相移掩膜进行烘烤，得到烘烤后的相移掩膜；

S14、对烘烤后的相移掩膜进行一次显影，得到一次显影后的相移掩膜；

S15、对一次显影后的相移掩膜进行一次蚀刻，得到一次蚀刻后的相移掩膜；

S16、对一次蚀刻后的相移掩膜进行一次去光阻，得到经一次生产后的相移掩膜。

3.根据权利要求2所述的减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，其特征在于，所述S2中待二次生产相移掩膜中主图形区的白区对应的铬层、硅化钼层，以及主图形区和边框区对应的光刻胶层均采用负化学增幅型光刻胶进行光阻涂布。

4.根据权利要求3所述的减少铬残留硬缺陷的相移掩膜制作方法，其特征在于，所述S3包括如下步骤：

S31、对待二次生产相移掩膜的边框区对应的光刻胶层进行二次曝光，得到二次曝光后的相移掩膜；

S32、对二次曝光后的相移掩膜进行二次显影，得到二次显影后的相移掩膜；

S33、对二次显影后的相移掩膜进行二次蚀刻，得到二次蚀刻后的相移掩膜；

S34、对二次蚀刻后的相移掩膜进行二次去光阻，得到基于负化学增幅型光刻胶二次生产的相移掩膜。